doc: remove obsolete references
[nasm.git] / doc / nasmdoc.src
blobfb7a9444461f53cbd8448a37b9664fbf8843e516
1 \# --------------------------------------------------------------------------
2 \#
3 \#   Copyright 1996-2016 The NASM Authors - All Rights Reserved
4 \#   See the file AUTHORS included with the NASM distribution for
5 \#   the specific copyright holders.
6 \#
7 \#   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8 \#   modification, are permitted provided that the following
9 \#   conditions are met:
11 \#   * Redistributions of source code must retain the above copyright
12 \#     notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13 \#   * Redistributions in binary form must reproduce the above
14 \#     copyright notice, this list of conditions and the following
15 \#     disclaimer in the documentation and/or other materials provided
16 \#     with the distribution.
18 \#     THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND
19 \#     CONTRIBUTORS "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES,
20 \#     INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
21 \#     MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
22 \#     DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR
23 \#     CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
24 \#     SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
25 \#     NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
26 \#     LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
27 \#     HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
28 \#     CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR
29 \#     OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE,
30 \#     EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
32 \# --------------------------------------------------------------------------
34 \# Source code to NASM documentation
37 \M{category}{Programming}
38 \M{title}{NASM - The Netwide Assembler}
39 \M{year}{1996-2016}
40 \M{author}{The NASM Development Team}
41 \M{copyright_tail}{-- All Rights Reserved}
42 \M{license}{This document is redistributable under the license given in the file "LICENSE" distributed in the NASM archive.}
43 \M{summary}{This file documents NASM, the Netwide Assembler: an assembler targetting the Intel x86 series of processors, with portable source.}
44 \M{infoname}{NASM}
45 \M{infofile}{nasm}
46 \M{infotitle}{The Netwide Assembler for x86}
47 \M{epslogo}{nasmlogo.eps}
48 \M{logoyadj}{-72}
50 \& version.src
52 \IR{-D} \c{-D} option
53 \IR{-E} \c{-E} option
54 \IR{-F} \c{-F} option
55 \IR{-I} \c{-I} option
56 \IR{-M} \c{-M} option
57 \IR{-MD} \c{-MD} option
58 \IR{-MF} \c{-MF} option
59 \IR{-MG} \c{-MG} option
60 \IR{-MP} \c{-MP} option
61 \IR{-MQ} \c{-MQ} option
62 \IR{-MT} \c{-MT} option
63 \IR{-O} \c{-O} option
64 \IR{-P} \c{-P} option
65 \IR{-U} \c{-U} option
66 \IR{-X} \c{-X} option
67 \IR{-a} \c{-a} option
68 \IR{-d} \c{-d} option
69 \IR{-e} \c{-e} option
70 \IR{-f} \c{-f} option
71 \IR{-g} \c{-g} option
72 \IR{-i} \c{-i} option
73 \IR{-l} \c{-l} option
74 \IR{-o} \c{-o} option
75 \IR{-p} \c{-p} option
76 \IR{-s} \c{-s} option
77 \IR{-u} \c{-u} option
78 \IR{-v} \c{-v} option
79 \IR{-W} \c{-W} option
80 \IR{-w} \c{-w} option
81 \IR{-y} \c{-y} option
82 \IR{-Z} \c{-Z} option
83 \IR{!=} \c{!=} operator
84 \IR{$, here} \c{$}, Here token
85 \IR{$, prefix} \c{$}, prefix
86 \IR{$$} \c{$$} token
87 \IR{%} \c{%} operator
88 \IR{%%} \c{%%} operator
89 \IR{%+1} \c{%+1} and \c{%-1} syntax
90 \IA{%-1}{%+1}
91 \IR{%0} \c{%0} parameter count
92 \IR{&} \c{&} operator
93 \IR{&&} \c{&&} operator
94 \IR{*} \c{*} operator
95 \IR{..@} \c{..@} symbol prefix
96 \IR{/} \c{/} operator
97 \IR{//} \c{//} operator
98 \IR{<} \c{<} operator
99 \IR{<<} \c{<<} operator
100 \IR{<=} \c{<=} operator
101 \IR{<>} \c{<>} operator
102 \IR{=} \c{=} operator
103 \IR{==} \c{==} operator
104 \IR{>} \c{>} operator
105 \IR{>=} \c{>=} operator
106 \IR{>>} \c{>>} operator
107 \IR{?} \c{?} MASM syntax
108 \IR{^} \c{^} operator
109 \IR{^^} \c{^^} operator
110 \IR{|} \c{|} operator
111 \IR{||} \c{||} operator
112 \IR{~} \c{~} operator
113 \IR{%$} \c{%$} and \c{%$$} prefixes
114 \IA{%$$}{%$}
115 \IR{+ opaddition} \c{+} operator, binary
116 \IR{+ opunary} \c{+} operator, unary
117 \IR{+ modifier} \c{+} modifier
118 \IR{- opsubtraction} \c{-} operator, binary
119 \IR{- opunary} \c{-} operator, unary
120 \IR{! opunary} \c{!} operator, unary
121 \IR{alignment, in bin sections} alignment, in \c{bin} sections
122 \IR{alignment, in elf sections} alignment, in \c{elf} sections
123 \IR{alignment, in win32 sections} alignment, in \c{win32} sections
124 \IR{alignment, of elf common variables} alignment, of \c{elf} common
125 variables
126 \IR{alignment, in obj sections} alignment, in \c{obj} sections
127 \IR{a.out, bsd version} \c{a.out}, BSD version
128 \IR{a.out, linux version} \c{a.out}, Linux version
129 \IR{autoconf} Autoconf
130 \IR{bin} bin
131 \IR{bitwise and} bitwise AND
132 \IR{bitwise or} bitwise OR
133 \IR{bitwise xor} bitwise XOR
134 \IR{block ifs} block IFs
135 \IR{borland pascal} Borland, Pascal
136 \IR{borland's win32 compilers} Borland, Win32 compilers
137 \IR{braces, after % sign} braces, after \c{%} sign
138 \IR{bsd} BSD
139 \IR{c calling convention} C calling convention
140 \IR{c symbol names} C symbol names
141 \IA{critical expressions}{critical expression}
142 \IA{command line}{command-line}
143 \IA{case sensitivity}{case sensitive}
144 \IA{case-sensitive}{case sensitive}
145 \IA{case-insensitive}{case sensitive}
146 \IA{character constants}{character constant}
147 \IR{codeview} CodeView debugging format
148 \IR{common object file format} Common Object File Format
149 \IR{common variables, alignment in elf} common variables, alignment
150 in \c{elf}
151 \IR{common, elf extensions to} \c{COMMON}, \c{elf} extensions to
152 \IR{common, obj extensions to} \c{COMMON}, \c{obj} extensions to
153 \IR{declaring structure} declaring structures
154 \IR{default-wrt mechanism} default-\c{WRT} mechanism
155 \IR{devpac} DevPac
156 \IR{djgpp} DJGPP
157 \IR{dll symbols, exporting} DLL symbols, exporting
158 \IR{dll symbols, importing} DLL symbols, importing
159 \IR{dos} DOS
160 \IR{dos archive} DOS archive
161 \IR{dos source archive} DOS source archive
162 \IA{effective address}{effective addresses}
163 \IA{effective-address}{effective addresses}
164 \IR{elf} ELF
165 \IR{elf, 16-bit code and} ELF, 16-bit code and
166 \IR{elf shared libraries} ELF, shared libraries
167 \IR{elf32} \c{elf32}
168 \IR{elf64} \c{elf64}
169 \IR{elfx32} \c{elfx32}
170 \IR{executable and linkable format} Executable and Linkable Format
171 \IR{extern, obj extensions to} \c{EXTERN}, \c{obj} extensions to
172 \IR{extern, rdf extensions to} \c{EXTERN}, \c{rdf} extensions to
173 \IR{floating-point, constants} floating-point, constants
174 \IR{floating-point, packed bcd constants} floating-point, packed BCD constants
175 \IR{freebsd} FreeBSD
176 \IR{freelink} FreeLink
177 \IR{functions, c calling convention} functions, C calling convention
178 \IR{functions, pascal calling convention} functions, Pascal calling
179 convention
180 \IR{global, aoutb extensions to} \c{GLOBAL}, \c{aoutb} extensions to
181 \IR{global, elf extensions to} \c{GLOBAL}, \c{elf} extensions to
182 \IR{global, rdf extensions to} \c{GLOBAL}, \c{rdf} extensions to
183 \IR{got} GOT
184 \IR{got relocations} \c{GOT} relocations
185 \IR{gotoff relocation} \c{GOTOFF} relocations
186 \IR{gotpc relocation} \c{GOTPC} relocations
187 \IR{intel number formats} Intel number formats
188 \IR{linux, elf} Linux, ELF
189 \IR{linux, a.out} Linux, \c{a.out}
190 \IR{linux, as86} Linux, \c{as86}
191 \IR{logical and} logical AND
192 \IR{logical or} logical OR
193 \IR{logical xor} logical XOR
194 \IR{mach object file format} Mach, object file format
195 \IA{mach-o}{macho}
196 \IR{mach-o} Mach-O, object file format
197 \IR{macho32} \c{macho32}
198 \IR{macho64} \c{macho64}
199 \IR{macos x} MacOS X
200 \IR{masm} MASM
201 \IA{memory reference}{memory references}
202 \IR{minix} Minix
203 \IA{misc directory}{misc subdirectory}
204 \IR{misc subdirectory} \c{misc} subdirectory
205 \IR{microsoft omf} Microsoft OMF
206 \IR{mmx registers} MMX registers
207 \IA{modr/m}{modr/m byte}
208 \IR{modr/m byte} ModR/M byte
209 \IR{ms-dos} MS-DOS
210 \IR{ms-dos device drivers} MS-DOS device drivers
211 \IR{multipush} \c{multipush} macro
212 \IR{nan} NaN
213 \IR{nasm version} NASM version
214 \IR{netbsd} NetBSD
215 \IR{omf} OMF
216 \IR{openbsd} OpenBSD
217 \IR{operating system} operating system
218 \IR{os/2} OS/2
219 \IR{pascal calling convention}Pascal calling convention
220 \IR{passes} passes, assembly
221 \IR{perl} Perl
222 \IR{pic} PIC
223 \IR{pharlap} PharLap
224 \IR{plt} PLT
225 \IR{plt} \c{PLT} relocations
226 \IA{pre-defining macros}{pre-define}
227 \IA{preprocessor expressions}{preprocessor, expressions}
228 \IA{preprocessor loops}{preprocessor, loops}
229 \IA{preprocessor variables}{preprocessor, variables}
230 \IA{rdoff subdirectory}{rdoff}
231 \IR{rdoff} \c{rdoff} subdirectory
232 \IR{relocatable dynamic object file format} Relocatable Dynamic
233 Object File Format
234 \IR{relocations, pic-specific} relocations, PIC-specific
235 \IA{repeating}{repeating code}
236 \IR{section alignment, in elf} section alignment, in \c{elf}
237 \IR{section alignment, in bin} section alignment, in \c{bin}
238 \IR{section alignment, in obj} section alignment, in \c{obj}
239 \IR{section alignment, in win32} section alignment, in \c{win32}
240 \IR{section, elf extensions to} \c{SECTION}, \c{elf} extensions to
241 \IR{section, macho extensions to} \c{SECTION}, \c{macho} extensions to
242 \IR{section, win32 extensions to} \c{SECTION}, \c{win32} extensions to
243 \IR{segment alignment, in bin} segment alignment, in \c{bin}
244 \IR{segment alignment, in obj} segment alignment, in \c{obj}
245 \IR{segment, obj extensions to} \c{SEGMENT}, \c{elf} extensions to
246 \IR{segment names, borland pascal} segment names, Borland Pascal
247 \IR{shift command} \c{shift} command
248 \IA{sib}{sib byte}
249 \IR{sib byte} SIB byte
250 \IR{align, smart} \c{ALIGN}, smart
251 \IA{sectalign}{sectalign}
252 \IR{solaris x86} Solaris x86
253 \IA{standard section names}{standardized section names}
254 \IR{symbols, exporting from dlls} symbols, exporting from DLLs
255 \IR{symbols, importing from dlls} symbols, importing from DLLs
256 \IR{test subdirectory} \c{test} subdirectory
257 \IR{tlink} \c{TLINK}
258 \IR{underscore, in c symbols} underscore, in C symbols
259 \IR{unicode} Unicode
260 \IR{unix} Unix
261 \IR{utf-8} UTF-8
262 \IR{utf-16} UTF-16
263 \IR{utf-32} UTF-32
264 \IA{sco unix}{unix, sco}
265 \IR{unix, sco} Unix, SCO
266 \IA{unix source archive}{unix, source archive}
267 \IR{unix, source archive} Unix, source archive
268 \IA{unix system v}{unix, system v}
269 \IR{unix, system v} Unix, System V
270 \IR{unixware} UnixWare
271 \IR{val} VAL
272 \IR{version number of nasm} version number of NASM
273 \IR{visual c++} Visual C++
274 \IR{www page} WWW page
275 \IR{win32} Win32
276 \IR{win32} Win64
277 \IR{windows} Windows
278 \IR{windows 95} Windows 95
279 \IR{windows nt} Windows NT
280 \# \IC{program entry point}{entry point, program}
281 \# \IC{program entry point}{start point, program}
282 \# \IC{MS-DOS device drivers}{device drivers, MS-DOS}
283 \# \IC{16-bit mode, versus 32-bit mode}{32-bit mode, versus 16-bit mode}
284 \# \IC{c symbol names}{symbol names, in C}
287 \C{intro} Introduction
289 \H{whatsnasm} What Is NASM?
291 The Netwide Assembler, NASM, is an 80x86 and x86-64 assembler designed
292 for portability and modularity. It supports a range of object file
293 formats, including Linux and \c{*BSD} \c{a.out}, \c{ELF}, \c{COFF},
294 \c{Mach-O}, Microsoft 16-bit \c{OBJ}, \c{Win32} and \c{Win64}. It will
295 also output plain binary files. Its syntax is designed to be simple
296 and easy to understand, similar to Intel's but less complex. It
297 supports all currently known x86 architectural extensions, and has
298 strong support for macros.
301 \S{yaasm} Why Yet Another Assembler?
303 The Netwide Assembler grew out of an idea on \i\c{comp.lang.asm.x86}
304 (or possibly \i\c{alt.lang.asm} - I forget which), which was
305 essentially that there didn't seem to be a good \e{free} x86-series
306 assembler around, and that maybe someone ought to write one.
308 \b \i\c{a86} is good, but not free, and in particular you don't get any
309 32-bit capability until you pay. It's DOS only, too.
311 \b \i\c{gas} is free, and ports over to DOS and Unix, but it's not
312 very good, since it's designed to be a back end to \i\c{gcc}, which
313 always feeds it correct code. So its error checking is minimal. Also,
314 its syntax is horrible, from the point of view of anyone trying to
315 actually \e{write} anything in it. Plus you can't write 16-bit code in
316 it (properly.)
318 \b \i\c{as86} is specific to Minix and Linux, and (my version at least)
319 doesn't seem to have much (or any) documentation.
321 \b \i\c{MASM} isn't very good, and it's (was) expensive, and it runs only under
322 DOS.
324 \b \i\c{TASM} is better, but still strives for MASM compatibility,
325 which means millions of directives and tons of red tape. And its syntax
326 is essentially MASM's, with the contradictions and quirks that
327 entails (although it sorts out some of those by means of Ideal mode.)
328 It's expensive too. And it's DOS-only.
330 So here, for your coding pleasure, is NASM. At present it's
331 still in prototype stage - we don't promise that it can outperform
332 any of these assemblers. But please, \e{please} send us bug reports,
333 fixes, helpful information, and anything else you can get your hands
334 on (and thanks to the many people who've done this already! You all
335 know who you are), and we'll improve it out of all recognition.
336 Again.
339 \S{legal} \i{License} Conditions
341 Please see the file \c{LICENSE}, supplied as part of any NASM
342 distribution archive, for the license conditions under which you may
343 use NASM.  NASM is now under the so-called 2-clause BSD license, also
344 known as the simplified BSD license.
346 Copyright 1996-2016 the NASM Authors - All rights reserved.
348 Redistribution and use in source and binary forms, with or without
349 modification, are permitted provided that the following conditions are
350 met:
352 \b Redistributions of source code must retain the above copyright
353 notice, this list of conditions and the following disclaimer.
355 \b Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
356 notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
357 documentation and/or other materials provided with the distribution.
358       
359 THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND
360 CONTRIBUTORS "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES,
361 INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
362 MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
363 DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR
364 CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
365 SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
366 NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
367 LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
368 HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
369 CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR
370 OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE,
371 EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
374 \H{contact} Contact Information
376 The current version of NASM (since about 0.98.08) is maintained by a
377 team of developers, accessible through the \c{nasm-devel} mailing list
378 (see below for the link).
379 If you want to report a bug, please read \k{bugs} first.
381 NASM has a \i{website} at
382 \W{http://www.nasm.us/}\c{http://www.nasm.us/}. If it's not there,
383 google for us!
385 \i{New releases}, \i{release candidates}, and \I{snapshots, daily
386 development}\i{daily development snapshots} of NASM are available from
387 the official web site.
389 If you want information about the current development status, please
390 subscribe to the \i\c{nasm-devel} email list; see link from the
391 website.
394 \H{install} Installation
396 \S{instdos} \i{Installing} NASM under MS-\i{DOS} or Windows
398 Once you've obtained the appropriate archive for NASM,
399 \i\c{nasm-XXX-dos.zip} or \i\c{nasm-XXX-win32.zip} (where \c{XXX}
400 denotes the version number of NASM contained in the archive), unpack
401 it into its own directory (for example \c{c:\\nasm}).
403 The archive will contain a set of executable files: the NASM
404 executable file \i\c{nasm.exe}, the NDISASM executable file
405 \i\c{ndisasm.exe}, and possibly additional utilities to handle the
406 RDOFF file format.
408 The only file NASM needs to run is its own executable, so copy
409 \c{nasm.exe} to a directory on your PATH, or alternatively edit
410 \i\c{autoexec.bat} to add the \c{nasm} directory to your
411 \i\c{PATH} (to do that under Windows XP, go to Start > Control Panel >
412 System > Advanced > Environment Variables; these instructions may work
413 under other versions of Windows as well.)
415 That's it - NASM is installed. You don't need the nasm directory
416 to be present to run NASM (unless you've added it to your \c{PATH}),
417 so you can delete it if you need to save space; however, you may
418 want to keep the documentation or test programs.
420 If you've downloaded the \i{DOS source archive}, \i\c{nasm-XXX.zip},
421 the \c{nasm} directory will also contain the full NASM \i{source
422 code}, and a selection of \i{Makefiles} you can (hopefully) use to
423 rebuild your copy of NASM from scratch.  See the file \c{INSTALL} in
424 the source archive.
426 Note that a number of files are generated from other files by Perl
427 scripts.  Although the NASM source distribution includes these
428 generated files, you will need to rebuild them (and hence, will need a
429 Perl interpreter) if you change insns.dat, standard.mac or the
430 documentation. It is possible future source distributions may not
431 include these files at all. Ports of \i{Perl} for a variety of
432 platforms, including DOS and Windows, are available from
433 \W{http://www.cpan.org/ports/}\i{www.cpan.org}.
436 \S{instdos} Installing NASM under \i{Unix}
438 Once you've obtained the \i{Unix source archive} for NASM,
439 \i\c{nasm-XXX.tar.gz} (where \c{XXX} denotes the version number of
440 NASM contained in the archive), unpack it into a directory such
441 as \c{/usr/local/src}. The archive, when unpacked, will create its
442 own subdirectory \c{nasm-XXX}.
444 NASM is an \I{Autoconf}\I\c{configure}auto-configuring package: once
445 you've unpacked it, \c{cd} to the directory it's been unpacked into
446 and type \c{./configure}. This shell script will find the best C
447 compiler to use for building NASM and set up \i{Makefiles}
448 accordingly.
450 Once NASM has auto-configured, you can type \i\c{make} to build the
451 \c{nasm} and \c{ndisasm} binaries, and then \c{make install} to
452 install them in \c{/usr/local/bin} and install the \i{man pages}
453 \i\c{nasm.1} and \i\c{ndisasm.1} in \c{/usr/local/man/man1}.
454 Alternatively, you can give options such as \c{--prefix} to the
455 configure script (see the file \i\c{INSTALL} for more details), or
456 install the programs yourself.
458 NASM also comes with a set of utilities for handling the \c{RDOFF}
459 custom object-file format, which are in the \i\c{rdoff} subdirectory
460 of the NASM archive. You can build these with \c{make rdf} and
461 install them with \c{make rdf_install}, if you want them.
464 \C{running} Running NASM
466 \H{syntax} NASM \i{Command-Line} Syntax
468 To assemble a file, you issue a command of the form
470 \c nasm -f <format> <filename> [-o <output>]
472 For example,
474 \c nasm -f elf myfile.asm
476 will assemble \c{myfile.asm} into an \c{ELF} object file \c{myfile.o}. And
478 \c nasm -f bin myfile.asm -o myfile.com
480 will assemble \c{myfile.asm} into a raw binary file \c{myfile.com}.
482 To produce a listing file, with the hex codes output from NASM
483 displayed on the left of the original sources, use the \c{-l} option
484 to give a listing file name, for example:
486 \c nasm -f coff myfile.asm -l myfile.lst
488 To get further usage instructions from NASM, try typing
490 \c nasm -h
492 As \c{-hf}, this will also list the available output file formats, and what they
493 are.
495 If you use Linux but aren't sure whether your system is \c{a.out}
496 or \c{ELF}, type
498 \c file nasm
500 (in the directory in which you put the NASM binary when you
501 installed it). If it says something like
503 \c nasm: ELF 32-bit LSB executable i386 (386 and up) Version 1
505 then your system is \c{ELF}, and you should use the option \c{-f elf}
506 when you want NASM to produce Linux object files. If it says
508 \c nasm: Linux/i386 demand-paged executable (QMAGIC)
510 or something similar, your system is \c{a.out}, and you should use
511 \c{-f aout} instead (Linux \c{a.out} systems have long been obsolete,
512 and are rare these days.)
514 Like Unix compilers and assemblers, NASM is silent unless it
515 goes wrong: you won't see any output at all, unless it gives error
516 messages.
519 \S{opt-o} The \i\c{-o} Option: Specifying the Output File Name
521 NASM will normally choose the name of your output file for you;
522 precisely how it does this is dependent on the object file format.
523 For Microsoft object file formats (\c{obj}, \c{win32} and \c{win64}),
524 it will remove the \c{.asm} \i{extension} (or whatever extension you
525 like to use - NASM doesn't care) from your source file name and
526 substitute \c{.obj}. For Unix object file formats (\c{aout}, \c{as86},
527 \c{coff}, \c{elf32}, \c{elf64}, \c{elfx32}, \c{ieee}, \c{macho32} and
528 \c{macho64}) it will substitute \c{.o}. For \c{dbg}, \c{rdf}, \c{ith}
529 and \c{srec}, it will use \c{.dbg}, \c{.rdf}, \c{.ith} and \c{.srec},
530 respectively, and for the \c{bin} format it will simply remove the
531 extension, so that \c{myfile.asm} produces the output file \c{myfile}.
533 If the output file already exists, NASM will overwrite it, unless it
534 has the same name as the input file, in which case it will give a
535 warning and use \i\c{nasm.out} as the output file name instead.
537 For situations in which this behaviour is unacceptable, NASM
538 provides the \c{-o} command-line option, which allows you to specify
539 your desired output file name. You invoke \c{-o} by following it
540 with the name you wish for the output file, either with or without
541 an intervening space. For example:
543 \c nasm -f bin program.asm -o program.com
544 \c nasm -f bin driver.asm -odriver.sys
546 Note that this is a small o, and is different from a capital O , which
547 is used to specify the number of optimisation passes required. See \k{opt-O}.
550 \S{opt-f} The \i\c{-f} Option: Specifying the \i{Output File Format}
552 If you do not supply the \c{-f} option to NASM, it will choose an
553 output file format for you itself. In the distribution versions of
554 NASM, the default is always \i\c{bin}; if you've compiled your own
555 copy of NASM, you can redefine \i\c{OF_DEFAULT} at compile time and
556 choose what you want the default to be.
558 Like \c{-o}, the intervening space between \c{-f} and the output
559 file format is optional; so \c{-f elf} and \c{-felf} are both valid.
561 A complete list of the available output file formats can be given by
562 issuing the command \i\c{nasm -hf}.
565 \S{opt-l} The \i\c{-l} Option: Generating a \i{Listing File}
567 If you supply the \c{-l} option to NASM, followed (with the usual
568 optional space) by a file name, NASM will generate a
569 \i{source-listing file} for you, in which addresses and generated
570 code are listed on the left, and the actual source code, with
571 expansions of multi-line macros (except those which specifically
572 request no expansion in source listings: see \k{nolist}) on the
573 right. For example:
575 \c nasm -f elf myfile.asm -l myfile.lst
577 If a list file is selected, you may turn off listing for a
578 section of your source with \c{[list -]}, and turn it back on
579 with \c{[list +]}, (the default, obviously). There is no "user
580 form" (without the brackets). This can be used to list only
581 sections of interest, avoiding excessively long listings.
584 \S{opt-M} The \i\c{-M} Option: Generate \i{Makefile Dependencies}
586 This option can be used to generate makefile dependencies on stdout.
587 This can be redirected to a file for further processing. For example:
589 \c nasm -M myfile.asm > myfile.dep
592 \S{opt-MG} The \i\c{-MG} Option: Generate \i{Makefile Dependencies}
594 This option can be used to generate makefile dependencies on stdout.
595 This differs from the \c{-M} option in that if a nonexisting file is
596 encountered, it is assumed to be a generated file and is added to the
597 dependency list without a prefix.
600 \S{opt-MF} The \i\c\{-MF} Option: Set Makefile Dependency File
602 This option can be used with the \c{-M} or \c{-MG} options to send the
603 output to a file, rather than to stdout.  For example:
605 \c nasm -M -MF myfile.dep myfile.asm
608 \S{opt-MD} The \i\c{-MD} Option: Assemble and Generate Dependencies
610 The \c{-MD} option acts as the combination of the \c{-M} and \c{-MF}
611 options (i.e. a filename has to be specified.)  However, unlike the
612 \c{-M} or \c{-MG} options, \c{-MD} does \e{not} inhibit the normal
613 operation of the assembler.  Use this to automatically generate
614 updated dependencies with every assembly session.  For example:
616 \c nasm -f elf -o myfile.o -MD myfile.dep myfile.asm
619 \S{opt-MT} The \i\c{-MT} Option: Dependency Target Name
621 The \c{-MT} option can be used to override the default name of the
622 dependency target.  This is normally the same as the output filename,
623 specified by the \c{-o} option.
626 \S{opt-MQ} The \i\c{-MQ} Option: Dependency Target Name (Quoted)
628 The \c{-MQ} option acts as the \c{-MT} option, except it tries to
629 quote characters that have special meaning in Makefile syntax.  This
630 is not foolproof, as not all characters with special meaning are
631 quotable in Make.  The default output (if no \c{-MT} or \c{-MQ} option
632 is specified) is automatically quoted.
635 \S{opt-MP} The \i\c{-MP} Option: Emit phony targets
637 When used with any of the dependency generation options, the \c{-MP}
638 option causes NASM to emit a phony target without dependencies for
639 each header file.  This prevents Make from complaining if a header
640 file has been removed.
643 \S{opt-F} The \i\c{-F} Option: Selecting a \i{Debug Information Format}
645 This option is used to select the format of the debug information
646 emitted into the output file, to be used by a debugger (or \e{will}
647 be). Prior to version 2.03.01, the use of this switch did \e{not} enable
648 output of the selected debug info format.  Use \c{-g}, see \k{opt-g},
649 to enable output.  Versions 2.03.01 and later automatically enable \c{-g}
650 if \c{-F} is specified.
652 A complete list of the available debug file formats for an output
653 format can be seen by issuing the command \c{nasm -f <format> -y}.  Not
654 all output formats currently support debugging output.  See \k{opt-y}.
656 This should not be confused with the \c{-f dbg} output format option which
657 is not built into NASM by default. For information on how
658 to enable it when building from the sources, see \k{dbgfmt}.
661 \S{opt-g} The \i\c{-g} Option: Enabling \i{Debug Information}.
663 This option can be used to generate debugging information in the specified
664 format. See \k{opt-F}. Using \c{-g} without \c{-F} results in emitting
665 debug info in the default format, if any, for the selected output format.
666 If no debug information is currently implemented in the selected output
667 format, \c{-g} is \e{silently ignored}.
670 \S{opt-X} The \i\c{-X} Option: Selecting an \i{Error Reporting Format}
672 This option can be used to select an error reporting format for any
673 error messages that might be produced by NASM.
675 Currently, two error reporting formats may be selected.  They are
676 the \c{-Xvc} option and the \c{-Xgnu} option.  The GNU format is
677 the default and looks like this:
679 \c filename.asm:65: error: specific error message
681 where \c{filename.asm} is the name of the source file in which the
682 error was detected, \c{65} is the source file line number on which
683 the error was detected, \c{error} is the severity of the error (this
684 could be \c{warning}), and \c{specific error message} is a more
685 detailed text message which should help pinpoint the exact problem.
687 The other format, specified by \c{-Xvc} is the style used by Microsoft
688 Visual C++ and some other programs.  It looks like this:
690 \c filename.asm(65) : error: specific error message
692 where the only difference is that the line number is in parentheses
693 instead of being delimited by colons.
695 See also the \c{Visual C++} output format, \k{win32fmt}.
697 \S{opt-Z} The \i\c{-Z} Option: Send Errors to a File
699 Under \I{DOS}\c{MS-DOS} it can be difficult (though there are ways) to
700 redirect the standard-error output of a program to a file. Since
701 NASM usually produces its warning and \i{error messages} on
702 \i\c{stderr}, this can make it hard to capture the errors if (for
703 example) you want to load them into an editor.
705 NASM therefore provides the \c{-Z} option, taking a filename argument
706 which causes errors to be sent to the specified files rather than
707 standard error. Therefore you can \I{redirecting errors}redirect
708 the errors into a file by typing
710 \c nasm -Z myfile.err -f obj myfile.asm
712 In earlier versions of NASM, this option was called \c{-E}, but it was
713 changed since \c{-E} is an option conventionally used for
714 preprocessing only, with disastrous results.  See \k{opt-E}.
716 \S{opt-s} The \i\c{-s} Option: Send Errors to \i\c{stdout}
718 The \c{-s} option redirects \i{error messages} to \c{stdout} rather
719 than \c{stderr}, so it can be redirected under \I{DOS}\c{MS-DOS}. To
720 assemble the file \c{myfile.asm} and pipe its output to the \c{more}
721 program, you can type:
723 \c nasm -s -f obj myfile.asm | more
725 See also the \c{-Z} option, \k{opt-Z}.
728 \S{opt-i} The \i\c{-i}\I\c{-I} Option: Include File Search Directories
730 When NASM sees the \i\c{%include} or \i\c{%pathsearch} directive in a
731 source file (see \k{include}, \k{pathsearch} or \k{incbin}), it will
732 search for the given file not only in the current directory, but also
733 in any directories specified on the command line by the use of the
734 \c{-i} option. Therefore you can include files from a \i{macro
735 library}, for example, by typing
737 \c nasm -ic:\macrolib\ -f obj myfile.asm
739 (As usual, a space between \c{-i} and the path name is allowed, and
740 optional).
742 NASM, in the interests of complete source-code portability, does not
743 understand the file naming conventions of the OS it is running on;
744 the string you provide as an argument to the \c{-i} option will be
745 prepended exactly as written to the name of the include file.
746 Therefore the trailing backslash in the above example is necessary.
747 Under Unix, a trailing forward slash is similarly necessary.
749 (You can use this to your advantage, if you're really \i{perverse},
750 by noting that the option \c{-ifoo} will cause \c{%include "bar.i"}
751 to search for the file \c{foobar.i}...)
753 If you want to define a \e{standard} \i{include search path},
754 similar to \c{/usr/include} on Unix systems, you should place one or
755 more \c{-i} directives in the \c{NASMENV} environment variable (see
756 \k{nasmenv}).
758 For Makefile compatibility with many C compilers, this option can also
759 be specified as \c{-I}.
762 \S{opt-p} The \i\c{-p}\I\c{-P} Option: \I{pre-including files}Pre-Include a File
764 \I\c{%include}NASM allows you to specify files to be
765 \e{pre-included} into your source file, by the use of the \c{-p}
766 option. So running
768 \c nasm myfile.asm -p myinc.inc
770 is equivalent to running \c{nasm myfile.asm} and placing the
771 directive \c{%include "myinc.inc"} at the start of the file.
773 For consistency with the \c{-I}, \c{-D} and \c{-U} options, this
774 option can also be specified as \c{-P}.
777 \S{opt-d} The \i\c{-d}\I\c{-D} Option: \I{pre-defining macros}Pre-Define a Macro
779 \I\c{%define}Just as the \c{-p} option gives an alternative to placing
780 \c{%include} directives at the start of a source file, the \c{-d}
781 option gives an alternative to placing a \c{%define} directive. You
782 could code
784 \c nasm myfile.asm -dFOO=100
786 as an alternative to placing the directive
788 \c %define FOO 100
790 at the start of the file. You can miss off the macro value, as well:
791 the option \c{-dFOO} is equivalent to coding \c{%define FOO}. This
792 form of the directive may be useful for selecting \i{assembly-time
793 options} which are then tested using \c{%ifdef}, for example
794 \c{-dDEBUG}.
796 For Makefile compatibility with many C compilers, this option can also
797 be specified as \c{-D}.
800 \S{opt-u} The \i\c{-u}\I\c{-U} Option: \I{Undefining macros}Undefine a Macro
802 \I\c{%undef}The \c{-u} option undefines a macro that would otherwise
803 have been pre-defined, either automatically or by a \c{-p} or \c{-d}
804 option specified earlier on the command lines.
806 For example, the following command line:
808 \c nasm myfile.asm -dFOO=100 -uFOO
810 would result in \c{FOO} \e{not} being a predefined macro in the
811 program. This is useful to override options specified at a different
812 point in a Makefile.
814 For Makefile compatibility with many C compilers, this option can also
815 be specified as \c{-U}.
818 \S{opt-E} The \i\c{-E}\I{-e} Option: Preprocess Only
820 NASM allows the \i{preprocessor} to be run on its own, up to a
821 point. Using the \c{-E} option (which requires no arguments) will
822 cause NASM to preprocess its input file, expand all the macro
823 references, remove all the comments and preprocessor directives, and
824 print the resulting file on standard output (or save it to a file,
825 if the \c{-o} option is also used).
827 This option cannot be applied to programs which require the
828 preprocessor to evaluate \I{preprocessor expressions}\i{expressions}
829 which depend on the values of symbols: so code such as
831 \c %assign tablesize ($-tablestart)
833 will cause an error in \i{preprocess-only mode}.
835 For compatiblity with older version of NASM, this option can also be
836 written \c{-e}.  \c{-E} in older versions of NASM was the equivalent
837 of the current \c{-Z} option, \k{opt-Z}.
839 \S{opt-a} The \i\c{-a} Option: Don't Preprocess At All
841 If NASM is being used as the back end to a compiler, it might be
842 desirable to \I{suppressing preprocessing}suppress preprocessing
843 completely and assume the compiler has already done it, to save time
844 and increase compilation speeds. The \c{-a} option, requiring no
845 argument, instructs NASM to replace its powerful \i{preprocessor}
846 with a \i{stub preprocessor} which does nothing.
849 \S{opt-O} The \i\c{-O} Option: Specifying \i{Multipass Optimization}
851 Using the \c{-O} option, you can tell NASM to carry out different
852 levels of optimization.  The syntax is:
854 \b \c{-O0}: No optimization. All operands take their long forms,
855         if a short form is not specified, except conditional jumps.
856         This is intended to match NASM 0.98 behavior.
858 \b \c{-O1}: Minimal optimization. As above, but immediate operands
859         which will fit in a signed byte are optimized,
860         unless the long form is specified.  Conditional jumps default
861         to the long form unless otherwise specified.
863 \b \c{-Ox} (where \c{x} is the actual letter \c{x}): Multipass optimization.
864         Minimize branch offsets and signed immediate bytes,
865         overriding size specification unless the \c{strict} keyword
866         has been used (see \k{strict}).  For compatibility with earlier
867         releases, the letter \c{x} may also be any number greater than
868         one. This number has no effect on the actual number of passes.
870 The \c{-Ox} mode is recommended for most uses, and is the default
871 since NASM 2.09.
873 Note that this is a capital \c{O}, and is different from a small \c{o}, which
874 is used to specify the output file name. See \k{opt-o}.
877 \S{opt-t} The \i\c{-t} Option: Enable TASM Compatibility Mode
879 NASM includes a limited form of compatibility with Borland's \i\c{TASM}.
880 When NASM's \c{-t} option is used, the following changes are made:
882 \b local labels may be prefixed with \c{@@} instead of \c{.}
884 \b size override is supported within brackets. In TASM compatible mode,
885 a size override inside square brackets changes the size of the operand,
886 and not the address type of the operand as it does in NASM syntax. E.g.
887 \c{mov eax,[DWORD val]} is valid syntax in TASM compatibility mode.
888 Note that you lose the ability to override the default address type for
889 the instruction.
891 \b unprefixed forms of some directives supported (\c{arg}, \c{elif},
892 \c{else}, \c{endif}, \c{if}, \c{ifdef}, \c{ifdifi}, \c{ifndef},
893 \c{include}, \c{local})
895 \S{opt-w} The \i\c{-w} and \i\c{-W} Options: Enable or Disable Assembly \i{Warnings}
897 NASM can observe many conditions during the course of assembly which
898 are worth mentioning to the user, but not a sufficiently severe
899 error to justify NASM refusing to generate an output file. These
900 conditions are reported like errors, but come up with the word
901 `warning' before the message. Warnings do not prevent NASM from
902 generating an output file and returning a success status to the
903 operating system.
905 Some conditions are even less severe than that: they are only
906 sometimes worth mentioning to the user. Therefore NASM supports the
907 \c{-w} command-line option, which enables or disables certain
908 classes of assembly warning. Such warning classes are described by a
909 name, for example \c{orphan-labels}; you can enable warnings of
910 this class by the command-line option \c{-w+orphan-labels} and
911 disable it by \c{-w-orphan-labels}.
913 The \i{suppressible warning} classes are:
915 \b \i\c{macro-params} covers warnings about \i{multi-line macros}
916 being invoked with the wrong number of parameters. This warning
917 class is enabled by default; see \k{mlmacover} for an example of why
918 you might want to disable it.
920 \b \i\c{macro-selfref} warns if a macro references itself. This
921 warning class is disabled by default.
923 \b\i\c{macro-defaults} warns when a macro has more default
924 parameters than optional parameters. This warning class
925 is enabled by default; see \k{mlmacdef} for why you might want to disable it.
927 \b \i\c{orphan-labels} covers warnings about source lines which
928 contain no instruction but define a label without a trailing colon.
929 NASM warns about this somewhat obscure condition by default;
930 see \k{syntax} for more information.
932 \b \i\c{number-overflow} covers warnings about numeric constants which
933 don't fit in 64 bits. This warning class is enabled by default.
935 \b \i\c{gnu-elf-extensions} warns if 8-bit or 16-bit relocations
936 are used in \c{-f elf} format. The GNU extensions allow this.
937 This warning class is disabled by default.
939 \b \i\c{float-overflow} warns about floating point overflow.
940 Enabled by default.
942 \b \i\c{float-denorm} warns about floating point denormals.
943 Disabled by default.
945 \b \i\c{float-underflow} warns about floating point underflow.
946 Disabled by default.
948 \b \i\c{float-toolong} warns about too many digits in floating-point numbers.
949 Enabled by default.
951 \b \i\c{user} controls \c{%warning} directives (see \k{pperror}).
952 Enabled by default.
954 \b \i\c{lock} warns about \c{LOCK} prefixes on unlockable instructions.
955 Enabled by default.
957 \b \i\c{hle} warns about invalid use of the HLE \c{XACQUIRE} or \c{XRELEASE}
958 prefixes.
959 Enabled by default.
961 \b \i\c{bnd} warns about ineffective use of the \c{BND} prefix when a relaxed
962 form of jmp instruction becomes jmp short form.
963 Enabled by default.
965 \b \i\c{zext-reloc} warns that a relocation has been zero-extended due
966 to limitations in the output format.
968 \b \i\c\{ptr} warns about keywords used in other assemblers that might
969 indicate a mistake in the source code.  Currently only the MASM
970 \c{PTR} keyword is recognized.
972 \b \i\c{error} causes warnings to be treated as errors.  Disabled by
973 default.
975 \b \i\c{all} is an alias for \e{all} suppressible warning classes (not
976 including \c{error}).  Thus, \c{-w+all} enables all available warnings.
978 In addition, you can control warnings in the source code itself, using
979 the \i\c{[warning]} directive.
980 Warning classes may be enabled with \i\c{[warning +warning-name]},
981 disabled with \i\c{[warning -warning-name]} or reset to their
982 original value with \i\c{[warning *warning-name]}. No "user form"
983 (without the brackets) exists.
985 Since version 2.00, NASM has also supported the gcc-like syntax
986 \c{-Wwarning} and \c{-Wno-warning} instead of \c{-w+warning} and
987 \c{-w-warning}, respectively.
990 \S{opt-v} The \i\c{-v} Option: Display \i{Version} Info
992 Typing \c{NASM -v} will display the version of NASM which you are using,
993 and the date on which it was compiled.
995 You will need the version number if you report a bug.
997 For command-line compatibility with Yasm, the form \i\c{--v} is also
998 accepted for this option starting in NASM version 2.11.05.
1000 \S{opt-y} The \i\c{-y} Option: Display Available Debug Info Formats
1002 Typing \c{nasm -f <option> -y} will display a list of the available
1003 debug info formats for the given output format. The default format
1004 is indicated by an asterisk. For example:
1006 \c nasm -f elf -y
1008 \c valid debug formats for 'elf32' output format are
1009 \c   ('*' denotes default):
1010 \c   * stabs     ELF32 (i386) stabs debug format for Linux
1011 \c     dwarf     elf32 (i386) dwarf debug format for Linux
1014 \S{opt-pfix} The \i\c{--prefix} and \i\c{--postfix} Options.
1016 The \c{--prefix} and \c{--postfix} options prepend or append
1017 (respectively) the given argument to all \c{global} or
1018 \c{extern} variables. E.g. \c{--prefix _} will prepend the
1019 underscore to all global and external variables, as C requires it in
1020 some, but not all, system calling conventions.
1023 \S{nasmenv} The \i\c{NASMENV} \i{Environment} Variable
1025 If you define an environment variable called \c{NASMENV}, the program
1026 will interpret it as a list of extra command-line options, which are
1027 processed before the real command line. You can use this to define
1028 standard search directories for include files, by putting \c{-i}
1029 options in the \c{NASMENV} variable.
1031 The value of the variable is split up at white space, so that the
1032 value \c{-s -ic:\\nasmlib\\} will be treated as two separate options.
1033 However, that means that the value \c{-dNAME="my name"} won't do
1034 what you might want, because it will be split at the space and the
1035 NASM command-line processing will get confused by the two
1036 nonsensical words \c{-dNAME="my} and \c{name"}.
1038 To get round this, NASM provides a feature whereby, if you begin the
1039 \c{NASMENV} environment variable with some character that isn't a minus
1040 sign, then NASM will treat this character as the \i{separator
1041 character} for options. So setting the \c{NASMENV} variable to the
1042 value \c{!-s!-ic:\\nasmlib\\} is equivalent to setting it to \c{-s
1043 -ic:\\nasmlib\\}, but \c{!-dNAME="my name"} will work.
1045 This environment variable was previously called \c{NASM}. This was
1046 changed with version 0.98.31.
1049 \H{qstart} \i{Quick Start} for \i{MASM} Users
1051 If you're used to writing programs with MASM, or with \i{TASM} in
1052 MASM-compatible (non-Ideal) mode, or with \i\c{a86}, this section
1053 attempts to outline the major differences between MASM's syntax and
1054 NASM's. If you're not already used to MASM, it's probably worth
1055 skipping this section.
1058 \S{qscs} NASM Is \I{case sensitivity}Case-Sensitive
1060 One simple difference is that NASM is case-sensitive. It makes a
1061 difference whether you call your label \c{foo}, \c{Foo} or \c{FOO}.
1062 If you're assembling to \c{DOS} or \c{OS/2} \c{.OBJ} files, you can
1063 invoke the \i\c{UPPERCASE} directive (documented in \k{objfmt}) to
1064 ensure that all symbols exported to other code modules are forced
1065 to be upper case; but even then, \e{within} a single module, NASM
1066 will distinguish between labels differing only in case.
1069 \S{qsbrackets} NASM Requires \i{Square Brackets} For \i{Memory References}
1071 NASM was designed with simplicity of syntax in mind. One of the
1072 \i{design goals} of NASM is that it should be possible, as far as is
1073 practical, for the user to look at a single line of NASM code
1074 and tell what opcode is generated by it. You can't do this in MASM:
1075 if you declare, for example,
1077 \c foo     equ     1
1078 \c bar     dw      2
1080 then the two lines of code
1082 \c         mov     ax,foo
1083 \c         mov     ax,bar
1085 generate completely different opcodes, despite having
1086 identical-looking syntaxes.
1088 NASM avoids this undesirable situation by having a much simpler
1089 syntax for memory references. The rule is simply that any access to
1090 the \e{contents} of a memory location requires square brackets
1091 around the address, and any access to the \e{address} of a variable
1092 doesn't. So an instruction of the form \c{mov ax,foo} will
1093 \e{always} refer to a compile-time constant, whether it's an \c{EQU}
1094 or the address of a variable; and to access the \e{contents} of the
1095 variable \c{bar}, you must code \c{mov ax,[bar]}.
1097 This also means that NASM has no need for MASM's \i\c{OFFSET}
1098 keyword, since the MASM code \c{mov ax,offset bar} means exactly the
1099 same thing as NASM's \c{mov ax,bar}. If you're trying to get
1100 large amounts of MASM code to assemble sensibly under NASM, you
1101 can always code \c{%idefine offset} to make the preprocessor treat
1102 the \c{OFFSET} keyword as a no-op.
1104 This issue is even more confusing in \i\c{a86}, where declaring a
1105 label with a trailing colon defines it to be a `label' as opposed to
1106 a `variable' and causes \c{a86} to adopt NASM-style semantics; so in
1107 \c{a86}, \c{mov ax,var} has different behaviour depending on whether
1108 \c{var} was declared as \c{var: dw 0} (a label) or \c{var dw 0} (a
1109 word-size variable). NASM is very simple by comparison:
1110 \e{everything} is a label.
1112 NASM, in the interests of simplicity, also does not support the
1113 \i{hybrid syntaxes} supported by MASM and its clones, such as
1114 \c{mov ax,table[bx]}, where a memory reference is denoted by one
1115 portion outside square brackets and another portion inside. The
1116 correct syntax for the above is \c{mov ax,[table+bx]}. Likewise,
1117 \c{mov ax,es:[di]} is wrong and \c{mov ax,[es:di]} is right.
1120 \S{qstypes} NASM Doesn't Store \i{Variable Types}
1122 NASM, by design, chooses not to remember the types of variables you
1123 declare. Whereas MASM will remember, on seeing \c{var dw 0}, that
1124 you declared \c{var} as a word-size variable, and will then be able
1125 to fill in the \i{ambiguity} in the size of the instruction \c{mov
1126 var,2}, NASM will deliberately remember nothing about the symbol
1127 \c{var} except where it begins, and so you must explicitly code
1128 \c{mov word [var],2}.
1130 For this reason, NASM doesn't support the \c{LODS}, \c{MOVS},
1131 \c{STOS}, \c{SCAS}, \c{CMPS}, \c{INS}, or \c{OUTS} instructions,
1132 but only supports the forms such as \c{LODSB}, \c{MOVSW}, and
1133 \c{SCASD}, which explicitly specify the size of the components of
1134 the strings being manipulated.
1137 \S{qsassume} NASM Doesn't \i\c{ASSUME}
1139 As part of NASM's drive for simplicity, it also does not support the
1140 \c{ASSUME} directive. NASM will not keep track of what values you
1141 choose to put in your segment registers, and will never
1142 \e{automatically} generate a \i{segment override} prefix.
1145 \S{qsmodel} NASM Doesn't Support \i{Memory Models}
1147 NASM also does not have any directives to support different 16-bit
1148 memory models. The programmer has to keep track of which functions
1149 are supposed to be called with a \i{far call} and which with a
1150 \i{near call}, and is responsible for putting the correct form of
1151 \c{RET} instruction (\c{RETN} or \c{RETF}; NASM accepts \c{RET}
1152 itself as an alternate form for \c{RETN}); in addition, the
1153 programmer is responsible for coding CALL FAR instructions where
1154 necessary when calling \e{external} functions, and must also keep
1155 track of which external variable definitions are far and which are
1156 near.
1159 \S{qsfpu} \i{Floating-Point} Differences
1161 NASM uses different names to refer to floating-point registers from
1162 MASM: where MASM would call them \c{ST(0)}, \c{ST(1)} and so on, and
1163 \i\c{a86} would call them simply \c{0}, \c{1} and so on, NASM
1164 chooses to call them \c{st0}, \c{st1} etc.
1166 As of version 0.96, NASM now treats the instructions with
1167 \i{`nowait'} forms in the same way as MASM-compatible assemblers.
1168 The idiosyncratic treatment employed by 0.95 and earlier was based
1169 on a misunderstanding by the authors.
1172 \S{qsother} Other Differences
1174 For historical reasons, NASM uses the keyword \i\c{TWORD} where MASM
1175 and compatible assemblers use \i\c{TBYTE}.
1177 NASM does not declare \i{uninitialized storage} in the same way as
1178 MASM: where a MASM programmer might use \c{stack db 64 dup (?)},
1179 NASM requires \c{stack resb 64}, intended to be read as `reserve 64
1180 bytes'. For a limited amount of compatibility, since NASM treats
1181 \c{?} as a valid character in symbol names, you can code \c{? equ 0}
1182 and then writing \c{dw ?} will at least do something vaguely useful.
1183 \I\c{RESB}\i\c{DUP} is still not a supported syntax, however.
1185 In addition to all of this, macros and directives work completely
1186 differently to MASM. See \k{preproc} and \k{directive} for further
1187 details.
1190 \C{lang} The NASM Language
1192 \H{syntax} Layout of a NASM Source Line
1194 Like most assemblers, each NASM source line contains (unless it
1195 is a macro, a preprocessor directive or an assembler directive: see
1196 \k{preproc} and \k{directive}) some combination of the four fields
1198 \c label:    instruction operands        ; comment
1200 As usual, most of these fields are optional; the presence or absence
1201 of any combination of a label, an instruction and a comment is allowed.
1202 Of course, the operand field is either required or forbidden by the
1203 presence and nature of the instruction field.
1205 NASM uses backslash (\\) as the line continuation character; if a line
1206 ends with backslash, the next line is considered to be a part of the
1207 backslash-ended line.
1209 NASM places no restrictions on white space within a line: labels may
1210 have white space before them, or instructions may have no space
1211 before them, or anything. The \i{colon} after a label is also
1212 optional. (Note that this means that if you intend to code \c{lodsb}
1213 alone on a line, and type \c{lodab} by accident, then that's still a
1214 valid source line which does nothing but define a label. Running
1215 NASM with the command-line option
1216 \I{orphan-labels}\c{-w+orphan-labels} will cause it to warn you if
1217 you define a label alone on a line without a \i{trailing colon}.)
1219 \i{Valid characters} in labels are letters, numbers, \c{_}, \c{$},
1220 \c{#}, \c{@}, \c{~}, \c{.}, and \c{?}. The only characters which may
1221 be used as the \e{first} character of an identifier are letters,
1222 \c{.} (with special meaning: see \k{locallab}), \c{_} and \c{?}.
1223 An identifier may also be prefixed with a \I{$, prefix}\c{$} to
1224 indicate that it is intended to be read as an identifier and not a
1225 reserved word; thus, if some other module you are linking with
1226 defines a symbol called \c{eax}, you can refer to \c{$eax} in NASM
1227 code to distinguish the symbol from the register. Maximum length of
1228 an identifier is 4095 characters.
1230 The instruction field may contain any machine instruction: Pentium
1231 and P6 instructions, FPU instructions, MMX instructions and even
1232 undocumented instructions are all supported. The instruction may be
1233 prefixed by \c{LOCK}, \c{REP}, \c{REPE}/\c{REPZ}, \c{REPNE}/\c{REPNZ},
1234 \c{XACQUIRE}/\c{XRELEASE} or \c{BND}/\c{NOBND}, in the usual way. Explicit
1235 \I{address-size prefixes}address-size and \i{operand-size prefixes} \i\c{A16},
1236 \i\c{A32}, \i\c{A64}, \i\c{O16} and \i\c{O32}, \i\c{O64} are provided - one example of their use
1237 is given in \k{mixsize}. You can also use the name of a \I{segment
1238 override}segment register as an instruction prefix: coding
1239 \c{es mov [bx],ax} is equivalent to coding \c{mov [es:bx],ax}. We
1240 recommend the latter syntax, since it is consistent with other
1241 syntactic features of the language, but for instructions such as
1242 \c{LODSB}, which has no operands and yet can require a segment
1243 override, there is no clean syntactic way to proceed apart from
1244 \c{es lodsb}.
1246 An instruction is not required to use a prefix: prefixes such as
1247 \c{CS}, \c{A32}, \c{LOCK} or \c{REPE} can appear on a line by
1248 themselves, and NASM will just generate the prefix bytes.
1250 In addition to actual machine instructions, NASM also supports a
1251 number of pseudo-instructions, described in \k{pseudop}.
1253 Instruction \i{operands} may take a number of forms: they can be
1254 registers, described simply by the register name (e.g. \c{ax},
1255 \c{bp}, \c{ebx}, \c{cr0}: NASM does not use the \c{gas}-style
1256 syntax in which register names must be prefixed by a \c{%} sign), or
1257 they can be \i{effective addresses} (see \k{effaddr}), constants
1258 (\k{const}) or expressions (\k{expr}).
1260 For x87 \i{floating-point} instructions, NASM accepts a wide range of
1261 syntaxes: you can use two-operand forms like MASM supports, or you
1262 can use NASM's native single-operand forms in most cases.
1263 \# Details of
1264 \# all forms of each supported instruction are given in
1265 \# \k{iref}.
1266 For example, you can code:
1268 \c         fadd    st1             ; this sets st0 := st0 + st1
1269 \c         fadd    st0,st1         ; so does this
1271 \c         fadd    st1,st0         ; this sets st1 := st1 + st0
1272 \c         fadd    to st1          ; so does this
1274 Almost any x87 floating-point instruction that references memory must
1275 use one of the prefixes \i\c{DWORD}, \i\c{QWORD} or \i\c{TWORD} to
1276 indicate what size of \i{memory operand} it refers to.
1279 \H{pseudop} \i{Pseudo-Instructions}
1281 Pseudo-instructions are things which, though not real x86 machine
1282 instructions, are used in the instruction field anyway because that's
1283 the most convenient place to put them. The current pseudo-instructions
1284 are \i\c{DB}, \i\c{DW}, \i\c{DD}, \i\c{DQ}, \i\c{DT}, \i\c{DO},
1285 \i\c{DY} and \i\c\{DZ}; their \i{uninitialized} counterparts
1286 \i\c{RESB}, \i\c{RESW}, \i\c{RESD}, \i\c{RESQ}, \i\c{REST},
1287 \i\c{RESO}, \i\c{RESY} and \i\c\{RESZ}; the \i\c{INCBIN} command, the
1288 \i\c{EQU} command, and the \i\c{TIMES} prefix.
1291 \S{db} \c{DB} and Friends: Declaring Initialized Data
1293 \i\c{DB}, \i\c{DW}, \i\c{DD}, \i\c{DQ}, \i\c{DT}, \i\c{DO}, \i\c{DY}
1294 and \i\c{DZ} are used, much as in MASM, to declare initialized data in
1295 the output file. They can be invoked in a wide range of ways:
1296 \I{floating-point}\I{character constant}\I{string constant}
1298 \c       db    0x55                ; just the byte 0x55
1299 \c       db    0x55,0x56,0x57      ; three bytes in succession
1300 \c       db    'a',0x55            ; character constants are OK
1301 \c       db    'hello',13,10,'$'   ; so are string constants
1302 \c       dw    0x1234              ; 0x34 0x12
1303 \c       dw    'a'                 ; 0x61 0x00 (it's just a number)
1304 \c       dw    'ab'                ; 0x61 0x62 (character constant)
1305 \c       dw    'abc'               ; 0x61 0x62 0x63 0x00 (string)
1306 \c       dd    0x12345678          ; 0x78 0x56 0x34 0x12
1307 \c       dd    1.234567e20         ; floating-point constant
1308 \c       dq    0x123456789abcdef0  ; eight byte constant
1309 \c       dq    1.234567e20         ; double-precision float
1310 \c       dt    1.234567e20         ; extended-precision float
1312 \c{DT}, \c{DO}, \c{DY} and \c{DZ} do not accept \i{numeric constants}
1313 as operands.
1316 \S{resb} \c{RESB} and Friends: Declaring \i{Uninitialized} Data
1318 \i\c{RESB}, \i\c{RESW}, \i\c{RESD}, \i\c{RESQ}, \i\c{REST},
1319 \i\c{RESO}, \i\c{RESY} and \i\c\{RESZ} are designed to be used in the
1320 BSS section of a module: they declare \e{uninitialized} storage
1321 space. Each takes a single operand, which is the number of bytes,
1322 words, doublewords or whatever to reserve.  As stated in \k{qsother},
1323 NASM does not support the MASM/TASM syntax of reserving uninitialized
1324 space by writing \I\c{?}\c{DW ?} or similar things: this is what it
1325 does instead. The operand to a \c{RESB}-type pseudo-instruction is a
1326 \i\e{critical expression}: see \k{crit}.
1328 For example:
1330 \c buffer:         resb    64              ; reserve 64 bytes
1331 \c wordvar:        resw    1               ; reserve a word
1332 \c realarray       resq    10              ; array of ten reals
1333 \c ymmval:         resy    1               ; one YMM register
1334 \c zmmvals:        resz    32              ; 32 ZMM registers 
1336 \S{incbin} \i\c{INCBIN}: Including External \i{Binary Files}
1338 \c{INCBIN} is borrowed from the old Amiga assembler \i{DevPac}: it
1339 includes a binary file verbatim into the output file. This can be
1340 handy for (for example) including \i{graphics} and \i{sound} data
1341 directly into a game executable file. It can be called in one of
1342 these three ways:
1344 \c     incbin  "file.dat"             ; include the whole file
1345 \c     incbin  "file.dat",1024        ; skip the first 1024 bytes
1346 \c     incbin  "file.dat",1024,512    ; skip the first 1024, and
1347 \c                                    ; actually include at most 512
1349 \c{INCBIN} is both a directive and a standard macro; the standard
1350 macro version searches for the file in the include file search path
1351 and adds the file to the dependency lists.  This macro can be
1352 overridden if desired.
1355 \S{equ} \i\c{EQU}: Defining Constants
1357 \c{EQU} defines a symbol to a given constant value: when \c{EQU} is
1358 used, the source line must contain a label. The action of \c{EQU} is
1359 to define the given label name to the value of its (only) operand.
1360 This definition is absolute, and cannot change later. So, for
1361 example,
1363 \c message         db      'hello, world'
1364 \c msglen          equ     $-message
1366 defines \c{msglen} to be the constant 12. \c{msglen} may not then be
1367 redefined later. This is not a \i{preprocessor} definition either:
1368 the value of \c{msglen} is evaluated \e{once}, using the value of
1369 \c{$} (see \k{expr} for an explanation of \c{$}) at the point of
1370 definition, rather than being evaluated wherever it is referenced
1371 and using the value of \c{$} at the point of reference.
1374 \S{times} \i\c{TIMES}: \i{Repeating} Instructions or Data
1376 The \c{TIMES} prefix causes the instruction to be assembled multiple
1377 times. This is partly present as NASM's equivalent of the \i\c{DUP}
1378 syntax supported by \i{MASM}-compatible assemblers, in that you can
1379 code
1381 \c zerobuf:        times 64 db 0
1383 or similar things; but \c{TIMES} is more versatile than that. The
1384 argument to \c{TIMES} is not just a numeric constant, but a numeric
1385 \e{expression}, so you can do things like
1387 \c buffer: db      'hello, world'
1388 \c         times 64-$+buffer db ' '
1390 which will store exactly enough spaces to make the total length of
1391 \c{buffer} up to 64. Finally, \c{TIMES} can be applied to ordinary
1392 instructions, so you can code trivial \i{unrolled loops} in it:
1394 \c         times 100 movsb
1396 Note that there is no effective difference between \c{times 100 resb
1397 1} and \c{resb 100}, except that the latter will be assembled about
1398 100 times faster due to the internal structure of the assembler.
1400 The operand to \c{TIMES} is a critical expression (\k{crit}).
1402 Note also that \c{TIMES} can't be applied to \i{macros}: the reason
1403 for this is that \c{TIMES} is processed after the macro phase, which
1404 allows the argument to \c{TIMES} to contain expressions such as
1405 \c{64-$+buffer} as above. To repeat more than one line of code, or a
1406 complex macro, use the preprocessor \i\c{%rep} directive.
1409 \H{effaddr} Effective Addresses
1411 An \i{effective address} is any operand to an instruction which
1412 \I{memory reference}references memory. Effective addresses, in NASM,
1413 have a very simple syntax: they consist of an expression evaluating
1414 to the desired address, enclosed in \i{square brackets}. For
1415 example:
1417 \c wordvar dw      123
1418 \c         mov     ax,[wordvar]
1419 \c         mov     ax,[wordvar+1]
1420 \c         mov     ax,[es:wordvar+bx]
1422 Anything not conforming to this simple system is not a valid memory
1423 reference in NASM, for example \c{es:wordvar[bx]}.
1425 More complicated effective addresses, such as those involving more
1426 than one register, work in exactly the same way:
1428 \c         mov     eax,[ebx*2+ecx+offset]
1429 \c         mov     ax,[bp+di+8]
1431 NASM is capable of doing \i{algebra} on these effective addresses,
1432 so that things which don't necessarily \e{look} legal are perfectly
1433 all right:
1435 \c     mov     eax,[ebx*5]             ; assembles as [ebx*4+ebx]
1436 \c     mov     eax,[label1*2-label2]   ; ie [label1+(label1-label2)]
1438 Some forms of effective address have more than one assembled form;
1439 in most such cases NASM will generate the smallest form it can. For
1440 example, there are distinct assembled forms for the 32-bit effective
1441 addresses \c{[eax*2+0]} and \c{[eax+eax]}, and NASM will generally
1442 generate the latter on the grounds that the former requires four
1443 bytes to store a zero offset.
1445 NASM has a hinting mechanism which will cause \c{[eax+ebx]} and
1446 \c{[ebx+eax]} to generate different opcodes; this is occasionally
1447 useful because \c{[esi+ebp]} and \c{[ebp+esi]} have different
1448 default segment registers.
1450 However, you can force NASM to generate an effective address in a
1451 particular form by the use of the keywords \c{BYTE}, \c{WORD},
1452 \c{DWORD} and \c{NOSPLIT}. If you need \c{[eax+3]} to be assembled
1453 using a double-word offset field instead of the one byte NASM will
1454 normally generate, you can code \c{[dword eax+3]}. Similarly, you
1455 can force NASM to use a byte offset for a small value which it
1456 hasn't seen on the first pass (see \k{crit} for an example of such a
1457 code fragment) by using \c{[byte eax+offset]}. As special cases,
1458 \c{[byte eax]} will code \c{[eax+0]} with a byte offset of zero, and
1459 \c{[dword eax]} will code it with a double-word offset of zero. The
1460 normal form, \c{[eax]}, will be coded with no offset field.
1462 The form described in the previous paragraph is also useful if you
1463 are trying to access data in a 32-bit segment from within 16 bit code.
1464 For more information on this see the section on mixed-size addressing
1465 (\k{mixaddr}). In particular, if you need to access data with a known
1466 offset that is larger than will fit in a 16-bit value, if you don't
1467 specify that it is a dword offset, nasm will cause the high word of
1468 the offset to be lost.
1470 Similarly, NASM will split \c{[eax*2]} into \c{[eax+eax]} because
1471 that allows the offset field to be absent and space to be saved; in
1472 fact, it will also split \c{[eax*2+offset]} into
1473 \c{[eax+eax+offset]}. You can combat this behaviour by the use of
1474 the \c{NOSPLIT} keyword: \c{[nosplit eax*2]} will force
1475 \c{[eax*2+0]} to be generated literally. \c{[nosplit eax*1]} also has the
1476 same effect. In another way, a split EA form \c{[0, eax*2]} can be used, too.
1477 However, \c{NOSPLIT} in \c{[nosplit eax+eax]} will be ignored because user's
1478 intention here is considered as \c{[eax+eax]}.
1480 In 64-bit mode, NASM will by default generate absolute addresses.  The
1481 \i\c{REL} keyword makes it produce \c{RIP}-relative addresses. Since
1482 this is frequently the normally desired behaviour, see the \c{DEFAULT}
1483 directive (\k{default}). The keyword \i\c{ABS} overrides \i\c{REL}.
1485 A new form of split effective addres syntax is also supported. This is
1486 mainly intended for mib operands as used by MPX instructions, but can
1487 be used for any memory reference. The basic concept of this form is
1488 splitting base and index.
1490 \c      mov eax,[ebx+8,ecx*4]   ; ebx=base, ecx=index, 4=scale, 8=disp
1492 For mib operands, there are several ways of writing effective address depending
1493 on the tools. NASM supports all currently possible ways of mib syntax:
1495 \c      ; bndstx
1496 \c      ; next 5 lines are parsed same
1497 \c      ; base=rax, index=rbx, scale=1, displacement=3
1498 \c      bndstx [rax+0x3,rbx], bnd0      ; NASM - split EA
1499 \c      bndstx [rbx*1+rax+0x3], bnd0    ; GAS - '*1' indecates an index reg
1500 \c      bndstx [rax+rbx+3], bnd0        ; GAS - without hints
1501 \c      bndstx [rax+0x3], bnd0, rbx     ; ICC-1
1502 \c      bndstx [rax+0x3], rbx, bnd0     ; ICC-2
1504 When broadcasting decorator is used, the opsize keyword should match
1505 the size of each element.
1507 \c      VDIVPS zmm4, zmm5, dword [rbx]{1to16}   ; single-precision float
1508 \c      VDIVPS zmm4, zmm5, zword [rbx]          ; packed 512 bit memory
1511 \H{const} \i{Constants}
1513 NASM understands four different types of constant: numeric,
1514 character, string and floating-point.
1517 \S{numconst} \i{Numeric Constants}
1519 A numeric constant is simply a number. NASM allows you to specify
1520 numbers in a variety of number bases, in a variety of ways: you can
1521 suffix \c{H} or \c{X}, \c{D} or \c{T}, \c{Q} or \c{O}, and \c{B} or
1522 \c{Y} for \i{hexadecimal}, \i{decimal}, \i{octal} and \i{binary}
1523 respectively, or you can prefix \c{0x}, for hexadecimal in the style
1524 of C, or you can prefix \c{$} for hexadecimal in the style of Borland
1525 Pascal or Motorola Assemblers. Note, though, that the \I{$,
1526 prefix}\c{$} prefix does double duty as a prefix on identifiers (see
1527 \k{syntax}), so a hex number prefixed with a \c{$} sign must have a
1528 digit after the \c{$} rather than a letter.  In addition, current
1529 versions of NASM accept the prefix \c{0h} for hexadecimal, \c{0d} or
1530 \c{0t} for decimal, \c{0o} or \c{0q} for octal, and \c{0b} or \c{0y}
1531 for binary.  Please note that unlike C, a \c{0} prefix by itself does
1532 \e{not} imply an octal constant!
1534 Numeric constants can have underscores (\c{_}) interspersed to break
1535 up long strings.
1537 Some examples (all producing exactly the same code):
1539 \c         mov     ax,200          ; decimal
1540 \c         mov     ax,0200         ; still decimal
1541 \c         mov     ax,0200d        ; explicitly decimal
1542 \c         mov     ax,0d200        ; also decimal
1543 \c         mov     ax,0c8h         ; hex
1544 \c         mov     ax,$0c8         ; hex again: the 0 is required
1545 \c         mov     ax,0xc8         ; hex yet again
1546 \c         mov     ax,0hc8         ; still hex
1547 \c         mov     ax,310q         ; octal
1548 \c         mov     ax,310o         ; octal again
1549 \c         mov     ax,0o310        ; octal yet again
1550 \c         mov     ax,0q310        ; octal yet again
1551 \c         mov     ax,11001000b    ; binary
1552 \c         mov     ax,1100_1000b   ; same binary constant
1553 \c         mov     ax,1100_1000y   ; same binary constant once more
1554 \c         mov     ax,0b1100_1000  ; same binary constant yet again
1555 \c         mov     ax,0y1100_1000  ; same binary constant yet again
1557 \S{strings} \I{Strings}\i{Character Strings}
1559 A character string consists of up to eight characters enclosed in
1560 either single quotes (\c{'...'}), double quotes (\c{"..."}) or
1561 backquotes (\c{`...`}).  Single or double quotes are equivalent to
1562 NASM (except of course that surrounding the constant with single
1563 quotes allows double quotes to appear within it and vice versa); the
1564 contents of those are represented verbatim.  Strings enclosed in
1565 backquotes support C-style \c{\\}-escapes for special characters.
1568 The following \i{escape sequences} are recognized by backquoted strings:
1570 \c       \'          single quote (')
1571 \c       \"          double quote (")
1572 \c       \`          backquote (`)
1573 \c       \\\          backslash (\)
1574 \c       \?          question mark (?)
1575 \c       \a          BEL (ASCII 7)
1576 \c       \b          BS  (ASCII 8)
1577 \c       \t          TAB (ASCII 9)
1578 \c       \n          LF  (ASCII 10)
1579 \c       \v          VT  (ASCII 11)
1580 \c       \f          FF  (ASCII 12)
1581 \c       \r          CR  (ASCII 13)
1582 \c       \e          ESC (ASCII 27)
1583 \c       \377        Up to 3 octal digits - literal byte
1584 \c       \xFF        Up to 2 hexadecimal digits - literal byte
1585 \c       \u1234      4 hexadecimal digits - Unicode character
1586 \c       \U12345678  8 hexadecimal digits - Unicode character
1588 All other escape sequences are reserved.  Note that \c{\\0}, meaning a
1589 \c{NUL} character (ASCII 0), is a special case of the octal escape
1590 sequence.
1592 \i{Unicode} characters specified with \c{\\u} or \c{\\U} are converted to
1593 \i{UTF-8}.  For example, the following lines are all equivalent:
1595 \c       db `\u263a`            ; UTF-8 smiley face
1596 \c       db `\xe2\x98\xba`      ; UTF-8 smiley face
1597 \c       db 0E2h, 098h, 0BAh    ; UTF-8 smiley face
1600 \S{chrconst} \i{Character Constants}
1602 A character constant consists of a string up to eight bytes long, used
1603 in an expression context.  It is treated as if it was an integer.
1605 A character constant with more than one byte will be arranged
1606 with \i{little-endian} order in mind: if you code
1608 \c           mov eax,'abcd'
1610 then the constant generated is not \c{0x61626364}, but
1611 \c{0x64636261}, so that if you were then to store the value into
1612 memory, it would read \c{abcd} rather than \c{dcba}. This is also
1613 the sense of character constants understood by the Pentium's
1614 \i\c{CPUID} instruction.
1617 \S{strconst} \i{String Constants}
1619 String constants are character strings used in the context of some
1620 pseudo-instructions, namely the
1621 \I\c{DW}\I\c{DD}\I\c{DQ}\I\c{DT}\I\c{DO}\I\c{DY}\i\c{DB} family and
1622 \i\c{INCBIN} (where it represents a filename.)  They are also used in
1623 certain preprocessor directives.
1625 A string constant looks like a character constant, only longer. It
1626 is treated as a concatenation of maximum-size character constants
1627 for the conditions. So the following are equivalent:
1629 \c       db    'hello'               ; string constant
1630 \c       db    'h','e','l','l','o'   ; equivalent character constants
1632 And the following are also equivalent:
1634 \c       dd    'ninechars'           ; doubleword string constant
1635 \c       dd    'nine','char','s'     ; becomes three doublewords
1636 \c       db    'ninechars',0,0,0     ; and really looks like this
1638 Note that when used in a string-supporting context, quoted strings are
1639 treated as a string constants even if they are short enough to be a
1640 character constant, because otherwise \c{db 'ab'} would have the same
1641 effect as \c{db 'a'}, which would be silly. Similarly, three-character
1642 or four-character constants are treated as strings when they are
1643 operands to \c{DW}, and so forth.
1645 \S{unicode} \I{UTF-16}\I{UTF-32}\i{Unicode} Strings
1647 The special operators \i\c{__utf16__}, \i\c{__utf16le__},
1648 \i\c{__utf16be__}, \i\c{__utf32__}, \i\c{__utf32le__} and
1649 \i\c{__utf32be__} allows definition of Unicode strings.  They take a
1650 string in UTF-8 format and converts it to UTF-16 or UTF-32,
1651 respectively.  Unless the \c{be} forms are specified, the output is
1652 littleendian.
1654 For example:
1656 \c %define u(x) __utf16__(x)
1657 \c %define w(x) __utf32__(x)
1659 \c       dw u('C:\WINDOWS'), 0       ; Pathname in UTF-16
1660 \c       dd w(`A + B = \u206a`), 0   ; String in UTF-32
1662 The UTF operators can be applied either to strings passed to the
1663 \c{DB} family instructions, or to character constants in an expression
1664 context.
1666 \S{fltconst} \I{floating-point, constants}Floating-Point Constants
1668 \i{Floating-point} constants are acceptable only as arguments to
1669 \i\c{DB}, \i\c{DW}, \i\c{DD}, \i\c{DQ}, \i\c{DT}, and \i\c{DO}, or as
1670 arguments to the special operators \i\c{__float8__},
1671 \i\c{__float16__}, \i\c{__float32__}, \i\c{__float64__},
1672 \i\c{__float80m__}, \i\c{__float80e__}, \i\c{__float128l__}, and
1673 \i\c{__float128h__}.
1675 Floating-point constants are expressed in the traditional form:
1676 digits, then a period, then optionally more digits, then optionally an
1677 \c{E} followed by an exponent. The period is mandatory, so that NASM
1678 can distinguish between \c{dd 1}, which declares an integer constant,
1679 and \c{dd 1.0} which declares a floating-point constant.
1681 NASM also support C99-style hexadecimal floating-point: \c{0x},
1682 hexadecimal digits, period, optionally more hexadeximal digits, then
1683 optionally a \c{P} followed by a \e{binary} (not hexadecimal) exponent
1684 in decimal notation.  As an extension, NASM additionally supports the
1685 \c{0h} and \c{$} prefixes for hexadecimal, as well binary and octal
1686 floating-point, using the \c{0b} or \c{0y} and \c{0o} or \c{0q}
1687 prefixes, respectively.
1689 Underscores to break up groups of digits are permitted in
1690 floating-point constants as well.
1692 Some examples:
1694 \c       db    -0.2                    ; "Quarter precision"
1695 \c       dw    -0.5                    ; IEEE 754r/SSE5 half precision
1696 \c       dd    1.2                     ; an easy one
1697 \c       dd    1.222_222_222           ; underscores are permitted
1698 \c       dd    0x1p+2                  ; 1.0x2^2 = 4.0
1699 \c       dq    0x1p+32                 ; 1.0x2^32 = 4 294 967 296.0
1700 \c       dq    1.e10                   ; 10 000 000 000.0
1701 \c       dq    1.e+10                  ; synonymous with 1.e10
1702 \c       dq    1.e-10                  ; 0.000 000 000 1
1703 \c       dt    3.141592653589793238462 ; pi
1704 \c       do    1.e+4000                ; IEEE 754r quad precision
1706 The 8-bit "quarter-precision" floating-point format is
1707 sign:exponent:mantissa = 1:4:3 with an exponent bias of 7.  This
1708 appears to be the most frequently used 8-bit floating-point format,
1709 although it is not covered by any formal standard.  This is sometimes
1710 called a "\i{minifloat}."
1712 The special operators are used to produce floating-point numbers in
1713 other contexts.  They produce the binary representation of a specific
1714 floating-point number as an integer, and can use anywhere integer
1715 constants are used in an expression.  \c{__float80m__} and
1716 \c{__float80e__} produce the 64-bit mantissa and 16-bit exponent of an
1717 80-bit floating-point number, and \c{__float128l__} and
1718 \c{__float128h__} produce the lower and upper 64-bit halves of a 128-bit
1719 floating-point number, respectively.
1721 For example:
1723 \c       mov    rax,__float64__(3.141592653589793238462)
1725 ... would assign the binary representation of pi as a 64-bit floating
1726 point number into \c{RAX}.  This is exactly equivalent to:
1728 \c       mov    rax,0x400921fb54442d18
1730 NASM cannot do compile-time arithmetic on floating-point constants.
1731 This is because NASM is designed to be portable - although it always
1732 generates code to run on x86 processors, the assembler itself can
1733 run on any system with an ANSI C compiler. Therefore, the assembler
1734 cannot guarantee the presence of a floating-point unit capable of
1735 handling the \i{Intel number formats}, and so for NASM to be able to
1736 do floating arithmetic it would have to include its own complete set
1737 of floating-point routines, which would significantly increase the
1738 size of the assembler for very little benefit.
1740 The special tokens \i\c{__Infinity__}, \i\c{__QNaN__} (or
1741 \i\c{__NaN__}) and \i\c{__SNaN__} can be used to generate
1742 \I{infinity}infinities, quiet \i{NaN}s, and signalling NaNs,
1743 respectively.  These are normally used as macros:
1745 \c %define Inf __Infinity__
1746 \c %define NaN __QNaN__
1748 \c       dq    +1.5, -Inf, NaN         ; Double-precision constants
1750 The \c{%use fp} standard macro package contains a set of convenience
1751 macros.  See \k{pkg_fp}.
1753 \S{bcdconst} \I{floating-point, packed BCD constants}Packed BCD Constants
1755 x87-style packed BCD constants can be used in the same contexts as
1756 80-bit floating-point numbers.  They are suffixed with \c{p} or
1757 prefixed with \c{0p}, and can include up to 18 decimal digits.
1759 As with other numeric constants, underscores can be used to separate
1760 digits.
1762 For example:
1764 \c       dt 12_345_678_901_245_678p
1765 \c       dt -12_345_678_901_245_678p
1766 \c       dt +0p33
1767 \c       dt 33p
1770 \H{expr} \i{Expressions}
1772 Expressions in NASM are similar in syntax to those in C.  Expressions
1773 are evaluated as 64-bit integers which are then adjusted to the
1774 appropriate size.
1776 NASM supports two special tokens in expressions, allowing
1777 calculations to involve the current assembly position: the
1778 \I{$, here}\c{$} and \i\c{$$} tokens. \c{$} evaluates to the assembly
1779 position at the beginning of the line containing the expression; so
1780 you can code an \i{infinite loop} using \c{JMP $}. \c{$$} evaluates
1781 to the beginning of the current section; so you can tell how far
1782 into the section you are by using \c{($-$$)}.
1784 The arithmetic \i{operators} provided by NASM are listed here, in
1785 increasing order of \i{precedence}.
1788 \S{expor} \i\c{|}: \i{Bitwise OR} Operator
1790 The \c{|} operator gives a bitwise OR, exactly as performed by the
1791 \c{OR} machine instruction. Bitwise OR is the lowest-priority
1792 arithmetic operator supported by NASM.
1795 \S{expxor} \i\c{^}: \i{Bitwise XOR} Operator
1797 \c{^} provides the bitwise XOR operation.
1800 \S{expand} \i\c{&}: \i{Bitwise AND} Operator
1802 \c{&} provides the bitwise AND operation.
1805 \S{expshift} \i\c{<<} and \i\c{>>}: \i{Bit Shift} Operators
1807 \c{<<} gives a bit-shift to the left, just as it does in C. So \c{5<<3}
1808 evaluates to 5 times 8, or 40. \c{>>} gives a bit-shift to the
1809 right; in NASM, such a shift is \e{always} unsigned, so that
1810 the bits shifted in from the left-hand end are filled with zero
1811 rather than a sign-extension of the previous highest bit.
1814 \S{expplmi} \I{+ opaddition}\c{+} and \I{- opsubtraction}\c{-}:
1815 \i{Addition} and \i{Subtraction} Operators
1817 The \c{+} and \c{-} operators do perfectly ordinary addition and
1818 subtraction.
1821 \S{expmul} \i\c{*}, \i\c{/}, \i\c{//}, \i\c{%} and \i\c{%%}:
1822 \i{Multiplication} and \i{Division}
1824 \c{*} is the multiplication operator. \c{/} and \c{//} are both
1825 division operators: \c{/} is \i{unsigned division} and \c{//} is
1826 \i{signed division}. Similarly, \c{%} and \c{%%} provide \I{unsigned
1827 modulo}\I{modulo operators}unsigned and
1828 \i{signed modulo} operators respectively.
1830 NASM, like ANSI C, provides no guarantees about the sensible
1831 operation of the signed modulo operator.
1833 Since the \c{%} character is used extensively by the macro
1834 \i{preprocessor}, you should ensure that both the signed and unsigned
1835 modulo operators are followed by white space wherever they appear.
1838 \S{expmul} \i{Unary Operators}
1840 The highest-priority operators in NASM's expression grammar are those
1841 which only apply to one argument.  These are \I{+ opunary}\c{+}, \I{-
1842 opunary}\c{-}, \i\c{~}, \I{! opunary}\c{!}, \i\c{SEG}, and the
1843 \i{integer functions} operators.
1845 \c{-} negates its operand, \c{+} does nothing (it's provided for
1846 symmetry with \c{-}), \c{~} computes the \i{one's complement} of its
1847 operand, \c{!} is the \i{logical negation} operator.
1849 \c{SEG} provides the \i{segment address}
1850 of its operand (explained in more detail in \k{segwrt}).
1852 A set of additional operators with leading and trailing double
1853 underscores are used to implement the integer functions of the
1854 \c{ifunc} macro package, see \k{pkg_ifunc}.
1857 \H{segwrt} \i\c{SEG} and \i\c{WRT}
1859 When writing large 16-bit programs, which must be split into
1860 multiple \i{segments}, it is often necessary to be able to refer to
1861 the \I{segment address}segment part of the address of a symbol. NASM
1862 supports the \c{SEG} operator to perform this function.
1864 The \c{SEG} operator returns the \i\e{preferred} segment base of a
1865 symbol, defined as the segment base relative to which the offset of
1866 the symbol makes sense. So the code
1868 \c         mov     ax,seg symbol
1869 \c         mov     es,ax
1870 \c         mov     bx,symbol
1872 will load \c{ES:BX} with a valid pointer to the symbol \c{symbol}.
1874 Things can be more complex than this: since 16-bit segments and
1875 \i{groups} may \I{overlapping segments}overlap, you might occasionally
1876 want to refer to some symbol using a different segment base from the
1877 preferred one. NASM lets you do this, by the use of the \c{WRT}
1878 (With Reference To) keyword. So you can do things like
1880 \c         mov     ax,weird_seg        ; weird_seg is a segment base
1881 \c         mov     es,ax
1882 \c         mov     bx,symbol wrt weird_seg
1884 to load \c{ES:BX} with a different, but functionally equivalent,
1885 pointer to the symbol \c{symbol}.
1887 NASM supports far (inter-segment) calls and jumps by means of the
1888 syntax \c{call segment:offset}, where \c{segment} and \c{offset}
1889 both represent immediate values. So to call a far procedure, you
1890 could code either of
1892 \c         call    (seg procedure):procedure
1893 \c         call    weird_seg:(procedure wrt weird_seg)
1895 (The parentheses are included for clarity, to show the intended
1896 parsing of the above instructions. They are not necessary in
1897 practice.)
1899 NASM supports the syntax \I\c{CALL FAR}\c{call far procedure} as a
1900 synonym for the first of the above usages. \c{JMP} works identically
1901 to \c{CALL} in these examples.
1903 To declare a \i{far pointer} to a data item in a data segment, you
1904 must code
1906 \c         dw      symbol, seg symbol
1908 NASM supports no convenient synonym for this, though you can always
1909 invent one using the macro processor.
1912 \H{strict} \i\c{STRICT}: Inhibiting Optimization
1914 When assembling with the optimizer set to level 2 or higher (see
1915 \k{opt-O}), NASM will use size specifiers (\c{BYTE}, \c{WORD},
1916 \c{DWORD}, \c{QWORD}, \c{TWORD}, \c{OWORD}, \c{YWORD} or \c{ZWORD}),
1917 but will give them the smallest possible size. The keyword \c{STRICT}
1918 can be used to inhibit optimization and force a particular operand to
1919 be emitted in the specified size. For example, with the optimizer on,
1920 and in \c{BITS 16} mode,
1922 \c         push dword 33
1924 is encoded in three bytes \c{66 6A 21}, whereas
1926 \c         push strict dword 33
1928 is encoded in six bytes, with a full dword immediate operand \c{66 68
1929 21 00 00 00}.
1931 With the optimizer off, the same code (six bytes) is generated whether
1932 the \c{STRICT} keyword was used or not.
1935 \H{crit} \i{Critical Expressions}
1937 Although NASM has an optional multi-pass optimizer, there are some
1938 expressions which must be resolvable on the first pass. These are
1939 called \e{Critical Expressions}.
1941 The first pass is used to determine the size of all the assembled
1942 code and data, so that the second pass, when generating all the
1943 code, knows all the symbol addresses the code refers to. So one
1944 thing NASM can't handle is code whose size depends on the value of a
1945 symbol declared after the code in question. For example,
1947 \c         times (label-$) db 0
1948 \c label:  db      'Where am I?'
1950 The argument to \i\c{TIMES} in this case could equally legally
1951 evaluate to anything at all; NASM will reject this example because
1952 it cannot tell the size of the \c{TIMES} line when it first sees it.
1953 It will just as firmly reject the slightly \I{paradox}paradoxical
1954 code
1956 \c         times (label-$+1) db 0
1957 \c label:  db      'NOW where am I?'
1959 in which \e{any} value for the \c{TIMES} argument is by definition
1960 wrong!
1962 NASM rejects these examples by means of a concept called a
1963 \e{critical expression}, which is defined to be an expression whose
1964 value is required to be computable in the first pass, and which must
1965 therefore depend only on symbols defined before it. The argument to
1966 the \c{TIMES} prefix is a critical expression.
1968 \H{locallab} \i{Local Labels}
1970 NASM gives special treatment to symbols beginning with a \i{period}.
1971 A label beginning with a single period is treated as a \e{local}
1972 label, which means that it is associated with the previous non-local
1973 label. So, for example:
1975 \c label1  ; some code
1977 \c .loop
1978 \c         ; some more code
1980 \c         jne     .loop
1981 \c         ret
1983 \c label2  ; some code
1985 \c .loop
1986 \c         ; some more code
1988 \c         jne     .loop
1989 \c         ret
1991 In the above code fragment, each \c{JNE} instruction jumps to the
1992 line immediately before it, because the two definitions of \c{.loop}
1993 are kept separate by virtue of each being associated with the
1994 previous non-local label.
1996 This form of local label handling is borrowed from the old Amiga
1997 assembler \i{DevPac}; however, NASM goes one step further, in
1998 allowing access to local labels from other parts of the code. This
1999 is achieved by means of \e{defining} a local label in terms of the
2000 previous non-local label: the first definition of \c{.loop} above is
2001 really defining a symbol called \c{label1.loop}, and the second
2002 defines a symbol called \c{label2.loop}. So, if you really needed
2003 to, you could write
2005 \c label3  ; some more code
2006 \c         ; and some more
2008 \c         jmp label1.loop
2010 Sometimes it is useful - in a macro, for instance - to be able to
2011 define a label which can be referenced from anywhere but which
2012 doesn't interfere with the normal local-label mechanism. Such a
2013 label can't be non-local because it would interfere with subsequent
2014 definitions of, and references to, local labels; and it can't be
2015 local because the macro that defined it wouldn't know the label's
2016 full name. NASM therefore introduces a third type of label, which is
2017 probably only useful in macro definitions: if a label begins with
2018 the \I{label prefix}special prefix \i\c{..@}, then it does nothing
2019 to the local label mechanism. So you could code
2021 \c label1:                         ; a non-local label
2022 \c .local:                         ; this is really label1.local
2023 \c ..@foo:                         ; this is a special symbol
2024 \c label2:                         ; another non-local label
2025 \c .local:                         ; this is really label2.local
2027 \c         jmp     ..@foo          ; this will jump three lines up
2029 NASM has the capacity to define other special symbols beginning with
2030 a double period: for example, \c{..start} is used to specify the
2031 entry point in the \c{obj} output format (see \k{dotdotstart}),
2032 \c{..imagebase} is used to find out the offset from a base address
2033 of the current image in the \c{win64} output format (see \k{win64pic}).
2034 So just keep in mind that symbols beginning with a double period are
2035 special.
2038 \C{preproc} The NASM \i{Preprocessor}
2040 NASM contains a powerful \i{macro processor}, which supports
2041 conditional assembly, multi-level file inclusion, two forms of macro
2042 (single-line and multi-line), and a `context stack' mechanism for
2043 extra macro power. Preprocessor directives all begin with a \c{%}
2044 sign.
2046 The preprocessor collapses all lines which end with a backslash (\\)
2047 character into a single line.  Thus:
2049 \c %define THIS_VERY_LONG_MACRO_NAME_IS_DEFINED_TO \\
2050 \c         THIS_VALUE
2052 will work like a single-line macro without the backslash-newline
2053 sequence.
2055 \H{slmacro} \i{Single-Line Macros}
2057 \S{define} The Normal Way: \I\c{%idefine}\i\c{%define}
2059 Single-line macros are defined using the \c{%define} preprocessor
2060 directive. The definitions work in a similar way to C; so you can do
2061 things like
2063 \c %define ctrl    0x1F &
2064 \c %define param(a,b) ((a)+(a)*(b))
2066 \c         mov     byte [param(2,ebx)], ctrl 'D'
2068 which will expand to
2070 \c         mov     byte [(2)+(2)*(ebx)], 0x1F & 'D'
2072 When the expansion of a single-line macro contains tokens which
2073 invoke another macro, the expansion is performed at invocation time,
2074 not at definition time. Thus the code
2076 \c %define a(x)    1+b(x)
2077 \c %define b(x)    2*x
2079 \c         mov     ax,a(8)
2081 will evaluate in the expected way to \c{mov ax,1+2*8}, even though
2082 the macro \c{b} wasn't defined at the time of definition of \c{a}.
2084 Macros defined with \c{%define} are \i{case sensitive}: after
2085 \c{%define foo bar}, only \c{foo} will expand to \c{bar}: \c{Foo} or
2086 \c{FOO} will not. By using \c{%idefine} instead of \c{%define} (the
2087 `i' stands for `insensitive') you can define all the case variants
2088 of a macro at once, so that \c{%idefine foo bar} would cause
2089 \c{foo}, \c{Foo}, \c{FOO}, \c{fOO} and so on all to expand to
2090 \c{bar}.
2092 There is a mechanism which detects when a macro call has occurred as
2093 a result of a previous expansion of the same macro, to guard against
2094 \i{circular references} and infinite loops. If this happens, the
2095 preprocessor will only expand the first occurrence of the macro.
2096 Hence, if you code
2098 \c %define a(x)    1+a(x)
2100 \c         mov     ax,a(3)
2102 the macro \c{a(3)} will expand once, becoming \c{1+a(3)}, and will
2103 then expand no further. This behaviour can be useful: see \k{32c}
2104 for an example of its use.
2106 You can \I{overloading, single-line macros}overload single-line
2107 macros: if you write
2109 \c %define foo(x)   1+x
2110 \c %define foo(x,y) 1+x*y
2112 the preprocessor will be able to handle both types of macro call,
2113 by counting the parameters you pass; so \c{foo(3)} will become
2114 \c{1+3} whereas \c{foo(ebx,2)} will become \c{1+ebx*2}. However, if
2115 you define
2117 \c %define foo bar
2119 then no other definition of \c{foo} will be accepted: a macro with
2120 no parameters prohibits the definition of the same name as a macro
2121 \e{with} parameters, and vice versa.
2123 This doesn't prevent single-line macros being \e{redefined}: you can
2124 perfectly well define a macro with
2126 \c %define foo bar
2128 and then re-define it later in the same source file with
2130 \c %define foo baz
2132 Then everywhere the macro \c{foo} is invoked, it will be expanded
2133 according to the most recent definition. This is particularly useful
2134 when defining single-line macros with \c{%assign} (see \k{assign}).
2136 You can \i{pre-define} single-line macros using the `-d' option on
2137 the NASM command line: see \k{opt-d}.
2140 \S{xdefine} Resolving \c{%define}: \I\c{%ixdefine}\i\c{%xdefine}
2142 To have a reference to an embedded single-line macro resolved at the
2143 time that the embedding macro is \e{defined}, as opposed to when the
2144 embedding macro is \e{expanded}, you need a different mechanism to the
2145 one offered by \c{%define}. The solution is to use \c{%xdefine}, or
2146 it's \I{case sensitive}case-insensitive counterpart \c{%ixdefine}.
2148 Suppose you have the following code:
2150 \c %define  isTrue  1
2151 \c %define  isFalse isTrue
2152 \c %define  isTrue  0
2154 \c val1:    db      isFalse
2156 \c %define  isTrue  1
2158 \c val2:    db      isFalse
2160 In this case, \c{val1} is equal to 0, and \c{val2} is equal to 1.
2161 This is because, when a single-line macro is defined using
2162 \c{%define}, it is expanded only when it is called. As \c{isFalse}
2163 expands to \c{isTrue}, the expansion will be the current value of
2164 \c{isTrue}. The first time it is called that is 0, and the second
2165 time it is 1.
2167 If you wanted \c{isFalse} to expand to the value assigned to the
2168 embedded macro \c{isTrue} at the time that \c{isFalse} was defined,
2169 you need to change the above code to use \c{%xdefine}.
2171 \c %xdefine isTrue  1
2172 \c %xdefine isFalse isTrue
2173 \c %xdefine isTrue  0
2175 \c val1:    db      isFalse
2177 \c %xdefine isTrue  1
2179 \c val2:    db      isFalse
2181 Now, each time that \c{isFalse} is called, it expands to 1,
2182 as that is what the embedded macro \c{isTrue} expanded to at
2183 the time that \c{isFalse} was defined.
2186 \S{indmacro} \i{Macro Indirection}: \I\c{%[}\c{%[...]}
2188 The \c{%[...]} construct can be used to expand macros in contexts
2189 where macro expansion would otherwise not occur, including in the
2190 names other macros.  For example, if you have a set of macros named
2191 \c{Foo16}, \c{Foo32} and \c{Foo64}, you could write:
2193 \c      mov ax,Foo%[__BITS__]   ; The Foo value
2195 to use the builtin macro \c{__BITS__} (see \k{bitsm}) to automatically
2196 select between them.  Similarly, the two statements:
2198 \c %xdefine Bar         Quux    ; Expands due to %xdefine
2199 \c %define  Bar         %[Quux] ; Expands due to %[...]
2201 have, in fact, exactly the same effect.
2203 \c{%[...]} concatenates to adjacent tokens in the same way that
2204 multi-line macro parameters do, see \k{concat} for details.
2207 \S{concat%+} Concatenating Single Line Macro Tokens: \i\c{%+}
2209 Individual tokens in single line macros can be concatenated, to produce
2210 longer tokens for later processing. This can be useful if there are
2211 several similar macros that perform similar functions.
2213 Please note that a space is required after \c{%+}, in order to
2214 disambiguate it from the syntax \c{%+1} used in multiline macros.
2216 As an example, consider the following:
2218 \c %define BDASTART 400h                ; Start of BIOS data area
2220 \c struc   tBIOSDA                      ; its structure
2221 \c         .COM1addr       RESW    1
2222 \c         .COM2addr       RESW    1
2223 \c         ; ..and so on
2224 \c endstruc
2226 Now, if we need to access the elements of tBIOSDA in different places,
2227 we can end up with:
2229 \c         mov     ax,BDASTART + tBIOSDA.COM1addr
2230 \c         mov     bx,BDASTART + tBIOSDA.COM2addr
2232 This will become pretty ugly (and tedious) if used in many places, and
2233 can be reduced in size significantly by using the following macro:
2235 \c ; Macro to access BIOS variables by their names (from tBDA):
2237 \c %define BDA(x)  BDASTART + tBIOSDA. %+ x
2239 Now the above code can be written as:
2241 \c         mov     ax,BDA(COM1addr)
2242 \c         mov     bx,BDA(COM2addr)
2244 Using this feature, we can simplify references to a lot of macros (and,
2245 in turn, reduce typing errors).
2248 \S{selfref%?} The Macro Name Itself: \i\c{%?} and \i\c{%??}
2250 The special symbols \c{%?} and \c{%??} can be used to reference the
2251 macro name itself inside a macro expansion, this is supported for both
2252 single-and multi-line macros.  \c{%?} refers to the macro name as
2253 \e{invoked}, whereas \c{%??} refers to the macro name as
2254 \e{declared}.  The two are always the same for case-sensitive
2255 macros, but for case-insensitive macros, they can differ.
2257 For example:
2259 \c %idefine Foo mov %?,%??
2261 \c         foo
2262 \c         FOO
2264 will expand to:
2266 \c         mov foo,Foo
2267 \c         mov FOO,Foo
2269 The sequence:
2271 \c %idefine keyword $%?
2273 can be used to make a keyword "disappear", for example in case a new
2274 instruction has been used as a label in older code.  For example:
2276 \c %idefine pause $%?                  ; Hide the PAUSE instruction
2279 \S{undef} Undefining Single-Line Macros: \i\c{%undef}
2281 Single-line macros can be removed with the \c{%undef} directive.  For
2282 example, the following sequence:
2284 \c %define foo bar
2285 \c %undef  foo
2287 \c         mov     eax, foo
2289 will expand to the instruction \c{mov eax, foo}, since after
2290 \c{%undef} the macro \c{foo} is no longer defined.
2292 Macros that would otherwise be pre-defined can be undefined on the
2293 command-line using the `-u' option on the NASM command line: see
2294 \k{opt-u}.
2297 \S{assign} \i{Preprocessor Variables}: \i\c{%assign}
2299 An alternative way to define single-line macros is by means of the
2300 \c{%assign} command (and its \I{case sensitive}case-insensitive
2301 counterpart \i\c{%iassign}, which differs from \c{%assign} in
2302 exactly the same way that \c{%idefine} differs from \c{%define}).
2304 \c{%assign} is used to define single-line macros which take no
2305 parameters and have a numeric value. This value can be specified in
2306 the form of an expression, and it will be evaluated once, when the
2307 \c{%assign} directive is processed.
2309 Like \c{%define}, macros defined using \c{%assign} can be re-defined
2310 later, so you can do things like
2312 \c %assign i i+1
2314 to increment the numeric value of a macro.
2316 \c{%assign} is useful for controlling the termination of \c{%rep}
2317 preprocessor loops: see \k{rep} for an example of this. Another
2318 use for \c{%assign} is given in \k{16c} and \k{32c}.
2320 The expression passed to \c{%assign} is a \i{critical expression}
2321 (see \k{crit}), and must also evaluate to a pure number (rather than
2322 a relocatable reference such as a code or data address, or anything
2323 involving a register).
2326 \S{defstr} Defining Strings: \I\c{%idefstr}\i\c{%defstr}
2328 \c{%defstr}, and its case-insensitive counterpart \c{%idefstr}, define
2329 or redefine a single-line macro without parameters but converts the
2330 entire right-hand side, after macro expansion, to a quoted string
2331 before definition.
2333 For example:
2335 \c %defstr test TEST
2337 is equivalent to
2339 \c %define test 'TEST'
2341 This can be used, for example, with the \c{%!} construct (see
2342 \k{getenv}):
2344 \c %defstr PATH %!PATH          ; The operating system PATH variable
2347 \S{deftok} Defining Tokens: \I\c{%ideftok}\i\c{%deftok}
2349 \c{%deftok}, and its case-insensitive counterpart \c{%ideftok}, define
2350 or redefine a single-line macro without parameters but converts the
2351 second parameter, after string conversion, to a sequence of tokens.
2353 For example:
2355 \c %deftok test 'TEST'
2357 is equivalent to
2359 \c %define test TEST
2362 \H{strlen} \i{String Manipulation in Macros}
2364 It's often useful to be able to handle strings in macros. NASM
2365 supports a few simple string handling macro operators from which
2366 more complex operations can be constructed.
2368 All the string operators define or redefine a value (either a string
2369 or a numeric value) to a single-line macro.  When producing a string
2370 value, it may change the style of quoting of the input string or
2371 strings, and possibly use \c{\\}-escapes inside \c{`}-quoted strings.
2373 \S{strcat} \i{Concatenating Strings}: \i\c{%strcat}
2375 The \c{%strcat} operator concatenates quoted strings and assign them to
2376 a single-line macro.
2378 For example:
2380 \c %strcat alpha "Alpha: ", '12" screen'
2382 ... would assign the value \c{'Alpha: 12" screen'} to \c{alpha}.
2383 Similarly:
2385 \c %strcat beta '"foo"\', "'bar'"
2387 ... would assign the value \c{`"foo"\\\\'bar'`} to \c{beta}.
2389 The use of commas to separate strings is permitted but optional.
2392 \S{strlen} \i{String Length}: \i\c{%strlen}
2394 The \c{%strlen} operator assigns the length of a string to a macro.
2395 For example:
2397 \c %strlen charcnt 'my string'
2399 In this example, \c{charcnt} would receive the value 9, just as
2400 if an \c{%assign} had been used. In this example, \c{'my string'}
2401 was a literal string but it could also have been a single-line
2402 macro that expands to a string, as in the following example:
2404 \c %define sometext 'my string'
2405 \c %strlen charcnt sometext
2407 As in the first case, this would result in \c{charcnt} being
2408 assigned the value of 9.
2411 \S{substr} \i{Extracting Substrings}: \i\c{%substr}
2413 Individual letters or substrings in strings can be extracted using the
2414 \c{%substr} operator.  An example of its use is probably more useful
2415 than the description:
2417 \c %substr mychar 'xyzw' 1       ; equivalent to %define mychar 'x'
2418 \c %substr mychar 'xyzw' 2       ; equivalent to %define mychar 'y'
2419 \c %substr mychar 'xyzw' 3       ; equivalent to %define mychar 'z'
2420 \c %substr mychar 'xyzw' 2,2     ; equivalent to %define mychar 'yz'
2421 \c %substr mychar 'xyzw' 2,-1    ; equivalent to %define mychar 'yzw'
2422 \c %substr mychar 'xyzw' 2,-2    ; equivalent to %define mychar 'yz'
2424 As with \c{%strlen} (see \k{strlen}), the first parameter is the
2425 single-line macro to be created and the second is the string. The
2426 third parameter specifies the first character to be selected, and the
2427 optional fourth parameter preceeded by comma) is the length.  Note
2428 that the first index is 1, not 0 and the last index is equal to the
2429 value that \c{%strlen} would assign given the same string. Index
2430 values out of range result in an empty string.  A negative length
2431 means "until N-1 characters before the end of string", i.e. \c{-1}
2432 means until end of string, \c{-2} until one character before, etc.
2435 \H{mlmacro} \i{Multi-Line Macros}: \I\c{%imacro}\i\c{%macro}
2437 Multi-line macros are much more like the type of macro seen in MASM
2438 and TASM: a multi-line macro definition in NASM looks something like
2439 this.
2441 \c %macro  prologue 1
2443 \c         push    ebp
2444 \c         mov     ebp,esp
2445 \c         sub     esp,%1
2447 \c %endmacro
2449 This defines a C-like function prologue as a macro: so you would
2450 invoke the macro with a call such as
2452 \c myfunc:   prologue 12
2454 which would expand to the three lines of code
2456 \c myfunc: push    ebp
2457 \c         mov     ebp,esp
2458 \c         sub     esp,12
2460 The number \c{1} after the macro name in the \c{%macro} line defines
2461 the number of parameters the macro \c{prologue} expects to receive.
2462 The use of \c{%1} inside the macro definition refers to the first
2463 parameter to the macro call. With a macro taking more than one
2464 parameter, subsequent parameters would be referred to as \c{%2},
2465 \c{%3} and so on.
2467 Multi-line macros, like single-line macros, are \i{case-sensitive},
2468 unless you define them using the alternative directive \c{%imacro}.
2470 If you need to pass a comma as \e{part} of a parameter to a
2471 multi-line macro, you can do that by enclosing the entire parameter
2472 in \I{braces, around macro parameters}braces. So you could code
2473 things like
2475 \c %macro  silly 2
2477 \c     %2: db      %1
2479 \c %endmacro
2481 \c         silly 'a', letter_a             ; letter_a:  db 'a'
2482 \c         silly 'ab', string_ab           ; string_ab: db 'ab'
2483 \c         silly {13,10}, crlf             ; crlf:      db 13,10
2486 \S{mlmacover} Overloading Multi-Line Macros\I{overloading, multi-line macros}
2488 As with single-line macros, multi-line macros can be overloaded by
2489 defining the same macro name several times with different numbers of
2490 parameters. This time, no exception is made for macros with no
2491 parameters at all. So you could define
2493 \c %macro  prologue 0
2495 \c         push    ebp
2496 \c         mov     ebp,esp
2498 \c %endmacro
2500 to define an alternative form of the function prologue which
2501 allocates no local stack space.
2503 Sometimes, however, you might want to `overload' a machine
2504 instruction; for example, you might want to define
2506 \c %macro  push 2
2508 \c         push    %1
2509 \c         push    %2
2511 \c %endmacro
2513 so that you could code
2515 \c         push    ebx             ; this line is not a macro call
2516 \c         push    eax,ecx         ; but this one is
2518 Ordinarily, NASM will give a warning for the first of the above two
2519 lines, since \c{push} is now defined to be a macro, and is being
2520 invoked with a number of parameters for which no definition has been
2521 given. The correct code will still be generated, but the assembler
2522 will give a warning. This warning can be disabled by the use of the
2523 \c{-w-macro-params} command-line option (see \k{opt-w}).
2526 \S{maclocal} \i{Macro-Local Labels}
2528 NASM allows you to define labels within a multi-line macro
2529 definition in such a way as to make them local to the macro call: so
2530 calling the same macro multiple times will use a different label
2531 each time. You do this by prefixing \i\c{%%} to the label name. So
2532 you can invent an instruction which executes a \c{RET} if the \c{Z}
2533 flag is set by doing this:
2535 \c %macro  retz 0
2537 \c         jnz     %%skip
2538 \c         ret
2539 \c     %%skip:
2541 \c %endmacro
2543 You can call this macro as many times as you want, and every time
2544 you call it NASM will make up a different `real' name to substitute
2545 for the label \c{%%skip}. The names NASM invents are of the form
2546 \c{..@2345.skip}, where the number 2345 changes with every macro
2547 call. The \i\c{..@} prefix prevents macro-local labels from
2548 interfering with the local label mechanism, as described in
2549 \k{locallab}. You should avoid defining your own labels in this form
2550 (the \c{..@} prefix, then a number, then another period) in case
2551 they interfere with macro-local labels.
2554 \S{mlmacgre} \i{Greedy Macro Parameters}
2556 Occasionally it is useful to define a macro which lumps its entire
2557 command line into one parameter definition, possibly after
2558 extracting one or two smaller parameters from the front. An example
2559 might be a macro to write a text string to a file in MS-DOS, where
2560 you might want to be able to write
2562 \c         writefile [filehandle],"hello, world",13,10
2564 NASM allows you to define the last parameter of a macro to be
2565 \e{greedy}, meaning that if you invoke the macro with more
2566 parameters than it expects, all the spare parameters get lumped into
2567 the last defined one along with the separating commas. So if you
2568 code:
2570 \c %macro  writefile 2+
2572 \c         jmp     %%endstr
2573 \c   %%str:        db      %2
2574 \c   %%endstr:
2575 \c         mov     dx,%%str
2576 \c         mov     cx,%%endstr-%%str
2577 \c         mov     bx,%1
2578 \c         mov     ah,0x40
2579 \c         int     0x21
2581 \c %endmacro
2583 then the example call to \c{writefile} above will work as expected:
2584 the text before the first comma, \c{[filehandle]}, is used as the
2585 first macro parameter and expanded when \c{%1} is referred to, and
2586 all the subsequent text is lumped into \c{%2} and placed after the
2587 \c{db}.
2589 The greedy nature of the macro is indicated to NASM by the use of
2590 the \I{+ modifier}\c{+} sign after the parameter count on the
2591 \c{%macro} line.
2593 If you define a greedy macro, you are effectively telling NASM how
2594 it should expand the macro given \e{any} number of parameters from
2595 the actual number specified up to infinity; in this case, for
2596 example, NASM now knows what to do when it sees a call to
2597 \c{writefile} with 2, 3, 4 or more parameters. NASM will take this
2598 into account when overloading macros, and will not allow you to
2599 define another form of \c{writefile} taking 4 parameters (for
2600 example).
2602 Of course, the above macro could have been implemented as a
2603 non-greedy macro, in which case the call to it would have had to
2604 look like
2606 \c           writefile [filehandle], {"hello, world",13,10}
2608 NASM provides both mechanisms for putting \i{commas in macro
2609 parameters}, and you choose which one you prefer for each macro
2610 definition.
2612 See \k{sectmac} for a better way to write the above macro.
2614 \S{mlmacrange} \i{Macro Parameters Range}
2616 NASM allows you to expand parameters via special construction \c{%\{x:y\}}
2617 where \c{x} is the first parameter index and \c{y} is the last. Any index can
2618 be either negative or positive but must never be zero.
2620 For example
2622 \c %macro mpar 1-*
2623 \c      db %{3:5}
2624 \c %endmacro
2626 \c mpar 1,2,3,4,5,6
2628 expands to \c{3,4,5} range.
2630 Even more, the parameters can be reversed so that
2632 \c %macro mpar 1-*
2633 \c      db %{5:3}
2634 \c %endmacro
2636 \c mpar 1,2,3,4,5,6
2638 expands to \c{5,4,3} range.
2640 But even this is not the last. The parameters can be addressed via negative
2641 indices so NASM will count them reversed. The ones who know Python may see
2642 the analogue here.
2644 \c %macro mpar 1-*
2645 \c      db %{-1:-3}
2646 \c %endmacro
2648 \c mpar 1,2,3,4,5,6
2650 expands to \c{6,5,4} range.
2652 Note that NASM uses \i{comma} to separate parameters being expanded.
2654 By the way, here is a trick - you might use the index \c{%{-1:-1}}
2655 which gives you the \i{last} argument passed to a macro.
2657 \S{mlmacdef} \i{Default Macro Parameters}
2659 NASM also allows you to define a multi-line macro with a \e{range}
2660 of allowable parameter counts. If you do this, you can specify
2661 defaults for \i{omitted parameters}. So, for example:
2663 \c %macro  die 0-1 "Painful program death has occurred."
2665 \c         writefile 2,%1
2666 \c         mov     ax,0x4c01
2667 \c         int     0x21
2669 \c %endmacro
2671 This macro (which makes use of the \c{writefile} macro defined in
2672 \k{mlmacgre}) can be called with an explicit error message, which it
2673 will display on the error output stream before exiting, or it can be
2674 called with no parameters, in which case it will use the default
2675 error message supplied in the macro definition.
2677 In general, you supply a minimum and maximum number of parameters
2678 for a macro of this type; the minimum number of parameters are then
2679 required in the macro call, and then you provide defaults for the
2680 optional ones. So if a macro definition began with the line
2682 \c %macro foobar 1-3 eax,[ebx+2]
2684 then it could be called with between one and three parameters, and
2685 \c{%1} would always be taken from the macro call. \c{%2}, if not
2686 specified by the macro call, would default to \c{eax}, and \c{%3} if
2687 not specified would default to \c{[ebx+2]}.
2689 You can provide extra information to a macro by providing
2690 too many default parameters:
2692 \c %macro quux 1 something
2694 This will trigger a warning by default; see \k{opt-w} for
2695 more information.
2696 When \c{quux} is invoked, it receives not one but two parameters.
2697 \c{something} can be referred to as \c{%2}. The difference
2698 between passing \c{something} this way and writing \c{something}
2699 in the macro body is that with this way \c{something} is evaluated
2700 when the macro is defined, not when it is expanded.
2702 You may omit parameter defaults from the macro definition, in which
2703 case the parameter default is taken to be blank. This can be useful
2704 for macros which can take a variable number of parameters, since the
2705 \i\c{%0} token (see \k{percent0}) allows you to determine how many
2706 parameters were really passed to the macro call.
2708 This defaulting mechanism can be combined with the greedy-parameter
2709 mechanism; so the \c{die} macro above could be made more powerful,
2710 and more useful, by changing the first line of the definition to
2712 \c %macro die 0-1+ "Painful program death has occurred.",13,10
2714 The maximum parameter count can be infinite, denoted by \c{*}. In
2715 this case, of course, it is impossible to provide a \e{full} set of
2716 default parameters. Examples of this usage are shown in \k{rotate}.
2719 \S{percent0} \i\c{%0}: \I{counting macro parameters}Macro Parameter Counter
2721 The parameter reference \c{%0} will return a numeric constant giving the
2722 number of parameters received, that is, if \c{%0} is n then \c{%}n is the
2723 last parameter. \c{%0} is mostly useful for macros that can take a variable
2724 number of parameters. It can be used as an argument to \c{%rep}
2725 (see \k{rep}) in order to iterate through all the parameters of a macro.
2726 Examples are given in \k{rotate}.
2729 \S{percent00} \i\c{%00}: \I{label preceeding macro}Label Preceeding Macro
2731 \c{%00} will return the label preceeding the macro invocation, if any. The
2732 label must be on the same line as the macro invocation, may be a local label
2733 (see \k{locallab}), and need not end in a colon.
2736 \S{rotate} \i\c{%rotate}: \i{Rotating Macro Parameters}
2738 Unix shell programmers will be familiar with the \I{shift
2739 command}\c{shift} shell command, which allows the arguments passed
2740 to a shell script (referenced as \c{$1}, \c{$2} and so on) to be
2741 moved left by one place, so that the argument previously referenced
2742 as \c{$2} becomes available as \c{$1}, and the argument previously
2743 referenced as \c{$1} is no longer available at all.
2745 NASM provides a similar mechanism, in the form of \c{%rotate}. As
2746 its name suggests, it differs from the Unix \c{shift} in that no
2747 parameters are lost: parameters rotated off the left end of the
2748 argument list reappear on the right, and vice versa.
2750 \c{%rotate} is invoked with a single numeric argument (which may be
2751 an expression). The macro parameters are rotated to the left by that
2752 many places. If the argument to \c{%rotate} is negative, the macro
2753 parameters are rotated to the right.
2755 \I{iterating over macro parameters}So a pair of macros to save and
2756 restore a set of registers might work as follows:
2758 \c %macro  multipush 1-*
2760 \c   %rep  %0
2761 \c         push    %1
2762 \c   %rotate 1
2763 \c   %endrep
2765 \c %endmacro
2767 This macro invokes the \c{PUSH} instruction on each of its arguments
2768 in turn, from left to right. It begins by pushing its first
2769 argument, \c{%1}, then invokes \c{%rotate} to move all the arguments
2770 one place to the left, so that the original second argument is now
2771 available as \c{%1}. Repeating this procedure as many times as there
2772 were arguments (achieved by supplying \c{%0} as the argument to
2773 \c{%rep}) causes each argument in turn to be pushed.
2775 Note also the use of \c{*} as the maximum parameter count,
2776 indicating that there is no upper limit on the number of parameters
2777 you may supply to the \i\c{multipush} macro.
2779 It would be convenient, when using this macro, to have a \c{POP}
2780 equivalent, which \e{didn't} require the arguments to be given in
2781 reverse order. Ideally, you would write the \c{multipush} macro
2782 call, then cut-and-paste the line to where the pop needed to be
2783 done, and change the name of the called macro to \c{multipop}, and
2784 the macro would take care of popping the registers in the opposite
2785 order from the one in which they were pushed.
2787 This can be done by the following definition:
2789 \c %macro  multipop 1-*
2791 \c   %rep %0
2792 \c   %rotate -1
2793 \c         pop     %1
2794 \c   %endrep
2796 \c %endmacro
2798 This macro begins by rotating its arguments one place to the
2799 \e{right}, so that the original \e{last} argument appears as \c{%1}.
2800 This is then popped, and the arguments are rotated right again, so
2801 the second-to-last argument becomes \c{%1}. Thus the arguments are
2802 iterated through in reverse order.
2805 \S{concat} \i{Concatenating Macro Parameters}
2807 NASM can concatenate macro parameters and macro indirection constructs
2808 on to other text surrounding them. This allows you to declare a family
2809 of symbols, for example, in a macro definition. If, for example, you
2810 wanted to generate a table of key codes along with offsets into the
2811 table, you could code something like
2813 \c %macro keytab_entry 2
2815 \c     keypos%1    equ     $-keytab
2816 \c                 db      %2
2818 \c %endmacro
2820 \c keytab:
2821 \c           keytab_entry F1,128+1
2822 \c           keytab_entry F2,128+2
2823 \c           keytab_entry Return,13
2825 which would expand to
2827 \c keytab:
2828 \c keyposF1        equ     $-keytab
2829 \c                 db     128+1
2830 \c keyposF2        equ     $-keytab
2831 \c                 db      128+2
2832 \c keyposReturn    equ     $-keytab
2833 \c                 db      13
2835 You can just as easily concatenate text on to the other end of a
2836 macro parameter, by writing \c{%1foo}.
2838 If you need to append a \e{digit} to a macro parameter, for example
2839 defining labels \c{foo1} and \c{foo2} when passed the parameter
2840 \c{foo}, you can't code \c{%11} because that would be taken as the
2841 eleventh macro parameter. Instead, you must code
2842 \I{braces, after % sign}\c{%\{1\}1}, which will separate the first
2843 \c{1} (giving the number of the macro parameter) from the second
2844 (literal text to be concatenated to the parameter).
2846 This concatenation can also be applied to other preprocessor in-line
2847 objects, such as macro-local labels (\k{maclocal}) and context-local
2848 labels (\k{ctxlocal}). In all cases, ambiguities in syntax can be
2849 resolved by enclosing everything after the \c{%} sign and before the
2850 literal text in braces: so \c{%\{%foo\}bar} concatenates the text
2851 \c{bar} to the end of the real name of the macro-local label
2852 \c{%%foo}. (This is unnecessary, since the form NASM uses for the
2853 real names of macro-local labels means that the two usages
2854 \c{%\{%foo\}bar} and \c{%%foobar} would both expand to the same
2855 thing anyway; nevertheless, the capability is there.)
2857 The single-line macro indirection construct, \c{%[...]}
2858 (\k{indmacro}), behaves the same way as macro parameters for the
2859 purpose of concatenation.
2861 See also the \c{%+} operator, \k{concat%+}.
2864 \S{mlmaccc} \i{Condition Codes as Macro Parameters}
2866 NASM can give special treatment to a macro parameter which contains
2867 a condition code. For a start, you can refer to the macro parameter
2868 \c{%1} by means of the alternative syntax \i\c{%+1}, which informs
2869 NASM that this macro parameter is supposed to contain a condition
2870 code, and will cause the preprocessor to report an error message if
2871 the macro is called with a parameter which is \e{not} a valid
2872 condition code.
2874 Far more usefully, though, you can refer to the macro parameter by
2875 means of \i\c{%-1}, which NASM will expand as the \e{inverse}
2876 condition code. So the \c{retz} macro defined in \k{maclocal} can be
2877 replaced by a general \i{conditional-return macro} like this:
2879 \c %macro  retc 1
2881 \c         j%-1    %%skip
2882 \c         ret
2883 \c   %%skip:
2885 \c %endmacro
2887 This macro can now be invoked using calls like \c{retc ne}, which
2888 will cause the conditional-jump instruction in the macro expansion
2889 to come out as \c{JE}, or \c{retc po} which will make the jump a
2890 \c{JPE}.
2892 The \c{%+1} macro-parameter reference is quite happy to interpret
2893 the arguments \c{CXZ} and \c{ECXZ} as valid condition codes;
2894 however, \c{%-1} will report an error if passed either of these,
2895 because no inverse condition code exists.
2898 \S{nolist} \i{Disabling Listing Expansion}\I\c{.nolist}
2900 When NASM is generating a listing file from your program, it will
2901 generally expand multi-line macros by means of writing the macro
2902 call and then listing each line of the expansion. This allows you to
2903 see which instructions in the macro expansion are generating what
2904 code; however, for some macros this clutters the listing up
2905 unnecessarily.
2907 NASM therefore provides the \c{.nolist} qualifier, which you can
2908 include in a macro definition to inhibit the expansion of the macro
2909 in the listing file. The \c{.nolist} qualifier comes directly after
2910 the number of parameters, like this:
2912 \c %macro foo 1.nolist
2914 Or like this:
2916 \c %macro bar 1-5+.nolist a,b,c,d,e,f,g,h
2918 \S{unmacro} Undefining Multi-Line Macros: \i\c{%unmacro}
2920 Multi-line macros can be removed with the \c{%unmacro} directive.
2921 Unlike the \c{%undef} directive, however, \c{%unmacro} takes an
2922 argument specification, and will only remove \i{exact matches} with
2923 that argument specification.
2925 For example:
2927 \c %macro foo 1-3
2928 \c         ; Do something
2929 \c %endmacro
2930 \c %unmacro foo 1-3
2932 removes the previously defined macro \c{foo}, but
2934 \c %macro bar 1-3
2935 \c         ; Do something
2936 \c %endmacro
2937 \c %unmacro bar 1
2939 does \e{not} remove the macro \c{bar}, since the argument
2940 specification does not match exactly.
2943 \H{condasm} \i{Conditional Assembly}\I\c{%if}
2945 Similarly to the C preprocessor, NASM allows sections of a source
2946 file to be assembled only if certain conditions are met. The general
2947 syntax of this feature looks like this:
2949 \c %if<condition>
2950 \c     ; some code which only appears if <condition> is met
2951 \c %elif<condition2>
2952 \c     ; only appears if <condition> is not met but <condition2> is
2953 \c %else
2954 \c     ; this appears if neither <condition> nor <condition2> was met
2955 \c %endif
2957 The inverse forms \i\c{%ifn} and \i\c{%elifn} are also supported.
2959 The \i\c{%else} clause is optional, as is the \i\c{%elif} clause.
2960 You can have more than one \c{%elif} clause as well.
2962 There are a number of variants of the \c{%if} directive.  Each has its
2963 corresponding \c{%elif}, \c{%ifn}, and \c{%elifn} directives; for
2964 example, the equivalents to the \c{%ifdef} directive are \c{%elifdef},
2965 \c{%ifndef}, and \c{%elifndef}.
2967 \S{ifdef} \i\c{%ifdef}: Testing Single-Line Macro Existence\I{testing,
2968 single-line macro existence}
2970 Beginning a conditional-assembly block with the line \c{%ifdef
2971 MACRO} will assemble the subsequent code if, and only if, a
2972 single-line macro called \c{MACRO} is defined. If not, then the
2973 \c{%elif} and \c{%else} blocks (if any) will be processed instead.
2975 For example, when debugging a program, you might want to write code
2976 such as
2978 \c           ; perform some function
2979 \c %ifdef DEBUG
2980 \c           writefile 2,"Function performed successfully",13,10
2981 \c %endif
2982 \c           ; go and do something else
2984 Then you could use the command-line option \c{-dDEBUG} to create a
2985 version of the program which produced debugging messages, and remove
2986 the option to generate the final release version of the program.
2988 You can test for a macro \e{not} being defined by using
2989 \i\c{%ifndef} instead of \c{%ifdef}. You can also test for macro
2990 definitions in \c{%elif} blocks by using \i\c{%elifdef} and
2991 \i\c{%elifndef}.
2994 \S{ifmacro} \i\c{%ifmacro}: Testing Multi-Line Macro
2995 Existence\I{testing, multi-line macro existence}
2997 The \c{%ifmacro} directive operates in the same way as the \c{%ifdef}
2998 directive, except that it checks for the existence of a multi-line macro.
3000 For example, you may be working with a large project and not have control
3001 over the macros in a library. You may want to create a macro with one
3002 name if it doesn't already exist, and another name if one with that name
3003 does exist.
3005 The \c{%ifmacro} is considered true if defining a macro with the given name
3006 and number of arguments would cause a definitions conflict. For example:
3008 \c %ifmacro MyMacro 1-3
3010 \c      %error "MyMacro 1-3" causes a conflict with an existing macro.
3012 \c %else
3014 \c      %macro MyMacro 1-3
3016 \c              ; insert code to define the macro
3018 \c      %endmacro
3020 \c %endif
3022 This will create the macro "MyMacro 1-3" if no macro already exists which
3023 would conflict with it, and emits a warning if there would be a definition
3024 conflict.
3026 You can test for the macro not existing by using the \i\c{%ifnmacro} instead
3027 of \c{%ifmacro}. Additional tests can be performed in \c{%elif} blocks by using
3028 \i\c{%elifmacro} and \i\c{%elifnmacro}.
3031 \S{ifctx} \i\c{%ifctx}: Testing the Context Stack\I{testing, context
3032 stack}
3034 The conditional-assembly construct \c{%ifctx} will cause the
3035 subsequent code to be assembled if and only if the top context on
3036 the preprocessor's context stack has the same name as one of the arguments.
3037 As with \c{%ifdef}, the inverse and \c{%elif} forms \i\c{%ifnctx},
3038 \i\c{%elifctx} and \i\c{%elifnctx} are also supported.
3040 For more details of the context stack, see \k{ctxstack}. For a
3041 sample use of \c{%ifctx}, see \k{blockif}.
3044 \S{if} \i\c{%if}: Testing Arbitrary Numeric Expressions\I{testing,
3045 arbitrary numeric expressions}
3047 The conditional-assembly construct \c{%if expr} will cause the
3048 subsequent code to be assembled if and only if the value of the
3049 numeric expression \c{expr} is non-zero. An example of the use of
3050 this feature is in deciding when to break out of a \c{%rep}
3051 preprocessor loop: see \k{rep} for a detailed example.
3053 The expression given to \c{%if}, and its counterpart \i\c{%elif}, is
3054 a critical expression (see \k{crit}).
3056 \c{%if} extends the normal NASM expression syntax, by providing a
3057 set of \i{relational operators} which are not normally available in
3058 expressions. The operators \i\c{=}, \i\c{<}, \i\c{>}, \i\c{<=},
3059 \i\c{>=} and \i\c{<>} test equality, less-than, greater-than,
3060 less-or-equal, greater-or-equal and not-equal respectively. The
3061 C-like forms \i\c{==} and \i\c{!=} are supported as alternative
3062 forms of \c{=} and \c{<>}. In addition, low-priority logical
3063 operators \i\c{&&}, \i\c{^^} and \i\c{||} are provided, supplying
3064 \i{logical AND}, \i{logical XOR} and \i{logical OR}. These work like
3065 the C logical operators (although C has no logical XOR), in that
3066 they always return either 0 or 1, and treat any non-zero input as 1
3067 (so that \c{^^}, for example, returns 1 if exactly one of its inputs
3068 is zero, and 0 otherwise). The relational operators also return 1
3069 for true and 0 for false.
3071 Like other \c{%if} constructs, \c{%if} has a counterpart
3072 \i\c{%elif}, and negative forms \i\c{%ifn} and \i\c{%elifn}.
3074 \S{ifidn} \i\c{%ifidn} and \i\c{%ifidni}: Testing Exact Text
3075 Identity\I{testing, exact text identity}
3077 The construct \c{%ifidn text1,text2} will cause the subsequent code
3078 to be assembled if and only if \c{text1} and \c{text2}, after
3079 expanding single-line macros, are identical pieces of text.
3080 Differences in white space are not counted.
3082 \c{%ifidni} is similar to \c{%ifidn}, but is \i{case-insensitive}.
3084 For example, the following macro pushes a register or number on the
3085 stack, and allows you to treat \c{IP} as a real register:
3087 \c %macro  pushparam 1
3089 \c   %ifidni %1,ip
3090 \c         call    %%label
3091 \c   %%label:
3092 \c   %else
3093 \c         push    %1
3094 \c   %endif
3096 \c %endmacro
3098 Like other \c{%if} constructs, \c{%ifidn} has a counterpart
3099 \i\c{%elifidn}, and negative forms \i\c{%ifnidn} and \i\c{%elifnidn}.
3100 Similarly, \c{%ifidni} has counterparts \i\c{%elifidni},
3101 \i\c{%ifnidni} and \i\c{%elifnidni}.
3103 \S{iftyp} \i\c{%ifid}, \i\c{%ifnum}, \i\c{%ifstr}: Testing Token
3104 Types\I{testing, token types}
3106 Some macros will want to perform different tasks depending on
3107 whether they are passed a number, a string, or an identifier. For
3108 example, a string output macro might want to be able to cope with
3109 being passed either a string constant or a pointer to an existing
3110 string.
3112 The conditional assembly construct \c{%ifid}, taking one parameter
3113 (which may be blank), assembles the subsequent code if and only if
3114 the first token in the parameter exists and is an identifier.
3115 \c{%ifnum} works similarly, but tests for the token being a numeric
3116 constant; \c{%ifstr} tests for it being a string.
3118 For example, the \c{writefile} macro defined in \k{mlmacgre} can be
3119 extended to take advantage of \c{%ifstr} in the following fashion:
3121 \c %macro writefile 2-3+
3123 \c   %ifstr %2
3124 \c         jmp     %%endstr
3125 \c     %if %0 = 3
3126 \c       %%str:    db      %2,%3
3127 \c     %else
3128 \c       %%str:    db      %2
3129 \c     %endif
3130 \c       %%endstr: mov     dx,%%str
3131 \c                 mov     cx,%%endstr-%%str
3132 \c   %else
3133 \c                 mov     dx,%2
3134 \c                 mov     cx,%3
3135 \c   %endif
3136 \c                 mov     bx,%1
3137 \c                 mov     ah,0x40
3138 \c                 int     0x21
3140 \c %endmacro
3142 Then the \c{writefile} macro can cope with being called in either of
3143 the following two ways:
3145 \c         writefile [file], strpointer, length
3146 \c         writefile [file], "hello", 13, 10
3148 In the first, \c{strpointer} is used as the address of an
3149 already-declared string, and \c{length} is used as its length; in
3150 the second, a string is given to the macro, which therefore declares
3151 it itself and works out the address and length for itself.
3153 Note the use of \c{%if} inside the \c{%ifstr}: this is to detect
3154 whether the macro was passed two arguments (so the string would be a
3155 single string constant, and \c{db %2} would be adequate) or more (in
3156 which case, all but the first two would be lumped together into
3157 \c{%3}, and \c{db %2,%3} would be required).
3159 The usual \I\c{%elifid}\I\c{%elifnum}\I\c{%elifstr}\c{%elif}...,
3160 \I\c{%ifnid}\I\c{%ifnnum}\I\c{%ifnstr}\c{%ifn}..., and
3161 \I\c{%elifnid}\I\c{%elifnnum}\I\c{%elifnstr}\c{%elifn}... versions
3162 exist for each of \c{%ifid}, \c{%ifnum} and \c{%ifstr}.
3164 \S{iftoken} \i\c{%iftoken}: Test for a Single Token
3166 Some macros will want to do different things depending on if it is
3167 passed a single token (e.g. paste it to something else using \c{%+})
3168 versus a multi-token sequence.
3170 The conditional assembly construct \c{%iftoken} assembles the
3171 subsequent code if and only if the expanded parameters consist of
3172 exactly one token, possibly surrounded by whitespace.
3174 For example:
3176 \c %iftoken 1
3178 will assemble the subsequent code, but
3180 \c %iftoken -1
3182 will not, since \c{-1} contains two tokens: the unary minus operator
3183 \c{-}, and the number \c{1}.
3185 The usual \i\c{%eliftoken}, \i\c\{%ifntoken}, and \i\c{%elifntoken}
3186 variants are also provided.
3188 \S{ifempty} \i\c{%ifempty}: Test for Empty Expansion
3190 The conditional assembly construct \c{%ifempty} assembles the
3191 subsequent code if and only if the expanded parameters do not contain
3192 any tokens at all, whitespace excepted.
3194 The usual \i\c{%elifempty}, \i\c\{%ifnempty}, and \i\c{%elifnempty}
3195 variants are also provided.
3197 \S{ifenv} \i\c{%ifenv}: Test If Environment Variable Exists
3199 The conditional assembly construct \c{%ifenv} assembles the
3200 subsequent code if and only if the environment variable referenced by
3201 the \c{%!<env>} directive exists.
3203 The usual \i\c{%elifenv}, \i\c\{%ifnenv}, and \i\c{%elifnenv}
3204 variants are also provided.
3206 Just as for \c{%!<env>} the argument should be written as a string if
3207 it contains characters that would not be legal in an identifier.  See
3208 \k{getenv}.
3210 \H{rep} \i{Preprocessor Loops}\I{repeating code}: \i\c{%rep}
3212 NASM's \c{TIMES} prefix, though useful, cannot be used to invoke a
3213 multi-line macro multiple times, because it is processed by NASM
3214 after macros have already been expanded. Therefore NASM provides
3215 another form of loop, this time at the preprocessor level: \c{%rep}.
3217 The directives \c{%rep} and \i\c{%endrep} (\c{%rep} takes a numeric
3218 argument, which can be an expression; \c{%endrep} takes no
3219 arguments) can be used to enclose a chunk of code, which is then
3220 replicated as many times as specified by the preprocessor:
3222 \c %assign i 0
3223 \c %rep    64
3224 \c         inc     word [table+2*i]
3225 \c %assign i i+1
3226 \c %endrep
3228 This will generate a sequence of 64 \c{INC} instructions,
3229 incrementing every word of memory from \c{[table]} to
3230 \c{[table+126]}.
3232 For more complex termination conditions, or to break out of a repeat
3233 loop part way along, you can use the \i\c{%exitrep} directive to
3234 terminate the loop, like this:
3236 \c fibonacci:
3237 \c %assign i 0
3238 \c %assign j 1
3239 \c %rep 100
3240 \c %if j > 65535
3241 \c     %exitrep
3242 \c %endif
3243 \c         dw j
3244 \c %assign k j+i
3245 \c %assign i j
3246 \c %assign j k
3247 \c %endrep
3249 \c fib_number equ ($-fibonacci)/2
3251 This produces a list of all the Fibonacci numbers that will fit in
3252 16 bits. Note that a maximum repeat count must still be given to
3253 \c{%rep}. This is to prevent the possibility of NASM getting into an
3254 infinite loop in the preprocessor, which (on multitasking or
3255 multi-user systems) would typically cause all the system memory to
3256 be gradually used up and other applications to start crashing.
3258 Note a maximum repeat count is limited by 62 bit number, though it
3259 is hardly possible that you ever need anything bigger.
3262 \H{files} Source Files and Dependencies
3264 These commands allow you to split your sources into multiple files.
3266 \S{include} \i\c{%include}: \i{Including Other Files}
3268 Using, once again, a very similar syntax to the C preprocessor,
3269 NASM's preprocessor lets you include other source files into your
3270 code. This is done by the use of the \i\c{%include} directive:
3272 \c %include "macros.mac"
3274 will include the contents of the file \c{macros.mac} into the source
3275 file containing the \c{%include} directive.
3277 Include files are \I{searching for include files}searched for in the
3278 current directory (the directory you're in when you run NASM, as
3279 opposed to the location of the NASM executable or the location of
3280 the source file), plus any directories specified on the NASM command
3281 line using the \c{-i} option.
3283 The standard C idiom for preventing a file being included more than
3284 once is just as applicable in NASM: if the file \c{macros.mac} has
3285 the form
3287 \c %ifndef MACROS_MAC
3288 \c     %define MACROS_MAC
3289 \c     ; now define some macros
3290 \c %endif
3292 then including the file more than once will not cause errors,
3293 because the second time the file is included nothing will happen
3294 because the macro \c{MACROS_MAC} will already be defined.
3296 You can force a file to be included even if there is no \c{%include}
3297 directive that explicitly includes it, by using the \i\c{-p} option
3298 on the NASM command line (see \k{opt-p}).
3301 \S{pathsearch} \i\c{%pathsearch}: Search the Include Path
3303 The \c{%pathsearch} directive takes a single-line macro name and a
3304 filename, and declare or redefines the specified single-line macro to
3305 be the include-path-resolved version of the filename, if the file
3306 exists (otherwise, it is passed unchanged.)
3308 For example,
3310 \c %pathsearch MyFoo "foo.bin"
3312 ... with \c{-Ibins/} in the include path may end up defining the macro
3313 \c{MyFoo} to be \c{"bins/foo.bin"}.
3316 \S{depend} \i\c{%depend}: Add Dependent Files
3318 The \c{%depend} directive takes a filename and adds it to the list of
3319 files to be emitted as dependency generation when the \c{-M} options
3320 and its relatives (see \k{opt-M}) are used.  It produces no output.
3322 This is generally used in conjunction with \c{%pathsearch}.  For
3323 example, a simplified version of the standard macro wrapper for the
3324 \c{INCBIN} directive looks like:
3326 \c %imacro incbin 1-2+ 0
3327 \c %pathsearch dep %1
3328 \c %depend dep
3329 \c         incbin dep,%2
3330 \c %endmacro
3332 This first resolves the location of the file into the macro \c{dep},
3333 then adds it to the dependency lists, and finally issues the
3334 assembler-level \c{INCBIN} directive.
3337 \S{use} \i\c{%use}: Include Standard Macro Package
3339 The \c{%use} directive is similar to \c{%include}, but rather than
3340 including the contents of a file, it includes a named standard macro
3341 package.  The standard macro packages are part of NASM, and are
3342 described in \k{macropkg}.
3344 Unlike the \c{%include} directive, package names for the \c{%use}
3345 directive do not require quotes, but quotes are permitted.  In NASM
3346 2.04 and 2.05 the unquoted form would be macro-expanded; this is no
3347 longer true.  Thus, the following lines are equivalent:
3349 \c %use altreg
3350 \c %use 'altreg'
3352 Standard macro packages are protected from multiple inclusion.  When a
3353 standard macro package is used, a testable single-line macro of the
3354 form \c{__USE_}\e{package}\c{__} is also defined, see \k{use_def}.
3356 \H{ctxstack} The \i{Context Stack}
3358 Having labels that are local to a macro definition is sometimes not
3359 quite powerful enough: sometimes you want to be able to share labels
3360 between several macro calls. An example might be a \c{REPEAT} ...
3361 \c{UNTIL} loop, in which the expansion of the \c{REPEAT} macro
3362 would need to be able to refer to a label which the \c{UNTIL} macro
3363 had defined. However, for such a macro you would also want to be
3364 able to nest these loops.
3366 NASM provides this level of power by means of a \e{context stack}.
3367 The preprocessor maintains a stack of \e{contexts}, each of which is
3368 characterized by a name. You add a new context to the stack using
3369 the \i\c{%push} directive, and remove one using \i\c{%pop}. You can
3370 define labels that are local to a particular context on the stack.
3373 \S{pushpop} \i\c{%push} and \i\c{%pop}: \I{creating
3374 contexts}\I{removing contexts}Creating and Removing Contexts
3376 The \c{%push} directive is used to create a new context and place it
3377 on the top of the context stack. \c{%push} takes an optional argument,
3378 which is the name of the context. For example:
3380 \c %push    foobar
3382 This pushes a new context called \c{foobar} on the stack. You can have
3383 several contexts on the stack with the same name: they can still be
3384 distinguished.  If no name is given, the context is unnamed (this is
3385 normally used when both the \c{%push} and the \c{%pop} are inside a
3386 single macro definition.)
3388 The directive \c{%pop}, taking one optional argument, removes the top
3389 context from the context stack and destroys it, along with any
3390 labels associated with it.  If an argument is given, it must match the
3391 name of the current context, otherwise it will issue an error.
3394 \S{ctxlocal} \i{Context-Local Labels}
3396 Just as the usage \c{%%foo} defines a label which is local to the
3397 particular macro call in which it is used, the usage \I{%$}\c{%$foo}
3398 is used to define a label which is local to the context on the top
3399 of the context stack. So the \c{REPEAT} and \c{UNTIL} example given
3400 above could be implemented by means of:
3402 \c %macro repeat 0
3404 \c     %push   repeat
3405 \c     %$begin:
3407 \c %endmacro
3409 \c %macro until 1
3411 \c         j%-1    %$begin
3412 \c     %pop
3414 \c %endmacro
3416 and invoked by means of, for example,
3418 \c         mov     cx,string
3419 \c         repeat
3420 \c         add     cx,3
3421 \c         scasb
3422 \c         until   e
3424 which would scan every fourth byte of a string in search of the byte
3425 in \c{AL}.
3427 If you need to define, or access, labels local to the context
3428 \e{below} the top one on the stack, you can use \I{%$$}\c{%$$foo}, or
3429 \c{%$$$foo} for the context below that, and so on.
3432 \S{ctxdefine} \i{Context-Local Single-Line Macros}
3434 NASM also allows you to define single-line macros which are local to
3435 a particular context, in just the same way:
3437 \c %define %$localmac 3
3439 will define the single-line macro \c{%$localmac} to be local to the
3440 top context on the stack. Of course, after a subsequent \c{%push},
3441 it can then still be accessed by the name \c{%$$localmac}.
3444 \S{ctxfallthrough} \i{Context Fall-Through Lookup}
3446 Context fall-through lookup (automatic searching of outer contexts)
3447 is a feature that was added in NASM version 0.98.03. Unfortunately,
3448 this feature is unintuitive and can result in buggy code that would
3449 have otherwise been prevented by NASM's error reporting. As a result,
3450 this feature has been \e{deprecated}. NASM version 2.09 will issue a
3451 warning when usage of this \e{deprecated} feature is detected. Starting
3452 with NASM version 2.10, usage of this \e{deprecated} feature will simply
3453 result in an \e{expression syntax error}.
3455 An example usage of this \e{deprecated} feature follows:
3457 \c %macro ctxthru 0
3458 \c %push ctx1
3459 \c     %assign %$external 1
3460 \c         %push ctx2
3461 \c             %assign %$internal 1
3462 \c             mov eax, %$external
3463 \c             mov eax, %$internal
3464 \c         %pop
3465 \c %pop
3466 \c %endmacro
3468 As demonstrated, \c{%$external} is being defined in the \c{ctx1}
3469 context and referenced within the \c{ctx2} context. With context
3470 fall-through lookup, referencing an undefined context-local macro
3471 like this implicitly searches through all outer contexts until a match
3472 is made or isn't found in any context. As a result, \c{%$external}
3473 referenced within the \c{ctx2} context would implicitly use \c{%$external}
3474 as defined in \c{ctx1}. Most people would expect NASM to issue an error in
3475 this situation because \c{%$external} was never defined within \c{ctx2} and also
3476 isn't qualified with the proper context depth, \c{%$$external}.
3478 Here is a revision of the above example with proper context depth:
3480 \c %macro ctxthru 0
3481 \c %push ctx1
3482 \c     %assign %$external 1
3483 \c         %push ctx2
3484 \c             %assign %$internal 1
3485 \c             mov eax, %$$external
3486 \c             mov eax, %$internal
3487 \c         %pop
3488 \c %pop
3489 \c %endmacro
3491 As demonstrated, \c{%$external} is still being defined in the \c{ctx1}
3492 context and referenced within the \c{ctx2} context. However, the
3493 reference to \c{%$external} within \c{ctx2} has been fully qualified with
3494 the proper context depth, \c{%$$external}, and thus is no longer ambiguous,
3495 unintuitive or erroneous.
3498 \S{ctxrepl} \i\c{%repl}: \I{renaming contexts}Renaming a Context
3500 If you need to change the name of the top context on the stack (in
3501 order, for example, to have it respond differently to \c{%ifctx}),
3502 you can execute a \c{%pop} followed by a \c{%push}; but this will
3503 have the side effect of destroying all context-local labels and
3504 macros associated with the context that was just popped.
3506 NASM provides the directive \c{%repl}, which \e{replaces} a context
3507 with a different name, without touching the associated macros and
3508 labels. So you could replace the destructive code
3510 \c %pop
3511 \c %push   newname
3513 with the non-destructive version \c{%repl newname}.
3516 \S{blockif} Example Use of the \i{Context Stack}: \i{Block IFs}
3518 This example makes use of almost all the context-stack features,
3519 including the conditional-assembly construct \i\c{%ifctx}, to
3520 implement a block IF statement as a set of macros.
3522 \c %macro if 1
3524 \c     %push if
3525 \c     j%-1  %$ifnot
3527 \c %endmacro
3529 \c %macro else 0
3531 \c   %ifctx if
3532 \c         %repl   else
3533 \c         jmp     %$ifend
3534 \c         %$ifnot:
3535 \c   %else
3536 \c         %error  "expected `if' before `else'"
3537 \c   %endif
3539 \c %endmacro
3541 \c %macro endif 0
3543 \c   %ifctx if
3544 \c         %$ifnot:
3545 \c         %pop
3546 \c   %elifctx      else
3547 \c         %$ifend:
3548 \c         %pop
3549 \c   %else
3550 \c         %error  "expected `if' or `else' before `endif'"
3551 \c   %endif
3553 \c %endmacro
3555 This code is more robust than the \c{REPEAT} and \c{UNTIL} macros
3556 given in \k{ctxlocal}, because it uses conditional assembly to check
3557 that the macros are issued in the right order (for example, not
3558 calling \c{endif} before \c{if}) and issues a \c{%error} if they're
3559 not.
3561 In addition, the \c{endif} macro has to be able to cope with the two
3562 distinct cases of either directly following an \c{if}, or following
3563 an \c{else}. It achieves this, again, by using conditional assembly
3564 to do different things depending on whether the context on top of
3565 the stack is \c{if} or \c{else}.
3567 The \c{else} macro has to preserve the context on the stack, in
3568 order to have the \c{%$ifnot} referred to by the \c{if} macro be the
3569 same as the one defined by the \c{endif} macro, but has to change
3570 the context's name so that \c{endif} will know there was an
3571 intervening \c{else}. It does this by the use of \c{%repl}.
3573 A sample usage of these macros might look like:
3575 \c         cmp     ax,bx
3577 \c         if ae
3578 \c                cmp     bx,cx
3580 \c                if ae
3581 \c                        mov     ax,cx
3582 \c                else
3583 \c                        mov     ax,bx
3584 \c                endif
3586 \c         else
3587 \c                cmp     ax,cx
3589 \c                if ae
3590 \c                        mov     ax,cx
3591 \c                endif
3593 \c         endif
3595 The block-\c{IF} macros handle nesting quite happily, by means of
3596 pushing another context, describing the inner \c{if}, on top of the
3597 one describing the outer \c{if}; thus \c{else} and \c{endif} always
3598 refer to the last unmatched \c{if} or \c{else}.
3601 \H{stackrel} \i{Stack Relative Preprocessor Directives}
3603 The following preprocessor directives provide a way to use
3604 labels to refer to local variables allocated on the stack.
3606 \b\c{%arg}  (see \k{arg})
3608 \b\c{%stacksize}  (see \k{stacksize})
3610 \b\c{%local}  (see \k{local})
3613 \S{arg} \i\c{%arg} Directive
3615 The \c{%arg} directive is used to simplify the handling of
3616 parameters passed on the stack. Stack based parameter passing
3617 is used by many high level languages, including C, C++ and Pascal.
3619 While NASM has macros which attempt to duplicate this
3620 functionality (see \k{16cmacro}), the syntax is not particularly
3621 convenient to use and is not TASM compatible. Here is an example
3622 which shows the use of \c{%arg} without any external macros:
3624 \c some_function:
3626 \c     %push     mycontext        ; save the current context
3627 \c     %stacksize large           ; tell NASM to use bp
3628 \c     %arg      i:word, j_ptr:word
3630 \c         mov     ax,[i]
3631 \c         mov     bx,[j_ptr]
3632 \c         add     ax,[bx]
3633 \c         ret
3635 \c     %pop                       ; restore original context
3637 This is similar to the procedure defined in \k{16cmacro} and adds
3638 the value in i to the value pointed to by j_ptr and returns the
3639 sum in the ax register. See \k{pushpop} for an explanation of
3640 \c{push} and \c{pop} and the use of context stacks.
3643 \S{stacksize} \i\c{%stacksize} Directive
3645 The \c{%stacksize} directive is used in conjunction with the
3646 \c{%arg} (see \k{arg}) and the \c{%local} (see \k{local}) directives.
3647 It tells NASM the default size to use for subsequent \c{%arg} and
3648 \c{%local} directives. The \c{%stacksize} directive takes one
3649 required argument which is one of \c{flat}, \c{flat64}, \c{large} or \c{small}.
3651 \c %stacksize flat
3653 This form causes NASM to use stack-based parameter addressing
3654 relative to \c{ebp} and it assumes that a near form of call was used
3655 to get to this label (i.e. that \c{eip} is on the stack).
3657 \c %stacksize flat64
3659 This form causes NASM to use stack-based parameter addressing
3660 relative to \c{rbp} and it assumes that a near form of call was used
3661 to get to this label (i.e. that \c{rip} is on the stack).
3663 \c %stacksize large
3665 This form uses \c{bp} to do stack-based parameter addressing and
3666 assumes that a far form of call was used to get to this address
3667 (i.e. that \c{ip} and \c{cs} are on the stack).
3669 \c %stacksize small
3671 This form also uses \c{bp} to address stack parameters, but it is
3672 different from \c{large} because it also assumes that the old value
3673 of bp is pushed onto the stack (i.e. it expects an \c{ENTER}
3674 instruction). In other words, it expects that \c{bp}, \c{ip} and
3675 \c{cs} are on the top of the stack, underneath any local space which
3676 may have been allocated by \c{ENTER}. This form is probably most
3677 useful when used in combination with the \c{%local} directive
3678 (see \k{local}).
3681 \S{local} \i\c{%local} Directive
3683 The \c{%local} directive is used to simplify the use of local
3684 temporary stack variables allocated in a stack frame. Automatic
3685 local variables in C are an example of this kind of variable. The
3686 \c{%local} directive is most useful when used with the \c{%stacksize}
3687 (see \k{stacksize} and is also compatible with the \c{%arg} directive
3688 (see \k{arg}). It allows simplified reference to variables on the
3689 stack which have been allocated typically by using the \c{ENTER}
3690 instruction.
3691 \# (see \k{insENTER} for a description of that instruction).
3692 An example of its use is the following:
3694 \c silly_swap:
3696 \c     %push mycontext             ; save the current context
3697 \c     %stacksize small            ; tell NASM to use bp
3698 \c     %assign %$localsize 0       ; see text for explanation
3699 \c     %local old_ax:word, old_dx:word
3701 \c         enter   %$localsize,0   ; see text for explanation
3702 \c         mov     [old_ax],ax     ; swap ax & bx
3703 \c         mov     [old_dx],dx     ; and swap dx & cx
3704 \c         mov     ax,bx
3705 \c         mov     dx,cx
3706 \c         mov     bx,[old_ax]
3707 \c         mov     cx,[old_dx]
3708 \c         leave                   ; restore old bp
3709 \c         ret                     ;
3711 \c     %pop                        ; restore original context
3713 The \c{%$localsize} variable is used internally by the
3714 \c{%local} directive and \e{must} be defined within the
3715 current context before the \c{%local} directive may be used.
3716 Failure to do so will result in one expression syntax error for
3717 each \c{%local} variable declared. It then may be used in
3718 the construction of an appropriately sized ENTER instruction
3719 as shown in the example.
3722 \H{pperror} Reporting \i{User-Defined Errors}: \i\c{%error}, \i\c{%warning}, \i\c{%fatal}
3724 The preprocessor directive \c{%error} will cause NASM to report an
3725 error if it occurs in assembled code. So if other users are going to
3726 try to assemble your source files, you can ensure that they define the
3727 right macros by means of code like this:
3729 \c %ifdef F1
3730 \c     ; do some setup
3731 \c %elifdef F2
3732 \c     ; do some different setup
3733 \c %else
3734 \c     %error "Neither F1 nor F2 was defined."
3735 \c %endif
3737 Then any user who fails to understand the way your code is supposed
3738 to be assembled will be quickly warned of their mistake, rather than
3739 having to wait until the program crashes on being run and then not
3740 knowing what went wrong.
3742 Similarly, \c{%warning} issues a warning, but allows assembly to continue:
3744 \c %ifdef F1
3745 \c     ; do some setup
3746 \c %elifdef F2
3747 \c     ; do some different setup
3748 \c %else
3749 \c     %warning "Neither F1 nor F2 was defined, assuming F1."
3750 \c     %define F1
3751 \c %endif
3753 \c{%error} and \c{%warning} are issued only on the final assembly
3754 pass.  This makes them safe to use in conjunction with tests that
3755 depend on symbol values.
3757 \c{%fatal} terminates assembly immediately, regardless of pass.  This
3758 is useful when there is no point in continuing the assembly further,
3759 and doing so is likely just going to cause a spew of confusing error
3760 messages.
3762 It is optional for the message string after \c{%error}, \c{%warning}
3763 or \c{%fatal} to be quoted.  If it is \e{not}, then single-line macros
3764 are expanded in it, which can be used to display more information to
3765 the user.  For example:
3767 \c %if foo > 64
3768 \c     %assign foo_over foo-64
3769 \c     %error foo is foo_over bytes too large
3770 \c %endif
3773 \H{otherpreproc} \i{Other Preprocessor Directives}
3775 NASM also has preprocessor directives which allow access to
3776 information from external sources. Currently they include:
3778 \b\c{%line} enables NASM to correctly handle the output of another
3779 preprocessor (see \k{line}).
3781 \b\c{%!} enables NASM to read in the value of an environment variable,
3782 which can then be used in your program (see \k{getenv}).
3784 \S{line} \i\c{%line} Directive
3786 The \c{%line} directive is used to notify NASM that the input line
3787 corresponds to a specific line number in another file.  Typically
3788 this other file would be an original source file, with the current
3789 NASM input being the output of a pre-processor.  The \c{%line}
3790 directive allows NASM to output messages which indicate the line
3791 number of the original source file, instead of the file that is being
3792 read by NASM.
3794 This preprocessor directive is not generally of use to programmers,
3795 by may be of interest to preprocessor authors.  The usage of the
3796 \c{%line} preprocessor directive is as follows:
3798 \c %line nnn[+mmm] [filename]
3800 In this directive, \c{nnn} identifies the line of the original source
3801 file which this line corresponds to.  \c{mmm} is an optional parameter
3802 which specifies a line increment value; each line of the input file
3803 read in is considered to correspond to \c{mmm} lines of the original
3804 source file.  Finally, \c{filename} is an optional parameter which
3805 specifies the file name of the original source file.
3807 After reading a \c{%line} preprocessor directive, NASM will report
3808 all file name and line numbers relative to the values specified
3809 therein.
3812 \S{getenv} \i\c{%!}\c{<env>}: Read an environment variable.
3814 The \c{%!<env>} directive makes it possible to read the value of an
3815 environment variable at assembly time. This could, for example, be used
3816 to store the contents of an environment variable into a string, which
3817 could be used at some other point in your code.
3819 For example, suppose that you have an environment variable \c{FOO}, and
3820 you want the contents of \c{FOO} to be embedded in your program. You
3821 could do that as follows:
3823 \c %defstr FOO          %!FOO
3825 See \k{defstr} for notes on the \c{%defstr} directive.
3827 If the name of the environment variable contains non-identifier
3828 characters, you can use string quotes to surround the name of the
3829 variable, for example:
3831 \c %defstr C_colon      %!'C:'
3834 \H{stdmac} \i{Standard Macros}
3836 NASM defines a set of standard macros, which are already defined
3837 when it starts to process any source file. If you really need a
3838 program to be assembled with no pre-defined macros, you can use the
3839 \i\c{%clear} directive to empty the preprocessor of everything but
3840 context-local preprocessor variables and single-line macros.
3842 Most \i{user-level assembler directives} (see \k{directive}) are
3843 implemented as macros which invoke primitive directives; these are
3844 described in \k{directive}. The rest of the standard macro set is
3845 described here.
3848 \S{stdmacver} \i{NASM Version} Macros
3850 The single-line macros \i\c{__NASM_MAJOR__}, \i\c{__NASM_MINOR__},
3851 \i\c{__NASM_SUBMINOR__} and \i\c{___NASM_PATCHLEVEL__} expand to the
3852 major, minor, subminor and patch level parts of the \i{version
3853 number of NASM} being used. So, under NASM 0.98.32p1 for
3854 example, \c{__NASM_MAJOR__} would be defined to be 0, \c{__NASM_MINOR__}
3855 would be defined as 98, \c{__NASM_SUBMINOR__} would be defined to 32,
3856 and \c{___NASM_PATCHLEVEL__} would be defined as 1.
3858 Additionally, the macro \i\c{__NASM_SNAPSHOT__} is defined for
3859 automatically generated snapshot releases \e{only}.
3862 \S{stdmacverid} \i\c{__NASM_VERSION_ID__}: \i{NASM Version ID}
3864 The single-line macro \c{__NASM_VERSION_ID__} expands to a dword integer
3865 representing the full version number of the version of nasm being used.
3866 The value is the equivalent to \c{__NASM_MAJOR__}, \c{__NASM_MINOR__},
3867 \c{__NASM_SUBMINOR__} and \c{___NASM_PATCHLEVEL__} concatenated to
3868 produce a single doubleword. Hence, for 0.98.32p1, the returned number
3869 would be equivalent to:
3871 \c         dd      0x00622001
3875 \c         db      1,32,98,0
3877 Note that the above lines are generate exactly the same code, the second
3878 line is used just to give an indication of the order that the separate
3879 values will be present in memory.
3882 \S{stdmacverstr} \i\c{__NASM_VER__}: \i{NASM Version string}
3884 The single-line macro \c{__NASM_VER__} expands to a string which defines
3885 the version number of nasm being used. So, under NASM 0.98.32 for example,
3887 \c         db      __NASM_VER__
3889 would expand to
3891 \c         db      "0.98.32"
3894 \S{fileline} \i\c{__FILE__} and \i\c{__LINE__}: File Name and Line Number
3896 Like the C preprocessor, NASM allows the user to find out the file
3897 name and line number containing the current instruction. The macro
3898 \c{__FILE__} expands to a string constant giving the name of the
3899 current input file (which may change through the course of assembly
3900 if \c{%include} directives are used), and \c{__LINE__} expands to a
3901 numeric constant giving the current line number in the input file.
3903 These macros could be used, for example, to communicate debugging
3904 information to a macro, since invoking \c{__LINE__} inside a macro
3905 definition (either single-line or multi-line) will return the line
3906 number of the macro \e{call}, rather than \e{definition}. So to
3907 determine where in a piece of code a crash is occurring, for
3908 example, one could write a routine \c{stillhere}, which is passed a
3909 line number in \c{EAX} and outputs something like `line 155: still
3910 here'. You could then write a macro
3912 \c %macro  notdeadyet 0
3914 \c         push    eax
3915 \c         mov     eax,__LINE__
3916 \c         call    stillhere
3917 \c         pop     eax
3919 \c %endmacro
3921 and then pepper your code with calls to \c{notdeadyet} until you
3922 find the crash point.
3925 \S{bitsm} \i\c{__BITS__}: Current BITS Mode
3927 The \c{__BITS__} standard macro is updated every time that the BITS mode is
3928 set using the \c{BITS XX} or \c{[BITS XX]} directive, where XX is a valid mode
3929 number of 16, 32 or 64. \c{__BITS__} receives the specified mode number and
3930 makes it globally available. This can be very useful for those who utilize
3931 mode-dependent macros.
3933 \S{ofmtm} \i\c{__OUTPUT_FORMAT__}: Current Output Format
3935 The \c{__OUTPUT_FORMAT__} standard macro holds the current Output Format,
3936 as given by the \c{-f} option or NASM's default. Type \c{nasm -hf} for a
3937 list.
3939 \c %ifidn __OUTPUT_FORMAT__, win32
3940 \c  %define NEWLINE 13, 10
3941 \c %elifidn __OUTPUT_FORMAT__, elf32
3942 \c  %define NEWLINE 10
3943 \c %endif
3946 \S{datetime} Assembly Date and Time Macros
3948 NASM provides a variety of macros that represent the timestamp of the
3949 assembly session.
3951 \b The \i\c{__DATE__} and \i\c{__TIME__} macros give the assembly date and
3952 time as strings, in ISO 8601 format (\c{"YYYY-MM-DD"} and \c{"HH:MM:SS"},
3953 respectively.)
3955 \b The \i\c{__DATE_NUM__} and \i\c{__TIME_NUM__} macros give the assembly
3956 date and time in numeric form; in the format \c{YYYYMMDD} and
3957 \c{HHMMSS} respectively.
3959 \b The \i\c{__UTC_DATE__} and \i\c{__UTC_TIME__} macros give the assembly
3960 date and time in universal time (UTC) as strings, in ISO 8601 format
3961 (\c{"YYYY-MM-DD"} and \c{"HH:MM:SS"}, respectively.)  If the host
3962 platform doesn't provide UTC time, these macros are undefined.
3964 \b The \i\c{__UTC_DATE_NUM__} and \i\c{__UTC_TIME_NUM__} macros give the
3965 assembly date and time universal time (UTC) in numeric form; in the
3966 format \c{YYYYMMDD} and \c{HHMMSS} respectively.  If the
3967 host platform doesn't provide UTC time, these macros are
3968 undefined.
3970 \b The \c{__POSIX_TIME__} macro is defined as a number containing the
3971 number of seconds since the POSIX epoch, 1 January 1970 00:00:00 UTC;
3972 excluding any leap seconds.  This is computed using UTC time if
3973 available on the host platform, otherwise it is computed using the
3974 local time as if it was UTC.
3976 All instances of time and date macros in the same assembly session
3977 produce consistent output.  For example, in an assembly session
3978 started at 42 seconds after midnight on January 1, 2010 in Moscow
3979 (timezone UTC+3) these macros would have the following values,
3980 assuming, of course, a properly configured environment with a correct
3981 clock:
3983 \c       __DATE__             "2010-01-01"
3984 \c       __TIME__             "00:00:42"
3985 \c       __DATE_NUM__         20100101
3986 \c       __TIME_NUM__         000042
3987 \c       __UTC_DATE__         "2009-12-31"
3988 \c       __UTC_TIME__         "21:00:42"
3989 \c       __UTC_DATE_NUM__     20091231
3990 \c       __UTC_TIME_NUM__     210042
3991 \c       __POSIX_TIME__       1262293242
3994 \S{use_def} \I\c{__USE_*__}\c{__USE_}\e{package}\c{__}: Package
3995 Include Test
3997 When a standard macro package (see \k{macropkg}) is included with the
3998 \c{%use} directive (see \k{use}), a single-line macro of the form
3999 \c{__USE_}\e{package}\c{__} is automatically defined.  This allows
4000 testing if a particular package is invoked or not.
4002 For example, if the \c{altreg} package is included (see
4003 \k{pkg_altreg}), then the macro \c{__USE_ALTREG__} is defined.
4006 \S{pass_macro} \i\c{__PASS__}: Assembly Pass
4008 The macro \c{__PASS__} is defined to be \c{1} on preparatory passes,
4009 and \c{2} on the final pass.  In preprocess-only mode, it is set to
4010 \c{3}, and when running only to generate dependencies (due to the
4011 \c{-M} or \c{-MG} option, see \k{opt-M}) it is set to \c{0}.
4013 \e{Avoid using this macro if at all possible.  It is tremendously easy
4014 to generate very strange errors by misusing it, and the semantics may
4015 change in future versions of NASM.}
4018 \S{struc} \i\c{STRUC} and \i\c{ENDSTRUC}: \i{Declaring Structure} Data Types
4020 The core of NASM contains no intrinsic means of defining data
4021 structures; instead, the preprocessor is sufficiently powerful that
4022 data structures can be implemented as a set of macros. The macros
4023 \c{STRUC} and \c{ENDSTRUC} are used to define a structure data type.
4025 \c{STRUC} takes one or two parameters. The first parameter is the name
4026 of the data type. The second, optional parameter is the base offset of
4027 the structure. The name of the data type is defined as a symbol with
4028 the value of the base offset, and the name of the data type with the
4029 suffix \c{_size} appended to it is defined as an \c{EQU} giving the
4030 size of the structure. Once \c{STRUC} has been issued, you are
4031 defining the structure, and should define fields using the \c{RESB}
4032 family of pseudo-instructions, and then invoke \c{ENDSTRUC} to finish
4033 the definition.
4035 For example, to define a structure called \c{mytype} containing a
4036 longword, a word, a byte and a string of bytes, you might code
4038 \c struc   mytype
4040 \c   mt_long:      resd    1
4041 \c   mt_word:      resw    1
4042 \c   mt_byte:      resb    1
4043 \c   mt_str:       resb    32
4045 \c endstruc
4047 The above code defines six symbols: \c{mt_long} as 0 (the offset
4048 from the beginning of a \c{mytype} structure to the longword field),
4049 \c{mt_word} as 4, \c{mt_byte} as 6, \c{mt_str} as 7, \c{mytype_size}
4050 as 39, and \c{mytype} itself as zero.
4052 The reason why the structure type name is defined at zero by default
4053 is a side effect of allowing structures to work with the local label
4054 mechanism: if your structure members tend to have the same names in
4055 more than one structure, you can define the above structure like this:
4057 \c struc mytype
4059 \c   .long:        resd    1
4060 \c   .word:        resw    1
4061 \c   .byte:        resb    1
4062 \c   .str:         resb    32
4064 \c endstruc
4066 This defines the offsets to the structure fields as \c{mytype.long},
4067 \c{mytype.word}, \c{mytype.byte} and \c{mytype.str}.
4069 NASM, since it has no \e{intrinsic} structure support, does not
4070 support any form of period notation to refer to the elements of a
4071 structure once you have one (except the above local-label notation),
4072 so code such as \c{mov ax,[mystruc.mt_word]} is not valid.
4073 \c{mt_word} is a constant just like any other constant, so the
4074 correct syntax is \c{mov ax,[mystruc+mt_word]} or \c{mov
4075 ax,[mystruc+mytype.word]}.
4077 Sometimes you only have the address of the structure displaced by an
4078 offset. For example, consider this standard stack frame setup:
4080 \c push ebp
4081 \c mov ebp, esp
4082 \c sub esp, 40
4084 In this case, you could access an element by subtracting the offset:
4086 \c mov [ebp - 40 + mytype.word], ax
4088 However, if you do not want to repeat this offset, you can use -40 as
4089 a base offset:
4091 \c struc mytype, -40
4093 And access an element this way:
4095 \c mov [ebp + mytype.word], ax
4098 \S{istruc} \i\c{ISTRUC}, \i\c{AT} and \i\c{IEND}: Declaring
4099 \i{Instances of Structures}
4101 Having defined a structure type, the next thing you typically want
4102 to do is to declare instances of that structure in your data
4103 segment. NASM provides an easy way to do this in the \c{ISTRUC}
4104 mechanism. To declare a structure of type \c{mytype} in a program,
4105 you code something like this:
4107 \c mystruc:
4108 \c     istruc mytype
4110 \c         at mt_long, dd      123456
4111 \c         at mt_word, dw      1024
4112 \c         at mt_byte, db      'x'
4113 \c         at mt_str,  db      'hello, world', 13, 10, 0
4115 \c     iend
4117 The function of the \c{AT} macro is to make use of the \c{TIMES}
4118 prefix to advance the assembly position to the correct point for the
4119 specified structure field, and then to declare the specified data.
4120 Therefore the structure fields must be declared in the same order as
4121 they were specified in the structure definition.
4123 If the data to go in a structure field requires more than one source
4124 line to specify, the remaining source lines can easily come after
4125 the \c{AT} line. For example:
4127 \c         at mt_str,  db      123,134,145,156,167,178,189
4128 \c                     db      190,100,0
4130 Depending on personal taste, you can also omit the code part of the
4131 \c{AT} line completely, and start the structure field on the next
4132 line:
4134 \c         at mt_str
4135 \c                 db      'hello, world'
4136 \c                 db      13,10,0
4139 \S{align} \i\c{ALIGN} and \i\c{ALIGNB}: Data Alignment
4141 The \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} macros provides a convenient way to
4142 align code or data on a word, longword, paragraph or other boundary.
4143 (Some assemblers call this directive \i\c{EVEN}.) The syntax of the
4144 \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} macros is
4146 \c         align   4               ; align on 4-byte boundary
4147 \c         align   16              ; align on 16-byte boundary
4148 \c         align   8,db 0          ; pad with 0s rather than NOPs
4149 \c         align   4,resb 1        ; align to 4 in the BSS
4150 \c         alignb  4               ; equivalent to previous line
4152 Both macros require their first argument to be a power of two; they
4153 both compute the number of additional bytes required to bring the
4154 length of the current section up to a multiple of that power of two,
4155 and then apply the \c{TIMES} prefix to their second argument to
4156 perform the alignment.
4158 If the second argument is not specified, the default for \c{ALIGN}
4159 is \c{NOP}, and the default for \c{ALIGNB} is \c{RESB 1}. So if the
4160 second argument is specified, the two macros are equivalent.
4161 Normally, you can just use \c{ALIGN} in code and data sections and
4162 \c{ALIGNB} in BSS sections, and never need the second argument
4163 except for special purposes.
4165 \c{ALIGN} and \c{ALIGNB}, being simple macros, perform no error
4166 checking: they cannot warn you if their first argument fails to be a
4167 power of two, or if their second argument generates more than one
4168 byte of code. In each of these cases they will silently do the wrong
4169 thing.
4171 \c{ALIGNB} (or \c{ALIGN} with a second argument of \c{RESB 1}) can
4172 be used within structure definitions:
4174 \c struc mytype2
4176 \c   mt_byte:
4177 \c         resb 1
4178 \c         alignb 2
4179 \c   mt_word:
4180 \c         resw 1
4181 \c         alignb 4
4182 \c   mt_long:
4183 \c         resd 1
4184 \c   mt_str:
4185 \c         resb 32
4187 \c endstruc
4189 This will ensure that the structure members are sensibly aligned
4190 relative to the base of the structure.
4192 A final caveat: \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} work relative to the
4193 beginning of the \e{section}, not the beginning of the address space
4194 in the final executable. Aligning to a 16-byte boundary when the
4195 section you're in is only guaranteed to be aligned to a 4-byte
4196 boundary, for example, is a waste of effort. Again, NASM does not
4197 check that the section's alignment characteristics are sensible for
4198 the use of \c{ALIGN} or \c{ALIGNB}.
4200 Both \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} do call \c{SECTALIGN} macro implicitly.
4201 See \k{sectalign} for details.
4203 See also the \c{smartalign} standard macro package, \k{pkg_smartalign}.
4206 \S{sectalign} \i\c{SECTALIGN}: Section Alignment
4208 The \c{SECTALIGN} macros provides a way to modify alignment attribute
4209 of output file section. Unlike the \c{align=} attribute (which is allowed
4210 at section definition only) the \c{SECTALIGN} macro may be used at any time.
4212 For example the directive
4214 \c SECTALIGN 16
4216 sets the section alignment requirements to 16 bytes. Once increased it can
4217 not be decreased, the magnitude may grow only.
4219 Note that \c{ALIGN} (see \k{align}) calls the \c{SECTALIGN} macro implicitly
4220 so the active section alignment requirements may be updated. This is by default
4221 behaviour, if for some reason you want the \c{ALIGN} do not call \c{SECTALIGN}
4222 at all use the directive
4224 \c SECTALIGN OFF
4226 It is still possible to turn in on again by
4228 \c SECTALIGN ON
4231 \C{macropkg} \i{Standard Macro Packages}
4233 The \i\c{%use} directive (see \k{use}) includes one of the standard
4234 macro packages included with the NASM distribution and compiled into
4235 the NASM binary.  It operates like the \c{%include} directive (see
4236 \k{include}), but the included contents is provided by NASM itself.
4238 The names of standard macro packages are case insensitive, and can be
4239 quoted or not.
4242 \H{pkg_altreg} \i\c{altreg}: \i{Alternate Register Names}
4244 The \c{altreg} standard macro package provides alternate register
4245 names.  It provides numeric register names for all registers (not just
4246 \c{R8}-\c{R15}), the Intel-defined aliases \c{R8L}-\c{R15L} for the
4247 low bytes of register (as opposed to the NASM/AMD standard names
4248 \c{R8B}-\c{R15B}), and the names \c{R0H}-\c{R3H} (by analogy with
4249 \c{R0L}-\c{R3L}) for \c{AH}, \c{CH}, \c{DH}, and \c{BH}.
4251 Example use:
4253 \c %use altreg
4255 \c proc:
4256 \c       mov r0l,r3h                    ; mov al,bh
4257 \c       ret
4259 See also \k{reg64}.
4262 \H{pkg_smartalign} \i\c{smartalign}\I{align, smart}: Smart \c{ALIGN} Macro
4264 The \c{smartalign} standard macro package provides for an \i\c{ALIGN}
4265 macro which is more powerful than the default (and
4266 backwards-compatible) one (see \k{align}).  When the \c{smartalign}
4267 package is enabled, when \c{ALIGN} is used without a second argument,
4268 NASM will generate a sequence of instructions more efficient than a
4269 series of \c{NOP}.  Furthermore, if the padding exceeds a specific
4270 threshold, then NASM will generate a jump over the entire padding
4271 sequence.
4273 The specific instructions generated can be controlled with the
4274 new \i\c{ALIGNMODE} macro.  This macro takes two parameters: one mode,
4275 and an optional jump threshold override. If (for any reason) you need
4276 to turn off the jump completely just set jump threshold value to -1
4277 (or set it to \c{nojmp}). The following modes are possible:
4279 \b \c{generic}: Works on all x86 CPUs and should have reasonable
4280 performance.  The default jump threshold is 8.  This is the
4281 default.
4283 \b \c{nop}: Pad out with \c{NOP} instructions.  The only difference
4284 compared to the standard \c{ALIGN} macro is that NASM can still jump
4285 over a large padding area.  The default jump threshold is 16.
4287 \b \c{k7}: Optimize for the AMD K7 (Athlon/Althon XP).  These
4288 instructions should still work on all x86 CPUs.  The default jump
4289 threshold is 16.
4291 \b \c{k8}: Optimize for the AMD K8 (Opteron/Althon 64).  These
4292 instructions should still work on all x86 CPUs.  The default jump
4293 threshold is 16.
4295 \b \c{p6}: Optimize for Intel CPUs.  This uses the long \c{NOP}
4296 instructions first introduced in Pentium Pro.  This is incompatible
4297 with all CPUs of family 5 or lower, as well as some VIA CPUs and
4298 several virtualization solutions.  The default jump threshold is 16.
4300 The macro \i\c{__ALIGNMODE__} is defined to contain the current
4301 alignment mode.  A number of other macros beginning with \c{__ALIGN_}
4302 are used internally by this macro package.
4305 \H{pkg_fp} \i\c\{fp}: Floating-point macros
4307 This packages contains the following floating-point convenience macros:
4309 \c %define Inf             __Infinity__
4310 \c %define NaN             __QNaN__
4311 \c %define QNaN            __QNaN__
4312 \c %define SNaN            __SNaN__
4313 \c 
4314 \c %define float8(x)       __float8__(x)
4315 \c %define float16(x)      __float16__(x)
4316 \c %define float32(x)      __float32__(x)
4317 \c %define float64(x)      __float64__(x)
4318 \c %define float80m(x)     __float80m__(x)
4319 \c %define float80e(x)     __float80e__(x)
4320 \c %define float128l(x)    __float128l__(x)
4321 \c %define float128h(x)    __float128h__(x)
4324 \H{pkg_ifunc} \i\c{ifunc}: \i{Integer functions}
4326 This package contains a set of macros which implement integer
4327 functions.  These are actually implemented as special operators, but
4328 are most conveniently accessed via this macro package.
4330 The macros provided are:
4332 \S{ilog2} \i{Integer logarithms}
4334 These functions calculate the integer logarithm base 2 of their
4335 argument, considered as an unsigned integer.  The only differences
4336 between the functions is their behavior if the argument provided is
4337 not a power of two.
4339 The function \i\c{ilog2e()} (alias \i\c{ilog2()}) generate an error if
4340 the argument is not a power of two.
4342 The function \i\c{ilog2w()} generate a warning if the argument is not
4343 a power of two.
4345 The function \i\c{ilog2f()} rounds the argument down to the nearest
4346 power of two; if the argument is zero it returns zero.
4348 The function \i\c{ilog2c()} rounds the argument up to the nearest
4349 power of two.
4352 \C{directive} \i{Assembler Directives}
4354 NASM, though it attempts to avoid the bureaucracy of assemblers like
4355 MASM and TASM, is nevertheless forced to support a \e{few}
4356 directives. These are described in this chapter.
4358 NASM's directives come in two types: \I{user-level
4359 directives}\e{user-level} directives and \I{primitive
4360 directives}\e{primitive} directives. Typically, each directive has a
4361 user-level form and a primitive form. In almost all cases, we
4362 recommend that users use the user-level forms of the directives,
4363 which are implemented as macros which call the primitive forms.
4365 Primitive directives are enclosed in square brackets; user-level
4366 directives are not.
4368 In addition to the universal directives described in this chapter,
4369 each object file format can optionally supply extra directives in
4370 order to control particular features of that file format. These
4371 \I{format-specific directives}\e{format-specific} directives are
4372 documented along with the formats that implement them, in \k{outfmt}.
4375 \H{bits} \i\c{BITS}: Specifying Target \i{Processor Mode}
4377 The \c{BITS} directive specifies whether NASM should generate code
4378 \I{16-bit mode, versus 32-bit mode}designed to run on a processor
4379 operating in 16-bit mode, 32-bit mode or 64-bit mode. The syntax is
4380 \c{BITS XX}, where XX is 16, 32 or 64.
4382 In most cases, you should not need to use \c{BITS} explicitly. The
4383 \c{aout}, \c{coff}, \c{elf}, \c{macho}, \c{win32} and \c{win64}
4384 object formats, which are designed for use in 32-bit or 64-bit
4385 operating systems, all cause NASM to select 32-bit or 64-bit mode,
4386 respectively, by default. The \c{obj} object format allows you
4387 to specify each segment you define as either \c{USE16} or \c{USE32},
4388 and NASM will set its operating mode accordingly, so the use of the
4389 \c{BITS} directive is once again unnecessary.
4391 The most likely reason for using the \c{BITS} directive is to write
4392 32-bit or 64-bit code in a flat binary file; this is because the \c{bin}
4393 output format defaults to 16-bit mode in anticipation of it being
4394 used most frequently to write DOS \c{.COM} programs, DOS \c{.SYS}
4395 device drivers and boot loader software.
4397 The \c{BITS} directive can also be used to generate code for a
4398 different mode than the standard one for the output format.
4400 You do \e{not} need to specify \c{BITS 32} merely in order to use
4401 32-bit instructions in a 16-bit DOS program; if you do, the
4402 assembler will generate incorrect code because it will be writing
4403 code targeted at a 32-bit platform, to be run on a 16-bit one.
4405 When NASM is in \c{BITS 16} mode, instructions which use 32-bit
4406 data are prefixed with an 0x66 byte, and those referring to 32-bit
4407 addresses have an 0x67 prefix. In \c{BITS 32} mode, the reverse is
4408 true: 32-bit instructions require no prefixes, whereas instructions
4409 using 16-bit data need an 0x66 and those working on 16-bit addresses
4410 need an 0x67.
4412 When NASM is in \c{BITS 64} mode, most instructions operate the same
4413 as they do for \c{BITS 32} mode. However, there are 8 more general and
4414 SSE registers, and 16-bit addressing is no longer supported.
4416 The default address size is 64 bits; 32-bit addressing can be selected
4417 with the 0x67 prefix.  The default operand size is still 32 bits,
4418 however, and the 0x66 prefix selects 16-bit operand size.  The \c{REX}
4419 prefix is used both to select 64-bit operand size, and to access the
4420 new registers. NASM automatically inserts REX prefixes when
4421 necessary.
4423 When the \c{REX} prefix is used, the processor does not know how to
4424 address the AH, BH, CH or DH (high 8-bit legacy) registers. Instead,
4425 it is possible to access the the low 8-bits of the SP, BP SI and DI
4426 registers as SPL, BPL, SIL and DIL, respectively; but only when the
4427 REX prefix is used.
4429 The \c{BITS} directive has an exactly equivalent primitive form,
4430 \c{[BITS 16]}, \c{[BITS 32]} and \c{[BITS 64]}. The user-level form is
4431 a macro which has no function other than to call the primitive form.
4433 Note that the space is neccessary, e.g. \c{BITS32} will \e{not} work!
4435 \S{USE16 & USE32} \i\c{USE16} & \i\c{USE32}: Aliases for BITS
4437 The `\c{USE16}' and `\c{USE32}' directives can be used in place of
4438 `\c{BITS 16}' and `\c{BITS 32}', for compatibility with other assemblers.
4441 \H{default} \i\c{DEFAULT}: Change the assembler defaults
4443 The \c{DEFAULT} directive changes the assembler defaults.  Normally,
4444 NASM defaults to a mode where the programmer is expected to explicitly
4445 specify most features directly.  However, this is occasionally
4446 obnoxious, as the explicit form is pretty much the only one one wishes
4447 to use.
4449 Currently, \c{DEFAULT} can set \c{REL} & \c{ABS} and \c{BND} & \c{NOBND}.
4451 \S{REL & ABS} \i\c{REL} & \i\c{ABS}: RIP-relative addressing
4453 This sets whether registerless instructions in 64-bit mode are \c{RIP}-relative
4454 or not. By default, they are absolute unless overridden with the \i\c{REL}
4455 specifier (see \k{effaddr}).  However, if \c{DEFAULT REL} is
4456 specified, \c{REL} is default, unless overridden with the \c{ABS}
4457 specifier, \e{except when used with an FS or GS segment override}.
4459 The special handling of \c{FS} and \c{GS} overrides are due to the
4460 fact that these registers are generally used as thread pointers or
4461 other special functions in 64-bit mode, and generating
4462 \c{RIP}-relative addresses would be extremely confusing.
4464 \c{DEFAULT REL} is disabled with \c{DEFAULT ABS}.
4466 \S{BND & NOBND} \i\c{BND} & \i\c{NOBND}: \c{BND} prefix
4468 If \c{DEFAULT BND} is set, all bnd-prefix available instructions following
4469 this directive are prefixed with bnd. To override it, \c{NOBND} prefix can
4470 be used.
4472 \c  DEFAULT BND
4473 \c      call foo            ; BND will be prefixed
4474 \c      nobnd call foo      ; BND will NOT be prefixed
4476 \c{DEFAULT NOBND} can disable \c{DEFAULT BND} and then \c{BND} prefix will be
4477 added only when explicitly specified in code.
4479 \c{DEFAULT BND} is expected to be the normal configuration for writing
4480 MPX-enabled code.
4482 \H{section} \i\c{SECTION} or \i\c{SEGMENT}: Changing and \i{Defining
4483 Sections}
4485 \I{changing sections}\I{switching between sections}The \c{SECTION}
4486 directive (\c{SEGMENT} is an exactly equivalent synonym) changes
4487 which section of the output file the code you write will be
4488 assembled into. In some object file formats, the number and names of
4489 sections are fixed; in others, the user may make up as many as they
4490 wish. Hence \c{SECTION} may sometimes give an error message, or may
4491 define a new section, if you try to switch to a section that does
4492 not (yet) exist.
4494 The Unix object formats, and the \c{bin} object format (but see
4495 \k{multisec}), all support
4496 the \i{standardized section names} \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}
4497 for the code, data and uninitialized-data sections. The \c{obj}
4498 format, by contrast, does not recognize these section names as being
4499 special, and indeed will strip off the leading period of any section
4500 name that has one.
4503 \S{sectmac} The \i\c{__SECT__} Macro
4505 The \c{SECTION} directive is unusual in that its user-level form
4506 functions differently from its primitive form. The primitive form,
4507 \c{[SECTION xyz]}, simply switches the current target section to the
4508 one given. The user-level form, \c{SECTION xyz}, however, first
4509 defines the single-line macro \c{__SECT__} to be the primitive
4510 \c{[SECTION]} directive which it is about to issue, and then issues
4511 it. So the user-level directive
4513 \c         SECTION .text
4515 expands to the two lines
4517 \c %define __SECT__        [SECTION .text]
4518 \c         [SECTION .text]
4520 Users may find it useful to make use of this in their own macros.
4521 For example, the \c{writefile} macro defined in \k{mlmacgre} can be
4522 usefully rewritten in the following more sophisticated form:
4524 \c %macro  writefile 2+
4526 \c         [section .data]
4528 \c   %%str:        db      %2
4529 \c   %%endstr:
4531 \c         __SECT__
4533 \c         mov     dx,%%str
4534 \c         mov     cx,%%endstr-%%str
4535 \c         mov     bx,%1
4536 \c         mov     ah,0x40
4537 \c         int     0x21
4539 \c %endmacro
4541 This form of the macro, once passed a string to output, first
4542 switches temporarily to the data section of the file, using the
4543 primitive form of the \c{SECTION} directive so as not to modify
4544 \c{__SECT__}. It then declares its string in the data section, and
4545 then invokes \c{__SECT__} to switch back to \e{whichever} section
4546 the user was previously working in. It thus avoids the need, in the
4547 previous version of the macro, to include a \c{JMP} instruction to
4548 jump over the data, and also does not fail if, in a complicated
4549 \c{OBJ} format module, the user could potentially be assembling the
4550 code in any of several separate code sections.
4553 \H{absolute} \i\c{ABSOLUTE}: Defining Absolute Labels
4555 The \c{ABSOLUTE} directive can be thought of as an alternative form
4556 of \c{SECTION}: it causes the subsequent code to be directed at no
4557 physical section, but at the hypothetical section starting at the
4558 given absolute address. The only instructions you can use in this
4559 mode are the \c{RESB} family.
4561 \c{ABSOLUTE} is used as follows:
4563 \c absolute 0x1A
4565 \c     kbuf_chr    resw    1
4566 \c     kbuf_free   resw    1
4567 \c     kbuf        resw    16
4569 This example describes a section of the PC BIOS data area, at
4570 segment address 0x40: the above code defines \c{kbuf_chr} to be
4571 0x1A, \c{kbuf_free} to be 0x1C, and \c{kbuf} to be 0x1E.
4573 The user-level form of \c{ABSOLUTE}, like that of \c{SECTION},
4574 redefines the \i\c{__SECT__} macro when it is invoked.
4576 \i\c{STRUC} and \i\c{ENDSTRUC} are defined as macros which use
4577 \c{ABSOLUTE} (and also \c{__SECT__}).
4579 \c{ABSOLUTE} doesn't have to take an absolute constant as an
4580 argument: it can take an expression (actually, a \i{critical
4581 expression}: see \k{crit}) and it can be a value in a segment. For
4582 example, a TSR can re-use its setup code as run-time BSS like this:
4584 \c         org     100h               ; it's a .COM program
4586 \c         jmp     setup              ; setup code comes last
4588 \c         ; the resident part of the TSR goes here
4589 \c setup:
4590 \c         ; now write the code that installs the TSR here
4592 \c absolute setup
4594 \c runtimevar1     resw    1
4595 \c runtimevar2     resd    20
4597 \c tsr_end:
4599 This defines some variables `on top of' the setup code, so that
4600 after the setup has finished running, the space it took up can be
4601 re-used as data storage for the running TSR. The symbol `tsr_end'
4602 can be used to calculate the total size of the part of the TSR that
4603 needs to be made resident.
4606 \H{extern} \i\c{EXTERN}: \i{Importing Symbols} from Other Modules
4608 \c{EXTERN} is similar to the MASM directive \c{EXTRN} and the C
4609 keyword \c{extern}: it is used to declare a symbol which is not
4610 defined anywhere in the module being assembled, but is assumed to be
4611 defined in some other module and needs to be referred to by this
4612 one. Not every object-file format can support external variables:
4613 the \c{bin} format cannot.
4615 The \c{EXTERN} directive takes as many arguments as you like. Each
4616 argument is the name of a symbol:
4618 \c extern  _printf
4619 \c extern  _sscanf,_fscanf
4621 Some object-file formats provide extra features to the \c{EXTERN}
4622 directive. In all cases, the extra features are used by suffixing a
4623 colon to the symbol name followed by object-format specific text.
4624 For example, the \c{obj} format allows you to declare that the
4625 default segment base of an external should be the group \c{dgroup}
4626 by means of the directive
4628 \c extern  _variable:wrt dgroup
4630 The primitive form of \c{EXTERN} differs from the user-level form
4631 only in that it can take only one argument at a time: the support
4632 for multiple arguments is implemented at the preprocessor level.
4634 You can declare the same variable as \c{EXTERN} more than once: NASM
4635 will quietly ignore the second and later redeclarations. You can't
4636 declare a variable as \c{EXTERN} as well as something else, though.
4639 \H{global} \i\c{GLOBAL}: \i{Exporting Symbols} to Other Modules
4641 \c{GLOBAL} is the other end of \c{EXTERN}: if one module declares a
4642 symbol as \c{EXTERN} and refers to it, then in order to prevent
4643 linker errors, some other module must actually \e{define} the
4644 symbol and declare it as \c{GLOBAL}. Some assemblers use the name
4645 \i\c{PUBLIC} for this purpose.
4647 The \c{GLOBAL} directive applying to a symbol must appear \e{before}
4648 the definition of the symbol.
4650 \c{GLOBAL} uses the same syntax as \c{EXTERN}, except that it must
4651 refer to symbols which \e{are} defined in the same module as the
4652 \c{GLOBAL} directive. For example:
4654 \c global _main
4655 \c _main:
4656 \c         ; some code
4658 \c{GLOBAL}, like \c{EXTERN}, allows object formats to define private
4659 extensions by means of a colon. The \c{elf} object format, for
4660 example, lets you specify whether global data items are functions or
4661 data:
4663 \c global  hashlookup:function, hashtable:data
4665 Like \c{EXTERN}, the primitive form of \c{GLOBAL} differs from the
4666 user-level form only in that it can take only one argument at a
4667 time.
4670 \H{common} \i\c{COMMON}: Defining Common Data Areas
4672 The \c{COMMON} directive is used to declare \i\e{common variables}.
4673 A common variable is much like a global variable declared in the
4674 uninitialized data section, so that
4676 \c common  intvar  4
4678 is similar in function to
4680 \c global  intvar
4681 \c section .bss
4683 \c intvar  resd    1
4685 The difference is that if more than one module defines the same
4686 common variable, then at link time those variables will be
4687 \e{merged}, and references to \c{intvar} in all modules will point
4688 at the same piece of memory.
4690 Like \c{GLOBAL} and \c{EXTERN}, \c{COMMON} supports object-format
4691 specific extensions. For example, the \c{obj} format allows common
4692 variables to be NEAR or FAR, and the \c{elf} format allows you to
4693 specify the alignment requirements of a common variable:
4695 \c common  commvar  4:near  ; works in OBJ
4696 \c common  intarray 100:4   ; works in ELF: 4 byte aligned
4698 Once again, like \c{EXTERN} and \c{GLOBAL}, the primitive form of
4699 \c{COMMON} differs from the user-level form only in that it can take
4700 only one argument at a time.
4703 \H{CPU} \i\c{CPU}: Defining CPU Dependencies
4705 The \i\c{CPU} directive restricts assembly to those instructions which
4706 are available on the specified CPU.
4708 Options are:
4710 \b\c{CPU 8086}          Assemble only 8086 instruction set
4712 \b\c{CPU 186}           Assemble instructions up to the 80186 instruction set
4714 \b\c{CPU 286}           Assemble instructions up to the 286 instruction set
4716 \b\c{CPU 386}           Assemble instructions up to the 386 instruction set
4718 \b\c{CPU 486}           486 instruction set
4720 \b\c{CPU 586}           Pentium instruction set
4722 \b\c{CPU PENTIUM}       Same as 586
4724 \b\c{CPU 686}           P6 instruction set
4726 \b\c{CPU PPRO}          Same as 686
4728 \b\c{CPU P2}            Same as 686
4730 \b\c{CPU P3}            Pentium III (Katmai) instruction sets
4732 \b\c{CPU KATMAI}        Same as P3
4734 \b\c{CPU P4}            Pentium 4 (Willamette) instruction set
4736 \b\c{CPU WILLAMETTE}    Same as P4
4738 \b\c{CPU PRESCOTT}      Prescott instruction set
4740 \b\c{CPU X64}           x86-64 (x64/AMD64/Intel 64) instruction set
4742 \b\c{CPU IA64}          IA64 CPU (in x86 mode) instruction set
4744 All options are case insensitive.  All instructions will be selected
4745 only if they apply to the selected CPU or lower.  By default, all
4746 instructions are available.
4749 \H{FLOAT} \i\c{FLOAT}: Handling of \I{floating-point, constants}floating-point constants
4751 By default, floating-point constants are rounded to nearest, and IEEE
4752 denormals are supported.  The following options can be set to alter
4753 this behaviour:
4755 \b\c{FLOAT DAZ}         Flush denormals to zero
4757 \b\c{FLOAT NODAZ}       Do not flush denormals to zero (default)
4759 \b\c{FLOAT NEAR}        Round to nearest (default)
4761 \b\c{FLOAT UP}          Round up (toward +Infinity)
4763 \b\c{FLOAT DOWN}        Round down (toward -Infinity)
4765 \b\c{FLOAT ZERO}        Round toward zero
4767 \b\c{FLOAT DEFAULT}     Restore default settings
4769 The standard macros \i\c{__FLOAT_DAZ__}, \i\c{__FLOAT_ROUND__}, and
4770 \i\c{__FLOAT__} contain the current state, as long as the programmer
4771 has avoided the use of the brackeded primitive form, (\c{[FLOAT]}).
4773 \c{__FLOAT__} contains the full set of floating-point settings; this
4774 value can be saved away and invoked later to restore the setting.
4777 \C{outfmt} \i{Output Formats}
4779 NASM is a portable assembler, designed to be able to compile on any
4780 ANSI C-supporting platform and produce output to run on a variety of
4781 Intel x86 operating systems. For this reason, it has a large number
4782 of available output formats, selected using the \i\c{-f} option on
4783 the NASM \i{command line}. Each of these formats, along with its
4784 extensions to the base NASM syntax, is detailed in this chapter.
4786 As stated in \k{opt-o}, NASM chooses a \i{default name} for your
4787 output file based on the input file name and the chosen output
4788 format. This will be generated by removing the \i{extension}
4789 (\c{.asm}, \c{.s}, or whatever you like to use) from the input file
4790 name, and substituting an extension defined by the output format.
4791 The extensions are given with each format below.
4794 \H{binfmt} \i\c{bin}: \i{Flat-Form Binary}\I{pure binary} Output
4796 The \c{bin} format does not produce object files: it generates
4797 nothing in the output file except the code you wrote. Such `pure
4798 binary' files are used by \i{MS-DOS}: \i\c{.COM} executables and
4799 \i\c{.SYS} device drivers are pure binary files. Pure binary output
4800 is also useful for \i{operating system} and \i{boot loader}
4801 development.
4803 The \c{bin} format supports \i{multiple section names}. For details of
4804 how NASM handles sections in the \c{bin} format, see \k{multisec}.
4806 Using the \c{bin} format puts NASM by default into 16-bit mode (see
4807 \k{bits}). In order to use \c{bin} to write 32-bit or 64-bit code,
4808 such as an OS kernel, you need to explicitly issue the \I\c{BITS}\c{BITS 32}
4809 or \I\c{BITS}\c{BITS 64} directive.
4811 \c{bin} has no default output file name extension: instead, it
4812 leaves your file name as it is once the original extension has been
4813 removed. Thus, the default is for NASM to assemble \c{binprog.asm}
4814 into a binary file called \c{binprog}.
4817 \S{org} \i\c{ORG}: Binary File \i{Program Origin}
4819 The \c{bin} format provides an additional directive to the list
4820 given in \k{directive}: \c{ORG}. The function of the \c{ORG}
4821 directive is to specify the origin address which NASM will assume
4822 the program begins at when it is loaded into memory.
4824 For example, the following code will generate the longword
4825 \c{0x00000104}:
4827 \c         org     0x100
4828 \c         dd      label
4829 \c label:
4831 Unlike the \c{ORG} directive provided by MASM-compatible assemblers,
4832 which allows you to jump around in the object file and overwrite
4833 code you have already generated, NASM's \c{ORG} does exactly what
4834 the directive says: \e{origin}. Its sole function is to specify one
4835 offset which is added to all internal address references within the
4836 section; it does not permit any of the trickery that MASM's version
4837 does. See \k{proborg} for further comments.
4840 \S{binseg} \c{bin} Extensions to the \c{SECTION}
4841 Directive\I{SECTION, bin extensions to}
4843 The \c{bin} output format extends the \c{SECTION} (or \c{SEGMENT})
4844 directive to allow you to specify the alignment requirements of
4845 segments. This is done by appending the \i\c{ALIGN} qualifier to the
4846 end of the section-definition line. For example,
4848 \c section .data   align=16
4850 switches to the section \c{.data} and also specifies that it must be
4851 aligned on a 16-byte boundary.
4853 The parameter to \c{ALIGN} specifies how many low bits of the
4854 section start address must be forced to zero. The alignment value
4855 given may be any power of two.\I{section alignment, in
4856 bin}\I{segment alignment, in bin}\I{alignment, in bin sections}
4859 \S{multisec} \i{Multisection}\I{bin, multisection} Support for the \c{bin} Format
4861 The \c{bin} format allows the use of multiple sections, of arbitrary names,
4862 besides the "known" \c{.text}, \c{.data}, and \c{.bss} names.
4864 \b Sections may be designated \i\c{progbits} or \i\c{nobits}. Default
4865 is \c{progbits} (except \c{.bss}, which defaults to \c{nobits},
4866 of course).
4868 \b Sections can be aligned at a specified boundary following the previous
4869 section with \c{align=}, or at an arbitrary byte-granular position with
4870 \i\c{start=}.
4872 \b Sections can be given a virtual start address, which will be used
4873 for the calculation of all memory references within that section
4874 with \i\c{vstart=}.
4876 \b Sections can be ordered using \i\c{follows=}\c{<section>} or
4877 \i\c{vfollows=}\c{<section>} as an alternative to specifying an explicit
4878 start address.
4880 \b Arguments to \c{org}, \c{start}, \c{vstart}, and \c{align=} are
4881 critical expressions. See \k{crit}. E.g. \c{align=(1 << ALIGN_SHIFT)}
4882 - \c{ALIGN_SHIFT} must be defined before it is used here.
4884 \b Any code which comes before an explicit \c{SECTION} directive
4885 is directed by default into the \c{.text} section.
4887 \b If an \c{ORG} statement is not given, \c{ORG 0} is used
4888 by default.
4890 \b The \c{.bss} section will be placed after the last \c{progbits}
4891 section, unless \c{start=}, \c{vstart=}, \c{follows=}, or \c{vfollows=}
4892 has been specified.
4894 \b All sections are aligned on dword boundaries, unless a different
4895 alignment has been specified.
4897 \b Sections may not overlap.
4899 \b NASM creates the \c{section.<secname>.start} for each section,
4900 which may be used in your code.
4902 \S{map}\i{Map Files}
4904 Map files can be generated in \c{-f bin} format by means of the \c{[map]}
4905 option. Map types of \c{all} (default), \c{brief}, \c{sections}, \c{segments},
4906 or \c{symbols} may be specified. Output may be directed to \c{stdout}
4907 (default), \c{stderr}, or a specified file. E.g.
4908 \c{[map symbols myfile.map]}. No "user form" exists, the square
4909 brackets must be used.
4912 \H{ithfmt} \i\c{ith}: \i{Intel Hex} Output
4914 The \c{ith} file format produces Intel hex-format files.  Just as the
4915 \c{bin} format, this is a flat memory image format with no support for
4916 relocation or linking.  It is usually used with ROM programmers and
4917 similar utilities.
4919 All extensions supported by the \c{bin} file format is also supported by
4920 the \c{ith} file format.
4922 \c{ith} provides a default output file-name extension of \c{.ith}.
4925 \H{srecfmt} \i\c{srec}: \i{Motorola S-Records} Output
4927 The \c{srec} file format produces Motorola S-records files.  Just as the
4928 \c{bin} format, this is a flat memory image format with no support for
4929 relocation or linking.  It is usually used with ROM programmers and
4930 similar utilities.
4932 All extensions supported by the \c{bin} file format is also supported by
4933 the \c{srec} file format.
4935 \c{srec} provides a default output file-name extension of \c{.srec}.
4938 \H{objfmt} \i\c{obj}: \i{Microsoft OMF}\I{OMF} Object Files
4940 The \c{obj} file format (NASM calls it \c{obj} rather than \c{omf}
4941 for historical reasons) is the one produced by \i{MASM} and
4942 \i{TASM}, which is typically fed to 16-bit DOS linkers to produce
4943 \i\c{.EXE} files. It is also the format used by \i{OS/2}.
4945 \c{obj} provides a default output file-name extension of \c{.obj}.
4947 \c{obj} is not exclusively a 16-bit format, though: NASM has full
4948 support for the 32-bit extensions to the format. In particular,
4949 32-bit \c{obj} format files are used by \i{Borland's Win32
4950 compilers}, instead of using Microsoft's newer \i\c{win32} object
4951 file format.
4953 The \c{obj} format does not define any special segment names: you
4954 can call your segments anything you like. Typical names for segments
4955 in \c{obj} format files are \c{CODE}, \c{DATA} and \c{BSS}.
4957 If your source file contains code before specifying an explicit
4958 \c{SEGMENT} directive, then NASM will invent its own segment called
4959 \i\c{__NASMDEFSEG} for you.
4961 When you define a segment in an \c{obj} file, NASM defines the
4962 segment name as a symbol as well, so that you can access the segment
4963 address of the segment. So, for example:
4965 \c segment data
4967 \c dvar:   dw      1234
4969 \c segment code
4971 \c function:
4972 \c         mov     ax,data         ; get segment address of data
4973 \c         mov     ds,ax           ; and move it into DS
4974 \c         inc     word [dvar]     ; now this reference will work
4975 \c         ret
4977 The \c{obj} format also enables the use of the \i\c{SEG} and
4978 \i\c{WRT} operators, so that you can write code which does things
4979 like
4981 \c extern  foo
4983 \c       mov   ax,seg foo            ; get preferred segment of foo
4984 \c       mov   ds,ax
4985 \c       mov   ax,data               ; a different segment
4986 \c       mov   es,ax
4987 \c       mov   ax,[ds:foo]           ; this accesses `foo'
4988 \c       mov   [es:foo wrt data],bx  ; so does this
4991 \S{objseg} \c{obj} Extensions to the \c{SEGMENT}
4992 Directive\I{SEGMENT, obj extensions to}
4994 The \c{obj} output format extends the \c{SEGMENT} (or \c{SECTION})
4995 directive to allow you to specify various properties of the segment
4996 you are defining. This is done by appending extra qualifiers to the
4997 end of the segment-definition line. For example,
4999 \c segment code private align=16
5001 defines the segment \c{code}, but also declares it to be a private
5002 segment, and requires that the portion of it described in this code
5003 module must be aligned on a 16-byte boundary.
5005 The available qualifiers are:
5007 \b \i\c{PRIVATE}, \i\c{PUBLIC}, \i\c{COMMON} and \i\c{STACK} specify
5008 the combination characteristics of the segment. \c{PRIVATE} segments
5009 do not get combined with any others by the linker; \c{PUBLIC} and
5010 \c{STACK} segments get concatenated together at link time; and
5011 \c{COMMON} segments all get overlaid on top of each other rather
5012 than stuck end-to-end.
5014 \b \i\c{ALIGN} is used, as shown above, to specify how many low bits
5015 of the segment start address must be forced to zero. The alignment
5016 value given may be any power of two from 1 to 4096; in reality, the
5017 only values supported are 1, 2, 4, 16, 256 and 4096, so if 8 is
5018 specified it will be rounded up to 16, and 32, 64 and 128 will all
5019 be rounded up to 256, and so on. Note that alignment to 4096-byte
5020 boundaries is a \i{PharLap} extension to the format and may not be
5021 supported by all linkers.\I{section alignment, in OBJ}\I{segment
5022 alignment, in OBJ}\I{alignment, in OBJ sections}
5024 \b \i\c{CLASS} can be used to specify the segment class; this feature
5025 indicates to the linker that segments of the same class should be
5026 placed near each other in the output file. The class name can be any
5027 word, e.g. \c{CLASS=CODE}.
5029 \b \i\c{OVERLAY}, like \c{CLASS}, is specified with an arbitrary word
5030 as an argument, and provides overlay information to an
5031 overlay-capable linker.
5033 \b Segments can be declared as \i\c{USE16} or \i\c{USE32}, which has
5034 the effect of recording the choice in the object file and also
5035 ensuring that NASM's default assembly mode when assembling in that
5036 segment is 16-bit or 32-bit respectively.
5038 \b When writing \i{OS/2} object files, you should declare 32-bit
5039 segments as \i\c{FLAT}, which causes the default segment base for
5040 anything in the segment to be the special group \c{FLAT}, and also
5041 defines the group if it is not already defined.
5043 \b The \c{obj} file format also allows segments to be declared as
5044 having a pre-defined absolute segment address, although no linkers
5045 are currently known to make sensible use of this feature;
5046 nevertheless, NASM allows you to declare a segment such as
5047 \c{SEGMENT SCREEN ABSOLUTE=0xB800} if you need to. The \i\c{ABSOLUTE}
5048 and \c{ALIGN} keywords are mutually exclusive.
5050 NASM's default segment attributes are \c{PUBLIC}, \c{ALIGN=1}, no
5051 class, no overlay, and \c{USE16}.
5054 \S{group} \i\c{GROUP}: Defining Groups of Segments\I{segments, groups of}
5056 The \c{obj} format also allows segments to be grouped, so that a
5057 single segment register can be used to refer to all the segments in
5058 a group. NASM therefore supplies the \c{GROUP} directive, whereby
5059 you can code
5061 \c segment data
5063 \c         ; some data
5065 \c segment bss
5067 \c         ; some uninitialized data
5069 \c group dgroup data bss
5071 which will define a group called \c{dgroup} to contain the segments
5072 \c{data} and \c{bss}. Like \c{SEGMENT}, \c{GROUP} causes the group
5073 name to be defined as a symbol, so that you can refer to a variable
5074 \c{var} in the \c{data} segment as \c{var wrt data} or as \c{var wrt
5075 dgroup}, depending on which segment value is currently in your
5076 segment register.
5078 If you just refer to \c{var}, however, and \c{var} is declared in a
5079 segment which is part of a group, then NASM will default to giving
5080 you the offset of \c{var} from the beginning of the \e{group}, not
5081 the \e{segment}. Therefore \c{SEG var}, also, will return the group
5082 base rather than the segment base.
5084 NASM will allow a segment to be part of more than one group, but
5085 will generate a warning if you do this. Variables declared in a
5086 segment which is part of more than one group will default to being
5087 relative to the first group that was defined to contain the segment.
5089 A group does not have to contain any segments; you can still make
5090 \c{WRT} references to a group which does not contain the variable
5091 you are referring to. OS/2, for example, defines the special group
5092 \c{FLAT} with no segments in it.
5095 \S{uppercase} \i\c{UPPERCASE}: Disabling Case Sensitivity in Output
5097 Although NASM itself is \i{case sensitive}, some OMF linkers are
5098 not; therefore it can be useful for NASM to output single-case
5099 object files. The \c{UPPERCASE} format-specific directive causes all
5100 segment, group and symbol names that are written to the object file
5101 to be forced to upper case just before being written. Within a
5102 source file, NASM is still case-sensitive; but the object file can
5103 be written entirely in upper case if desired.
5105 \c{UPPERCASE} is used alone on a line; it requires no parameters.
5108 \S{import} \i\c{IMPORT}: Importing DLL Symbols\I{DLL symbols,
5109 importing}\I{symbols, importing from DLLs}
5111 The \c{IMPORT} format-specific directive defines a symbol to be
5112 imported from a DLL, for use if you are writing a DLL's \i{import
5113 library} in NASM. You still need to declare the symbol as \c{EXTERN}
5114 as well as using the \c{IMPORT} directive.
5116 The \c{IMPORT} directive takes two required parameters, separated by
5117 white space, which are (respectively) the name of the symbol you
5118 wish to import and the name of the library you wish to import it
5119 from. For example:
5121 \c     import  WSAStartup wsock32.dll
5123 A third optional parameter gives the name by which the symbol is
5124 known in the library you are importing it from, in case this is not
5125 the same as the name you wish the symbol to be known by to your code
5126 once you have imported it. For example:
5128 \c     import  asyncsel wsock32.dll WSAAsyncSelect
5131 \S{export} \i\c{EXPORT}: Exporting DLL Symbols\I{DLL symbols,
5132 exporting}\I{symbols, exporting from DLLs}
5134 The \c{EXPORT} format-specific directive defines a global symbol to
5135 be exported as a DLL symbol, for use if you are writing a DLL in
5136 NASM. You still need to declare the symbol as \c{GLOBAL} as well as
5137 using the \c{EXPORT} directive.
5139 \c{EXPORT} takes one required parameter, which is the name of the
5140 symbol you wish to export, as it was defined in your source file. An
5141 optional second parameter (separated by white space from the first)
5142 gives the \e{external} name of the symbol: the name by which you
5143 wish the symbol to be known to programs using the DLL. If this name
5144 is the same as the internal name, you may leave the second parameter
5145 off.
5147 Further parameters can be given to define attributes of the exported
5148 symbol. These parameters, like the second, are separated by white
5149 space. If further parameters are given, the external name must also
5150 be specified, even if it is the same as the internal name. The
5151 available attributes are:
5153 \b \c{resident} indicates that the exported name is to be kept
5154 resident by the system loader. This is an optimisation for
5155 frequently used symbols imported by name.
5157 \b \c{nodata} indicates that the exported symbol is a function which
5158 does not make use of any initialized data.
5160 \b \c{parm=NNN}, where \c{NNN} is an integer, sets the number of
5161 parameter words for the case in which the symbol is a call gate
5162 between 32-bit and 16-bit segments.
5164 \b An attribute which is just a number indicates that the symbol
5165 should be exported with an identifying number (ordinal), and gives
5166 the desired number.
5168 For example:
5170 \c     export  myfunc
5171 \c     export  myfunc TheRealMoreFormalLookingFunctionName
5172 \c     export  myfunc myfunc 1234  ; export by ordinal
5173 \c     export  myfunc myfunc resident parm=23 nodata
5176 \S{dotdotstart} \i\c{..start}: Defining the \i{Program Entry
5177 Point}
5179 \c{OMF} linkers require exactly one of the object files being linked to
5180 define the program entry point, where execution will begin when the
5181 program is run. If the object file that defines the entry point is
5182 assembled using NASM, you specify the entry point by declaring the
5183 special symbol \c{..start} at the point where you wish execution to
5184 begin.
5187 \S{objextern} \c{obj} Extensions to the \c{EXTERN}
5188 Directive\I{EXTERN, obj extensions to}
5190 If you declare an external symbol with the directive
5192 \c     extern  foo
5194 then references such as \c{mov ax,foo} will give you the offset of
5195 \c{foo} from its preferred segment base (as specified in whichever
5196 module \c{foo} is actually defined in). So to access the contents of
5197 \c{foo} you will usually need to do something like
5199 \c         mov     ax,seg foo      ; get preferred segment base
5200 \c         mov     es,ax           ; move it into ES
5201 \c         mov     ax,[es:foo]     ; and use offset `foo' from it
5203 This is a little unwieldy, particularly if you know that an external
5204 is going to be accessible from a given segment or group, say
5205 \c{dgroup}. So if \c{DS} already contained \c{dgroup}, you could
5206 simply code
5208 \c         mov     ax,[foo wrt dgroup]
5210 However, having to type this every time you want to access \c{foo}
5211 can be a pain; so NASM allows you to declare \c{foo} in the
5212 alternative form
5214 \c     extern  foo:wrt dgroup
5216 This form causes NASM to pretend that the preferred segment base of
5217 \c{foo} is in fact \c{dgroup}; so the expression \c{seg foo} will
5218 now return \c{dgroup}, and the expression \c{foo} is equivalent to
5219 \c{foo wrt dgroup}.
5221 This \I{default-WRT mechanism}default-\c{WRT} mechanism can be used
5222 to make externals appear to be relative to any group or segment in
5223 your program. It can also be applied to common variables: see
5224 \k{objcommon}.
5227 \S{objcommon} \c{obj} Extensions to the \c{COMMON}
5228 Directive\I{COMMON, obj extensions to}
5230 The \c{obj} format allows common variables to be either near\I{near
5231 common variables} or far\I{far common variables}; NASM allows you to
5232 specify which your variables should be by the use of the syntax
5234 \c common  nearvar 2:near   ; `nearvar' is a near common
5235 \c common  farvar  10:far   ; and `farvar' is far
5237 Far common variables may be greater in size than 64Kb, and so the
5238 OMF specification says that they are declared as a number of
5239 \e{elements} of a given size. So a 10-byte far common variable could
5240 be declared as ten one-byte elements, five two-byte elements, two
5241 five-byte elements or one ten-byte element.
5243 Some \c{OMF} linkers require the \I{element size, in common
5244 variables}\I{common variables, element size}element size, as well as
5245 the variable size, to match when resolving common variables declared
5246 in more than one module. Therefore NASM must allow you to specify
5247 the element size on your far common variables. This is done by the
5248 following syntax:
5250 \c common  c_5by2  10:far 5        ; two five-byte elements
5251 \c common  c_2by5  10:far 2        ; five two-byte elements
5253 If no element size is specified, the default is 1. Also, the \c{FAR}
5254 keyword is not required when an element size is specified, since
5255 only far commons may have element sizes at all. So the above
5256 declarations could equivalently be
5258 \c common  c_5by2  10:5            ; two five-byte elements
5259 \c common  c_2by5  10:2            ; five two-byte elements
5261 In addition to these extensions, the \c{COMMON} directive in \c{obj}
5262 also supports default-\c{WRT} specification like \c{EXTERN} does
5263 (explained in \k{objextern}). So you can also declare things like
5265 \c common  foo     10:wrt dgroup
5266 \c common  bar     16:far 2:wrt data
5267 \c common  baz     24:wrt data:6
5270 \H{win32fmt} \i\c{win32}: Microsoft Win32 Object Files
5272 The \c{win32} output format generates Microsoft Win32 object files,
5273 suitable for passing to Microsoft linkers such as \i{Visual C++}.
5274 Note that Borland Win32 compilers do not use this format, but use
5275 \c{obj} instead (see \k{objfmt}).
5277 \c{win32} provides a default output file-name extension of \c{.obj}.
5279 Note that although Microsoft say that Win32 object files follow the
5280 \c{COFF} (Common Object File Format) standard, the object files produced
5281 by Microsoft Win32 compilers are not compatible with COFF linkers
5282 such as DJGPP's, and vice versa. This is due to a difference of
5283 opinion over the precise semantics of PC-relative relocations. To
5284 produce COFF files suitable for DJGPP, use NASM's \c{coff} output
5285 format; conversely, the \c{coff} format does not produce object
5286 files that Win32 linkers can generate correct output from.
5289 \S{win32sect} \c{win32} Extensions to the \c{SECTION}
5290 Directive\I{SECTION, win32 extensions to}
5292 Like the \c{obj} format, \c{win32} allows you to specify additional
5293 information on the \c{SECTION} directive line, to control the type
5294 and properties of sections you declare. Section types and properties
5295 are generated automatically by NASM for the \i{standard section names}
5296 \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}, but may still be overridden by
5297 these qualifiers.
5299 The available qualifiers are:
5301 \b \c{code}, or equivalently \c{text}, defines the section to be a
5302 code section. This marks the section as readable and executable, but
5303 not writable, and also indicates to the linker that the type of the
5304 section is code.
5306 \b \c{data} and \c{bss} define the section to be a data section,
5307 analogously to \c{code}. Data sections are marked as readable and
5308 writable, but not executable. \c{data} declares an initialized data
5309 section, whereas \c{bss} declares an uninitialized data section.
5311 \b \c{rdata} declares an initialized data section that is readable
5312 but not writable. Microsoft compilers use this section to place
5313 constants in it.
5315 \b \c{info} defines the section to be an \i{informational section},
5316 which is not included in the executable file by the linker, but may
5317 (for example) pass information \e{to} the linker. For example,
5318 declaring an \c{info}-type section called \i\c{.drectve} causes the
5319 linker to interpret the contents of the section as command-line
5320 options.
5322 \b \c{align=}, used with a trailing number as in \c{obj}, gives the
5323 \I{section alignment, in win32}\I{alignment, in win32
5324 sections}alignment requirements of the section. The maximum you may
5325 specify is 64: the Win32 object file format contains no means to
5326 request a greater section alignment than this. If alignment is not
5327 explicitly specified, the defaults are 16-byte alignment for code
5328 sections, 8-byte alignment for rdata sections and 4-byte alignment
5329 for data (and BSS) sections.
5330 Informational sections get a default alignment of 1 byte (no
5331 alignment), though the value does not matter.
5333 The defaults assumed by NASM if you do not specify the above
5334 qualifiers are:
5336 \c section .text    code  align=16
5337 \c section .data    data  align=4
5338 \c section .rdata   rdata align=8
5339 \c section .bss     bss   align=4
5341 Any other section name is treated by default like \c{.text}.
5343 \S{win32safeseh} \c{win32}: Safe Structured Exception Handling
5345 Among other improvements in Windows XP SP2 and Windows Server 2003
5346 Microsoft has introduced concept of "safe structured exception
5347 handling." General idea is to collect handlers' entry points in
5348 designated read-only table and have alleged entry point verified
5349 against this table prior exception control is passed to the handler. In
5350 order for an executable module to be equipped with such "safe exception
5351 handler table," all object modules on linker command line has to comply
5352 with certain criteria. If one single module among them does not, then
5353 the table in question is omitted and above mentioned run-time checks
5354 will not be performed for application in question. Table omission is by
5355 default silent and therefore can be easily overlooked. One can instruct
5356 linker to refuse to produce binary without such table by passing
5357 \c{/safeseh} command line option.
5359 Without regard to this run-time check merits it's natural to expect
5360 NASM to be capable of generating modules suitable for \c{/safeseh}
5361 linking. From developer's viewpoint the problem is two-fold:
5363 \b how to adapt modules not deploying exception handlers of their own;
5365 \b how to adapt/develop modules utilizing custom exception handling;
5367 Former can be easily achieved with any NASM version by adding following
5368 line to source code:
5370 \c $@feat.00 equ 1
5372 As of version 2.03 NASM adds this absolute symbol automatically. If
5373 it's not already present to be precise. I.e. if for whatever reason
5374 developer would choose to assign another value in source file, it would
5375 still be perfectly possible.
5377 Registering custom exception handler on the other hand requires certain
5378 "magic." As of version 2.03 additional directive is implemented,
5379 \c{safeseh}, which instructs the assembler to produce appropriately
5380 formatted input data for above mentioned "safe exception handler
5381 table." Its typical use would be:
5383 \c section .text
5384 \c extern  _MessageBoxA@16
5385 \c %if     __NASM_VERSION_ID__ >= 0x02030000
5386 \c safeseh handler         ; register handler as "safe handler"
5387 \c %endif
5388 \c handler:
5389 \c         push    DWORD 1 ; MB_OKCANCEL
5390 \c         push    DWORD caption
5391 \c         push    DWORD text
5392 \c         push    DWORD 0
5393 \c         call    _MessageBoxA@16
5394 \c         sub     eax,1   ; incidentally suits as return value
5395 \c                         ; for exception handler
5396 \c         ret
5397 \c global  _main
5398 \c _main:
5399 \c         push    DWORD handler
5400 \c         push    DWORD [fs:0]
5401 \c         mov     DWORD [fs:0],esp ; engage exception handler
5402 \c         xor     eax,eax
5403 \c         mov     eax,DWORD[eax]   ; cause exception
5404 \c         pop     DWORD [fs:0]     ; disengage exception handler
5405 \c         add     esp,4
5406 \c         ret
5407 \c text:   db      'OK to rethrow, CANCEL to generate core dump',0
5408 \c caption:db      'SEGV',0
5410 \c section .drectve info
5411 \c         db      '/defaultlib:user32.lib /defaultlib:msvcrt.lib '
5413 As you might imagine, it's perfectly possible to produce .exe binary
5414 with "safe exception handler table" and yet engage unregistered
5415 exception handler. Indeed, handler is engaged by simply manipulating
5416 \c{[fs:0]} location at run-time, something linker has no power over,
5417 run-time that is. It should be explicitly mentioned that such failure
5418 to register handler's entry point with \c{safeseh} directive has
5419 undesired side effect at run-time. If exception is raised and
5420 unregistered handler is to be executed, the application is abruptly
5421 terminated without any notification whatsoever. One can argue that
5422 system could  at least have logged some kind "non-safe exception
5423 handler in x.exe at address n" message in event log, but no, literally
5424 no notification is provided and user is left with no clue on what
5425 caused application failure.
5427 Finally, all mentions of linker in this paragraph refer to Microsoft
5428 linker version 7.x and later. Presence of \c{@feat.00} symbol and input
5429 data for "safe exception handler table" causes no backward
5430 incompatibilities and "safeseh" modules generated by NASM 2.03 and
5431 later can still be linked by earlier versions or non-Microsoft linkers.
5433 \S{codeview} Debugging formats for Windows
5434 \I{Windows debugging formats}
5436 The \c{win32} and \c{win64} formats support the Microsoft CodeView
5437 debugging format.  Currently CodeView version 8 format is supported
5438 (\i\c{cv8}), but newer versions of the CodeView debugger should be
5439 able to handle this format as well.
5442 \H{win64fmt} \i\c{win64}: Microsoft Win64 Object Files
5444 The \c{win64} output format generates Microsoft Win64 object files,
5445 which is nearly 100% identical to the \c{win32} object format (\k{win32fmt})
5446 with the exception that it is meant to target 64-bit code and the x86-64
5447 platform altogether. This object file is used exactly the same as the \c{win32}
5448 object format (\k{win32fmt}), in NASM, with regard to this exception.
5450 \S{win64pic} \c{win64}: Writing Position-Independent Code
5452 While \c{REL} takes good care of RIP-relative addressing, there is one
5453 aspect that is easy to overlook for a Win64 programmer: indirect
5454 references. Consider a switch dispatch table:
5456 \c         jmp     qword [dsptch+rax*8]
5457 \c         ...
5458 \c dsptch: dq      case0
5459 \c         dq      case1
5460 \c         ...
5462 Even a novice Win64 assembler programmer will soon realize that the code
5463 is not 64-bit savvy. Most notably linker will refuse to link it with
5465 \c 'ADDR32' relocation to '.text' invalid without /LARGEADDRESSAWARE:NO
5467 So [s]he will have to split jmp instruction as following:
5469 \c         lea     rbx,[rel dsptch]
5470 \c         jmp     qword [rbx+rax*8]
5472 What happens behind the scene is that effective address in \c{lea} is
5473 encoded relative to instruction pointer, or in perfectly
5474 position-independent manner. But this is only part of the problem!
5475 Trouble is that in .dll context \c{caseN} relocations will make their
5476 way to the final module and might have to be adjusted at .dll load
5477 time. To be specific when it can't be loaded at preferred address. And
5478 when this occurs, pages with such relocations will be rendered private
5479 to current process, which kind of undermines the idea of sharing .dll.
5480 But no worry, it's trivial to fix:
5482 \c         lea     rbx,[rel dsptch]
5483 \c         add     rbx,[rbx+rax*8]
5484 \c         jmp     rbx
5485 \c         ...
5486 \c dsptch: dq      case0-dsptch
5487 \c         dq      case1-dsptch
5488 \c         ...
5490 NASM version 2.03 and later provides another alternative, \c{wrt
5491 ..imagebase} operator, which returns offset from base address of the
5492 current image, be it .exe or .dll module, therefore the name. For those
5493 acquainted with PE-COFF format base address denotes start of
5494 \c{IMAGE_DOS_HEADER} structure. Here is how to implement switch with
5495 these image-relative references:
5497 \c         lea     rbx,[rel dsptch]
5498 \c         mov     eax,[rbx+rax*4]
5499 \c         sub     rbx,dsptch wrt ..imagebase
5500 \c         add     rbx,rax
5501 \c         jmp     rbx
5502 \c         ...
5503 \c dsptch: dd      case0 wrt ..imagebase
5504 \c         dd      case1 wrt ..imagebase
5506 One can argue that the operator is redundant. Indeed,  snippet before
5507 last works just fine with any NASM version and is not even Windows
5508 specific... The real reason for implementing \c{wrt ..imagebase} will
5509 become apparent in next paragraph.
5511 It should be noted that \c{wrt ..imagebase} is defined as 32-bit
5512 operand only:
5514 \c         dd      label wrt ..imagebase           ; ok
5515 \c         dq      label wrt ..imagebase           ; bad
5516 \c         mov     eax,label wrt ..imagebase       ; ok
5517 \c         mov     rax,label wrt ..imagebase       ; bad
5519 \S{win64seh} \c{win64}: Structured Exception Handling
5521 Structured exception handing in Win64 is completely different matter
5522 from Win32. Upon exception program counter value is noted, and
5523 linker-generated table comprising start and end addresses of all the
5524 functions [in given executable module] is traversed and compared to the
5525 saved program counter. Thus so called \c{UNWIND_INFO} structure is
5526 identified. If it's not found, then offending subroutine is assumed to
5527 be "leaf" and just mentioned lookup procedure is attempted for its
5528 caller. In Win64 leaf function is such function that does not call any
5529 other function \e{nor} modifies any Win64 non-volatile registers,
5530 including stack pointer. The latter ensures that it's possible to
5531 identify leaf function's caller by simply pulling the value from the
5532 top of the stack.
5534 While majority of subroutines written in assembler are not calling any
5535 other function, requirement for non-volatile registers' immutability
5536 leaves developer with not more than 7 registers and no stack frame,
5537 which is not necessarily what [s]he counted with. Customarily one would
5538 meet the requirement by saving non-volatile registers on stack and
5539 restoring them upon return, so what can go wrong? If [and only if] an
5540 exception is raised at run-time and no \c{UNWIND_INFO} structure is
5541 associated with such "leaf" function, the stack unwind procedure will
5542 expect to find caller's return address on the top of stack immediately
5543 followed by its frame. Given that developer pushed caller's
5544 non-volatile registers on stack, would the value on top point at some
5545 code segment or even addressable space? Well, developer can attempt
5546 copying caller's return address to the top of stack and this would
5547 actually work in some very specific circumstances. But unless developer
5548 can guarantee that these circumstances are always met, it's more
5549 appropriate to assume worst case scenario, i.e. stack unwind procedure
5550 going berserk. Relevant question is what happens then? Application is
5551 abruptly terminated without any notification whatsoever. Just like in
5552 Win32 case, one can argue that system could at least have logged
5553 "unwind procedure went berserk in x.exe at address n" in event log, but
5554 no, no trace of failure is left.
5556 Now, when we understand significance of the \c{UNWIND_INFO} structure,
5557 let's discuss what's in it and/or how it's processed. First of all it
5558 is checked for presence of reference to custom language-specific
5559 exception handler. If there is one, then it's invoked. Depending on the
5560 return value, execution flow is resumed (exception is said to be
5561 "handled"), \e{or} rest of \c{UNWIND_INFO} structure is processed as
5562 following. Beside optional reference to custom handler, it carries
5563 information about current callee's stack frame and where non-volatile
5564 registers are saved. Information is detailed enough to be able to
5565 reconstruct contents of caller's non-volatile registers upon call to
5566 current callee. And so caller's context is reconstructed, and then
5567 unwind procedure is repeated, i.e. another \c{UNWIND_INFO} structure is
5568 associated, this time, with caller's instruction pointer, which is then
5569 checked for presence of reference to language-specific handler, etc.
5570 The procedure is recursively repeated till exception is handled. As
5571 last resort system "handles" it by generating memory core dump and
5572 terminating the application.
5574 As for the moment of this writing NASM unfortunately does not
5575 facilitate generation of above mentioned detailed information about
5576 stack frame layout. But as of version 2.03 it implements building
5577 blocks for generating structures involved in stack unwinding. As
5578 simplest example, here is how to deploy custom exception handler for
5579 leaf function:
5581 \c default rel
5582 \c section .text
5583 \c extern  MessageBoxA
5584 \c handler:
5585 \c         sub     rsp,40
5586 \c         mov     rcx,0
5587 \c         lea     rdx,[text]
5588 \c         lea     r8,[caption]
5589 \c         mov     r9,1    ; MB_OKCANCEL
5590 \c         call    MessageBoxA
5591 \c         sub     eax,1   ; incidentally suits as return value
5592 \c                         ; for exception handler
5593 \c         add     rsp,40
5594 \c         ret
5595 \c global  main
5596 \c main:
5597 \c         xor     rax,rax
5598 \c         mov     rax,QWORD[rax]  ; cause exception
5599 \c         ret
5600 \c main_end:
5601 \c text:   db      'OK to rethrow, CANCEL to generate core dump',0
5602 \c caption:db      'SEGV',0
5604 \c section .pdata  rdata align=4
5605 \c         dd      main wrt ..imagebase
5606 \c         dd      main_end wrt ..imagebase
5607 \c         dd      xmain wrt ..imagebase
5608 \c section .xdata  rdata align=8
5609 \c xmain:  db      9,0,0,0
5610 \c         dd      handler wrt ..imagebase
5611 \c section .drectve info
5612 \c         db      '/defaultlib:user32.lib /defaultlib:msvcrt.lib '
5614 What you see in \c{.pdata} section is element of the "table comprising
5615 start and end addresses of function" along with reference to associated
5616 \c{UNWIND_INFO} structure. And what you see in \c{.xdata} section is
5617 \c{UNWIND_INFO} structure describing function with no frame, but with
5618 designated exception handler. References are \e{required} to be
5619 image-relative (which is the real reason for implementing \c{wrt
5620 ..imagebase} operator). It should be noted that \c{rdata align=n}, as
5621 well as \c{wrt ..imagebase}, are optional in these two segments'
5622 contexts, i.e. can be omitted. Latter means that \e{all} 32-bit
5623 references, not only above listed required ones, placed into these two
5624 segments turn out image-relative. Why is it important to understand?
5625 Developer is allowed to append handler-specific data to \c{UNWIND_INFO}
5626 structure, and if [s]he adds a 32-bit reference, then [s]he will have
5627 to remember to adjust its value to obtain the real pointer.
5629 As already mentioned, in Win64 terms leaf function is one that does not
5630 call any other function \e{nor} modifies any non-volatile register,
5631 including stack pointer. But it's not uncommon that assembler
5632 programmer plans to utilize every single register and sometimes even
5633 have variable stack frame. Is there anything one can do with bare
5634 building blocks? I.e. besides manually composing fully-fledged
5635 \c{UNWIND_INFO} structure, which would surely be considered
5636 error-prone? Yes, there is. Recall that exception handler is called
5637 first, before stack layout is analyzed. As it turned out, it's
5638 perfectly possible to manipulate current callee's context in custom
5639 handler in manner that permits further stack unwinding. General idea is
5640 that handler would not actually "handle" the exception, but instead
5641 restore callee's context, as it was at its entry point and thus mimic
5642 leaf function. In other words, handler would simply undertake part of
5643 unwinding procedure. Consider following example:
5645 \c function:
5646 \c         mov     rax,rsp         ; copy rsp to volatile register
5647 \c         push    r15             ; save non-volatile registers
5648 \c         push    rbx
5649 \c         push    rbp
5650 \c         mov     r11,rsp         ; prepare variable stack frame
5651 \c         sub     r11,rcx
5652 \c         and     r11,-64
5653 \c         mov     QWORD[r11],rax  ; check for exceptions
5654 \c         mov     rsp,r11         ; allocate stack frame
5655 \c         mov     QWORD[rsp],rax  ; save original rsp value
5656 \c magic_point:
5657 \c         ...
5658 \c         mov     r11,QWORD[rsp]  ; pull original rsp value
5659 \c         mov     rbp,QWORD[r11-24]
5660 \c         mov     rbx,QWORD[r11-16]
5661 \c         mov     r15,QWORD[r11-8]
5662 \c         mov     rsp,r11         ; destroy frame
5663 \c         ret
5665 The keyword is that up to \c{magic_point} original \c{rsp} value
5666 remains in chosen volatile register and no non-volatile register,
5667 except for \c{rsp}, is modified. While past \c{magic_point} \c{rsp}
5668 remains constant till the very end of the \c{function}. In this case
5669 custom language-specific exception handler would look like this:
5671 \c EXCEPTION_DISPOSITION handler (EXCEPTION_RECORD *rec,ULONG64 frame,
5672 \c         CONTEXT *context,DISPATCHER_CONTEXT *disp)
5673 \c {   ULONG64 *rsp;
5674 \c     if (context->Rip<(ULONG64)magic_point)
5675 \c         rsp = (ULONG64 *)context->Rax;
5676 \c     else
5677 \c     {   rsp = ((ULONG64 **)context->Rsp)[0];
5678 \c         context->Rbp = rsp[-3];
5679 \c         context->Rbx = rsp[-2];
5680 \c         context->R15 = rsp[-1];
5681 \c     }
5682 \c     context->Rsp = (ULONG64)rsp;
5684 \c     memcpy (disp->ContextRecord,context,sizeof(CONTEXT));
5685 \c     RtlVirtualUnwind(UNW_FLAG_NHANDLER,disp->ImageBase,
5686 \c         dips->ControlPc,disp->FunctionEntry,disp->ContextRecord,
5687 \c         &disp->HandlerData,&disp->EstablisherFrame,NULL);
5688 \c     return ExceptionContinueSearch;
5689 \c }
5691 As custom handler mimics leaf function, corresponding \c{UNWIND_INFO}
5692 structure does not have to contain any information about stack frame
5693 and its layout.
5695 \H{cofffmt} \i\c{coff}: \i{Common Object File Format}
5697 The \c{coff} output type produces \c{COFF} object files suitable for
5698 linking with the \i{DJGPP} linker.
5700 \c{coff} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
5702 The \c{coff} format supports the same extensions to the \c{SECTION}
5703 directive as \c{win32} does, except that the \c{align} qualifier and
5704 the \c{info} section type are not supported.
5706 \H{machofmt} \I{Mach-O}\i\c{macho32} and \i\c{macho64}: \i{Mach Object File Format}
5708 The \c{macho32} and \c{macho64} output formts produces Mach-O
5709 object files suitable for linking with the \i{MacOS X} linker.
5710 \i\c{macho} is a synonym for \c{macho32}.
5712 \c{macho} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
5714 \S{machosect} \c{macho} extensions to the \c{SECTION} Directive
5715 \I{SECTION, macho extensions to}
5717 The \c{macho} output format specifies section names in the format
5718 "\e{segment}\c{,}\e{section}".  No spaces are allowed around the
5719 comma.  The following flags can also be specified:
5721 \b \c{data} - this section contains initialized data items
5723 \b \c{text} - this section contains code exclusively
5725 \b \c{mixed} - this section contains both code and data
5727 \b \c{bss} - this section is uninitialized and filled with zero
5729 \b \c{align=}\e{alignment} - specify section alignment
5731 The default is \c{data}, unless the section name is \c{__text} or
5732 \c{__bss} in which case the default is \c{text} or \c{bss},
5733 respectively.
5735 For compatibility with other Unix platforms, the following standard
5736 names are also supported:
5738 \c .text    = __TEXT,__text  text
5739 \c .rodata  = __DATA,__const data
5740 \c .data    = __DATA,__data  data
5741 \c .bss     = __DATA,__bss   bss
5743 If the \c{.rodata} section contains no relocations, it is instead put
5744 into the \c{__TEXT,__const} section unless this section has already
5745 been specified explicitly.  However, it is probably better to specify
5746 \c{__TEXT,__const} and \c{__DATA,__const} explicitly as appropriate.
5748 \S{machotls} \i{Thread Local Storage in Mach-O}\I{TLS}: \c{macho} special
5749 symbols and \i\c{WRT}
5751 Mach-O defines the following special symbols that can be used on the
5752 right-hand side of the \c{WRT} operator:
5754 \b \c{..tlvp} is used to specify access to thread-local storage.
5756 \b \c{..gotpcrel} is used to specify references to the Global Offset
5757    Table.  The GOT is supported in the \c{macho64} format only.
5760 \H{elffmt} \i\c{elf32}, \i\c{elf64}, \i\c{elfx32}: \I{ELF}\I{linux, elf}\i{Executable and Linkable
5761 Format} Object Files
5763 The \c{elf32}, \c{elf64} and \c{elfx32} output formats generate
5764 \c{ELF32 and ELF64} (Executable and Linkable Format) object files, as
5765 used by Linux as well as \i{Unix System V}, including \i{Solaris x86},
5766 \i{UnixWare} and \i{SCO Unix}. \c{elf} provides a default output
5767 file-name extension of \c{.o}.  \c{elf} is a synonym for \c{elf32}.
5769 The \c{elfx32} format is used for the \i{x32} ABI, which is a 32-bit
5770 ABI with the CPU in 64-bit mode.
5772 \S{abisect} ELF specific directive \i\c{osabi}
5774 The ELF header specifies the application binary interface for the
5775 target operating system (OSABI).  This field can be set by using the
5776 \c{osabi} directive with the numeric value (0-255) of the target
5777 system. If this directive is not used, the default value will be "UNIX
5778 System V ABI" (0) which will work on most systems which support ELF.
5780 \S{elfsect} \c{elf} extensions to the \c{SECTION} Directive
5781 \I{SECTION, elf extensions to}
5783 Like the \c{obj} format, \c{elf} allows you to specify additional
5784 information on the \c{SECTION} directive line, to control the type
5785 and properties of sections you declare. Section types and properties
5786 are generated automatically by NASM for the \i{standard section
5787 names}, but may still be
5788 overridden by these qualifiers.
5790 The available qualifiers are:
5792 \b \i\c{alloc} defines the section to be one which is loaded into
5793 memory when the program is run. \i\c{noalloc} defines it to be one
5794 which is not, such as an informational or comment section.
5796 \b \i\c{exec} defines the section to be one which should have execute
5797 permission when the program is run. \i\c{noexec} defines it as one
5798 which should not.
5800 \b \i\c{write} defines the section to be one which should be writable
5801 when the program is run. \i\c{nowrite} defines it as one which should
5802 not.
5804 \b \i\c{progbits} defines the section to be one with explicit contents
5805 stored in the object file: an ordinary code or data section, for
5806 example, \i\c{nobits} defines the section to be one with no explicit
5807 contents given, such as a BSS section.
5809 \b \c{align=}, used with a trailing number as in \c{obj}, gives the
5810 \I{section alignment, in elf}\I{alignment, in elf sections}alignment
5811 requirements of the section.
5813 \b \i\c{tls} defines the section to be one which contains
5814 thread local variables.
5816 The defaults assumed by NASM if you do not specify the above
5817 qualifiers are:
5819 \I\c{.text} \I\c{.rodata} \I\c{.lrodata} \I\c{.data} \I\c{.ldata}
5820 \I\c{.bss} \I\c{.lbss} \I\c{.tdata} \I\c{.tbss} \I\c\{.comment}
5822 \c section .text    progbits  alloc   exec    nowrite  align=16
5823 \c section .rodata  progbits  alloc   noexec  nowrite  align=4
5824 \c section .lrodata progbits  alloc   noexec  nowrite  align=4
5825 \c section .data    progbits  alloc   noexec  write    align=4
5826 \c section .ldata   progbits  alloc   noexec  write    align=4
5827 \c section .bss     nobits    alloc   noexec  write    align=4
5828 \c section .lbss    nobits    alloc   noexec  write    align=4
5829 \c section .tdata   progbits  alloc   noexec  write    align=4    tls
5830 \c section .tbss    nobits    alloc   noexec  write    align=4    tls
5831 \c section .comment progbits  noalloc noexec  nowrite  align=1
5832 \c section other    progbits  alloc   noexec  nowrite  align=1
5834 (Any section name other than those in the above table
5835  is treated by default like \c{other} in the above table.
5836  Please note that section names are case sensitive.)
5839 \S{elfwrt} \i{Position-Independent Code}\I{PIC}: \c{macho} Special
5840 Symbols and \i\c{WRT}
5842 Since \c{ELF} does not support segment-base references, the \c{WRT}
5843 operator is not used for its normal purpose; therefore NASM's
5844 \c{elf} output format makes use of \c{WRT} for a different purpose,
5845 namely the PIC-specific \I{relocations, PIC-specific}relocation
5846 types.
5848 \c{elf} defines five special symbols which you can use as the
5849 right-hand side of the \c{WRT} operator to obtain PIC relocation
5850 types. They are \i\c{..gotpc}, \i\c{..gotoff}, \i\c{..got},
5851 \i\c{..plt} and \i\c{..sym}. Their functions are summarized here:
5853 \b Referring to the symbol marking the global offset table base
5854 using \c{wrt ..gotpc} will end up giving the distance from the
5855 beginning of the current section to the global offset table.
5856 (\i\c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE_} is the standard symbol name used to
5857 refer to the \i{GOT}.) So you would then need to add \i\c{$$} to the
5858 result to get the real address of the GOT.
5860 \b Referring to a location in one of your own sections using \c{wrt
5861 ..gotoff} will give the distance from the beginning of the GOT to
5862 the specified location, so that adding on the address of the GOT
5863 would give the real address of the location you wanted.
5865 \b Referring to an external or global symbol using \c{wrt ..got}
5866 causes the linker to build an entry \e{in} the GOT containing the
5867 address of the symbol, and the reference gives the distance from the
5868 beginning of the GOT to the entry; so you can add on the address of
5869 the GOT, load from the resulting address, and end up with the
5870 address of the symbol.
5872 \b Referring to a procedure name using \c{wrt ..plt} causes the
5873 linker to build a \i{procedure linkage table} entry for the symbol,
5874 and the reference gives the address of the \i{PLT} entry. You can
5875 only use this in contexts which would generate a PC-relative
5876 relocation normally (i.e. as the destination for \c{CALL} or
5877 \c{JMP}), since ELF contains no relocation type to refer to PLT
5878 entries absolutely.
5880 \b Referring to a symbol name using \c{wrt ..sym} causes NASM to
5881 write an ordinary relocation, but instead of making the relocation
5882 relative to the start of the section and then adding on the offset
5883 to the symbol, it will write a relocation record aimed directly at
5884 the symbol in question. The distinction is a necessary one due to a
5885 peculiarity of the dynamic linker.
5887 A fuller explanation of how to use these relocation types to write
5888 shared libraries entirely in NASM is given in \k{picdll}.
5890 \S{elftls} \i{Thread Local Storage in ELF}\I{TLS}: \c{elf} Special
5891 Symbols and \i\c{WRT}
5893 \b In ELF32 mode, referring to an external or global symbol using
5894 \c{wrt ..tlsie} \I\c{..tlsie}
5895 causes the linker to build an entry \e{in} the GOT containing the
5896 offset of the symbol within the TLS block, so you can access the value
5897 of the symbol with code such as:
5899 \c        mov  eax,[tid wrt ..tlsie]
5900 \c        mov  [gs:eax],ebx
5903 \b In ELF64 or ELFx32 mode, referring to an external or global symbol using
5904 \c{wrt ..gottpoff} \I\c{..gottpoff}
5905 causes the linker to build an entry \e{in} the GOT containing the
5906 offset of the symbol within the TLS block, so you can access the value
5907 of the symbol with code such as:
5909 \c        mov   rax,[rel tid wrt ..gottpoff]
5910 \c        mov   rcx,[fs:rax]
5913 \S{elfglob} \c{elf} Extensions to the \c{GLOBAL} Directive\I{GLOBAL,
5914 elf extensions to}\I{GLOBAL, aoutb extensions to}
5916 \c{ELF} object files can contain more information about a global symbol
5917 than just its address: they can contain the \I{symbol sizes,
5918 specifying}\I{size, of symbols}size of the symbol and its \I{symbol
5919 types, specifying}\I{type, of symbols}type as well. These are not
5920 merely debugger conveniences, but are actually necessary when the
5921 program being written is a \i{shared library}. NASM therefore
5922 supports some extensions to the \c{GLOBAL} directive, allowing you
5923 to specify these features.
5925 You can specify whether a global variable is a function or a data
5926 object by suffixing the name with a colon and the word
5927 \i\c{function} or \i\c{data}. (\i\c{object} is a synonym for
5928 \c{data}.) For example:
5930 \c global   hashlookup:function, hashtable:data
5932 exports the global symbol \c{hashlookup} as a function and
5933 \c{hashtable} as a data object.
5935 Optionally, you can control the ELF visibility of the symbol.  Just
5936 add one of the visibility keywords: \i\c{default}, \i\c{internal},
5937 \i\c{hidden}, or \i\c{protected}.  The default is \i\c{default} of
5938 course.  For example, to make \c{hashlookup} hidden:
5940 \c global   hashlookup:function hidden
5942 You can also specify the size of the data associated with the
5943 symbol, as a numeric expression (which may involve labels, and even
5944 forward references) after the type specifier. Like this:
5946 \c global  hashtable:data (hashtable.end - hashtable)
5948 \c hashtable:
5949 \c         db this,that,theother  ; some data here
5950 \c .end:
5952 This makes NASM automatically calculate the length of the table and
5953 place that information into the \c{ELF} symbol table.
5955 Declaring the type and size of global symbols is necessary when
5956 writing shared library code. For more information, see
5957 \k{picglobal}.
5960 \S{elfcomm} \c{elf} Extensions to the \c{COMMON} Directive
5961 \I{COMMON, elf extensions to}
5963 \c{ELF} also allows you to specify alignment requirements \I{common
5964 variables, alignment in elf}\I{alignment, of elf common variables}on
5965 common variables. This is done by putting a number (which must be a
5966 power of two) after the name and size of the common variable,
5967 separated (as usual) by a colon. For example, an array of
5968 doublewords would benefit from 4-byte alignment:
5970 \c common  dwordarray 128:4
5972 This declares the total size of the array to be 128 bytes, and
5973 requires that it be aligned on a 4-byte boundary.
5976 \S{elf16} 16-bit code and ELF
5977 \I{ELF, 16-bit code and}
5979 The \c{ELF32} specification doesn't provide relocations for 8- and
5980 16-bit values, but the GNU \c{ld} linker adds these as an extension.
5981 NASM can generate GNU-compatible relocations, to allow 16-bit code to
5982 be linked as ELF using GNU \c{ld}. If NASM is used with the
5983 \c{-w+gnu-elf-extensions} option, a warning is issued when one of
5984 these relocations is generated.
5986 \S{elfdbg} Debug formats and ELF
5987 \I{ELF, Debug formats and}
5989 ELF provides debug information in \c{STABS} and \c{DWARF} formats.
5990 Line number information is generated for all executable sections, but please
5991 note that only the ".text" section is executable by default.
5993 \H{aoutfmt} \i\c{aout}: Linux \I{a.out, Linux version}\I{linux, a.out}\c{a.out} Object Files
5995 The \c{aout} format generates \c{a.out} object files, in the form used
5996 by early Linux systems (current Linux systems use ELF, see
5997 \k{elffmt}.) These differ from other \c{a.out} object files in that
5998 the magic number in the first four bytes of the file is
5999 different; also, some implementations of \c{a.out}, for example
6000 NetBSD's, support position-independent code, which Linux's
6001 implementation does not.
6003 \c{a.out} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
6005 \c{a.out} is a very simple object format. It supports no special
6006 directives, no special symbols, no use of \c{SEG} or \c{WRT}, and no
6007 extensions to any standard directives. It supports only the three
6008 \i{standard section names} \i\c{.text}, \i\c{.data} and \i\c{.bss}.
6011 \H{aoutfmt} \i\c{aoutb}: \i{NetBSD}/\i{FreeBSD}/\i{OpenBSD}
6012 \I{a.out, BSD version}\c{a.out} Object Files
6014 The \c{aoutb} format generates \c{a.out} object files, in the form
6015 used by the various free \c{BSD Unix} clones, \c{NetBSD}, \c{FreeBSD}
6016 and \c{OpenBSD}. For simple object files, this object format is exactly
6017 the same as \c{aout} except for the magic number in the first four bytes
6018 of the file. However, the \c{aoutb} format supports
6019 \I{PIC}\i{position-independent code} in the same way as the \c{elf}
6020 format, so you can use it to write \c{BSD} \i{shared libraries}.
6022 \c{aoutb} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
6024 \c{aoutb} supports no special directives, no special symbols, and
6025 only the three \i{standard section names} \i\c{.text}, \i\c{.data}
6026 and \i\c{.bss}. However, it also supports the same use of \i\c{WRT} as
6027 \c{elf} does, to provide position-independent code relocation types.
6028 See \k{elfwrt} for full documentation of this feature.
6030 \c{aoutb} also supports the same extensions to the \c{GLOBAL}
6031 directive as \c{elf} does: see \k{elfglob} for documentation of
6032 this.
6035 \H{as86fmt} \c{as86}: \i{Minix}/Linux\I{linux, as86} \i\c{as86} Object Files
6037 The Minix/Linux 16-bit assembler \c{as86} has its own non-standard
6038 object file format. Although its companion linker \i\c{ld86} produces
6039 something close to ordinary \c{a.out} binaries as output, the object
6040 file format used to communicate between \c{as86} and \c{ld86} is not
6041 itself \c{a.out}.
6043 NASM supports this format, just in case it is useful, as \c{as86}.
6044 \c{as86} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
6046 \c{as86} is a very simple object format (from the NASM user's point
6047 of view). It supports no special directives, no use of \c{SEG} or \c{WRT},
6048 and no extensions to any standard directives. It supports only the three
6049 \i{standard section names} \i\c{.text}, \i\c{.data} and \i\c{.bss}.  The
6050 only special symbol supported is \c{..start}.
6053 \H{rdffmt} \I{RDOFF}\i\c{rdf}: \i{Relocatable Dynamic Object File
6054 Format}
6056 The \c{rdf} output format produces \c{RDOFF} object files. \c{RDOFF}
6057 (Relocatable Dynamic Object File Format) is a home-grown object-file
6058 format, designed alongside NASM itself and reflecting in its file
6059 format the internal structure of the assembler.
6061 \c{RDOFF} is not used by any well-known operating systems. Those
6062 writing their own systems, however, may well wish to use \c{RDOFF}
6063 as their object format, on the grounds that it is designed primarily
6064 for simplicity and contains very little file-header bureaucracy.
6066 The Unix NASM archive, and the DOS archive which includes sources,
6067 both contain an \I{rdoff subdirectory}\c{rdoff} subdirectory holding
6068 a set of RDOFF utilities: an RDF linker, an \c{RDF} static-library
6069 manager, an RDF file dump utility, and a program which will load and
6070 execute an RDF executable under Linux.
6072 \c{rdf} supports only the \i{standard section names} \i\c{.text},
6073 \i\c{.data} and \i\c{.bss}.
6076 \S{rdflib} Requiring a Library: The \i\c{LIBRARY} Directive
6078 \c{RDOFF} contains a mechanism for an object file to demand a given
6079 library to be linked to the module, either at load time or run time.
6080 This is done by the \c{LIBRARY} directive, which takes one argument
6081 which is the name of the module:
6083 \c     library  mylib.rdl
6086 \S{rdfmod} Specifying a Module Name: The \i\c{MODULE} Directive
6088 Special \c{RDOFF} header record is used to store the name of the module.
6089 It can be used, for example, by run-time loader to perform dynamic
6090 linking. \c{MODULE} directive takes one argument which is the name
6091 of current module:
6093 \c     module  mymodname
6095 Note that when you statically link modules and tell linker to strip
6096 the symbols from output file, all module names will be stripped too.
6097 To avoid it, you should start module names with \I{$, prefix}\c{$}, like:
6099 \c     module  $kernel.core
6102 \S{rdfglob} \c{rdf} Extensions to the \c{GLOBAL} Directive\I{GLOBAL,
6103 rdf extensions to}
6105 \c{RDOFF} global symbols can contain additional information needed by
6106 the static linker. You can mark a global symbol as exported, thus
6107 telling the linker do not strip it from target executable or library
6108 file. Like in \c{ELF}, you can also specify whether an exported symbol
6109 is a procedure (function) or data object.
6111 Suffixing the name with a colon and the word \i\c{export} you make the
6112 symbol exported:
6114 \c     global  sys_open:export
6116 To specify that exported symbol is a procedure (function), you add the
6117 word \i\c{proc} or \i\c{function} after declaration:
6119 \c     global  sys_open:export proc
6121 Similarly, to specify exported data object, add the word \i\c{data}
6122 or \i\c{object} to the directive:
6124 \c     global  kernel_ticks:export data
6127 \S{rdfimpt} \c{rdf} Extensions to the \c{EXTERN} Directive\I{EXTERN,
6128 rdf extensions to}
6130 By default the \c{EXTERN} directive in \c{RDOFF} declares a "pure external"
6131 symbol (i.e. the static linker will complain if such a symbol is not resolved).
6132 To declare an "imported" symbol, which must be resolved later during a dynamic
6133 linking phase, \c{RDOFF} offers an additional \c{import} modifier. As in
6134 \c{GLOBAL}, you can also specify whether an imported symbol is a procedure
6135 (function) or data object. For example:
6137 \c     library $libc
6138 \c     extern  _open:import
6139 \c     extern  _printf:import proc
6140 \c     extern  _errno:import data
6142 Here the directive \c{LIBRARY} is also included, which gives the dynamic linker
6143 a hint as to where to find requested symbols.
6146 \H{dbgfmt} \i\c{dbg}: Debugging Format
6148 The \c{dbg} output format is not built into NASM in the default
6149 configuration. If you are building your own NASM executable from the
6150 sources, you can define \i\c{OF_DBG} in \c{output/outform.h} or on the
6151 compiler command line, and obtain the \c{dbg} output format.
6153 The \c{dbg} format does not output an object file as such; instead,
6154 it outputs a text file which contains a complete list of all the
6155 transactions between the main body of NASM and the output-format
6156 back end module. It is primarily intended to aid people who want to
6157 write their own output drivers, so that they can get a clearer idea
6158 of the various requests the main program makes of the output driver,
6159 and in what order they happen.
6161 For simple files, one can easily use the \c{dbg} format like this:
6163 \c nasm -f dbg filename.asm
6165 which will generate a diagnostic file called \c{filename.dbg}.
6166 However, this will not work well on files which were designed for a
6167 different object format, because each object format defines its own
6168 macros (usually user-level forms of directives), and those macros
6169 will not be defined in the \c{dbg} format. Therefore it can be
6170 useful to run NASM twice, in order to do the preprocessing with the
6171 native object format selected:
6173 \c nasm -e -f rdf -o rdfprog.i rdfprog.asm
6174 \c nasm -a -f dbg rdfprog.i
6176 This preprocesses \c{rdfprog.asm} into \c{rdfprog.i}, keeping the
6177 \c{rdf} object format selected in order to make sure RDF special
6178 directives are converted into primitive form correctly. Then the
6179 preprocessed source is fed through the \c{dbg} format to generate
6180 the final diagnostic output.
6182 This workaround will still typically not work for programs intended
6183 for \c{obj} format, because the \c{obj} \c{SEGMENT} and \c{GROUP}
6184 directives have side effects of defining the segment and group names
6185 as symbols; \c{dbg} will not do this, so the program will not
6186 assemble. You will have to work around that by defining the symbols
6187 yourself (using \c{EXTERN}, for example) if you really need to get a
6188 \c{dbg} trace of an \c{obj}-specific source file.
6190 \c{dbg} accepts any section name and any directives at all, and logs
6191 them all to its output file.
6194 \C{16bit} Writing 16-bit Code (DOS, Windows 3/3.1)
6196 This chapter attempts to cover some of the common issues encountered
6197 when writing 16-bit code to run under \c{MS-DOS} or \c{Windows 3.x}. It
6198 covers how to link programs to produce \c{.EXE} or \c{.COM} files,
6199 how to write \c{.SYS} device drivers, and how to interface assembly
6200 language code with 16-bit C compilers and with Borland Pascal.
6203 \H{exefiles} Producing \i\c{.EXE} Files
6205 Any large program written under DOS needs to be built as a \c{.EXE}
6206 file: only \c{.EXE} files have the necessary internal structure
6207 required to span more than one 64K segment. \i{Windows} programs,
6208 also, have to be built as \c{.EXE} files, since Windows does not
6209 support the \c{.COM} format.
6211 In general, you generate \c{.EXE} files by using the \c{obj} output
6212 format to produce one or more \i\c{.OBJ} files, and then linking
6213 them together using a linker. However, NASM also supports the direct
6214 generation of simple DOS \c{.EXE} files using the \c{bin} output
6215 format (by using \c{DB} and \c{DW} to construct the \c{.EXE} file
6216 header), and a macro package is supplied to do this. Thanks to
6217 Yann Guidon for contributing the code for this.
6219 NASM may also support \c{.EXE} natively as another output format in
6220 future releases.
6223 \S{objexe} Using the \c{obj} Format To Generate \c{.EXE} Files
6225 This section describes the usual method of generating \c{.EXE} files
6226 by linking \c{.OBJ} files together.
6228 Most 16-bit programming language packages come with a suitable
6229 linker; if you have none of these, there is a free linker called
6230 \i{VAL}\I{linker, free}, available in \c{LZH} archive format from
6231 \W{ftp://x2ftp.oulu.fi/pub/msdos/programming/lang/}\i\c{x2ftp.oulu.fi}.
6232 An LZH archiver can be found at
6233 \W{ftp://ftp.simtel.net/pub/simtelnet/msdos/arcers}\i\c{ftp.simtel.net}.
6234 There is another `free' linker (though this one doesn't come with
6235 sources) called \i{FREELINK}, available from
6236 \W{http://www.pcorner.com/tpc/old/3-101.html}\i\c{www.pcorner.com}.
6237 A third, \i\c{djlink}, written by DJ Delorie, is available at
6238 \W{http://www.delorie.com/djgpp/16bit/djlink/}\i\c{www.delorie.com}.
6239 A fourth linker, \i\c{ALINK}, written by Anthony A.J. Williams, is
6240 available at \W{http://alink.sourceforge.net}\i\c{alink.sourceforge.net}.
6242 When linking several \c{.OBJ} files into a \c{.EXE} file, you should
6243 ensure that exactly one of them has a start point defined (using the
6244 \I{program entry point}\i\c{..start} special symbol defined by the
6245 \c{obj} format: see \k{dotdotstart}). If no module defines a start
6246 point, the linker will not know what value to give the entry-point
6247 field in the output file header; if more than one defines a start
6248 point, the linker will not know \e{which} value to use.
6250 An example of a NASM source file which can be assembled to a
6251 \c{.OBJ} file and linked on its own to a \c{.EXE} is given here. It
6252 demonstrates the basic principles of defining a stack, initialising
6253 the segment registers, and declaring a start point. This file is
6254 also provided in the \I{test subdirectory}\c{test} subdirectory of
6255 the NASM archives, under the name \c{objexe.asm}.
6257 \c segment code
6259 \c ..start:
6260 \c         mov     ax,data
6261 \c         mov     ds,ax
6262 \c         mov     ax,stack
6263 \c         mov     ss,ax
6264 \c         mov     sp,stacktop
6266 This initial piece of code sets up \c{DS} to point to the data
6267 segment, and initializes \c{SS} and \c{SP} to point to the top of
6268 the provided stack. Notice that interrupts are implicitly disabled
6269 for one instruction after a move into \c{SS}, precisely for this
6270 situation, so that there's no chance of an interrupt occurring
6271 between the loads of \c{SS} and \c{SP} and not having a stack to
6272 execute on.
6274 Note also that the special symbol \c{..start} is defined at the
6275 beginning of this code, which means that will be the entry point
6276 into the resulting executable file.
6278 \c         mov     dx,hello
6279 \c         mov     ah,9
6280 \c         int     0x21
6282 The above is the main program: load \c{DS:DX} with a pointer to the
6283 greeting message (\c{hello} is implicitly relative to the segment
6284 \c{data}, which was loaded into \c{DS} in the setup code, so the
6285 full pointer is valid), and call the DOS print-string function.
6287 \c         mov     ax,0x4c00
6288 \c         int     0x21
6290 This terminates the program using another DOS system call.
6292 \c segment data
6294 \c hello:  db      'hello, world', 13, 10, '$'
6296 The data segment contains the string we want to display.
6298 \c segment stack stack
6299 \c         resb 64
6300 \c stacktop:
6302 The above code declares a stack segment containing 64 bytes of
6303 uninitialized stack space, and points \c{stacktop} at the top of it.
6304 The directive \c{segment stack stack} defines a segment \e{called}
6305 \c{stack}, and also of \e{type} \c{STACK}. The latter is not
6306 necessary to the correct running of the program, but linkers are
6307 likely to issue warnings or errors if your program has no segment of
6308 type \c{STACK}.
6310 The above file, when assembled into a \c{.OBJ} file, will link on
6311 its own to a valid \c{.EXE} file, which when run will print `hello,
6312 world' and then exit.
6315 \S{binexe} Using the \c{bin} Format To Generate \c{.EXE} Files
6317 The \c{.EXE} file format is simple enough that it's possible to
6318 build a \c{.EXE} file by writing a pure-binary program and sticking
6319 a 32-byte header on the front. This header is simple enough that it
6320 can be generated using \c{DB} and \c{DW} commands by NASM itself, so
6321 that you can use the \c{bin} output format to directly generate
6322 \c{.EXE} files.
6324 Included in the NASM archives, in the \I{misc subdirectory}\c{misc}
6325 subdirectory, is a file \i\c{exebin.mac} of macros. It defines three
6326 macros: \i\c{EXE_begin}, \i\c{EXE_stack} and \i\c{EXE_end}.
6328 To produce a \c{.EXE} file using this method, you should start by
6329 using \c{%include} to load the \c{exebin.mac} macro package into
6330 your source file. You should then issue the \c{EXE_begin} macro call
6331 (which takes no arguments) to generate the file header data. Then
6332 write code as normal for the \c{bin} format - you can use all three
6333 standard sections \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}. At the end of
6334 the file you should call the \c{EXE_end} macro (again, no arguments),
6335 which defines some symbols to mark section sizes, and these symbols
6336 are referred to in the header code generated by \c{EXE_begin}.
6338 In this model, the code you end up writing starts at \c{0x100}, just
6339 like a \c{.COM} file - in fact, if you strip off the 32-byte header
6340 from the resulting \c{.EXE} file, you will have a valid \c{.COM}
6341 program. All the segment bases are the same, so you are limited to a
6342 64K program, again just like a \c{.COM} file. Note that an \c{ORG}
6343 directive is issued by the \c{EXE_begin} macro, so you should not
6344 explicitly issue one of your own.
6346 You can't directly refer to your segment base value, unfortunately,
6347 since this would require a relocation in the header, and things
6348 would get a lot more complicated. So you should get your segment
6349 base by copying it out of \c{CS} instead.
6351 On entry to your \c{.EXE} file, \c{SS:SP} are already set up to
6352 point to the top of a 2Kb stack. You can adjust the default stack
6353 size of 2Kb by calling the \c{EXE_stack} macro. For example, to
6354 change the stack size of your program to 64 bytes, you would call
6355 \c{EXE_stack 64}.
6357 A sample program which generates a \c{.EXE} file in this way is
6358 given in the \c{test} subdirectory of the NASM archive, as
6359 \c{binexe.asm}.
6362 \H{comfiles} Producing \i\c{.COM} Files
6364 While large DOS programs must be written as \c{.EXE} files, small
6365 ones are often better written as \c{.COM} files. \c{.COM} files are
6366 pure binary, and therefore most easily produced using the \c{bin}
6367 output format.
6370 \S{combinfmt} Using the \c{bin} Format To Generate \c{.COM} Files
6372 \c{.COM} files expect to be loaded at offset \c{100h} into their
6373 segment (though the segment may change). Execution then begins at
6374 \I\c{ORG}\c{100h}, i.e. right at the start of the program. So to
6375 write a \c{.COM} program, you would create a source file looking
6376 like
6378 \c         org 100h
6380 \c section .text
6382 \c start:
6383 \c         ; put your code here
6385 \c section .data
6387 \c         ; put data items here
6389 \c section .bss
6391 \c         ; put uninitialized data here
6393 The \c{bin} format puts the \c{.text} section first in the file, so
6394 you can declare data or BSS items before beginning to write code if
6395 you want to and the code will still end up at the front of the file
6396 where it belongs.
6398 The BSS (uninitialized data) section does not take up space in the
6399 \c{.COM} file itself: instead, addresses of BSS items are resolved
6400 to point at space beyond the end of the file, on the grounds that
6401 this will be free memory when the program is run. Therefore you
6402 should not rely on your BSS being initialized to all zeros when you
6403 run.
6405 To assemble the above program, you should use a command line like
6407 \c nasm myprog.asm -fbin -o myprog.com
6409 The \c{bin} format would produce a file called \c{myprog} if no
6410 explicit output file name were specified, so you have to override it
6411 and give the desired file name.
6414 \S{comobjfmt} Using the \c{obj} Format To Generate \c{.COM} Files
6416 If you are writing a \c{.COM} program as more than one module, you
6417 may wish to assemble several \c{.OBJ} files and link them together
6418 into a \c{.COM} program. You can do this, provided you have a linker
6419 capable of outputting \c{.COM} files directly (\i{TLINK} does this),
6420 or alternatively a converter program such as \i\c{EXE2BIN} to
6421 transform the \c{.EXE} file output from the linker into a \c{.COM}
6422 file.
6424 If you do this, you need to take care of several things:
6426 \b The first object file containing code should start its code
6427 segment with a line like \c{RESB 100h}. This is to ensure that the
6428 code begins at offset \c{100h} relative to the beginning of the code
6429 segment, so that the linker or converter program does not have to
6430 adjust address references within the file when generating the
6431 \c{.COM} file. Other assemblers use an \i\c{ORG} directive for this
6432 purpose, but \c{ORG} in NASM is a format-specific directive to the
6433 \c{bin} output format, and does not mean the same thing as it does
6434 in MASM-compatible assemblers.
6436 \b You don't need to define a stack segment.
6438 \b All your segments should be in the same group, so that every time
6439 your code or data references a symbol offset, all offsets are
6440 relative to the same segment base. This is because, when a \c{.COM}
6441 file is loaded, all the segment registers contain the same value.
6444 \H{sysfiles} Producing \i\c{.SYS} Files
6446 \i{MS-DOS device drivers} - \c{.SYS} files - are pure binary files,
6447 similar to \c{.COM} files, except that they start at origin zero
6448 rather than \c{100h}. Therefore, if you are writing a device driver
6449 using the \c{bin} format, you do not need the \c{ORG} directive,
6450 since the default origin for \c{bin} is zero. Similarly, if you are
6451 using \c{obj}, you do not need the \c{RESB 100h} at the start of
6452 your code segment.
6454 \c{.SYS} files start with a header structure, containing pointers to
6455 the various routines inside the driver which do the work. This
6456 structure should be defined at the start of the code segment, even
6457 though it is not actually code.
6459 For more information on the format of \c{.SYS} files, and the data
6460 which has to go in the header structure, a list of books is given in
6461 the Frequently Asked Questions list for the newsgroup
6462 \W{news:comp.os.msdos.programmer}\i\c{comp.os.msdos.programmer}.
6465 \H{16c} Interfacing to 16-bit C Programs
6467 This section covers the basics of writing assembly routines that
6468 call, or are called from, C programs. To do this, you would
6469 typically write an assembly module as a \c{.OBJ} file, and link it
6470 with your C modules to produce a \i{mixed-language program}.
6473 \S{16cunder} External Symbol Names
6475 \I{C symbol names}\I{underscore, in C symbols}C compilers have the
6476 convention that the names of all global symbols (functions or data)
6477 they define are formed by prefixing an underscore to the name as it
6478 appears in the C program. So, for example, the function a C
6479 programmer thinks of as \c{printf} appears to an assembly language
6480 programmer as \c{_printf}. This means that in your assembly
6481 programs, you can define symbols without a leading underscore, and
6482 not have to worry about name clashes with C symbols.
6484 If you find the underscores inconvenient, you can define macros to
6485 replace the \c{GLOBAL} and \c{EXTERN} directives as follows:
6487 \c %macro  cglobal 1
6489 \c   global  _%1
6490 \c   %define %1 _%1
6492 \c %endmacro
6494 \c %macro  cextern 1
6496 \c   extern  _%1
6497 \c   %define %1 _%1
6499 \c %endmacro
6501 (These forms of the macros only take one argument at a time; a
6502 \c{%rep} construct could solve this.)
6504 If you then declare an external like this:
6506 \c cextern printf
6508 then the macro will expand it as
6510 \c extern  _printf
6511 \c %define printf _printf
6513 Thereafter, you can reference \c{printf} as if it was a symbol, and
6514 the preprocessor will put the leading underscore on where necessary.
6516 The \c{cglobal} macro works similarly. You must use \c{cglobal}
6517 before defining the symbol in question, but you would have had to do
6518 that anyway if you used \c{GLOBAL}.
6520 Also see \k{opt-pfix}.
6522 \S{16cmodels} \i{Memory Models}
6524 NASM contains no mechanism to support the various C memory models
6525 directly; you have to keep track yourself of which one you are
6526 writing for. This means you have to keep track of the following
6527 things:
6529 \b In models using a single code segment (tiny, small and compact),
6530 functions are near. This means that function pointers, when stored
6531 in data segments or pushed on the stack as function arguments, are
6532 16 bits long and contain only an offset field (the \c{CS} register
6533 never changes its value, and always gives the segment part of the
6534 full function address), and that functions are called using ordinary
6535 near \c{CALL} instructions and return using \c{RETN} (which, in
6536 NASM, is synonymous with \c{RET} anyway). This means both that you
6537 should write your own routines to return with \c{RETN}, and that you
6538 should call external C routines with near \c{CALL} instructions.
6540 \b In models using more than one code segment (medium, large and
6541 huge), functions are far. This means that function pointers are 32
6542 bits long (consisting of a 16-bit offset followed by a 16-bit
6543 segment), and that functions are called using \c{CALL FAR} (or
6544 \c{CALL seg:offset}) and return using \c{RETF}. Again, you should
6545 therefore write your own routines to return with \c{RETF} and use
6546 \c{CALL FAR} to call external routines.
6548 \b In models using a single data segment (tiny, small and medium),
6549 data pointers are 16 bits long, containing only an offset field (the
6550 \c{DS} register doesn't change its value, and always gives the
6551 segment part of the full data item address).
6553 \b In models using more than one data segment (compact, large and
6554 huge), data pointers are 32 bits long, consisting of a 16-bit offset
6555 followed by a 16-bit segment. You should still be careful not to
6556 modify \c{DS} in your routines without restoring it afterwards, but
6557 \c{ES} is free for you to use to access the contents of 32-bit data
6558 pointers you are passed.
6560 \b The huge memory model allows single data items to exceed 64K in
6561 size. In all other memory models, you can access the whole of a data
6562 item just by doing arithmetic on the offset field of the pointer you
6563 are given, whether a segment field is present or not; in huge model,
6564 you have to be more careful of your pointer arithmetic.
6566 \b In most memory models, there is a \e{default} data segment, whose
6567 segment address is kept in \c{DS} throughout the program. This data
6568 segment is typically the same segment as the stack, kept in \c{SS},
6569 so that functions' local variables (which are stored on the stack)
6570 and global data items can both be accessed easily without changing
6571 \c{DS}. Particularly large data items are typically stored in other
6572 segments. However, some memory models (though not the standard
6573 ones, usually) allow the assumption that \c{SS} and \c{DS} hold the
6574 same value to be removed. Be careful about functions' local
6575 variables in this latter case.
6577 In models with a single code segment, the segment is called
6578 \i\c{_TEXT}, so your code segment must also go by this name in order
6579 to be linked into the same place as the main code segment. In models
6580 with a single data segment, or with a default data segment, it is
6581 called \i\c{_DATA}.
6584 \S{16cfunc} Function Definitions and Function Calls
6586 \I{functions, C calling convention}The \i{C calling convention} in
6587 16-bit programs is as follows. In the following description, the
6588 words \e{caller} and \e{callee} are used to denote the function
6589 doing the calling and the function which gets called.
6591 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
6592 after another, in reverse order (right to left, so that the first
6593 argument specified to the function is pushed last).
6595 \b The caller then executes a \c{CALL} instruction to pass control
6596 to the callee. This \c{CALL} is either near or far depending on the
6597 memory model.
6599 \b The callee receives control, and typically (although this is not
6600 actually necessary, in functions which do not need to access their
6601 parameters) starts by saving the value of \c{SP} in \c{BP} so as to
6602 be able to use \c{BP} as a base pointer to find its parameters on
6603 the stack. However, the caller was probably doing this too, so part
6604 of the calling convention states that \c{BP} must be preserved by
6605 any C function. Hence the callee, if it is going to set up \c{BP} as
6606 a \i\e{frame pointer}, must push the previous value first.
6608 \b The callee may then access its parameters relative to \c{BP}.
6609 The word at \c{[BP]} holds the previous value of \c{BP} as it was
6610 pushed; the next word, at \c{[BP+2]}, holds the offset part of the
6611 return address, pushed implicitly by \c{CALL}. In a small-model
6612 (near) function, the parameters start after that, at \c{[BP+4]}; in
6613 a large-model (far) function, the segment part of the return address
6614 lives at \c{[BP+4]}, and the parameters begin at \c{[BP+6]}. The
6615 leftmost parameter of the function, since it was pushed last, is
6616 accessible at this offset from \c{BP}; the others follow, at
6617 successively greater offsets. Thus, in a function such as \c{printf}
6618 which takes a variable number of parameters, the pushing of the
6619 parameters in reverse order means that the function knows where to
6620 find its first parameter, which tells it the number and type of the
6621 remaining ones.
6623 \b The callee may also wish to decrease \c{SP} further, so as to
6624 allocate space on the stack for local variables, which will then be
6625 accessible at negative offsets from \c{BP}.
6627 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
6628 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{DX:AX} depending on the size
6629 of the value. Floating-point results are sometimes (depending on the
6630 compiler) returned in \c{ST0}.
6632 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{SP} from
6633 \c{BP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
6634 value of \c{BP}, and returns via \c{RETN} or \c{RETF} depending on
6635 memory model.
6637 \b When the caller regains control from the callee, the function
6638 parameters are still on the stack, so it typically adds an immediate
6639 constant to \c{SP} to remove them (instead of executing a number of
6640 slow \c{POP} instructions). Thus, if a function is accidentally
6641 called with the wrong number of parameters due to a prototype
6642 mismatch, the stack will still be returned to a sensible state since
6643 the caller, which \e{knows} how many parameters it pushed, does the
6644 removing.
6646 It is instructive to compare this calling convention with that for
6647 Pascal programs (described in \k{16bpfunc}). Pascal has a simpler
6648 convention, since no functions have variable numbers of parameters.
6649 Therefore the callee knows how many parameters it should have been
6650 passed, and is able to deallocate them from the stack itself by
6651 passing an immediate argument to the \c{RET} or \c{RETF}
6652 instruction, so the caller does not have to do it. Also, the
6653 parameters are pushed in left-to-right order, not right-to-left,
6654 which means that a compiler can give better guarantees about
6655 sequence points without performance suffering.
6657 Thus, you would define a function in C style in the following way.
6658 The following example is for small model:
6660 \c global  _myfunc
6662 \c _myfunc:
6663 \c         push    bp
6664 \c         mov     bp,sp
6665 \c         sub     sp,0x40         ; 64 bytes of local stack space
6666 \c         mov     bx,[bp+4]       ; first parameter to function
6668 \c         ; some more code
6670 \c         mov     sp,bp           ; undo "sub sp,0x40" above
6671 \c         pop     bp
6672 \c         ret
6674 For a large-model function, you would replace \c{RET} by \c{RETF},
6675 and look for the first parameter at \c{[BP+6]} instead of
6676 \c{[BP+4]}. Of course, if one of the parameters is a pointer, then
6677 the offsets of \e{subsequent} parameters will change depending on
6678 the memory model as well: far pointers take up four bytes on the
6679 stack when passed as a parameter, whereas near pointers take up two.
6681 At the other end of the process, to call a C function from your
6682 assembly code, you would do something like this:
6684 \c extern  _printf
6686 \c       ; and then, further down...
6688 \c       push    word [myint]        ; one of my integer variables
6689 \c       push    word mystring       ; pointer into my data segment
6690 \c       call    _printf
6691 \c       add     sp,byte 4           ; `byte' saves space
6693 \c       ; then those data items...
6695 \c segment _DATA
6697 \c myint         dw    1234
6698 \c mystring      db    'This number -> %d <- should be 1234',10,0
6700 This piece of code is the small-model assembly equivalent of the C
6701 code
6703 \c     int myint = 1234;
6704 \c     printf("This number -> %d <- should be 1234\n", myint);
6706 In large model, the function-call code might look more like this. In
6707 this example, it is assumed that \c{DS} already holds the segment
6708 base of the segment \c{_DATA}. If not, you would have to initialize
6709 it first.
6711 \c       push    word [myint]
6712 \c       push    word seg mystring   ; Now push the segment, and...
6713 \c       push    word mystring       ; ... offset of "mystring"
6714 \c       call    far _printf
6715 \c       add    sp,byte 6
6717 The integer value still takes up one word on the stack, since large
6718 model does not affect the size of the \c{int} data type. The first
6719 argument (pushed last) to \c{printf}, however, is a data pointer,
6720 and therefore has to contain a segment and offset part. The segment
6721 should be stored second in memory, and therefore must be pushed
6722 first. (Of course, \c{PUSH DS} would have been a shorter instruction
6723 than \c{PUSH WORD SEG mystring}, if \c{DS} was set up as the above
6724 example assumed.) Then the actual call becomes a far call, since
6725 functions expect far calls in large model; and \c{SP} has to be
6726 increased by 6 rather than 4 afterwards to make up for the extra
6727 word of parameters.
6730 \S{16cdata} Accessing Data Items
6732 To get at the contents of C variables, or to declare variables which
6733 C can access, you need only declare the names as \c{GLOBAL} or
6734 \c{EXTERN}. (Again, the names require leading underscores, as stated
6735 in \k{16cunder}.) Thus, a C variable declared as \c{int i} can be
6736 accessed from assembler as
6738 \c extern _i
6740 \c         mov ax,[_i]
6742 And to declare your own integer variable which C programs can access
6743 as \c{extern int j}, you do this (making sure you are assembling in
6744 the \c{_DATA} segment, if necessary):
6746 \c global  _j
6748 \c _j      dw      0
6750 To access a C array, you need to know the size of the components of
6751 the array. For example, \c{int} variables are two bytes long, so if
6752 a C program declares an array as \c{int a[10]}, you can access
6753 \c{a[3]} by coding \c{mov ax,[_a+6]}. (The byte offset 6 is obtained
6754 by multiplying the desired array index, 3, by the size of the array
6755 element, 2.) The sizes of the C base types in 16-bit compilers are:
6756 1 for \c{char}, 2 for \c{short} and \c{int}, 4 for \c{long} and
6757 \c{float}, and 8 for \c{double}.
6759 To access a C \i{data structure}, you need to know the offset from
6760 the base of the structure to the field you are interested in. You
6761 can either do this by converting the C structure definition into a
6762 NASM structure definition (using \i\c{STRUC}), or by calculating the
6763 one offset and using just that.
6765 To do either of these, you should read your C compiler's manual to
6766 find out how it organizes data structures. NASM gives no special
6767 alignment to structure members in its own \c{STRUC} macro, so you
6768 have to specify alignment yourself if the C compiler generates it.
6769 Typically, you might find that a structure like
6771 \c struct {
6772 \c     char c;
6773 \c     int i;
6774 \c } foo;
6776 might be four bytes long rather than three, since the \c{int} field
6777 would be aligned to a two-byte boundary. However, this sort of
6778 feature tends to be a configurable option in the C compiler, either
6779 using command-line options or \c{#pragma} lines, so you have to find
6780 out how your own compiler does it.
6783 \S{16cmacro} \i\c{c16.mac}: Helper Macros for the 16-bit C Interface
6785 Included in the NASM archives, in the \I{misc subdirectory}\c{misc}
6786 directory, is a file \c{c16.mac} of macros. It defines three macros:
6787 \i\c{proc}, \i\c{arg} and \i\c{endproc}. These are intended to be
6788 used for C-style procedure definitions, and they automate a lot of
6789 the work involved in keeping track of the calling convention.
6791 (An alternative, TASM compatible form of \c{arg} is also now built
6792 into NASM's preprocessor. See \k{stackrel} for details.)
6794 An example of an assembly function using the macro set is given
6795 here:
6797 \c proc    _nearproc
6799 \c %$i     arg
6800 \c %$j     arg
6801 \c         mov     ax,[bp + %$i]
6802 \c         mov     bx,[bp + %$j]
6803 \c         add     ax,[bx]
6805 \c endproc
6807 This defines \c{_nearproc} to be a procedure taking two arguments,
6808 the first (\c{i}) an integer and the second (\c{j}) a pointer to an
6809 integer. It returns \c{i + *j}.
6811 Note that the \c{arg} macro has an \c{EQU} as the first line of its
6812 expansion, and since the label before the macro call gets prepended
6813 to the first line of the expanded macro, the \c{EQU} works, defining
6814 \c{%$i} to be an offset from \c{BP}. A context-local variable is
6815 used, local to the context pushed by the \c{proc} macro and popped
6816 by the \c{endproc} macro, so that the same argument name can be used
6817 in later procedures. Of course, you don't \e{have} to do that.
6819 The macro set produces code for near functions (tiny, small and
6820 compact-model code) by default. You can have it generate far
6821 functions (medium, large and huge-model code) by means of coding
6822 \I\c{FARCODE}\c{%define FARCODE}. This changes the kind of return
6823 instruction generated by \c{endproc}, and also changes the starting
6824 point for the argument offsets. The macro set contains no intrinsic
6825 dependency on whether data pointers are far or not.
6827 \c{arg} can take an optional parameter, giving the size of the
6828 argument. If no size is given, 2 is assumed, since it is likely that
6829 many function parameters will be of type \c{int}.
6831 The large-model equivalent of the above function would look like this:
6833 \c %define FARCODE
6835 \c proc    _farproc
6837 \c %$i     arg
6838 \c %$j     arg     4
6839 \c         mov     ax,[bp + %$i]
6840 \c         mov     bx,[bp + %$j]
6841 \c         mov     es,[bp + %$j + 2]
6842 \c         add     ax,[bx]
6844 \c endproc
6846 This makes use of the argument to the \c{arg} macro to define a
6847 parameter of size 4, because \c{j} is now a far pointer. When we
6848 load from \c{j}, we must load a segment and an offset.
6851 \H{16bp} Interfacing to \i{Borland Pascal} Programs
6853 Interfacing to Borland Pascal programs is similar in concept to
6854 interfacing to 16-bit C programs. The differences are:
6856 \b The leading underscore required for interfacing to C programs is
6857 not required for Pascal.
6859 \b The memory model is always large: functions are far, data
6860 pointers are far, and no data item can be more than 64K long.
6861 (Actually, some functions are near, but only those functions that
6862 are local to a Pascal unit and never called from outside it. All
6863 assembly functions that Pascal calls, and all Pascal functions that
6864 assembly routines are able to call, are far.) However, all static
6865 data declared in a Pascal program goes into the default data
6866 segment, which is the one whose segment address will be in \c{DS}
6867 when control is passed to your assembly code. The only things that
6868 do not live in the default data segment are local variables (they
6869 live in the stack segment) and dynamically allocated variables. All
6870 data \e{pointers}, however, are far.
6872 \b The function calling convention is different - described below.
6874 \b Some data types, such as strings, are stored differently.
6876 \b There are restrictions on the segment names you are allowed to
6877 use - Borland Pascal will ignore code or data declared in a segment
6878 it doesn't like the name of. The restrictions are described below.
6881 \S{16bpfunc} The Pascal Calling Convention
6883 \I{functions, Pascal calling convention}\I{Pascal calling
6884 convention}The 16-bit Pascal calling convention is as follows. In
6885 the following description, the words \e{caller} and \e{callee} are
6886 used to denote the function doing the calling and the function which
6887 gets called.
6889 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
6890 after another, in normal order (left to right, so that the first
6891 argument specified to the function is pushed first).
6893 \b The caller then executes a far \c{CALL} instruction to pass
6894 control to the callee.
6896 \b The callee receives control, and typically (although this is not
6897 actually necessary, in functions which do not need to access their
6898 parameters) starts by saving the value of \c{SP} in \c{BP} so as to
6899 be able to use \c{BP} as a base pointer to find its parameters on
6900 the stack. However, the caller was probably doing this too, so part
6901 of the calling convention states that \c{BP} must be preserved by
6902 any function. Hence the callee, if it is going to set up \c{BP} as a
6903 \i{frame pointer}, must push the previous value first.
6905 \b The callee may then access its parameters relative to \c{BP}.
6906 The word at \c{[BP]} holds the previous value of \c{BP} as it was
6907 pushed. The next word, at \c{[BP+2]}, holds the offset part of the
6908 return address, and the next one at \c{[BP+4]} the segment part. The
6909 parameters begin at \c{[BP+6]}. The rightmost parameter of the
6910 function, since it was pushed last, is accessible at this offset
6911 from \c{BP}; the others follow, at successively greater offsets.
6913 \b The callee may also wish to decrease \c{SP} further, so as to
6914 allocate space on the stack for local variables, which will then be
6915 accessible at negative offsets from \c{BP}.
6917 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
6918 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{DX:AX} depending on the size
6919 of the value. Floating-point results are returned in \c{ST0}.
6920 Results of type \c{Real} (Borland's own custom floating-point data
6921 type, not handled directly by the FPU) are returned in \c{DX:BX:AX}.
6922 To return a result of type \c{String}, the caller pushes a pointer
6923 to a temporary string before pushing the parameters, and the callee
6924 places the returned string value at that location. The pointer is
6925 not a parameter, and should not be removed from the stack by the
6926 \c{RETF} instruction.
6928 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{SP} from
6929 \c{BP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
6930 value of \c{BP}, and returns via \c{RETF}. It uses the form of
6931 \c{RETF} with an immediate parameter, giving the number of bytes
6932 taken up by the parameters on the stack. This causes the parameters
6933 to be removed from the stack as a side effect of the return
6934 instruction.
6936 \b When the caller regains control from the callee, the function
6937 parameters have already been removed from the stack, so it needs to
6938 do nothing further.
6940 Thus, you would define a function in Pascal style, taking two
6941 \c{Integer}-type parameters, in the following way:
6943 \c global  myfunc
6945 \c myfunc: push    bp
6946 \c         mov     bp,sp
6947 \c         sub     sp,0x40         ; 64 bytes of local stack space
6948 \c         mov     bx,[bp+8]       ; first parameter to function
6949 \c         mov     bx,[bp+6]       ; second parameter to function
6951 \c         ; some more code
6953 \c         mov     sp,bp           ; undo "sub sp,0x40" above
6954 \c         pop     bp
6955 \c         retf    4               ; total size of params is 4
6957 At the other end of the process, to call a Pascal function from your
6958 assembly code, you would do something like this:
6960 \c extern  SomeFunc
6962 \c        ; and then, further down...
6964 \c        push   word seg mystring   ; Now push the segment, and...
6965 \c        push   word mystring       ; ... offset of "mystring"
6966 \c        push   word [myint]        ; one of my variables
6967 \c        call   far SomeFunc
6969 This is equivalent to the Pascal code
6971 \c procedure SomeFunc(String: PChar; Int: Integer);
6972 \c     SomeFunc(@mystring, myint);
6975 \S{16bpseg} Borland Pascal \I{segment names, Borland Pascal}Segment
6976 Name Restrictions
6978 Since Borland Pascal's internal unit file format is completely
6979 different from \c{OBJ}, it only makes a very sketchy job of actually
6980 reading and understanding the various information contained in a
6981 real \c{OBJ} file when it links that in. Therefore an object file
6982 intended to be linked to a Pascal program must obey a number of
6983 restrictions:
6985 \b Procedures and functions must be in a segment whose name is
6986 either \c{CODE}, \c{CSEG}, or something ending in \c{_TEXT}.
6988 \b initialized data must be in a segment whose name is either
6989 \c{CONST} or something ending in \c{_DATA}.
6991 \b Uninitialized data must be in a segment whose name is either
6992 \c{DATA}, \c{DSEG}, or something ending in \c{_BSS}.
6994 \b Any other segments in the object file are completely ignored.
6995 \c{GROUP} directives and segment attributes are also ignored.
6998 \S{16bpmacro} Using \i\c{c16.mac} With Pascal Programs
7000 The \c{c16.mac} macro package, described in \k{16cmacro}, can also
7001 be used to simplify writing functions to be called from Pascal
7002 programs, if you code \I\c{PASCAL}\c{%define PASCAL}. This
7003 definition ensures that functions are far (it implies
7004 \i\c{FARCODE}), and also causes procedure return instructions to be
7005 generated with an operand.
7007 Defining \c{PASCAL} does not change the code which calculates the
7008 argument offsets; you must declare your function's arguments in
7009 reverse order. For example:
7011 \c %define PASCAL
7013 \c proc    _pascalproc
7015 \c %$j     arg 4
7016 \c %$i     arg
7017 \c         mov     ax,[bp + %$i]
7018 \c         mov     bx,[bp + %$j]
7019 \c         mov     es,[bp + %$j + 2]
7020 \c         add     ax,[bx]
7022 \c endproc
7024 This defines the same routine, conceptually, as the example in
7025 \k{16cmacro}: it defines a function taking two arguments, an integer
7026 and a pointer to an integer, which returns the sum of the integer
7027 and the contents of the pointer. The only difference between this
7028 code and the large-model C version is that \c{PASCAL} is defined
7029 instead of \c{FARCODE}, and that the arguments are declared in
7030 reverse order.
7033 \C{32bit} Writing 32-bit Code (Unix, Win32, DJGPP)
7035 This chapter attempts to cover some of the common issues involved
7036 when writing 32-bit code, to run under \i{Win32} or Unix, or to be
7037 linked with C code generated by a Unix-style C compiler such as
7038 \i{DJGPP}. It covers how to write assembly code to interface with
7039 32-bit C routines, and how to write position-independent code for
7040 shared libraries.
7042 Almost all 32-bit code, and in particular all code running under
7043 \c{Win32}, \c{DJGPP} or any of the PC Unix variants, runs in \I{flat
7044 memory model}\e{flat} memory model. This means that the segment registers
7045 and paging have already been set up to give you the same 32-bit 4Gb
7046 address space no matter what segment you work relative to, and that
7047 you should ignore all segment registers completely. When writing
7048 flat-model application code, you never need to use a segment
7049 override or modify any segment register, and the code-section
7050 addresses you pass to \c{CALL} and \c{JMP} live in the same address
7051 space as the data-section addresses you access your variables by and
7052 the stack-section addresses you access local variables and procedure
7053 parameters by. Every address is 32 bits long and contains only an
7054 offset part.
7057 \H{32c} Interfacing to 32-bit C Programs
7059 A lot of the discussion in \k{16c}, about interfacing to 16-bit C
7060 programs, still applies when working in 32 bits. The absence of
7061 memory models or segmentation worries simplifies things a lot.
7064 \S{32cunder} External Symbol Names
7066 Most 32-bit C compilers share the convention used by 16-bit
7067 compilers, that the names of all global symbols (functions or data)
7068 they define are formed by prefixing an underscore to the name as it
7069 appears in the C program. However, not all of them do: the \c{ELF}
7070 specification states that C symbols do \e{not} have a leading
7071 underscore on their assembly-language names.
7073 The older Linux \c{a.out} C compiler, all \c{Win32} compilers,
7074 \c{DJGPP}, and \c{NetBSD} and \c{FreeBSD}, all use the leading
7075 underscore; for these compilers, the macros \c{cextern} and
7076 \c{cglobal}, as given in \k{16cunder}, will still work. For \c{ELF},
7077 though, the leading underscore should not be used.
7079 See also \k{opt-pfix}.
7081 \S{32cfunc} Function Definitions and Function Calls
7083 \I{functions, C calling convention}The \i{C calling convention}
7084 in 32-bit programs is as follows. In the following description,
7085 the words \e{caller} and \e{callee} are used to denote
7086 the function doing the calling and the function which gets called.
7088 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
7089 after another, in reverse order (right to left, so that the first
7090 argument specified to the function is pushed last).
7092 \b The caller then executes a near \c{CALL} instruction to pass
7093 control to the callee.
7095 \b The callee receives control, and typically (although this is not
7096 actually necessary, in functions which do not need to access their
7097 parameters) starts by saving the value of \c{ESP} in \c{EBP} so as
7098 to be able to use \c{EBP} as a base pointer to find its parameters
7099 on the stack. However, the caller was probably doing this too, so
7100 part of the calling convention states that \c{EBP} must be preserved
7101 by any C function. Hence the callee, if it is going to set up
7102 \c{EBP} as a \i{frame pointer}, must push the previous value first.
7104 \b The callee may then access its parameters relative to \c{EBP}.
7105 The doubleword at \c{[EBP]} holds the previous value of \c{EBP} as
7106 it was pushed; the next doubleword, at \c{[EBP+4]}, holds the return
7107 address, pushed implicitly by \c{CALL}. The parameters start after
7108 that, at \c{[EBP+8]}. The leftmost parameter of the function, since
7109 it was pushed last, is accessible at this offset from \c{EBP}; the
7110 others follow, at successively greater offsets. Thus, in a function
7111 such as \c{printf} which takes a variable number of parameters, the
7112 pushing of the parameters in reverse order means that the function
7113 knows where to find its first parameter, which tells it the number
7114 and type of the remaining ones.
7116 \b The callee may also wish to decrease \c{ESP} further, so as to
7117 allocate space on the stack for local variables, which will then be
7118 accessible at negative offsets from \c{EBP}.
7120 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
7121 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{EAX} depending on the size
7122 of the value. Floating-point results are typically returned in
7123 \c{ST0}.
7125 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{ESP} from
7126 \c{EBP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
7127 value of \c{EBP}, and returns via \c{RET} (equivalently, \c{RETN}).
7129 \b When the caller regains control from the callee, the function
7130 parameters are still on the stack, so it typically adds an immediate
7131 constant to \c{ESP} to remove them (instead of executing a number of
7132 slow \c{POP} instructions). Thus, if a function is accidentally
7133 called with the wrong number of parameters due to a prototype
7134 mismatch, the stack will still be returned to a sensible state since
7135 the caller, which \e{knows} how many parameters it pushed, does the
7136 removing.
7138 There is an alternative calling convention used by Win32 programs
7139 for Windows API calls, and also for functions called \e{by} the
7140 Windows API such as window procedures: they follow what Microsoft
7141 calls the \c{__stdcall} convention. This is slightly closer to the
7142 Pascal convention, in that the callee clears the stack by passing a
7143 parameter to the \c{RET} instruction. However, the parameters are
7144 still pushed in right-to-left order.
7146 Thus, you would define a function in C style in the following way:
7148 \c global  _myfunc
7150 \c _myfunc:
7151 \c         push    ebp
7152 \c         mov     ebp,esp
7153 \c         sub     esp,0x40        ; 64 bytes of local stack space
7154 \c         mov     ebx,[ebp+8]     ; first parameter to function
7156 \c         ; some more code
7158 \c         leave                   ; mov esp,ebp / pop ebp
7159 \c         ret
7161 At the other end of the process, to call a C function from your
7162 assembly code, you would do something like this:
7164 \c extern  _printf
7166 \c         ; and then, further down...
7168 \c         push    dword [myint]   ; one of my integer variables
7169 \c         push    dword mystring  ; pointer into my data segment
7170 \c         call    _printf
7171 \c         add     esp,byte 8      ; `byte' saves space
7173 \c         ; then those data items...
7175 \c segment _DATA
7177 \c myint       dd   1234
7178 \c mystring    db   'This number -> %d <- should be 1234',10,0
7180 This piece of code is the assembly equivalent of the C code
7182 \c     int myint = 1234;
7183 \c     printf("This number -> %d <- should be 1234\n", myint);
7186 \S{32cdata} Accessing Data Items
7188 To get at the contents of C variables, or to declare variables which
7189 C can access, you need only declare the names as \c{GLOBAL} or
7190 \c{EXTERN}. (Again, the names require leading underscores, as stated
7191 in \k{32cunder}.) Thus, a C variable declared as \c{int i} can be
7192 accessed from assembler as
7194 \c           extern _i
7195 \c           mov eax,[_i]
7197 And to declare your own integer variable which C programs can access
7198 as \c{extern int j}, you do this (making sure you are assembling in
7199 the \c{_DATA} segment, if necessary):
7201 \c           global _j
7202 \c _j        dd 0
7204 To access a C array, you need to know the size of the components of
7205 the array. For example, \c{int} variables are four bytes long, so if
7206 a C program declares an array as \c{int a[10]}, you can access
7207 \c{a[3]} by coding \c{mov ax,[_a+12]}. (The byte offset 12 is obtained
7208 by multiplying the desired array index, 3, by the size of the array
7209 element, 4.) The sizes of the C base types in 32-bit compilers are:
7210 1 for \c{char}, 2 for \c{short}, 4 for \c{int}, \c{long} and
7211 \c{float}, and 8 for \c{double}. Pointers, being 32-bit addresses,
7212 are also 4 bytes long.
7214 To access a C \i{data structure}, you need to know the offset from
7215 the base of the structure to the field you are interested in. You
7216 can either do this by converting the C structure definition into a
7217 NASM structure definition (using \c{STRUC}), or by calculating the
7218 one offset and using just that.
7220 To do either of these, you should read your C compiler's manual to
7221 find out how it organizes data structures. NASM gives no special
7222 alignment to structure members in its own \i\c{STRUC} macro, so you
7223 have to specify alignment yourself if the C compiler generates it.
7224 Typically, you might find that a structure like
7226 \c struct {
7227 \c     char c;
7228 \c     int i;
7229 \c } foo;
7231 might be eight bytes long rather than five, since the \c{int} field
7232 would be aligned to a four-byte boundary. However, this sort of
7233 feature is sometimes a configurable option in the C compiler, either
7234 using command-line options or \c{#pragma} lines, so you have to find
7235 out how your own compiler does it.
7238 \S{32cmacro} \i\c{c32.mac}: Helper Macros for the 32-bit C Interface
7240 Included in the NASM archives, in the \I{misc directory}\c{misc}
7241 directory, is a file \c{c32.mac} of macros. It defines three macros:
7242 \i\c{proc}, \i\c{arg} and \i\c{endproc}. These are intended to be
7243 used for C-style procedure definitions, and they automate a lot of
7244 the work involved in keeping track of the calling convention.
7246 An example of an assembly function using the macro set is given
7247 here:
7249 \c proc    _proc32
7251 \c %$i     arg
7252 \c %$j     arg
7253 \c         mov     eax,[ebp + %$i]
7254 \c         mov     ebx,[ebp + %$j]
7255 \c         add     eax,[ebx]
7257 \c endproc
7259 This defines \c{_proc32} to be a procedure taking two arguments, the
7260 first (\c{i}) an integer and the second (\c{j}) a pointer to an
7261 integer. It returns \c{i + *j}.
7263 Note that the \c{arg} macro has an \c{EQU} as the first line of its
7264 expansion, and since the label before the macro call gets prepended
7265 to the first line of the expanded macro, the \c{EQU} works, defining
7266 \c{%$i} to be an offset from \c{BP}. A context-local variable is
7267 used, local to the context pushed by the \c{proc} macro and popped
7268 by the \c{endproc} macro, so that the same argument name can be used
7269 in later procedures. Of course, you don't \e{have} to do that.
7271 \c{arg} can take an optional parameter, giving the size of the
7272 argument. If no size is given, 4 is assumed, since it is likely that
7273 many function parameters will be of type \c{int} or pointers.
7276 \H{picdll} Writing NetBSD/FreeBSD/OpenBSD and Linux/ELF \i{Shared
7277 Libraries}
7279 \c{ELF} replaced the older \c{a.out} object file format under Linux
7280 because it contains support for \i{position-independent code}
7281 (\i{PIC}), which makes writing shared libraries much easier. NASM
7282 supports the \c{ELF} position-independent code features, so you can
7283 write Linux \c{ELF} shared libraries in NASM.
7285 \i{NetBSD}, and its close cousins \i{FreeBSD} and \i{OpenBSD}, take
7286 a different approach by hacking PIC support into the \c{a.out}
7287 format. NASM supports this as the \i\c{aoutb} output format, so you
7288 can write \i{BSD} shared libraries in NASM too.
7290 The operating system loads a PIC shared library by memory-mapping
7291 the library file at an arbitrarily chosen point in the address space
7292 of the running process. The contents of the library's code section
7293 must therefore not depend on where it is loaded in memory.
7295 Therefore, you cannot get at your variables by writing code like
7296 this:
7298 \c         mov     eax,[myvar]             ; WRONG
7300 Instead, the linker provides an area of memory called the
7301 \i\e{global offset table}, or \i{GOT}; the GOT is situated at a
7302 constant distance from your library's code, so if you can find out
7303 where your library is loaded (which is typically done using a
7304 \c{CALL} and \c{POP} combination), you can obtain the address of the
7305 GOT, and you can then load the addresses of your variables out of
7306 linker-generated entries in the GOT.
7308 The \e{data} section of a PIC shared library does not have these
7309 restrictions: since the data section is writable, it has to be
7310 copied into memory anyway rather than just paged in from the library
7311 file, so as long as it's being copied it can be relocated too. So
7312 you can put ordinary types of relocation in the data section without
7313 too much worry (but see \k{picglobal} for a caveat).
7316 \S{picgot} Obtaining the Address of the GOT
7318 Each code module in your shared library should define the GOT as an
7319 external symbol:
7321 \c extern  _GLOBAL_OFFSET_TABLE_   ; in ELF
7322 \c extern  __GLOBAL_OFFSET_TABLE_  ; in BSD a.out
7324 At the beginning of any function in your shared library which plans
7325 to access your data or BSS sections, you must first calculate the
7326 address of the GOT. This is typically done by writing the function
7327 in this form:
7329 \c func:   push    ebp
7330 \c         mov     ebp,esp
7331 \c         push    ebx
7332 \c         call    .get_GOT
7333 \c .get_GOT:
7334 \c         pop     ebx
7335 \c         add     ebx,_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+$$-.get_GOT wrt ..gotpc
7337 \c         ; the function body comes here
7339 \c         mov     ebx,[ebp-4]
7340 \c         mov     esp,ebp
7341 \c         pop     ebp
7342 \c         ret
7344 (For BSD, again, the symbol \c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE} requires a
7345 second leading underscore.)
7347 The first two lines of this function are simply the standard C
7348 prologue to set up a stack frame, and the last three lines are
7349 standard C function epilogue. The third line, and the fourth to last
7350 line, save and restore the \c{EBX} register, because PIC shared
7351 libraries use this register to store the address of the GOT.
7353 The interesting bit is the \c{CALL} instruction and the following
7354 two lines. The \c{CALL} and \c{POP} combination obtains the address
7355 of the label \c{.get_GOT}, without having to know in advance where
7356 the program was loaded (since the \c{CALL} instruction is encoded
7357 relative to the current position). The \c{ADD} instruction makes use
7358 of one of the special PIC relocation types: \i{GOTPC relocation}.
7359 With the \i\c{WRT ..gotpc} qualifier specified, the symbol
7360 referenced (here \c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE_}, the special symbol
7361 assigned to the GOT) is given as an offset from the beginning of the
7362 section. (Actually, \c{ELF} encodes it as the offset from the operand
7363 field of the \c{ADD} instruction, but NASM simplifies this
7364 deliberately, so you do things the same way for both \c{ELF} and
7365 \c{BSD}.) So the instruction then \e{adds} the beginning of the section,
7366 to get the real address of the GOT, and subtracts the value of
7367 \c{.get_GOT} which it knows is in \c{EBX}. Therefore, by the time
7368 that instruction has finished, \c{EBX} contains the address of the GOT.
7370 If you didn't follow that, don't worry: it's never necessary to
7371 obtain the address of the GOT by any other means, so you can put
7372 those three instructions into a macro and safely ignore them:
7374 \c %macro  get_GOT 0
7376 \c         call    %%getgot
7377 \c   %%getgot:
7378 \c         pop     ebx
7379 \c         add     ebx,_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+$$-%%getgot wrt ..gotpc
7381 \c %endmacro
7383 \S{piclocal} Finding Your Local Data Items
7385 Having got the GOT, you can then use it to obtain the addresses of
7386 your data items. Most variables will reside in the sections you have
7387 declared; they can be accessed using the \I{GOTOFF
7388 relocation}\c{..gotoff} special \I\c{WRT ..gotoff}\c{WRT} type. The
7389 way this works is like this:
7391 \c         lea     eax,[ebx+myvar wrt ..gotoff]
7393 The expression \c{myvar wrt ..gotoff} is calculated, when the shared
7394 library is linked, to be the offset to the local variable \c{myvar}
7395 from the beginning of the GOT. Therefore, adding it to \c{EBX} as
7396 above will place the real address of \c{myvar} in \c{EAX}.
7398 If you declare variables as \c{GLOBAL} without specifying a size for
7399 them, they are shared between code modules in the library, but do
7400 not get exported from the library to the program that loaded it.
7401 They will still be in your ordinary data and BSS sections, so you
7402 can access them in the same way as local variables, using the above
7403 \c{..gotoff} mechanism.
7405 Note that due to a peculiarity of the way BSD \c{a.out} format
7406 handles this relocation type, there must be at least one non-local
7407 symbol in the same section as the address you're trying to access.
7410 \S{picextern} Finding External and Common Data Items
7412 If your library needs to get at an external variable (external to
7413 the \e{library}, not just to one of the modules within it), you must
7414 use the \I{GOT relocations}\I\c{WRT ..got}\c{..got} type to get at
7415 it. The \c{..got} type, instead of giving you the offset from the
7416 GOT base to the variable, gives you the offset from the GOT base to
7417 a GOT \e{entry} containing the address of the variable. The linker
7418 will set up this GOT entry when it builds the library, and the
7419 dynamic linker will place the correct address in it at load time. So
7420 to obtain the address of an external variable \c{extvar} in \c{EAX},
7421 you would code
7423 \c         mov     eax,[ebx+extvar wrt ..got]
7425 This loads the address of \c{extvar} out of an entry in the GOT. The
7426 linker, when it builds the shared library, collects together every
7427 relocation of type \c{..got}, and builds the GOT so as to ensure it
7428 has every necessary entry present.
7430 Common variables must also be accessed in this way.
7433 \S{picglobal} Exporting Symbols to the Library User
7435 If you want to export symbols to the user of the library, you have
7436 to declare whether they are functions or data, and if they are data,
7437 you have to give the size of the data item. This is because the
7438 dynamic linker has to build \I{PLT}\i{procedure linkage table}
7439 entries for any exported functions, and also moves exported data
7440 items away from the library's data section in which they were
7441 declared.
7443 So to export a function to users of the library, you must use
7445 \c global  func:function           ; declare it as a function
7447 \c func:   push    ebp
7449 \c         ; etc.
7451 And to export a data item such as an array, you would have to code
7453 \c global  array:data array.end-array      ; give the size too
7455 \c array:  resd    128
7456 \c .end:
7458 Be careful: If you export a variable to the library user, by
7459 declaring it as \c{GLOBAL} and supplying a size, the variable will
7460 end up living in the data section of the main program, rather than
7461 in your library's data section, where you declared it. So you will
7462 have to access your own global variable with the \c{..got} mechanism
7463 rather than \c{..gotoff}, as if it were external (which,
7464 effectively, it has become).
7466 Equally, if you need to store the address of an exported global in
7467 one of your data sections, you can't do it by means of the standard
7468 sort of code:
7470 \c dataptr:        dd      global_data_item        ; WRONG
7472 NASM will interpret this code as an ordinary relocation, in which
7473 \c{global_data_item} is merely an offset from the beginning of the
7474 \c{.data} section (or whatever); so this reference will end up
7475 pointing at your data section instead of at the exported global
7476 which resides elsewhere.
7478 Instead of the above code, then, you must write
7480 \c dataptr:        dd      global_data_item wrt ..sym
7482 which makes use of the special \c{WRT} type \I\c{WRT ..sym}\c{..sym}
7483 to instruct NASM to search the symbol table for a particular symbol
7484 at that address, rather than just relocating by section base.
7486 Either method will work for functions: referring to one of your
7487 functions by means of
7489 \c funcptr:        dd      my_function
7491 will give the user the address of the code you wrote, whereas
7493 \c funcptr:        dd      my_function wrt ..sym
7495 will give the address of the procedure linkage table for the
7496 function, which is where the calling program will \e{believe} the
7497 function lives. Either address is a valid way to call the function.
7500 \S{picproc} Calling Procedures Outside the Library
7502 Calling procedures outside your shared library has to be done by
7503 means of a \i\e{procedure linkage table}, or \i{PLT}. The PLT is
7504 placed at a known offset from where the library is loaded, so the
7505 library code can make calls to the PLT in a position-independent
7506 way. Within the PLT there is code to jump to offsets contained in
7507 the GOT, so function calls to other shared libraries or to routines
7508 in the main program can be transparently passed off to their real
7509 destinations.
7511 To call an external routine, you must use another special PIC
7512 relocation type, \I{PLT relocations}\i\c{WRT ..plt}. This is much
7513 easier than the GOT-based ones: you simply replace calls such as
7514 \c{CALL printf} with the PLT-relative version \c{CALL printf WRT
7515 ..plt}.
7518 \S{link} Generating the Library File
7520 Having written some code modules and assembled them to \c{.o} files,
7521 you then generate your shared library with a command such as
7523 \c ld -shared -o library.so module1.o module2.o       # for ELF
7524 \c ld -Bshareable -o library.so module1.o module2.o   # for BSD
7526 For ELF, if your shared library is going to reside in system
7527 directories such as \c{/usr/lib} or \c{/lib}, it is usually worth
7528 using the \i\c{-soname} flag to the linker, to store the final
7529 library file name, with a version number, into the library:
7531 \c ld -shared -soname library.so.1 -o library.so.1.2 *.o
7533 You would then copy \c{library.so.1.2} into the library directory,
7534 and create \c{library.so.1} as a symbolic link to it.
7537 \C{mixsize} Mixing 16 and 32 Bit Code
7539 This chapter tries to cover some of the issues, largely related to
7540 unusual forms of addressing and jump instructions, encountered when
7541 writing operating system code such as protected-mode initialisation
7542 routines, which require code that operates in mixed segment sizes,
7543 such as code in a 16-bit segment trying to modify data in a 32-bit
7544 one, or jumps between different-size segments.
7547 \H{mixjump} Mixed-Size Jumps\I{jumps, mixed-size}
7549 \I{operating system, writing}\I{writing operating systems}The most
7550 common form of \i{mixed-size instruction} is the one used when
7551 writing a 32-bit OS: having done your setup in 16-bit mode, such as
7552 loading the kernel, you then have to boot it by switching into
7553 protected mode and jumping to the 32-bit kernel start address. In a
7554 fully 32-bit OS, this tends to be the \e{only} mixed-size
7555 instruction you need, since everything before it can be done in pure
7556 16-bit code, and everything after it can be pure 32-bit.
7558 This jump must specify a 48-bit far address, since the target
7559 segment is a 32-bit one. However, it must be assembled in a 16-bit
7560 segment, so just coding, for example,
7562 \c         jmp     0x1234:0x56789ABC       ; wrong!
7564 will not work, since the offset part of the address will be
7565 truncated to \c{0x9ABC} and the jump will be an ordinary 16-bit far
7566 one.
7568 The Linux kernel setup code gets round the inability of \c{as86} to
7569 generate the required instruction by coding it manually, using
7570 \c{DB} instructions. NASM can go one better than that, by actually
7571 generating the right instruction itself. Here's how to do it right:
7573 \c         jmp     dword 0x1234:0x56789ABC         ; right
7575 \I\c{JMP DWORD}The \c{DWORD} prefix (strictly speaking, it should
7576 come \e{after} the colon, since it is declaring the \e{offset} field
7577 to be a doubleword; but NASM will accept either form, since both are
7578 unambiguous) forces the offset part to be treated as far, in the
7579 assumption that you are deliberately writing a jump from a 16-bit
7580 segment to a 32-bit one.
7582 You can do the reverse operation, jumping from a 32-bit segment to a
7583 16-bit one, by means of the \c{WORD} prefix:
7585 \c         jmp     word 0x8765:0x4321      ; 32 to 16 bit
7587 If the \c{WORD} prefix is specified in 16-bit mode, or the \c{DWORD}
7588 prefix in 32-bit mode, they will be ignored, since each is
7589 explicitly forcing NASM into a mode it was in anyway.
7592 \H{mixaddr} Addressing Between Different-Size Segments\I{addressing,
7593 mixed-size}\I{mixed-size addressing}
7595 If your OS is mixed 16 and 32-bit, or if you are writing a DOS
7596 extender, you are likely to have to deal with some 16-bit segments
7597 and some 32-bit ones. At some point, you will probably end up
7598 writing code in a 16-bit segment which has to access data in a
7599 32-bit segment, or vice versa.
7601 If the data you are trying to access in a 32-bit segment lies within
7602 the first 64K of the segment, you may be able to get away with using
7603 an ordinary 16-bit addressing operation for the purpose; but sooner
7604 or later, you will want to do 32-bit addressing from 16-bit mode.
7606 The easiest way to do this is to make sure you use a register for
7607 the address, since any effective address containing a 32-bit
7608 register is forced to be a 32-bit address. So you can do
7610 \c         mov     eax,offset_into_32_bit_segment_specified_by_fs
7611 \c         mov     dword [fs:eax],0x11223344
7613 This is fine, but slightly cumbersome (since it wastes an
7614 instruction and a register) if you already know the precise offset
7615 you are aiming at. The x86 architecture does allow 32-bit effective
7616 addresses to specify nothing but a 4-byte offset, so why shouldn't
7617 NASM be able to generate the best instruction for the purpose?
7619 It can. As in \k{mixjump}, you need only prefix the address with the
7620 \c{DWORD} keyword, and it will be forced to be a 32-bit address:
7622 \c         mov     dword [fs:dword my_offset],0x11223344
7624 Also as in \k{mixjump}, NASM is not fussy about whether the
7625 \c{DWORD} prefix comes before or after the segment override, so
7626 arguably a nicer-looking way to code the above instruction is
7628 \c         mov     dword [dword fs:my_offset],0x11223344
7630 Don't confuse the \c{DWORD} prefix \e{outside} the square brackets,
7631 which controls the size of the data stored at the address, with the
7632 one \c{inside} the square brackets which controls the length of the
7633 address itself. The two can quite easily be different:
7635 \c         mov     word [dword 0x12345678],0x9ABC
7637 This moves 16 bits of data to an address specified by a 32-bit
7638 offset.
7640 You can also specify \c{WORD} or \c{DWORD} prefixes along with the
7641 \c{FAR} prefix to indirect far jumps or calls. For example:
7643 \c         call    dword far [fs:word 0x4321]
7645 This instruction contains an address specified by a 16-bit offset;
7646 it loads a 48-bit far pointer from that (16-bit segment and 32-bit
7647 offset), and calls that address.
7650 \H{mixother} Other Mixed-Size Instructions
7652 The other way you might want to access data might be using the
7653 string instructions (\c{LODSx}, \c{STOSx} and so on) or the
7654 \c{XLATB} instruction. These instructions, since they take no
7655 parameters, might seem to have no easy way to make them perform
7656 32-bit addressing when assembled in a 16-bit segment.
7658 This is the purpose of NASM's \i\c{a16}, \i\c{a32} and \i\c{a64} prefixes. If
7659 you are coding \c{LODSB} in a 16-bit segment but it is supposed to
7660 be accessing a string in a 32-bit segment, you should load the
7661 desired address into \c{ESI} and then code
7663 \c         a32     lodsb
7665 The prefix forces the addressing size to 32 bits, meaning that
7666 \c{LODSB} loads from \c{[DS:ESI]} instead of \c{[DS:SI]}. To access
7667 a string in a 16-bit segment when coding in a 32-bit one, the
7668 corresponding \c{a16} prefix can be used.
7670 The \c{a16}, \c{a32} and \c{a64} prefixes can be applied to any instruction
7671 in NASM's instruction table, but most of them can generate all the
7672 useful forms without them. The prefixes are necessary only for
7673 instructions with implicit addressing:
7674 \# \c{CMPSx} (\k{insCMPSB}),
7675 \# \c{SCASx} (\k{insSCASB}), \c{LODSx} (\k{insLODSB}), \c{STOSx}
7676 \# (\k{insSTOSB}), \c{MOVSx} (\k{insMOVSB}), \c{INSx} (\k{insINSB}),
7677 \# \c{OUTSx} (\k{insOUTSB}), and \c{XLATB} (\k{insXLATB}).
7678 \c{CMPSx}, \c{SCASx}, \c{LODSx}, \c{STOSx}, \c{MOVSx}, \c{INSx},
7679 \c{OUTSx}, and \c{XLATB}.
7680 Also, the
7681 various push and pop instructions (\c{PUSHA} and \c{POPF} as well as
7682 the more usual \c{PUSH} and \c{POP}) can accept \c{a16}, \c{a32} or \c{a64}
7683 prefixes to force a particular one of \c{SP}, \c{ESP} or \c{RSP} to be used
7684 as a stack pointer, in case the stack segment in use is a different
7685 size from the code segment.
7687 \c{PUSH} and \c{POP}, when applied to segment registers in 32-bit
7688 mode, also have the slightly odd behaviour that they push and pop 4
7689 bytes at a time, of which the top two are ignored and the bottom two
7690 give the value of the segment register being manipulated. To force
7691 the 16-bit behaviour of segment-register push and pop instructions,
7692 you can use the operand-size prefix \i\c{o16}:
7694 \c         o16 push    ss
7695 \c         o16 push    ds
7697 This code saves a doubleword of stack space by fitting two segment
7698 registers into the space which would normally be consumed by pushing
7699 one.
7701 (You can also use the \i\c{o32} prefix to force the 32-bit behaviour
7702 when in 16-bit mode, but this seems less useful.)
7705 \C{64bit} Writing 64-bit Code (Unix, Win64)
7707 This chapter attempts to cover some of the common issues involved when
7708 writing 64-bit code, to run under \i{Win64} or Unix.  It covers how to
7709 write assembly code to interface with 64-bit C routines, and how to
7710 write position-independent code for shared libraries.
7712 All 64-bit code uses a flat memory model, since segmentation is not
7713 available in 64-bit mode.  The one exception is the \c{FS} and \c{GS}
7714 registers, which still add their bases.
7716 Position independence in 64-bit mode is significantly simpler, since
7717 the processor supports \c{RIP}-relative addressing directly; see the
7718 \c{REL} keyword (\k{effaddr}).  On most 64-bit platforms, it is
7719 probably desirable to make that the default, using the directive
7720 \c{DEFAULT REL} (\k{default}).
7722 64-bit programming is relatively similar to 32-bit programming, but
7723 of course pointers are 64 bits long; additionally, all existing
7724 platforms pass arguments in registers rather than on the stack.
7725 Furthermore, 64-bit platforms use SSE2 by default for floating point.
7726 Please see the ABI documentation for your platform.
7728 64-bit platforms differ in the sizes of the fundamental datatypes, not
7729 just from 32-bit platforms but from each other.  If a specific size
7730 data type is desired, it is probably best to use the types defined in
7731 the Standard C header \c{<inttypes.h>}.
7733 In 64-bit mode, the default instruction size is still 32 bits.  When
7734 loading a value into a 32-bit register (but not an 8- or 16-bit
7735 register), the upper 32 bits of the corresponding 64-bit register are
7736 set to zero.
7738 \H{reg64} Register Names in 64-bit Mode
7740 NASM uses the following names for general-purpose registers in 64-bit
7741 mode, for 8-, 16-, 32- and 64-bit references, respectively:
7743 \c      AL/AH, CL/CH, DL/DH, BL/BH, SPL, BPL, SIL, DIL, R8B-R15B
7744 \c      AX, CX, DX, BX, SP, BP, SI, DI, R8W-R15W
7745 \c      EAX, ECX, EDX, EBX, ESP, EBP, ESI, EDI, R8D-R15D
7746 \c      RAX, RCX, RDX, RBX, RSP, RBP, RSI, RDI, R8-R15
7748 This is consistent with the AMD documentation and most other
7749 assemblers.  The Intel documentation, however, uses the names
7750 \c{R8L-R15L} for 8-bit references to the higher registers.  It is
7751 possible to use those names by definiting them as macros; similarly,
7752 if one wants to use numeric names for the low 8 registers, define them
7753 as macros.  The standard macro package \c{altreg} (see \k{pkg_altreg})
7754 can be used for this purpose.
7756 \H{id64} Immediates and Displacements in 64-bit Mode
7758 In 64-bit mode, immediates and displacements are generally only 32
7759 bits wide.  NASM will therefore truncate most displacements and
7760 immediates to 32 bits.
7762 The only instruction which takes a full \i{64-bit immediate} is:
7764 \c      MOV reg64,imm64
7766 NASM will produce this instruction whenever the programmer uses
7767 \c{MOV} with an immediate into a 64-bit register.  If this is not
7768 desirable, simply specify the equivalent 32-bit register, which will
7769 be automatically zero-extended by the processor, or specify the
7770 immediate as \c{DWORD}:
7772 \c      mov rax,foo             ; 64-bit immediate
7773 \c      mov rax,qword foo       ; (identical)
7774 \c      mov eax,foo             ; 32-bit immediate, zero-extended
7775 \c      mov rax,dword foo       ; 32-bit immediate, sign-extended
7777 The length of these instructions are 10, 5 and 7 bytes, respectively.
7779 The only instructions which take a full \I{64-bit displacement}64-bit
7780 \e{displacement} is loading or storing, using \c{MOV}, \c{AL}, \c{AX},
7781 \c{EAX} or \c{RAX} (but no other registers) to an absolute 64-bit address.
7782 Since this is a relatively rarely used instruction (64-bit code generally uses
7783 relative addressing), the programmer has to explicitly declare the
7784 displacement size as \c{QWORD}:
7786 \c      default abs
7788 \c      mov eax,[foo]           ; 32-bit absolute disp, sign-extended
7789 \c      mov eax,[a32 foo]       ; 32-bit absolute disp, zero-extended
7790 \c      mov eax,[qword foo]     ; 64-bit absolute disp
7792 \c      default rel
7794 \c      mov eax,[foo]           ; 32-bit relative disp
7795 \c      mov eax,[a32 foo]       ; d:o, address truncated to 32 bits(!)
7796 \c      mov eax,[qword foo]     ; error
7797 \c      mov eax,[abs qword foo] ; 64-bit absolute disp
7799 A sign-extended absolute displacement can access from -2 GB to +2 GB;
7800 a zero-extended absolute displacement can access from 0 to 4 GB.
7802 \H{unix64} Interfacing to 64-bit C Programs (Unix)
7804 On Unix, the 64-bit ABI is defined by the document:
7806 \W{http://www.nasm.us/links/unix64abi}\c{http://www.nasm.us/links/unix64abi}
7808 Although written for AT&T-syntax assembly, the concepts apply equally
7809 well for NASM-style assembly.  What follows is a simplified summary.
7811 The first six integer arguments (from the left) are passed in \c{RDI},
7812 \c{RSI}, \c{RDX}, \c{RCX}, \c{R8}, and \c{R9}, in that order.
7813 Additional integer arguments are passed on the stack.  These
7814 registers, plus \c{RAX}, \c{R10} and \c{R11} are destroyed by function
7815 calls, and thus are available for use by the function without saving.
7817 Integer return values are passed in \c{RAX} and \c{RDX}, in that order.
7819 Floating point is done using SSE registers, except for \c{long
7820 double}.  Floating-point arguments are passed in \c{XMM0} to \c{XMM7};
7821 return is \c{XMM0} and \c{XMM1}.  \c{long double} are passed on the
7822 stack, and returned in \c{ST0} and \c{ST1}.
7824 All SSE and x87 registers are destroyed by function calls.
7826 On 64-bit Unix, \c{long} is 64 bits.
7828 Integer and SSE register arguments are counted separately, so for the case of
7830 \c      void foo(long a, double b, int c)
7832 \c{a} is passed in \c{RDI}, \c{b} in \c{XMM0}, and \c{c} in \c{ESI}.
7834 \H{win64} Interfacing to 64-bit C Programs (Win64)
7836 The Win64 ABI is described at:
7838 \W{http://www.nasm.us/links/win64abi}\c{http://www.nasm.us/links/win64abi}
7840 What follows is a simplified summary.
7842 The first four integer arguments are passed in \c{RCX}, \c{RDX},
7843 \c{R8} and \c{R9}, in that order.  Additional integer arguments are
7844 passed on the stack.  These registers, plus \c{RAX}, \c{R10} and
7845 \c{R11} are destroyed by function calls, and thus are available for
7846 use by the function without saving.
7848 Integer return values are passed in \c{RAX} only.
7850 Floating point is done using SSE registers, except for \c{long
7851 double}.  Floating-point arguments are passed in \c{XMM0} to \c{XMM3};
7852 return is \c{XMM0} only.
7854 On Win64, \c{long} is 32 bits; \c{long long} or \c{_int64} is 64 bits.
7856 Integer and SSE register arguments are counted together, so for the case of
7858 \c      void foo(long long a, double b, int c)
7860 \c{a} is passed in \c{RCX}, \c{b} in \c{XMM1}, and \c{c} in \c{R8D}.
7862 \C{trouble} Troubleshooting
7864 This chapter describes some of the common problems that users have
7865 been known to encounter with NASM, and answers them. It also gives
7866 instructions for reporting bugs in NASM if you find a difficulty
7867 that isn't listed here.
7870 \H{problems} Common Problems
7872 \S{inefficient} NASM Generates \i{Inefficient Code}
7874 We sometimes get `bug' reports about NASM generating inefficient, or
7875 even `wrong', code on instructions such as \c{ADD ESP,8}. This is a
7876 deliberate design feature, connected to predictability of output:
7877 NASM, on seeing \c{ADD ESP,8}, will generate the form of the
7878 instruction which leaves room for a 32-bit offset. You need to code
7879 \I\c{BYTE}\c{ADD ESP,BYTE 8} if you want the space-efficient form of
7880 the instruction. This isn't a bug, it's user error: if you prefer to
7881 have NASM produce the more efficient code automatically enable
7882 optimization with the \c{-O} option (see \k{opt-O}).
7885 \S{jmprange} My Jumps are Out of Range\I{out of range, jumps}
7887 Similarly, people complain that when they issue \i{conditional
7888 jumps} (which are \c{SHORT} by default) that try to jump too far,
7889 NASM reports `short jump out of range' instead of making the jumps
7890 longer.
7892 This, again, is partly a predictability issue, but in fact has a
7893 more practical reason as well. NASM has no means of being told what
7894 type of processor the code it is generating will be run on; so it
7895 cannot decide for itself that it should generate \i\c{Jcc NEAR} type
7896 instructions, because it doesn't know that it's working for a 386 or
7897 above. Alternatively, it could replace the out-of-range short
7898 \c{JNE} instruction with a very short \c{JE} instruction that jumps
7899 over a \c{JMP NEAR}; this is a sensible solution for processors
7900 below a 386, but hardly efficient on processors which have good
7901 branch prediction \e{and} could have used \c{JNE NEAR} instead. So,
7902 once again, it's up to the user, not the assembler, to decide what
7903 instructions should be generated. See \k{opt-O}.
7906 \S{proborg} \i\c{ORG} Doesn't Work
7908 People writing \i{boot sector} programs in the \c{bin} format often
7909 complain that \c{ORG} doesn't work the way they'd like: in order to
7910 place the \c{0xAA55} signature word at the end of a 512-byte boot
7911 sector, people who are used to MASM tend to code
7913 \c         ORG 0
7915 \c         ; some boot sector code
7917 \c         ORG 510
7918 \c         DW 0xAA55
7920 This is not the intended use of the \c{ORG} directive in NASM, and
7921 will not work. The correct way to solve this problem in NASM is to
7922 use the \i\c{TIMES} directive, like this:
7924 \c         ORG 0
7926 \c         ; some boot sector code
7928 \c         TIMES 510-($-$$) DB 0
7929 \c         DW 0xAA55
7931 The \c{TIMES} directive will insert exactly enough zero bytes into
7932 the output to move the assembly point up to 510. This method also
7933 has the advantage that if you accidentally fill your boot sector too
7934 full, NASM will catch the problem at assembly time and report it, so
7935 you won't end up with a boot sector that you have to disassemble to
7936 find out what's wrong with it.
7939 \S{probtimes} \i\c{TIMES} Doesn't Work
7941 The other common problem with the above code is people who write the
7942 \c{TIMES} line as
7944 \c         TIMES 510-$ DB 0
7946 by reasoning that \c{$} should be a pure number, just like 510, so
7947 the difference between them is also a pure number and can happily be
7948 fed to \c{TIMES}.
7950 NASM is a \e{modular} assembler: the various component parts are
7951 designed to be easily separable for re-use, so they don't exchange
7952 information unnecessarily. In consequence, the \c{bin} output
7953 format, even though it has been told by the \c{ORG} directive that
7954 the \c{.text} section should start at 0, does not pass that
7955 information back to the expression evaluator. So from the
7956 evaluator's point of view, \c{$} isn't a pure number: it's an offset
7957 from a section base. Therefore the difference between \c{$} and 510
7958 is also not a pure number, but involves a section base. Values
7959 involving section bases cannot be passed as arguments to \c{TIMES}.
7961 The solution, as in the previous section, is to code the \c{TIMES}
7962 line in the form
7964 \c         TIMES 510-($-$$) DB 0
7966 in which \c{$} and \c{$$} are offsets from the same section base,
7967 and so their difference is a pure number. This will solve the
7968 problem and generate sensible code.
7971 \H{bugs} \i{Bugs}\I{reporting bugs}
7973 We have never yet released a version of NASM with any \e{known}
7974 bugs. That doesn't usually stop there being plenty we didn't know
7975 about, though. Any that you find should be reported firstly via the
7976 \i\c{bugtracker} at
7977 \W{http://www.nasm.us/}\c{http://www.nasm.us/}
7978 (click on "Bug Tracker"), or if that fails then through one of the
7979 contacts in \k{contact}.
7981 Please read \k{qstart} first, and don't report the bug if it's
7982 listed in there as a deliberate feature. (If you think the feature
7983 is badly thought out, feel free to send us reasons why you think it
7984 should be changed, but don't just send us mail saying `This is a
7985 bug' if the documentation says we did it on purpose.) Then read
7986 \k{problems}, and don't bother reporting the bug if it's listed
7987 there.
7989 If you do report a bug, \e{please} give us all of the following
7990 information:
7992 \b What operating system you're running NASM under. DOS, Linux,
7993 NetBSD, Win16, Win32, VMS (I'd be impressed), whatever.
7995 \b If you're running NASM under DOS or Win32, tell us whether you've
7996 compiled your own executable from the DOS source archive, or whether
7997 you were using the standard distribution binaries out of the
7998 archive. If you were using a locally built executable, try to
7999 reproduce the problem using one of the standard binaries, as this
8000 will make it easier for us to reproduce your problem prior to fixing
8003 \b Which version of NASM you're using, and exactly how you invoked
8004 it. Give us the precise command line, and the contents of the
8005 \c{NASMENV} environment variable if any.
8007 \b Which versions of any supplementary programs you're using, and
8008 how you invoked them. If the problem only becomes visible at link
8009 time, tell us what linker you're using, what version of it you've
8010 got, and the exact linker command line. If the problem involves
8011 linking against object files generated by a compiler, tell us what
8012 compiler, what version, and what command line or options you used.
8013 (If you're compiling in an IDE, please try to reproduce the problem
8014 with the command-line version of the compiler.)
8016 \b If at all possible, send us a NASM source file which exhibits the
8017 problem. If this causes copyright problems (e.g. you can only
8018 reproduce the bug in restricted-distribution code) then bear in mind
8019 the following two points: firstly, we guarantee that any source code
8020 sent to us for the purposes of debugging NASM will be used \e{only}
8021 for the purposes of debugging NASM, and that we will delete all our
8022 copies of it as soon as we have found and fixed the bug or bugs in
8023 question; and secondly, we would prefer \e{not} to be mailed large
8024 chunks of code anyway. The smaller the file, the better. A
8025 three-line sample file that does nothing useful \e{except}
8026 demonstrate the problem is much easier to work with than a
8027 fully fledged ten-thousand-line program. (Of course, some errors
8028 \e{do} only crop up in large files, so this may not be possible.)
8030 \b A description of what the problem actually \e{is}. `It doesn't
8031 work' is \e{not} a helpful description! Please describe exactly what
8032 is happening that shouldn't be, or what isn't happening that should.
8033 Examples might be: `NASM generates an error message saying Line 3
8034 for an error that's actually on Line 5'; `NASM generates an error
8035 message that I believe it shouldn't be generating at all'; `NASM
8036 fails to generate an error message that I believe it \e{should} be
8037 generating'; `the object file produced from this source code crashes
8038 my linker'; `the ninth byte of the output file is 66 and I think it
8039 should be 77 instead'.
8041 \b If you believe the output file from NASM to be faulty, send it to
8042 us. That allows us to determine whether our own copy of NASM
8043 generates the same file, or whether the problem is related to
8044 portability issues between our development platforms and yours. We
8045 can handle binary files mailed to us as MIME attachments, uuencoded,
8046 and even BinHex. Alternatively, we may be able to provide an FTP
8047 site you can upload the suspect files to; but mailing them is easier
8048 for us.
8050 \b Any other information or data files that might be helpful. If,
8051 for example, the problem involves NASM failing to generate an object
8052 file while TASM can generate an equivalent file without trouble,
8053 then send us \e{both} object files, so we can see what TASM is doing
8054 differently from us.
8057 \A{ndisasm} \i{Ndisasm}
8059                   The Netwide Disassembler, NDISASM
8061 \H{ndisintro} Introduction
8064 The Netwide Disassembler is a small companion program to the Netwide
8065 Assembler, NASM. It seemed a shame to have an x86 assembler,
8066 complete with a full instruction table, and not make as much use of
8067 it as possible, so here's a disassembler which shares the
8068 instruction table (and some other bits of code) with NASM.
8070 The Netwide Disassembler does nothing except to produce
8071 disassemblies of \e{binary} source files. NDISASM does not have any
8072 understanding of object file formats, like \c{objdump}, and it will
8073 not understand \c{DOS .EXE} files like \c{debug} will. It just
8074 disassembles.
8077 \H{ndisstart} Getting Started: Installation
8079 See \k{install} for installation instructions. NDISASM, like NASM,
8080 has a \c{man page} which you may want to put somewhere useful, if you
8081 are on a Unix system.
8084 \H{ndisrun} Running NDISASM
8086 To disassemble a file, you will typically use a command of the form
8088 \c        ndisasm -b {16|32|64} filename
8090 NDISASM can disassemble 16-, 32- or 64-bit code equally easily,
8091 provided of course that you remember to specify which it is to work
8092 with. If no \i\c{-b} switch is present, NDISASM works in 16-bit mode
8093 by default. The \i\c{-u} switch (for USE32) also invokes 32-bit mode.
8095 Two more command line options are \i\c{-r} which reports the version
8096 number of NDISASM you are running, and \i\c{-h} which gives a short
8097 summary of command line options.
8100 \S{ndiscom} COM Files: Specifying an Origin
8102 To disassemble a \c{DOS .COM} file correctly, a disassembler must assume
8103 that the first instruction in the file is loaded at address \c{0x100},
8104 rather than at zero. NDISASM, which assumes by default that any file
8105 you give it is loaded at zero, will therefore need to be informed of
8106 this.
8108 The \i\c{-o} option allows you to declare a different origin for the
8109 file you are disassembling. Its argument may be expressed in any of
8110 the NASM numeric formats: decimal by default, if it begins with `\c{$}'
8111 or `\c{0x}' or ends in `\c{H}' it's \c{hex}, if it ends in `\c{Q}' it's
8112 \c{octal}, and if it ends in `\c{B}' it's \c{binary}.
8114 Hence, to disassemble a \c{.COM} file:
8116 \c        ndisasm -o100h filename.com
8118 will do the trick.
8121 \S{ndissync} Code Following Data: Synchronisation
8123 Suppose you are disassembling a file which contains some data which
8124 isn't machine code, and \e{then} contains some machine code. NDISASM
8125 will faithfully plough through the data section, producing machine
8126 instructions wherever it can (although most of them will look
8127 bizarre, and some may have unusual prefixes, e.g. `\c{FS OR AX,0x240A}'),
8128 and generating `DB' instructions ever so often if it's totally stumped.
8129 Then it will reach the code section.
8131 Supposing NDISASM has just finished generating a strange machine
8132 instruction from part of the data section, and its file position is
8133 now one byte \e{before} the beginning of the code section. It's
8134 entirely possible that another spurious instruction will get
8135 generated, starting with the final byte of the data section, and
8136 then the correct first instruction in the code section will not be
8137 seen because the starting point skipped over it. This isn't really
8138 ideal.
8140 To avoid this, you can specify a `\i\c{synchronisation}' point, or indeed
8141 as many synchronisation points as you like (although NDISASM can
8142 only handle 2147483647 sync points internally). The definition of a sync
8143 point is this: NDISASM guarantees to hit sync points exactly during
8144 disassembly. If it is thinking about generating an instruction which
8145 would cause it to jump over a sync point, it will discard that
8146 instruction and output a `\c{db}' instead. So it \e{will} start
8147 disassembly exactly from the sync point, and so you \e{will} see all
8148 the instructions in your code section.
8150 Sync points are specified using the \i\c{-s} option: they are measured
8151 in terms of the program origin, not the file position. So if you
8152 want to synchronize after 32 bytes of a \c{.COM} file, you would have to
8155 \c        ndisasm -o100h -s120h file.com
8157 rather than
8159 \c        ndisasm -o100h -s20h file.com
8161 As stated above, you can specify multiple sync markers if you need
8162 to, just by repeating the \c{-s} option.
8165 \S{ndisisync} Mixed Code and Data: Automatic (Intelligent) Synchronisation
8166 \I\c{auto-sync}
8168 Suppose you are disassembling the boot sector of a \c{DOS} floppy (maybe
8169 it has a virus, and you need to understand the virus so that you
8170 know what kinds of damage it might have done you). Typically, this
8171 will contain a \c{JMP} instruction, then some data, then the rest of the
8172 code. So there is a very good chance of NDISASM being \e{misaligned}
8173 when the data ends and the code begins. Hence a sync point is
8174 needed.
8176 On the other hand, why should you have to specify the sync point
8177 manually? What you'd do in order to find where the sync point would
8178 be, surely, would be to read the \c{JMP} instruction, and then to use
8179 its target address as a sync point. So can NDISASM do that for you?
8181 The answer, of course, is yes: using either of the synonymous
8182 switches \i\c{-a} (for automatic sync) or \i\c{-i} (for intelligent
8183 sync) will enable \c{auto-sync} mode. Auto-sync mode automatically
8184 generates a sync point for any forward-referring PC-relative jump or
8185 call instruction that NDISASM encounters. (Since NDISASM is one-pass,
8186 if it encounters a PC-relative jump whose target has already been
8187 processed, there isn't much it can do about it...)
8189 Only PC-relative jumps are processed, since an absolute jump is
8190 either through a register (in which case NDISASM doesn't know what
8191 the register contains) or involves a segment address (in which case
8192 the target code isn't in the same segment that NDISASM is working
8193 in, and so the sync point can't be placed anywhere useful).
8195 For some kinds of file, this mechanism will automatically put sync
8196 points in all the right places, and save you from having to place
8197 any sync points manually. However, it should be stressed that
8198 auto-sync mode is \e{not} guaranteed to catch all the sync points, and
8199 you may still have to place some manually.
8201 Auto-sync mode doesn't prevent you from declaring manual sync
8202 points: it just adds automatically generated ones to the ones you
8203 provide. It's perfectly feasible to specify \c{-i} \e{and} some \c{-s}
8204 options.
8206 Another caveat with auto-sync mode is that if, by some unpleasant
8207 fluke, something in your data section should disassemble to a
8208 PC-relative call or jump instruction, NDISASM may obediently place a
8209 sync point in a totally random place, for example in the middle of
8210 one of the instructions in your code section. So you may end up with
8211 a wrong disassembly even if you use auto-sync. Again, there isn't
8212 much I can do about this. If you have problems, you'll have to use
8213 manual sync points, or use the \c{-k} option (documented below) to
8214 suppress disassembly of the data area.
8217 \S{ndisother} Other Options
8219 The \i\c{-e} option skips a header on the file, by ignoring the first N
8220 bytes. This means that the header is \e{not} counted towards the
8221 disassembly offset: if you give \c{-e10 -o10}, disassembly will start
8222 at byte 10 in the file, and this will be given offset 10, not 20.
8224 The \i\c{-k} option is provided with two comma-separated numeric
8225 arguments, the first of which is an assembly offset and the second
8226 is a number of bytes to skip. This \e{will} count the skipped bytes
8227 towards the assembly offset: its use is to suppress disassembly of a
8228 data section which wouldn't contain anything you wanted to see
8229 anyway.
8232 \H{ndisbugs} Bugs and Improvements
8234 There are no known bugs. However, any you find, with patches if
8235 possible, should be sent to
8236 \W{mailto:nasm-bugs@lists.sourceforge.net}\c{nasm-bugs@lists.sourceforge.net}, or to the
8237 developer's site at
8238 \W{http://www.nasm.us/}\c{http://www.nasm.us/}
8239 and we'll try to fix them. Feel free to send contributions and
8240 new features as well.
8242 \A{inslist} \i{Instruction List}
8244 \H{inslistintro} Introduction
8246 The following sections show the instructions which NASM currently supports. For each
8247 instruction, there is a separate entry for each supported addressing mode. The third
8248 column shows the processor type in which the instruction was introduced and,
8249  when appropriate, one or more usage flags.
8251 \& inslist.src
8253 \A{changelog} \i{NASM Version History}
8255 \& changes.src