doc: remove duplicate entry for the "error" warning class
[nasm/perl-rewrite.git] / doc / nasmdoc.src
blob0bdb23a5c5b9cabca7f4f1ea9351a9a67e59a793
1 \#
2 \# Source code to NASM documentation
3 \#
4 \M{category}{Programming}
5 \M{title}{NASM - The Netwide Assembler}
6 \M{year}{2008}
7 \M{author}{The NASM Development Team}
8 \M{license}{All rights reserved. This document is redistributable under the license given in the file "COPYING" distributed in the NASM archive.}
9 \M{summary}{This file documents NASM, the Netwide Assembler: an assembler targetting the Intel x86 series of processors, with portable source.}
10 \M{infoname}{NASM}
11 \M{infofile}{nasm}
12 \M{infotitle}{The Netwide Assembler for x86}
13 \M{epslogo}{nasmlogo.eps}
14 \IR{-D} \c{-D} option
15 \IR{-E} \c{-E} option
16 \IR{-F} \c{-F} option
17 \IR{-I} \c{-I} option
18 \IR{-M} \c{-M} option
19 \IR{-MD} \c{-MD} option
20 \IR{-MF} \c{-MF} option
21 \IR{-MG} \c{-MG} option
22 \IR{-MP} \c{-MP} option
23 \IR{-MQ} \c{-MQ} option
24 \IR{-MT} \c{-MT} option
25 \IR{-O} \c{-O} option
26 \IR{-P} \c{-P} option
27 \IR{-U} \c{-U} option
28 \IR{-X} \c{-X} option
29 \IR{-a} \c{-a} option
30 \IR{-d} \c{-d} option
31 \IR{-e} \c{-e} option
32 \IR{-f} \c{-f} option
33 \IR{-g} \c{-g} option
34 \IR{-i} \c{-i} option
35 \IR{-l} \c{-l} option
36 \IR{-o} \c{-o} option
37 \IR{-p} \c{-p} option
38 \IR{-s} \c{-s} option
39 \IR{-u} \c{-u} option
40 \IR{-v} \c{-v} option
41 \IR{-W} \c{-W} option
42 \IR{-w} \c{-w} option
43 \IR{-y} \c{-y} option
44 \IR{-Z} \c{-Z} option
45 \IR{!=} \c{!=} operator
46 \IR{$, here} \c{$}, Here token
47 \IR{$, prefix} \c{$}, prefix
48 \IR{$$} \c{$$} token
49 \IR{%} \c{%} operator
50 \IR{%%} \c{%%} operator
51 \IR{%+1} \c{%+1} and \c{%-1} syntax
52 \IA{%-1}{%+1}
53 \IR{%0} \c{%0} parameter count
54 \IR{&} \c{&} operator
55 \IR{&&} \c{&&} operator
56 \IR{*} \c{*} operator
57 \IR{..@} \c{..@} symbol prefix
58 \IR{/} \c{/} operator
59 \IR{//} \c{//} operator
60 \IR{<} \c{<} operator
61 \IR{<<} \c{<<} operator
62 \IR{<=} \c{<=} operator
63 \IR{<>} \c{<>} operator
64 \IR{=} \c{=} operator
65 \IR{==} \c{==} operator
66 \IR{>} \c{>} operator
67 \IR{>=} \c{>=} operator
68 \IR{>>} \c{>>} operator
69 \IR{?} \c{?} MASM syntax
70 \IR{^} \c{^} operator
71 \IR{^^} \c{^^} operator
72 \IR{|} \c{|} operator
73 \IR{||} \c{||} operator
74 \IR{~} \c{~} operator
75 \IR{%$} \c{%$} and \c{%$$} prefixes
76 \IA{%$$}{%$}
77 \IR{+ opaddition} \c{+} operator, binary
78 \IR{+ opunary} \c{+} operator, unary
79 \IR{+ modifier} \c{+} modifier
80 \IR{- opsubtraction} \c{-} operator, binary
81 \IR{- opunary} \c{-} operator, unary
82 \IR{! opunary} \c{!} operator, unary
83 \IR{alignment, in bin sections} alignment, in \c{bin} sections
84 \IR{alignment, in elf sections} alignment, in \c{elf} sections
85 \IR{alignment, in win32 sections} alignment, in \c{win32} sections
86 \IR{alignment, of elf common variables} alignment, of \c{elf} common
87 variables
88 \IR{alignment, in obj sections} alignment, in \c{obj} sections
89 \IR{a.out, bsd version} \c{a.out}, BSD version
90 \IR{a.out, linux version} \c{a.out}, Linux version
91 \IR{autoconf} Autoconf
92 \IR{bin} bin
93 \IR{bitwise and} bitwise AND
94 \IR{bitwise or} bitwise OR
95 \IR{bitwise xor} bitwise XOR
96 \IR{block ifs} block IFs
97 \IR{borland pascal} Borland, Pascal
98 \IR{borland's win32 compilers} Borland, Win32 compilers
99 \IR{braces, after % sign} braces, after \c{%} sign
100 \IR{bsd} BSD
101 \IR{c calling convention} C calling convention
102 \IR{c symbol names} C symbol names
103 \IA{critical expressions}{critical expression}
104 \IA{command line}{command-line}
105 \IA{case sensitivity}{case sensitive}
106 \IA{case-sensitive}{case sensitive}
107 \IA{case-insensitive}{case sensitive}
108 \IA{character constants}{character constant}
109 \IR{common object file format} Common Object File Format
110 \IR{common variables, alignment in elf} common variables, alignment
111 in \c{elf}
112 \IR{common, elf extensions to} \c{COMMON}, \c{elf} extensions to
113 \IR{common, obj extensions to} \c{COMMON}, \c{obj} extensions to
114 \IR{declaring structure} declaring structures
115 \IR{default-wrt mechanism} default-\c{WRT} mechanism
116 \IR{devpac} DevPac
117 \IR{djgpp} DJGPP
118 \IR{dll symbols, exporting} DLL symbols, exporting
119 \IR{dll symbols, importing} DLL symbols, importing
120 \IR{dos} DOS
121 \IR{dos archive} DOS archive
122 \IR{dos source archive} DOS source archive
123 \IA{effective address}{effective addresses}
124 \IA{effective-address}{effective addresses}
125 \IR{elf} ELF
126 \IR{elf, 16-bit code and} ELF, 16-bit code and
127 \IR{elf shared libraries} ELF, shared libraries
128 \IR{executable and linkable format} Executable and Linkable Format
129 \IR{extern, obj extensions to} \c{EXTERN}, \c{obj} extensions to
130 \IR{extern, rdf extensions to} \c{EXTERN}, \c{rdf} extensions to
131 \IR{floating-point, constants} floating-point, constants
132 \IR{floating-point, packed bcd constants} floating-point, packed BCD constants
133 \IR{freebsd} FreeBSD
134 \IR{freelink} FreeLink
135 \IR{functions, c calling convention} functions, C calling convention
136 \IR{functions, pascal calling convention} functions, Pascal calling
137 convention
138 \IR{global, aoutb extensions to} \c{GLOBAL}, \c{aoutb} extensions to
139 \IR{global, elf extensions to} \c{GLOBAL}, \c{elf} extensions to
140 \IR{global, rdf extensions to} \c{GLOBAL}, \c{rdf} extensions to
141 \IR{got} GOT
142 \IR{got relocations} \c{GOT} relocations
143 \IR{gotoff relocation} \c{GOTOFF} relocations
144 \IR{gotpc relocation} \c{GOTPC} relocations
145 \IR{intel number formats} Intel number formats
146 \IR{linux, elf} Linux, ELF
147 \IR{linux, a.out} Linux, \c{a.out}
148 \IR{linux, as86} Linux, \c{as86}
149 \IR{logical and} logical AND
150 \IR{logical or} logical OR
151 \IR{logical xor} logical XOR
152 \IR{masm} MASM
153 \IA{memory reference}{memory references}
154 \IR{minix} Minix
155 \IA{misc directory}{misc subdirectory}
156 \IR{misc subdirectory} \c{misc} subdirectory
157 \IR{microsoft omf} Microsoft OMF
158 \IR{mmx registers} MMX registers
159 \IA{modr/m}{modr/m byte}
160 \IR{modr/m byte} ModR/M byte
161 \IR{ms-dos} MS-DOS
162 \IR{ms-dos device drivers} MS-DOS device drivers
163 \IR{multipush} \c{multipush} macro
164 \IR{nan} NaN
165 \IR{nasm version} NASM version
166 \IR{netbsd} NetBSD
167 \IR{omf} OMF
168 \IR{openbsd} OpenBSD
169 \IR{operating system} operating system
170 \IR{os/2} OS/2
171 \IR{pascal calling convention}Pascal calling convention
172 \IR{passes} passes, assembly
173 \IR{perl} Perl
174 \IR{pic} PIC
175 \IR{pharlap} PharLap
176 \IR{plt} PLT
177 \IR{plt} \c{PLT} relocations
178 \IA{pre-defining macros}{pre-define}
179 \IA{preprocessor expressions}{preprocessor, expressions}
180 \IA{preprocessor loops}{preprocessor, loops}
181 \IA{preprocessor variables}{preprocessor, variables}
182 \IA{rdoff subdirectory}{rdoff}
183 \IR{rdoff} \c{rdoff} subdirectory
184 \IR{relocatable dynamic object file format} Relocatable Dynamic
185 Object File Format
186 \IR{relocations, pic-specific} relocations, PIC-specific
187 \IA{repeating}{repeating code}
188 \IR{section alignment, in elf} section alignment, in \c{elf}
189 \IR{section alignment, in bin} section alignment, in \c{bin}
190 \IR{section alignment, in obj} section alignment, in \c{obj}
191 \IR{section alignment, in win32} section alignment, in \c{win32}
192 \IR{section, elf extensions to} \c{SECTION}, \c{elf} extensions to
193 \IR{section, win32 extensions to} \c{SECTION}, \c{win32} extensions to
194 \IR{segment alignment, in bin} segment alignment, in \c{bin}
195 \IR{segment alignment, in obj} segment alignment, in \c{obj}
196 \IR{segment, obj extensions to} \c{SEGMENT}, \c{elf} extensions to
197 \IR{segment names, borland pascal} segment names, Borland Pascal
198 \IR{shift command} \c{shift} command
199 \IA{sib}{sib byte}
200 \IR{sib byte} SIB byte
201 \IR{align, smart} \c{ALIGN}, smart
202 \IR{solaris x86} Solaris x86
203 \IA{standard section names}{standardized section names}
204 \IR{symbols, exporting from dlls} symbols, exporting from DLLs
205 \IR{symbols, importing from dlls} symbols, importing from DLLs
206 \IR{test subdirectory} \c{test} subdirectory
207 \IR{tlink} \c{TLINK}
208 \IR{underscore, in c symbols} underscore, in C symbols
209 \IR{unicode} Unicode
210 \IR{unix} Unix
211 \IR{utf-8} UTF-8
212 \IR{utf-16} UTF-16
213 \IR{utf-32} UTF-32
214 \IA{sco unix}{unix, sco}
215 \IR{unix, sco} Unix, SCO
216 \IA{unix source archive}{unix, source archive}
217 \IR{unix, source archive} Unix, source archive
218 \IA{unix system v}{unix, system v}
219 \IR{unix, system v} Unix, System V
220 \IR{unixware} UnixWare
221 \IR{val} VAL
222 \IR{version number of nasm} version number of NASM
223 \IR{visual c++} Visual C++
224 \IR{www page} WWW page
225 \IR{win32} Win32
226 \IR{win32} Win64
227 \IR{windows} Windows
228 \IR{windows 95} Windows 95
229 \IR{windows nt} Windows NT
230 \# \IC{program entry point}{entry point, program}
231 \# \IC{program entry point}{start point, program}
232 \# \IC{MS-DOS device drivers}{device drivers, MS-DOS}
233 \# \IC{16-bit mode, versus 32-bit mode}{32-bit mode, versus 16-bit mode}
234 \# \IC{c symbol names}{symbol names, in C}
237 \C{intro} Introduction
239 \H{whatsnasm} What Is NASM?
241 The Netwide Assembler, NASM, is an 80x86 and x86-64 assembler designed
242 for portability and modularity. It supports a range of object file
243 formats, including Linux and \c{*BSD} \c{a.out}, \c{ELF}, \c{COFF},
244 \c{Mach-O}, Microsoft 16-bit \c{OBJ}, \c{Win32} and \c{Win64}. It will
245 also output plain binary files. Its syntax is designed to be simple
246 and easy to understand, similar to Intel's but less complex. It
247 supports all currently known x86 architectural extensions, and has
248 strong support for macros.
251 \S{yaasm} Why Yet Another Assembler?
253 The Netwide Assembler grew out of an idea on \i\c{comp.lang.asm.x86}
254 (or possibly \i\c{alt.lang.asm} - I forget which), which was
255 essentially that there didn't seem to be a good \e{free} x86-series
256 assembler around, and that maybe someone ought to write one.
258 \b \i\c{a86} is good, but not free, and in particular you don't get any
259 32-bit capability until you pay. It's DOS only, too.
261 \b \i\c{gas} is free, and ports over to DOS and Unix, but it's not
262 very good, since it's designed to be a back end to \i\c{gcc}, which
263 always feeds it correct code. So its error checking is minimal. Also,
264 its syntax is horrible, from the point of view of anyone trying to
265 actually \e{write} anything in it. Plus you can't write 16-bit code in
266 it (properly.)
268 \b \i\c{as86} is specific to Minix and Linux, and (my version at least)
269 doesn't seem to have much (or any) documentation.
271 \b \i\c{MASM} isn't very good, and it's (was) expensive, and it runs only under
272 DOS.
274 \b \i\c{TASM} is better, but still strives for MASM compatibility,
275 which means millions of directives and tons of red tape. And its syntax
276 is essentially MASM's, with the contradictions and quirks that
277 entails (although it sorts out some of those by means of Ideal mode.)
278 It's expensive too. And it's DOS-only.
280 So here, for your coding pleasure, is NASM. At present it's
281 still in prototype stage - we don't promise that it can outperform
282 any of these assemblers. But please, \e{please} send us bug reports,
283 fixes, helpful information, and anything else you can get your hands
284 on (and thanks to the many people who've done this already! You all
285 know who you are), and we'll improve it out of all recognition.
286 Again.
289 \S{legal} License Conditions
291 Please see the file \c{COPYING}, supplied as part of any NASM
292 distribution archive, for the \i{license} conditions under which you
293 may use NASM.  NASM is now under the so-called GNU Lesser General
294 Public License, LGPL.
297 \H{contact} Contact Information
299 The current version of NASM (since about 0.98.08) is maintained by a
300 team of developers, accessible through the \c{nasm-devel} mailing list
301 (see below for the link).
302 If you want to report a bug, please read \k{bugs} first.
304 NASM has a \i{WWW page} at
305 \W{http://nasm.sourceforge.net}\c{http://nasm.sourceforge.net}. If it's
306 not there, google for us!
309 The original authors are \i{e\-mail}able as
310 \W{mailto:jules@dsf.org.uk}\c{jules@dsf.org.uk} and
311 \W{mailto:anakin@pobox.com}\c{anakin@pobox.com}.
312 The latter is no longer involved in the development team.
314 \i{New releases} of NASM are uploaded to the official sites
315 \W{http://nasm.sourceforge.net}\c{http://nasm.sourceforge.net}
316 and to
317 \W{ftp://ftp.kernel.org/pub/software/devel/nasm/}\i\c{ftp.kernel.org}
319 \W{ftp://ibiblio.org/pub/Linux/devel/lang/assemblers/}\i\c{ibiblio.org}.
321 Announcements are posted to
322 \W{news:comp.lang.asm.x86}\i\c{comp.lang.asm.x86},
323 \W{news:alt.lang.asm}\i\c{alt.lang.asm} and
324 \W{news:comp.os.linux.announce}\i\c{comp.os.linux.announce}
326 If you want information about NASM beta releases, and the current
327 development status, please subscribe to the \i\c{nasm-devel} email list
328 by registering at
329 \W{http://sourceforge.net/projects/nasm}\c{http://sourceforge.net/projects/nasm}.
332 \H{install} Installation
334 \S{instdos} \i{Installing} NASM under MS-\i{DOS} or Windows
336 Once you've obtained the appropriate archive for NASM,
337 \i\c{nasm-XXX-dos.zip} or \i\c{nasm-XXX-win32.zip} (where \c{XXX}
338 denotes the version number of NASM contained in the archive), unpack
339 it into its own directory (for example \c{c:\\nasm}).
341 The archive will contain a set of executable files: the NASM
342 executable file \i\c{nasm.exe}, the NDISASM executable file
343 \i\c{ndisasm.exe}, and possibly additional utilities to handle the
344 RDOFF file format.
346 The only file NASM needs to run is its own executable, so copy
347 \c{nasm.exe} to a directory on your PATH, or alternatively edit
348 \i\c{autoexec.bat} to add the \c{nasm} directory to your
349 \i\c{PATH} (to do that under Windows XP, go to Start > Control Panel >
350 System > Advanced > Environment Variables; these instructions may work
351 under other versions of Windows as well.)
353 That's it - NASM is installed. You don't need the nasm directory
354 to be present to run NASM (unless you've added it to your \c{PATH}),
355 so you can delete it if you need to save space; however, you may
356 want to keep the documentation or test programs.
358 If you've downloaded the \i{DOS source archive}, \i\c{nasm-XXX.zip},
359 the \c{nasm} directory will also contain the full NASM \i{source
360 code}, and a selection of \i{Makefiles} you can (hopefully) use to
361 rebuild your copy of NASM from scratch.  See the file \c{INSTALL} in
362 the source archive.
364 Note that a number of files are generated from other files by Perl
365 scripts.  Although the NASM source distribution includes these
366 generated files, you will need to rebuild them (and hence, will need a
367 Perl interpreter) if you change insns.dat, standard.mac or the
368 documentation. It is possible future source distributions may not
369 include these files at all. Ports of \i{Perl} for a variety of
370 platforms, including DOS and Windows, are available from
371 \W{http://www.cpan.org/ports/}\i{www.cpan.org}.
374 \S{instdos} Installing NASM under \i{Unix}
376 Once you've obtained the \i{Unix source archive} for NASM,
377 \i\c{nasm-XXX.tar.gz} (where \c{XXX} denotes the version number of
378 NASM contained in the archive), unpack it into a directory such
379 as \c{/usr/local/src}. The archive, when unpacked, will create its
380 own subdirectory \c{nasm-XXX}.
382 NASM is an \I{Autoconf}\I\c{configure}auto-configuring package: once
383 you've unpacked it, \c{cd} to the directory it's been unpacked into
384 and type \c{./configure}. This shell script will find the best C
385 compiler to use for building NASM and set up \i{Makefiles}
386 accordingly.
388 Once NASM has auto-configured, you can type \i\c{make} to build the
389 \c{nasm} and \c{ndisasm} binaries, and then \c{make install} to
390 install them in \c{/usr/local/bin} and install the \i{man pages}
391 \i\c{nasm.1} and \i\c{ndisasm.1} in \c{/usr/local/man/man1}.
392 Alternatively, you can give options such as \c{--prefix} to the
393 configure script (see the file \i\c{INSTALL} for more details), or
394 install the programs yourself.
396 NASM also comes with a set of utilities for handling the \c{RDOFF}
397 custom object-file format, which are in the \i\c{rdoff} subdirectory
398 of the NASM archive. You can build these with \c{make rdf} and
399 install them with \c{make rdf_install}, if you want them.
402 \C{running} Running NASM
404 \H{syntax} NASM \i{Command-Line} Syntax
406 To assemble a file, you issue a command of the form
408 \c nasm -f <format> <filename> [-o <output>]
410 For example,
412 \c nasm -f elf myfile.asm
414 will assemble \c{myfile.asm} into an \c{ELF} object file \c{myfile.o}. And
416 \c nasm -f bin myfile.asm -o myfile.com
418 will assemble \c{myfile.asm} into a raw binary file \c{myfile.com}.
420 To produce a listing file, with the hex codes output from NASM
421 displayed on the left of the original sources, use the \c{-l} option
422 to give a listing file name, for example:
424 \c nasm -f coff myfile.asm -l myfile.lst
426 To get further usage instructions from NASM, try typing
428 \c nasm -h
430 As \c{-hf}, this will also list the available output file formats, and what they
431 are.
433 If you use Linux but aren't sure whether your system is \c{a.out}
434 or \c{ELF}, type
436 \c file nasm
438 (in the directory in which you put the NASM binary when you
439 installed it). If it says something like
441 \c nasm: ELF 32-bit LSB executable i386 (386 and up) Version 1
443 then your system is \c{ELF}, and you should use the option \c{-f elf}
444 when you want NASM to produce Linux object files. If it says
446 \c nasm: Linux/i386 demand-paged executable (QMAGIC)
448 or something similar, your system is \c{a.out}, and you should use
449 \c{-f aout} instead (Linux \c{a.out} systems have long been obsolete,
450 and are rare these days.)
452 Like Unix compilers and assemblers, NASM is silent unless it
453 goes wrong: you won't see any output at all, unless it gives error
454 messages.
457 \S{opt-o} The \i\c{-o} Option: Specifying the Output File Name
459 NASM will normally choose the name of your output file for you;
460 precisely how it does this is dependent on the object file format.
461 For Microsoft object file formats (\i\c{obj} and \i\c{win32}), it
462 will remove the \c{.asm} \i{extension} (or whatever extension you
463 like to use - NASM doesn't care) from your source file name and
464 substitute \c{.obj}. For Unix object file formats (\i\c{aout},
465 \i\c{coff}, \i\c{elf}, \i\c{macho} and \i\c{as86}) it will substitute \c{.o}. For
466 \i\c{rdf}, it will use \c{.rdf}, and for the \i\c{bin} format it
467 will simply remove the extension, so that \c{myfile.asm} produces
468 the output file \c{myfile}.
470 If the output file already exists, NASM will overwrite it, unless it
471 has the same name as the input file, in which case it will give a
472 warning and use \i\c{nasm.out} as the output file name instead.
474 For situations in which this behaviour is unacceptable, NASM
475 provides the \c{-o} command-line option, which allows you to specify
476 your desired output file name. You invoke \c{-o} by following it
477 with the name you wish for the output file, either with or without
478 an intervening space. For example:
480 \c nasm -f bin program.asm -o program.com
481 \c nasm -f bin driver.asm -odriver.sys
483 Note that this is a small o, and is different from a capital O , which
484 is used to specify the number of optimisation passes required. See \k{opt-O}.
487 \S{opt-f} The \i\c{-f} Option: Specifying the \i{Output File Format}
489 If you do not supply the \c{-f} option to NASM, it will choose an
490 output file format for you itself. In the distribution versions of
491 NASM, the default is always \i\c{bin}; if you've compiled your own
492 copy of NASM, you can redefine \i\c{OF_DEFAULT} at compile time and
493 choose what you want the default to be.
495 Like \c{-o}, the intervening space between \c{-f} and the output
496 file format is optional; so \c{-f elf} and \c{-felf} are both valid.
498 A complete list of the available output file formats can be given by
499 issuing the command \i\c{nasm -hf}.
502 \S{opt-l} The \i\c{-l} Option: Generating a \i{Listing File}
504 If you supply the \c{-l} option to NASM, followed (with the usual
505 optional space) by a file name, NASM will generate a
506 \i{source-listing file} for you, in which addresses and generated
507 code are listed on the left, and the actual source code, with
508 expansions of multi-line macros (except those which specifically
509 request no expansion in source listings: see \k{nolist}) on the
510 right. For example:
512 \c nasm -f elf myfile.asm -l myfile.lst
514 If a list file is selected, you may turn off listing for a 
515 section of your source with \c{[list -]}, and turn it back on
516 with \c{[list +]}, (the default, obviously). There is no "user 
517 form" (without the brackets). This can be used to list only 
518 sections of interest, avoiding excessively long listings.
521 \S{opt-M} The \i\c{-M} Option: Generate \i{Makefile Dependencies}
523 This option can be used to generate makefile dependencies on stdout.
524 This can be redirected to a file for further processing. For example:
526 \c nasm -M myfile.asm > myfile.dep
529 \S{opt-MG} The \i\c{-MG} Option: Generate \i{Makefile Dependencies}
531 This option can be used to generate makefile dependencies on stdout.
532 This differs from the \c{-M} option in that if a nonexisting file is
533 encountered, it is assumed to be a generated file and is added to the
534 dependency list without a prefix.
537 \S{opt-MF} The \i\c\{-MF} Option: Set Makefile Dependency File
539 This option can be used with the \c{-M} or \c{-MG} options to send the
540 output to a file, rather than to stdout.  For example:
542 \c nasm -M -MF myfile.dep myfile.asm
545 \S{opt-MD} The \i\c{-MD} Option: Assemble and Generate Dependencies
547 The \c{-MD} option acts as the combination of the \c{-M} and \c{-MF}
548 options (i.e. a filename has to be specified.)  However, unlike the
549 \c{-M} or \c{-MG} options, \c{-MD} does \e{not} inhibit the normal
550 operation of the assembler.  Use this to automatically generate
551 updated dependencies with every assembly session.  For example:
553 \c nasm -f elf -o myfile.o -MD myfile.dep myfile.asm
556 \S{opt-MT} The \i\c{-MT} Option: Dependency Target Name
558 The \c{-MT} option can be used to override the default name of the
559 dependency target.  This is normally the same as the output filename,
560 specified by the \c{-o} option.
563 \S{opt-MQ} The \i\c{-MQ} Option: Dependency Target Name (Quoted)
565 The \c{-MQ} option acts as the \c{-MT} option, except it tries to
566 quote characters that have special meaning in Makefile syntax.  This
567 is not foolproof, as not all characters with special meaning are
568 quotable in Make.
571 \S{opt-MP} The \i\c{-MP} Option: Emit phony targets
573 When used with any of the dependency generation options, the \c{-MP}
574 option causes NASM to emit a phony target without dependencies for
575 each header file.  This prevents Make from complaining if a header
576 file has been removed.
579 \S{opt-F} The \i\c{-F} Option: Selecting a \i{Debug Information Format}
581 This option is used to select the format of the debug information
582 emitted into the output file, to be used by a debugger (or \e{will}
583 be). Prior to version 2.03.01, the use of this switch did \e{not} enable
584 output of the selected debug info format.  Use \c{-g}, see \k{opt-g},
585 to enable output.  Versions 2.03.01 and later automatically enable \c{-g}
586 if \c{-F} is specified.
588 A complete list of the available debug file formats for an output
589 format can be seen by issuing the command \c{nasm -f <format> -y}.  Not
590 all output formats currently support debugging output.  See \k{opt-y}.
592 This should not be confused with the \c{-f dbg} output format option which 
593 is not built into NASM by default. For information on how
594 to enable it when building from the sources, see \k{dbgfmt}.
597 \S{opt-g} The \i\c{-g} Option: Enabling \i{Debug Information}.
599 This option can be used to generate debugging information in the specified
600 format. See \k{opt-F}. Using \c{-g} without \c{-F} results in emitting 
601 debug info in the default format, if any, for the selected output format.
602 If no debug information is currently implemented in the selected output 
603 format, \c{-g} is \e{silently ignored}.
606 \S{opt-X} The \i\c{-X} Option: Selecting an \i{Error Reporting Format}
608 This option can be used to select an error reporting format for any 
609 error messages that might be produced by NASM.
611 Currently, two error reporting formats may be selected.  They are
612 the \c{-Xvc} option and the \c{-Xgnu} option.  The GNU format is 
613 the default and looks like this:
615 \c filename.asm:65: error: specific error message 
617 where \c{filename.asm} is the name of the source file in which the
618 error was detected, \c{65} is the source file line number on which 
619 the error was detected, \c{error} is the severity of the error (this
620 could be \c{warning}), and \c{specific error message} is a more
621 detailed text message which should help pinpoint the exact problem.
623 The other format, specified by \c{-Xvc} is the style used by Microsoft
624 Visual C++ and some other programs.  It looks like this:
626 \c filename.asm(65) : error: specific error message
628 where the only difference is that the line number is in parentheses
629 instead of being delimited by colons.  
631 See also the \c{Visual C++} output format, \k{win32fmt}.
633 \S{opt-Z} The \i\c{-Z} Option: Send Errors to a File
635 Under \I{DOS}\c{MS-DOS} it can be difficult (though there are ways) to
636 redirect the standard-error output of a program to a file. Since
637 NASM usually produces its warning and \i{error messages} on
638 \i\c{stderr}, this can make it hard to capture the errors if (for
639 example) you want to load them into an editor.
641 NASM therefore provides the \c{-Z} option, taking a filename argument
642 which causes errors to be sent to the specified files rather than
643 standard error. Therefore you can \I{redirecting errors}redirect
644 the errors into a file by typing
646 \c nasm -Z myfile.err -f obj myfile.asm
648 In earlier versions of NASM, this option was called \c{-E}, but it was
649 changed since \c{-E} is an option conventionally used for
650 preprocessing only, with disastrous results.  See \k{opt-E}.
652 \S{opt-s} The \i\c{-s} Option: Send Errors to \i\c{stdout}
654 The \c{-s} option redirects \i{error messages} to \c{stdout} rather
655 than \c{stderr}, so it can be redirected under \I{DOS}\c{MS-DOS}. To
656 assemble the file \c{myfile.asm} and pipe its output to the \c{more}
657 program, you can type:
659 \c nasm -s -f obj myfile.asm | more
661 See also the \c{-Z} option, \k{opt-Z}.
664 \S{opt-i} The \i\c{-i}\I\c{-I} Option: Include File Search Directories
666 When NASM sees the \i\c{%include} or \i\c{%pathsearch} directive in a
667 source file (see \k{include}, \k{pathsearch} or \k{incbin}), it will
668 search for the given file not only in the current directory, but also
669 in any directories specified on the command line by the use of the
670 \c{-i} option. Therefore you can include files from a \i{macro
671 library}, for example, by typing
673 \c nasm -ic:\macrolib\ -f obj myfile.asm
675 (As usual, a space between \c{-i} and the path name is allowed, and
676 optional).
678 NASM, in the interests of complete source-code portability, does not
679 understand the file naming conventions of the OS it is running on;
680 the string you provide as an argument to the \c{-i} option will be
681 prepended exactly as written to the name of the include file.
682 Therefore the trailing backslash in the above example is necessary.
683 Under Unix, a trailing forward slash is similarly necessary.
685 (You can use this to your advantage, if you're really \i{perverse},
686 by noting that the option \c{-ifoo} will cause \c{%include "bar.i"}
687 to search for the file \c{foobar.i}...)
689 If you want to define a \e{standard} \i{include search path},
690 similar to \c{/usr/include} on Unix systems, you should place one or
691 more \c{-i} directives in the \c{NASMENV} environment variable (see
692 \k{nasmenv}).
694 For Makefile compatibility with many C compilers, this option can also
695 be specified as \c{-I}.
698 \S{opt-p} The \i\c{-p}\I\c{-P} Option: \I{pre-including files}Pre-Include a File
700 \I\c{%include}NASM allows you to specify files to be
701 \e{pre-included} into your source file, by the use of the \c{-p}
702 option. So running
704 \c nasm myfile.asm -p myinc.inc
706 is equivalent to running \c{nasm myfile.asm} and placing the
707 directive \c{%include "myinc.inc"} at the start of the file.
709 For consistency with the \c{-I}, \c{-D} and \c{-U} options, this
710 option can also be specified as \c{-P}.
713 \S{opt-d} The \i\c{-d}\I\c{-D} Option: \I{pre-defining macros}Pre-Define a Macro
715 \I\c{%define}Just as the \c{-p} option gives an alternative to placing
716 \c{%include} directives at the start of a source file, the \c{-d}
717 option gives an alternative to placing a \c{%define} directive. You
718 could code
720 \c nasm myfile.asm -dFOO=100
722 as an alternative to placing the directive
724 \c %define FOO 100
726 at the start of the file. You can miss off the macro value, as well:
727 the option \c{-dFOO} is equivalent to coding \c{%define FOO}. This
728 form of the directive may be useful for selecting \i{assembly-time
729 options} which are then tested using \c{%ifdef}, for example
730 \c{-dDEBUG}.
732 For Makefile compatibility with many C compilers, this option can also
733 be specified as \c{-D}.
736 \S{opt-u} The \i\c{-u}\I\c{-U} Option: \I{Undefining macros}Undefine a Macro
738 \I\c{%undef}The \c{-u} option undefines a macro that would otherwise
739 have been pre-defined, either automatically or by a \c{-p} or \c{-d}
740 option specified earlier on the command lines.
742 For example, the following command line:
744 \c nasm myfile.asm -dFOO=100 -uFOO
746 would result in \c{FOO} \e{not} being a predefined macro in the
747 program. This is useful to override options specified at a different
748 point in a Makefile.
750 For Makefile compatibility with many C compilers, this option can also
751 be specified as \c{-U}.
754 \S{opt-E} The \i\c{-E}\I{-e} Option: Preprocess Only
756 NASM allows the \i{preprocessor} to be run on its own, up to a
757 point. Using the \c{-E} option (which requires no arguments) will
758 cause NASM to preprocess its input file, expand all the macro
759 references, remove all the comments and preprocessor directives, and
760 print the resulting file on standard output (or save it to a file,
761 if the \c{-o} option is also used).
763 This option cannot be applied to programs which require the
764 preprocessor to evaluate \I{preprocessor expressions}\i{expressions}
765 which depend on the values of symbols: so code such as
767 \c %assign tablesize ($-tablestart)
769 will cause an error in \i{preprocess-only mode}.
771 For compatiblity with older version of NASM, this option can also be
772 written \c{-e}.  \c{-E} in older versions of NASM was the equivalent
773 of the current \c{-Z} option, \k{opt-Z}.
775 \S{opt-a} The \i\c{-a} Option: Don't Preprocess At All
777 If NASM is being used as the back end to a compiler, it might be
778 desirable to \I{suppressing preprocessing}suppress preprocessing
779 completely and assume the compiler has already done it, to save time
780 and increase compilation speeds. The \c{-a} option, requiring no
781 argument, instructs NASM to replace its powerful \i{preprocessor}
782 with a \i{stub preprocessor} which does nothing.
785 \S{opt-O} The \i\c{-O} Option: Specifying \i{Multipass Optimization}
787 NASM defaults to not optimizing operands which can fit into a signed byte.
788 This means that if you want the shortest possible object code,
789 you have to enable optimization.
791 Using the \c{-O} option, you can tell NASM to carry out different
792 levels of optimization.  The syntax is:
794 \b \c{-O0}: No optimization. All operands take their long forms,
795         if a short form is not specified, except conditional jumps.
796         This is intended to match NASM 0.98 behavior.
798 \b \c{-O1}: Minimal optimization. As above, but immediate operands
799         which will fit in a signed byte are optimized,
800         unless the long form is specified.  Conditional jumps default
801         to the long form unless otherwise specified.
803 \b \c{-Ox} (where \c{x} is the actual letter \c{x}): Multipass optimization.
804         Minimize branch offsets and signed immediate bytes,
805         overriding size specification unless the \c{strict} keyword
806         has been used (see \k{strict}).  For compatability with earlier
807         releases, the letter \c{x} may also be any number greater than
808         one. This number has no effect on the actual number of passes.
810 The \c{-Ox} mode is recommended for most uses.
812 Note that this is a capital \c{O}, and is different from a small \c{o}, which
813 is used to specify the output file name. See \k{opt-o}.
816 \S{opt-t} The \i\c{-t} option: Enable TASM Compatibility Mode
818 NASM includes a limited form of compatibility with Borland's \i\c{TASM}.
819 When NASM's \c{-t} option is used, the following changes are made:
821 \b local labels may be prefixed with \c{@@} instead of \c{.}
823 \b size override is supported within brackets. In TASM compatible mode,
824 a size override inside square brackets changes the size of the operand,
825 and not the address type of the operand as it does in NASM syntax. E.g.
826 \c{mov eax,[DWORD val]} is valid syntax in TASM compatibility mode.
827 Note that you lose the ability to override the default address type for
828 the instruction.
830 \b unprefixed forms of some directives supported (\c{arg}, \c{elif},
831 \c{else}, \c{endif}, \c{if}, \c{ifdef}, \c{ifdifi}, \c{ifndef},
832 \c{include}, \c{local})
834 \S{opt-w} The \i\c{-w} and \i\c{-W} Options: Enable or Disable Assembly \i{Warnings}
836 NASM can observe many conditions during the course of assembly which
837 are worth mentioning to the user, but not a sufficiently severe
838 error to justify NASM refusing to generate an output file. These
839 conditions are reported like errors, but come up with the word
840 `warning' before the message. Warnings do not prevent NASM from
841 generating an output file and returning a success status to the
842 operating system.
844 Some conditions are even less severe than that: they are only
845 sometimes worth mentioning to the user. Therefore NASM supports the
846 \c{-w} command-line option, which enables or disables certain
847 classes of assembly warning. Such warning classes are described by a
848 name, for example \c{orphan-labels}; you can enable warnings of
849 this class by the command-line option \c{-w+orphan-labels} and
850 disable it by \c{-w-orphan-labels}.
852 The \i{suppressible warning} classes are:
854 \b \i\c{macro-params} covers warnings about \i{multi-line macros}
855 being invoked with the wrong number of parameters. This warning
856 class is enabled by default; see \k{mlmacover} for an example of why
857 you might want to disable it.
859 \b \i\c{macro-selfref} warns if a macro references itself. This 
860 warning class is disabled by default.
862 \b\i\c{macro-defaults} warns when a macro has more default
863 parameters than optional parameters. This warning class
864 is enabled by default; see \k{mlmacdef} for why you might want to disable it.
866 \b \i\c{orphan-labels} covers warnings about source lines which
867 contain no instruction but define a label without a trailing colon.
868 NASM warns about this somewhat obscure condition by default;
869 see \k{syntax} for more information.
871 \b \i\c{number-overflow} covers warnings about numeric constants which
872 don't fit in 64 bits. This warning class is enabled by default.
874 \b \i\c{gnu-elf-extensions} warns if 8-bit or 16-bit relocations 
875 are used in \c{-f elf} format. The GNU extensions allow this. 
876 This warning class is disabled by default.
878 \b \i\c{float-overflow} warns about floating point overflow.
879 Enabled by default.
881 \b \i\c{float-denorm} warns about floating point denormals.
882 Disabled by default.
884 \b \i\c{float-underflow} warns about floating point underflow.
885 Disabled by default.
887 \b \i\c{float-toolong} warns about too many digits in floating-point numbers.
888 Enabled by default.
890 \b \i\c{user} controls \c{%warning} directives (see \k{pperror}).
891 Enabled by default.
893 \b \i\c{error} causes warnings to be treated as errors.  Disabled by
894 default.
896 \b \i\c{all} is an alias for \e{all} suppressible warning classes (not
897 including \c{error}).  Thus, \c{-w+all} enables all available warnings.
899 In addition, you can set warning classes across sections.
900 Warning classes may be enabled with \i\c{[warning +warning-name]},
901 disabled with \i\c{[warning -warning-name]} or reset to their
902 original value with \i\c{[warning *warning-name]}. No "user form"
903 (without the brackets) exists.
905 Since version 2.00, NASM has also supported the gcc-like syntax
906 \c{-Wwarning} and \c{-Wno-warning} instead of \c{-w+warning} and
907 \c{-w-warning}, respectively.
910 \S{opt-v} The \i\c{-v} Option: Display \i{Version} Info
912 Typing \c{NASM -v} will display the version of NASM which you are using,
913 and the date on which it was compiled.
915 You will need the version number if you report a bug.
917 \S{opt-y} The \i\c{-y} Option: Display Available Debug Info Formats
919 Typing \c{nasm -f <option> -y} will display a list of the available 
920 debug info formats for the given output format. The default format 
921 is indicated by an asterisk. For example:
923 \c nasm -f elf -y
925 \c valid debug formats for 'elf32' output format are
926 \c   ('*' denotes default):
927 \c   * stabs     ELF32 (i386) stabs debug format for Linux
928 \c     dwarf     elf32 (i386) dwarf debug format for Linux
931 \S{opt-pfix} The \i\c{--prefix} and \i\c{--postfix} Options.
933 The \c{--prefix} and \c{--postfix} options prepend or append 
934 (respectively) the given argument to all \c{global} or
935 \c{extern} variables. E.g. \c{--prefix _} will prepend the 
936 underscore to all global and external variables, as C sometimes 
937 (but not always) likes it.
940 \S{nasmenv} The \i\c{NASMENV} \i{Environment} Variable
942 If you define an environment variable called \c{NASMENV}, the program
943 will interpret it as a list of extra command-line options, which are
944 processed before the real command line. You can use this to define
945 standard search directories for include files, by putting \c{-i}
946 options in the \c{NASMENV} variable.
948 The value of the variable is split up at white space, so that the
949 value \c{-s -ic:\\nasmlib} will be treated as two separate options.
950 However, that means that the value \c{-dNAME="my name"} won't do
951 what you might want, because it will be split at the space and the
952 NASM command-line processing will get confused by the two
953 nonsensical words \c{-dNAME="my} and \c{name"}.
955 To get round this, NASM provides a feature whereby, if you begin the
956 \c{NASMENV} environment variable with some character that isn't a minus
957 sign, then NASM will treat this character as the \i{separator
958 character} for options. So setting the \c{NASMENV} variable to the
959 value \c{!-s!-ic:\\nasmlib} is equivalent to setting it to \c{-s
960 -ic:\\nasmlib}, but \c{!-dNAME="my name"} will work.
962 This environment variable was previously called \c{NASM}. This was
963 changed with version 0.98.31.
966 \H{qstart} \i{Quick Start} for \i{MASM} Users
968 If you're used to writing programs with MASM, or with \i{TASM} in
969 MASM-compatible (non-Ideal) mode, or with \i\c{a86}, this section
970 attempts to outline the major differences between MASM's syntax and
971 NASM's. If you're not already used to MASM, it's probably worth
972 skipping this section.
975 \S{qscs} NASM Is \I{case sensitivity}Case-Sensitive
977 One simple difference is that NASM is case-sensitive. It makes a
978 difference whether you call your label \c{foo}, \c{Foo} or \c{FOO}.
979 If you're assembling to \c{DOS} or \c{OS/2} \c{.OBJ} files, you can
980 invoke the \i\c{UPPERCASE} directive (documented in \k{objfmt}) to
981 ensure that all symbols exported to other code modules are forced
982 to be upper case; but even then, \e{within} a single module, NASM
983 will distinguish between labels differing only in case.
986 \S{qsbrackets} NASM Requires \i{Square Brackets} For \i{Memory References}
988 NASM was designed with simplicity of syntax in mind. One of the
989 \i{design goals} of NASM is that it should be possible, as far as is
990 practical, for the user to look at a single line of NASM code
991 and tell what opcode is generated by it. You can't do this in MASM:
992 if you declare, for example,
994 \c foo     equ     1
995 \c bar     dw      2
997 then the two lines of code
999 \c         mov     ax,foo
1000 \c         mov     ax,bar
1002 generate completely different opcodes, despite having
1003 identical-looking syntaxes.
1005 NASM avoids this undesirable situation by having a much simpler
1006 syntax for memory references. The rule is simply that any access to
1007 the \e{contents} of a memory location requires square brackets
1008 around the address, and any access to the \e{address} of a variable
1009 doesn't. So an instruction of the form \c{mov ax,foo} will
1010 \e{always} refer to a compile-time constant, whether it's an \c{EQU}
1011 or the address of a variable; and to access the \e{contents} of the
1012 variable \c{bar}, you must code \c{mov ax,[bar]}.
1014 This also means that NASM has no need for MASM's \i\c{OFFSET}
1015 keyword, since the MASM code \c{mov ax,offset bar} means exactly the
1016 same thing as NASM's \c{mov ax,bar}. If you're trying to get
1017 large amounts of MASM code to assemble sensibly under NASM, you
1018 can always code \c{%idefine offset} to make the preprocessor treat
1019 the \c{OFFSET} keyword as a no-op.
1021 This issue is even more confusing in \i\c{a86}, where declaring a
1022 label with a trailing colon defines it to be a `label' as opposed to
1023 a `variable' and causes \c{a86} to adopt NASM-style semantics; so in
1024 \c{a86}, \c{mov ax,var} has different behaviour depending on whether
1025 \c{var} was declared as \c{var: dw 0} (a label) or \c{var dw 0} (a
1026 word-size variable). NASM is very simple by comparison:
1027 \e{everything} is a label.
1029 NASM, in the interests of simplicity, also does not support the
1030 \i{hybrid syntaxes} supported by MASM and its clones, such as
1031 \c{mov ax,table[bx]}, where a memory reference is denoted by one
1032 portion outside square brackets and another portion inside. The
1033 correct syntax for the above is \c{mov ax,[table+bx]}. Likewise,
1034 \c{mov ax,es:[di]} is wrong and \c{mov ax,[es:di]} is right.
1037 \S{qstypes} NASM Doesn't Store \i{Variable Types}
1039 NASM, by design, chooses not to remember the types of variables you
1040 declare. Whereas MASM will remember, on seeing \c{var dw 0}, that
1041 you declared \c{var} as a word-size variable, and will then be able
1042 to fill in the \i{ambiguity} in the size of the instruction \c{mov
1043 var,2}, NASM will deliberately remember nothing about the symbol
1044 \c{var} except where it begins, and so you must explicitly code
1045 \c{mov word [var],2}.
1047 For this reason, NASM doesn't support the \c{LODS}, \c{MOVS},
1048 \c{STOS}, \c{SCAS}, \c{CMPS}, \c{INS}, or \c{OUTS} instructions,
1049 but only supports the forms such as \c{LODSB}, \c{MOVSW}, and
1050 \c{SCASD}, which explicitly specify the size of the components of
1051 the strings being manipulated.
1054 \S{qsassume} NASM Doesn't \i\c{ASSUME}
1056 As part of NASM's drive for simplicity, it also does not support the
1057 \c{ASSUME} directive. NASM will not keep track of what values you
1058 choose to put in your segment registers, and will never
1059 \e{automatically} generate a \i{segment override} prefix.
1062 \S{qsmodel} NASM Doesn't Support \i{Memory Models}
1064 NASM also does not have any directives to support different 16-bit
1065 memory models. The programmer has to keep track of which functions
1066 are supposed to be called with a \i{far call} and which with a
1067 \i{near call}, and is responsible for putting the correct form of
1068 \c{RET} instruction (\c{RETN} or \c{RETF}; NASM accepts \c{RET}
1069 itself as an alternate form for \c{RETN}); in addition, the
1070 programmer is responsible for coding CALL FAR instructions where
1071 necessary when calling \e{external} functions, and must also keep
1072 track of which external variable definitions are far and which are
1073 near.
1076 \S{qsfpu} \i{Floating-Point} Differences
1078 NASM uses different names to refer to floating-point registers from
1079 MASM: where MASM would call them \c{ST(0)}, \c{ST(1)} and so on, and
1080 \i\c{a86} would call them simply \c{0}, \c{1} and so on, NASM
1081 chooses to call them \c{st0}, \c{st1} etc.
1083 As of version 0.96, NASM now treats the instructions with
1084 \i{`nowait'} forms in the same way as MASM-compatible assemblers.
1085 The idiosyncratic treatment employed by 0.95 and earlier was based
1086 on a misunderstanding by the authors.
1089 \S{qsother} Other Differences
1091 For historical reasons, NASM uses the keyword \i\c{TWORD} where MASM
1092 and compatible assemblers use \i\c{TBYTE}.
1094 NASM does not declare \i{uninitialized storage} in the same way as
1095 MASM: where a MASM programmer might use \c{stack db 64 dup (?)},
1096 NASM requires \c{stack resb 64}, intended to be read as `reserve 64
1097 bytes'. For a limited amount of compatibility, since NASM treats
1098 \c{?} as a valid character in symbol names, you can code \c{? equ 0}
1099 and then writing \c{dw ?} will at least do something vaguely useful.
1100 \I\c{RESB}\i\c{DUP} is still not a supported syntax, however.
1102 In addition to all of this, macros and directives work completely
1103 differently to MASM. See \k{preproc} and \k{directive} for further
1104 details.
1107 \C{lang} The NASM Language
1109 \H{syntax} Layout of a NASM Source Line
1111 Like most assemblers, each NASM source line contains (unless it
1112 is a macro, a preprocessor directive or an assembler directive: see
1113 \k{preproc} and \k{directive}) some combination of the four fields
1115 \c label:    instruction operands        ; comment
1117 As usual, most of these fields are optional; the presence or absence
1118 of any combination of a label, an instruction and a comment is allowed.
1119 Of course, the operand field is either required or forbidden by the
1120 presence and nature of the instruction field.
1122 NASM uses backslash (\\) as the line continuation character; if a line
1123 ends with backslash, the next line is considered to be a part of the
1124 backslash-ended line.
1126 NASM places no restrictions on white space within a line: labels may
1127 have white space before them, or instructions may have no space
1128 before them, or anything. The \i{colon} after a label is also
1129 optional. (Note that this means that if you intend to code \c{lodsb}
1130 alone on a line, and type \c{lodab} by accident, then that's still a
1131 valid source line which does nothing but define a label. Running
1132 NASM with the command-line option
1133 \I{orphan-labels}\c{-w+orphan-labels} will cause it to warn you if
1134 you define a label alone on a line without a \i{trailing colon}.)
1136 \i{Valid characters} in labels are letters, numbers, \c{_}, \c{$},
1137 \c{#}, \c{@}, \c{~}, \c{.}, and \c{?}. The only characters which may
1138 be used as the \e{first} character of an identifier are letters,
1139 \c{.} (with special meaning: see \k{locallab}), \c{_} and \c{?}.
1140 An identifier may also be prefixed with a \I{$, prefix}\c{$} to
1141 indicate that it is intended to be read as an identifier and not a
1142 reserved word; thus, if some other module you are linking with
1143 defines a symbol called \c{eax}, you can refer to \c{$eax} in NASM
1144 code to distinguish the symbol from the register. Maximum length of 
1145 an identifier is 4095 characters.
1147 The instruction field may contain any machine instruction: Pentium
1148 and P6 instructions, FPU instructions, MMX instructions and even
1149 undocumented instructions are all supported. The instruction may be
1150 prefixed by \c{LOCK}, \c{REP}, \c{REPE}/\c{REPZ} or
1151 \c{REPNE}/\c{REPNZ}, in the usual way. Explicit \I{address-size
1152 prefixes}address-size and \i{operand-size prefixes} \i\c{A16},
1153 \i\c{A32}, \i\c{A64}, \i\c{O16} and \i\c{O32}, \i\c{O64} are provided - one example of their use
1154 is given in \k{mixsize}. You can also use the name of a \I{segment
1155 override}segment register as an instruction prefix: coding
1156 \c{es mov [bx],ax} is equivalent to coding \c{mov [es:bx],ax}. We
1157 recommend the latter syntax, since it is consistent with other
1158 syntactic features of the language, but for instructions such as
1159 \c{LODSB}, which has no operands and yet can require a segment
1160 override, there is no clean syntactic way to proceed apart from
1161 \c{es lodsb}.
1163 An instruction is not required to use a prefix: prefixes such as
1164 \c{CS}, \c{A32}, \c{LOCK} or \c{REPE} can appear on a line by
1165 themselves, and NASM will just generate the prefix bytes.
1167 In addition to actual machine instructions, NASM also supports a
1168 number of pseudo-instructions, described in \k{pseudop}.
1170 Instruction \i{operands} may take a number of forms: they can be
1171 registers, described simply by the register name (e.g. \c{ax},
1172 \c{bp}, \c{ebx}, \c{cr0}: NASM does not use the \c{gas}-style
1173 syntax in which register names must be prefixed by a \c{%} sign), or
1174 they can be \i{effective addresses} (see \k{effaddr}), constants
1175 (\k{const}) or expressions (\k{expr}).
1177 For x87 \i{floating-point} instructions, NASM accepts a wide range of
1178 syntaxes: you can use two-operand forms like MASM supports, or you
1179 can use NASM's native single-operand forms in most cases.
1180 \# Details of
1181 \# all forms of each supported instruction are given in
1182 \# \k{iref}.
1183 For example, you can code:
1185 \c         fadd    st1             ; this sets st0 := st0 + st1
1186 \c         fadd    st0,st1         ; so does this
1188 \c         fadd    st1,st0         ; this sets st1 := st1 + st0
1189 \c         fadd    to st1          ; so does this
1191 Almost any x87 floating-point instruction that references memory must
1192 use one of the prefixes \i\c{DWORD}, \i\c{QWORD} or \i\c{TWORD} to
1193 indicate what size of \i{memory operand} it refers to.
1196 \H{pseudop} \i{Pseudo-Instructions}
1198 Pseudo-instructions are things which, though not real x86 machine
1199 instructions, are used in the instruction field anyway because that's
1200 the most convenient place to put them. The current pseudo-instructions
1201 are \i\c{DB}, \i\c{DW}, \i\c{DD}, \i\c{DQ}, \i\c{DT}, \i\c{DO} and
1202 \i\c{DY}; their \i{uninitialized} counterparts \i\c{RESB}, \i\c{RESW},
1203 \i\c{RESD}, \i\c{RESQ}, \i\c{REST}, \i\c{RESO} and \i\c{RESY}; the
1204 \i\c{INCBIN} command, the \i\c{EQU} command, and the \i\c{TIMES}
1205 prefix.
1208 \S{db} \c{DB} and Friends: Declaring Initialized Data
1210 \i\c{DB}, \i\c{DW}, \i\c{DD}, \i\c{DQ}, \i\c{DT}, \i\c{DO} and
1211 \i\c{DY} are used, much as in MASM, to declare initialized data in the
1212 output file. They can be invoked in a wide range of ways:
1213 \I{floating-point}\I{character constant}\I{string constant}
1215 \c       db    0x55                ; just the byte 0x55
1216 \c       db    0x55,0x56,0x57      ; three bytes in succession
1217 \c       db    'a',0x55            ; character constants are OK
1218 \c       db    'hello',13,10,'$'   ; so are string constants
1219 \c       dw    0x1234              ; 0x34 0x12
1220 \c       dw    'a'                 ; 0x61 0x00 (it's just a number)
1221 \c       dw    'ab'                ; 0x61 0x62 (character constant)
1222 \c       dw    'abc'               ; 0x61 0x62 0x63 0x00 (string)
1223 \c       dd    0x12345678          ; 0x78 0x56 0x34 0x12
1224 \c       dd    1.234567e20         ; floating-point constant
1225 \c       dq    0x123456789abcdef0  ; eight byte constant
1226 \c       dq    1.234567e20         ; double-precision float
1227 \c       dt    1.234567e20         ; extended-precision float
1229 \c{DT}, \c{DO} and \c{DY} do not accept \i{numeric constants} as operands.
1232 \S{resb} \c{RESB} and Friends: Declaring \i{Uninitialized} Data
1234 \i\c{RESB}, \i\c{RESW}, \i\c{RESD}, \i\c{RESQ}, \i\c{REST}, \i\c{RESO}
1235 and \i\c{RESY} are designed to be used in the BSS section of a module:
1236 they declare \e{uninitialized} storage space. Each takes a single
1237 operand, which is the number of bytes, words, doublewords or whatever
1238 to reserve.  As stated in \k{qsother}, NASM does not support the
1239 MASM/TASM syntax of reserving uninitialized space by writing
1240 \I\c{?}\c{DW ?} or similar things: this is what it does instead. The
1241 operand to a \c{RESB}-type pseudo-instruction is a \i\e{critical
1242 expression}: see \k{crit}.
1244 For example:
1246 \c buffer:         resb    64              ; reserve 64 bytes
1247 \c wordvar:        resw    1               ; reserve a word
1248 \c realarray       resq    10              ; array of ten reals
1249 \c ymmval:         resy    1               ; one YMM register
1251 \S{incbin} \i\c{INCBIN}: Including External \i{Binary Files}
1253 \c{INCBIN} is borrowed from the old Amiga assembler \i{DevPac}: it
1254 includes a binary file verbatim into the output file. This can be
1255 handy for (for example) including \i{graphics} and \i{sound} data
1256 directly into a game executable file. It can be called in one of
1257 these three ways:
1259 \c     incbin  "file.dat"             ; include the whole file
1260 \c     incbin  "file.dat",1024        ; skip the first 1024 bytes
1261 \c     incbin  "file.dat",1024,512    ; skip the first 1024, and
1262 \c                                    ; actually include at most 512
1264 \c{INCBIN} is both a directive and a standard macro; the standard
1265 macro version searches for the file in the include file search path
1266 and adds the file to the dependency lists.  This macro can be
1267 overridden if desired.
1270 \S{equ} \i\c{EQU}: Defining Constants
1272 \c{EQU} defines a symbol to a given constant value: when \c{EQU} is
1273 used, the source line must contain a label. The action of \c{EQU} is
1274 to define the given label name to the value of its (only) operand.
1275 This definition is absolute, and cannot change later. So, for
1276 example,
1278 \c message         db      'hello, world'
1279 \c msglen          equ     $-message
1281 defines \c{msglen} to be the constant 12. \c{msglen} may not then be
1282 redefined later. This is not a \i{preprocessor} definition either:
1283 the value of \c{msglen} is evaluated \e{once}, using the value of
1284 \c{$} (see \k{expr} for an explanation of \c{$}) at the point of
1285 definition, rather than being evaluated wherever it is referenced
1286 and using the value of \c{$} at the point of reference.
1289 \S{times} \i\c{TIMES}: \i{Repeating} Instructions or Data
1291 The \c{TIMES} prefix causes the instruction to be assembled multiple
1292 times. This is partly present as NASM's equivalent of the \i\c{DUP}
1293 syntax supported by \i{MASM}-compatible assemblers, in that you can
1294 code
1296 \c zerobuf:        times 64 db 0
1298 or similar things; but \c{TIMES} is more versatile than that. The
1299 argument to \c{TIMES} is not just a numeric constant, but a numeric
1300 \e{expression}, so you can do things like
1302 \c buffer: db      'hello, world'
1303 \c         times 64-$+buffer db ' '
1305 which will store exactly enough spaces to make the total length of
1306 \c{buffer} up to 64. Finally, \c{TIMES} can be applied to ordinary
1307 instructions, so you can code trivial \i{unrolled loops} in it:
1309 \c         times 100 movsb
1311 Note that there is no effective difference between \c{times 100 resb
1312 1} and \c{resb 100}, except that the latter will be assembled about
1313 100 times faster due to the internal structure of the assembler.
1315 The operand to \c{TIMES} is a critical expression (\k{crit}).
1317 Note also that \c{TIMES} can't be applied to \i{macros}: the reason
1318 for this is that \c{TIMES} is processed after the macro phase, which
1319 allows the argument to \c{TIMES} to contain expressions such as
1320 \c{64-$+buffer} as above. To repeat more than one line of code, or a
1321 complex macro, use the preprocessor \i\c{%rep} directive.
1324 \H{effaddr} Effective Addresses
1326 An \i{effective address} is any operand to an instruction which
1327 \I{memory reference}references memory. Effective addresses, in NASM,
1328 have a very simple syntax: they consist of an expression evaluating
1329 to the desired address, enclosed in \i{square brackets}. For
1330 example:
1332 \c wordvar dw      123
1333 \c         mov     ax,[wordvar]
1334 \c         mov     ax,[wordvar+1]
1335 \c         mov     ax,[es:wordvar+bx]
1337 Anything not conforming to this simple system is not a valid memory
1338 reference in NASM, for example \c{es:wordvar[bx]}.
1340 More complicated effective addresses, such as those involving more
1341 than one register, work in exactly the same way:
1343 \c         mov     eax,[ebx*2+ecx+offset]
1344 \c         mov     ax,[bp+di+8]
1346 NASM is capable of doing \i{algebra} on these effective addresses,
1347 so that things which don't necessarily \e{look} legal are perfectly
1348 all right:
1350 \c     mov     eax,[ebx*5]             ; assembles as [ebx*4+ebx]
1351 \c     mov     eax,[label1*2-label2]   ; ie [label1+(label1-label2)]
1353 Some forms of effective address have more than one assembled form;
1354 in most such cases NASM will generate the smallest form it can. For
1355 example, there are distinct assembled forms for the 32-bit effective
1356 addresses \c{[eax*2+0]} and \c{[eax+eax]}, and NASM will generally
1357 generate the latter on the grounds that the former requires four
1358 bytes to store a zero offset.
1360 NASM has a hinting mechanism which will cause \c{[eax+ebx]} and
1361 \c{[ebx+eax]} to generate different opcodes; this is occasionally
1362 useful because \c{[esi+ebp]} and \c{[ebp+esi]} have different
1363 default segment registers.
1365 However, you can force NASM to generate an effective address in a
1366 particular form by the use of the keywords \c{BYTE}, \c{WORD},
1367 \c{DWORD} and \c{NOSPLIT}. If you need \c{[eax+3]} to be assembled
1368 using a double-word offset field instead of the one byte NASM will
1369 normally generate, you can code \c{[dword eax+3]}. Similarly, you
1370 can force NASM to use a byte offset for a small value which it
1371 hasn't seen on the first pass (see \k{crit} for an example of such a
1372 code fragment) by using \c{[byte eax+offset]}. As special cases,
1373 \c{[byte eax]} will code \c{[eax+0]} with a byte offset of zero, and
1374 \c{[dword eax]} will code it with a double-word offset of zero. The
1375 normal form, \c{[eax]}, will be coded with no offset field.
1377 The form described in the previous paragraph is also useful if you
1378 are trying to access data in a 32-bit segment from within 16 bit code.
1379 For more information on this see the section on mixed-size addressing
1380 (\k{mixaddr}). In particular, if you need to access data with a known
1381 offset that is larger than will fit in a 16-bit value, if you don't
1382 specify that it is a dword offset, nasm will cause the high word of
1383 the offset to be lost.
1385 Similarly, NASM will split \c{[eax*2]} into \c{[eax+eax]} because
1386 that allows the offset field to be absent and space to be saved; in
1387 fact, it will also split \c{[eax*2+offset]} into
1388 \c{[eax+eax+offset]}. You can combat this behaviour by the use of
1389 the \c{NOSPLIT} keyword: \c{[nosplit eax*2]} will force
1390 \c{[eax*2+0]} to be generated literally.
1392 In 64-bit mode, NASM will by default generate absolute addresses.  The
1393 \i\c{REL} keyword makes it produce \c{RIP}-relative addresses. Since
1394 this is frequently the normally desired behaviour, see the \c{DEFAULT}
1395 directive (\k{default}). The keyword \i\c{ABS} overrides \i\c{REL}.
1398 \H{const} \i{Constants}
1400 NASM understands four different types of constant: numeric,
1401 character, string and floating-point.
1404 \S{numconst} \i{Numeric Constants}
1406 A numeric constant is simply a number. NASM allows you to specify
1407 numbers in a variety of number bases, in a variety of ways: you can
1408 suffix \c{H}, \c{Q} or \c{O}, and \c{B} for \i{hex}, \i{octal} and \i{binary},
1409 or you can prefix \c{0x} for hex in the style of C, or you can
1410 prefix \c{$} for hex in the style of Borland Pascal. Note, though,
1411 that the \I{$, prefix}\c{$} prefix does double duty as a prefix on
1412 identifiers (see \k{syntax}), so a hex number prefixed with a \c{$}
1413 sign must have a digit after the \c{$} rather than a letter.
1415 Numeric constants can have underscores (\c{_}) interspersed to break
1416 up long strings.
1418 Some examples:
1420 \c         mov     ax,100          ; decimal
1421 \c         mov     ax,0a2h         ; hex
1422 \c         mov     ax,$0a2         ; hex again: the 0 is required
1423 \c         mov     ax,0xa2         ; hex yet again
1424 \c         mov     ax,777q         ; octal
1425 \c         mov     ax,777o         ; octal again
1426 \c         mov     ax,10010011b    ; binary
1427 \c         mov     ax,1001_0011b   ; same binary constant
1430 \S{strings} \I{Strings}\i{Character Strings}
1432 A character string consists of up to eight characters enclosed in
1433 either single quotes (\c{'...'}), double quotes (\c{"..."}) or
1434 backquotes (\c{`...`}).  Single or double quotes are equivalent to
1435 NASM (except of course that surrounding the constant with single
1436 quotes allows double quotes to appear within it and vice versa); the
1437 contents of those are represented verbatim.  Strings enclosed in
1438 backquotes support C-style \c{\\}-escapes for special characters.
1441 The following \i{escape sequences} are recognized by backquoted strings:
1443 \c       \'          single quote (')
1444 \c       \"          double quote (")
1445 \c       \`          backquote (`)
1446 \c       \\\          backslash (\)
1447 \c       \?          question mark (?)
1448 \c       \a          BEL (ASCII 7)
1449 \c       \b          BS  (ASCII 8)
1450 \c       \t          TAB (ASCII 9)
1451 \c       \n          LF  (ASCII 10)
1452 \c       \v          VT  (ASCII 11)
1453 \c       \f          FF  (ASCII 12)
1454 \c       \r          CR  (ASCII 13)
1455 \c       \e          ESC (ASCII 27)
1456 \c       \377        Up to 3 octal digits - literal byte
1457 \c       \xFF        Up to 2 hexadecimal digits - literal byte
1458 \c       \u1234      4 hexadecimal digits - Unicode character
1459 \c       \U12345678  8 hexadecimal digits - Unicode character
1461 All other escape sequences are reserved.  Note that \c{\\0}, meaning a
1462 \c{NUL} character (ASCII 0), is a special case of the octal escape
1463 sequence.
1465 \i{Unicode} characters specified with \c{\\u} or \c{\\U} are converted to
1466 \i{UTF-8}.  For example, the following lines are all equivalent:
1468 \c       db `\u263a`            ; UTF-8 smiley face
1469 \c       db `\xe2\x98\xba`      ; UTF-8 smiley face
1470 \c       db 0E2h, 098h, 0BAh    ; UTF-8 smiley face
1473 \S{chrconst} \i{Character Constants}
1475 A character constant consists of a string up to eight bytes long, used
1476 in an expression context.  It is treated as if it was an integer.
1478 A character constant with more than one byte will be arranged
1479 with \i{little-endian} order in mind: if you code
1481 \c           mov eax,'abcd'
1483 then the constant generated is not \c{0x61626364}, but
1484 \c{0x64636261}, so that if you were then to store the value into
1485 memory, it would read \c{abcd} rather than \c{dcba}. This is also
1486 the sense of character constants understood by the Pentium's
1487 \i\c{CPUID} instruction.
1490 \S{strconst} \i{String Constants}
1492 String constants are character strings used in the context of some
1493 pseudo-instructions, namely the
1494 \I\c{DW}\I\c{DD}\I\c{DQ}\I\c{DT}\I\c{DO}\I\c{DY}\i\c{DB} family and
1495 \i\c{INCBIN} (where it represents a filename.)  They are also used in
1496 certain preprocessor directives.
1498 A string constant looks like a character constant, only longer. It
1499 is treated as a concatenation of maximum-size character constants
1500 for the conditions. So the following are equivalent:
1502 \c       db    'hello'               ; string constant
1503 \c       db    'h','e','l','l','o'   ; equivalent character constants
1505 And the following are also equivalent:
1507 \c       dd    'ninechars'           ; doubleword string constant
1508 \c       dd    'nine','char','s'     ; becomes three doublewords
1509 \c       db    'ninechars',0,0,0     ; and really looks like this
1511 Note that when used in a string-supporting context, quoted strings are
1512 treated as a string constants even if they are short enough to be a
1513 character constant, because otherwise \c{db 'ab'} would have the same
1514 effect as \c{db 'a'}, which would be silly. Similarly, three-character
1515 or four-character constants are treated as strings when they are
1516 operands to \c{DW}, and so forth.
1518 \S{unicode} \I{UTF-16}\I{UTF-32}\i{Unicode} Strings
1520 The special operators \i\c{__utf16__} and \i\c{__utf32__} allows
1521 definition of Unicode strings.  They take a string in UTF-8 format and
1522 converts it to (littleendian) UTF-16 or UTF-32, respectively.
1524 For example:
1526 \c %define u(x) __utf16__(x)
1527 \c %define w(x) __utf32__(x)
1529 \c       dw u('C:\WINDOWS'), 0       ; Pathname in UTF-16
1530 \c       dd w(`A + B = \u206a`), 0   ; String in UTF-32
1532 \c{__utf16__} and \c{__utf32__} can be applied either to strings
1533 passed to the \c{DB} family instructions, or to character constants in
1534 an expression context.  
1536 \S{fltconst} \I{floating-point, constants}Floating-Point Constants
1538 \i{Floating-point} constants are acceptable only as arguments to
1539 \i\c{DB}, \i\c{DW}, \i\c{DD}, \i\c{DQ}, \i\c{DT}, and \i\c{DO}, or as
1540 arguments to the special operators \i\c{__float8__},
1541 \i\c{__float16__}, \i\c{__float32__}, \i\c{__float64__},
1542 \i\c{__float80m__}, \i\c{__float80e__}, \i\c{__float128l__}, and
1543 \i\c{__float128h__}.
1545 Floating-point constants are expressed in the traditional form:
1546 digits, then a period, then optionally more digits, then optionally an
1547 \c{E} followed by an exponent. The period is mandatory, so that NASM
1548 can distinguish between \c{dd 1}, which declares an integer constant,
1549 and \c{dd 1.0} which declares a floating-point constant.  NASM also
1550 support C99-style hexadecimal floating-point: \c{0x}, hexadecimal
1551 digits, period, optionally more hexadeximal digits, then optionally a
1552 \c{P} followed by a \e{binary} (not hexadecimal) exponent in decimal
1553 notation.
1555 Underscores to break up groups of digits are permitted in
1556 floating-point constants as well.
1558 Some examples:
1560 \c       db    -0.2                    ; "Quarter precision"
1561 \c       dw    -0.5                    ; IEEE 754r/SSE5 half precision
1562 \c       dd    1.2                     ; an easy one
1563 \c       dd    1.222_222_222           ; underscores are permitted
1564 \c       dd    0x1p+2                  ; 1.0x2^2 = 4.0
1565 \c       dq    0x1p+32                 ; 1.0x2^32 = 4 294 967 296.0
1566 \c       dq    1.e10                   ; 10 000 000 000.0
1567 \c       dq    1.e+10                  ; synonymous with 1.e10
1568 \c       dq    1.e-10                  ; 0.000 000 000 1
1569 \c       dt    3.141592653589793238462 ; pi
1570 \c       do    1.e+4000                ; IEEE 754r quad precision
1572 The 8-bit "quarter-precision" floating-point format is
1573 sign:exponent:mantissa = 1:4:3 with an exponent bias of 7.  This
1574 appears to be the most frequently used 8-bit floating-point format,
1575 although it is not covered by any formal standard.  This is sometimes
1576 called a "\i{minifloat}."
1578 The special operators are used to produce floating-point numbers in
1579 other contexts.  They produce the binary representation of a specific
1580 floating-point number as an integer, and can use anywhere integer
1581 constants are used in an expression.  \c{__float80m__} and
1582 \c{__float80e__} produce the 64-bit mantissa and 16-bit exponent of an
1583 80-bit floating-point number, and \c{__float128l__} and
1584 \c{__float128h__} produce the lower and upper 64-bit halves of a 128-bit
1585 floating-point number, respectively.
1587 For example:
1589 \c       mov    rax,__float64__(3.141592653589793238462)
1591 ... would assign the binary representation of pi as a 64-bit floating
1592 point number into \c{RAX}.  This is exactly equivalent to:
1594 \c       mov    rax,0x400921fb54442d18
1596 NASM cannot do compile-time arithmetic on floating-point constants.
1597 This is because NASM is designed to be portable - although it always
1598 generates code to run on x86 processors, the assembler itself can
1599 run on any system with an ANSI C compiler. Therefore, the assembler
1600 cannot guarantee the presence of a floating-point unit capable of
1601 handling the \i{Intel number formats}, and so for NASM to be able to
1602 do floating arithmetic it would have to include its own complete set
1603 of floating-point routines, which would significantly increase the
1604 size of the assembler for very little benefit.
1606 The special tokens \i\c{__Infinity__}, \i\c{__QNaN__} (or
1607 \i\c{__NaN__}) and \i\c{__SNaN__} can be used to generate
1608 \I{infinity}infinities, quiet \i{NaN}s, and signalling NaNs,
1609 respectively.  These are normally used as macros:
1611 \c %define Inf __Infinity__
1612 \c %define NaN __QNaN__
1614 \c       dq    +1.5, -Inf, NaN         ; Double-precision constants
1616 \S{bcdconst} \I{floating-point, packed BCD constants}Packed BCD Constants
1618 x87-style packed BCD constants can be used in the same contexts as
1619 80-bit floating-point numbers.  They are suffixed with \c{p} or
1620 prefixed with \c{0p}, and can include up to 18 decimal digits.
1622 As with other numeric constants, underscores can be used to separate
1623 digits.
1625 For example:
1627 \c       dt 12_345_678_901_245_678p
1628 \c       dt -12_345_678_901_245_678p
1629 \c       dt +0p33
1630 \c       dt 33p
1633 \H{expr} \i{Expressions}
1635 Expressions in NASM are similar in syntax to those in C.  Expressions
1636 are evaluated as 64-bit integers which are then adjusted to the
1637 appropriate size.
1639 NASM supports two special tokens in expressions, allowing
1640 calculations to involve the current assembly position: the
1641 \I{$, here}\c{$} and \i\c{$$} tokens. \c{$} evaluates to the assembly
1642 position at the beginning of the line containing the expression; so
1643 you can code an \i{infinite loop} using \c{JMP $}. \c{$$} evaluates
1644 to the beginning of the current section; so you can tell how far
1645 into the section you are by using \c{($-$$)}.
1647 The arithmetic \i{operators} provided by NASM are listed here, in
1648 increasing order of \i{precedence}.
1651 \S{expor} \i\c{|}: \i{Bitwise OR} Operator
1653 The \c{|} operator gives a bitwise OR, exactly as performed by the
1654 \c{OR} machine instruction. Bitwise OR is the lowest-priority
1655 arithmetic operator supported by NASM.
1658 \S{expxor} \i\c{^}: \i{Bitwise XOR} Operator
1660 \c{^} provides the bitwise XOR operation.
1663 \S{expand} \i\c{&}: \i{Bitwise AND} Operator
1665 \c{&} provides the bitwise AND operation.
1668 \S{expshift} \i\c{<<} and \i\c{>>}: \i{Bit Shift} Operators
1670 \c{<<} gives a bit-shift to the left, just as it does in C. So \c{5<<3}
1671 evaluates to 5 times 8, or 40. \c{>>} gives a bit-shift to the
1672 right; in NASM, such a shift is \e{always} unsigned, so that
1673 the bits shifted in from the left-hand end are filled with zero
1674 rather than a sign-extension of the previous highest bit.
1677 \S{expplmi} \I{+ opaddition}\c{+} and \I{- opsubtraction}\c{-}:
1678 \i{Addition} and \i{Subtraction} Operators
1680 The \c{+} and \c{-} operators do perfectly ordinary addition and
1681 subtraction.
1684 \S{expmul} \i\c{*}, \i\c{/}, \i\c{//}, \i\c{%} and \i\c{%%}:
1685 \i{Multiplication} and \i{Division}
1687 \c{*} is the multiplication operator. \c{/} and \c{//} are both
1688 division operators: \c{/} is \i{unsigned division} and \c{//} is
1689 \i{signed division}. Similarly, \c{%} and \c{%%} provide \I{unsigned
1690 modulo}\I{modulo operators}unsigned and
1691 \i{signed modulo} operators respectively.
1693 NASM, like ANSI C, provides no guarantees about the sensible
1694 operation of the signed modulo operator.
1696 Since the \c{%} character is used extensively by the macro
1697 \i{preprocessor}, you should ensure that both the signed and unsigned
1698 modulo operators are followed by white space wherever they appear.
1701 \S{expmul} \i{Unary Operators}: \I{+ opunary}\c{+}, \I{- opunary}\c{-},
1702 \i\c{~}, \I{! opunary}\c{!} and \i\c{SEG}
1704 The highest-priority operators in NASM's expression grammar are
1705 those which only apply to one argument. \c{-} negates its operand,
1706 \c{+} does nothing (it's provided for symmetry with \c{-}), \c{~}
1707 computes the \i{one's complement} of its operand, \c{!} is the
1708 \i{logical negation} operator, and \c{SEG} provides the \i{segment address}
1709 of its operand (explained in more detail in \k{segwrt}).
1712 \H{segwrt} \i\c{SEG} and \i\c{WRT}
1714 When writing large 16-bit programs, which must be split into
1715 multiple \i{segments}, it is often necessary to be able to refer to
1716 the \I{segment address}segment part of the address of a symbol. NASM
1717 supports the \c{SEG} operator to perform this function.
1719 The \c{SEG} operator returns the \i\e{preferred} segment base of a
1720 symbol, defined as the segment base relative to which the offset of
1721 the symbol makes sense. So the code
1723 \c         mov     ax,seg symbol
1724 \c         mov     es,ax
1725 \c         mov     bx,symbol
1727 will load \c{ES:BX} with a valid pointer to the symbol \c{symbol}.
1729 Things can be more complex than this: since 16-bit segments and
1730 \i{groups} may \I{overlapping segments}overlap, you might occasionally
1731 want to refer to some symbol using a different segment base from the
1732 preferred one. NASM lets you do this, by the use of the \c{WRT}
1733 (With Reference To) keyword. So you can do things like
1735 \c         mov     ax,weird_seg        ; weird_seg is a segment base
1736 \c         mov     es,ax
1737 \c         mov     bx,symbol wrt weird_seg
1739 to load \c{ES:BX} with a different, but functionally equivalent,
1740 pointer to the symbol \c{symbol}.
1742 NASM supports far (inter-segment) calls and jumps by means of the
1743 syntax \c{call segment:offset}, where \c{segment} and \c{offset}
1744 both represent immediate values. So to call a far procedure, you
1745 could code either of
1747 \c         call    (seg procedure):procedure
1748 \c         call    weird_seg:(procedure wrt weird_seg)
1750 (The parentheses are included for clarity, to show the intended
1751 parsing of the above instructions. They are not necessary in
1752 practice.)
1754 NASM supports the syntax \I\c{CALL FAR}\c{call far procedure} as a
1755 synonym for the first of the above usages. \c{JMP} works identically
1756 to \c{CALL} in these examples.
1758 To declare a \i{far pointer} to a data item in a data segment, you
1759 must code
1761 \c         dw      symbol, seg symbol
1763 NASM supports no convenient synonym for this, though you can always
1764 invent one using the macro processor.
1767 \H{strict} \i\c{STRICT}: Inhibiting Optimization
1769 When assembling with the optimizer set to level 2 or higher (see
1770 \k{opt-O}), NASM will use size specifiers (\c{BYTE}, \c{WORD},
1771 \c{DWORD}, \c{QWORD}, \c{TWORD}, \c{OWORD} or \c{YWORD}), but will
1772 give them the smallest possible size. The keyword \c{STRICT} can be
1773 used to inhibit optimization and force a particular operand to be
1774 emitted in the specified size. For example, with the optimizer on, and
1775 in \c{BITS 16} mode,
1777 \c         push dword 33
1779 is encoded in three bytes \c{66 6A 21}, whereas
1781 \c         push strict dword 33
1783 is encoded in six bytes, with a full dword immediate operand \c{66 68
1784 21 00 00 00}.
1786 With the optimizer off, the same code (six bytes) is generated whether
1787 the \c{STRICT} keyword was used or not.
1790 \H{crit} \i{Critical Expressions}
1792 Although NASM has an optional multi-pass optimizer, there are some
1793 expressions which must be resolvable on the first pass. These are
1794 called \e{Critical Expressions}.
1796 The first pass is used to determine the size of all the assembled
1797 code and data, so that the second pass, when generating all the
1798 code, knows all the symbol addresses the code refers to. So one
1799 thing NASM can't handle is code whose size depends on the value of a
1800 symbol declared after the code in question. For example,
1802 \c         times (label-$) db 0
1803 \c label:  db      'Where am I?'
1805 The argument to \i\c{TIMES} in this case could equally legally
1806 evaluate to anything at all; NASM will reject this example because
1807 it cannot tell the size of the \c{TIMES} line when it first sees it.
1808 It will just as firmly reject the slightly \I{paradox}paradoxical
1809 code
1811 \c         times (label-$+1) db 0
1812 \c label:  db      'NOW where am I?'
1814 in which \e{any} value for the \c{TIMES} argument is by definition
1815 wrong!
1817 NASM rejects these examples by means of a concept called a
1818 \e{critical expression}, which is defined to be an expression whose
1819 value is required to be computable in the first pass, and which must
1820 therefore depend only on symbols defined before it. The argument to
1821 the \c{TIMES} prefix is a critical expression.
1823 \H{locallab} \i{Local Labels}
1825 NASM gives special treatment to symbols beginning with a \i{period}.
1826 A label beginning with a single period is treated as a \e{local}
1827 label, which means that it is associated with the previous non-local
1828 label. So, for example:
1830 \c label1  ; some code
1832 \c .loop
1833 \c         ; some more code
1835 \c         jne     .loop
1836 \c         ret
1838 \c label2  ; some code
1840 \c .loop
1841 \c         ; some more code
1843 \c         jne     .loop
1844 \c         ret
1846 In the above code fragment, each \c{JNE} instruction jumps to the
1847 line immediately before it, because the two definitions of \c{.loop}
1848 are kept separate by virtue of each being associated with the
1849 previous non-local label.
1851 This form of local label handling is borrowed from the old Amiga
1852 assembler \i{DevPac}; however, NASM goes one step further, in
1853 allowing access to local labels from other parts of the code. This
1854 is achieved by means of \e{defining} a local label in terms of the
1855 previous non-local label: the first definition of \c{.loop} above is
1856 really defining a symbol called \c{label1.loop}, and the second
1857 defines a symbol called \c{label2.loop}. So, if you really needed
1858 to, you could write
1860 \c label3  ; some more code
1861 \c         ; and some more
1863 \c         jmp label1.loop
1865 Sometimes it is useful - in a macro, for instance - to be able to
1866 define a label which can be referenced from anywhere but which
1867 doesn't interfere with the normal local-label mechanism. Such a
1868 label can't be non-local because it would interfere with subsequent
1869 definitions of, and references to, local labels; and it can't be
1870 local because the macro that defined it wouldn't know the label's
1871 full name. NASM therefore introduces a third type of label, which is
1872 probably only useful in macro definitions: if a label begins with
1873 the \I{label prefix}special prefix \i\c{..@}, then it does nothing
1874 to the local label mechanism. So you could code
1876 \c label1:                         ; a non-local label
1877 \c .local:                         ; this is really label1.local
1878 \c ..@foo:                         ; this is a special symbol
1879 \c label2:                         ; another non-local label
1880 \c .local:                         ; this is really label2.local
1882 \c         jmp     ..@foo          ; this will jump three lines up
1884 NASM has the capacity to define other special symbols beginning with
1885 a double period: for example, \c{..start} is used to specify the
1886 entry point in the \c{obj} output format (see \k{dotdotstart}).
1889 \C{preproc} The NASM \i{Preprocessor}
1891 NASM contains a powerful \i{macro processor}, which supports
1892 conditional assembly, multi-level file inclusion, two forms of macro
1893 (single-line and multi-line), and a `context stack' mechanism for
1894 extra macro power. Preprocessor directives all begin with a \c{%}
1895 sign.
1897 The preprocessor collapses all lines which end with a backslash (\\)
1898 character into a single line.  Thus:
1900 \c %define THIS_VERY_LONG_MACRO_NAME_IS_DEFINED_TO \\
1901 \c         THIS_VALUE
1903 will work like a single-line macro without the backslash-newline
1904 sequence.
1906 \H{slmacro} \i{Single-Line Macros}
1908 \S{define} The Normal Way: \I\c{%idefine}\i\c{%define}
1910 Single-line macros are defined using the \c{%define} preprocessor
1911 directive. The definitions work in a similar way to C; so you can do
1912 things like
1914 \c %define ctrl    0x1F &
1915 \c %define param(a,b) ((a)+(a)*(b))
1917 \c         mov     byte [param(2,ebx)], ctrl 'D'
1919 which will expand to
1921 \c         mov     byte [(2)+(2)*(ebx)], 0x1F & 'D'
1923 When the expansion of a single-line macro contains tokens which
1924 invoke another macro, the expansion is performed at invocation time,
1925 not at definition time. Thus the code
1927 \c %define a(x)    1+b(x)
1928 \c %define b(x)    2*x
1930 \c         mov     ax,a(8)
1932 will evaluate in the expected way to \c{mov ax,1+2*8}, even though
1933 the macro \c{b} wasn't defined at the time of definition of \c{a}.
1935 Macros defined with \c{%define} are \i{case sensitive}: after
1936 \c{%define foo bar}, only \c{foo} will expand to \c{bar}: \c{Foo} or
1937 \c{FOO} will not. By using \c{%idefine} instead of \c{%define} (the
1938 `i' stands for `insensitive') you can define all the case variants
1939 of a macro at once, so that \c{%idefine foo bar} would cause
1940 \c{foo}, \c{Foo}, \c{FOO}, \c{fOO} and so on all to expand to
1941 \c{bar}.
1943 There is a mechanism which detects when a macro call has occurred as
1944 a result of a previous expansion of the same macro, to guard against
1945 \i{circular references} and infinite loops. If this happens, the
1946 preprocessor will only expand the first occurrence of the macro.
1947 Hence, if you code
1949 \c %define a(x)    1+a(x)
1951 \c         mov     ax,a(3)
1953 the macro \c{a(3)} will expand once, becoming \c{1+a(3)}, and will
1954 then expand no further. This behaviour can be useful: see \k{32c}
1955 for an example of its use.
1957 You can \I{overloading, single-line macros}overload single-line
1958 macros: if you write
1960 \c %define foo(x)   1+x
1961 \c %define foo(x,y) 1+x*y
1963 the preprocessor will be able to handle both types of macro call,
1964 by counting the parameters you pass; so \c{foo(3)} will become
1965 \c{1+3} whereas \c{foo(ebx,2)} will become \c{1+ebx*2}. However, if
1966 you define
1968 \c %define foo bar
1970 then no other definition of \c{foo} will be accepted: a macro with
1971 no parameters prohibits the definition of the same name as a macro
1972 \e{with} parameters, and vice versa.
1974 This doesn't prevent single-line macros being \e{redefined}: you can
1975 perfectly well define a macro with
1977 \c %define foo bar
1979 and then re-define it later in the same source file with
1981 \c %define foo baz
1983 Then everywhere the macro \c{foo} is invoked, it will be expanded
1984 according to the most recent definition. This is particularly useful
1985 when defining single-line macros with \c{%assign} (see \k{assign}).
1987 You can \i{pre-define} single-line macros using the `-d' option on
1988 the NASM command line: see \k{opt-d}.
1991 \S{xdefine} Resolving \c{%define}: \I\c{%ixdefine}\i\c{%xdefine}
1993 To have a reference to an embedded single-line macro resolved at the
1994 time that the embedding macro is \e{defined}, as opposed to when the
1995 embedding macro is \e{expanded}, you need a different mechanism to the
1996 one offered by \c{%define}. The solution is to use \c{%xdefine}, or
1997 it's \I{case sensitive}case-insensitive counterpart \c{%ixdefine}.
1999 Suppose you have the following code:
2001 \c %define  isTrue  1
2002 \c %define  isFalse isTrue
2003 \c %define  isTrue  0
2005 \c val1:    db      isFalse
2007 \c %define  isTrue  1
2009 \c val2:    db      isFalse
2011 In this case, \c{val1} is equal to 0, and \c{val2} is equal to 1.
2012 This is because, when a single-line macro is defined using
2013 \c{%define}, it is expanded only when it is called. As \c{isFalse}
2014 expands to \c{isTrue}, the expansion will be the current value of
2015 \c{isTrue}. The first time it is called that is 0, and the second
2016 time it is 1.
2018 If you wanted \c{isFalse} to expand to the value assigned to the
2019 embedded macro \c{isTrue} at the time that \c{isFalse} was defined,
2020 you need to change the above code to use \c{%xdefine}.
2022 \c %xdefine isTrue  1
2023 \c %xdefine isFalse isTrue
2024 \c %xdefine isTrue  0
2026 \c val1:    db      isFalse
2028 \c %xdefine isTrue  1
2030 \c val2:    db      isFalse
2032 Now, each time that \c{isFalse} is called, it expands to 1,
2033 as that is what the embedded macro \c{isTrue} expanded to at
2034 the time that \c{isFalse} was defined.
2037 \S{concat%+} Concatenating Single Line Macro Tokens: \i\c{%+}
2039 Individual tokens in single line macros can be concatenated, to produce
2040 longer tokens for later processing. This can be useful if there are
2041 several similar macros that perform similar functions.
2043 Please note that a space is required after \c{%+}, in order to
2044 disambiguate it from the syntax \c{%+1} used in multiline macros.
2046 As an example, consider the following:
2048 \c %define BDASTART 400h                ; Start of BIOS data area
2050 \c struc   tBIOSDA                      ; its structure
2051 \c         .COM1addr       RESW    1
2052 \c         .COM2addr       RESW    1
2053 \c         ; ..and so on
2054 \c endstruc
2056 Now, if we need to access the elements of tBIOSDA in different places,
2057 we can end up with:
2059 \c         mov     ax,BDASTART + tBIOSDA.COM1addr
2060 \c         mov     bx,BDASTART + tBIOSDA.COM2addr
2062 This will become pretty ugly (and tedious) if used in many places, and
2063 can be reduced in size significantly by using the following macro:
2065 \c ; Macro to access BIOS variables by their names (from tBDA):
2067 \c %define BDA(x)  BDASTART + tBIOSDA. %+ x
2069 Now the above code can be written as:
2071 \c         mov     ax,BDA(COM1addr)
2072 \c         mov     bx,BDA(COM2addr)
2074 Using this feature, we can simplify references to a lot of macros (and,
2075 in turn, reduce typing errors).
2078 \S{selfref%?} The Macro Name Itself: \i\c{%?} and \i\c{%??}
2080 The special symbols \c{%?} and \c{%??} can be used to reference the
2081 macro name itself inside a macro expansion, this is supported for both
2082 single-and multi-line macros.  \c{%?} refers to the macro name as
2083 \e{invoked}, whereas \c{%??} refers to the macro name as
2084 \e{declared}.  The two are always the same for case-sensitive
2085 macros, but for case-insensitive macros, they can differ.
2087 For example:
2089 \c %idefine Foo mov %?,%??
2091 \c         foo
2092 \c         FOO
2094 will expand to:
2096 \c         mov foo,Foo
2097 \c         mov FOO,Foo
2099 The sequence:
2101 \c %idefine keyword $%?
2103 can be used to make a keyword "disappear", for example in case a new
2104 instruction has been used as a label in older code.  For example:
2106 \c %idefine pause $%?                  ; Hide the PAUSE instruction
2108 \S{undef} Undefining Single-Line Macros: \i\c{%undef}
2110 Single-line macros can be removed with the \c{%undef} directive.  For
2111 example, the following sequence:
2113 \c %define foo bar
2114 \c %undef  foo
2116 \c         mov     eax, foo
2118 will expand to the instruction \c{mov eax, foo}, since after
2119 \c{%undef} the macro \c{foo} is no longer defined.
2121 Macros that would otherwise be pre-defined can be undefined on the
2122 command-line using the `-u' option on the NASM command line: see
2123 \k{opt-u}.
2126 \S{assign} \i{Preprocessor Variables}: \i\c{%assign}
2128 An alternative way to define single-line macros is by means of the
2129 \c{%assign} command (and its \I{case sensitive}case-insensitive
2130 counterpart \i\c{%iassign}, which differs from \c{%assign} in
2131 exactly the same way that \c{%idefine} differs from \c{%define}).
2133 \c{%assign} is used to define single-line macros which take no
2134 parameters and have a numeric value. This value can be specified in
2135 the form of an expression, and it will be evaluated once, when the
2136 \c{%assign} directive is processed.
2138 Like \c{%define}, macros defined using \c{%assign} can be re-defined
2139 later, so you can do things like
2141 \c %assign i i+1
2143 to increment the numeric value of a macro.
2145 \c{%assign} is useful for controlling the termination of \c{%rep}
2146 preprocessor loops: see \k{rep} for an example of this. Another
2147 use for \c{%assign} is given in \k{16c} and \k{32c}.
2149 The expression passed to \c{%assign} is a \i{critical expression}
2150 (see \k{crit}), and must also evaluate to a pure number (rather than
2151 a relocatable reference such as a code or data address, or anything
2152 involving a register).
2155 \S{defstr} Defining Strings: \I\c{%idefstr}\i\c{%defstr}
2157 \c{%defstr}, and its case-insensitive counterpart \c{%idefstr}, define
2158 or redefine a single-line macro without parameters but converts the
2159 entire right-hand side, after macro expansion, to a quoted string
2160 before definition.
2162 For example:
2164 \c %defstr test TEST
2166 is equivalent to
2168 \c %define test 'TEST'
2170 This can be used, for example, with the \c{%!} construct (see
2171 \k{getenv}):
2173 \c %defstr PATH %!PATH          ; The operating system PATH variable
2176 \H{strlen} \i{String Manipulation in Macros}
2178 It's often useful to be able to handle strings in macros. NASM
2179 supports two simple string handling macro operators from which
2180 more complex operations can be constructed.
2182 All the string operators define or redefine a value (either a string
2183 or a numeric value) to a single-line macro.
2185 \S{strcat} \i{Concatenating Strings}: \i\c{%strcat}
2187 The \c{%strcat} operator concatenates quoted strings and assign them to
2188 a single-line macro.  In doing so, it may change the type of quotes
2189 and possibly use \c{\\}-escapes inside \c{`}-quoted strings in order to
2190 make sure the string is still a valid quoted string.
2192 For example:
2194 \c %strcat alpha "Alpha: ", '12" screen'
2196 ... would assign the value \c{'Alpha: 12" screen'} to \c{alpha}.
2197 Similarly:
2199 \c %strcat beta '"', "'"
2201 ... would assign the value \c{`"'`} to \c{beta}.
2203 The use of commas to separate strings is permitted but optional.
2206 \S{strlen} \i{String Length}: \i\c{%strlen}
2208 The \c{%strlen} operator assigns the length of a string to a macro.
2209 For example:
2211 \c %strlen charcnt 'my string'
2213 In this example, \c{charcnt} would receive the value 9, just as
2214 if an \c{%assign} had been used. In this example, \c{'my string'}
2215 was a literal string but it could also have been a single-line
2216 macro that expands to a string, as in the following example:
2218 \c %define sometext 'my string'
2219 \c %strlen charcnt sometext
2221 As in the first case, this would result in \c{charcnt} being
2222 assigned the value of 9.
2225 \S{substr} \i{Extracting Substrings}: \i\c{%substr}
2227 Individual letters or substrings in strings can be extracted using the
2228 \c{%substr} operator.  An example of its use is probably more useful
2229 than the description:
2231 \c %substr mychar 'xyzw' 1       ; equivalent to %define mychar 'x'
2232 \c %substr mychar 'xyzw' 2       ; equivalent to %define mychar 'y'
2233 \c %substr mychar 'xyzw' 3       ; equivalent to %define mychar 'z'
2234 \c %substr mychar 'xyzw' 2,2     ; equivalent to %define mychar 'yz'
2235 \c %substr mychar 'xyzw' 2,-1    ; equivalent to %define mychar 'yzw'
2236 \c %substr mychar 'xyzw' 2,-2    ; equivalent to %define mychar 'yz'
2238 As with \c{%strlen} (see \k{strlen}), the first parameter is the
2239 single-line macro to be created and the second is the string. The
2240 third parameter specifies the first character to be selected, and the
2241 optional fourth parameter preceeded by comma) is the length.  Note
2242 that the first index is 1, not 0 and the last index is equal to the
2243 value that \c{%strlen} would assign given the same string. Index
2244 values out of range result in an empty string.  A negative length
2245 means "until N-1 characters before the end of string", i.e. \c{-1}
2246 means until end of string, \c{-2} until one character before, etc.
2249 \H{mlmacro} \i{Multi-Line Macros}: \I\c{%imacro}\i\c{%macro}
2251 Multi-line macros are much more like the type of macro seen in MASM
2252 and TASM: a multi-line macro definition in NASM looks something like
2253 this.
2255 \c %macro  prologue 1
2257 \c         push    ebp
2258 \c         mov     ebp,esp
2259 \c         sub     esp,%1
2261 \c %endmacro
2263 This defines a C-like function prologue as a macro: so you would
2264 invoke the macro with a call such as
2266 \c myfunc:   prologue 12
2268 which would expand to the three lines of code
2270 \c myfunc: push    ebp
2271 \c         mov     ebp,esp
2272 \c         sub     esp,12
2274 The number \c{1} after the macro name in the \c{%macro} line defines
2275 the number of parameters the macro \c{prologue} expects to receive.
2276 The use of \c{%1} inside the macro definition refers to the first
2277 parameter to the macro call. With a macro taking more than one
2278 parameter, subsequent parameters would be referred to as \c{%2},
2279 \c{%3} and so on.
2281 Multi-line macros, like single-line macros, are \i{case-sensitive},
2282 unless you define them using the alternative directive \c{%imacro}.
2284 If you need to pass a comma as \e{part} of a parameter to a
2285 multi-line macro, you can do that by enclosing the entire parameter
2286 in \I{braces, around macro parameters}braces. So you could code
2287 things like
2289 \c %macro  silly 2
2291 \c     %2: db      %1
2293 \c %endmacro
2295 \c         silly 'a', letter_a             ; letter_a:  db 'a'
2296 \c         silly 'ab', string_ab           ; string_ab: db 'ab'
2297 \c         silly {13,10}, crlf             ; crlf:      db 13,10
2300 \S{mlmacover} Overloading Multi-Line Macros\I{overloading, multi-line macros}
2302 As with single-line macros, multi-line macros can be overloaded by
2303 defining the same macro name several times with different numbers of
2304 parameters. This time, no exception is made for macros with no
2305 parameters at all. So you could define
2307 \c %macro  prologue 0
2309 \c         push    ebp
2310 \c         mov     ebp,esp
2312 \c %endmacro
2314 to define an alternative form of the function prologue which
2315 allocates no local stack space.
2317 Sometimes, however, you might want to `overload' a machine
2318 instruction; for example, you might want to define
2320 \c %macro  push 2
2322 \c         push    %1
2323 \c         push    %2
2325 \c %endmacro
2327 so that you could code
2329 \c         push    ebx             ; this line is not a macro call
2330 \c         push    eax,ecx         ; but this one is
2332 Ordinarily, NASM will give a warning for the first of the above two
2333 lines, since \c{push} is now defined to be a macro, and is being
2334 invoked with a number of parameters for which no definition has been
2335 given. The correct code will still be generated, but the assembler
2336 will give a warning. This warning can be disabled by the use of the
2337 \c{-w-macro-params} command-line option (see \k{opt-w}).
2340 \S{maclocal} \i{Macro-Local Labels}
2342 NASM allows you to define labels within a multi-line macro
2343 definition in such a way as to make them local to the macro call: so
2344 calling the same macro multiple times will use a different label
2345 each time. You do this by prefixing \i\c{%%} to the label name. So
2346 you can invent an instruction which executes a \c{RET} if the \c{Z}
2347 flag is set by doing this:
2349 \c %macro  retz 0
2351 \c         jnz     %%skip
2352 \c         ret
2353 \c     %%skip:
2355 \c %endmacro
2357 You can call this macro as many times as you want, and every time
2358 you call it NASM will make up a different `real' name to substitute
2359 for the label \c{%%skip}. The names NASM invents are of the form
2360 \c{..@2345.skip}, where the number 2345 changes with every macro
2361 call. The \i\c{..@} prefix prevents macro-local labels from
2362 interfering with the local label mechanism, as described in
2363 \k{locallab}. You should avoid defining your own labels in this form
2364 (the \c{..@} prefix, then a number, then another period) in case
2365 they interfere with macro-local labels.
2368 \S{mlmacgre} \i{Greedy Macro Parameters}
2370 Occasionally it is useful to define a macro which lumps its entire
2371 command line into one parameter definition, possibly after
2372 extracting one or two smaller parameters from the front. An example
2373 might be a macro to write a text string to a file in MS-DOS, where
2374 you might want to be able to write
2376 \c         writefile [filehandle],"hello, world",13,10
2378 NASM allows you to define the last parameter of a macro to be
2379 \e{greedy}, meaning that if you invoke the macro with more
2380 parameters than it expects, all the spare parameters get lumped into
2381 the last defined one along with the separating commas. So if you
2382 code:
2384 \c %macro  writefile 2+
2386 \c         jmp     %%endstr
2387 \c   %%str:        db      %2
2388 \c   %%endstr:
2389 \c         mov     dx,%%str
2390 \c         mov     cx,%%endstr-%%str
2391 \c         mov     bx,%1
2392 \c         mov     ah,0x40
2393 \c         int     0x21
2395 \c %endmacro
2397 then the example call to \c{writefile} above will work as expected:
2398 the text before the first comma, \c{[filehandle]}, is used as the
2399 first macro parameter and expanded when \c{%1} is referred to, and
2400 all the subsequent text is lumped into \c{%2} and placed after the
2401 \c{db}.
2403 The greedy nature of the macro is indicated to NASM by the use of
2404 the \I{+ modifier}\c{+} sign after the parameter count on the
2405 \c{%macro} line.
2407 If you define a greedy macro, you are effectively telling NASM how
2408 it should expand the macro given \e{any} number of parameters from
2409 the actual number specified up to infinity; in this case, for
2410 example, NASM now knows what to do when it sees a call to
2411 \c{writefile} with 2, 3, 4 or more parameters. NASM will take this
2412 into account when overloading macros, and will not allow you to
2413 define another form of \c{writefile} taking 4 parameters (for
2414 example).
2416 Of course, the above macro could have been implemented as a
2417 non-greedy macro, in which case the call to it would have had to
2418 look like
2420 \c           writefile [filehandle], {"hello, world",13,10}
2422 NASM provides both mechanisms for putting \i{commas in macro
2423 parameters}, and you choose which one you prefer for each macro
2424 definition.
2426 See \k{sectmac} for a better way to write the above macro.
2429 \S{mlmacdef} \i{Default Macro Parameters}
2431 NASM also allows you to define a multi-line macro with a \e{range}
2432 of allowable parameter counts. If you do this, you can specify
2433 defaults for \i{omitted parameters}. So, for example:
2435 \c %macro  die 0-1 "Painful program death has occurred."
2437 \c         writefile 2,%1
2438 \c         mov     ax,0x4c01
2439 \c         int     0x21
2441 \c %endmacro
2443 This macro (which makes use of the \c{writefile} macro defined in
2444 \k{mlmacgre}) can be called with an explicit error message, which it
2445 will display on the error output stream before exiting, or it can be
2446 called with no parameters, in which case it will use the default
2447 error message supplied in the macro definition.
2449 In general, you supply a minimum and maximum number of parameters
2450 for a macro of this type; the minimum number of parameters are then
2451 required in the macro call, and then you provide defaults for the
2452 optional ones. So if a macro definition began with the line
2454 \c %macro foobar 1-3 eax,[ebx+2]
2456 then it could be called with between one and three parameters, and
2457 \c{%1} would always be taken from the macro call. \c{%2}, if not
2458 specified by the macro call, would default to \c{eax}, and \c{%3} if
2459 not specified would default to \c{[ebx+2]}.
2461 You can provide extra information to a macro by providing
2462 too many default parameters:
2464 \c %macro quux 1 something
2466 This will trigger a warning by default; see \k{opt-w} for
2467 more information.
2468 When \c{quux} is invoked, it receives not one but two parameters.
2469 \c{something} can be referred to as \c{%2}. The difference
2470 between passing \c{something} this way and writing \c{something}
2471 in the macro body is that with this way \c{something} is evaluated
2472 when the macro is defined, not when it is expanded.
2474 You may omit parameter defaults from the macro definition, in which
2475 case the parameter default is taken to be blank. This can be useful
2476 for macros which can take a variable number of parameters, since the
2477 \i\c{%0} token (see \k{percent0}) allows you to determine how many
2478 parameters were really passed to the macro call.
2480 This defaulting mechanism can be combined with the greedy-parameter
2481 mechanism; so the \c{die} macro above could be made more powerful,
2482 and more useful, by changing the first line of the definition to
2484 \c %macro die 0-1+ "Painful program death has occurred.",13,10
2486 The maximum parameter count can be infinite, denoted by \c{*}. In
2487 this case, of course, it is impossible to provide a \e{full} set of
2488 default parameters. Examples of this usage are shown in \k{rotate}.
2491 \S{percent0} \i\c{%0}: \I{counting macro parameters}Macro Parameter Counter
2493 The parameter reference \c{%0} will return a numeric constant giving the
2494 number of parameters received, that is, if \c{%0} is n then \c{%}n is the
2495 last parameter. \c{%0} is mostly useful for macros that can take a variable
2496 number of parameters. It can be used as an argument to \c{%rep}
2497 (see \k{rep}) in order to iterate through all the parameters of a macro.
2498 Examples are given in \k{rotate}.
2501 \S{rotate} \i\c{%rotate}: \i{Rotating Macro Parameters}
2503 Unix shell programmers will be familiar with the \I{shift
2504 command}\c{shift} shell command, which allows the arguments passed
2505 to a shell script (referenced as \c{$1}, \c{$2} and so on) to be
2506 moved left by one place, so that the argument previously referenced
2507 as \c{$2} becomes available as \c{$1}, and the argument previously
2508 referenced as \c{$1} is no longer available at all.
2510 NASM provides a similar mechanism, in the form of \c{%rotate}. As
2511 its name suggests, it differs from the Unix \c{shift} in that no
2512 parameters are lost: parameters rotated off the left end of the
2513 argument list reappear on the right, and vice versa.
2515 \c{%rotate} is invoked with a single numeric argument (which may be
2516 an expression). The macro parameters are rotated to the left by that
2517 many places. If the argument to \c{%rotate} is negative, the macro
2518 parameters are rotated to the right.
2520 \I{iterating over macro parameters}So a pair of macros to save and
2521 restore a set of registers might work as follows:
2523 \c %macro  multipush 1-*
2525 \c   %rep  %0
2526 \c         push    %1
2527 \c   %rotate 1
2528 \c   %endrep
2530 \c %endmacro
2532 This macro invokes the \c{PUSH} instruction on each of its arguments
2533 in turn, from left to right. It begins by pushing its first
2534 argument, \c{%1}, then invokes \c{%rotate} to move all the arguments
2535 one place to the left, so that the original second argument is now
2536 available as \c{%1}. Repeating this procedure as many times as there
2537 were arguments (achieved by supplying \c{%0} as the argument to
2538 \c{%rep}) causes each argument in turn to be pushed.
2540 Note also the use of \c{*} as the maximum parameter count,
2541 indicating that there is no upper limit on the number of parameters
2542 you may supply to the \i\c{multipush} macro.
2544 It would be convenient, when using this macro, to have a \c{POP}
2545 equivalent, which \e{didn't} require the arguments to be given in
2546 reverse order. Ideally, you would write the \c{multipush} macro
2547 call, then cut-and-paste the line to where the pop needed to be
2548 done, and change the name of the called macro to \c{multipop}, and
2549 the macro would take care of popping the registers in the opposite
2550 order from the one in which they were pushed.
2552 This can be done by the following definition:
2554 \c %macro  multipop 1-*
2556 \c   %rep %0
2557 \c   %rotate -1
2558 \c         pop     %1
2559 \c   %endrep
2561 \c %endmacro
2563 This macro begins by rotating its arguments one place to the
2564 \e{right}, so that the original \e{last} argument appears as \c{%1}.
2565 This is then popped, and the arguments are rotated right again, so
2566 the second-to-last argument becomes \c{%1}. Thus the arguments are
2567 iterated through in reverse order.
2570 \S{concat} \i{Concatenating Macro Parameters}
2572 NASM can concatenate macro parameters on to other text surrounding
2573 them. This allows you to declare a family of symbols, for example,
2574 in a macro definition. If, for example, you wanted to generate a
2575 table of key codes along with offsets into the table, you could code
2576 something like
2578 \c %macro keytab_entry 2
2580 \c     keypos%1    equ     $-keytab
2581 \c                 db      %2
2583 \c %endmacro
2585 \c keytab:
2586 \c           keytab_entry F1,128+1
2587 \c           keytab_entry F2,128+2
2588 \c           keytab_entry Return,13
2590 which would expand to
2592 \c keytab:
2593 \c keyposF1        equ     $-keytab
2594 \c                 db     128+1
2595 \c keyposF2        equ     $-keytab
2596 \c                 db      128+2
2597 \c keyposReturn    equ     $-keytab
2598 \c                 db      13
2600 You can just as easily concatenate text on to the other end of a
2601 macro parameter, by writing \c{%1foo}.
2603 If you need to append a \e{digit} to a macro parameter, for example
2604 defining labels \c{foo1} and \c{foo2} when passed the parameter
2605 \c{foo}, you can't code \c{%11} because that would be taken as the
2606 eleventh macro parameter. Instead, you must code
2607 \I{braces, after % sign}\c{%\{1\}1}, which will separate the first
2608 \c{1} (giving the number of the macro parameter) from the second
2609 (literal text to be concatenated to the parameter).
2611 This concatenation can also be applied to other preprocessor in-line
2612 objects, such as macro-local labels (\k{maclocal}) and context-local
2613 labels (\k{ctxlocal}). In all cases, ambiguities in syntax can be
2614 resolved by enclosing everything after the \c{%} sign and before the
2615 literal text in braces: so \c{%\{%foo\}bar} concatenates the text
2616 \c{bar} to the end of the real name of the macro-local label
2617 \c{%%foo}. (This is unnecessary, since the form NASM uses for the
2618 real names of macro-local labels means that the two usages
2619 \c{%\{%foo\}bar} and \c{%%foobar} would both expand to the same
2620 thing anyway; nevertheless, the capability is there.)
2622 See also the \c{%+} operator, \k{concat%+}.
2625 \S{mlmaccc} \i{Condition Codes as Macro Parameters}
2627 NASM can give special treatment to a macro parameter which contains
2628 a condition code. For a start, you can refer to the macro parameter
2629 \c{%1} by means of the alternative syntax \i\c{%+1}, which informs
2630 NASM that this macro parameter is supposed to contain a condition
2631 code, and will cause the preprocessor to report an error message if
2632 the macro is called with a parameter which is \e{not} a valid
2633 condition code.
2635 Far more usefully, though, you can refer to the macro parameter by
2636 means of \i\c{%-1}, which NASM will expand as the \e{inverse}
2637 condition code. So the \c{retz} macro defined in \k{maclocal} can be
2638 replaced by a general \i{conditional-return macro} like this:
2640 \c %macro  retc 1
2642 \c         j%-1    %%skip
2643 \c         ret
2644 \c   %%skip:
2646 \c %endmacro
2648 This macro can now be invoked using calls like \c{retc ne}, which
2649 will cause the conditional-jump instruction in the macro expansion
2650 to come out as \c{JE}, or \c{retc po} which will make the jump a
2651 \c{JPE}.
2653 The \c{%+1} macro-parameter reference is quite happy to interpret
2654 the arguments \c{CXZ} and \c{ECXZ} as valid condition codes;
2655 however, \c{%-1} will report an error if passed either of these,
2656 because no inverse condition code exists.
2659 \S{nolist} \i{Disabling Listing Expansion}\I\c{.nolist}
2661 When NASM is generating a listing file from your program, it will
2662 generally expand multi-line macros by means of writing the macro
2663 call and then listing each line of the expansion. This allows you to
2664 see which instructions in the macro expansion are generating what
2665 code; however, for some macros this clutters the listing up
2666 unnecessarily.
2668 NASM therefore provides the \c{.nolist} qualifier, which you can
2669 include in a macro definition to inhibit the expansion of the macro
2670 in the listing file. The \c{.nolist} qualifier comes directly after
2671 the number of parameters, like this:
2673 \c %macro foo 1.nolist
2675 Or like this:
2677 \c %macro bar 1-5+.nolist a,b,c,d,e,f,g,h
2679 \S{unmacro} Undefining Multi-Line Macros: \i\c{%unmacro}
2681 Multi-line macros can be removed with the \c{%unmacro} directive.
2682 Unlike the \c{%undef} directive, however, \c{%unmacro} takes an
2683 argument specification, and will only remove \i{exact matches} with
2684 that argument specification.
2686 For example:
2688 \c %macro foo 1-3
2689 \c         ; Do something
2690 \c %endmacro
2691 \c %unmacro foo 1-3
2693 removes the previously defined macro \c{foo}, but
2695 \c %unmacro bar 1-3
2696 \c         ; Do something
2697 \c %endmacro
2698 \c %unmacro bar 1
2700 does \e{not} remove the macro \c{bar}, since the argument
2701 specification does not match exactly.
2703 \H{condasm} \i{Conditional Assembly}\I\c{%if}
2705 Similarly to the C preprocessor, NASM allows sections of a source
2706 file to be assembled only if certain conditions are met. The general
2707 syntax of this feature looks like this:
2709 \c %if<condition>
2710 \c     ; some code which only appears if <condition> is met
2711 \c %elif<condition2>
2712 \c     ; only appears if <condition> is not met but <condition2> is
2713 \c %else
2714 \c     ; this appears if neither <condition> nor <condition2> was met
2715 \c %endif
2717 The inverse forms \i\c{%ifn} and \i\c{%elifn} are also supported.
2719 The \i\c{%else} clause is optional, as is the \i\c{%elif} clause.
2720 You can have more than one \c{%elif} clause as well.
2722 There are a number of variants of the \c{%if} directive.  Each has its
2723 corresponding \c{%elif}, \c{%ifn}, and \c{%elifn} directives; for
2724 example, the equivalents to the \c{%ifdef} directive are \c{%elifdef},
2725 \c{%ifndef}, and \c{%elifndef}.
2727 \S{ifdef} \i\c{%ifdef}: Testing Single-Line Macro Existence\I{testing,
2728 single-line macro existence}
2730 Beginning a conditional-assembly block with the line \c{%ifdef
2731 MACRO} will assemble the subsequent code if, and only if, a
2732 single-line macro called \c{MACRO} is defined. If not, then the
2733 \c{%elif} and \c{%else} blocks (if any) will be processed instead.
2735 For example, when debugging a program, you might want to write code
2736 such as
2738 \c           ; perform some function
2739 \c %ifdef DEBUG
2740 \c           writefile 2,"Function performed successfully",13,10
2741 \c %endif
2742 \c           ; go and do something else
2744 Then you could use the command-line option \c{-dDEBUG} to create a
2745 version of the program which produced debugging messages, and remove
2746 the option to generate the final release version of the program.
2748 You can test for a macro \e{not} being defined by using
2749 \i\c{%ifndef} instead of \c{%ifdef}. You can also test for macro
2750 definitions in \c{%elif} blocks by using \i\c{%elifdef} and
2751 \i\c{%elifndef}.
2754 \S{ifmacro} \i\c{%ifmacro}: Testing Multi-Line Macro
2755 Existence\I{testing, multi-line macro existence}
2757 The \c{%ifmacro} directive operates in the same way as the \c{%ifdef}
2758 directive, except that it checks for the existence of a multi-line macro.
2760 For example, you may be working with a large project and not have control
2761 over the macros in a library. You may want to create a macro with one
2762 name if it doesn't already exist, and another name if one with that name
2763 does exist.
2765 The \c{%ifmacro} is considered true if defining a macro with the given name
2766 and number of arguments would cause a definitions conflict. For example:
2768 \c %ifmacro MyMacro 1-3
2770 \c      %error "MyMacro 1-3" causes a conflict with an existing macro.
2772 \c %else
2774 \c      %macro MyMacro 1-3
2776 \c              ; insert code to define the macro
2778 \c      %endmacro
2780 \c %endif
2782 This will create the macro "MyMacro 1-3" if no macro already exists which
2783 would conflict with it, and emits a warning if there would be a definition
2784 conflict.
2786 You can test for the macro not existing by using the \i\c{%ifnmacro} instead
2787 of \c{%ifmacro}. Additional tests can be performed in \c{%elif} blocks by using
2788 \i\c{%elifmacro} and \i\c{%elifnmacro}.
2791 \S{ifctx} \i\c{%ifctx}: Testing the Context Stack\I{testing, context
2792 stack}
2794 The conditional-assembly construct \c{%ifctx} will cause the
2795 subsequent code to be assembled if and only if the top context on
2796 the preprocessor's context stack has the same name as one of the arguments.
2797 As with \c{%ifdef}, the inverse and \c{%elif} forms \i\c{%ifnctx},
2798 \i\c{%elifctx} and \i\c{%elifnctx} are also supported.
2800 For more details of the context stack, see \k{ctxstack}. For a
2801 sample use of \c{%ifctx}, see \k{blockif}.
2804 \S{if} \i\c{%if}: Testing Arbitrary Numeric Expressions\I{testing,
2805 arbitrary numeric expressions}
2807 The conditional-assembly construct \c{%if expr} will cause the
2808 subsequent code to be assembled if and only if the value of the
2809 numeric expression \c{expr} is non-zero. An example of the use of
2810 this feature is in deciding when to break out of a \c{%rep}
2811 preprocessor loop: see \k{rep} for a detailed example.
2813 The expression given to \c{%if}, and its counterpart \i\c{%elif}, is
2814 a critical expression (see \k{crit}).
2816 \c{%if} extends the normal NASM expression syntax, by providing a
2817 set of \i{relational operators} which are not normally available in
2818 expressions. The operators \i\c{=}, \i\c{<}, \i\c{>}, \i\c{<=},
2819 \i\c{>=} and \i\c{<>} test equality, less-than, greater-than,
2820 less-or-equal, greater-or-equal and not-equal respectively. The
2821 C-like forms \i\c{==} and \i\c{!=} are supported as alternative
2822 forms of \c{=} and \c{<>}. In addition, low-priority logical
2823 operators \i\c{&&}, \i\c{^^} and \i\c{||} are provided, supplying
2824 \i{logical AND}, \i{logical XOR} and \i{logical OR}. These work like
2825 the C logical operators (although C has no logical XOR), in that
2826 they always return either 0 or 1, and treat any non-zero input as 1
2827 (so that \c{^^}, for example, returns 1 if exactly one of its inputs
2828 is zero, and 0 otherwise). The relational operators also return 1
2829 for true and 0 for false.
2831 Like other \c{%if} constructs, \c{%if} has a counterpart
2832 \i\c{%elif}, and negative forms \i\c{%ifn} and \i\c{%elifn}.
2834 \S{ifidn} \i\c{%ifidn} and \i\c{%ifidni}: Testing Exact Text
2835 Identity\I{testing, exact text identity}
2837 The construct \c{%ifidn text1,text2} will cause the subsequent code
2838 to be assembled if and only if \c{text1} and \c{text2}, after
2839 expanding single-line macros, are identical pieces of text.
2840 Differences in white space are not counted.
2842 \c{%ifidni} is similar to \c{%ifidn}, but is \i{case-insensitive}.
2844 For example, the following macro pushes a register or number on the
2845 stack, and allows you to treat \c{IP} as a real register:
2847 \c %macro  pushparam 1
2849 \c   %ifidni %1,ip
2850 \c         call    %%label
2851 \c   %%label:
2852 \c   %else
2853 \c         push    %1
2854 \c   %endif
2856 \c %endmacro
2858 Like other \c{%if} constructs, \c{%ifidn} has a counterpart
2859 \i\c{%elifidn}, and negative forms \i\c{%ifnidn} and \i\c{%elifnidn}.
2860 Similarly, \c{%ifidni} has counterparts \i\c{%elifidni},
2861 \i\c{%ifnidni} and \i\c{%elifnidni}.
2863 \S{iftyp} \i\c{%ifid}, \i\c{%ifnum}, \i\c{%ifstr}: Testing Token
2864 Types\I{testing, token types}
2866 Some macros will want to perform different tasks depending on
2867 whether they are passed a number, a string, or an identifier. For
2868 example, a string output macro might want to be able to cope with
2869 being passed either a string constant or a pointer to an existing
2870 string.
2872 The conditional assembly construct \c{%ifid}, taking one parameter
2873 (which may be blank), assembles the subsequent code if and only if
2874 the first token in the parameter exists and is an identifier.
2875 \c{%ifnum} works similarly, but tests for the token being a numeric
2876 constant; \c{%ifstr} tests for it being a string.
2878 For example, the \c{writefile} macro defined in \k{mlmacgre} can be
2879 extended to take advantage of \c{%ifstr} in the following fashion:
2881 \c %macro writefile 2-3+
2883 \c   %ifstr %2
2884 \c         jmp     %%endstr
2885 \c     %if %0 = 3
2886 \c       %%str:    db      %2,%3
2887 \c     %else
2888 \c       %%str:    db      %2
2889 \c     %endif
2890 \c       %%endstr: mov     dx,%%str
2891 \c                 mov     cx,%%endstr-%%str
2892 \c   %else
2893 \c                 mov     dx,%2
2894 \c                 mov     cx,%3
2895 \c   %endif
2896 \c                 mov     bx,%1
2897 \c                 mov     ah,0x40
2898 \c                 int     0x21
2900 \c %endmacro
2902 Then the \c{writefile} macro can cope with being called in either of
2903 the following two ways:
2905 \c         writefile [file], strpointer, length
2906 \c         writefile [file], "hello", 13, 10
2908 In the first, \c{strpointer} is used as the address of an
2909 already-declared string, and \c{length} is used as its length; in
2910 the second, a string is given to the macro, which therefore declares
2911 it itself and works out the address and length for itself.
2913 Note the use of \c{%if} inside the \c{%ifstr}: this is to detect
2914 whether the macro was passed two arguments (so the string would be a
2915 single string constant, and \c{db %2} would be adequate) or more (in
2916 which case, all but the first two would be lumped together into
2917 \c{%3}, and \c{db %2,%3} would be required).
2919 The usual \I\c{%elifid}\I\c{%elifnum}\I\c{%elifstr}\c{%elif}...,
2920 \I\c{%ifnid}\I\c{%ifnnum}\I\c{%ifnstr}\c{%ifn}..., and
2921 \I\c{%elifnid}\I\c{%elifnnum}\I\c{%elifnstr}\c{%elifn}... versions
2922 exist for each of \c{%ifid}, \c{%ifnum} and \c{%ifstr}.
2924 \S{iftoken} \i\c{%iftoken}: Test for a Single Token
2926 Some macros will want to do different things depending on if it is
2927 passed a single token (e.g. paste it to something else using \c{%+})
2928 versus a multi-token sequence.
2930 The conditional assembly construct \c{%iftoken} assembles the
2931 subsequent code if and only if the expanded parameters consist of
2932 exactly one token, possibly surrounded by whitespace.
2934 For example:
2936 \c %iftoken 1
2938 will assemble the subsequent code, but
2940 \c %iftoken -1
2942 will not, since \c{-1} contains two tokens: the unary minus operator
2943 \c{-}, and the number \c{1}.
2945 The usual \i\c{%eliftoken}, \i\c\{%ifntoken}, and \i\c{%elifntoken}
2946 variants are also provided.
2948 \S{ifempty} \i\c{%ifempty}: Test for Empty Expansion
2950 The conditional assembly construct \c{%ifempty} assembles the
2951 subsequent code if and only if the expanded parameters do not contain
2952 any tokens at all, whitespace excepted.
2954 The usual \i\c{%elifempty}, \i\c\{%ifnempty}, and \i\c{%elifnempty}
2955 variants are also provided.
2957 \H{rep} \i{Preprocessor Loops}\I{repeating code}: \i\c{%rep}
2959 NASM's \c{TIMES} prefix, though useful, cannot be used to invoke a
2960 multi-line macro multiple times, because it is processed by NASM
2961 after macros have already been expanded. Therefore NASM provides
2962 another form of loop, this time at the preprocessor level: \c{%rep}.
2964 The directives \c{%rep} and \i\c{%endrep} (\c{%rep} takes a numeric
2965 argument, which can be an expression; \c{%endrep} takes no
2966 arguments) can be used to enclose a chunk of code, which is then
2967 replicated as many times as specified by the preprocessor:
2969 \c %assign i 0
2970 \c %rep    64
2971 \c         inc     word [table+2*i]
2972 \c %assign i i+1
2973 \c %endrep
2975 This will generate a sequence of 64 \c{INC} instructions,
2976 incrementing every word of memory from \c{[table]} to
2977 \c{[table+126]}.
2979 For more complex termination conditions, or to break out of a repeat
2980 loop part way along, you can use the \i\c{%exitrep} directive to
2981 terminate the loop, like this:
2983 \c fibonacci:
2984 \c %assign i 0
2985 \c %assign j 1
2986 \c %rep 100
2987 \c %if j > 65535
2988 \c     %exitrep
2989 \c %endif
2990 \c         dw j
2991 \c %assign k j+i
2992 \c %assign i j
2993 \c %assign j k
2994 \c %endrep
2996 \c fib_number equ ($-fibonacci)/2
2998 This produces a list of all the Fibonacci numbers that will fit in
2999 16 bits. Note that a maximum repeat count must still be given to
3000 \c{%rep}. This is to prevent the possibility of NASM getting into an
3001 infinite loop in the preprocessor, which (on multitasking or
3002 multi-user systems) would typically cause all the system memory to
3003 be gradually used up and other applications to start crashing.
3006 \H{files} Source Files and Dependencies
3008 These commands allow you to split your sources into multiple files.
3010 \S{include} \i\c{%include}: \i{Including Other Files} 
3012 Using, once again, a very similar syntax to the C preprocessor,
3013 NASM's preprocessor lets you include other source files into your
3014 code. This is done by the use of the \i\c{%include} directive:
3016 \c %include "macros.mac"
3018 will include the contents of the file \c{macros.mac} into the source
3019 file containing the \c{%include} directive.
3021 Include files are \I{searching for include files}searched for in the
3022 current directory (the directory you're in when you run NASM, as
3023 opposed to the location of the NASM executable or the location of
3024 the source file), plus any directories specified on the NASM command
3025 line using the \c{-i} option.
3027 The standard C idiom for preventing a file being included more than
3028 once is just as applicable in NASM: if the file \c{macros.mac} has
3029 the form
3031 \c %ifndef MACROS_MAC
3032 \c     %define MACROS_MAC
3033 \c     ; now define some macros
3034 \c %endif
3036 then including the file more than once will not cause errors,
3037 because the second time the file is included nothing will happen
3038 because the macro \c{MACROS_MAC} will already be defined.
3040 You can force a file to be included even if there is no \c{%include}
3041 directive that explicitly includes it, by using the \i\c{-p} option
3042 on the NASM command line (see \k{opt-p}).
3045 \S{pathsearch} \i\c{%pathsearch}: Search the Include Path
3047 The \c{%pathsearch} directive takes a single-line macro name and a
3048 filename, and declare or redefines the specified single-line macro to
3049 be the include-path-resolved verson of the filename, if the file
3050 exists (otherwise, it is passed unchanged.)
3052 For example,
3054 \c %pathsearch MyFoo "foo.bin"
3056 ... with \c{-Ibins/} in the include path may end up defining the macro
3057 \c{MyFoo} to be \c{"bins/foo.bin"}.
3060 \S{depend} \i\c{%depend}: Add Dependent Files
3062 The \c{%depend} directive takes a filename and adds it to the list of
3063 files to be emitted as dependency generation when the \c{-M} options
3064 and its relatives (see \k{opt-M}) are used.  It produces no output.
3066 This is generally used in conjunction with \c{%pathsearch}.  For
3067 example, a simplified version of the standard macro wrapper for the
3068 \c{INCBIN} directive looks like:
3070 \c %imacro incbin 1-2+ 0
3071 \c %pathsearch dep %1
3072 \c %depend dep
3073 \c         incbin dep,%2
3074 \c %endmacro
3076 This first resolves the location of the file into the macro \c{dep},
3077 then adds it to the dependency lists, and finally issues the
3078 assembler-level \c{INCBIN} directive.
3081 \S{use} \i\c{%use}: Include Standard Macro Package
3083 The \c{%use} directive is similar to \c{%include}, but rather than
3084 including the contents of a file, it includes a named standard macro
3085 package.  The standard macro packages are part of NASM, and are
3086 described in \k{macropkg}.
3088 Unlike the \c{%include} directive, package names for the \c{%use}
3089 directive do not require quotes, but quotes are permitted; using
3090 quotes will prevent unwanted macro expansion.  Thus, the following
3091 lines are equivalent, unless \c{altreg} is defined as a macro:
3093 \c %use altreg
3094 \c %use 'altreg'
3096 Standard macro packages are protected from multiple inclusion.  When a
3097 standard macro package is used, a testable single-line macro of the
3098 form \c{__USE_}\e{package}\c{__} is also defined, see \k{use_def}.
3100 \H{ctxstack} The \i{Context Stack}
3102 Having labels that are local to a macro definition is sometimes not
3103 quite powerful enough: sometimes you want to be able to share labels
3104 between several macro calls. An example might be a \c{REPEAT} ...
3105 \c{UNTIL} loop, in which the expansion of the \c{REPEAT} macro
3106 would need to be able to refer to a label which the \c{UNTIL} macro
3107 had defined. However, for such a macro you would also want to be
3108 able to nest these loops.
3110 NASM provides this level of power by means of a \e{context stack}.
3111 The preprocessor maintains a stack of \e{contexts}, each of which is
3112 characterized by a name. You add a new context to the stack using
3113 the \i\c{%push} directive, and remove one using \i\c{%pop}. You can
3114 define labels that are local to a particular context on the stack.
3117 \S{pushpop} \i\c{%push} and \i\c{%pop}: \I{creating
3118 contexts}\I{removing contexts}Creating and Removing Contexts
3120 The \c{%push} directive is used to create a new context and place it
3121 on the top of the context stack. \c{%push} requires one argument,
3122 which is the name of the context. For example:
3124 \c %push    foobar
3126 This pushes a new context called \c{foobar} on the stack. You can
3127 have several contexts on the stack with the same name: they can
3128 still be distinguished.
3130 The directive \c{%pop}, requiring no arguments, removes the top
3131 context from the context stack and destroys it, along with any
3132 labels associated with it.
3135 \S{ctxlocal} \i{Context-Local Labels}
3137 Just as the usage \c{%%foo} defines a label which is local to the
3138 particular macro call in which it is used, the usage \I{%$}\c{%$foo}
3139 is used to define a label which is local to the context on the top
3140 of the context stack. So the \c{REPEAT} and \c{UNTIL} example given
3141 above could be implemented by means of:
3143 \c %macro repeat 0
3145 \c     %push   repeat
3146 \c     %$begin:
3148 \c %endmacro
3150 \c %macro until 1
3152 \c         j%-1    %$begin
3153 \c     %pop
3155 \c %endmacro
3157 and invoked by means of, for example,
3159 \c         mov     cx,string
3160 \c         repeat
3161 \c         add     cx,3
3162 \c         scasb
3163 \c         until   e
3165 which would scan every fourth byte of a string in search of the byte
3166 in \c{AL}.
3168 If you need to define, or access, labels local to the context
3169 \e{below} the top one on the stack, you can use \I{%$$}\c{%$$foo}, or
3170 \c{%$$$foo} for the context below that, and so on.
3173 \S{ctxdefine} \i{Context-Local Single-Line Macros}
3175 NASM also allows you to define single-line macros which are local to
3176 a particular context, in just the same way:
3178 \c %define %$localmac 3
3180 will define the single-line macro \c{%$localmac} to be local to the
3181 top context on the stack. Of course, after a subsequent \c{%push},
3182 it can then still be accessed by the name \c{%$$localmac}.
3185 \S{ctxrepl} \i\c{%repl}: \I{renaming contexts}Renaming a Context
3187 If you need to change the name of the top context on the stack (in
3188 order, for example, to have it respond differently to \c{%ifctx}),
3189 you can execute a \c{%pop} followed by a \c{%push}; but this will
3190 have the side effect of destroying all context-local labels and
3191 macros associated with the context that was just popped.
3193 NASM provides the directive \c{%repl}, which \e{replaces} a context
3194 with a different name, without touching the associated macros and
3195 labels. So you could replace the destructive code
3197 \c %pop
3198 \c %push   newname
3200 with the non-destructive version \c{%repl newname}.
3203 \S{blockif} Example Use of the \i{Context Stack}: \i{Block IFs}
3205 This example makes use of almost all the context-stack features,
3206 including the conditional-assembly construct \i\c{%ifctx}, to
3207 implement a block IF statement as a set of macros.
3209 \c %macro if 1
3211 \c     %push if
3212 \c     j%-1  %$ifnot
3214 \c %endmacro
3216 \c %macro else 0
3218 \c   %ifctx if
3219 \c         %repl   else
3220 \c         jmp     %$ifend
3221 \c         %$ifnot:
3222 \c   %else
3223 \c         %error  "expected `if' before `else'"
3224 \c   %endif
3226 \c %endmacro
3228 \c %macro endif 0
3230 \c   %ifctx if
3231 \c         %$ifnot:
3232 \c         %pop
3233 \c   %elifctx      else
3234 \c         %$ifend:
3235 \c         %pop
3236 \c   %else
3237 \c         %error  "expected `if' or `else' before `endif'"
3238 \c   %endif
3240 \c %endmacro
3242 This code is more robust than the \c{REPEAT} and \c{UNTIL} macros
3243 given in \k{ctxlocal}, because it uses conditional assembly to check
3244 that the macros are issued in the right order (for example, not
3245 calling \c{endif} before \c{if}) and issues a \c{%error} if they're
3246 not.
3248 In addition, the \c{endif} macro has to be able to cope with the two
3249 distinct cases of either directly following an \c{if}, or following
3250 an \c{else}. It achieves this, again, by using conditional assembly
3251 to do different things depending on whether the context on top of
3252 the stack is \c{if} or \c{else}.
3254 The \c{else} macro has to preserve the context on the stack, in
3255 order to have the \c{%$ifnot} referred to by the \c{if} macro be the
3256 same as the one defined by the \c{endif} macro, but has to change
3257 the context's name so that \c{endif} will know there was an
3258 intervening \c{else}. It does this by the use of \c{%repl}.
3260 A sample usage of these macros might look like:
3262 \c         cmp     ax,bx
3264 \c         if ae
3265 \c                cmp     bx,cx
3267 \c                if ae
3268 \c                        mov     ax,cx
3269 \c                else
3270 \c                        mov     ax,bx
3271 \c                endif
3273 \c         else
3274 \c                cmp     ax,cx
3276 \c                if ae
3277 \c                        mov     ax,cx
3278 \c                endif
3280 \c         endif
3282 The block-\c{IF} macros handle nesting quite happily, by means of
3283 pushing another context, describing the inner \c{if}, on top of the
3284 one describing the outer \c{if}; thus \c{else} and \c{endif} always
3285 refer to the last unmatched \c{if} or \c{else}.
3288 \H{stackrel} \i{Stack Relative Preprocessor Directives}
3290 The following preprocessor directives provide a way to use
3291 labels to refer to local variables allocated on the stack.
3293 \b\c{%arg}  (see \k{arg})
3295 \b\c{%stacksize}  (see \k{stacksize})
3297 \b\c{%local}  (see \k{local})
3300 \S{arg} \i\c{%arg} Directive
3302 The \c{%arg} directive is used to simplify the handling of
3303 parameters passed on the stack. Stack based parameter passing
3304 is used by many high level languages, including C, C++ and Pascal.
3306 While NASM has macros which attempt to duplicate this
3307 functionality (see \k{16cmacro}), the syntax is not particularly
3308 convenient to use. and is not TASM compatible. Here is an example
3309 which shows the use of \c{%arg} without any external macros:
3311 \c some_function:
3313 \c     %push     mycontext        ; save the current context
3314 \c     %stacksize large           ; tell NASM to use bp
3315 \c     %arg      i:word, j_ptr:word
3317 \c         mov     ax,[i]
3318 \c         mov     bx,[j_ptr]
3319 \c         add     ax,[bx]
3320 \c         ret
3322 \c     %pop                       ; restore original context
3324 This is similar to the procedure defined in \k{16cmacro} and adds
3325 the value in i to the value pointed to by j_ptr and returns the
3326 sum in the ax register. See \k{pushpop} for an explanation of
3327 \c{push} and \c{pop} and the use of context stacks.
3330 \S{stacksize} \i\c{%stacksize} Directive
3332 The \c{%stacksize} directive is used in conjunction with the
3333 \c{%arg} (see \k{arg}) and the \c{%local} (see \k{local}) directives.
3334 It tells NASM the default size to use for subsequent \c{%arg} and
3335 \c{%local} directives. The \c{%stacksize} directive takes one
3336 required argument which is one of \c{flat}, \c{flat64}, \c{large} or \c{small}.
3338 \c %stacksize flat
3340 This form causes NASM to use stack-based parameter addressing
3341 relative to \c{ebp} and it assumes that a near form of call was used
3342 to get to this label (i.e. that \c{eip} is on the stack).
3344 \c %stacksize flat64
3346 This form causes NASM to use stack-based parameter addressing
3347 relative to \c{rbp} and it assumes that a near form of call was used
3348 to get to this label (i.e. that \c{rip} is on the stack).
3350 \c %stacksize large
3352 This form uses \c{bp} to do stack-based parameter addressing and
3353 assumes that a far form of call was used to get to this address
3354 (i.e. that \c{ip} and \c{cs} are on the stack).
3356 \c %stacksize small
3358 This form also uses \c{bp} to address stack parameters, but it is
3359 different from \c{large} because it also assumes that the old value
3360 of bp is pushed onto the stack (i.e. it expects an \c{ENTER}
3361 instruction). In other words, it expects that \c{bp}, \c{ip} and
3362 \c{cs} are on the top of the stack, underneath any local space which
3363 may have been allocated by \c{ENTER}. This form is probably most
3364 useful when used in combination with the \c{%local} directive
3365 (see \k{local}).
3368 \S{local} \i\c{%local} Directive
3370 The \c{%local} directive is used to simplify the use of local
3371 temporary stack variables allocated in a stack frame. Automatic
3372 local variables in C are an example of this kind of variable. The
3373 \c{%local} directive is most useful when used with the \c{%stacksize}
3374 (see \k{stacksize} and is also compatible with the \c{%arg} directive
3375 (see \k{arg}). It allows simplified reference to variables on the
3376 stack which have been allocated typically by using the \c{ENTER}
3377 instruction.
3378 \# (see \k{insENTER} for a description of that instruction).
3379 An example of its use is the following:
3381 \c silly_swap:
3383 \c     %push mycontext             ; save the current context
3384 \c     %stacksize small            ; tell NASM to use bp
3385 \c     %assign %$localsize 0       ; see text for explanation
3386 \c     %local old_ax:word, old_dx:word
3388 \c         enter   %$localsize,0   ; see text for explanation
3389 \c         mov     [old_ax],ax     ; swap ax & bx
3390 \c         mov     [old_dx],dx     ; and swap dx & cx
3391 \c         mov     ax,bx
3392 \c         mov     dx,cx
3393 \c         mov     bx,[old_ax]
3394 \c         mov     cx,[old_dx]
3395 \c         leave                   ; restore old bp
3396 \c         ret                     ;
3398 \c     %pop                        ; restore original context
3400 The \c{%$localsize} variable is used internally by the
3401 \c{%local} directive and \e{must} be defined within the
3402 current context before the \c{%local} directive may be used.
3403 Failure to do so will result in one expression syntax error for
3404 each \c{%local} variable declared. It then may be used in
3405 the construction of an appropriately sized ENTER instruction
3406 as shown in the example.
3409 \H{pperror} Reporting \i{User-Defined Errors}: \i\c{%error}, \i\c{%warning}, \i\c{%fatal}
3411 The preprocessor directive \c{%error} will cause NASM to report an
3412 error if it occurs in assembled code. So if other users are going to
3413 try to assemble your source files, you can ensure that they define the
3414 right macros by means of code like this:
3416 \c %ifdef F1
3417 \c     ; do some setup
3418 \c %elifdef F2
3419 \c     ; do some different setup
3420 \c %else
3421 \c     %error "Neither F1 nor F2 was defined."
3422 \c %endif
3424 Then any user who fails to understand the way your code is supposed
3425 to be assembled will be quickly warned of their mistake, rather than
3426 having to wait until the program crashes on being run and then not
3427 knowing what went wrong.
3429 Similarly, \c{%warning} issues a warning, but allows assembly to continue:
3431 \c %ifdef F1
3432 \c     ; do some setup
3433 \c %elifdef F2
3434 \c     ; do some different setup
3435 \c %else
3436 \c     %warning "Neither F1 nor F2 was defined, assuming F1."
3437 \c     %define F1
3438 \c %endif
3440 \c{%error} and \c{%warning} are issued only on the final assembly
3441 pass.  This makes them safe to use in conjunction with tests that
3442 depend on symbol values.
3444 \c{%fatal} terminates assembly immediately, regardless of pass.  This
3445 is useful when there is no point in continuing the assembly further,
3446 and doing so is likely just going to cause a spew of confusing error
3447 messages.
3449 It is optional for the message string after \c{%error}, \c{%warning}
3450 or \c{%fatal} to be quoted.  If it is \e{not}, then single-line macros
3451 are expanded in it, which can be used to display more information to
3452 the user.  For example:
3454 \c %if foo > 64
3455 \c     %assign foo_over foo-64
3456 \c     %error foo is foo_over bytes too large
3457 \c %endif
3460 \H{otherpreproc} \i{Other Preprocessor Directives}
3462 NASM also has preprocessor directives which allow access to
3463 information from external sources. Currently they include:
3465 The following preprocessor directive is supported to allow NASM to
3466 correctly handle output of the cpp C language preprocessor.
3468 \b\c{%line} enables NASM to correctly handle the output of the cpp
3469 C language preprocessor (see \k{line}).
3471 \b\c{%!} enables NASM to read in the value of an environment variable,
3472 which can then be used in your program (see \k{getenv}).
3474 \S{line} \i\c{%line} Directive
3476 The \c{%line} directive is used to notify NASM that the input line
3477 corresponds to a specific line number in another file.  Typically
3478 this other file would be an original source file, with the current
3479 NASM input being the output of a pre-processor.  The \c{%line}
3480 directive allows NASM to output messages which indicate the line
3481 number of the original source file, instead of the file that is being
3482 read by NASM.
3484 This preprocessor directive is not generally of use to programmers,
3485 by may be of interest to preprocessor authors.  The usage of the
3486 \c{%line} preprocessor directive is as follows:
3488 \c %line nnn[+mmm] [filename]
3490 In this directive, \c{nnn} identifies the line of the original source
3491 file which this line corresponds to.  \c{mmm} is an optional parameter
3492 which specifies a line increment value; each line of the input file
3493 read in is considered to correspond to \c{mmm} lines of the original
3494 source file.  Finally, \c{filename} is an optional parameter which
3495 specifies the file name of the original source file.
3497 After reading a \c{%line} preprocessor directive, NASM will report
3498 all file name and line numbers relative to the values specified
3499 therein.
3502 \S{getenv} \i\c{%!}\c{<env>}: Read an environment variable.
3504 The \c{%!<env>} directive makes it possible to read the value of an
3505 environment variable at assembly time. This could, for example, be used
3506 to store the contents of an environment variable into a string, which
3507 could be used at some other point in your code.
3509 For example, suppose that you have an environment variable \c{FOO}, and
3510 you want the contents of \c{FOO} to be embedded in your program. You
3511 could do that as follows:
3513 \c %defstr FOO    %!FOO
3515 See \k{defstr} for notes on the \c{%defstr} directive.
3518 \H{stdmac} \i{Standard Macros}
3520 NASM defines a set of standard macros, which are already defined
3521 when it starts to process any source file. If you really need a
3522 program to be assembled with no pre-defined macros, you can use the
3523 \i\c{%clear} directive to empty the preprocessor of everything but
3524 context-local preprocessor variables and single-line macros.
3526 Most \i{user-level assembler directives} (see \k{directive}) are
3527 implemented as macros which invoke primitive directives; these are
3528 described in \k{directive}. The rest of the standard macro set is
3529 described here.
3532 \S{stdmacver} \i{NASM Version} Macros
3534 The single-line macros \i\c{__NASM_MAJOR__}, \i\c{__NASM_MINOR__},
3535 \i\c{__NASM_SUBMINOR__} and \i\c{___NASM_PATCHLEVEL__} expand to the
3536 major, minor, subminor and patch level parts of the \i{version
3537 number of NASM} being used. So, under NASM 0.98.32p1 for
3538 example, \c{__NASM_MAJOR__} would be defined to be 0, \c{__NASM_MINOR__}
3539 would be defined as 98, \c{__NASM_SUBMINOR__} would be defined to 32,
3540 and \c{___NASM_PATCHLEVEL__} would be defined as 1.
3542 Additionally, the macro \i\c{__NASM_SNAPSHOT__} is defined for
3543 automatically generated snapshot releases \e{only}.
3546 \S{stdmacverid} \i\c{__NASM_VERSION_ID__}: \i{NASM Version ID}
3548 The single-line macro \c{__NASM_VERSION_ID__} expands to a dword integer
3549 representing the full version number of the version of nasm being used.
3550 The value is the equivalent to \c{__NASM_MAJOR__}, \c{__NASM_MINOR__},
3551 \c{__NASM_SUBMINOR__} and \c{___NASM_PATCHLEVEL__} concatenated to
3552 produce a single doubleword. Hence, for 0.98.32p1, the returned number
3553 would be equivalent to:
3555 \c         dd      0x00622001
3559 \c         db      1,32,98,0
3561 Note that the above lines are generate exactly the same code, the second
3562 line is used just to give an indication of the order that the separate
3563 values will be present in memory.
3566 \S{stdmacverstr} \i\c{__NASM_VER__}: \i{NASM Version string}
3568 The single-line macro \c{__NASM_VER__} expands to a string which defines
3569 the version number of nasm being used. So, under NASM 0.98.32 for example,
3571 \c         db      __NASM_VER__
3573 would expand to
3575 \c         db      "0.98.32"
3578 \S{fileline} \i\c{__FILE__} and \i\c{__LINE__}: File Name and Line Number
3580 Like the C preprocessor, NASM allows the user to find out the file
3581 name and line number containing the current instruction. The macro
3582 \c{__FILE__} expands to a string constant giving the name of the
3583 current input file (which may change through the course of assembly
3584 if \c{%include} directives are used), and \c{__LINE__} expands to a
3585 numeric constant giving the current line number in the input file.
3587 These macros could be used, for example, to communicate debugging
3588 information to a macro, since invoking \c{__LINE__} inside a macro
3589 definition (either single-line or multi-line) will return the line
3590 number of the macro \e{call}, rather than \e{definition}. So to
3591 determine where in a piece of code a crash is occurring, for
3592 example, one could write a routine \c{stillhere}, which is passed a
3593 line number in \c{EAX} and outputs something like `line 155: still
3594 here'. You could then write a macro
3596 \c %macro  notdeadyet 0
3598 \c         push    eax
3599 \c         mov     eax,__LINE__
3600 \c         call    stillhere
3601 \c         pop     eax
3603 \c %endmacro
3605 and then pepper your code with calls to \c{notdeadyet} until you
3606 find the crash point.
3609 \S{bitsm} \i\c{__BITS__}: Current BITS Mode
3611 The \c{__BITS__} standard macro is updated every time that the BITS mode is
3612 set using the \c{BITS XX} or \c{[BITS XX]} directive, where XX is a valid mode
3613 number of 16, 32 or 64. \c{__BITS__} receives the specified mode number and
3614 makes it globally available. This can be very useful for those who utilize
3615 mode-dependent macros.
3617 \S{ofmtm} \i\c{__OUTPUT_FORMAT__}: Current Output Format
3619 The \c{__OUTPUT_FORMAT__} standard macro holds the current Output Format,
3620 as given by the \c{-f} option or NASM's default. Type \c{nasm -hf} for a
3621 list.
3623 \c %ifidn __OUTPUT_FORMAT__, win32
3624 \c  %define NEWLINE 13, 10
3625 \c %elifidn __OUTPUT_FORMAT__, elf32
3626 \c  %define NEWLINE 10
3627 \c %endif
3630 \S{datetime} Assembly Date and Time Macros
3632 NASM provides a variety of macros that represent the timestamp of the
3633 assembly session.
3635 \b The \i\c{__DATE__} and \i\c{__TIME__} macros give the assembly date and
3636 time as strings, in ISO 8601 format (\c{"YYYY-MM-DD"} and \c{"HH:MM:SS"},
3637 respectively.)
3639 \b The \i\c{__DATE_NUM__} and \i\c{__TIME_NUM__} macros give the assembly
3640 date and time in numeric form; in the format \c{YYYYMMDD} and
3641 \c{HHMMSS} respectively.
3643 \b The \i\c{__UTC_DATE__} and \i\c{__UTC_TIME__} macros give the assembly
3644 date and time in universal time (UTC) as strings, in ISO 8601 format
3645 (\c{"YYYY-MM-DD"} and \c{"HH:MM:SS"}, respectively.)  If the host
3646 platform doesn't provide UTC time, these macros are undefined.
3648 \b The \i\c{__UTC_DATE_NUM__} and \i\c{__UTC_TIME_NUM__} macros give the
3649 assembly date and time universal time (UTC) in numeric form; in the
3650 format \c{YYYYMMDD} and \c{HHMMSS} respectively.  If the
3651 host platform doesn't provide UTC time, these macros are
3652 undefined.
3654 \b The \c{__POSIX_TIME__} macro is defined as a number containing the
3655 number of seconds since the POSIX epoch, 1 January 1970 00:00:00 UTC;
3656 excluding any leap seconds.  This is computed using UTC time if
3657 available on the host platform, otherwise it is computed using the
3658 local time as if it was UTC.
3660 All instances of time and date macros in the same assembly session
3661 produce consistent output.  For example, in an assembly session
3662 started at 42 seconds after midnight on January 1, 2010 in Moscow
3663 (timezone UTC+3) these macros would have the following values,
3664 assuming, of course, a properly configured environment with a correct
3665 clock:
3667 \c __DATE__             "2010-01-01"
3668 \c __TIME__             "00:00:42"
3669 \c __DATE_NUM__         20100101
3670 \c __TIME_NUM__         000042
3671 \c __UTC_DATE__         "2009-12-31"
3672 \c __UTC_TIME__         "21:00:42"
3673 \c __UTC_DATE_NUM__     20091231
3674 \c __UTC_TIME_NUM__     210042
3675 \c __POSIX_TIME__       1262293242
3678 \S{use_def} \I\c{__USE_*__}\c{__USE_}\e{package}\c{__}: Package
3679 Include Test
3681 When a standard macro package (see \k{macropkg}) is included with the
3682 \c{%use} directive (see \k{use}), a single-line macro of the form
3683 \c{__USE_}\e{package}\c{__} is automatically defined.  This allows
3684 testing if a particular package is invoked or not.
3686 For example, if the \c{altreg} package is included (see
3687 \k{pkg_altreg}), then the macro \c{__USE_ALTREG__} is defined.
3690 \S{pass_macro} \i\c{__PASS__}: Assembly Pass
3692 The macro \c{__PASS__} is defined to be \c{1} on preparatory passes,
3693 and \c{2} on the final pass.  In preprocess-only mode, it is set to
3694 \c{3}, and when running only to generate dependencies (due to the
3695 \c{-M} or \c{-MG} option, see \k{opt-M}) it is set to \c{0}.
3697 \e{Avoid using this macro if at all possible.  It is tremendously easy
3698 to generate very strange errors by misusing it, and the semantics may
3699 change in future versions of NASM.}
3702 \S{struc} \i\c{STRUC} and \i\c{ENDSTRUC}: \i{Declaring Structure} Data Types
3704 The core of NASM contains no intrinsic means of defining data
3705 structures; instead, the preprocessor is sufficiently powerful that
3706 data structures can be implemented as a set of macros. The macros
3707 \c{STRUC} and \c{ENDSTRUC} are used to define a structure data type.
3709 \c{STRUC} takes one parameter, which is the name of the data type.
3710 This name is defined as a symbol with the value zero, and also has
3711 the suffix \c{_size} appended to it and is then defined as an
3712 \c{EQU} giving the size of the structure. Once \c{STRUC} has been
3713 issued, you are defining the structure, and should define fields
3714 using the \c{RESB} family of pseudo-instructions, and then invoke
3715 \c{ENDSTRUC} to finish the definition.
3717 For example, to define a structure called \c{mytype} containing a
3718 longword, a word, a byte and a string of bytes, you might code
3720 \c struc   mytype
3722 \c   mt_long:      resd    1
3723 \c   mt_word:      resw    1
3724 \c   mt_byte:      resb    1
3725 \c   mt_str:       resb    32
3727 \c endstruc
3729 The above code defines six symbols: \c{mt_long} as 0 (the offset
3730 from the beginning of a \c{mytype} structure to the longword field),
3731 \c{mt_word} as 4, \c{mt_byte} as 6, \c{mt_str} as 7, \c{mytype_size}
3732 as 39, and \c{mytype} itself as zero.
3734 The reason why the structure type name is defined at zero is a side
3735 effect of allowing structures to work with the local label
3736 mechanism: if your structure members tend to have the same names in
3737 more than one structure, you can define the above structure like this:
3739 \c struc mytype
3741 \c   .long:        resd    1
3742 \c   .word:        resw    1
3743 \c   .byte:        resb    1
3744 \c   .str:         resb    32
3746 \c endstruc
3748 This defines the offsets to the structure fields as \c{mytype.long},
3749 \c{mytype.word}, \c{mytype.byte} and \c{mytype.str}.
3751 NASM, since it has no \e{intrinsic} structure support, does not
3752 support any form of period notation to refer to the elements of a
3753 structure once you have one (except the above local-label notation),
3754 so code such as \c{mov ax,[mystruc.mt_word]} is not valid.
3755 \c{mt_word} is a constant just like any other constant, so the
3756 correct syntax is \c{mov ax,[mystruc+mt_word]} or \c{mov
3757 ax,[mystruc+mytype.word]}.
3760 \S{istruc} \i\c{ISTRUC}, \i\c{AT} and \i\c{IEND}: Declaring
3761 \i{Instances of Structures}
3763 Having defined a structure type, the next thing you typically want
3764 to do is to declare instances of that structure in your data
3765 segment. NASM provides an easy way to do this in the \c{ISTRUC}
3766 mechanism. To declare a structure of type \c{mytype} in a program,
3767 you code something like this:
3769 \c mystruc:
3770 \c     istruc mytype
3772 \c         at mt_long, dd      123456
3773 \c         at mt_word, dw      1024
3774 \c         at mt_byte, db      'x'
3775 \c         at mt_str,  db      'hello, world', 13, 10, 0
3777 \c     iend
3779 The function of the \c{AT} macro is to make use of the \c{TIMES}
3780 prefix to advance the assembly position to the correct point for the
3781 specified structure field, and then to declare the specified data.
3782 Therefore the structure fields must be declared in the same order as
3783 they were specified in the structure definition.
3785 If the data to go in a structure field requires more than one source
3786 line to specify, the remaining source lines can easily come after
3787 the \c{AT} line. For example:
3789 \c         at mt_str,  db      123,134,145,156,167,178,189
3790 \c                     db      190,100,0
3792 Depending on personal taste, you can also omit the code part of the
3793 \c{AT} line completely, and start the structure field on the next
3794 line:
3796 \c         at mt_str
3797 \c                 db      'hello, world'
3798 \c                 db      13,10,0
3801 \S{align} \i\c{ALIGN} and \i\c{ALIGNB}: Data Alignment
3803 The \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} macros provides a convenient way to
3804 align code or data on a word, longword, paragraph or other boundary.
3805 (Some assemblers call this directive \i\c{EVEN}.) The syntax of the
3806 \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} macros is
3808 \c         align   4               ; align on 4-byte boundary
3809 \c         align   16              ; align on 16-byte boundary
3810 \c         align   8,db 0          ; pad with 0s rather than NOPs
3811 \c         align   4,resb 1        ; align to 4 in the BSS
3812 \c         alignb  4               ; equivalent to previous line
3814 Both macros require their first argument to be a power of two; they
3815 both compute the number of additional bytes required to bring the
3816 length of the current section up to a multiple of that power of two,
3817 and then apply the \c{TIMES} prefix to their second argument to
3818 perform the alignment.
3820 If the second argument is not specified, the default for \c{ALIGN}
3821 is \c{NOP}, and the default for \c{ALIGNB} is \c{RESB 1}. So if the
3822 second argument is specified, the two macros are equivalent.
3823 Normally, you can just use \c{ALIGN} in code and data sections and
3824 \c{ALIGNB} in BSS sections, and never need the second argument
3825 except for special purposes.
3827 \c{ALIGN} and \c{ALIGNB}, being simple macros, perform no error
3828 checking: they cannot warn you if their first argument fails to be a
3829 power of two, or if their second argument generates more than one
3830 byte of code. In each of these cases they will silently do the wrong
3831 thing.
3833 \c{ALIGNB} (or \c{ALIGN} with a second argument of \c{RESB 1}) can
3834 be used within structure definitions:
3836 \c struc mytype2
3838 \c   mt_byte:
3839 \c         resb 1
3840 \c         alignb 2
3841 \c   mt_word:
3842 \c         resw 1
3843 \c         alignb 4
3844 \c   mt_long:
3845 \c         resd 1
3846 \c   mt_str:
3847 \c         resb 32
3849 \c endstruc
3851 This will ensure that the structure members are sensibly aligned
3852 relative to the base of the structure.
3854 A final caveat: \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} work relative to the
3855 beginning of the \e{section}, not the beginning of the address space
3856 in the final executable. Aligning to a 16-byte boundary when the
3857 section you're in is only guaranteed to be aligned to a 4-byte
3858 boundary, for example, is a waste of effort. Again, NASM does not
3859 check that the section's alignment characteristics are sensible for
3860 the use of \c{ALIGN} or \c{ALIGNB}.
3862 See also the \c{smartalign} standard macro package, \k{pkg_smartalign}.
3865 \C{macropkg} \i{Standard Macro Packages}
3867 The \i\c{%use} directive (see \k{use}) includes one of the standard
3868 macro packages included with the NASM distribution and compiled into
3869 the NASM binary.  It operates like the \c{%include} directive (see
3870 \k{include}), but the included contents is provided by NASM itself.
3872 The names of standard macro packages are case insensitive, and can be
3873 quoted or not.
3876 \H{pkg_altreg} \i\c{altreg}: \i{Alternate Register Names}
3878 The \c{altreg} standard macro package provides alternate register
3879 names.  It provides numeric register names for all registers (not just
3880 \c{R8}-\c{R15}), the Intel-defined aliases \c{R8L}-\c{R15L} for the
3881 low bytes of register (as opposed to the NASM/AMD standard names
3882 \c{R8B}-\c{R15B}), and the names \c{R0H}-\c{R3H} (by analogy with
3883 \c{R0L}-\c{R3L}) for \c{AH}, \c{CH}, \c{DH}, and \c{BH}.
3885 Example use:
3887 \c %use altreg
3889 \c proc:
3890 \c       mov r0l,r3h                    ; mov al,bh
3891 \c       ret
3893 See also \k{reg64}.
3896 \H{pkg_smartalign} \i\c{smartalign}\I{align, smart}: Smart \c{ALIGN} Macro
3898 The \c{smartalign} standard macro package provides for an \i\c{ALIGN}
3899 macro which is more powerful than the default (and
3900 backwards-compatible) one (see \k{align}).  When the \c{smartalign}
3901 package is enabled, when \c{ALIGN} is used without a second argument,
3902 NASM will generate a sequence of instructions more efficient than a
3903 series of \c{NOP}.  Furthermore, if the padding exceeds a specific
3904 threshold, then NASM will generate a jump over the entire padding
3905 sequence.
3907 The specific instructions generated can be controlled with the
3908 new \i\c{ALIGNMODE} macro.  This macro takes two parameters: one mode,
3909 and an optional jump threshold override.  The modes are as
3910 follows:
3912 \b \c{generic}: Works on all x86 CPUs and should have reasonable
3913 performance.  The default jump threshold is 8.  This is the
3914 default.
3916 \b \c{nop}: Pad out with \c{NOP} instructions.  The only difference
3917 compared to the standard \c{ALIGN} macro is that NASM can still jump
3918 over a large padding area.  The default jump threshold is 16.
3920 \b \c{k7}: Optimize for the AMD K7 (Athlon/Althon XP).  These
3921 instructions should still work on all x86 CPUs.  The default jump
3922 threshold is 16.
3924 \b \c{k8}: Optimize for the AMD K8 (Opteron/Althon 64).  These
3925 instructions should still work on all x86 CPUs.  The default jump
3926 threshold is 16.
3928 \b \c{p6}: Optimize for Intel CPUs.  This uses the long \c{NOP}
3929 instructions first introduced in Pentium Pro.  This is incompatible
3930 with all CPUs of family 5 or lower, as well as some VIA CPUs and
3931 several virtualization solutions.  The default jump threshold is 16.
3933 The macro \i\c{__ALIGNMODE__} is defined to contain the current
3934 alignment mode.  A number of other macros beginning with \c{__ALIGN_}
3935 are used internally by this macro package.
3938 \C{directive} \i{Assembler Directives}
3940 NASM, though it attempts to avoid the bureaucracy of assemblers like
3941 MASM and TASM, is nevertheless forced to support a \e{few}
3942 directives. These are described in this chapter.
3944 NASM's directives come in two types: \I{user-level
3945 directives}\e{user-level} directives and \I{primitive
3946 directives}\e{primitive} directives. Typically, each directive has a
3947 user-level form and a primitive form. In almost all cases, we
3948 recommend that users use the user-level forms of the directives,
3949 which are implemented as macros which call the primitive forms.
3951 Primitive directives are enclosed in square brackets; user-level
3952 directives are not.
3954 In addition to the universal directives described in this chapter,
3955 each object file format can optionally supply extra directives in
3956 order to control particular features of that file format. These
3957 \I{format-specific directives}\e{format-specific} directives are
3958 documented along with the formats that implement them, in \k{outfmt}.
3961 \H{bits} \i\c{BITS}: Specifying Target \i{Processor Mode}
3963 The \c{BITS} directive specifies whether NASM should generate code
3964 \I{16-bit mode, versus 32-bit mode}designed to run on a processor
3965 operating in 16-bit mode, 32-bit mode or 64-bit mode. The syntax is
3966 \c{BITS XX}, where XX is 16, 32 or 64.
3968 In most cases, you should not need to use \c{BITS} explicitly. The
3969 \c{aout}, \c{coff}, \c{elf}, \c{macho}, \c{win32} and \c{win64}
3970 object formats, which are designed for use in 32-bit or 64-bit
3971 operating systems, all cause NASM to select 32-bit or 64-bit mode,
3972 respectively, by default. The \c{obj} object format allows you
3973 to specify each segment you define as either \c{USE16} or \c{USE32},
3974 and NASM will set its operating mode accordingly, so the use of the
3975 \c{BITS} directive is once again unnecessary.
3977 The most likely reason for using the \c{BITS} directive is to write
3978 32-bit or 64-bit code in a flat binary file; this is because the \c{bin}
3979 output format defaults to 16-bit mode in anticipation of it being
3980 used most frequently to write DOS \c{.COM} programs, DOS \c{.SYS}
3981 device drivers and boot loader software.
3983 You do \e{not} need to specify \c{BITS 32} merely in order to use
3984 32-bit instructions in a 16-bit DOS program; if you do, the
3985 assembler will generate incorrect code because it will be writing
3986 code targeted at a 32-bit platform, to be run on a 16-bit one.
3988 When NASM is in \c{BITS 16} mode, instructions which use 32-bit
3989 data are prefixed with an 0x66 byte, and those referring to 32-bit
3990 addresses have an 0x67 prefix. In \c{BITS 32} mode, the reverse is
3991 true: 32-bit instructions require no prefixes, whereas instructions
3992 using 16-bit data need an 0x66 and those working on 16-bit addresses
3993 need an 0x67.
3995 When NASM is in \c{BITS 64} mode, most instructions operate the same
3996 as they do for \c{BITS 32} mode. However, there are 8 more general and
3997 SSE registers, and 16-bit addressing is no longer supported.
3999 The default address size is 64 bits; 32-bit addressing can be selected
4000 with the 0x67 prefix.  The default operand size is still 32 bits,
4001 however, and the 0x66 prefix selects 16-bit operand size.  The \c{REX}
4002 prefix is used both to select 64-bit operand size, and to access the
4003 new registers. NASM automatically inserts REX prefixes when
4004 necessary.
4006 When the \c{REX} prefix is used, the processor does not know how to
4007 address the AH, BH, CH or DH (high 8-bit legacy) registers. Instead,
4008 it is possible to access the the low 8-bits of the SP, BP SI and DI
4009 registers as SPL, BPL, SIL and DIL, respectively; but only when the
4010 REX prefix is used.
4012 The \c{BITS} directive has an exactly equivalent primitive form,
4013 \c{[BITS 16]}, \c{[BITS 32]} and \c{[BITS 64]}. The user-level form is
4014 a macro which has no function other than to call the primitive form.
4016 Note that the space is neccessary, e.g. \c{BITS32} will \e{not} work!
4018 \S{USE16 & USE32} \i\c{USE16} & \i\c{USE32}: Aliases for BITS
4020 The `\c{USE16}' and `\c{USE32}' directives can be used in place of
4021 `\c{BITS 16}' and `\c{BITS 32}', for compatibility with other assemblers.
4024 \H{default} \i\c{DEFAULT}: Change the assembler defaults
4026 The \c{DEFAULT} directive changes the assembler defaults.  Normally,
4027 NASM defaults to a mode where the programmer is expected to explicitly
4028 specify most features directly.  However, this is occationally
4029 obnoxious, as the explicit form is pretty much the only one one wishes
4030 to use.
4032 Currently, the only \c{DEFAULT} that is settable is whether or not
4033 registerless instructions in 64-bit mode are \c{RIP}-relative or not.
4034 By default, they are absolute unless overridden with the \i\c{REL}
4035 specifier (see \k{effaddr}).  However, if \c{DEFAULT REL} is
4036 specified, \c{REL} is default, unless overridden with the \c{ABS}
4037 specifier, \e{except when used with an FS or GS segment override}.
4039 The special handling of \c{FS} and \c{GS} overrides are due to the
4040 fact that these registers are generally used as thread pointers or
4041 other special functions in 64-bit mode, and generating
4042 \c{RIP}-relative addresses would be extremely confusing.
4044 \c{DEFAULT REL} is disabled with \c{DEFAULT ABS}.
4046 \H{section} \i\c{SECTION} or \i\c{SEGMENT}: Changing and \i{Defining
4047 Sections}
4049 \I{changing sections}\I{switching between sections}The \c{SECTION}
4050 directive (\c{SEGMENT} is an exactly equivalent synonym) changes
4051 which section of the output file the code you write will be
4052 assembled into. In some object file formats, the number and names of
4053 sections are fixed; in others, the user may make up as many as they
4054 wish. Hence \c{SECTION} may sometimes give an error message, or may
4055 define a new section, if you try to switch to a section that does
4056 not (yet) exist.
4058 The Unix object formats, and the \c{bin} object format (but see
4059 \k{multisec}, all support
4060 the \i{standardized section names} \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}
4061 for the code, data and uninitialized-data sections. The \c{obj}
4062 format, by contrast, does not recognize these section names as being
4063 special, and indeed will strip off the leading period of any section
4064 name that has one.
4067 \S{sectmac} The \i\c{__SECT__} Macro
4069 The \c{SECTION} directive is unusual in that its user-level form
4070 functions differently from its primitive form. The primitive form,
4071 \c{[SECTION xyz]}, simply switches the current target section to the
4072 one given. The user-level form, \c{SECTION xyz}, however, first
4073 defines the single-line macro \c{__SECT__} to be the primitive
4074 \c{[SECTION]} directive which it is about to issue, and then issues
4075 it. So the user-level directive
4077 \c         SECTION .text
4079 expands to the two lines
4081 \c %define __SECT__        [SECTION .text]
4082 \c         [SECTION .text]
4084 Users may find it useful to make use of this in their own macros.
4085 For example, the \c{writefile} macro defined in \k{mlmacgre} can be
4086 usefully rewritten in the following more sophisticated form:
4088 \c %macro  writefile 2+
4090 \c         [section .data]
4092 \c   %%str:        db      %2
4093 \c   %%endstr:
4095 \c         __SECT__
4097 \c         mov     dx,%%str
4098 \c         mov     cx,%%endstr-%%str
4099 \c         mov     bx,%1
4100 \c         mov     ah,0x40
4101 \c         int     0x21
4103 \c %endmacro
4105 This form of the macro, once passed a string to output, first
4106 switches temporarily to the data section of the file, using the
4107 primitive form of the \c{SECTION} directive so as not to modify
4108 \c{__SECT__}. It then declares its string in the data section, and
4109 then invokes \c{__SECT__} to switch back to \e{whichever} section
4110 the user was previously working in. It thus avoids the need, in the
4111 previous version of the macro, to include a \c{JMP} instruction to
4112 jump over the data, and also does not fail if, in a complicated
4113 \c{OBJ} format module, the user could potentially be assembling the
4114 code in any of several separate code sections.
4117 \H{absolute} \i\c{ABSOLUTE}: Defining Absolute Labels
4119 The \c{ABSOLUTE} directive can be thought of as an alternative form
4120 of \c{SECTION}: it causes the subsequent code to be directed at no
4121 physical section, but at the hypothetical section starting at the
4122 given absolute address. The only instructions you can use in this
4123 mode are the \c{RESB} family.
4125 \c{ABSOLUTE} is used as follows:
4127 \c absolute 0x1A
4129 \c     kbuf_chr    resw    1
4130 \c     kbuf_free   resw    1
4131 \c     kbuf        resw    16
4133 This example describes a section of the PC BIOS data area, at
4134 segment address 0x40: the above code defines \c{kbuf_chr} to be
4135 0x1A, \c{kbuf_free} to be 0x1C, and \c{kbuf} to be 0x1E.
4137 The user-level form of \c{ABSOLUTE}, like that of \c{SECTION},
4138 redefines the \i\c{__SECT__} macro when it is invoked.
4140 \i\c{STRUC} and \i\c{ENDSTRUC} are defined as macros which use
4141 \c{ABSOLUTE} (and also \c{__SECT__}).
4143 \c{ABSOLUTE} doesn't have to take an absolute constant as an
4144 argument: it can take an expression (actually, a \i{critical
4145 expression}: see \k{crit}) and it can be a value in a segment. For
4146 example, a TSR can re-use its setup code as run-time BSS like this:
4148 \c         org     100h               ; it's a .COM program
4150 \c         jmp     setup              ; setup code comes last
4152 \c         ; the resident part of the TSR goes here
4153 \c setup:
4154 \c         ; now write the code that installs the TSR here
4156 \c absolute setup
4158 \c runtimevar1     resw    1
4159 \c runtimevar2     resd    20
4161 \c tsr_end:
4163 This defines some variables `on top of' the setup code, so that
4164 after the setup has finished running, the space it took up can be
4165 re-used as data storage for the running TSR. The symbol `tsr_end'
4166 can be used to calculate the total size of the part of the TSR that
4167 needs to be made resident.
4170 \H{extern} \i\c{EXTERN}: \i{Importing Symbols} from Other Modules
4172 \c{EXTERN} is similar to the MASM directive \c{EXTRN} and the C
4173 keyword \c{extern}: it is used to declare a symbol which is not
4174 defined anywhere in the module being assembled, but is assumed to be
4175 defined in some other module and needs to be referred to by this
4176 one. Not every object-file format can support external variables:
4177 the \c{bin} format cannot.
4179 The \c{EXTERN} directive takes as many arguments as you like. Each
4180 argument is the name of a symbol:
4182 \c extern  _printf
4183 \c extern  _sscanf,_fscanf
4185 Some object-file formats provide extra features to the \c{EXTERN}
4186 directive. In all cases, the extra features are used by suffixing a
4187 colon to the symbol name followed by object-format specific text.
4188 For example, the \c{obj} format allows you to declare that the
4189 default segment base of an external should be the group \c{dgroup}
4190 by means of the directive
4192 \c extern  _variable:wrt dgroup
4194 The primitive form of \c{EXTERN} differs from the user-level form
4195 only in that it can take only one argument at a time: the support
4196 for multiple arguments is implemented at the preprocessor level.
4198 You can declare the same variable as \c{EXTERN} more than once: NASM
4199 will quietly ignore the second and later redeclarations. You can't
4200 declare a variable as \c{EXTERN} as well as something else, though.
4203 \H{global} \i\c{GLOBAL}: \i{Exporting Symbols} to Other Modules
4205 \c{GLOBAL} is the other end of \c{EXTERN}: if one module declares a
4206 symbol as \c{EXTERN} and refers to it, then in order to prevent
4207 linker errors, some other module must actually \e{define} the
4208 symbol and declare it as \c{GLOBAL}. Some assemblers use the name
4209 \i\c{PUBLIC} for this purpose.
4211 The \c{GLOBAL} directive applying to a symbol must appear \e{before}
4212 the definition of the symbol.
4214 \c{GLOBAL} uses the same syntax as \c{EXTERN}, except that it must
4215 refer to symbols which \e{are} defined in the same module as the
4216 \c{GLOBAL} directive. For example:
4218 \c global _main
4219 \c _main:
4220 \c         ; some code
4222 \c{GLOBAL}, like \c{EXTERN}, allows object formats to define private
4223 extensions by means of a colon. The \c{elf} object format, for
4224 example, lets you specify whether global data items are functions or
4225 data:
4227 \c global  hashlookup:function, hashtable:data
4229 Like \c{EXTERN}, the primitive form of \c{GLOBAL} differs from the
4230 user-level form only in that it can take only one argument at a
4231 time.
4234 \H{common} \i\c{COMMON}: Defining Common Data Areas
4236 The \c{COMMON} directive is used to declare \i\e{common variables}.
4237 A common variable is much like a global variable declared in the
4238 uninitialized data section, so that
4240 \c common  intvar  4
4242 is similar in function to
4244 \c global  intvar
4245 \c section .bss
4247 \c intvar  resd    1
4249 The difference is that if more than one module defines the same
4250 common variable, then at link time those variables will be
4251 \e{merged}, and references to \c{intvar} in all modules will point
4252 at the same piece of memory.
4254 Like \c{GLOBAL} and \c{EXTERN}, \c{COMMON} supports object-format
4255 specific extensions. For example, the \c{obj} format allows common
4256 variables to be NEAR or FAR, and the \c{elf} format allows you to
4257 specify the alignment requirements of a common variable:
4259 \c common  commvar  4:near  ; works in OBJ
4260 \c common  intarray 100:4   ; works in ELF: 4 byte aligned
4262 Once again, like \c{EXTERN} and \c{GLOBAL}, the primitive form of
4263 \c{COMMON} differs from the user-level form only in that it can take
4264 only one argument at a time.
4267 \H{CPU} \i\c{CPU}: Defining CPU Dependencies
4269 The \i\c{CPU} directive restricts assembly to those instructions which
4270 are available on the specified CPU.
4272 Options are:
4274 \b\c{CPU 8086}          Assemble only 8086 instruction set
4276 \b\c{CPU 186}           Assemble instructions up to the 80186 instruction set
4278 \b\c{CPU 286}           Assemble instructions up to the 286 instruction set
4280 \b\c{CPU 386}           Assemble instructions up to the 386 instruction set
4282 \b\c{CPU 486}           486 instruction set
4284 \b\c{CPU 586}           Pentium instruction set
4286 \b\c{CPU PENTIUM}       Same as 586
4288 \b\c{CPU 686}           P6 instruction set
4290 \b\c{CPU PPRO}          Same as 686
4292 \b\c{CPU P2}            Same as 686
4294 \b\c{CPU P3}            Pentium III (Katmai) instruction sets
4296 \b\c{CPU KATMAI}        Same as P3
4298 \b\c{CPU P4}            Pentium 4 (Willamette) instruction set
4300 \b\c{CPU WILLAMETTE}    Same as P4
4302 \b\c{CPU PRESCOTT}      Prescott instruction set
4304 \b\c{CPU X64}           x86-64 (x64/AMD64/Intel 64) instruction set
4306 \b\c{CPU IA64}          IA64 CPU (in x86 mode) instruction set
4308 All options are case insensitive.  All instructions will be selected
4309 only if they apply to the selected CPU or lower.  By default, all
4310 instructions are available.
4313 \H{FLOAT} \i\c{FLOAT}: Handling of \I{floating-point, constants}floating-point constants
4315 By default, floating-point constants are rounded to nearest, and IEEE
4316 denormals are supported.  The following options can be set to alter
4317 this behaviour:
4319 \b\c{FLOAT DAZ}         Flush denormals to zero
4321 \b\c{FLOAT NODAZ}       Do not flush denormals to zero (default)
4323 \b\c{FLOAT NEAR}        Round to nearest (default)
4325 \b\c{FLOAT UP}          Round up (toward +Infinity)
4327 \b\c{FLOAT DOWN}        Round down (toward -Infinity)
4329 \b\c{FLOAT ZERO}        Round toward zero
4331 \b\c{FLOAT DEFAULT}     Restore default settings
4333 The standard macros \i\c{__FLOAT_DAZ__}, \i\c{__FLOAT_ROUND__}, and
4334 \i\c{__FLOAT__} contain the current state, as long as the programmer
4335 has avoided the use of the brackeded primitive form, (\c{[FLOAT]}).
4337 \c{__FLOAT__} contains the full set of floating-point settings; this
4338 value can be saved away and invoked later to restore the setting.
4341 \C{outfmt} \i{Output Formats}
4343 NASM is a portable assembler, designed to be able to compile on any
4344 ANSI C-supporting platform and produce output to run on a variety of
4345 Intel x86 operating systems. For this reason, it has a large number
4346 of available output formats, selected using the \i\c{-f} option on
4347 the NASM \i{command line}. Each of these formats, along with its
4348 extensions to the base NASM syntax, is detailed in this chapter.
4350 As stated in \k{opt-o}, NASM chooses a \i{default name} for your
4351 output file based on the input file name and the chosen output
4352 format. This will be generated by removing the \i{extension}
4353 (\c{.asm}, \c{.s}, or whatever you like to use) from the input file
4354 name, and substituting an extension defined by the output format.
4355 The extensions are given with each format below.
4358 \H{binfmt} \i\c{bin}: \i{Flat-Form Binary}\I{pure binary} Output
4360 The \c{bin} format does not produce object files: it generates
4361 nothing in the output file except the code you wrote. Such `pure
4362 binary' files are used by \i{MS-DOS}: \i\c{.COM} executables and
4363 \i\c{.SYS} device drivers are pure binary files. Pure binary output
4364 is also useful for \i{operating system} and \i{boot loader}
4365 development.
4367 The \c{bin} format supports \i{multiple section names}. For details of
4368 how nasm handles sections in the \c{bin} format, see \k{multisec}.
4370 Using the \c{bin} format puts NASM by default into 16-bit mode (see
4371 \k{bits}). In order to use \c{bin} to write 32-bit or 64-bit code,
4372 such as an OS kernel, you need to explicitly issue the \I\c{BITS}\c{BITS 32}
4373 or \I\c{BITS}\c{BITS 64} directive.
4375 \c{bin} has no default output file name extension: instead, it
4376 leaves your file name as it is once the original extension has been
4377 removed. Thus, the default is for NASM to assemble \c{binprog.asm}
4378 into a binary file called \c{binprog}.
4381 \S{org} \i\c{ORG}: Binary File \i{Program Origin}
4383 The \c{bin} format provides an additional directive to the list
4384 given in \k{directive}: \c{ORG}. The function of the \c{ORG}
4385 directive is to specify the origin address which NASM will assume
4386 the program begins at when it is loaded into memory.
4388 For example, the following code will generate the longword
4389 \c{0x00000104}:
4391 \c         org     0x100
4392 \c         dd      label
4393 \c label:
4395 Unlike the \c{ORG} directive provided by MASM-compatible assemblers,
4396 which allows you to jump around in the object file and overwrite
4397 code you have already generated, NASM's \c{ORG} does exactly what
4398 the directive says: \e{origin}. Its sole function is to specify one
4399 offset which is added to all internal address references within the
4400 section; it does not permit any of the trickery that MASM's version
4401 does. See \k{proborg} for further comments.
4404 \S{binseg} \c{bin} Extensions to the \c{SECTION}
4405 Directive\I{SECTION, bin extensions to}
4407 The \c{bin} output format extends the \c{SECTION} (or \c{SEGMENT})
4408 directive to allow you to specify the alignment requirements of
4409 segments. This is done by appending the \i\c{ALIGN} qualifier to the
4410 end of the section-definition line. For example,
4412 \c section .data   align=16
4414 switches to the section \c{.data} and also specifies that it must be
4415 aligned on a 16-byte boundary.
4417 The parameter to \c{ALIGN} specifies how many low bits of the
4418 section start address must be forced to zero. The alignment value
4419 given may be any power of two.\I{section alignment, in
4420 bin}\I{segment alignment, in bin}\I{alignment, in bin sections}
4423 \S{multisec} \i\c{Multisection}\I{bin, multisection} support for the BIN format.
4425 The \c{bin} format allows the use of multiple sections, of arbitrary names, 
4426 besides the "known" \c{.text}, \c{.data}, and \c{.bss} names.
4428 \b Sections may be designated \i\c{progbits} or \i\c{nobits}. Default 
4429 is \c{progbits} (except \c{.bss}, which defaults to \c{nobits}, 
4430 of course).
4432 \b Sections can be aligned at a specified boundary following the previous 
4433 section with \c{align=}, or at an arbitrary byte-granular position with 
4434 \i\c{start=}.
4436 \b Sections can be given a virtual start address, which will be used 
4437 for the calculation of all memory references within that section 
4438 with \i\c{vstart=}.
4440 \b Sections can be ordered using \i\c{follows=}\c{<section>} or 
4441 \i\c{vfollows=}\c{<section>} as an alternative to specifying an explicit 
4442 start address.
4444 \b Arguments to \c{org}, \c{start}, \c{vstart}, and \c{align=} are 
4445 critical expressions. See \k{crit}. E.g. \c{align=(1 << ALIGN_SHIFT)} 
4446 - \c{ALIGN_SHIFT} must be defined before it is used here.
4448 \b Any code which comes before an explicit \c{SECTION} directive
4449 is directed by default into the \c{.text} section.
4451 \b If an \c{ORG} statement is not given, \c{ORG 0} is used 
4452 by default.
4454 \b The \c{.bss} section will be placed after the last \c{progbits} 
4455 section, unless \c{start=}, \c{vstart=}, \c{follows=}, or \c{vfollows=} 
4456 has been specified.
4458 \b All sections are aligned on dword boundaries, unless a different 
4459 alignment has been specified.
4461 \b Sections may not overlap.
4463 \b NASM creates the \c{section.<secname>.start} for each section, 
4464 which may be used in your code.
4466 \S{map}\i{Map files}
4468 Map files can be generated in \c{-f bin} format by means of the \c{[map]} 
4469 option. Map types of \c{all} (default), \c{brief}, \c{sections}, \c{segments}, 
4470 or \c{symbols} may be specified. Output may be directed to \c{stdout} 
4471 (default), \c{stderr}, or a specified file. E.g.
4472 \c{[map symbols myfile.map]}. No "user form" exists, the square
4473 brackets must be used.
4476 \H{objfmt} \i\c{obj}: \i{Microsoft OMF}\I{OMF} Object Files
4478 The \c{obj} file format (NASM calls it \c{obj} rather than \c{omf}
4479 for historical reasons) is the one produced by \i{MASM} and
4480 \i{TASM}, which is typically fed to 16-bit DOS linkers to produce
4481 \i\c{.EXE} files. It is also the format used by \i{OS/2}.
4483 \c{obj} provides a default output file-name extension of \c{.obj}.
4485 \c{obj} is not exclusively a 16-bit format, though: NASM has full
4486 support for the 32-bit extensions to the format. In particular,
4487 32-bit \c{obj} format files are used by \i{Borland's Win32
4488 compilers}, instead of using Microsoft's newer \i\c{win32} object
4489 file format.
4491 The \c{obj} format does not define any special segment names: you
4492 can call your segments anything you like. Typical names for segments
4493 in \c{obj} format files are \c{CODE}, \c{DATA} and \c{BSS}.
4495 If your source file contains code before specifying an explicit
4496 \c{SEGMENT} directive, then NASM will invent its own segment called
4497 \i\c{__NASMDEFSEG} for you.
4499 When you define a segment in an \c{obj} file, NASM defines the
4500 segment name as a symbol as well, so that you can access the segment
4501 address of the segment. So, for example:
4503 \c segment data
4505 \c dvar:   dw      1234
4507 \c segment code
4509 \c function:
4510 \c         mov     ax,data         ; get segment address of data
4511 \c         mov     ds,ax           ; and move it into DS
4512 \c         inc     word [dvar]     ; now this reference will work
4513 \c         ret
4515 The \c{obj} format also enables the use of the \i\c{SEG} and
4516 \i\c{WRT} operators, so that you can write code which does things
4517 like
4519 \c extern  foo
4521 \c       mov   ax,seg foo            ; get preferred segment of foo
4522 \c       mov   ds,ax
4523 \c       mov   ax,data               ; a different segment
4524 \c       mov   es,ax
4525 \c       mov   ax,[ds:foo]           ; this accesses `foo'
4526 \c       mov   [es:foo wrt data],bx  ; so does this
4529 \S{objseg} \c{obj} Extensions to the \c{SEGMENT}
4530 Directive\I{SEGMENT, obj extensions to}
4532 The \c{obj} output format extends the \c{SEGMENT} (or \c{SECTION})
4533 directive to allow you to specify various properties of the segment
4534 you are defining. This is done by appending extra qualifiers to the
4535 end of the segment-definition line. For example,
4537 \c segment code private align=16
4539 defines the segment \c{code}, but also declares it to be a private
4540 segment, and requires that the portion of it described in this code
4541 module must be aligned on a 16-byte boundary.
4543 The available qualifiers are:
4545 \b \i\c{PRIVATE}, \i\c{PUBLIC}, \i\c{COMMON} and \i\c{STACK} specify
4546 the combination characteristics of the segment. \c{PRIVATE} segments
4547 do not get combined with any others by the linker; \c{PUBLIC} and
4548 \c{STACK} segments get concatenated together at link time; and
4549 \c{COMMON} segments all get overlaid on top of each other rather
4550 than stuck end-to-end.
4552 \b \i\c{ALIGN} is used, as shown above, to specify how many low bits
4553 of the segment start address must be forced to zero. The alignment
4554 value given may be any power of two from 1 to 4096; in reality, the
4555 only values supported are 1, 2, 4, 16, 256 and 4096, so if 8 is
4556 specified it will be rounded up to 16, and 32, 64 and 128 will all
4557 be rounded up to 256, and so on. Note that alignment to 4096-byte
4558 boundaries is a \i{PharLap} extension to the format and may not be
4559 supported by all linkers.\I{section alignment, in OBJ}\I{segment
4560 alignment, in OBJ}\I{alignment, in OBJ sections}
4562 \b \i\c{CLASS} can be used to specify the segment class; this feature
4563 indicates to the linker that segments of the same class should be
4564 placed near each other in the output file. The class name can be any
4565 word, e.g. \c{CLASS=CODE}.
4567 \b \i\c{OVERLAY}, like \c{CLASS}, is specified with an arbitrary word
4568 as an argument, and provides overlay information to an
4569 overlay-capable linker.
4571 \b Segments can be declared as \i\c{USE16} or \i\c{USE32}, which has
4572 the effect of recording the choice in the object file and also
4573 ensuring that NASM's default assembly mode when assembling in that
4574 segment is 16-bit or 32-bit respectively.
4576 \b When writing \i{OS/2} object files, you should declare 32-bit
4577 segments as \i\c{FLAT}, which causes the default segment base for
4578 anything in the segment to be the special group \c{FLAT}, and also
4579 defines the group if it is not already defined.
4581 \b The \c{obj} file format also allows segments to be declared as
4582 having a pre-defined absolute segment address, although no linkers
4583 are currently known to make sensible use of this feature;
4584 nevertheless, NASM allows you to declare a segment such as
4585 \c{SEGMENT SCREEN ABSOLUTE=0xB800} if you need to. The \i\c{ABSOLUTE}
4586 and \c{ALIGN} keywords are mutually exclusive.
4588 NASM's default segment attributes are \c{PUBLIC}, \c{ALIGN=1}, no
4589 class, no overlay, and \c{USE16}.
4592 \S{group} \i\c{GROUP}: Defining Groups of Segments\I{segments, groups of}
4594 The \c{obj} format also allows segments to be grouped, so that a
4595 single segment register can be used to refer to all the segments in
4596 a group. NASM therefore supplies the \c{GROUP} directive, whereby
4597 you can code
4599 \c segment data
4601 \c         ; some data
4603 \c segment bss
4605 \c         ; some uninitialized data
4607 \c group dgroup data bss
4609 which will define a group called \c{dgroup} to contain the segments
4610 \c{data} and \c{bss}. Like \c{SEGMENT}, \c{GROUP} causes the group
4611 name to be defined as a symbol, so that you can refer to a variable
4612 \c{var} in the \c{data} segment as \c{var wrt data} or as \c{var wrt
4613 dgroup}, depending on which segment value is currently in your
4614 segment register.
4616 If you just refer to \c{var}, however, and \c{var} is declared in a
4617 segment which is part of a group, then NASM will default to giving
4618 you the offset of \c{var} from the beginning of the \e{group}, not
4619 the \e{segment}. Therefore \c{SEG var}, also, will return the group
4620 base rather than the segment base.
4622 NASM will allow a segment to be part of more than one group, but
4623 will generate a warning if you do this. Variables declared in a
4624 segment which is part of more than one group will default to being
4625 relative to the first group that was defined to contain the segment.
4627 A group does not have to contain any segments; you can still make
4628 \c{WRT} references to a group which does not contain the variable
4629 you are referring to. OS/2, for example, defines the special group
4630 \c{FLAT} with no segments in it.
4633 \S{uppercase} \i\c{UPPERCASE}: Disabling Case Sensitivity in Output
4635 Although NASM itself is \i{case sensitive}, some OMF linkers are
4636 not; therefore it can be useful for NASM to output single-case
4637 object files. The \c{UPPERCASE} format-specific directive causes all
4638 segment, group and symbol names that are written to the object file
4639 to be forced to upper case just before being written. Within a
4640 source file, NASM is still case-sensitive; but the object file can
4641 be written entirely in upper case if desired.
4643 \c{UPPERCASE} is used alone on a line; it requires no parameters.
4646 \S{import} \i\c{IMPORT}: Importing DLL Symbols\I{DLL symbols,
4647 importing}\I{symbols, importing from DLLs}
4649 The \c{IMPORT} format-specific directive defines a symbol to be
4650 imported from a DLL, for use if you are writing a DLL's \i{import
4651 library} in NASM. You still need to declare the symbol as \c{EXTERN}
4652 as well as using the \c{IMPORT} directive.
4654 The \c{IMPORT} directive takes two required parameters, separated by
4655 white space, which are (respectively) the name of the symbol you
4656 wish to import and the name of the library you wish to import it
4657 from. For example:
4659 \c     import  WSAStartup wsock32.dll
4661 A third optional parameter gives the name by which the symbol is
4662 known in the library you are importing it from, in case this is not
4663 the same as the name you wish the symbol to be known by to your code
4664 once you have imported it. For example:
4666 \c     import  asyncsel wsock32.dll WSAAsyncSelect
4669 \S{export} \i\c{EXPORT}: Exporting DLL Symbols\I{DLL symbols,
4670 exporting}\I{symbols, exporting from DLLs}
4672 The \c{EXPORT} format-specific directive defines a global symbol to
4673 be exported as a DLL symbol, for use if you are writing a DLL in
4674 NASM. You still need to declare the symbol as \c{GLOBAL} as well as
4675 using the \c{EXPORT} directive.
4677 \c{EXPORT} takes one required parameter, which is the name of the
4678 symbol you wish to export, as it was defined in your source file. An
4679 optional second parameter (separated by white space from the first)
4680 gives the \e{external} name of the symbol: the name by which you
4681 wish the symbol to be known to programs using the DLL. If this name
4682 is the same as the internal name, you may leave the second parameter
4683 off.
4685 Further parameters can be given to define attributes of the exported
4686 symbol. These parameters, like the second, are separated by white
4687 space. If further parameters are given, the external name must also
4688 be specified, even if it is the same as the internal name. The
4689 available attributes are:
4691 \b \c{resident} indicates that the exported name is to be kept
4692 resident by the system loader. This is an optimisation for
4693 frequently used symbols imported by name.
4695 \b \c{nodata} indicates that the exported symbol is a function which
4696 does not make use of any initialized data.
4698 \b \c{parm=NNN}, where \c{NNN} is an integer, sets the number of
4699 parameter words for the case in which the symbol is a call gate
4700 between 32-bit and 16-bit segments.
4702 \b An attribute which is just a number indicates that the symbol
4703 should be exported with an identifying number (ordinal), and gives
4704 the desired number.
4706 For example:
4708 \c     export  myfunc
4709 \c     export  myfunc TheRealMoreFormalLookingFunctionName
4710 \c     export  myfunc myfunc 1234  ; export by ordinal
4711 \c     export  myfunc myfunc resident parm=23 nodata
4714 \S{dotdotstart} \i\c{..start}: Defining the \i{Program Entry
4715 Point}
4717 \c{OMF} linkers require exactly one of the object files being linked to
4718 define the program entry point, where execution will begin when the
4719 program is run. If the object file that defines the entry point is
4720 assembled using NASM, you specify the entry point by declaring the
4721 special symbol \c{..start} at the point where you wish execution to
4722 begin.
4725 \S{objextern} \c{obj} Extensions to the \c{EXTERN}
4726 Directive\I{EXTERN, obj extensions to}
4728 If you declare an external symbol with the directive
4730 \c     extern  foo
4732 then references such as \c{mov ax,foo} will give you the offset of
4733 \c{foo} from its preferred segment base (as specified in whichever
4734 module \c{foo} is actually defined in). So to access the contents of
4735 \c{foo} you will usually need to do something like
4737 \c         mov     ax,seg foo      ; get preferred segment base
4738 \c         mov     es,ax           ; move it into ES
4739 \c         mov     ax,[es:foo]     ; and use offset `foo' from it
4741 This is a little unwieldy, particularly if you know that an external
4742 is going to be accessible from a given segment or group, say
4743 \c{dgroup}. So if \c{DS} already contained \c{dgroup}, you could
4744 simply code
4746 \c         mov     ax,[foo wrt dgroup]
4748 However, having to type this every time you want to access \c{foo}
4749 can be a pain; so NASM allows you to declare \c{foo} in the
4750 alternative form
4752 \c     extern  foo:wrt dgroup
4754 This form causes NASM to pretend that the preferred segment base of
4755 \c{foo} is in fact \c{dgroup}; so the expression \c{seg foo} will
4756 now return \c{dgroup}, and the expression \c{foo} is equivalent to
4757 \c{foo wrt dgroup}.
4759 This \I{default-WRT mechanism}default-\c{WRT} mechanism can be used
4760 to make externals appear to be relative to any group or segment in
4761 your program. It can also be applied to common variables: see
4762 \k{objcommon}.
4765 \S{objcommon} \c{obj} Extensions to the \c{COMMON}
4766 Directive\I{COMMON, obj extensions to}
4768 The \c{obj} format allows common variables to be either near\I{near
4769 common variables} or far\I{far common variables}; NASM allows you to
4770 specify which your variables should be by the use of the syntax
4772 \c common  nearvar 2:near   ; `nearvar' is a near common
4773 \c common  farvar  10:far   ; and `farvar' is far
4775 Far common variables may be greater in size than 64Kb, and so the
4776 OMF specification says that they are declared as a number of
4777 \e{elements} of a given size. So a 10-byte far common variable could
4778 be declared as ten one-byte elements, five two-byte elements, two
4779 five-byte elements or one ten-byte element.
4781 Some \c{OMF} linkers require the \I{element size, in common
4782 variables}\I{common variables, element size}element size, as well as
4783 the variable size, to match when resolving common variables declared
4784 in more than one module. Therefore NASM must allow you to specify
4785 the element size on your far common variables. This is done by the
4786 following syntax:
4788 \c common  c_5by2  10:far 5        ; two five-byte elements
4789 \c common  c_2by5  10:far 2        ; five two-byte elements
4791 If no element size is specified, the default is 1. Also, the \c{FAR}
4792 keyword is not required when an element size is specified, since
4793 only far commons may have element sizes at all. So the above
4794 declarations could equivalently be
4796 \c common  c_5by2  10:5            ; two five-byte elements
4797 \c common  c_2by5  10:2            ; five two-byte elements
4799 In addition to these extensions, the \c{COMMON} directive in \c{obj}
4800 also supports default-\c{WRT} specification like \c{EXTERN} does
4801 (explained in \k{objextern}). So you can also declare things like
4803 \c common  foo     10:wrt dgroup
4804 \c common  bar     16:far 2:wrt data
4805 \c common  baz     24:wrt data:6
4808 \H{win32fmt} \i\c{win32}: Microsoft Win32 Object Files
4810 The \c{win32} output format generates Microsoft Win32 object files,
4811 suitable for passing to Microsoft linkers such as \i{Visual C++}.
4812 Note that Borland Win32 compilers do not use this format, but use
4813 \c{obj} instead (see \k{objfmt}).
4815 \c{win32} provides a default output file-name extension of \c{.obj}.
4817 Note that although Microsoft say that Win32 object files follow the
4818 \c{COFF} (Common Object File Format) standard, the object files produced
4819 by Microsoft Win32 compilers are not compatible with COFF linkers
4820 such as DJGPP's, and vice versa. This is due to a difference of
4821 opinion over the precise semantics of PC-relative relocations. To
4822 produce COFF files suitable for DJGPP, use NASM's \c{coff} output
4823 format; conversely, the \c{coff} format does not produce object
4824 files that Win32 linkers can generate correct output from.
4827 \S{win32sect} \c{win32} Extensions to the \c{SECTION}
4828 Directive\I{SECTION, win32 extensions to}
4830 Like the \c{obj} format, \c{win32} allows you to specify additional
4831 information on the \c{SECTION} directive line, to control the type
4832 and properties of sections you declare. Section types and properties
4833 are generated automatically by NASM for the \i{standard section names}
4834 \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}, but may still be overridden by
4835 these qualifiers.
4837 The available qualifiers are:
4839 \b \c{code}, or equivalently \c{text}, defines the section to be a
4840 code section. This marks the section as readable and executable, but
4841 not writable, and also indicates to the linker that the type of the
4842 section is code.
4844 \b \c{data} and \c{bss} define the section to be a data section,
4845 analogously to \c{code}. Data sections are marked as readable and
4846 writable, but not executable. \c{data} declares an initialized data
4847 section, whereas \c{bss} declares an uninitialized data section.
4849 \b \c{rdata} declares an initialized data section that is readable
4850 but not writable. Microsoft compilers use this section to place
4851 constants in it.
4853 \b \c{info} defines the section to be an \i{informational section},
4854 which is not included in the executable file by the linker, but may
4855 (for example) pass information \e{to} the linker. For example,
4856 declaring an \c{info}-type section called \i\c{.drectve} causes the
4857 linker to interpret the contents of the section as command-line
4858 options.
4860 \b \c{align=}, used with a trailing number as in \c{obj}, gives the
4861 \I{section alignment, in win32}\I{alignment, in win32
4862 sections}alignment requirements of the section. The maximum you may
4863 specify is 64: the Win32 object file format contains no means to
4864 request a greater section alignment than this. If alignment is not
4865 explicitly specified, the defaults are 16-byte alignment for code
4866 sections, 8-byte alignment for rdata sections and 4-byte alignment
4867 for data (and BSS) sections.
4868 Informational sections get a default alignment of 1 byte (no
4869 alignment), though the value does not matter.
4871 The defaults assumed by NASM if you do not specify the above
4872 qualifiers are:
4874 \c section .text    code  align=16
4875 \c section .data    data  align=4
4876 \c section .rdata   rdata align=8
4877 \c section .bss     bss   align=4
4879 Any other section name is treated by default like \c{.text}.
4881 \S{win32safeseh} \c{win32}: Safe Structured Exception Handling
4883 Among other improvements in Windows XP SP2 and Windows Server 2003
4884 Microsoft has introduced concept of "safe structured exception
4885 handling." General idea is to collect handlers' entry points in
4886 designated read-only table and have alleged entry point verified
4887 against this table prior exception control is passed to the handler. In
4888 order for an executable module to be equipped with such "safe exception
4889 handler table," all object modules on linker command line has to comply
4890 with certain criteria. If one single module among them does not, then
4891 the table in question is omitted and above mentioned run-time checks
4892 will not be performed for application in question. Table omission is by
4893 default silent and therefore can be easily overlooked. One can instruct
4894 linker to refuse to produce binary without such table by passing
4895 \c{/safeseh} command line option.
4897 Without regard to this run-time check merits it's natural to expect
4898 NASM to be capable of generating modules suitable for \c{/safeseh}
4899 linking. From developer's viewpoint the problem is two-fold:
4901 \b how to adapt modules not deploying exception handlers of their own;
4903 \b how to adapt/develop modules utilizing custom exception handling;
4905 Former can be easily achieved with any NASM version by adding following
4906 line to source code:
4908 \c $@feat.00 equ 1
4910 As of version 2.03 NASM adds this absolute symbol automatically. If
4911 it's not already present to be precise. I.e. if for whatever reason
4912 developer would choose to assign another value in source file, it would
4913 still be perfectly possible.
4915 Registering custom exception handler on the other hand requires certain
4916 "magic." As of version 2.03 additional directive is implemented,
4917 \c{safeseh}, which instructs the assembler to produce appropriately
4918 formatted input data for above mentioned "safe exception handler 
4919 table." Its typical use would be:
4921 \c section .text
4922 \c extern  _MessageBoxA@16
4923 \c %if     __NASM_VERSION_ID__ >= 0x02030000
4924 \c safeseh handler         ; register handler as "safe handler"
4925 \c %endif
4926 \c handler:
4927 \c         push    DWORD 1 ; MB_OKCANCEL
4928 \c         push    DWORD caption
4929 \c         push    DWORD text
4930 \c         push    DWORD 0
4931 \c         call    _MessageBoxA@16
4932 \c         sub     eax,1   ; incidentally suits as return value
4933 \c                         ; for exception handler
4934 \c         ret
4935 \c global  _main
4936 \c _main:
4937 \c         push    DWORD handler
4938 \c         push    DWORD [fs:0]
4939 \c         mov     DWORD [fs:0],esp ; engage exception handler
4940 \c         xor     eax,eax
4941 \c         mov     eax,DWORD[eax]   ; cause exception
4942 \c         pop     DWORD [fs:0]     ; disengage exception handler
4943 \c         add     esp,4
4944 \c         ret
4945 \c text:   db      'OK to rethrow, CANCEL to generate core dump',0
4946 \c caption:db      'SEGV',0
4947 \c 
4948 \c section .drectve info
4949 \c         db      '/defaultlib:user32.lib /defaultlib:msvcrt.lib '
4951 As you might imagine, it's perfectly possible to produce .exe binary
4952 with "safe exception handler table" and yet engage unregistered
4953 exception handler. Indeed, handler is engaged by simply manipulating
4954 \c{[fs:0]} location at run-time, something linker has no power over, 
4955 run-time that is. It should be explicitly mentioned that such failure
4956 to register handler's entry point with \c{safeseh} directive has
4957 undesired side effect at run-time. If exception is raised and
4958 unregistered handler is to be executed, the application is abruptly
4959 terminated without any notification whatsoever. One can argue that
4960 system could  at least have logged some kind "non-safe exception
4961 handler in x.exe at address n" message in event log, but no, literally
4962 no notification is provided and user is left with no clue on what
4963 caused application failure.
4965 Finally, all mentions of linker in this paragraph refer to Microsoft
4966 linker version 7.x and later. Presence of \c{@feat.00} symbol and input
4967 data for "safe exception handler table" causes no backward
4968 incompatibilities and "safeseh" modules generated by NASM 2.03 and
4969 later can still be linked by earlier versions or non-Microsoft linkers.
4972 \H{win64fmt} \i\c{win64}: Microsoft Win64 Object Files
4974 The \c{win64} output format generates Microsoft Win64 object files, 
4975 which is nearly 100% identical to the \c{win32} object format (\k{win32fmt})
4976 with the exception that it is meant to target 64-bit code and the x86-64
4977 platform altogether. This object file is used exactly the same as the \c{win32}
4978 object format (\k{win32fmt}), in NASM, with regard to this exception.
4980 \S{win64pic} \c{win64}: Writing Position-Independent Code
4982 While \c{REL} takes good care of RIP-relative addressing, there is one
4983 aspect that is easy to overlook for a Win64 programmer: indirect
4984 references. Consider a switch dispatch table:
4986 \c         jmp     QWORD[dsptch+rax*8]
4987 \c         ...
4988 \c dsptch: dq      case0
4989 \c         dq      case1
4990 \c         ...
4992 Even novice Win64 assembler programmer will soon realize that the code
4993 is not 64-bit savvy. Most notably linker will refuse to link it with
4994 "\c{'ADDR32' relocation to '.text' invalid without
4995 /LARGEADDRESSAWARE:NO}". So [s]he will have to split jmp instruction as
4996 following:
4998 \c         lea     rbx,[rel dsptch]
4999 \c         jmp     QWORD[rbx+rax*8]
5001 What happens behind the scene is that effective address in \c{lea} is
5002 encoded relative to instruction pointer, or in perfectly
5003 position-independent manner. But this is only part of the problem!
5004 Trouble is that in .dll context \c{caseN} relocations will make their
5005 way to the final module and might have to be adjusted at .dll load
5006 time. To be specific when it can't be loaded at preferred address. And
5007 when this occurs, pages with such relocations will be rendered private
5008 to current process, which kind of undermines the idea of sharing .dll.
5009 But no worry, it's trivial to fix:
5011 \c         lea     rbx,[rel dsptch]
5012 \c         add     rbx,QWORD[rbx+rax*8]
5013 \c         jmp     rbx
5014 \c         ...
5015 \c dsptch: dq      case0-dsptch
5016 \c         dq      case1-dsptch
5017 \c         ...
5019 NASM version 2.03 and later provides another alternative, \c{wrt
5020 ..imagebase} operator, which returns offset from base address of the
5021 current image, be it .exe or .dll module, therefore the name. For those
5022 acquainted with PE-COFF format base address denotes start of
5023 \c{IMAGE_DOS_HEADER} structure. Here is how to implement switch with
5024 these image-relative references:
5026 \c         lea     rbx,[rel dsptch]
5027 \c         mov     eax,DWORD[rbx+rax*4]
5028 \c         sub     rbx,dsptch wrt ..imagebase
5029 \c         add     rbx,rax
5030 \c         jmp     rbx
5031 \c         ...
5032 \c dsptch: dd      case0 wrt ..imagebase
5033 \c         dd      case1 wrt ..imagebase
5035 One can argue that the operator is redundant. Indeed,  snippet before
5036 last works just fine with any NASM version and is not even Windows
5037 specific... The real reason for implementing \c{wrt ..imagebase} will
5038 become apparent in next paragraph.
5040 It should be noted that \c{wrt ..imagebase} is defined as 32-bit
5041 operand only:
5043 \c         dd      label wrt ..imagebase           ; ok
5044 \c         dq      label wrt ..imagebase           ; bad
5045 \c         mov     eax,label wrt ..imagebase       ; ok
5046 \c         mov     rax,label wrt ..imagebase       ; bad
5048 \S{win64seh} \c{win64}: Structured Exception Handling
5050 Structured exception handing in Win64 is completely different matter
5051 from Win32. Upon exception program counter value is noted, and
5052 linker-generated table comprising start and end addresses of all the
5053 functions [in given executable module] is traversed and compared to the
5054 saved program counter. Thus so called \c{UNWIND_INFO} structure is
5055 identified. If it's not found, then offending subroutine is assumed to
5056 be "leaf" and just mentioned lookup procedure is attempted for its
5057 caller. In Win64 leaf function is such function that does not call any
5058 other function \e{nor} modifies any Win64 non-volatile registers,
5059 including stack pointer. The latter ensures that it's possible to
5060 identify leaf function's caller by simply pulling the value from the
5061 top of the stack.
5063 While majority of subroutines written in assembler are not calling any
5064 other function, requirement for non-volatile registers' immutability
5065 leaves developer with not more than 7 registers and no stack frame,
5066 which is not necessarily what [s]he counted with. Customarily one would
5067 meet the requirement by saving non-volatile registers on stack and
5068 restoring them upon return, so what can go wrong? If [and only if] an
5069 exception is raised at run-time and no \c{UNWIND_INFO} structure is
5070 associated with such "leaf" function, the stack unwind procedure will
5071 expect to find caller's return address on the top of stack immediately
5072 followed by its frame. Given that developer pushed caller's
5073 non-volatile registers on stack, would the value on top point at some
5074 code segment or even addressable space? Well, developer can attempt
5075 copying caller's return address to the top of stack and this would
5076 actually work in some very specific circumstances. But unless developer
5077 can guarantee that these circumstances are always met, it's more
5078 appropriate to assume worst case scenario, i.e. stack unwind procedure
5079 going berserk. Relevant question is what happens then? Application is
5080 abruptly terminated without any notification whatsoever. Just like in
5081 Win32 case, one can argue that system could at least have logged
5082 "unwind procedure went berserk in x.exe at address n" in event log, but
5083 no, no trace of failure is left.
5085 Now, when we understand significance of the \c{UNWIND_INFO} structure,
5086 let's discuss what's in it and/or how it's processed. First of all it
5087 is checked for presence of reference to custom language-specific
5088 exception handler. If there is one, then it's invoked. Depending on the
5089 return value, execution flow is resumed (exception is said to be
5090 "handled"), \e{or} rest of \c{UNWIND_INFO} structure is processed as
5091 following. Beside optional reference to custom handler, it carries
5092 information about current callee's stack frame and where non-volatile
5093 registers are saved. Information is detailed enough to be able to
5094 reconstruct contents of caller's non-volatile registers upon call to
5095 current callee. And so caller's context is reconstructed, and then
5096 unwind procedure is repeated, i.e. another \c{UNWIND_INFO} structure is
5097 associated, this time, with caller's instruction pointer, which is then
5098 checked for presence of reference to language-specific handler, etc.
5099 The procedure is recursively repeated till exception is handled. As
5100 last resort system "handles" it by generating memory core dump and
5101 terminating the application.
5103 As for the moment of this writing NASM unfortunately does not
5104 facilitate generation of above mentioned detailed information about
5105 stack frame layout. But as of version 2.03 it implements building
5106 blocks for generating structures involved in stack unwinding. As
5107 simplest example, here is how to deploy custom exception handler for
5108 leaf function:
5110 \c default rel
5111 \c section .text
5112 \c extern  MessageBoxA
5113 \c handler:
5114 \c         sub     rsp,40
5115 \c         mov     rcx,0
5116 \c         lea     rdx,[text]
5117 \c         lea     r8,[caption]
5118 \c         mov     r9,1    ; MB_OKCANCEL
5119 \c         call    MessageBoxA
5120 \c         sub     eax,1   ; incidentally suits as return value
5121 \c                         ; for exception handler
5122 \c         add     rsp,40
5123 \c         ret
5124 \c global  main
5125 \c main:
5126 \c         xor     rax,rax
5127 \c         mov     rax,QWORD[rax]  ; cause exception
5128 \c         ret
5129 \c main_end:
5130 \c text:   db      'OK to rethrow, CANCEL to generate core dump',0
5131 \c caption:db      'SEGV',0
5132 \c 
5133 \c section .pdata  rdata align=4
5134 \c         dd      main wrt ..imagebase
5135 \c         dd      main_end wrt ..imagebase
5136 \c         dd      xmain wrt ..imagebase
5137 \c section .xdata  rdata align=8
5138 \c xmain:  db      9,0,0,0
5139 \c         dd      handler wrt ..imagebase
5140 \c section .drectve info
5141 \c         db      '/defaultlib:user32.lib /defaultlib:msvcrt.lib '
5143 What you see in \c{.pdata} section is element of the "table comprising
5144 start and end addresses of function" along with reference to associated
5145 \c{UNWIND_INFO} structure. And what you see in \c{.xdata} section is
5146 \c{UNWIND_INFO} structure describing function with no frame, but with
5147 designated exception handler. References are \e{required} to be
5148 image-relative (which is the real reason for implementing \c{wrt
5149 ..imagebase} operator). It should be noted that \c{rdata align=n}, as
5150 well as \c{wrt ..imagebase}, are optional in these two segments'
5151 contexts, i.e. can be omitted. Latter means that \e{all} 32-bit
5152 references, not only above listed required ones, placed into these two
5153 segments turn out image-relative. Why is it important to understand?
5154 Developer is allowed to append handler-specific data to \c{UNWIND_INFO}
5155 structure, and if [s]he adds a 32-bit reference, then [s]he will have
5156 to remember to adjust its value to obtain the real pointer.
5158 As already mentioned, in Win64 terms leaf function is one that does not
5159 call any other function \e{nor} modifies any non-volatile register,
5160 including stack pointer. But it's not uncommon that assembler
5161 programmer plans to utilize every single register and sometimes even
5162 have variable stack frame. Is there anything one can do with bare
5163 building blocks? I.e. besides manually composing fully-fledged
5164 \c{UNWIND_INFO} structure, which would surely be considered
5165 error-prone? Yes, there is. Recall that exception handler is called
5166 first, before stack layout is analyzed. As it turned out, it's
5167 perfectly possible to manipulate current callee's context in custom
5168 handler in manner that permits further stack unwinding. General idea is
5169 that handler would not actually "handle" the exception, but instead
5170 restore callee's context, as it was at its entry point and thus mimic
5171 leaf function. In other words, handler would simply undertake part of
5172 unwinding procedure. Consider following example:
5174 \c function:
5175 \c         mov     rax,rsp         ; copy rsp to volatile register
5176 \c         push    r15             ; save non-volatile registers
5177 \c         push    rbx
5178 \c         push    rbp
5179 \c         mov     r11,rsp         ; prepare variable stack frame
5180 \c         sub     r11,rcx
5181 \c         and     r11,-64
5182 \c         mov     QWORD[r11],rax  ; check for exceptions
5183 \c         mov     rsp,r11         ; allocate stack frame
5184 \c         mov     QWORD[rsp],rax  ; save original rsp value
5185 \c magic_point:
5186 \c         ...
5187 \c         mov     r11,QWORD[rsp]  ; pull original rsp value
5188 \c         mov     rbp,QWORD[r11-24]
5189 \c         mov     rbx,QWORD[r11-16]
5190 \c         mov     r15,QWORD[r11-8]
5191 \c         mov     rsp,r11         ; destroy frame
5192 \c         ret
5194 The keyword is that up to \c{magic_point} original \c{rsp} value
5195 remains in chosen volatile register and no non-volatile register,
5196 except for \c{rsp}, is modified. While past \c{magic_point} \c{rsp}
5197 remains constant till the very end of the \c{function}. In this case
5198 custom language-specific exception handler would look like this:
5200 \c EXCEPTION_DISPOSITION handler (EXCEPTION_RECORD *rec,ULONG64 frame,
5201 \c         CONTEXT *context,DISPATCHER_CONTEXT *disp)
5202 \c {   ULONG64 *rsp;
5203 \c     if (context->Rip<(ULONG64)magic_point)
5204 \c         rsp = (ULONG64 *)context->Rax;
5205 \c     else
5206 \c     {   rsp = ((ULONG64 **)context->Rsp)[0];
5207 \c         context->Rbp = rsp[-3];
5208 \c         context->Rbx = rsp[-2];
5209 \c         context->R15 = rsp[-1];
5210 \c     }
5211 \c     context->Rsp = (ULONG64)rsp;
5212 \c 
5213 \c     memcpy (disp->ContextRecord,context,sizeof(CONTEXT));
5214 \c     RtlVirtualUnwind(UNW_FLAG_NHANDLER,disp->ImageBase,
5215 \c         dips->ControlPc,disp->FunctionEntry,disp->ContextRecord,
5216 \c         &disp->HandlerData,&disp->EstablisherFrame,NULL);
5217 \c     return ExceptionContinueSearch;
5218 \c }
5220 As custom handler mimics leaf function, corresponding \c{UNWIND_INFO}
5221 structure does not have to contain any information about stack frame
5222 and its layout.
5224 \H{cofffmt} \i\c{coff}: \i{Common Object File Format}
5226 The \c{coff} output type produces \c{COFF} object files suitable for
5227 linking with the \i{DJGPP} linker.
5229 \c{coff} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
5231 The \c{coff} format supports the same extensions to the \c{SECTION}
5232 directive as \c{win32} does, except that the \c{align} qualifier and
5233 the \c{info} section type are not supported.
5235 \H{machofmt} \i\c{macho}: \i{Mach Object File Format}
5237 The \c{macho} output type produces \c{Mach-O} object files suitable for
5238 linking with the \i{Mac OSX} linker.
5240 \c{macho} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
5242 \H{elffmt} \i\c{elf, elf32, and elf64}: \I{ELF}\I{linux, elf}\i{Executable and Linkable
5243 Format} Object Files
5245 The \c{elf32} and \c{elf64} output formats generate \c{ELF32 and ELF64} (Executable and Linkable Format) object files, as used by Linux as well as \i{Unix System V},
5246 including \i{Solaris x86}, \i{UnixWare} and \i{SCO Unix}. \c{elf}
5247 provides a default output file-name extension of \c{.o}.
5248 \c{elf} is a synonym for \c{elf32}.
5250 \S{abisect} ELF specific directive \i\c{osabi}
5252 The ELF header specifies the application binary interface for the target operating system (OSABI).
5253 This field can be set by using the \c{osabi} directive with the numeric value (0-255) of the target
5254  system. If this directive is not used, the default value will be "UNIX System V ABI" (0) which will work on
5255  most systems which support ELF.
5257 \S{elfsect} \c{elf} Extensions to the \c{SECTION}
5258 Directive\I{SECTION, elf extensions to}
5260 Like the \c{obj} format, \c{elf} allows you to specify additional
5261 information on the \c{SECTION} directive line, to control the type
5262 and properties of sections you declare. Section types and properties
5263 are generated automatically by NASM for the \i{standard section
5264 names} \i\c{.text}, \i\c{.data} and \i\c{.bss}, but may still be
5265 overridden by these qualifiers.
5267 The available qualifiers are:
5269 \b \i\c{alloc} defines the section to be one which is loaded into
5270 memory when the program is run. \i\c{noalloc} defines it to be one
5271 which is not, such as an informational or comment section.
5273 \b \i\c{exec} defines the section to be one which should have execute
5274 permission when the program is run. \i\c{noexec} defines it as one
5275 which should not.
5277 \b \i\c{write} defines the section to be one which should be writable
5278 when the program is run. \i\c{nowrite} defines it as one which should
5279 not.
5281 \b \i\c{progbits} defines the section to be one with explicit contents
5282 stored in the object file: an ordinary code or data section, for
5283 example, \i\c{nobits} defines the section to be one with no explicit
5284 contents given, such as a BSS section.
5286 \b \c{align=}, used with a trailing number as in \c{obj}, gives the
5287 \I{section alignment, in elf}\I{alignment, in elf sections}alignment
5288 requirements of the section.
5290 The defaults assumed by NASM if you do not specify the above
5291 qualifiers are:
5293 \c section .text    progbits  alloc  exec    nowrite  align=16
5294 \c section .rodata  progbits  alloc  noexec  nowrite  align=4
5295 \c section .data    progbits  alloc  noexec  write    align=4
5296 \c section .bss     nobits    alloc  noexec  write    align=4
5297 \c section other    progbits  alloc  noexec  nowrite  align=1
5299 (Any section name other than \c{.text}, \c{.rodata}, \c{.data} and
5300 \c{.bss} is treated by default like \c{other} in the above code.)
5303 \S{elfwrt} \i{Position-Independent Code}\I{PIC}: \c{elf} Special
5304 Symbols and \i\c{WRT}
5306 The \c{ELF} specification contains enough features to allow
5307 position-independent code (PIC) to be written, which makes \i{ELF
5308 shared libraries} very flexible. However, it also means NASM has to
5309 be able to generate a variety of strange relocation types in ELF
5310 object files, if it is to be an assembler which can write PIC.
5312 Since \c{ELF} does not support segment-base references, the \c{WRT}
5313 operator is not used for its normal purpose; therefore NASM's
5314 \c{elf} output format makes use of \c{WRT} for a different purpose,
5315 namely the PIC-specific \I{relocations, PIC-specific}relocation
5316 types.
5318 \c{elf} defines five special symbols which you can use as the
5319 right-hand side of the \c{WRT} operator to obtain PIC relocation
5320 types. They are \i\c{..gotpc}, \i\c{..gotoff}, \i\c{..got},
5321 \i\c{..plt} and \i\c{..sym}. Their functions are summarized here:
5323 \b Referring to the symbol marking the global offset table base
5324 using \c{wrt ..gotpc} will end up giving the distance from the
5325 beginning of the current section to the global offset table.
5326 (\i\c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE_} is the standard symbol name used to
5327 refer to the \i{GOT}.) So you would then need to add \i\c{$$} to the
5328 result to get the real address of the GOT.
5330 \b Referring to a location in one of your own sections using \c{wrt
5331 ..gotoff} will give the distance from the beginning of the GOT to
5332 the specified location, so that adding on the address of the GOT
5333 would give the real address of the location you wanted.
5335 \b Referring to an external or global symbol using \c{wrt ..got}
5336 causes the linker to build an entry \e{in} the GOT containing the
5337 address of the symbol, and the reference gives the distance from the
5338 beginning of the GOT to the entry; so you can add on the address of
5339 the GOT, load from the resulting address, and end up with the
5340 address of the symbol.
5342 \b Referring to a procedure name using \c{wrt ..plt} causes the
5343 linker to build a \i{procedure linkage table} entry for the symbol,
5344 and the reference gives the address of the \i{PLT} entry. You can
5345 only use this in contexts which would generate a PC-relative
5346 relocation normally (i.e. as the destination for \c{CALL} or
5347 \c{JMP}), since ELF contains no relocation type to refer to PLT
5348 entries absolutely.
5350 \b Referring to a symbol name using \c{wrt ..sym} causes NASM to
5351 write an ordinary relocation, but instead of making the relocation
5352 relative to the start of the section and then adding on the offset
5353 to the symbol, it will write a relocation record aimed directly at
5354 the symbol in question. The distinction is a necessary one due to a
5355 peculiarity of the dynamic linker.
5357 A fuller explanation of how to use these relocation types to write
5358 shared libraries entirely in NASM is given in \k{picdll}.
5361 \S{elfglob} \c{elf} Extensions to the \c{GLOBAL} Directive\I{GLOBAL,
5362 elf extensions to}\I{GLOBAL, aoutb extensions to}
5364 \c{ELF} object files can contain more information about a global symbol
5365 than just its address: they can contain the \I{symbol sizes,
5366 specifying}\I{size, of symbols}size of the symbol and its \I{symbol
5367 types, specifying}\I{type, of symbols}type as well. These are not
5368 merely debugger conveniences, but are actually necessary when the
5369 program being written is a \i{shared library}. NASM therefore
5370 supports some extensions to the \c{GLOBAL} directive, allowing you
5371 to specify these features.
5373 You can specify whether a global variable is a function or a data
5374 object by suffixing the name with a colon and the word
5375 \i\c{function} or \i\c{data}. (\i\c{object} is a synonym for
5376 \c{data}.) For example:
5378 \c global   hashlookup:function, hashtable:data
5380 exports the global symbol \c{hashlookup} as a function and
5381 \c{hashtable} as a data object.
5383 Optionally, you can control the ELF visibility of the symbol.  Just
5384 add one of the visibility keywords: \i\c{default}, \i\c{internal},
5385 \i\c{hidden}, or \i\c{protected}.  The default is \i\c{default} of
5386 course.  For example, to make \c{hashlookup} hidden:
5388 \c global   hashlookup:function hidden
5390 You can also specify the size of the data associated with the
5391 symbol, as a numeric expression (which may involve labels, and even
5392 forward references) after the type specifier. Like this:
5394 \c global  hashtable:data (hashtable.end - hashtable)
5396 \c hashtable:
5397 \c         db this,that,theother  ; some data here
5398 \c .end:
5400 This makes NASM automatically calculate the length of the table and
5401 place that information into the \c{ELF} symbol table.
5403 Declaring the type and size of global symbols is necessary when
5404 writing shared library code. For more information, see
5405 \k{picglobal}.
5408 \S{elfcomm} \c{elf} Extensions to the \c{COMMON} Directive
5409 \I{COMMON, elf extensions to}
5411 \c{ELF} also allows you to specify alignment requirements \I{common
5412 variables, alignment in elf}\I{alignment, of elf common variables}on
5413 common variables. This is done by putting a number (which must be a
5414 power of two) after the name and size of the common variable,
5415 separated (as usual) by a colon. For example, an array of
5416 doublewords would benefit from 4-byte alignment:
5418 \c common  dwordarray 128:4
5420 This declares the total size of the array to be 128 bytes, and
5421 requires that it be aligned on a 4-byte boundary.
5424 \S{elf16} 16-bit code and ELF
5425 \I{ELF, 16-bit code and}
5427 The \c{ELF32} specification doesn't provide relocations for 8- and
5428 16-bit values, but the GNU \c{ld} linker adds these as an extension.
5429 NASM can generate GNU-compatible relocations, to allow 16-bit code to
5430 be linked as ELF using GNU \c{ld}. If NASM is used with the
5431 \c{-w+gnu-elf-extensions} option, a warning is issued when one of
5432 these relocations is generated.
5434 \S{elfdbg} Debug formats and ELF
5435 \I{ELF, Debug formats and}
5437 \c{ELF32} and \c{ELF64} provide debug information in \c{STABS} and \c{DWARF} formats.
5438 Line number information is generated for all executable sections, but please
5439 note that only the ".text" section is executable by default.
5441 \H{aoutfmt} \i\c{aout}: Linux \I{a.out, Linux version}\I{linux, a.out}\c{a.out} Object Files
5443 The \c{aout} format generates \c{a.out} object files, in the form used
5444 by early Linux systems (current Linux systems use ELF, see
5445 \k{elffmt}.) These differ from other \c{a.out} object files in that
5446 the magic number in the first four bytes of the file is
5447 different; also, some implementations of \c{a.out}, for example
5448 NetBSD's, support position-independent code, which Linux's
5449 implementation does not.
5451 \c{a.out} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
5453 \c{a.out} is a very simple object format. It supports no special
5454 directives, no special symbols, no use of \c{SEG} or \c{WRT}, and no
5455 extensions to any standard directives. It supports only the three
5456 \i{standard section names} \i\c{.text}, \i\c{.data} and \i\c{.bss}.
5459 \H{aoutfmt} \i\c{aoutb}: \i{NetBSD}/\i{FreeBSD}/\i{OpenBSD}
5460 \I{a.out, BSD version}\c{a.out} Object Files
5462 The \c{aoutb} format generates \c{a.out} object files, in the form
5463 used by the various free \c{BSD Unix} clones, \c{NetBSD}, \c{FreeBSD}
5464 and \c{OpenBSD}. For simple object files, this object format is exactly
5465 the same as \c{aout} except for the magic number in the first four bytes
5466 of the file. However, the \c{aoutb} format supports
5467 \I{PIC}\i{position-independent code} in the same way as the \c{elf}
5468 format, so you can use it to write \c{BSD} \i{shared libraries}.
5470 \c{aoutb} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
5472 \c{aoutb} supports no special directives, no special symbols, and
5473 only the three \i{standard section names} \i\c{.text}, \i\c{.data}
5474 and \i\c{.bss}. However, it also supports the same use of \i\c{WRT} as
5475 \c{elf} does, to provide position-independent code relocation types.
5476 See \k{elfwrt} for full documentation of this feature.
5478 \c{aoutb} also supports the same extensions to the \c{GLOBAL}
5479 directive as \c{elf} does: see \k{elfglob} for documentation of
5480 this.
5483 \H{as86fmt} \c{as86}: \i{Minix}/Linux\I{linux, as86} \i\c{as86} Object Files
5485 The Minix/Linux 16-bit assembler \c{as86} has its own non-standard
5486 object file format. Although its companion linker \i\c{ld86} produces
5487 something close to ordinary \c{a.out} binaries as output, the object
5488 file format used to communicate between \c{as86} and \c{ld86} is not
5489 itself \c{a.out}.
5491 NASM supports this format, just in case it is useful, as \c{as86}.
5492 \c{as86} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
5494 \c{as86} is a very simple object format (from the NASM user's point
5495 of view). It supports no special directives, no special symbols, no
5496 use of \c{SEG} or \c{WRT}, and no extensions to any standard
5497 directives. It supports only the three \i{standard section names}
5498 \i\c{.text}, \i\c{.data} and \i\c{.bss}.
5501 \H{rdffmt} \I{RDOFF}\i\c{rdf}: \i{Relocatable Dynamic Object File
5502 Format}
5504 The \c{rdf} output format produces \c{RDOFF} object files. \c{RDOFF}
5505 (Relocatable Dynamic Object File Format) is a home-grown object-file
5506 format, designed alongside NASM itself and reflecting in its file
5507 format the internal structure of the assembler.
5509 \c{RDOFF} is not used by any well-known operating systems. Those
5510 writing their own systems, however, may well wish to use \c{RDOFF}
5511 as their object format, on the grounds that it is designed primarily
5512 for simplicity and contains very little file-header bureaucracy.
5514 The Unix NASM archive, and the DOS archive which includes sources,
5515 both contain an \I{rdoff subdirectory}\c{rdoff} subdirectory holding
5516 a set of RDOFF utilities: an RDF linker, an \c{RDF} static-library
5517 manager, an RDF file dump utility, and a program which will load and
5518 execute an RDF executable under Linux.
5520 \c{rdf} supports only the \i{standard section names} \i\c{.text},
5521 \i\c{.data} and \i\c{.bss}.
5524 \S{rdflib} Requiring a Library: The \i\c{LIBRARY} Directive
5526 \c{RDOFF} contains a mechanism for an object file to demand a given
5527 library to be linked to the module, either at load time or run time.
5528 This is done by the \c{LIBRARY} directive, which takes one argument
5529 which is the name of the module:
5531 \c     library  mylib.rdl
5534 \S{rdfmod} Specifying a Module Name: The \i\c{MODULE} Directive
5536 Special \c{RDOFF} header record is used to store the name of the module.
5537 It can be used, for example, by run-time loader to perform dynamic
5538 linking. \c{MODULE} directive takes one argument which is the name
5539 of current module:
5541 \c     module  mymodname
5543 Note that when you statically link modules and tell linker to strip
5544 the symbols from output file, all module names will be stripped too.
5545 To avoid it, you should start module names with \I{$, prefix}\c{$}, like:
5547 \c     module  $kernel.core
5550 \S{rdfglob} \c{rdf} Extensions to the \c{GLOBAL} directive\I{GLOBAL,
5551 rdf extensions to}
5553 \c{RDOFF} global symbols can contain additional information needed by
5554 the static linker. You can mark a global symbol as exported, thus
5555 telling the linker do not strip it from target executable or library
5556 file. Like in \c{ELF}, you can also specify whether an exported symbol
5557 is a procedure (function) or data object.
5559 Suffixing the name with a colon and the word \i\c{export} you make the
5560 symbol exported:
5562 \c     global  sys_open:export
5564 To specify that exported symbol is a procedure (function), you add the
5565 word \i\c{proc} or \i\c{function} after declaration:
5567 \c     global  sys_open:export proc
5569 Similarly, to specify exported data object, add the word \i\c{data}
5570 or \i\c{object} to the directive:
5572 \c     global  kernel_ticks:export data
5575 \S{rdfimpt} \c{rdf} Extensions to the \c{EXTERN} directive\I{EXTERN,
5576 rdf extensions to}
5578 By default the \c{EXTERN} directive in \c{RDOFF} declares a "pure external" 
5579 symbol (i.e. the static linker will complain if such a symbol is not resolved).
5580 To declare an "imported" symbol, which must be resolved later during a dynamic
5581 linking phase, \c{RDOFF} offers an additional \c{import} modifier. As in
5582 \c{GLOBAL}, you can also specify whether an imported symbol is a procedure
5583 (function) or data object. For example:
5585 \c     library $libc
5586 \c     extern  _open:import
5587 \c     extern  _printf:import proc
5588 \c     extern  _errno:import data
5590 Here the directive \c{LIBRARY} is also included, which gives the dynamic linker
5591 a hint as to where to find requested symbols.
5594 \H{dbgfmt} \i\c{dbg}: Debugging Format
5596 The \c{dbg} output format is not built into NASM in the default
5597 configuration. If you are building your own NASM executable from the
5598 sources, you can define \i\c{OF_DBG} in \c{outform.h} or on the
5599 compiler command line, and obtain the \c{dbg} output format.
5601 The \c{dbg} format does not output an object file as such; instead,
5602 it outputs a text file which contains a complete list of all the
5603 transactions between the main body of NASM and the output-format
5604 back end module. It is primarily intended to aid people who want to
5605 write their own output drivers, so that they can get a clearer idea
5606 of the various requests the main program makes of the output driver,
5607 and in what order they happen.
5609 For simple files, one can easily use the \c{dbg} format like this:
5611 \c nasm -f dbg filename.asm
5613 which will generate a diagnostic file called \c{filename.dbg}.
5614 However, this will not work well on files which were designed for a
5615 different object format, because each object format defines its own
5616 macros (usually user-level forms of directives), and those macros
5617 will not be defined in the \c{dbg} format. Therefore it can be
5618 useful to run NASM twice, in order to do the preprocessing with the
5619 native object format selected:
5621 \c nasm -e -f rdf -o rdfprog.i rdfprog.asm
5622 \c nasm -a -f dbg rdfprog.i
5624 This preprocesses \c{rdfprog.asm} into \c{rdfprog.i}, keeping the
5625 \c{rdf} object format selected in order to make sure RDF special
5626 directives are converted into primitive form correctly. Then the
5627 preprocessed source is fed through the \c{dbg} format to generate
5628 the final diagnostic output.
5630 This workaround will still typically not work for programs intended
5631 for \c{obj} format, because the \c{obj} \c{SEGMENT} and \c{GROUP}
5632 directives have side effects of defining the segment and group names
5633 as symbols; \c{dbg} will not do this, so the program will not
5634 assemble. You will have to work around that by defining the symbols
5635 yourself (using \c{EXTERN}, for example) if you really need to get a
5636 \c{dbg} trace of an \c{obj}-specific source file.
5638 \c{dbg} accepts any section name and any directives at all, and logs
5639 them all to its output file.
5642 \C{16bit} Writing 16-bit Code (DOS, Windows 3/3.1)
5644 This chapter attempts to cover some of the common issues encountered
5645 when writing 16-bit code to run under \c{MS-DOS} or \c{Windows 3.x}. It
5646 covers how to link programs to produce \c{.EXE} or \c{.COM} files,
5647 how to write \c{.SYS} device drivers, and how to interface assembly
5648 language code with 16-bit C compilers and with Borland Pascal.
5651 \H{exefiles} Producing \i\c{.EXE} Files
5653 Any large program written under DOS needs to be built as a \c{.EXE}
5654 file: only \c{.EXE} files have the necessary internal structure
5655 required to span more than one 64K segment. \i{Windows} programs,
5656 also, have to be built as \c{.EXE} files, since Windows does not
5657 support the \c{.COM} format.
5659 In general, you generate \c{.EXE} files by using the \c{obj} output
5660 format to produce one or more \i\c{.OBJ} files, and then linking
5661 them together using a linker. However, NASM also supports the direct
5662 generation of simple DOS \c{.EXE} files using the \c{bin} output
5663 format (by using \c{DB} and \c{DW} to construct the \c{.EXE} file
5664 header), and a macro package is supplied to do this. Thanks to
5665 Yann Guidon for contributing the code for this.
5667 NASM may also support \c{.EXE} natively as another output format in
5668 future releases.
5671 \S{objexe} Using the \c{obj} Format To Generate \c{.EXE} Files
5673 This section describes the usual method of generating \c{.EXE} files
5674 by linking \c{.OBJ} files together.
5676 Most 16-bit programming language packages come with a suitable
5677 linker; if you have none of these, there is a free linker called
5678 \i{VAL}\I{linker, free}, available in \c{LZH} archive format from
5679 \W{ftp://x2ftp.oulu.fi/pub/msdos/programming/lang/}\i\c{x2ftp.oulu.fi}.
5680 An LZH archiver can be found at
5681 \W{ftp://ftp.simtel.net/pub/simtelnet/msdos/arcers}\i\c{ftp.simtel.net}.
5682 There is another `free' linker (though this one doesn't come with
5683 sources) called \i{FREELINK}, available from
5684 \W{http://www.pcorner.com/tpc/old/3-101.html}\i\c{www.pcorner.com}.
5685 A third, \i\c{djlink}, written by DJ Delorie, is available at
5686 \W{http://www.delorie.com/djgpp/16bit/djlink/}\i\c{www.delorie.com}.
5687 A fourth linker, \i\c{ALINK}, written by Anthony A.J. Williams, is
5688 available at \W{http://alink.sourceforge.net}\i\c{alink.sourceforge.net}.
5690 When linking several \c{.OBJ} files into a \c{.EXE} file, you should
5691 ensure that exactly one of them has a start point defined (using the
5692 \I{program entry point}\i\c{..start} special symbol defined by the
5693 \c{obj} format: see \k{dotdotstart}). If no module defines a start
5694 point, the linker will not know what value to give the entry-point
5695 field in the output file header; if more than one defines a start
5696 point, the linker will not know \e{which} value to use.
5698 An example of a NASM source file which can be assembled to a
5699 \c{.OBJ} file and linked on its own to a \c{.EXE} is given here. It
5700 demonstrates the basic principles of defining a stack, initialising
5701 the segment registers, and declaring a start point. This file is
5702 also provided in the \I{test subdirectory}\c{test} subdirectory of
5703 the NASM archives, under the name \c{objexe.asm}.
5705 \c segment code
5707 \c ..start:
5708 \c         mov     ax,data
5709 \c         mov     ds,ax
5710 \c         mov     ax,stack
5711 \c         mov     ss,ax
5712 \c         mov     sp,stacktop
5714 This initial piece of code sets up \c{DS} to point to the data
5715 segment, and initializes \c{SS} and \c{SP} to point to the top of
5716 the provided stack. Notice that interrupts are implicitly disabled
5717 for one instruction after a move into \c{SS}, precisely for this
5718 situation, so that there's no chance of an interrupt occurring
5719 between the loads of \c{SS} and \c{SP} and not having a stack to
5720 execute on.
5722 Note also that the special symbol \c{..start} is defined at the
5723 beginning of this code, which means that will be the entry point
5724 into the resulting executable file.
5726 \c         mov     dx,hello
5727 \c         mov     ah,9
5728 \c         int     0x21
5730 The above is the main program: load \c{DS:DX} with a pointer to the
5731 greeting message (\c{hello} is implicitly relative to the segment
5732 \c{data}, which was loaded into \c{DS} in the setup code, so the
5733 full pointer is valid), and call the DOS print-string function.
5735 \c         mov     ax,0x4c00
5736 \c         int     0x21
5738 This terminates the program using another DOS system call.
5740 \c segment data
5742 \c hello:  db      'hello, world', 13, 10, '$'
5744 The data segment contains the string we want to display.
5746 \c segment stack stack
5747 \c         resb 64
5748 \c stacktop:
5750 The above code declares a stack segment containing 64 bytes of
5751 uninitialized stack space, and points \c{stacktop} at the top of it.
5752 The directive \c{segment stack stack} defines a segment \e{called}
5753 \c{stack}, and also of \e{type} \c{STACK}. The latter is not
5754 necessary to the correct running of the program, but linkers are
5755 likely to issue warnings or errors if your program has no segment of
5756 type \c{STACK}.
5758 The above file, when assembled into a \c{.OBJ} file, will link on
5759 its own to a valid \c{.EXE} file, which when run will print `hello,
5760 world' and then exit.
5763 \S{binexe} Using the \c{bin} Format To Generate \c{.EXE} Files
5765 The \c{.EXE} file format is simple enough that it's possible to
5766 build a \c{.EXE} file by writing a pure-binary program and sticking
5767 a 32-byte header on the front. This header is simple enough that it
5768 can be generated using \c{DB} and \c{DW} commands by NASM itself, so
5769 that you can use the \c{bin} output format to directly generate
5770 \c{.EXE} files.
5772 Included in the NASM archives, in the \I{misc subdirectory}\c{misc}
5773 subdirectory, is a file \i\c{exebin.mac} of macros. It defines three
5774 macros: \i\c{EXE_begin}, \i\c{EXE_stack} and \i\c{EXE_end}.
5776 To produce a \c{.EXE} file using this method, you should start by
5777 using \c{%include} to load the \c{exebin.mac} macro package into
5778 your source file. You should then issue the \c{EXE_begin} macro call
5779 (which takes no arguments) to generate the file header data. Then
5780 write code as normal for the \c{bin} format - you can use all three
5781 standard sections \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}. At the end of
5782 the file you should call the \c{EXE_end} macro (again, no arguments),
5783 which defines some symbols to mark section sizes, and these symbols
5784 are referred to in the header code generated by \c{EXE_begin}.
5786 In this model, the code you end up writing starts at \c{0x100}, just
5787 like a \c{.COM} file - in fact, if you strip off the 32-byte header
5788 from the resulting \c{.EXE} file, you will have a valid \c{.COM}
5789 program. All the segment bases are the same, so you are limited to a
5790 64K program, again just like a \c{.COM} file. Note that an \c{ORG}
5791 directive is issued by the \c{EXE_begin} macro, so you should not
5792 explicitly issue one of your own.
5794 You can't directly refer to your segment base value, unfortunately,
5795 since this would require a relocation in the header, and things
5796 would get a lot more complicated. So you should get your segment
5797 base by copying it out of \c{CS} instead.
5799 On entry to your \c{.EXE} file, \c{SS:SP} are already set up to
5800 point to the top of a 2Kb stack. You can adjust the default stack
5801 size of 2Kb by calling the \c{EXE_stack} macro. For example, to
5802 change the stack size of your program to 64 bytes, you would call
5803 \c{EXE_stack 64}.
5805 A sample program which generates a \c{.EXE} file in this way is
5806 given in the \c{test} subdirectory of the NASM archive, as
5807 \c{binexe.asm}.
5810 \H{comfiles} Producing \i\c{.COM} Files
5812 While large DOS programs must be written as \c{.EXE} files, small
5813 ones are often better written as \c{.COM} files. \c{.COM} files are
5814 pure binary, and therefore most easily produced using the \c{bin}
5815 output format.
5818 \S{combinfmt} Using the \c{bin} Format To Generate \c{.COM} Files
5820 \c{.COM} files expect to be loaded at offset \c{100h} into their
5821 segment (though the segment may change). Execution then begins at
5822 \I\c{ORG}\c{100h}, i.e. right at the start of the program. So to
5823 write a \c{.COM} program, you would create a source file looking
5824 like
5826 \c         org 100h
5828 \c section .text
5830 \c start:
5831 \c         ; put your code here
5833 \c section .data
5835 \c         ; put data items here
5837 \c section .bss
5839 \c         ; put uninitialized data here
5841 The \c{bin} format puts the \c{.text} section first in the file, so
5842 you can declare data or BSS items before beginning to write code if
5843 you want to and the code will still end up at the front of the file
5844 where it belongs.
5846 The BSS (uninitialized data) section does not take up space in the
5847 \c{.COM} file itself: instead, addresses of BSS items are resolved
5848 to point at space beyond the end of the file, on the grounds that
5849 this will be free memory when the program is run. Therefore you
5850 should not rely on your BSS being initialized to all zeros when you
5851 run.
5853 To assemble the above program, you should use a command line like
5855 \c nasm myprog.asm -fbin -o myprog.com
5857 The \c{bin} format would produce a file called \c{myprog} if no
5858 explicit output file name were specified, so you have to override it
5859 and give the desired file name.
5862 \S{comobjfmt} Using the \c{obj} Format To Generate \c{.COM} Files
5864 If you are writing a \c{.COM} program as more than one module, you
5865 may wish to assemble several \c{.OBJ} files and link them together
5866 into a \c{.COM} program. You can do this, provided you have a linker
5867 capable of outputting \c{.COM} files directly (\i{TLINK} does this),
5868 or alternatively a converter program such as \i\c{EXE2BIN} to
5869 transform the \c{.EXE} file output from the linker into a \c{.COM}
5870 file.
5872 If you do this, you need to take care of several things:
5874 \b The first object file containing code should start its code
5875 segment with a line like \c{RESB 100h}. This is to ensure that the
5876 code begins at offset \c{100h} relative to the beginning of the code
5877 segment, so that the linker or converter program does not have to
5878 adjust address references within the file when generating the
5879 \c{.COM} file. Other assemblers use an \i\c{ORG} directive for this
5880 purpose, but \c{ORG} in NASM is a format-specific directive to the
5881 \c{bin} output format, and does not mean the same thing as it does
5882 in MASM-compatible assemblers.
5884 \b You don't need to define a stack segment.
5886 \b All your segments should be in the same group, so that every time
5887 your code or data references a symbol offset, all offsets are
5888 relative to the same segment base. This is because, when a \c{.COM}
5889 file is loaded, all the segment registers contain the same value.
5892 \H{sysfiles} Producing \i\c{.SYS} Files
5894 \i{MS-DOS device drivers} - \c{.SYS} files - are pure binary files,
5895 similar to \c{.COM} files, except that they start at origin zero
5896 rather than \c{100h}. Therefore, if you are writing a device driver
5897 using the \c{bin} format, you do not need the \c{ORG} directive,
5898 since the default origin for \c{bin} is zero. Similarly, if you are
5899 using \c{obj}, you do not need the \c{RESB 100h} at the start of
5900 your code segment.
5902 \c{.SYS} files start with a header structure, containing pointers to
5903 the various routines inside the driver which do the work. This
5904 structure should be defined at the start of the code segment, even
5905 though it is not actually code.
5907 For more information on the format of \c{.SYS} files, and the data
5908 which has to go in the header structure, a list of books is given in
5909 the Frequently Asked Questions list for the newsgroup
5910 \W{news:comp.os.msdos.programmer}\i\c{comp.os.msdos.programmer}.
5913 \H{16c} Interfacing to 16-bit C Programs
5915 This section covers the basics of writing assembly routines that
5916 call, or are called from, C programs. To do this, you would
5917 typically write an assembly module as a \c{.OBJ} file, and link it
5918 with your C modules to produce a \i{mixed-language program}.
5921 \S{16cunder} External Symbol Names
5923 \I{C symbol names}\I{underscore, in C symbols}C compilers have the
5924 convention that the names of all global symbols (functions or data)
5925 they define are formed by prefixing an underscore to the name as it
5926 appears in the C program. So, for example, the function a C
5927 programmer thinks of as \c{printf} appears to an assembly language
5928 programmer as \c{_printf}. This means that in your assembly
5929 programs, you can define symbols without a leading underscore, and
5930 not have to worry about name clashes with C symbols.
5932 If you find the underscores inconvenient, you can define macros to
5933 replace the \c{GLOBAL} and \c{EXTERN} directives as follows:
5935 \c %macro  cglobal 1
5937 \c   global  _%1
5938 \c   %define %1 _%1
5940 \c %endmacro
5942 \c %macro  cextern 1
5944 \c   extern  _%1
5945 \c   %define %1 _%1
5947 \c %endmacro
5949 (These forms of the macros only take one argument at a time; a
5950 \c{%rep} construct could solve this.)
5952 If you then declare an external like this:
5954 \c cextern printf
5956 then the macro will expand it as
5958 \c extern  _printf
5959 \c %define printf _printf
5961 Thereafter, you can reference \c{printf} as if it was a symbol, and
5962 the preprocessor will put the leading underscore on where necessary.
5964 The \c{cglobal} macro works similarly. You must use \c{cglobal}
5965 before defining the symbol in question, but you would have had to do
5966 that anyway if you used \c{GLOBAL}.
5968 Also see \k{opt-pfix}.
5970 \S{16cmodels} \i{Memory Models}
5972 NASM contains no mechanism to support the various C memory models
5973 directly; you have to keep track yourself of which one you are
5974 writing for. This means you have to keep track of the following
5975 things:
5977 \b In models using a single code segment (tiny, small and compact),
5978 functions are near. This means that function pointers, when stored
5979 in data segments or pushed on the stack as function arguments, are
5980 16 bits long and contain only an offset field (the \c{CS} register
5981 never changes its value, and always gives the segment part of the
5982 full function address), and that functions are called using ordinary
5983 near \c{CALL} instructions and return using \c{RETN} (which, in
5984 NASM, is synonymous with \c{RET} anyway). This means both that you
5985 should write your own routines to return with \c{RETN}, and that you
5986 should call external C routines with near \c{CALL} instructions.
5988 \b In models using more than one code segment (medium, large and
5989 huge), functions are far. This means that function pointers are 32
5990 bits long (consisting of a 16-bit offset followed by a 16-bit
5991 segment), and that functions are called using \c{CALL FAR} (or
5992 \c{CALL seg:offset}) and return using \c{RETF}. Again, you should
5993 therefore write your own routines to return with \c{RETF} and use
5994 \c{CALL FAR} to call external routines.
5996 \b In models using a single data segment (tiny, small and medium),
5997 data pointers are 16 bits long, containing only an offset field (the
5998 \c{DS} register doesn't change its value, and always gives the
5999 segment part of the full data item address).
6001 \b In models using more than one data segment (compact, large and
6002 huge), data pointers are 32 bits long, consisting of a 16-bit offset
6003 followed by a 16-bit segment. You should still be careful not to
6004 modify \c{DS} in your routines without restoring it afterwards, but
6005 \c{ES} is free for you to use to access the contents of 32-bit data
6006 pointers you are passed.
6008 \b The huge memory model allows single data items to exceed 64K in
6009 size. In all other memory models, you can access the whole of a data
6010 item just by doing arithmetic on the offset field of the pointer you
6011 are given, whether a segment field is present or not; in huge model,
6012 you have to be more careful of your pointer arithmetic.
6014 \b In most memory models, there is a \e{default} data segment, whose
6015 segment address is kept in \c{DS} throughout the program. This data
6016 segment is typically the same segment as the stack, kept in \c{SS},
6017 so that functions' local variables (which are stored on the stack)
6018 and global data items can both be accessed easily without changing
6019 \c{DS}. Particularly large data items are typically stored in other
6020 segments. However, some memory models (though not the standard
6021 ones, usually) allow the assumption that \c{SS} and \c{DS} hold the
6022 same value to be removed. Be careful about functions' local
6023 variables in this latter case.
6025 In models with a single code segment, the segment is called
6026 \i\c{_TEXT}, so your code segment must also go by this name in order
6027 to be linked into the same place as the main code segment. In models
6028 with a single data segment, or with a default data segment, it is
6029 called \i\c{_DATA}.
6032 \S{16cfunc} Function Definitions and Function Calls
6034 \I{functions, C calling convention}The \i{C calling convention} in
6035 16-bit programs is as follows. In the following description, the
6036 words \e{caller} and \e{callee} are used to denote the function
6037 doing the calling and the function which gets called.
6039 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
6040 after another, in reverse order (right to left, so that the first
6041 argument specified to the function is pushed last).
6043 \b The caller then executes a \c{CALL} instruction to pass control
6044 to the callee. This \c{CALL} is either near or far depending on the
6045 memory model.
6047 \b The callee receives control, and typically (although this is not
6048 actually necessary, in functions which do not need to access their
6049 parameters) starts by saving the value of \c{SP} in \c{BP} so as to
6050 be able to use \c{BP} as a base pointer to find its parameters on
6051 the stack. However, the caller was probably doing this too, so part
6052 of the calling convention states that \c{BP} must be preserved by
6053 any C function. Hence the callee, if it is going to set up \c{BP} as
6054 a \i\e{frame pointer}, must push the previous value first.
6056 \b The callee may then access its parameters relative to \c{BP}.
6057 The word at \c{[BP]} holds the previous value of \c{BP} as it was
6058 pushed; the next word, at \c{[BP+2]}, holds the offset part of the
6059 return address, pushed implicitly by \c{CALL}. In a small-model
6060 (near) function, the parameters start after that, at \c{[BP+4]}; in
6061 a large-model (far) function, the segment part of the return address
6062 lives at \c{[BP+4]}, and the parameters begin at \c{[BP+6]}. The
6063 leftmost parameter of the function, since it was pushed last, is
6064 accessible at this offset from \c{BP}; the others follow, at
6065 successively greater offsets. Thus, in a function such as \c{printf}
6066 which takes a variable number of parameters, the pushing of the
6067 parameters in reverse order means that the function knows where to
6068 find its first parameter, which tells it the number and type of the
6069 remaining ones.
6071 \b The callee may also wish to decrease \c{SP} further, so as to
6072 allocate space on the stack for local variables, which will then be
6073 accessible at negative offsets from \c{BP}.
6075 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
6076 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{DX:AX} depending on the size
6077 of the value. Floating-point results are sometimes (depending on the
6078 compiler) returned in \c{ST0}.
6080 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{SP} from
6081 \c{BP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
6082 value of \c{BP}, and returns via \c{RETN} or \c{RETF} depending on
6083 memory model.
6085 \b When the caller regains control from the callee, the function
6086 parameters are still on the stack, so it typically adds an immediate
6087 constant to \c{SP} to remove them (instead of executing a number of
6088 slow \c{POP} instructions). Thus, if a function is accidentally
6089 called with the wrong number of parameters due to a prototype
6090 mismatch, the stack will still be returned to a sensible state since
6091 the caller, which \e{knows} how many parameters it pushed, does the
6092 removing.
6094 It is instructive to compare this calling convention with that for
6095 Pascal programs (described in \k{16bpfunc}). Pascal has a simpler
6096 convention, since no functions have variable numbers of parameters.
6097 Therefore the callee knows how many parameters it should have been
6098 passed, and is able to deallocate them from the stack itself by
6099 passing an immediate argument to the \c{RET} or \c{RETF}
6100 instruction, so the caller does not have to do it. Also, the
6101 parameters are pushed in left-to-right order, not right-to-left,
6102 which means that a compiler can give better guarantees about
6103 sequence points without performance suffering.
6105 Thus, you would define a function in C style in the following way.
6106 The following example is for small model:
6108 \c global  _myfunc
6110 \c _myfunc:
6111 \c         push    bp
6112 \c         mov     bp,sp
6113 \c         sub     sp,0x40         ; 64 bytes of local stack space
6114 \c         mov     bx,[bp+4]       ; first parameter to function
6116 \c         ; some more code
6118 \c         mov     sp,bp           ; undo "sub sp,0x40" above
6119 \c         pop     bp
6120 \c         ret
6122 For a large-model function, you would replace \c{RET} by \c{RETF},
6123 and look for the first parameter at \c{[BP+6]} instead of
6124 \c{[BP+4]}. Of course, if one of the parameters is a pointer, then
6125 the offsets of \e{subsequent} parameters will change depending on
6126 the memory model as well: far pointers take up four bytes on the
6127 stack when passed as a parameter, whereas near pointers take up two.
6129 At the other end of the process, to call a C function from your
6130 assembly code, you would do something like this:
6132 \c extern  _printf
6134 \c       ; and then, further down...
6136 \c       push    word [myint]        ; one of my integer variables
6137 \c       push    word mystring       ; pointer into my data segment
6138 \c       call    _printf
6139 \c       add     sp,byte 4           ; `byte' saves space
6141 \c       ; then those data items...
6143 \c segment _DATA
6145 \c myint         dw    1234
6146 \c mystring      db    'This number -> %d <- should be 1234',10,0
6148 This piece of code is the small-model assembly equivalent of the C
6149 code
6151 \c     int myint = 1234;
6152 \c     printf("This number -> %d <- should be 1234\n", myint);
6154 In large model, the function-call code might look more like this. In
6155 this example, it is assumed that \c{DS} already holds the segment
6156 base of the segment \c{_DATA}. If not, you would have to initialize
6157 it first.
6159 \c       push    word [myint]
6160 \c       push    word seg mystring   ; Now push the segment, and...
6161 \c       push    word mystring       ; ... offset of "mystring"
6162 \c       call    far _printf
6163 \c       add    sp,byte 6
6165 The integer value still takes up one word on the stack, since large
6166 model does not affect the size of the \c{int} data type. The first
6167 argument (pushed last) to \c{printf}, however, is a data pointer,
6168 and therefore has to contain a segment and offset part. The segment
6169 should be stored second in memory, and therefore must be pushed
6170 first. (Of course, \c{PUSH DS} would have been a shorter instruction
6171 than \c{PUSH WORD SEG mystring}, if \c{DS} was set up as the above
6172 example assumed.) Then the actual call becomes a far call, since
6173 functions expect far calls in large model; and \c{SP} has to be
6174 increased by 6 rather than 4 afterwards to make up for the extra
6175 word of parameters.
6178 \S{16cdata} Accessing Data Items
6180 To get at the contents of C variables, or to declare variables which
6181 C can access, you need only declare the names as \c{GLOBAL} or
6182 \c{EXTERN}. (Again, the names require leading underscores, as stated
6183 in \k{16cunder}.) Thus, a C variable declared as \c{int i} can be
6184 accessed from assembler as
6186 \c extern _i
6188 \c         mov ax,[_i]
6190 And to declare your own integer variable which C programs can access
6191 as \c{extern int j}, you do this (making sure you are assembling in
6192 the \c{_DATA} segment, if necessary):
6194 \c global  _j
6196 \c _j      dw      0
6198 To access a C array, you need to know the size of the components of
6199 the array. For example, \c{int} variables are two bytes long, so if
6200 a C program declares an array as \c{int a[10]}, you can access
6201 \c{a[3]} by coding \c{mov ax,[_a+6]}. (The byte offset 6 is obtained
6202 by multiplying the desired array index, 3, by the size of the array
6203 element, 2.) The sizes of the C base types in 16-bit compilers are:
6204 1 for \c{char}, 2 for \c{short} and \c{int}, 4 for \c{long} and
6205 \c{float}, and 8 for \c{double}.
6207 To access a C \i{data structure}, you need to know the offset from
6208 the base of the structure to the field you are interested in. You
6209 can either do this by converting the C structure definition into a
6210 NASM structure definition (using \i\c{STRUC}), or by calculating the
6211 one offset and using just that.
6213 To do either of these, you should read your C compiler's manual to
6214 find out how it organizes data structures. NASM gives no special
6215 alignment to structure members in its own \c{STRUC} macro, so you
6216 have to specify alignment yourself if the C compiler generates it.
6217 Typically, you might find that a structure like
6219 \c struct {
6220 \c     char c;
6221 \c     int i;
6222 \c } foo;
6224 might be four bytes long rather than three, since the \c{int} field
6225 would be aligned to a two-byte boundary. However, this sort of
6226 feature tends to be a configurable option in the C compiler, either
6227 using command-line options or \c{#pragma} lines, so you have to find
6228 out how your own compiler does it.
6231 \S{16cmacro} \i\c{c16.mac}: Helper Macros for the 16-bit C Interface
6233 Included in the NASM archives, in the \I{misc subdirectory}\c{misc}
6234 directory, is a file \c{c16.mac} of macros. It defines three macros:
6235 \i\c{proc}, \i\c{arg} and \i\c{endproc}. These are intended to be
6236 used for C-style procedure definitions, and they automate a lot of
6237 the work involved in keeping track of the calling convention.
6239 (An alternative, TASM compatible form of \c{arg} is also now built
6240 into NASM's preprocessor. See \k{stackrel} for details.)
6242 An example of an assembly function using the macro set is given
6243 here:
6245 \c proc    _nearproc
6247 \c %$i     arg
6248 \c %$j     arg
6249 \c         mov     ax,[bp + %$i]
6250 \c         mov     bx,[bp + %$j]
6251 \c         add     ax,[bx]
6253 \c endproc
6255 This defines \c{_nearproc} to be a procedure taking two arguments,
6256 the first (\c{i}) an integer and the second (\c{j}) a pointer to an
6257 integer. It returns \c{i + *j}.
6259 Note that the \c{arg} macro has an \c{EQU} as the first line of its
6260 expansion, and since the label before the macro call gets prepended
6261 to the first line of the expanded macro, the \c{EQU} works, defining
6262 \c{%$i} to be an offset from \c{BP}. A context-local variable is
6263 used, local to the context pushed by the \c{proc} macro and popped
6264 by the \c{endproc} macro, so that the same argument name can be used
6265 in later procedures. Of course, you don't \e{have} to do that.
6267 The macro set produces code for near functions (tiny, small and
6268 compact-model code) by default. You can have it generate far
6269 functions (medium, large and huge-model code) by means of coding
6270 \I\c{FARCODE}\c{%define FARCODE}. This changes the kind of return
6271 instruction generated by \c{endproc}, and also changes the starting
6272 point for the argument offsets. The macro set contains no intrinsic
6273 dependency on whether data pointers are far or not.
6275 \c{arg} can take an optional parameter, giving the size of the
6276 argument. If no size is given, 2 is assumed, since it is likely that
6277 many function parameters will be of type \c{int}.
6279 The large-model equivalent of the above function would look like this:
6281 \c %define FARCODE
6283 \c proc    _farproc
6285 \c %$i     arg
6286 \c %$j     arg     4
6287 \c         mov     ax,[bp + %$i]
6288 \c         mov     bx,[bp + %$j]
6289 \c         mov     es,[bp + %$j + 2]
6290 \c         add     ax,[bx]
6292 \c endproc
6294 This makes use of the argument to the \c{arg} macro to define a
6295 parameter of size 4, because \c{j} is now a far pointer. When we
6296 load from \c{j}, we must load a segment and an offset.
6299 \H{16bp} Interfacing to \i{Borland Pascal} Programs
6301 Interfacing to Borland Pascal programs is similar in concept to
6302 interfacing to 16-bit C programs. The differences are:
6304 \b The leading underscore required for interfacing to C programs is
6305 not required for Pascal.
6307 \b The memory model is always large: functions are far, data
6308 pointers are far, and no data item can be more than 64K long.
6309 (Actually, some functions are near, but only those functions that
6310 are local to a Pascal unit and never called from outside it. All
6311 assembly functions that Pascal calls, and all Pascal functions that
6312 assembly routines are able to call, are far.) However, all static
6313 data declared in a Pascal program goes into the default data
6314 segment, which is the one whose segment address will be in \c{DS}
6315 when control is passed to your assembly code. The only things that
6316 do not live in the default data segment are local variables (they
6317 live in the stack segment) and dynamically allocated variables. All
6318 data \e{pointers}, however, are far.
6320 \b The function calling convention is different - described below.
6322 \b Some data types, such as strings, are stored differently.
6324 \b There are restrictions on the segment names you are allowed to
6325 use - Borland Pascal will ignore code or data declared in a segment
6326 it doesn't like the name of. The restrictions are described below.
6329 \S{16bpfunc} The Pascal Calling Convention
6331 \I{functions, Pascal calling convention}\I{Pascal calling
6332 convention}The 16-bit Pascal calling convention is as follows. In
6333 the following description, the words \e{caller} and \e{callee} are
6334 used to denote the function doing the calling and the function which
6335 gets called.
6337 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
6338 after another, in normal order (left to right, so that the first
6339 argument specified to the function is pushed first).
6341 \b The caller then executes a far \c{CALL} instruction to pass
6342 control to the callee.
6344 \b The callee receives control, and typically (although this is not
6345 actually necessary, in functions which do not need to access their
6346 parameters) starts by saving the value of \c{SP} in \c{BP} so as to
6347 be able to use \c{BP} as a base pointer to find its parameters on
6348 the stack. However, the caller was probably doing this too, so part
6349 of the calling convention states that \c{BP} must be preserved by
6350 any function. Hence the callee, if it is going to set up \c{BP} as a
6351 \i{frame pointer}, must push the previous value first.
6353 \b The callee may then access its parameters relative to \c{BP}.
6354 The word at \c{[BP]} holds the previous value of \c{BP} as it was
6355 pushed. The next word, at \c{[BP+2]}, holds the offset part of the
6356 return address, and the next one at \c{[BP+4]} the segment part. The
6357 parameters begin at \c{[BP+6]}. The rightmost parameter of the
6358 function, since it was pushed last, is accessible at this offset
6359 from \c{BP}; the others follow, at successively greater offsets.
6361 \b The callee may also wish to decrease \c{SP} further, so as to
6362 allocate space on the stack for local variables, which will then be
6363 accessible at negative offsets from \c{BP}.
6365 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
6366 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{DX:AX} depending on the size
6367 of the value. Floating-point results are returned in \c{ST0}.
6368 Results of type \c{Real} (Borland's own custom floating-point data
6369 type, not handled directly by the FPU) are returned in \c{DX:BX:AX}.
6370 To return a result of type \c{String}, the caller pushes a pointer
6371 to a temporary string before pushing the parameters, and the callee
6372 places the returned string value at that location. The pointer is
6373 not a parameter, and should not be removed from the stack by the
6374 \c{RETF} instruction.
6376 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{SP} from
6377 \c{BP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
6378 value of \c{BP}, and returns via \c{RETF}. It uses the form of
6379 \c{RETF} with an immediate parameter, giving the number of bytes
6380 taken up by the parameters on the stack. This causes the parameters
6381 to be removed from the stack as a side effect of the return
6382 instruction.
6384 \b When the caller regains control from the callee, the function
6385 parameters have already been removed from the stack, so it needs to
6386 do nothing further.
6388 Thus, you would define a function in Pascal style, taking two
6389 \c{Integer}-type parameters, in the following way:
6391 \c global  myfunc
6393 \c myfunc: push    bp
6394 \c         mov     bp,sp
6395 \c         sub     sp,0x40         ; 64 bytes of local stack space
6396 \c         mov     bx,[bp+8]       ; first parameter to function
6397 \c         mov     bx,[bp+6]       ; second parameter to function
6399 \c         ; some more code
6401 \c         mov     sp,bp           ; undo "sub sp,0x40" above
6402 \c         pop     bp
6403 \c         retf    4               ; total size of params is 4
6405 At the other end of the process, to call a Pascal function from your
6406 assembly code, you would do something like this:
6408 \c extern  SomeFunc
6410 \c        ; and then, further down...
6412 \c        push   word seg mystring   ; Now push the segment, and...
6413 \c        push   word mystring       ; ... offset of "mystring"
6414 \c        push   word [myint]        ; one of my variables
6415 \c        call   far SomeFunc
6417 This is equivalent to the Pascal code
6419 \c procedure SomeFunc(String: PChar; Int: Integer);
6420 \c     SomeFunc(@mystring, myint);
6423 \S{16bpseg} Borland Pascal \I{segment names, Borland Pascal}Segment
6424 Name Restrictions
6426 Since Borland Pascal's internal unit file format is completely
6427 different from \c{OBJ}, it only makes a very sketchy job of actually
6428 reading and understanding the various information contained in a
6429 real \c{OBJ} file when it links that in. Therefore an object file
6430 intended to be linked to a Pascal program must obey a number of
6431 restrictions:
6433 \b Procedures and functions must be in a segment whose name is
6434 either \c{CODE}, \c{CSEG}, or something ending in \c{_TEXT}.
6436 \b initialized data must be in a segment whose name is either
6437 \c{CONST} or something ending in \c{_DATA}.
6439 \b Uninitialized data must be in a segment whose name is either
6440 \c{DATA}, \c{DSEG}, or something ending in \c{_BSS}.
6442 \b Any other segments in the object file are completely ignored.
6443 \c{GROUP} directives and segment attributes are also ignored.
6446 \S{16bpmacro} Using \i\c{c16.mac} With Pascal Programs
6448 The \c{c16.mac} macro package, described in \k{16cmacro}, can also
6449 be used to simplify writing functions to be called from Pascal
6450 programs, if you code \I\c{PASCAL}\c{%define PASCAL}. This
6451 definition ensures that functions are far (it implies
6452 \i\c{FARCODE}), and also causes procedure return instructions to be
6453 generated with an operand.
6455 Defining \c{PASCAL} does not change the code which calculates the
6456 argument offsets; you must declare your function's arguments in
6457 reverse order. For example:
6459 \c %define PASCAL
6461 \c proc    _pascalproc
6463 \c %$j     arg 4
6464 \c %$i     arg
6465 \c         mov     ax,[bp + %$i]
6466 \c         mov     bx,[bp + %$j]
6467 \c         mov     es,[bp + %$j + 2]
6468 \c         add     ax,[bx]
6470 \c endproc
6472 This defines the same routine, conceptually, as the example in
6473 \k{16cmacro}: it defines a function taking two arguments, an integer
6474 and a pointer to an integer, which returns the sum of the integer
6475 and the contents of the pointer. The only difference between this
6476 code and the large-model C version is that \c{PASCAL} is defined
6477 instead of \c{FARCODE}, and that the arguments are declared in
6478 reverse order.
6481 \C{32bit} Writing 32-bit Code (Unix, Win32, DJGPP)
6483 This chapter attempts to cover some of the common issues involved
6484 when writing 32-bit code, to run under \i{Win32} or Unix, or to be
6485 linked with C code generated by a Unix-style C compiler such as
6486 \i{DJGPP}. It covers how to write assembly code to interface with
6487 32-bit C routines, and how to write position-independent code for
6488 shared libraries.
6490 Almost all 32-bit code, and in particular all code running under
6491 \c{Win32}, \c{DJGPP} or any of the PC Unix variants, runs in \I{flat
6492 memory model}\e{flat} memory model. This means that the segment registers
6493 and paging have already been set up to give you the same 32-bit 4Gb
6494 address space no matter what segment you work relative to, and that
6495 you should ignore all segment registers completely. When writing
6496 flat-model application code, you never need to use a segment
6497 override or modify any segment register, and the code-section
6498 addresses you pass to \c{CALL} and \c{JMP} live in the same address
6499 space as the data-section addresses you access your variables by and
6500 the stack-section addresses you access local variables and procedure
6501 parameters by. Every address is 32 bits long and contains only an
6502 offset part.
6505 \H{32c} Interfacing to 32-bit C Programs
6507 A lot of the discussion in \k{16c}, about interfacing to 16-bit C
6508 programs, still applies when working in 32 bits. The absence of
6509 memory models or segmentation worries simplifies things a lot.
6512 \S{32cunder} External Symbol Names
6514 Most 32-bit C compilers share the convention used by 16-bit
6515 compilers, that the names of all global symbols (functions or data)
6516 they define are formed by prefixing an underscore to the name as it
6517 appears in the C program. However, not all of them do: the \c{ELF}
6518 specification states that C symbols do \e{not} have a leading
6519 underscore on their assembly-language names.
6521 The older Linux \c{a.out} C compiler, all \c{Win32} compilers,
6522 \c{DJGPP}, and \c{NetBSD} and \c{FreeBSD}, all use the leading
6523 underscore; for these compilers, the macros \c{cextern} and
6524 \c{cglobal}, as given in \k{16cunder}, will still work. For \c{ELF},
6525 though, the leading underscore should not be used.
6527 See also \k{opt-pfix}.
6529 \S{32cfunc} Function Definitions and Function Calls
6531 \I{functions, C calling convention}The \i{C calling convention}
6532 in 32-bit programs is as follows. In the following description,
6533 the words \e{caller} and \e{callee} are used to denote
6534 the function doing the calling and the function which gets called.
6536 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
6537 after another, in reverse order (right to left, so that the first
6538 argument specified to the function is pushed last).
6540 \b The caller then executes a near \c{CALL} instruction to pass
6541 control to the callee.
6543 \b The callee receives control, and typically (although this is not
6544 actually necessary, in functions which do not need to access their
6545 parameters) starts by saving the value of \c{ESP} in \c{EBP} so as
6546 to be able to use \c{EBP} as a base pointer to find its parameters
6547 on the stack. However, the caller was probably doing this too, so
6548 part of the calling convention states that \c{EBP} must be preserved
6549 by any C function. Hence the callee, if it is going to set up
6550 \c{EBP} as a \i{frame pointer}, must push the previous value first.
6552 \b The callee may then access its parameters relative to \c{EBP}.
6553 The doubleword at \c{[EBP]} holds the previous value of \c{EBP} as
6554 it was pushed; the next doubleword, at \c{[EBP+4]}, holds the return
6555 address, pushed implicitly by \c{CALL}. The parameters start after
6556 that, at \c{[EBP+8]}. The leftmost parameter of the function, since
6557 it was pushed last, is accessible at this offset from \c{EBP}; the
6558 others follow, at successively greater offsets. Thus, in a function
6559 such as \c{printf} which takes a variable number of parameters, the
6560 pushing of the parameters in reverse order means that the function
6561 knows where to find its first parameter, which tells it the number
6562 and type of the remaining ones.
6564 \b The callee may also wish to decrease \c{ESP} further, so as to
6565 allocate space on the stack for local variables, which will then be
6566 accessible at negative offsets from \c{EBP}.
6568 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
6569 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{EAX} depending on the size
6570 of the value. Floating-point results are typically returned in
6571 \c{ST0}.
6573 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{ESP} from
6574 \c{EBP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
6575 value of \c{EBP}, and returns via \c{RET} (equivalently, \c{RETN}).
6577 \b When the caller regains control from the callee, the function
6578 parameters are still on the stack, so it typically adds an immediate
6579 constant to \c{ESP} to remove them (instead of executing a number of
6580 slow \c{POP} instructions). Thus, if a function is accidentally
6581 called with the wrong number of parameters due to a prototype
6582 mismatch, the stack will still be returned to a sensible state since
6583 the caller, which \e{knows} how many parameters it pushed, does the
6584 removing.
6586 There is an alternative calling convention used by Win32 programs
6587 for Windows API calls, and also for functions called \e{by} the
6588 Windows API such as window procedures: they follow what Microsoft
6589 calls the \c{__stdcall} convention. This is slightly closer to the
6590 Pascal convention, in that the callee clears the stack by passing a
6591 parameter to the \c{RET} instruction. However, the parameters are
6592 still pushed in right-to-left order.
6594 Thus, you would define a function in C style in the following way:
6596 \c global  _myfunc
6598 \c _myfunc:
6599 \c         push    ebp
6600 \c         mov     ebp,esp
6601 \c         sub     esp,0x40        ; 64 bytes of local stack space
6602 \c         mov     ebx,[ebp+8]     ; first parameter to function
6604 \c         ; some more code
6606 \c         leave                   ; mov esp,ebp / pop ebp
6607 \c         ret
6609 At the other end of the process, to call a C function from your
6610 assembly code, you would do something like this:
6612 \c extern  _printf
6614 \c         ; and then, further down...
6616 \c         push    dword [myint]   ; one of my integer variables
6617 \c         push    dword mystring  ; pointer into my data segment
6618 \c         call    _printf
6619 \c         add     esp,byte 8      ; `byte' saves space
6621 \c         ; then those data items...
6623 \c segment _DATA
6625 \c myint       dd   1234
6626 \c mystring    db   'This number -> %d <- should be 1234',10,0
6628 This piece of code is the assembly equivalent of the C code
6630 \c     int myint = 1234;
6631 \c     printf("This number -> %d <- should be 1234\n", myint);
6634 \S{32cdata} Accessing Data Items
6636 To get at the contents of C variables, or to declare variables which
6637 C can access, you need only declare the names as \c{GLOBAL} or
6638 \c{EXTERN}. (Again, the names require leading underscores, as stated
6639 in \k{32cunder}.) Thus, a C variable declared as \c{int i} can be
6640 accessed from assembler as
6642 \c           extern _i
6643 \c           mov eax,[_i]
6645 And to declare your own integer variable which C programs can access
6646 as \c{extern int j}, you do this (making sure you are assembling in
6647 the \c{_DATA} segment, if necessary):
6649 \c           global _j
6650 \c _j        dd 0
6652 To access a C array, you need to know the size of the components of
6653 the array. For example, \c{int} variables are four bytes long, so if
6654 a C program declares an array as \c{int a[10]}, you can access
6655 \c{a[3]} by coding \c{mov ax,[_a+12]}. (The byte offset 12 is obtained
6656 by multiplying the desired array index, 3, by the size of the array
6657 element, 4.) The sizes of the C base types in 32-bit compilers are:
6658 1 for \c{char}, 2 for \c{short}, 4 for \c{int}, \c{long} and
6659 \c{float}, and 8 for \c{double}. Pointers, being 32-bit addresses,
6660 are also 4 bytes long.
6662 To access a C \i{data structure}, you need to know the offset from
6663 the base of the structure to the field you are interested in. You
6664 can either do this by converting the C structure definition into a
6665 NASM structure definition (using \c{STRUC}), or by calculating the
6666 one offset and using just that.
6668 To do either of these, you should read your C compiler's manual to
6669 find out how it organizes data structures. NASM gives no special
6670 alignment to structure members in its own \i\c{STRUC} macro, so you
6671 have to specify alignment yourself if the C compiler generates it.
6672 Typically, you might find that a structure like
6674 \c struct {
6675 \c     char c;
6676 \c     int i;
6677 \c } foo;
6679 might be eight bytes long rather than five, since the \c{int} field
6680 would be aligned to a four-byte boundary. However, this sort of
6681 feature is sometimes a configurable option in the C compiler, either
6682 using command-line options or \c{#pragma} lines, so you have to find
6683 out how your own compiler does it.
6686 \S{32cmacro} \i\c{c32.mac}: Helper Macros for the 32-bit C Interface
6688 Included in the NASM archives, in the \I{misc directory}\c{misc}
6689 directory, is a file \c{c32.mac} of macros. It defines three macros:
6690 \i\c{proc}, \i\c{arg} and \i\c{endproc}. These are intended to be
6691 used for C-style procedure definitions, and they automate a lot of
6692 the work involved in keeping track of the calling convention.
6694 An example of an assembly function using the macro set is given
6695 here:
6697 \c proc    _proc32
6699 \c %$i     arg
6700 \c %$j     arg
6701 \c         mov     eax,[ebp + %$i]
6702 \c         mov     ebx,[ebp + %$j]
6703 \c         add     eax,[ebx]
6705 \c endproc
6707 This defines \c{_proc32} to be a procedure taking two arguments, the
6708 first (\c{i}) an integer and the second (\c{j}) a pointer to an
6709 integer. It returns \c{i + *j}.
6711 Note that the \c{arg} macro has an \c{EQU} as the first line of its
6712 expansion, and since the label before the macro call gets prepended
6713 to the first line of the expanded macro, the \c{EQU} works, defining
6714 \c{%$i} to be an offset from \c{BP}. A context-local variable is
6715 used, local to the context pushed by the \c{proc} macro and popped
6716 by the \c{endproc} macro, so that the same argument name can be used
6717 in later procedures. Of course, you don't \e{have} to do that.
6719 \c{arg} can take an optional parameter, giving the size of the
6720 argument. If no size is given, 4 is assumed, since it is likely that
6721 many function parameters will be of type \c{int} or pointers.
6724 \H{picdll} Writing NetBSD/FreeBSD/OpenBSD and Linux/ELF \i{Shared
6725 Libraries}
6727 \c{ELF} replaced the older \c{a.out} object file format under Linux
6728 because it contains support for \i{position-independent code}
6729 (\i{PIC}), which makes writing shared libraries much easier. NASM
6730 supports the \c{ELF} position-independent code features, so you can
6731 write Linux \c{ELF} shared libraries in NASM.
6733 \i{NetBSD}, and its close cousins \i{FreeBSD} and \i{OpenBSD}, take
6734 a different approach by hacking PIC support into the \c{a.out}
6735 format. NASM supports this as the \i\c{aoutb} output format, so you
6736 can write \i{BSD} shared libraries in NASM too.
6738 The operating system loads a PIC shared library by memory-mapping
6739 the library file at an arbitrarily chosen point in the address space
6740 of the running process. The contents of the library's code section
6741 must therefore not depend on where it is loaded in memory.
6743 Therefore, you cannot get at your variables by writing code like
6744 this:
6746 \c         mov     eax,[myvar]             ; WRONG
6748 Instead, the linker provides an area of memory called the
6749 \i\e{global offset table}, or \i{GOT}; the GOT is situated at a
6750 constant distance from your library's code, so if you can find out
6751 where your library is loaded (which is typically done using a
6752 \c{CALL} and \c{POP} combination), you can obtain the address of the
6753 GOT, and you can then load the addresses of your variables out of
6754 linker-generated entries in the GOT.
6756 The \e{data} section of a PIC shared library does not have these
6757 restrictions: since the data section is writable, it has to be
6758 copied into memory anyway rather than just paged in from the library
6759 file, so as long as it's being copied it can be relocated too. So
6760 you can put ordinary types of relocation in the data section without
6761 too much worry (but see \k{picglobal} for a caveat).
6764 \S{picgot} Obtaining the Address of the GOT
6766 Each code module in your shared library should define the GOT as an
6767 external symbol:
6769 \c extern  _GLOBAL_OFFSET_TABLE_   ; in ELF
6770 \c extern  __GLOBAL_OFFSET_TABLE_  ; in BSD a.out
6772 At the beginning of any function in your shared library which plans
6773 to access your data or BSS sections, you must first calculate the
6774 address of the GOT. This is typically done by writing the function
6775 in this form:
6777 \c func:   push    ebp
6778 \c         mov     ebp,esp
6779 \c         push    ebx
6780 \c         call    .get_GOT
6781 \c .get_GOT:
6782 \c         pop     ebx
6783 \c         add     ebx,_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+$$-.get_GOT wrt ..gotpc
6785 \c         ; the function body comes here
6787 \c         mov     ebx,[ebp-4]
6788 \c         mov     esp,ebp
6789 \c         pop     ebp
6790 \c         ret
6792 (For BSD, again, the symbol \c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE} requires a
6793 second leading underscore.)
6795 The first two lines of this function are simply the standard C
6796 prologue to set up a stack frame, and the last three lines are
6797 standard C function epilogue. The third line, and the fourth to last
6798 line, save and restore the \c{EBX} register, because PIC shared
6799 libraries use this register to store the address of the GOT.
6801 The interesting bit is the \c{CALL} instruction and the following
6802 two lines. The \c{CALL} and \c{POP} combination obtains the address
6803 of the label \c{.get_GOT}, without having to know in advance where
6804 the program was loaded (since the \c{CALL} instruction is encoded
6805 relative to the current position). The \c{ADD} instruction makes use
6806 of one of the special PIC relocation types: \i{GOTPC relocation}.
6807 With the \i\c{WRT ..gotpc} qualifier specified, the symbol
6808 referenced (here \c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE_}, the special symbol
6809 assigned to the GOT) is given as an offset from the beginning of the
6810 section. (Actually, \c{ELF} encodes it as the offset from the operand
6811 field of the \c{ADD} instruction, but NASM simplifies this
6812 deliberately, so you do things the same way for both \c{ELF} and
6813 \c{BSD}.) So the instruction then \e{adds} the beginning of the section,
6814 to get the real address of the GOT, and subtracts the value of
6815 \c{.get_GOT} which it knows is in \c{EBX}. Therefore, by the time
6816 that instruction has finished, \c{EBX} contains the address of the GOT.
6818 If you didn't follow that, don't worry: it's never necessary to
6819 obtain the address of the GOT by any other means, so you can put
6820 those three instructions into a macro and safely ignore them:
6822 \c %macro  get_GOT 0
6824 \c         call    %%getgot
6825 \c   %%getgot:
6826 \c         pop     ebx
6827 \c         add     ebx,_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+$$-%%getgot wrt ..gotpc
6829 \c %endmacro
6831 \S{piclocal} Finding Your Local Data Items
6833 Having got the GOT, you can then use it to obtain the addresses of
6834 your data items. Most variables will reside in the sections you have
6835 declared; they can be accessed using the \I{GOTOFF
6836 relocation}\c{..gotoff} special \I\c{WRT ..gotoff}\c{WRT} type. The
6837 way this works is like this:
6839 \c         lea     eax,[ebx+myvar wrt ..gotoff]
6841 The expression \c{myvar wrt ..gotoff} is calculated, when the shared
6842 library is linked, to be the offset to the local variable \c{myvar}
6843 from the beginning of the GOT. Therefore, adding it to \c{EBX} as
6844 above will place the real address of \c{myvar} in \c{EAX}.
6846 If you declare variables as \c{GLOBAL} without specifying a size for
6847 them, they are shared between code modules in the library, but do
6848 not get exported from the library to the program that loaded it.
6849 They will still be in your ordinary data and BSS sections, so you
6850 can access them in the same way as local variables, using the above
6851 \c{..gotoff} mechanism.
6853 Note that due to a peculiarity of the way BSD \c{a.out} format
6854 handles this relocation type, there must be at least one non-local
6855 symbol in the same section as the address you're trying to access.
6858 \S{picextern} Finding External and Common Data Items
6860 If your library needs to get at an external variable (external to
6861 the \e{library}, not just to one of the modules within it), you must
6862 use the \I{GOT relocations}\I\c{WRT ..got}\c{..got} type to get at
6863 it. The \c{..got} type, instead of giving you the offset from the
6864 GOT base to the variable, gives you the offset from the GOT base to
6865 a GOT \e{entry} containing the address of the variable. The linker
6866 will set up this GOT entry when it builds the library, and the
6867 dynamic linker will place the correct address in it at load time. So
6868 to obtain the address of an external variable \c{extvar} in \c{EAX},
6869 you would code
6871 \c         mov     eax,[ebx+extvar wrt ..got]
6873 This loads the address of \c{extvar} out of an entry in the GOT. The
6874 linker, when it builds the shared library, collects together every
6875 relocation of type \c{..got}, and builds the GOT so as to ensure it
6876 has every necessary entry present.
6878 Common variables must also be accessed in this way.
6881 \S{picglobal} Exporting Symbols to the Library User
6883 If you want to export symbols to the user of the library, you have
6884 to declare whether they are functions or data, and if they are data,
6885 you have to give the size of the data item. This is because the
6886 dynamic linker has to build \I{PLT}\i{procedure linkage table}
6887 entries for any exported functions, and also moves exported data
6888 items away from the library's data section in which they were
6889 declared.
6891 So to export a function to users of the library, you must use
6893 \c global  func:function           ; declare it as a function
6895 \c func:   push    ebp
6897 \c         ; etc.
6899 And to export a data item such as an array, you would have to code
6901 \c global  array:data array.end-array      ; give the size too
6903 \c array:  resd    128
6904 \c .end:
6906 Be careful: If you export a variable to the library user, by
6907 declaring it as \c{GLOBAL} and supplying a size, the variable will
6908 end up living in the data section of the main program, rather than
6909 in your library's data section, where you declared it. So you will
6910 have to access your own global variable with the \c{..got} mechanism
6911 rather than \c{..gotoff}, as if it were external (which,
6912 effectively, it has become).
6914 Equally, if you need to store the address of an exported global in
6915 one of your data sections, you can't do it by means of the standard
6916 sort of code:
6918 \c dataptr:        dd      global_data_item        ; WRONG
6920 NASM will interpret this code as an ordinary relocation, in which
6921 \c{global_data_item} is merely an offset from the beginning of the
6922 \c{.data} section (or whatever); so this reference will end up
6923 pointing at your data section instead of at the exported global
6924 which resides elsewhere.
6926 Instead of the above code, then, you must write
6928 \c dataptr:        dd      global_data_item wrt ..sym
6930 which makes use of the special \c{WRT} type \I\c{WRT ..sym}\c{..sym}
6931 to instruct NASM to search the symbol table for a particular symbol
6932 at that address, rather than just relocating by section base.
6934 Either method will work for functions: referring to one of your
6935 functions by means of
6937 \c funcptr:        dd      my_function
6939 will give the user the address of the code you wrote, whereas
6941 \c funcptr:        dd      my_function wrt .sym
6943 will give the address of the procedure linkage table for the
6944 function, which is where the calling program will \e{believe} the
6945 function lives. Either address is a valid way to call the function.
6948 \S{picproc} Calling Procedures Outside the Library
6950 Calling procedures outside your shared library has to be done by
6951 means of a \i\e{procedure linkage table}, or \i{PLT}. The PLT is
6952 placed at a known offset from where the library is loaded, so the
6953 library code can make calls to the PLT in a position-independent
6954 way. Within the PLT there is code to jump to offsets contained in
6955 the GOT, so function calls to other shared libraries or to routines
6956 in the main program can be transparently passed off to their real
6957 destinations.
6959 To call an external routine, you must use another special PIC
6960 relocation type, \I{PLT relocations}\i\c{WRT ..plt}. This is much
6961 easier than the GOT-based ones: you simply replace calls such as
6962 \c{CALL printf} with the PLT-relative version \c{CALL printf WRT
6963 ..plt}.
6966 \S{link} Generating the Library File
6968 Having written some code modules and assembled them to \c{.o} files,
6969 you then generate your shared library with a command such as
6971 \c ld -shared -o library.so module1.o module2.o       # for ELF
6972 \c ld -Bshareable -o library.so module1.o module2.o   # for BSD
6974 For ELF, if your shared library is going to reside in system
6975 directories such as \c{/usr/lib} or \c{/lib}, it is usually worth
6976 using the \i\c{-soname} flag to the linker, to store the final
6977 library file name, with a version number, into the library:
6979 \c ld -shared -soname library.so.1 -o library.so.1.2 *.o
6981 You would then copy \c{library.so.1.2} into the library directory,
6982 and create \c{library.so.1} as a symbolic link to it.
6985 \C{mixsize} Mixing 16 and 32 Bit Code
6987 This chapter tries to cover some of the issues, largely related to
6988 unusual forms of addressing and jump instructions, encountered when
6989 writing operating system code such as protected-mode initialisation
6990 routines, which require code that operates in mixed segment sizes,
6991 such as code in a 16-bit segment trying to modify data in a 32-bit
6992 one, or jumps between different-size segments.
6995 \H{mixjump} Mixed-Size Jumps\I{jumps, mixed-size}
6997 \I{operating system, writing}\I{writing operating systems}The most
6998 common form of \i{mixed-size instruction} is the one used when
6999 writing a 32-bit OS: having done your setup in 16-bit mode, such as
7000 loading the kernel, you then have to boot it by switching into
7001 protected mode and jumping to the 32-bit kernel start address. In a
7002 fully 32-bit OS, this tends to be the \e{only} mixed-size
7003 instruction you need, since everything before it can be done in pure
7004 16-bit code, and everything after it can be pure 32-bit.
7006 This jump must specify a 48-bit far address, since the target
7007 segment is a 32-bit one. However, it must be assembled in a 16-bit
7008 segment, so just coding, for example,
7010 \c         jmp     0x1234:0x56789ABC       ; wrong!
7012 will not work, since the offset part of the address will be
7013 truncated to \c{0x9ABC} and the jump will be an ordinary 16-bit far
7014 one.
7016 The Linux kernel setup code gets round the inability of \c{as86} to
7017 generate the required instruction by coding it manually, using
7018 \c{DB} instructions. NASM can go one better than that, by actually
7019 generating the right instruction itself. Here's how to do it right:
7021 \c         jmp     dword 0x1234:0x56789ABC         ; right
7023 \I\c{JMP DWORD}The \c{DWORD} prefix (strictly speaking, it should
7024 come \e{after} the colon, since it is declaring the \e{offset} field
7025 to be a doubleword; but NASM will accept either form, since both are
7026 unambiguous) forces the offset part to be treated as far, in the
7027 assumption that you are deliberately writing a jump from a 16-bit
7028 segment to a 32-bit one.
7030 You can do the reverse operation, jumping from a 32-bit segment to a
7031 16-bit one, by means of the \c{WORD} prefix:
7033 \c         jmp     word 0x8765:0x4321      ; 32 to 16 bit
7035 If the \c{WORD} prefix is specified in 16-bit mode, or the \c{DWORD}
7036 prefix in 32-bit mode, they will be ignored, since each is
7037 explicitly forcing NASM into a mode it was in anyway.
7040 \H{mixaddr} Addressing Between Different-Size Segments\I{addressing,
7041 mixed-size}\I{mixed-size addressing}
7043 If your OS is mixed 16 and 32-bit, or if you are writing a DOS
7044 extender, you are likely to have to deal with some 16-bit segments
7045 and some 32-bit ones. At some point, you will probably end up
7046 writing code in a 16-bit segment which has to access data in a
7047 32-bit segment, or vice versa.
7049 If the data you are trying to access in a 32-bit segment lies within
7050 the first 64K of the segment, you may be able to get away with using
7051 an ordinary 16-bit addressing operation for the purpose; but sooner
7052 or later, you will want to do 32-bit addressing from 16-bit mode.
7054 The easiest way to do this is to make sure you use a register for
7055 the address, since any effective address containing a 32-bit
7056 register is forced to be a 32-bit address. So you can do
7058 \c         mov     eax,offset_into_32_bit_segment_specified_by_fs
7059 \c         mov     dword [fs:eax],0x11223344
7061 This is fine, but slightly cumbersome (since it wastes an
7062 instruction and a register) if you already know the precise offset
7063 you are aiming at. The x86 architecture does allow 32-bit effective
7064 addresses to specify nothing but a 4-byte offset, so why shouldn't
7065 NASM be able to generate the best instruction for the purpose?
7067 It can. As in \k{mixjump}, you need only prefix the address with the
7068 \c{DWORD} keyword, and it will be forced to be a 32-bit address:
7070 \c         mov     dword [fs:dword my_offset],0x11223344
7072 Also as in \k{mixjump}, NASM is not fussy about whether the
7073 \c{DWORD} prefix comes before or after the segment override, so
7074 arguably a nicer-looking way to code the above instruction is
7076 \c         mov     dword [dword fs:my_offset],0x11223344
7078 Don't confuse the \c{DWORD} prefix \e{outside} the square brackets,
7079 which controls the size of the data stored at the address, with the
7080 one \c{inside} the square brackets which controls the length of the
7081 address itself. The two can quite easily be different:
7083 \c         mov     word [dword 0x12345678],0x9ABC
7085 This moves 16 bits of data to an address specified by a 32-bit
7086 offset.
7088 You can also specify \c{WORD} or \c{DWORD} prefixes along with the
7089 \c{FAR} prefix to indirect far jumps or calls. For example:
7091 \c         call    dword far [fs:word 0x4321]
7093 This instruction contains an address specified by a 16-bit offset;
7094 it loads a 48-bit far pointer from that (16-bit segment and 32-bit
7095 offset), and calls that address.
7098 \H{mixother} Other Mixed-Size Instructions
7100 The other way you might want to access data might be using the
7101 string instructions (\c{LODSx}, \c{STOSx} and so on) or the
7102 \c{XLATB} instruction. These instructions, since they take no
7103 parameters, might seem to have no easy way to make them perform
7104 32-bit addressing when assembled in a 16-bit segment.
7106 This is the purpose of NASM's \i\c{a16}, \i\c{a32} and \i\c{a64} prefixes. If
7107 you are coding \c{LODSB} in a 16-bit segment but it is supposed to
7108 be accessing a string in a 32-bit segment, you should load the
7109 desired address into \c{ESI} and then code
7111 \c         a32     lodsb
7113 The prefix forces the addressing size to 32 bits, meaning that
7114 \c{LODSB} loads from \c{[DS:ESI]} instead of \c{[DS:SI]}. To access
7115 a string in a 16-bit segment when coding in a 32-bit one, the
7116 corresponding \c{a16} prefix can be used.
7118 The \c{a16}, \c{a32} and \c{a64} prefixes can be applied to any instruction
7119 in NASM's instruction table, but most of them can generate all the
7120 useful forms without them. The prefixes are necessary only for
7121 instructions with implicit addressing:
7122 \# \c{CMPSx} (\k{insCMPSB}),
7123 \# \c{SCASx} (\k{insSCASB}), \c{LODSx} (\k{insLODSB}), \c{STOSx}
7124 \# (\k{insSTOSB}), \c{MOVSx} (\k{insMOVSB}), \c{INSx} (\k{insINSB}),
7125 \# \c{OUTSx} (\k{insOUTSB}), and \c{XLATB} (\k{insXLATB}).
7126 \c{CMPSx}, \c{SCASx}, \c{LODSx}, \c{STOSx}, \c{MOVSx}, \c{INSx},
7127 \c{OUTSx}, and \c{XLATB}.
7128 Also, the
7129 various push and pop instructions (\c{PUSHA} and \c{POPF} as well as
7130 the more usual \c{PUSH} and \c{POP}) can accept \c{a16}, \c{a32} or \c{a64}
7131 prefixes to force a particular one of \c{SP}, \c{ESP} or \c{RSP} to be used
7132 as a stack pointer, in case the stack segment in use is a different
7133 size from the code segment.
7135 \c{PUSH} and \c{POP}, when applied to segment registers in 32-bit
7136 mode, also have the slightly odd behaviour that they push and pop 4
7137 bytes at a time, of which the top two are ignored and the bottom two
7138 give the value of the segment register being manipulated. To force
7139 the 16-bit behaviour of segment-register push and pop instructions,
7140 you can use the operand-size prefix \i\c{o16}:
7142 \c         o16 push    ss
7143 \c         o16 push    ds
7145 This code saves a doubleword of stack space by fitting two segment
7146 registers into the space which would normally be consumed by pushing
7147 one.
7149 (You can also use the \i\c{o32} prefix to force the 32-bit behaviour
7150 when in 16-bit mode, but this seems less useful.)
7153 \C{64bit} Writing 64-bit Code (Unix, Win64)
7155 This chapter attempts to cover some of the common issues involved when
7156 writing 64-bit code, to run under \i{Win64} or Unix.  It covers how to
7157 write assembly code to interface with 64-bit C routines, and how to
7158 write position-independent code for shared libraries.
7160 All 64-bit code uses a flat memory model, since segmentation is not
7161 available in 64-bit mode.  The one exception is the \c{FS} and \c{GS}
7162 registers, which still add their bases.
7164 Position independence in 64-bit mode is significantly simpler, since
7165 the processor supports \c{RIP}-relative addressing directly; see the
7166 \c{REL} keyword (\k{effaddr}).  On most 64-bit platforms, it is
7167 probably desirable to make that the default, using the directive
7168 \c{DEFAULT REL} (\k{default}).
7170 64-bit programming is relatively similar to 32-bit programming, but
7171 of course pointers are 64 bits long; additionally, all existing
7172 platforms pass arguments in registers rather than on the stack.
7173 Furthermore, 64-bit platforms use SSE2 by default for floating point.
7174 Please see the ABI documentation for your platform.
7176 64-bit platforms differ in the sizes of the fundamental datatypes, not
7177 just from 32-bit platforms but from each other.  If a specific size
7178 data type is desired, it is probably best to use the types defined in
7179 the Standard C header \c{<inttypes.h>}.
7181 In 64-bit mode, the default instruction size is still 32 bits.  When
7182 loading a value into a 32-bit register (but not an 8- or 16-bit
7183 register), the upper 32 bits of the corresponding 64-bit register are
7184 set to zero.
7186 \H{reg64} Register Names in 64-bit Mode
7188 NASM uses the following names for general-purpose registers in 64-bit
7189 mode, for 8-, 16-, 32- and 64-bit references, respecitively:
7191 \c      AL/AH, CL/CH, DL/DH, BL/BH, SPL, BPL, SIL, DIL, R8B-R15B
7192 \c      AX, CX, DX, BX, SP, BP, SI, DI, R8W-R15W
7193 \c      EAX, ECX, EDX, EBX, ESP, EBP, ESI, EDI, R8D-R15D
7194 \c      RAX, RCX, RDX, RBX, RSP, RBP, RSI, RDI, R8-R15
7196 This is consistent with the AMD documentation and most other
7197 assemblers.  The Intel documentation, however, uses the names
7198 \c{R8L-R15L} for 8-bit references to the higher registers.  It is
7199 possible to use those names by definiting them as macros; similarly,
7200 if one wants to use numeric names for the low 8 registers, define them
7201 as macros.  The standard macro package \c{altreg} (see \k{pkg_altreg})
7202 can be used for this purpose.
7204 \H{id64} Immediates and Displacements in 64-bit Mode
7206 In 64-bit mode, immediates and displacements are generally only 32
7207 bits wide.  NASM will therefore truncate most displacements and
7208 immediates to 32 bits.
7210 The only instruction which takes a full \i{64-bit immediate} is:
7212 \c      MOV reg64,imm64
7214 NASM will produce this instruction whenever the programmer uses
7215 \c{MOV} with an immediate into a 64-bit register.  If this is not
7216 desirable, simply specify the equivalent 32-bit register, which will
7217 be automatically zero-extended by the processor, or specify the
7218 immediate as \c{DWORD}:
7220 \c      mov rax,foo             ; 64-bit immediate
7221 \c      mov rax,qword foo       ; (identical)
7222 \c      mov eax,foo             ; 32-bit immediate, zero-extended
7223 \c      mov rax,dword foo       ; 32-bit immediate, sign-extended
7225 The length of these instructions are 10, 5 and 7 bytes, respectively.
7227 The only instructions which take a full \I{64-bit displacement}64-bit
7228 \e{displacement} is loading or storing, using \c{MOV}, \c{AL}, \c{AX},
7229 \c{EAX} or \c{RAX} (but no other registers) to an absolute 64-bit address.
7230 Since this is a relatively rarely used instruction (64-bit code generally uses
7231 relative addressing), the programmer has to explicitly declare the
7232 displacement size as \c{QWORD}:
7234 \c      default abs
7236 \c      mov eax,[foo]           ; 32-bit absolute disp, sign-extended
7237 \c      mov eax,[a32 foo]       ; 32-bit absolute disp, zero-extended
7238 \c      mov eax,[qword foo]     ; 64-bit absolute disp
7240 \c      default rel
7242 \c      mov eax,[foo]           ; 32-bit relative disp
7243 \c      mov eax,[a32 foo]       ; d:o, address truncated to 32 bits(!)
7244 \c      mov eax,[qword foo]     ; error
7245 \c      mov eax,[abs qword foo] ; 64-bit absolute disp
7247 A sign-extended absolute displacement can access from -2 GB to +2 GB;
7248 a zero-extended absolute displacement can access from 0 to 4 GB.
7250 \H{unix64} Interfacing to 64-bit C Programs (Unix)
7252 On Unix, the 64-bit ABI is defined by the document:
7254 \W{http://www.x86-64.org/documentation/abi.pdf}\c{http://www.x86-64.org/documentation/abi.pdf}
7256 Although written for AT&T-syntax assembly, the concepts apply equally
7257 well for NASM-style assembly.  What follows is a simplified summary.
7259 The first six integer arguments (from the left) are passed in \c{RDI},
7260 \c{RSI}, \c{RDX}, \c{RCX}, \c{R8}, and \c{R9}, in that order.
7261 Additional integer arguments are passed on the stack.  These
7262 registers, plus \c{RAX}, \c{R10} and \c{R11} are destroyed by function
7263 calls, and thus are available for use by the function without saving.
7265 Integer return values are passed in \c{RAX} and \c{RDX}, in that order.
7267 Floating point is done using SSE registers, except for \c{long
7268 double}.  Floating-point arguments are passed in \c{XMM0} to \c{XMM7};
7269 return is \c{XMM0} and \c{XMM1}.  \c{long double} are passed on the
7270 stack, and returned in \c{ST(0)} and \c{ST(1)}.
7272 All SSE and x87 registers are destroyed by function calls.
7274 On 64-bit Unix, \c{long} is 64 bits.
7276 Integer and SSE register arguments are counted separately, so for the case of
7278 \c      void foo(long a, double b, int c)
7280 \c{a} is passed in \c{RDI}, \c{b} in \c{XMM0}, and \c{c} in \c{ESI}.
7282 \H{win64} Interfacing to 64-bit C Programs (Win64)
7284 The Win64 ABI is described at:
7286 \W{http://msdn2.microsoft.com/en-gb/library/ms794533.aspx}\c{http://msdn2.microsoft.com/en-gb/library/ms794533.aspx}
7288 What follows is a simplified summary.
7290 The first four integer arguments are passed in \c{RCX}, \c{RDX},
7291 \c{R8} and \c{R9}, in that order.  Additional integer arguments are
7292 passed on the stack.  These registers, plus \c{RAX}, \c{R10} and
7293 \c{R11} are destroyed by function calls, and thus are available for
7294 use by the function without saving.
7296 Integer return values are passed in \c{RAX} only.
7298 Floating point is done using SSE registers, except for \c{long
7299 double}.  Floating-point arguments are passed in \c{XMM0} to \c{XMM3};
7300 return is \c{XMM0} only.
7302 On Win64, \c{long} is 32 bits; \c{long long} or \c{_int64} is 64 bits.
7304 Integer and SSE register arguments are counted together, so for the case of
7306 \c      void foo(long long a, double b, int c)
7308 \c{a} is passed in \c{RCX}, \c{b} in \c{XMM1}, and \c{c} in \c{R8D}.
7310 \C{trouble} Troubleshooting
7312 This chapter describes some of the common problems that users have
7313 been known to encounter with NASM, and answers them. It also gives
7314 instructions for reporting bugs in NASM if you find a difficulty
7315 that isn't listed here.
7318 \H{problems} Common Problems
7320 \S{inefficient} NASM Generates \i{Inefficient Code}
7322 We sometimes get `bug' reports about NASM generating inefficient, or
7323 even `wrong', code on instructions such as \c{ADD ESP,8}. This is a
7324 deliberate design feature, connected to predictability of output:
7325 NASM, on seeing \c{ADD ESP,8}, will generate the form of the
7326 instruction which leaves room for a 32-bit offset. You need to code
7327 \I\c{BYTE}\c{ADD ESP,BYTE 8} if you want the space-efficient form of
7328 the instruction. This isn't a bug, it's user error: if you prefer to
7329 have NASM produce the more efficient code automatically enable
7330 optimization with the \c{-O} option (see \k{opt-O}).
7333 \S{jmprange} My Jumps are Out of Range\I{out of range, jumps}
7335 Similarly, people complain that when they issue \i{conditional
7336 jumps} (which are \c{SHORT} by default) that try to jump too far,
7337 NASM reports `short jump out of range' instead of making the jumps
7338 longer.
7340 This, again, is partly a predictability issue, but in fact has a
7341 more practical reason as well. NASM has no means of being told what
7342 type of processor the code it is generating will be run on; so it
7343 cannot decide for itself that it should generate \i\c{Jcc NEAR} type
7344 instructions, because it doesn't know that it's working for a 386 or
7345 above. Alternatively, it could replace the out-of-range short
7346 \c{JNE} instruction with a very short \c{JE} instruction that jumps
7347 over a \c{JMP NEAR}; this is a sensible solution for processors
7348 below a 386, but hardly efficient on processors which have good
7349 branch prediction \e{and} could have used \c{JNE NEAR} instead. So,
7350 once again, it's up to the user, not the assembler, to decide what
7351 instructions should be generated. See \k{opt-O}.
7354 \S{proborg} \i\c{ORG} Doesn't Work
7356 People writing \i{boot sector} programs in the \c{bin} format often
7357 complain that \c{ORG} doesn't work the way they'd like: in order to
7358 place the \c{0xAA55} signature word at the end of a 512-byte boot
7359 sector, people who are used to MASM tend to code
7361 \c         ORG 0
7363 \c         ; some boot sector code
7365 \c         ORG 510
7366 \c         DW 0xAA55
7368 This is not the intended use of the \c{ORG} directive in NASM, and
7369 will not work. The correct way to solve this problem in NASM is to
7370 use the \i\c{TIMES} directive, like this:
7372 \c         ORG 0
7374 \c         ; some boot sector code
7376 \c         TIMES 510-($-$$) DB 0
7377 \c         DW 0xAA55
7379 The \c{TIMES} directive will insert exactly enough zero bytes into
7380 the output to move the assembly point up to 510. This method also
7381 has the advantage that if you accidentally fill your boot sector too
7382 full, NASM will catch the problem at assembly time and report it, so
7383 you won't end up with a boot sector that you have to disassemble to
7384 find out what's wrong with it.
7387 \S{probtimes} \i\c{TIMES} Doesn't Work
7389 The other common problem with the above code is people who write the
7390 \c{TIMES} line as
7392 \c         TIMES 510-$ DB 0
7394 by reasoning that \c{$} should be a pure number, just like 510, so
7395 the difference between them is also a pure number and can happily be
7396 fed to \c{TIMES}.
7398 NASM is a \e{modular} assembler: the various component parts are
7399 designed to be easily separable for re-use, so they don't exchange
7400 information unnecessarily. In consequence, the \c{bin} output
7401 format, even though it has been told by the \c{ORG} directive that
7402 the \c{.text} section should start at 0, does not pass that
7403 information back to the expression evaluator. So from the
7404 evaluator's point of view, \c{$} isn't a pure number: it's an offset
7405 from a section base. Therefore the difference between \c{$} and 510
7406 is also not a pure number, but involves a section base. Values
7407 involving section bases cannot be passed as arguments to \c{TIMES}.
7409 The solution, as in the previous section, is to code the \c{TIMES}
7410 line in the form
7412 \c         TIMES 510-($-$$) DB 0
7414 in which \c{$} and \c{$$} are offsets from the same section base,
7415 and so their difference is a pure number. This will solve the
7416 problem and generate sensible code.
7419 \H{bugs} \i{Bugs}\I{reporting bugs}
7421 We have never yet released a version of NASM with any \e{known}
7422 bugs. That doesn't usually stop there being plenty we didn't know
7423 about, though. Any that you find should be reported firstly via the
7424 \i\c{bugtracker} at
7425 \W{https://sourceforge.net/projects/nasm/}\c{https://sourceforge.net/projects/nasm/}
7426 (click on "Bugs"), or if that fails then through one of the
7427 contacts in \k{contact}.
7429 Please read \k{qstart} first, and don't report the bug if it's
7430 listed in there as a deliberate feature. (If you think the feature
7431 is badly thought out, feel free to send us reasons why you think it
7432 should be changed, but don't just send us mail saying `This is a
7433 bug' if the documentation says we did it on purpose.) Then read
7434 \k{problems}, and don't bother reporting the bug if it's listed
7435 there.
7437 If you do report a bug, \e{please} give us all of the following
7438 information:
7440 \b What operating system you're running NASM under. DOS, Linux,
7441 NetBSD, Win16, Win32, VMS (I'd be impressed), whatever.
7443 \b If you're running NASM under DOS or Win32, tell us whether you've
7444 compiled your own executable from the DOS source archive, or whether
7445 you were using the standard distribution binaries out of the
7446 archive. If you were using a locally built executable, try to
7447 reproduce the problem using one of the standard binaries, as this
7448 will make it easier for us to reproduce your problem prior to fixing
7451 \b Which version of NASM you're using, and exactly how you invoked
7452 it. Give us the precise command line, and the contents of the
7453 \c{NASMENV} environment variable if any.
7455 \b Which versions of any supplementary programs you're using, and
7456 how you invoked them. If the problem only becomes visible at link
7457 time, tell us what linker you're using, what version of it you've
7458 got, and the exact linker command line. If the problem involves
7459 linking against object files generated by a compiler, tell us what
7460 compiler, what version, and what command line or options you used.
7461 (If you're compiling in an IDE, please try to reproduce the problem
7462 with the command-line version of the compiler.)
7464 \b If at all possible, send us a NASM source file which exhibits the
7465 problem. If this causes copyright problems (e.g. you can only
7466 reproduce the bug in restricted-distribution code) then bear in mind
7467 the following two points: firstly, we guarantee that any source code
7468 sent to us for the purposes of debugging NASM will be used \e{only}
7469 for the purposes of debugging NASM, and that we will delete all our
7470 copies of it as soon as we have found and fixed the bug or bugs in
7471 question; and secondly, we would prefer \e{not} to be mailed large
7472 chunks of code anyway. The smaller the file, the better. A
7473 three-line sample file that does nothing useful \e{except}
7474 demonstrate the problem is much easier to work with than a
7475 fully fledged ten-thousand-line program. (Of course, some errors
7476 \e{do} only crop up in large files, so this may not be possible.)
7478 \b A description of what the problem actually \e{is}. `It doesn't
7479 work' is \e{not} a helpful description! Please describe exactly what
7480 is happening that shouldn't be, or what isn't happening that should.
7481 Examples might be: `NASM generates an error message saying Line 3
7482 for an error that's actually on Line 5'; `NASM generates an error
7483 message that I believe it shouldn't be generating at all'; `NASM
7484 fails to generate an error message that I believe it \e{should} be
7485 generating'; `the object file produced from this source code crashes
7486 my linker'; `the ninth byte of the output file is 66 and I think it
7487 should be 77 instead'.
7489 \b If you believe the output file from NASM to be faulty, send it to
7490 us. That allows us to determine whether our own copy of NASM
7491 generates the same file, or whether the problem is related to
7492 portability issues between our development platforms and yours. We
7493 can handle binary files mailed to us as MIME attachments, uuencoded,
7494 and even BinHex. Alternatively, we may be able to provide an FTP
7495 site you can upload the suspect files to; but mailing them is easier
7496 for us.
7498 \b Any other information or data files that might be helpful. If,
7499 for example, the problem involves NASM failing to generate an object
7500 file while TASM can generate an equivalent file without trouble,
7501 then send us \e{both} object files, so we can see what TASM is doing
7502 differently from us.
7505 \A{ndisasm} \i{Ndisasm}
7507                   The Netwide Disassembler, NDISASM
7509 \H{ndisintro} Introduction
7512 The Netwide Disassembler is a small companion program to the Netwide
7513 Assembler, NASM. It seemed a shame to have an x86 assembler,
7514 complete with a full instruction table, and not make as much use of
7515 it as possible, so here's a disassembler which shares the
7516 instruction table (and some other bits of code) with NASM.
7518 The Netwide Disassembler does nothing except to produce
7519 disassemblies of \e{binary} source files. NDISASM does not have any
7520 understanding of object file formats, like \c{objdump}, and it will
7521 not understand \c{DOS .EXE} files like \c{debug} will. It just
7522 disassembles.
7525 \H{ndisstart} Getting Started: Installation
7527 See \k{install} for installation instructions. NDISASM, like NASM,
7528 has a \c{man page} which you may want to put somewhere useful, if you
7529 are on a Unix system.
7532 \H{ndisrun} Running NDISASM
7534 To disassemble a file, you will typically use a command of the form
7536 \c        ndisasm -b {16|32|64} filename
7538 NDISASM can disassemble 16-, 32- or 64-bit code equally easily,
7539 provided of course that you remember to specify which it is to work
7540 with. If no \i\c{-b} switch is present, NDISASM works in 16-bit mode
7541 by default. The \i\c{-u} switch (for USE32) also invokes 32-bit mode.
7543 Two more command line options are \i\c{-r} which reports the version
7544 number of NDISASM you are running, and \i\c{-h} which gives a short
7545 summary of command line options.
7548 \S{ndiscom} COM Files: Specifying an Origin
7550 To disassemble a \c{DOS .COM} file correctly, a disassembler must assume
7551 that the first instruction in the file is loaded at address \c{0x100},
7552 rather than at zero. NDISASM, which assumes by default that any file
7553 you give it is loaded at zero, will therefore need to be informed of
7554 this.
7556 The \i\c{-o} option allows you to declare a different origin for the
7557 file you are disassembling. Its argument may be expressed in any of
7558 the NASM numeric formats: decimal by default, if it begins with `\c{$}'
7559 or `\c{0x}' or ends in `\c{H}' it's \c{hex}, if it ends in `\c{Q}' it's
7560 \c{octal}, and if it ends in `\c{B}' it's \c{binary}.
7562 Hence, to disassemble a \c{.COM} file:
7564 \c        ndisasm -o100h filename.com
7566 will do the trick.
7569 \S{ndissync} Code Following Data: Synchronisation
7571 Suppose you are disassembling a file which contains some data which
7572 isn't machine code, and \e{then} contains some machine code. NDISASM
7573 will faithfully plough through the data section, producing machine
7574 instructions wherever it can (although most of them will look
7575 bizarre, and some may have unusual prefixes, e.g. `\c{FS OR AX,0x240A}'),
7576 and generating `DB' instructions ever so often if it's totally stumped.
7577 Then it will reach the code section.
7579 Supposing NDISASM has just finished generating a strange machine
7580 instruction from part of the data section, and its file position is
7581 now one byte \e{before} the beginning of the code section. It's
7582 entirely possible that another spurious instruction will get
7583 generated, starting with the final byte of the data section, and
7584 then the correct first instruction in the code section will not be
7585 seen because the starting point skipped over it. This isn't really
7586 ideal.
7588 To avoid this, you can specify a `\i\c{synchronisation}' point, or indeed
7589 as many synchronisation points as you like (although NDISASM can
7590 only handle 8192 sync points internally). The definition of a sync
7591 point is this: NDISASM guarantees to hit sync points exactly during
7592 disassembly. If it is thinking about generating an instruction which
7593 would cause it to jump over a sync point, it will discard that
7594 instruction and output a `\c{db}' instead. So it \e{will} start
7595 disassembly exactly from the sync point, and so you \e{will} see all
7596 the instructions in your code section.
7598 Sync points are specified using the \i\c{-s} option: they are measured
7599 in terms of the program origin, not the file position. So if you
7600 want to synchronize after 32 bytes of a \c{.COM} file, you would have to
7603 \c        ndisasm -o100h -s120h file.com
7605 rather than
7607 \c        ndisasm -o100h -s20h file.com
7609 As stated above, you can specify multiple sync markers if you need
7610 to, just by repeating the \c{-s} option.
7613 \S{ndisisync} Mixed Code and Data: Automatic (Intelligent) Synchronisation
7614 \I\c{auto-sync}
7616 Suppose you are disassembling the boot sector of a \c{DOS} floppy (maybe
7617 it has a virus, and you need to understand the virus so that you
7618 know what kinds of damage it might have done you). Typically, this
7619 will contain a \c{JMP} instruction, then some data, then the rest of the
7620 code. So there is a very good chance of NDISASM being \e{misaligned}
7621 when the data ends and the code begins. Hence a sync point is
7622 needed.
7624 On the other hand, why should you have to specify the sync point
7625 manually? What you'd do in order to find where the sync point would
7626 be, surely, would be to read the \c{JMP} instruction, and then to use
7627 its target address as a sync point. So can NDISASM do that for you?
7629 The answer, of course, is yes: using either of the synonymous
7630 switches \i\c{-a} (for automatic sync) or \i\c{-i} (for intelligent
7631 sync) will enable \c{auto-sync} mode. Auto-sync mode automatically
7632 generates a sync point for any forward-referring PC-relative jump or
7633 call instruction that NDISASM encounters. (Since NDISASM is one-pass,
7634 if it encounters a PC-relative jump whose target has already been
7635 processed, there isn't much it can do about it...)
7637 Only PC-relative jumps are processed, since an absolute jump is
7638 either through a register (in which case NDISASM doesn't know what
7639 the register contains) or involves a segment address (in which case
7640 the target code isn't in the same segment that NDISASM is working
7641 in, and so the sync point can't be placed anywhere useful).
7643 For some kinds of file, this mechanism will automatically put sync
7644 points in all the right places, and save you from having to place
7645 any sync points manually. However, it should be stressed that
7646 auto-sync mode is \e{not} guaranteed to catch all the sync points, and
7647 you may still have to place some manually.
7649 Auto-sync mode doesn't prevent you from declaring manual sync
7650 points: it just adds automatically generated ones to the ones you
7651 provide. It's perfectly feasible to specify \c{-i} \e{and} some \c{-s}
7652 options.
7654 Another caveat with auto-sync mode is that if, by some unpleasant
7655 fluke, something in your data section should disassemble to a
7656 PC-relative call or jump instruction, NDISASM may obediently place a
7657 sync point in a totally random place, for example in the middle of
7658 one of the instructions in your code section. So you may end up with
7659 a wrong disassembly even if you use auto-sync. Again, there isn't
7660 much I can do about this. If you have problems, you'll have to use
7661 manual sync points, or use the \c{-k} option (documented below) to
7662 suppress disassembly of the data area.
7665 \S{ndisother} Other Options
7667 The \i\c{-e} option skips a header on the file, by ignoring the first N
7668 bytes. This means that the header is \e{not} counted towards the
7669 disassembly offset: if you give \c{-e10 -o10}, disassembly will start
7670 at byte 10 in the file, and this will be given offset 10, not 20.
7672 The \i\c{-k} option is provided with two comma-separated numeric
7673 arguments, the first of which is an assembly offset and the second
7674 is a number of bytes to skip. This \e{will} count the skipped bytes
7675 towards the assembly offset: its use is to suppress disassembly of a
7676 data section which wouldn't contain anything you wanted to see
7677 anyway.
7680 \H{ndisbugs} Bugs and Improvements
7682 There are no known bugs. However, any you find, with patches if
7683 possible, should be sent to
7684 \W{mailto:nasm-bugs@lists.sourceforge.net}\c{nasm-bugs@lists.sourceforge.net}, or to the
7685 developer's site at
7686 \W{https://sourceforge.net/projects/nasm/}\c{https://sourceforge.net/projects/nasm/}
7687 and we'll try to fix them. Feel free to send contributions and
7688 new features as well.
7690 \A{inslist} \i{Instruction List}
7692 \H{inslistintro} Introduction
7694 The following sections show the instructions which NASM currently supports. For each
7695 instruction, there is a separate entry for each supported addressing mode. The third
7696 column shows the processor type in which the instruction was introduced and,
7697  when appropriate, one or more usage flags.
7699 \& inslist.src
7701 \A{changelog} \i{NASM Version History}
7703 \& changes.src