Documented the %! (get environment) preprocessor directive.
[platform/upstream/nasm.git] / doc / nasmdoc.src
1 \# $Id$
2 \#
3 \# Source code to NASM documentation
4 \#
5 \M{category}{Programming}
6 \M{title}{NASM - The Netwide Assembler}
7 \M{year}{2002}
8 \M{author}{The NASM Development Team}
9 \M{license}{All rights reserved. This document is redistributable under the licence given in the file "COPYING" distributed in the NASM archive.}
10 \M{summary}{This file documents NASM, the Netwide Assembler: an assembler targetting the Intel x86 series of processors, with portable source.}
11 \M{infoname}{NASM}
12 \M{infofile}{nasm}
13 \M{infotitle}{The Netwide Assembler for x86}
14 \M{epslogo}{nasmlogo.eps}
15 \IR{-D} \c{-D} option
16 \IR{-E} \c{-E} option
17 \IR{-F} \c{-F} option
18 \IR{-I} \c{-I} option
19 \IR{-M} \c{-M} option
20 \IR{-On} \c{-On} option
21 \IR{-P} \c{-P} option
22 \IR{-U} \c{-U} option
23 \IR{-a} \c{-a} option
24 \IR{-d} \c{-d} option
25 \IR{-e} \c{-e} option
26 \IR{-f} \c{-f} option
27 \IR{-g} \c{-g} option
28 \IR{-i} \c{-i} option
29 \IR{-l} \c{-l} option
30 \IR{-o} \c{-o} option
31 \IR{-p} \c{-p} option
32 \IR{-s} \c{-s} option
33 \IR{-u} \c{-u} option
34 \IR{-v} \c{-v} option
35 \IR{-w} \c{-w} option
36 \IR{!=} \c{!=} operator
37 \IR{$, here} \c{$}, Here token
38 \IR{$, prefix} \c{$}, prefix
39 \IR{$$} \c{$$} token
40 \IR{%} \c{%} operator
41 \IR{%%} \c{%%} operator
42 \IR{%+1} \c{%+1} and \c{%-1} syntax
43 \IA{%-1}{%+1}
44 \IR{%0} \c{%0} parameter count
45 \IR{&} \c{&} operator
46 \IR{&&} \c{&&} operator
47 \IR{*} \c{*} operator
48 \IR{..@} \c{..@} symbol prefix
49 \IR{/} \c{/} operator
50 \IR{//} \c{//} operator
51 \IR{<} \c{<} operator
52 \IR{<<} \c{<<} operator
53 \IR{<=} \c{<=} operator
54 \IR{<>} \c{<>} operator
55 \IR{=} \c{=} operator
56 \IR{==} \c{==} operator
57 \IR{>} \c{>} operator
58 \IR{>=} \c{>=} operator
59 \IR{>>} \c{>>} operator
60 \IR{?} \c{?} MASM syntax
61 \IR{^} \c{^} operator
62 \IR{^^} \c{^^} operator
63 \IR{|} \c{|} operator
64 \IR{||} \c{||} operator
65 \IR{~} \c{~} operator
66 \IR{%$} \c{%$} and \c{%$$} prefixes
67 \IA{%$$}{%$}
68 \IR{+ opaddition} \c{+} operator, binary
69 \IR{+ opunary} \c{+} operator, unary
70 \IR{+ modifier} \c{+} modifier
71 \IR{- opsubtraction} \c{-} operator, binary
72 \IR{- opunary} \c{-} operator, unary
73 \IR{alignment, in bin sections} alignment, in \c{bin} sections
74 \IR{alignment, in elf sections} alignment, in \c{elf} sections
75 \IR{alignment, in win32 sections} alignment, in \c{win32} sections
76 \IR{alignment, of elf common variables} alignment, of \c{elf} common
77 variables
78 \IR{alignment, in obj sections} alignment, in \c{obj} sections
79 \IR{a.out, bsd version} \c{a.out}, BSD version
80 \IR{a.out, linux version} \c{a.out}, Linux version
81 \IR{autoconf} Autoconf
82 \IR{bin} bin
83 \IR{bitwise and} bitwise AND
84 \IR{bitwise or} bitwise OR
85 \IR{bitwise xor} bitwise XOR
86 \IR{block ifs} block IFs
87 \IR{borland pascal} Borland, Pascal
88 \IR{borland's win32 compilers} Borland, Win32 compilers
89 \IR{braces, after % sign} braces, after \c{%} sign
90 \IR{bsd} BSD
91 \IR{c calling convention} C calling convention
92 \IR{c symbol names} C symbol names
93 \IA{critical expressions}{critical expression}
94 \IA{command line}{command-line}
95 \IA{case sensitivity}{case sensitive}
96 \IA{case-sensitive}{case sensitive}
97 \IA{case-insensitive}{case sensitive}
98 \IA{character constants}{character constant}
99 \IR{common object file format} Common Object File Format
100 \IR{common variables, alignment in elf} common variables, alignment
101 in \c{elf}
102 \IR{common, elf extensions to} \c{COMMON}, \c{elf} extensions to
103 \IR{common, obj extensions to} \c{COMMON}, \c{obj} extensions to
104 \IR{declaring structure} declaring structures
105 \IR{default-wrt mechanism} default-\c{WRT} mechanism
106 \IR{devpac} DevPac
107 \IR{djgpp} DJGPP
108 \IR{dll symbols, exporting} DLL symbols, exporting
109 \IR{dll symbols, importing} DLL symbols, importing
110 \IR{dos} DOS
111 \IR{dos archive} DOS archive
112 \IR{dos source archive} DOS source archive
113 \IA{effective address}{effective addresses}
114 \IA{effective-address}{effective addresses}
115 \IR{elf} ELF
116 \IR{elf, 16-bit code and} ELF, 16-bit code and
117 \IR{elf shared libraries} ELF, shared libraries
118 \IR{executable and linkable format} Executable and Linkable Format
119 \IR{extern, obj extensions to} \c{EXTERN}, \c{obj} extensions to
120 \IR{freebsd} FreeBSD
121 \IR{freelink} FreeLink
122 \IR{functions, c calling convention} functions, C calling convention
123 \IR{functions, pascal calling convention} functions, Pascal calling
124 convention
125 \IR{global, aoutb extensions to} \c{GLOBAL}, \c{aoutb} extensions to
126 \IR{global, elf extensions to} \c{GLOBAL}, \c{elf} extensions to
127 \IR{global, rdf extensions to} \c{GLOBAL}, \c{rdf} extensions to
128 \IR{got} GOT
129 \IR{got relocations} \c{GOT} relocations
130 \IR{gotoff relocation} \c{GOTOFF} relocations
131 \IR{gotpc relocation} \c{GOTPC} relocations
132 \IR{intel number formats} Intel number formats
133 \IR{linux, elf} Linux, ELF
134 \IR{linux, a.out} Linux, \c{a.out}
135 \IR{linux, as86} Linux, \c{as86}
136 \IR{logical and} logical AND
137 \IR{logical or} logical OR
138 \IR{logical xor} logical XOR
139 \IR{masm} MASM
140 \IA{memory reference}{memory references}
141 \IR{minix} Minix
142 \IA{misc directory}{misc subdirectory}
143 \IR{misc subdirectory} \c{misc} subdirectory
144 \IR{microsoft omf} Microsoft OMF
145 \IR{mmx registers} MMX registers
146 \IA{modr/m}{modr/m byte}
147 \IR{modr/m byte} ModR/M byte
148 \IR{ms-dos} MS-DOS
149 \IR{ms-dos device drivers} MS-DOS device drivers
150 \IR{multipush} \c{multipush} macro
151 \IR{nasm version} NASM version
152 \IR{netbsd} NetBSD
153 \IR{omf} OMF
154 \IR{openbsd} OpenBSD
155 \IR{operating system} operating system
156 \IR{os/2} OS/2
157 \IR{pascal calling convention}Pascal calling convention
158 \IR{passes} passes, assembly
159 \IR{perl} Perl
160 \IR{pic} PIC
161 \IR{pharlap} PharLap
162 \IR{plt} PLT
163 \IR{plt} \c{PLT} relocations
164 \IA{pre-defining macros}{pre-define}
165 \IA{preprocessor expressions}{preprocessor, expressions}
166 \IA{preprocessor loops}{preprocessor, loops}
167 \IA{preprocessor variables}{preprocessor, variables}
168 \IA{rdoff subdirectory}{rdoff}
169 \IR{rdoff} \c{rdoff} subdirectory
170 \IR{relocatable dynamic object file format} Relocatable Dynamic
171 Object File Format
172 \IR{relocations, pic-specific} relocations, PIC-specific
173 \IA{repeating}{repeating code}
174 \IR{section alignment, in elf} section alignment, in \c{elf}
175 \IR{section alignment, in bin} section alignment, in \c{bin}
176 \IR{section alignment, in obj} section alignment, in \c{obj}
177 \IR{section alignment, in win32} section alignment, in \c{win32}
178 \IR{section, elf extensions to} \c{SECTION}, \c{elf} extensions to
179 \IR{section, win32 extensions to} \c{SECTION}, \c{win32} extensions to
180 \IR{segment alignment, in bin} segment alignment, in \c{bin}
181 \IR{segment alignment, in obj} segment alignment, in \c{obj}
182 \IR{segment, obj extensions to} \c{SEGMENT}, \c{elf} extensions to
183 \IR{segment names, borland pascal} segment names, Borland Pascal
184 \IR{shift command} \c{shift} command
185 \IA{sib}{sib byte}
186 \IR{sib byte} SIB byte
187 \IR{solaris x86} Solaris x86
188 \IA{standard section names}{standardised section names}
189 \IR{symbols, exporting from dlls} symbols, exporting from DLLs
190 \IR{symbols, importing from dlls} symbols, importing from DLLs
191 \IR{test subdirectory} \c{test} subdirectory
192 \IR{tlink} \c{TLINK}
193 \IR{underscore, in c symbols} underscore, in C symbols
194 \IR{unix} Unix
195 \IA{sco unix}{unix, sco}
196 \IR{unix, sco} Unix, SCO
197 \IA{unix source archive}{unix, source archive}
198 \IR{unix, source archive} Unix, source archive
199 \IA{unix system v}{unix, system v}
200 \IR{unix, system v} Unix, System V
201 \IR{unixware} UnixWare
202 \IR{val} VAL
203 \IR{version number of nasm} version number of NASM
204 \IR{visual c++} Visual C++
205 \IR{www page} WWW page
206 \IR{win32} Win32
207 \IR{windows} Windows
208 \IR{windows 95} Windows 95
209 \IR{windows nt} Windows NT
210 \# \IC{program entry point}{entry point, program}
211 \# \IC{program entry point}{start point, program}
212 \# \IC{MS-DOS device drivers}{device drivers, MS-DOS}
213 \# \IC{16-bit mode, versus 32-bit mode}{32-bit mode, versus 16-bit mode}
214 \# \IC{c symbol names}{symbol names, in C}
215
216
217 \C{intro} Introduction
218
219 \H{whatsnasm} What Is NASM?
220
221 The Netwide Assembler, NASM, is an 80x86 assembler designed for
222 portability and modularity. It supports a range of object file
223 formats, including Linux and \c{NetBSD/FreeBSD} \c{a.out}, \c{ELF}, 
224 \c{COFF}, Microsoft 16-bit \c{OBJ} and \c{Win32}. It will also output
225 plain binary files. Its syntax is designed to be simple and easy to
226 understand, similar to Intel's but less complex. It supports \c{Pentium},
227 \c{P6}, \c{MMX}, \c{3DNow!}, \c{SSE} and \c{SSE2} opcodes, and has
228 macro capability.
229
230
231 \S{yaasm} Why Yet Another Assembler?
232
233 The Netwide Assembler grew out of an idea on \i\c{comp.lang.asm.x86}
234 (or possibly \i\c{alt.lang.asm} - I forget which), which was
235 essentially that there didn't seem to be a good \e{free} x86-series
236 assembler around, and that maybe someone ought to write one.
237
238 \b \i\c{a86} is good, but not free, and in particular you don't get any
239 32-bit capability until you pay. It's DOS only, too.
240
241 \b \i\c{gas} is free, and ports over DOS and Unix, but it's not
242 very good, since it's designed to be a back end to \i\c{gcc}, which
243 always feeds it correct code. So its error checking is minimal. Also,
244 its syntax is horrible, from the point of view of anyone trying to
245 actually \e{write} anything in it. Plus you can't write 16-bit code in
246 it (properly).
247
248 \b \i\c{as86} is Minix- and Linux-specific, and (my version at least)
249 doesn't seem to have much (or any) documentation.
250
251 \b \i\c{MASM} isn't very good, and it's expensive, and it runs only under
252 DOS.
253
254 \b \i\c{TASM} is better, but still strives for MASM compatibility,
255 which means millions of directives and tons of red tape. And its syntax
256 is essentially MASM's, with the contradictions and quirks that
257 entails (although it sorts out some of those by means of Ideal mode).
258 It's expensive too. And it's DOS-only.
259
260 So here, for your coding pleasure, is NASM. At present it's
261 still in prototype stage - we don't promise that it can outperform
262 any of these assemblers. But please, \e{please} send us bug reports,
263 fixes, helpful information, and anything else you can get your hands
264 on (and thanks to the many people who've done this already! You all
265 know who you are), and we'll improve it out of all recognition.
266 Again.
267
268
269 \S{legal} Licence Conditions
270
271 Please see the file \c{Licence}, supplied as part of any NASM
272 distribution archive, for the \i{licence} conditions under which you
273 may use NASM.
274
275
276 \H{contact} Contact Information
277
278 The current version of NASM (since about 0.98.08) are maintained by a
279 team of developers, accessible through the \c{nasm-devel} mailing list
280 (see below for the link).
281 If you want to report a bug, please read \k{bugs} first.
282
283 NASM has a \i{WWW page} at
284 \W{http://www.web-sites.co.uk/nasm}\c{http://www.web-sites.co.uk/nasm},
285 and another, with additional information, at
286 \W{http://nasm.2y.net/}\c{http://nasm.2y.net/}
287
288 The original authors are \i{e\-mail}able as
289 \W{mailto:jules@dsf.org.uk}\c{jules@dsf.org.uk} and
290 \W{mailto:anakin@pobox.com}\c{anakin@pobox.com}.
291 The latter is no longer involved in the development team.
292
293 \i{New releases} of NASM are uploaded to the official sites
294 \W{http://www.web-sites.co.uk/nasm}\c{http://www.web-sites.co.uk/nasm}
295 and to
296 \W{ftp://ftp.kernel.org/pub/software/devel/nasm/}\i\c{ftp.kernel.org}
297 and
298 \W{ftp://ibiblio.org/pub/Linux/devel/lang/assemblers/}\i\c{ibiblio.org}.
299
300 Announcements are posted to
301 \W{news:comp.lang.asm.x86}\i\c{comp.lang.asm.x86},
302 \W{news:alt.lang.asm}\i\c{alt.lang.asm} and
303 \W{news:comp.os.linux.announce}\i\c{comp.os.linux.announce}
304
305 If you want information about NASM beta releases, and the current
306 development status, please subscribe to the \i\c{nasm-devel} email list
307 by registering at
308 \W{http://groups.yahoo.com/group/nasm-devel}\c{http://groups.yahoo.com/group/nasm-devel},
309 \W{http://www.pairlist.net/mailman/listinfo/nasm-devel}\c{http://www.pairlist.net/mailman/listinfo/nasm-devel}
310 and
311 \W{http://sourceforge.net/projects/nasm}\c{http://sourceforge.net/projects/nasm}.
312
313 The preferred list is the list at Sourceforge, which is also the home to
314 the latest nasm source code and releases. The other lists are open, but
315 may not continue to be supported in the long term.
316
317
318 \H{install} Installation
319
320 \S{instdos} \i{Installing} NASM under MS-\i{DOS} or Windows
321
322 Once you've obtained the \i{DOS archive} for NASM, \i\c{nasmXXX.zip}
323 (where \c{XXX} denotes the version number of NASM contained in the
324 archive), unpack it into its own directory (for example \c{c:\\nasm}).
325
326 The archive will contain four executable files: the NASM executable
327 files \i\c{nasm.exe} and \i\c{nasmw.exe}, and the NDISASM executable
328 files \i\c{ndisasm.exe} and \i\c{ndisasmw.exe}. In each case, the
329 file whose name ends in \c{w} is a \I{Win32}\c{Win32} executable,
330 designed to run under \I{Windows 95}\c{Windows 95} or \I{Windows NT}
331 \c{Windows NT} Intel, and the other one is a 16-bit \I{DOS}\c{DOS}
332 executable.
333
334 The only file NASM needs to run is its own executable, so copy
335 (at least) one of \c{nasm.exe} and \c{nasmw.exe} to a directory on
336 your PATH, or alternatively edit \i\c{autoexec.bat} to add the
337 \c{nasm} directory to your \i\c{PATH}. (If you're only installing the
338 \c{Win32} version, you may wish to rename it to \c{nasm.exe}.)
339
340 That's it - NASM is installed. You don't need the nasm directory
341 to be present to run NASM (unless you've added it to your \c{PATH}),
342 so you can delete it if you need to save space; however, you may
343 want to keep the documentation or test programs.
344
345 If you've downloaded the \i{DOS source archive}, \i\c{nasmXXXs.zip},
346 the \c{nasm} directory will also contain the full NASM \i{source
347 code}, and a selection of \i{Makefiles} you can (hopefully) use to
348 rebuild your copy of NASM from scratch.
349
350 Note that the source files \c{insnsa.c}, \c{insnsd.c}, \c{insnsi.h}
351 and \c{insnsn.c} are automatically generated from the master
352 instruction table \c{insns.dat} by a Perl script; the file
353 \c{macros.c} is generated from \c{standard.mac} by another Perl
354 script. Although the NASM 0.98 distribution includes these generated
355 files, you will need to rebuild them (and hence, will need a Perl
356 interpreter) if you change insns.dat, standard.mac or the
357 documentation. It is possible future source distributions may not
358 include these files at all. Ports of \i{Perl} for a variety of
359 platforms, including DOS and Windows, are available from
360 \W{http://www.cpan.org/ports/}\i{www.cpan.org}.
361
362
363 \S{instdos} Installing NASM under \i{Unix}
364
365 Once you've obtained the \i{Unix source archive} for NASM,
366 \i\c{nasm-X.XX.tar.gz} (where \c{X.XX} denotes the version number of
367 NASM contained in the archive), unpack it into a directory such
368 as \c{/usr/local/src}. The archive, when unpacked, will create its
369 own subdirectory \c{nasm-X.XX}.
370
371 NASM is an \I{Autoconf}\I\c{configure}auto-configuring package: once
372 you've unpacked it, \c{cd} to the directory it's been unpacked into
373 and type \c{./configure}. This shell script will find the best C
374 compiler to use for building NASM and set up \i{Makefiles}
375 accordingly.
376
377 Once NASM has auto-configured, you can type \i\c{make} to build the
378 \c{nasm} and \c{ndisasm} binaries, and then \c{make install} to
379 install them in \c{/usr/local/bin} and install the \i{man pages}
380 \i\c{nasm.1} and \i\c{ndisasm.1} in \c{/usr/local/man/man1}.
381 Alternatively, you can give options such as \c{--prefix} to the
382 configure script (see the file \i\c{INSTALL} for more details), or
383 install the programs yourself.
384
385 NASM also comes with a set of utilities for handling the \c{RDOFF}
386 custom object-file format, which are in the \i\c{rdoff} subdirectory
387 of the NASM archive. You can build these with \c{make rdf} and
388 install them with \c{make rdf_install}, if you want them.
389
390 If NASM fails to auto-configure, you may still be able to make it
391 compile by using the fall-back Unix makefile \i\c{Makefile.unx}.
392 Copy or rename that file to \c{Makefile} and try typing \c{make}.
393 There is also a Makefile.unx file in the \c{rdoff} subdirectory.
394
395
396 \C{running} Running NASM
397
398 \H{syntax} NASM \i{Command-Line} Syntax
399
400 To assemble a file, you issue a command of the form
401
402 \c nasm -f <format> <filename> [-o <output>]
403
404 For example,
405
406 \c nasm -f elf myfile.asm
407
408 will assemble \c{myfile.asm} into an \c{ELF} object file \c{myfile.o}. And
409
410 \c nasm -f bin myfile.asm -o myfile.com
411
412 will assemble \c{myfile.asm} into a raw binary file \c{myfile.com}.
413
414 To produce a listing file, with the hex codes output from NASM
415 displayed on the left of the original sources, use the \c{-l} option
416 to give a listing file name, for example:
417
418 \c nasm -f coff myfile.asm -l myfile.lst
419
420 To get further usage instructions from NASM, try typing
421
422 \c nasm -h
423
424 This will also list the available output file formats, and what they
425 are.
426
427 If you use Linux but aren't sure whether your system is \c{a.out}
428 or \c{ELF}, type
429
430 \c file nasm
431
432 (in the directory in which you put the NASM binary when you
433 installed it). If it says something like
434
435 \c nasm: ELF 32-bit LSB executable i386 (386 and up) Version 1
436
437 then your system is \c{ELF}, and you should use the option \c{-f elf}
438 when you want NASM to produce Linux object files. If it says
439
440 \c nasm: Linux/i386 demand-paged executable (QMAGIC)
441
442 or something similar, your system is \c{a.out}, and you should use
443 \c{-f aout} instead (Linux \c{a.out} systems have long been obsolete,
444 and are rare these days.)
445
446 Like Unix compilers and assemblers, NASM is silent unless it
447 goes wrong: you won't see any output at all, unless it gives error
448 messages.
449
450
451 \S{opt-o} The \i\c{-o} Option: Specifying the Output File Name
452
453 NASM will normally choose the name of your output file for you;
454 precisely how it does this is dependent on the object file format.
455 For Microsoft object file formats (\i\c{obj} and \i\c{win32}), it
456 will remove the \c{.asm} \i{extension} (or whatever extension you
457 like to use - NASM doesn't care) from your source file name and
458 substitute \c{.obj}. For Unix object file formats (\i\c{aout},
459 \i\c{coff}, \i\c{elf} and \i\c{as86}) it will substitute \c{.o}. For
460 \i\c{rdf}, it will use \c{.rdf}, and for the \i\c{bin} format it
461 will simply remove the extension, so that \c{myfile.asm} produces
462 the output file \c{myfile}.
463
464 If the output file already exists, NASM will overwrite it, unless it
465 has the same name as the input file, in which case it will give a
466 warning and use \i\c{nasm.out} as the output file name instead.
467
468 For situations in which this behaviour is unacceptable, NASM
469 provides the \c{-o} command-line option, which allows you to specify
470 your desired output file name. You invoke \c{-o} by following it
471 with the name you wish for the output file, either with or without
472 an intervening space. For example:
473
474 \c nasm -f bin program.asm -o program.com
475 \c nasm -f bin driver.asm -odriver.sys
476
477 Note that this is a small o, and is different from a capital O , which
478 is used to specify the number of optimisation passes required. See \k{opt-On}.
479
480
481 \S{opt-f} The \i\c{-f} Option: Specifying the \i{Output File Format}
482
483 If you do not supply the \c{-f} option to NASM, it will choose an
484 output file format for you itself. In the distribution versions of
485 NASM, the default is always \i\c{bin}; if you've compiled your own
486 copy of NASM, you can redefine \i\c{OF_DEFAULT} at compile time and
487 choose what you want the default to be.
488
489 Like \c{-o}, the intervening space between \c{-f} and the output
490 file format is optional; so \c{-f elf} and \c{-felf} are both valid.
491
492 A complete list of the available output file formats can be given by
493 issuing the command \i\c{nasm -hf}.
494
495
496 \S{opt-l} The \i\c{-l} Option: Generating a \i{Listing File}
497
498 If you supply the \c{-l} option to NASM, followed (with the usual
499 optional space) by a file name, NASM will generate a
500 \i{source-listing file} for you, in which addresses and generated
501 code are listed on the left, and the actual source code, with
502 expansions of multi-line macros (except those which specifically
503 request no expansion in source listings: see \k{nolist}) on the
504 right. For example:
505
506 \c nasm -f elf myfile.asm -l myfile.lst
507
508
509 \S{opt-M} The \i\c{-M} Option: Generate \i{Makefile Dependencies}.
510
511 This option can be used to generate makefile dependencies on stdout.
512 This can be redirected to a file for further processing. For example:
513
514 \c NASM -M myfile.asm > myfile.dep
515
516
517 \S{opt-F} The \i\c{-F} Option: Selecting a \i{Debugging Format}
518
519 This option can be used to select a debugging format for the output file.
520 The syntax is the same as for the -f option, except that it produces
521 output in a debugging format.
522
523 A complete list of the available debug file formats for an output format
524 can be seen by issuing the command \i\c{nasm -f <format> -y}.
525
526 This option is not built into NASM by default. For information on how
527 to enable it when building from the sources, see \k{dbgfmt}
528
529
530 \S{opt-g} The \i\c{-g} Option: Enabling \i{Debug Information}.
531
532 This option can be used to generate debugging information in the specified
533 format.
534
535 See \k{opt-F} for more information.
536
537
538 \S{opt-E} The \i\c{-E} Option: Send Errors to a File
539
540 Under \I{DOS}\c{MS-DOS} it can be difficult (though there are ways) to
541 redirect the standard-error output of a program to a file. Since
542 NASM usually produces its warning and \i{error messages} on
543 \i\c{stderr}, this can make it hard to capture the errors if (for
544 example) you want to load them into an editor.
545
546 NASM therefore provides the \c{-E} option, taking a filename argument
547 which causes errors to be sent to the specified files rather than
548 standard error. Therefore you can \I{redirecting errors}redirect
549 the errors into a file by typing
550
551 \c nasm -E myfile.err -f obj myfile.asm
552
553
554 \S{opt-s} The \i\c{-s} Option: Send Errors to \i\c{stdout}
555
556 The \c{-s} option redirects \i{error messages} to \c{stdout} rather
557 than \c{stderr}, so it can be redirected under \I{DOS}\c{MS-DOS}. To
558 assemble the file \c{myfile.asm} and pipe its output to the \c{more}
559 program, you can type:
560
561 \c nasm -s -f obj myfile.asm | more
562
563 See also the \c{-E} option, \k{opt-E}.
564
565
566 \S{opt-i} The \i\c{-i}\I\c{-I} Option: Include File Search Directories
567
568 When NASM sees the \i\c{%include} directive in a source file (see
569 \k{include}), it will search for the given file not only in the
570 current directory, but also in any directories specified on the
571 command line by the use of the \c{-i} option. Therefore you can
572 include files from a \i{macro library}, for example, by typing
573
574 \c nasm -ic:\macrolib\ -f obj myfile.asm
575
576 (As usual, a space between \c{-i} and the path name is allowed, and
577 optional).
578
579 NASM, in the interests of complete source-code portability, does not
580 understand the file naming conventions of the OS it is running on;
581 the string you provide as an argument to the \c{-i} option will be
582 prepended exactly as written to the name of the include file.
583 Therefore the trailing backslash in the above example is necessary.
584 Under Unix, a trailing forward slash is similarly necessary.
585
586 (You can use this to your advantage, if you're really \i{perverse},
587 by noting that the option \c{-ifoo} will cause \c{%include "bar.i"}
588 to search for the file \c{foobar.i}...)
589
590 If you want to define a \e{standard} \i{include search path},
591 similar to \c{/usr/include} on Unix systems, you should place one or
592 more \c{-i} directives in the \c{NASMENV} environment variable (see
593 \k{nasmenv}).
594
595 For Makefile compatibility with many C compilers, this option can also
596 be specified as \c{-I}.
597
598
599 \S{opt-p} The \i\c{-p}\I\c{-P} Option: \I{pre-including files}Pre-Include a File
600
601 \I\c{%include}NASM allows you to specify files to be
602 \e{pre-included} into your source file, by the use of the \c{-p}
603 option. So running
604
605 \c nasm myfile.asm -p myinc.inc
606
607 is equivalent to running \c{nasm myfile.asm} and placing the
608 directive \c{%include "myinc.inc"} at the start of the file.
609
610 For consistency with the \c{-I}, \c{-D} and \c{-U} options, this
611 option can also be specified as \c{-P}.
612
613
614 \S{opt-d} The \i\c{-d}\I\c{-D} Option: \I{pre-defining macros}Pre-Define a Macro
615
616 \I\c{%define}Just as the \c{-p} option gives an alternative to placing
617 \c{%include} directives at the start of a source file, the \c{-d}
618 option gives an alternative to placing a \c{%define} directive. You
619 could code
620
621 \c nasm myfile.asm -dFOO=100
622
623 as an alternative to placing the directive
624
625 \c %define FOO 100
626
627 at the start of the file. You can miss off the macro value, as well:
628 the option \c{-dFOO} is equivalent to coding \c{%define FOO}. This
629 form of the directive may be useful for selecting \i{assembly-time
630 options} which are then tested using \c{%ifdef}, for example
631 \c{-dDEBUG}.
632
633 For Makefile compatibility with many C compilers, this option can also
634 be specified as \c{-D}.
635
636
637 \S{opt-u} The \i\c{-u}\I\c{-U} Option: \I{Undefining macros}Undefine a Macro
638
639 \I\c{%undef}The \c{-u} option undefines a macro that would otherwise
640 have been pre-defined, either automatically or by a \c{-p} or \c{-d}
641 option specified earlier on the command lines.
642
643 For example, the following command line:
644
645 \c nasm myfile.asm -dFOO=100 -uFOO
646
647 would result in \c{FOO} \e{not} being a predefined macro in the
648 program. This is useful to override options specified at a different
649 point in a Makefile.
650
651 For Makefile compatibility with many C compilers, this option can also
652 be specified as \c{-U}.
653
654
655 \S{opt-e} The \i\c{-e} Option: Preprocess Only
656
657 NASM allows the \i{preprocessor} to be run on its own, up to a
658 point. Using the \c{-e} option (which requires no arguments) will
659 cause NASM to preprocess its input file, expand all the macro
660 references, remove all the comments and preprocessor directives, and
661 print the resulting file on standard output (or save it to a file,
662 if the \c{-o} option is also used).
663
664 This option cannot be applied to programs which require the
665 preprocessor to evaluate \I{preprocessor expressions}\i{expressions}
666 which depend on the values of symbols: so code such as
667
668 \c %assign tablesize ($-tablestart)
669
670 will cause an error in \i{preprocess-only mode}.
671
672
673 \S{opt-a} The \i\c{-a} Option: Don't Preprocess At All
674
675 If NASM is being used as the back end to a compiler, it might be
676 desirable to \I{suppressing preprocessing}suppress preprocessing
677 completely and assume the compiler has already done it, to save time
678 and increase compilation speeds. The \c{-a} option, requiring no
679 argument, instructs NASM to replace its powerful \i{preprocessor}
680 with a \i{stub preprocessor} which does nothing.
681
682
683 \S{opt-On} The \i\c{-On} Option: Specifying \i{Multipass Optimization}.
684
685 NASM defaults to being a two pass assembler. This means that if you
686 have a complex source file which needs more than 2 passes to assemble
687 correctly, you have to tell it.
688
689 Using the \c{-O} option, you can tell NASM to carry out multiple passes.
690 The syntax is:
691
692 \b \c{-O0} strict two-pass assembly, JMP and Jcc are handled more
693         like v0.98, except that backward JMPs are short, if possible.
694         Immediate operands take their long forms if a short form is
695         not specified.
696
697 \b \c{-O1} strict two-pass assembly, but forward branches are assembled
698         with code guaranteed to reach; may produce larger code than
699         -O0, but will produce successful assembly more often if
700         branch offset sizes are not specified.
701         Additionally, immediate operands which will fit in a signed byte
702         are optimised, unless the long form is specified.
703
704 \b \c{-On} multi-pass optimization, minimize branch offsets; also will
705         minimize signed immediate bytes, overriding size specification
706         when the \c{strict} keyword hasn't been used (see \k{strict}).
707         If 2 <= n <= 3, then there are 5 * n passes, otherwise there
708         are n passes.
709
710
711 Note that this is a capital O, and is different from a small o, which
712 is used to specify the output format. See \k{opt-o}.
713
714
715 \S{opt-t} The \i\c{-t} option: Enable TASM Compatibility Mode
716
717 NASM includes a limited form of compatibility with Borland's \i\c{TASM}.
718 When NASM's \c{-t} option is used, the following changes are made:
719
720 \b local labels may be prefixed with \c{@@} instead of \c{.}
721
722 \b TASM-style response files beginning with \c{@} may be specified on
723 the command line. This is different from the \c{-@resp} style that NASM
724 natively supports.
725
726 \b size override is supported within brackets. In TASM compatible mode,
727 a size override inside square brackets changes the size of the operand,
728 and not the address type of the operand as it does in NASM syntax. E.g.
729 \c{mov eax,[DWORD val]} is valid syntax in TASM compatibility mode.
730 Note that you lose the ability to override the default address type for
731 the instruction.
732
733 \b \c{%arg} preprocessor directive is supported which is similar to
734 TASM's \c{ARG} directive.
735
736 \b \c{%local} preprocessor directive
737
738 \b \c{%stacksize} preprocessor directive
739
740 \b unprefixed forms of some directives supported (\c{arg}, \c{elif},
741 \c{else}, \c{endif}, \c{if}, \c{ifdef}, \c{ifdifi}, \c{ifndef},
742 \c{include}, \c{local})
743
744 \b more...
745
746 For more information on the directives, see the section on TASM
747 Compatiblity preprocessor directives in \k{tasmcompat}.
748
749
750 \S{opt-w} The \i\c{-w} Option: Enable or Disable Assembly \i{Warnings}
751
752 NASM can observe many conditions during the course of assembly which
753 are worth mentioning to the user, but not a sufficiently severe
754 error to justify NASM refusing to generate an output file. These
755 conditions are reported like errors, but come up with the word
756 `warning' before the message. Warnings do not prevent NASM from
757 generating an output file and returning a success status to the
758 operating system.
759
760 Some conditions are even less severe than that: they are only
761 sometimes worth mentioning to the user. Therefore NASM supports the
762 \c{-w} command-line option, which enables or disables certain
763 classes of assembly warning. Such warning classes are described by a
764 name, for example \c{orphan-labels}; you can enable warnings of
765 this class by the command-line option \c{-w+orphan-labels} and
766 disable it by \c{-w-orphan-labels}.
767
768 The \i{suppressible warning} classes are:
769
770 \b \i\c{macro-params} covers warnings about \i{multi-line macros}
771 being invoked with the wrong number of parameters. This warning
772 class is enabled by default; see \k{mlmacover} for an example of why
773 you might want to disable it.
774
775 \b \i\c{orphan-labels} covers warnings about source lines which
776 contain no instruction but define a label without a trailing colon.
777 NASM does not warn about this somewhat obscure condition by default;
778 see \k{syntax} for an example of why you might want it to.
779
780 \b \i\c{number-overflow} covers warnings about numeric constants which
781 don't fit in 32 bits (for example, it's easy to type one too many Fs
782 and produce \c{0x7ffffffff} by mistake). This warning class is
783 enabled by default.
784
785
786 \S{opt-v} The \i\c{-v} Option: Display \i{Version} Info
787
788 Typing \c{NASM -v} will display the version of NASM which you are using,
789 and the date on which it was compiled.
790
791 You will need the version number if you report a bug.
792
793
794 \S{nasmenv} The \c{NASMENV} \i{Environment} Variable
795
796 If you define an environment variable called \c{NASMENV}, the program
797 will interpret it as a list of extra command-line options, which are
798 processed before the real command line. You can use this to define
799 standard search directories for include files, by putting \c{-i}
800 options in the \c{NASMENV} variable.
801
802 The value of the variable is split up at white space, so that the
803 value \c{-s -ic:\\nasmlib} will be treated as two separate options.
804 However, that means that the value \c{-dNAME="my name"} won't do
805 what you might want, because it will be split at the space and the
806 NASM command-line processing will get confused by the two
807 nonsensical words \c{-dNAME="my} and \c{name"}.
808
809 To get round this, NASM provides a feature whereby, if you begin the
810 \c{NASMENV} environment variable with some character that isn't a minus
811 sign, then NASM will treat this character as the \i{separator
812 character} for options. So setting the \c{NASMENV} variable to the
813 value \c{!-s!-ic:\\nasmlib} is equivalent to setting it to \c{-s
814 -ic:\\nasmlib}, but \c{!-dNAME="my name"} will work.
815
816 This environment variable was previously called \c{NASM}. This was
817 changed with version 0.98.31.
818
819
820 \H{qstart} \i{Quick Start} for \i{MASM} Users
821
822 If you're used to writing programs with MASM, or with \i{TASM} in
823 MASM-compatible (non-Ideal) mode, or with \i\c{a86}, this section
824 attempts to outline the major differences between MASM's syntax and
825 NASM's. If you're not already used to MASM, it's probably worth
826 skipping this section.
827
828
829 \S{qscs} NASM Is \I{case sensitivity}Case-Sensitive
830
831 One simple difference is that NASM is case-sensitive. It makes a
832 difference whether you call your label \c{foo}, \c{Foo} or \c{FOO}.
833 If you're assembling to \c{DOS} or \c{OS/2} \c{.OBJ} files, you can
834 invoke the \i\c{UPPERCASE} directive (documented in \k{objfmt}) to
835 ensure that all symbols exported to other code modules are forced
836 to be upper case; but even then, \e{within} a single module, NASM
837 will distinguish between labels differing only in case.
838
839
840 \S{qsbrackets} NASM Requires \i{Square Brackets} For \i{Memory References}
841
842 NASM was designed with simplicity of syntax in mind. One of the
843 \i{design goals} of NASM is that it should be possible, as far as is
844 practical, for the user to look at a single line of NASM code
845 and tell what opcode is generated by it. You can't do this in MASM:
846 if you declare, for example,
847
848 \c foo     equ     1
849 \c bar     dw      2
850
851 then the two lines of code
852
853 \c         mov     ax,foo
854 \c         mov     ax,bar
855
856 generate completely different opcodes, despite having
857 identical-looking syntaxes.
858
859 NASM avoids this undesirable situation by having a much simpler
860 syntax for memory references. The rule is simply that any access to
861 the \e{contents} of a memory location requires square brackets
862 around the address, and any access to the \e{address} of a variable
863 doesn't. So an instruction of the form \c{mov ax,foo} will
864 \e{always} refer to a compile-time constant, whether it's an \c{EQU}
865 or the address of a variable; and to access the \e{contents} of the
866 variable \c{bar}, you must code \c{mov ax,[bar]}.
867
868 This also means that NASM has no need for MASM's \i\c{OFFSET}
869 keyword, since the MASM code \c{mov ax,offset bar} means exactly the
870 same thing as NASM's \c{mov ax,bar}. If you're trying to get
871 large amounts of MASM code to assemble sensibly under NASM, you
872 can always code \c{%idefine offset} to make the preprocessor treat
873 the \c{OFFSET} keyword as a no-op.
874
875 This issue is even more confusing in \i\c{a86}, where declaring a
876 label with a trailing colon defines it to be a `label' as opposed to
877 a `variable' and causes \c{a86} to adopt NASM-style semantics; so in
878 \c{a86}, \c{mov ax,var} has different behaviour depending on whether
879 \c{var} was declared as \c{var: dw 0} (a label) or \c{var dw 0} (a
880 word-size variable). NASM is very simple by comparison:
881 \e{everything} is a label.
882
883 NASM, in the interests of simplicity, also does not support the
884 \i{hybrid syntaxes} supported by MASM and its clones, such as
885 \c{mov ax,table[bx]}, where a memory reference is denoted by one
886 portion outside square brackets and another portion inside. The
887 correct syntax for the above is \c{mov ax,[table+bx]}. Likewise,
888 \c{mov ax,es:[di]} is wrong and \c{mov ax,[es:di]} is right.
889
890
891 \S{qstypes} NASM Doesn't Store \i{Variable Types}
892
893 NASM, by design, chooses not to remember the types of variables you
894 declare. Whereas MASM will remember, on seeing \c{var dw 0}, that
895 you declared \c{var} as a word-size variable, and will then be able
896 to fill in the \i{ambiguity} in the size of the instruction \c{mov
897 var,2}, NASM will deliberately remember nothing about the symbol
898 \c{var} except where it begins, and so you must explicitly code
899 \c{mov word [var],2}.
900
901 For this reason, NASM doesn't support the \c{LODS}, \c{MOVS},
902 \c{STOS}, \c{SCAS}, \c{CMPS}, \c{INS}, or \c{OUTS} instructions,
903 but only supports the forms such as \c{LODSB}, \c{MOVSW}, and
904 \c{SCASD}, which explicitly specify the size of the components of
905 the strings being manipulated.
906
907
908 \S{qsassume} NASM Doesn't \i\c{ASSUME}
909
910 As part of NASM's drive for simplicity, it also does not support the
911 \c{ASSUME} directive. NASM will not keep track of what values you
912 choose to put in your segment registers, and will never
913 \e{automatically} generate a \i{segment override} prefix.
914
915
916 \S{qsmodel} NASM Doesn't Support \i{Memory Models}
917
918 NASM also does not have any directives to support different 16-bit
919 memory models. The programmer has to keep track of which functions
920 are supposed to be called with a \i{far call} and which with a
921 \i{near call}, and is responsible for putting the correct form of
922 \c{RET} instruction (\c{RETN} or \c{RETF}; NASM accepts \c{RET}
923 itself as an alternate form for \c{RETN}); in addition, the
924 programmer is responsible for coding CALL FAR instructions where
925 necessary when calling \e{external} functions, and must also keep
926 track of which external variable definitions are far and which are
927 near.
928
929
930 \S{qsfpu} \i{Floating-Point} Differences
931
932 NASM uses different names to refer to floating-point registers from
933 MASM: where MASM would call them \c{ST(0)}, \c{ST(1)} and so on, and
934 \i\c{a86} would call them simply \c{0}, \c{1} and so on, NASM
935 chooses to call them \c{st0}, \c{st1} etc.
936
937 As of version 0.96, NASM now treats the instructions with
938 \i{`nowait'} forms in the same way as MASM-compatible assemblers.
939 The idiosyncratic treatment employed by 0.95 and earlier was based
940 on a misunderstanding by the authors.
941
942
943 \S{qsother} Other Differences
944
945 For historical reasons, NASM uses the keyword \i\c{TWORD} where MASM
946 and compatible assemblers use \i\c{TBYTE}.
947
948 NASM does not declare \i{uninitialised storage} in the same way as
949 MASM: where a MASM programmer might use \c{stack db 64 dup (?)},
950 NASM requires \c{stack resb 64}, intended to be read as `reserve 64
951 bytes'. For a limited amount of compatibility, since NASM treats
952 \c{?} as a valid character in symbol names, you can code \c{? equ 0}
953 and then writing \c{dw ?} will at least do something vaguely useful.
954 \I\c{RESB}\i\c{DUP} is still not a supported syntax, however.
955
956 In addition to all of this, macros and directives work completely
957 differently to MASM. See \k{preproc} and \k{directive} for further
958 details.
959
960
961 \C{lang} The NASM Language
962
963 \H{syntax} Layout of a NASM Source Line
964
965 Like most assemblers, each NASM source line contains (unless it
966 is a macro, a preprocessor directive or an assembler directive: see
967 \k{preproc} and \k{directive}) some combination of the four fields
968
969 \c label:    instruction operands        ; comment
970
971 As usual, most of these fields are optional; the presence or absence
972 of any combination of a label, an instruction and a comment is allowed.
973 Of course, the operand field is either required or forbidden by the
974 presence and nature of the instruction field.
975
976 NASM uses backslash (\\) as the line continuation character; if a line
977 ends with backslash, the next line is considered to be a part of the
978 backslash-ended line.
979
980 NASM places no restrictions on white space within a line: labels may
981 have white space before them, or instructions may have no space
982 before them, or anything. The \i{colon} after a label is also
983 optional. (Note that this means that if you intend to code \c{lodsb}
984 alone on a line, and type \c{lodab} by accident, then that's still a
985 valid source line which does nothing but define a label. Running
986 NASM with the command-line option
987 \I{orphan-labels}\c{-w+orphan-labels} will cause it to warn you if
988 you define a label alone on a line without a \i{trailing colon}.)
989
990 \i{Valid characters} in labels are letters, numbers, \c{_}, \c{$},
991 \c{#}, \c{@}, \c{~}, \c{.}, and \c{?}. The only characters which may
992 be used as the \e{first} character of an identifier are letters,
993 \c{.} (with special meaning: see \k{locallab}), \c{_} and \c{?}.
994 An identifier may also be prefixed with a \I{$, prefix}\c{$} to
995 indicate that it is intended to be read as an identifier and not a
996 reserved word; thus, if some other module you are linking with
997 defines a symbol called \c{eax}, you can refer to \c{$eax} in NASM
998 code to distinguish the symbol from the register.
999
1000 The instruction field may contain any machine instruction: Pentium
1001 and P6 instructions, FPU instructions, MMX instructions and even
1002 undocumented instructions are all supported. The instruction may be
1003 prefixed by \c{LOCK}, \c{REP}, \c{REPE}/\c{REPZ} or
1004 \c{REPNE}/\c{REPNZ}, in the usual way. Explicit \I{address-size
1005 prefixes}address-size and \i{operand-size prefixes} \c{A16},
1006 \c{A32}, \c{O16} and \c{O32} are provided - one example of their use
1007 is given in \k{mixsize}. You can also use the name of a \I{segment
1008 override}segment register as an instruction prefix: coding
1009 \c{es mov [bx],ax} is equivalent to coding \c{mov [es:bx],ax}. We
1010 recommend the latter syntax, since it is consistent with other
1011 syntactic features of the language, but for instructions such as
1012 \c{LODSB}, which has no operands and yet can require a segment
1013 override, there is no clean syntactic way to proceed apart from
1014 \c{es lodsb}.
1015
1016 An instruction is not required to use a prefix: prefixes such as
1017 \c{CS}, \c{A32}, \c{LOCK} or \c{REPE} can appear on a line by
1018 themselves, and NASM will just generate the prefix bytes.
1019
1020 In addition to actual machine instructions, NASM also supports a
1021 number of pseudo-instructions, described in \k{pseudop}.
1022
1023 Instruction \i{operands} may take a number of forms: they can be
1024 registers, described simply by the register name (e.g. \c{ax},
1025 \c{bp}, \c{ebx}, \c{cr0}: NASM does not use the \c{gas}-style
1026 syntax in which register names must be prefixed by a \c{%} sign), or
1027 they can be \i{effective addresses} (see \k{effaddr}), constants
1028 (\k{const}) or expressions (\k{expr}).
1029
1030 For \i{floating-point} instructions, NASM accepts a wide range of
1031 syntaxes: you can use two-operand forms like MASM supports, or you
1032 can use NASM's native single-operand forms in most cases. Details of
1033 all forms of each supported instruction are given in
1034 \k{iref}. For example, you can code:
1035
1036 \c         fadd    st1             ; this sets st0 := st0 + st1
1037 \c         fadd    st0,st1         ; so does this
1038 \c
1039 \c         fadd    st1,st0         ; this sets st1 := st1 + st0
1040 \c         fadd    to st1          ; so does this
1041
1042 Almost any floating-point instruction that references memory must
1043 use one of the prefixes \i\c{DWORD}, \i\c{QWORD} or \i\c{TWORD} to
1044 indicate what size of \i{memory operand} it refers to.
1045
1046
1047 \H{pseudop} \i{Pseudo-Instructions}
1048
1049 Pseudo-instructions are things which, though not real x86 machine
1050 instructions, are used in the instruction field anyway because
1051 that's the most convenient place to put them. The current
1052 pseudo-instructions are \i\c{DB}, \i\c{DW}, \i\c{DD}, \i\c{DQ} and
1053 \i\c{DT}, their \i{uninitialised} counterparts \i\c{RESB},
1054 \i\c{RESW}, \i\c{RESD}, \i\c{RESQ} and \i\c{REST}, the \i\c{INCBIN}
1055 command, the \i\c{EQU} command, and the \i\c{TIMES} prefix.
1056
1057
1058 \S{db} \c{DB} and friends: Declaring Initialised Data
1059
1060 \i\c{DB}, \i\c{DW}, \i\c{DD}, \i\c{DQ} and \i\c{DT} are used, much
1061 as in MASM, to declare initialised data in the output file. They can
1062 be invoked in a wide range of ways:
1063 \I{floating-point}\I{character constant}\I{string constant}
1064
1065 \c       db    0x55                ; just the byte 0x55
1066 \c       db    0x55,0x56,0x57      ; three bytes in succession
1067 \c       db    'a',0x55            ; character constants are OK
1068 \c       db    'hello',13,10,'$'   ; so are string constants
1069 \c       dw    0x1234              ; 0x34 0x12
1070 \c       dw    'a'                 ; 0x41 0x00 (it's just a number)
1071 \c       dw    'ab'                ; 0x41 0x42 (character constant)
1072 \c       dw    'abc'               ; 0x41 0x42 0x43 0x00 (string)
1073 \c       dd    0x12345678          ; 0x78 0x56 0x34 0x12
1074 \c       dd    1.234567e20         ; floating-point constant
1075 \c       dq    1.234567e20         ; double-precision float
1076 \c       dt    1.234567e20         ; extended-precision float
1077
1078 \c{DQ} and \c{DT} do not accept \i{numeric constants} or string
1079 constants as operands.
1080
1081
1082 \S{resb} \c{RESB} and friends: Declaring \i{Uninitialised} Data
1083
1084 \i\c{RESB}, \i\c{RESW}, \i\c{RESD}, \i\c{RESQ} and \i\c{REST} are
1085 designed to be used in the BSS section of a module: they declare
1086 \e{uninitialised} storage space. Each takes a single operand, which
1087 is the number of bytes, words, doublewords or whatever to reserve.
1088 As stated in \k{qsother}, NASM does not support the MASM/TASM syntax
1089 of reserving uninitialised space by writing \I\c{?}\c{DW ?} or
1090 similar things: this is what it does instead. The operand to a
1091 \c{RESB}-type pseudo-instruction is a \i\e{critical expression}: see
1092 \k{crit}.
1093
1094 For example:
1095
1096 \c buffer:         resb    64              ; reserve 64 bytes
1097 \c wordvar:        resw    1               ; reserve a word
1098 \c realarray       resq    10              ; array of ten reals
1099
1100
1101 \S{incbin} \i\c{INCBIN}: Including External \i{Binary Files}
1102
1103 \c{INCBIN} is borrowed from the old Amiga assembler \i{DevPac}: it
1104 includes a binary file verbatim into the output file. This can be
1105 handy for (for example) including \i{graphics} and \i{sound} data
1106 directly into a game executable file. It can be called in one of
1107 these three ways:
1108
1109 \c     incbin  "file.dat"             ; include the whole file
1110 \c     incbin  "file.dat",1024        ; skip the first 1024 bytes
1111 \c     incbin  "file.dat",1024,512    ; skip the first 1024, and
1112 \c                                    ; actually include at most 512
1113
1114
1115 \S{equ} \i\c{EQU}: Defining Constants
1116
1117 \c{EQU} defines a symbol to a given constant value: when \c{EQU} is
1118 used, the source line must contain a label. The action of \c{EQU} is
1119 to define the given label name to the value of its (only) operand.
1120 This definition is absolute, and cannot change later. So, for
1121 example,
1122
1123 \c message         db      'hello, world'
1124 \c msglen          equ     $-message
1125
1126 defines \c{msglen} to be the constant 12. \c{msglen} may not then be
1127 redefined later. This is not a \i{preprocessor} definition either:
1128 the value of \c{msglen} is evaluated \e{once}, using the value of
1129 \c{$} (see \k{expr} for an explanation of \c{$}) at the point of
1130 definition, rather than being evaluated wherever it is referenced
1131 and using the value of \c{$} at the point of reference. Note that
1132 the operand to an \c{EQU} is also a \i{critical expression}
1133 (\k{crit}).
1134
1135
1136 \S{times} \i\c{TIMES}: \i{Repeating} Instructions or Data
1137
1138 The \c{TIMES} prefix causes the instruction to be assembled multiple
1139 times. This is partly present as NASM's equivalent of the \i\c{DUP}
1140 syntax supported by \i{MASM}-compatible assemblers, in that you can
1141 code
1142
1143 \c zerobuf:        times 64 db 0
1144
1145 or similar things; but \c{TIMES} is more versatile than that. The
1146 argument to \c{TIMES} is not just a numeric constant, but a numeric
1147 \e{expression}, so you can do things like
1148
1149 \c buffer: db      'hello, world'
1150 \c         times 64-$+buffer db ' '
1151
1152 which will store exactly enough spaces to make the total length of
1153 \c{buffer} up to 64. Finally, \c{TIMES} can be applied to ordinary
1154 instructions, so you can code trivial \i{unrolled loops} in it:
1155
1156 \c         times 100 movsb
1157
1158 Note that there is no effective difference between \c{times 100 resb
1159 1} and \c{resb 100}, except that the latter will be assembled about
1160 100 times faster due to the internal structure of the assembler.
1161
1162 The operand to \c{TIMES}, like that of \c{EQU} and those of \c{RESB}
1163 and friends, is a critical expression (\k{crit}).
1164
1165 Note also that \c{TIMES} can't be applied to \i{macros}: the reason
1166 for this is that \c{TIMES} is processed after the macro phase, which
1167 allows the argument to \c{TIMES} to contain expressions such as
1168 \c{64-$+buffer} as above. To repeat more than one line of code, or a
1169 complex macro, use the preprocessor \i\c{%rep} directive.
1170
1171
1172 \H{effaddr} Effective Addresses
1173
1174 An \i{effective address} is any operand to an instruction which
1175 \I{memory reference}references memory. Effective addresses, in NASM,
1176 have a very simple syntax: they consist of an expression evaluating
1177 to the desired address, enclosed in \i{square brackets}. For
1178 example:
1179
1180 \c wordvar dw      123
1181 \c         mov     ax,[wordvar]
1182 \c         mov     ax,[wordvar+1]
1183 \c         mov     ax,[es:wordvar+bx]
1184
1185 Anything not conforming to this simple system is not a valid memory
1186 reference in NASM, for example \c{es:wordvar[bx]}.
1187
1188 More complicated effective addresses, such as those involving more
1189 than one register, work in exactly the same way:
1190
1191 \c         mov     eax,[ebx*2+ecx+offset]
1192 \c         mov     ax,[bp+di+8]
1193
1194 NASM is capable of doing \i{algebra} on these effective addresses,
1195 so that things which don't necessarily \e{look} legal are perfectly
1196 all right:
1197
1198 \c     mov     eax,[ebx*5]             ; assembles as [ebx*4+ebx]
1199 \c     mov     eax,[label1*2-label2]   ; ie [label1+(label1-label2)]
1200
1201 Some forms of effective address have more than one assembled form;
1202 in most such cases NASM will generate the smallest form it can. For
1203 example, there are distinct assembled forms for the 32-bit effective
1204 addresses \c{[eax*2+0]} and \c{[eax+eax]}, and NASM will generally
1205 generate the latter on the grounds that the former requires four
1206 bytes to store a zero offset.
1207
1208 NASM has a hinting mechanism which will cause \c{[eax+ebx]} and
1209 \c{[ebx+eax]} to generate different opcodes; this is occasionally
1210 useful because \c{[esi+ebp]} and \c{[ebp+esi]} have different
1211 default segment registers.
1212
1213 However, you can force NASM to generate an effective address in a
1214 particular form by the use of the keywords \c{BYTE}, \c{WORD},
1215 \c{DWORD} and \c{NOSPLIT}. If you need \c{[eax+3]} to be assembled
1216 using a double-word offset field instead of the one byte NASM will
1217 normally generate, you can code \c{[dword eax+3]}. Similarly, you
1218 can force NASM to use a byte offset for a small value which it
1219 hasn't seen on the first pass (see \k{crit} for an example of such a
1220 code fragment) by using \c{[byte eax+offset]}. As special cases,
1221 \c{[byte eax]} will code \c{[eax+0]} with a byte offset of zero, and
1222 \c{[dword eax]} will code it with a double-word offset of zero. The
1223 normal form, \c{[eax]}, will be coded with no offset field.
1224
1225 The form described in the previous paragraph is also useful if you
1226 are trying to access data in a 32-bit segment from within 16 bit code.
1227 For more information on this see the section on mixed-size addressing
1228 (\k{mixaddr}). In particular, if you need to access data with a known
1229 offset that is larger than will fit in a 16-bit value, if you don't
1230 specify that it is a dword offset, nasm will cause the high word of
1231 the offset to be lost.
1232
1233 Similarly, NASM will split \c{[eax*2]} into \c{[eax+eax]} because
1234 that allows the offset field to be absent and space to be saved; in
1235 fact, it will also split \c{[eax*2+offset]} into
1236 \c{[eax+eax+offset]}. You can combat this behaviour by the use of
1237 the \c{NOSPLIT} keyword: \c{[nosplit eax*2]} will force
1238 \c{[eax*2+0]} to be generated literally.
1239
1240
1241 \H{const} \i{Constants}
1242
1243 NASM understands four different types of constant: numeric,
1244 character, string and floating-point.
1245
1246
1247 \S{numconst} \i{Numeric Constants}
1248
1249 A numeric constant is simply a number. NASM allows you to specify
1250 numbers in a variety of number bases, in a variety of ways: you can
1251 suffix \c{H}, \c{Q} and \c{B} for \i{hex}, \i{octal} and \i{binary},
1252 or you can prefix \c{0x} for hex in the style of C, or you can
1253 prefix \c{$} for hex in the style of Borland Pascal. Note, though,
1254 that the \I{$, prefix}\c{$} prefix does double duty as a prefix on
1255 identifiers (see \k{syntax}), so a hex number prefixed with a \c{$}
1256 sign must have a digit after the \c{$} rather than a letter.
1257
1258 Some examples:
1259
1260 \c         mov     ax,100          ; decimal
1261 \c         mov     ax,0a2h         ; hex
1262 \c         mov     ax,$0a2         ; hex again: the 0 is required
1263 \c         mov     ax,0xa2         ; hex yet again
1264 \c         mov     ax,777q         ; octal
1265 \c         mov     ax,10010011b    ; binary
1266
1267
1268 \S{chrconst} \i{Character Constants}
1269
1270 A character constant consists of up to four characters enclosed in
1271 either single or double quotes. The type of quote makes no
1272 difference to NASM, except of course that surrounding the constant
1273 with single quotes allows double quotes to appear within it and vice
1274 versa.
1275
1276 A character constant with more than one character will be arranged
1277 with \i{little-endian} order in mind: if you code
1278
1279 \c           mov eax,'abcd'
1280
1281 then the constant generated is not \c{0x61626364}, but
1282 \c{0x64636261}, so that if you were then to store the value into
1283 memory, it would read \c{abcd} rather than \c{dcba}. This is also
1284 the sense of character constants understood by the Pentium's
1285 \i\c{CPUID} instruction (see \k{insCPUID}).
1286
1287
1288 \S{strconst} String Constants
1289
1290 String constants are only acceptable to some pseudo-instructions,
1291 namely the \I\c{DW}\I\c{DD}\I\c{DQ}\I\c{DT}\i\c{DB} family and
1292 \i\c{INCBIN}.
1293
1294 A string constant looks like a character constant, only longer. It
1295 is treated as a concatenation of maximum-size character constants
1296 for the conditions. So the following are equivalent:
1297
1298 \c       db    'hello'               ; string constant
1299 \c       db    'h','e','l','l','o'   ; equivalent character constants
1300
1301 And the following are also equivalent:
1302
1303 \c       dd    'ninechars'           ; doubleword string constant
1304 \c       dd    'nine','char','s'     ; becomes three doublewords
1305 \c       db    'ninechars',0,0,0     ; and really looks like this
1306
1307 Note that when used as an operand to \c{db}, a constant like
1308 \c{'ab'} is treated as a string constant despite being short enough
1309 to be a character constant, because otherwise \c{db 'ab'} would have
1310 the same effect as \c{db 'a'}, which would be silly. Similarly,
1311 three-character or four-character constants are treated as strings
1312 when they are operands to \c{dw}.
1313
1314
1315 \S{fltconst} \I{floating-point, constants}Floating-Point Constants
1316
1317 \i{Floating-point} constants are acceptable only as arguments to
1318 \i\c{DD}, \i\c{DQ} and \i\c{DT}. They are expressed in the
1319 traditional form: digits, then a period, then optionally more
1320 digits, then optionally an \c{E} followed by an exponent. The period
1321 is mandatory, so that NASM can distinguish between \c{dd 1}, which
1322 declares an integer constant, and \c{dd 1.0} which declares a
1323 floating-point constant.
1324
1325 Some examples:
1326
1327 \c       dd    1.2                     ; an easy one
1328 \c       dq    1.e10                   ; 10,000,000,000
1329 \c       dq    1.e+10                  ; synonymous with 1.e10
1330 \c       dq    1.e-10                  ; 0.000 000 000 1
1331 \c       dt    3.141592653589793238462 ; pi
1332
1333 NASM cannot do compile-time arithmetic on floating-point constants.
1334 This is because NASM is designed to be portable - although it always
1335 generates code to run on x86 processors, the assembler itself can
1336 run on any system with an ANSI C compiler. Therefore, the assembler
1337 cannot guarantee the presence of a floating-point unit capable of
1338 handling the \i{Intel number formats}, and so for NASM to be able to
1339 do floating arithmetic it would have to include its own complete set
1340 of floating-point routines, which would significantly increase the
1341 size of the assembler for very little benefit.
1342
1343
1344 \H{expr} \i{Expressions}
1345
1346 Expressions in NASM are similar in syntax to those in C.
1347
1348 NASM does not guarantee the size of the integers used to evaluate
1349 expressions at compile time: since NASM can compile and run on
1350 64-bit systems quite happily, don't assume that expressions are
1351 evaluated in 32-bit registers and so try to make deliberate use of
1352 \i{integer overflow}. It might not always work. The only thing NASM
1353 will guarantee is what's guaranteed by ANSI C: you always have \e{at
1354 least} 32 bits to work in.
1355
1356 NASM supports two special tokens in expressions, allowing
1357 calculations to involve the current assembly position: the
1358 \I{$, here}\c{$} and \i\c{$$} tokens. \c{$} evaluates to the assembly
1359 position at the beginning of the line containing the expression; so
1360 you can code an \i{infinite loop} using \c{JMP $}. \c{$$} evaluates
1361 to the beginning of the current section; so you can tell how far
1362 into the section you are by using \c{($-$$)}.
1363
1364 The arithmetic \i{operators} provided by NASM are listed here, in
1365 increasing order of \i{precedence}.
1366
1367
1368 \S{expor} \i\c{|}: \i{Bitwise OR} Operator
1369
1370 The \c{|} operator gives a bitwise OR, exactly as performed by the
1371 \c{OR} machine instruction. Bitwise OR is the lowest-priority
1372 arithmetic operator supported by NASM.
1373
1374
1375 \S{expxor} \i\c{^}: \i{Bitwise XOR} Operator
1376
1377 \c{^} provides the bitwise XOR operation.
1378
1379
1380 \S{expand} \i\c{&}: \i{Bitwise AND} Operator
1381
1382 \c{&} provides the bitwise AND operation.
1383
1384
1385 \S{expshift} \i\c{<<} and \i\c{>>}: \i{Bit Shift} Operators
1386
1387 \c{<<} gives a bit-shift to the left, just as it does in C. So \c{5<<3}
1388 evaluates to 5 times 8, or 40. \c{>>} gives a bit-shift to the
1389 right; in NASM, such a shift is \e{always} unsigned, so that
1390 the bits shifted in from the left-hand end are filled with zero
1391 rather than a sign-extension of the previous highest bit.
1392
1393
1394 \S{expplmi} \I{+ opaddition}\c{+} and \I{- opsubtraction}\c{-}:
1395 \i{Addition} and \i{Subtraction} Operators
1396
1397 The \c{+} and \c{-} operators do perfectly ordinary addition and
1398 subtraction.
1399
1400
1401 \S{expmul} \i\c{*}, \i\c{/}, \i\c{//}, \i\c{%} and \i\c{%%}:
1402 \i{Multiplication} and \i{Division}
1403
1404 \c{*} is the multiplication operator. \c{/} and \c{//} are both
1405 division operators: \c{/} is \i{unsigned division} and \c{//} is
1406 \i{signed division}. Similarly, \c{%} and \c{%%} provide \I{unsigned
1407 modulo}\I{modulo operators}unsigned and
1408 \i{signed modulo} operators respectively.
1409
1410 NASM, like ANSI C, provides no guarantees about the sensible
1411 operation of the signed modulo operator.
1412
1413 Since the \c{%} character is used extensively by the macro
1414 \i{preprocessor}, you should ensure that both the signed and unsigned
1415 modulo operators are followed by white space wherever they appear.
1416
1417
1418 \S{expmul} \i{Unary Operators}: \I{+ opunary}\c{+}, \I{- opunary}\c{-},
1419 \i\c{~} and \i\c{SEG}
1420
1421 The highest-priority operators in NASM's expression grammar are
1422 those which only apply to one argument. \c{-} negates its operand,
1423 \c{+} does nothing (it's provided for symmetry with \c{-}), \c{~}
1424 computes the \i{one's complement} of its operand, and \c{SEG}
1425 provides the \i{segment address} of its operand (explained in more
1426 detail in \k{segwrt}).
1427
1428
1429 \H{segwrt} \i\c{SEG} and \i\c{WRT}
1430
1431 When writing large 16-bit programs, which must be split into
1432 multiple \i{segments}, it is often necessary to be able to refer to
1433 the \I{segment address}segment part of the address of a symbol. NASM
1434 supports the \c{SEG} operator to perform this function.
1435
1436 The \c{SEG} operator returns the \i\e{preferred} segment base of a
1437 symbol, defined as the segment base relative to which the offset of
1438 the symbol makes sense. So the code
1439
1440 \c         mov     ax,seg symbol
1441 \c         mov     es,ax
1442 \c         mov     bx,symbol
1443
1444 will load \c{ES:BX} with a valid pointer to the symbol \c{symbol}.
1445
1446 Things can be more complex than this: since 16-bit segments and
1447 \i{groups} may \I{overlapping segments}overlap, you might occasionally
1448 want to refer to some symbol using a different segment base from the
1449 preferred one. NASM lets you do this, by the use of the \c{WRT}
1450 (With Reference To) keyword. So you can do things like
1451
1452 \c         mov     ax,weird_seg        ; weird_seg is a segment base
1453 \c         mov     es,ax
1454 \c         mov     bx,symbol wrt weird_seg
1455
1456 to load \c{ES:BX} with a different, but functionally equivalent,
1457 pointer to the symbol \c{symbol}.
1458
1459 NASM supports far (inter-segment) calls and jumps by means of the
1460 syntax \c{call segment:offset}, where \c{segment} and \c{offset}
1461 both represent immediate values. So to call a far procedure, you
1462 could code either of
1463
1464 \c         call    (seg procedure):procedure
1465 \c         call    weird_seg:(procedure wrt weird_seg)
1466
1467 (The parentheses are included for clarity, to show the intended
1468 parsing of the above instructions. They are not necessary in
1469 practice.)
1470
1471 NASM supports the syntax \I\c{CALL FAR}\c{call far procedure} as a
1472 synonym for the first of the above usages. \c{JMP} works identically
1473 to \c{CALL} in these examples.
1474
1475 To declare a \i{far pointer} to a data item in a data segment, you
1476 must code
1477
1478 \c         dw      symbol, seg symbol
1479
1480 NASM supports no convenient synonym for this, though you can always
1481 invent one using the macro processor.
1482
1483
1484 \H{strict} \i\c{STRICT}: Inhibiting Optimization
1485
1486 When assembling with the optimizer set to level 2 or higher (see
1487 \k{opt-On}), NASM will usee size specifiers (\c{BYTE}, \c{WORD},
1488 \c{DWORD}, \c{QWORD}, or \c{TWORD}), but will give them the smallest
1489 possible size. The keyword \c{STRICT} can be used to inhibit
1490 optimization and force a particular operand to be emitted in the
1491 specified size. For example, with the optimizer on, and in
1492 \c{BITS 16} mode,
1493
1494 \c         push dword 33
1495
1496 is encoded in three bytes \c{66 6A 21}, whereas
1497
1498 \c         push strict dword 33
1499
1500 is encoded in six bytes, with a full dword immediate operand \c{66 68
1501 21 00 00 00}.
1502
1503 With the optimizer off, the same code (six bytes) is generated whether
1504 the \c{STRICT} keyword was used or not.
1505
1506
1507 \H{crit} \i{Critical Expressions}
1508
1509 A limitation of NASM is that it is a \i{two-pass assembler}; unlike
1510 TASM and others, it will always do exactly two \I{passes}\i{assembly
1511 passes}. Therefore it is unable to cope with source files that are
1512 complex enough to require three or more passes.
1513
1514 The first pass is used to determine the size of all the assembled
1515 code and data, so that the second pass, when generating all the
1516 code, knows all the symbol addresses the code refers to. So one
1517 thing NASM can't handle is code whose size depends on the value of a
1518 symbol declared after the code in question. For example,
1519
1520 \c         times (label-$) db 0
1521 \c label:  db      'Where am I?'
1522
1523 The argument to \i\c{TIMES} in this case could equally legally
1524 evaluate to anything at all; NASM will reject this example because
1525 it cannot tell the size of the \c{TIMES} line when it first sees it.
1526 It will just as firmly reject the slightly \I{paradox}paradoxical
1527 code
1528
1529 \c         times (label-$+1) db 0
1530 \c label:  db      'NOW where am I?'
1531
1532 in which \e{any} value for the \c{TIMES} argument is by definition
1533 wrong!
1534
1535 NASM rejects these examples by means of a concept called a
1536 \e{critical expression}, which is defined to be an expression whose
1537 value is required to be computable in the first pass, and which must
1538 therefore depend only on symbols defined before it. The argument to
1539 the \c{TIMES} prefix is a critical expression; for the same reason,
1540 the arguments to the \i\c{RESB} family of pseudo-instructions are
1541 also critical expressions.
1542
1543 Critical expressions can crop up in other contexts as well: consider
1544 the following code.
1545
1546 \c                 mov     ax,symbol1
1547 \c symbol1         equ     symbol2
1548 \c symbol2:
1549
1550 On the first pass, NASM cannot determine the value of \c{symbol1},
1551 because \c{symbol1} is defined to be equal to \c{symbol2} which NASM
1552 hasn't seen yet. On the second pass, therefore, when it encounters
1553 the line \c{mov ax,symbol1}, it is unable to generate the code for
1554 it because it still doesn't know the value of \c{symbol1}. On the
1555 next line, it would see the \i\c{EQU} again and be able to determine
1556 the value of \c{symbol1}, but by then it would be too late.
1557
1558 NASM avoids this problem by defining the right-hand side of an
1559 \c{EQU} statement to be a critical expression, so the definition of
1560 \c{symbol1} would be rejected in the first pass.
1561
1562 There is a related issue involving \i{forward references}: consider
1563 this code fragment.
1564
1565 \c         mov     eax,[ebx+offset]
1566 \c offset  equ     10
1567
1568 NASM, on pass one, must calculate the size of the instruction \c{mov
1569 eax,[ebx+offset]} without knowing the value of \c{offset}. It has no
1570 way of knowing that \c{offset} is small enough to fit into a
1571 one-byte offset field and that it could therefore get away with
1572 generating a shorter form of the \i{effective-address} encoding; for
1573 all it knows, in pass one, \c{offset} could be a symbol in the code
1574 segment, and it might need the full four-byte form. So it is forced
1575 to compute the size of the instruction to accommodate a four-byte
1576 address part. In pass two, having made this decision, it is now
1577 forced to honour it and keep the instruction large, so the code
1578 generated in this case is not as small as it could have been. This
1579 problem can be solved by defining \c{offset} before using it, or by
1580 forcing byte size in the effective address by coding \c{[byte
1581 ebx+offset]}.
1582
1583
1584 \H{locallab} \i{Local Labels}
1585
1586 NASM gives special treatment to symbols beginning with a \i{period}.
1587 A label beginning with a single period is treated as a \e{local}
1588 label, which means that it is associated with the previous non-local
1589 label. So, for example:
1590
1591 \c label1  ; some code
1592 \c
1593 \c .loop
1594 \c         ; some more code
1595 \c
1596 \c         jne     .loop
1597 \c         ret
1598 \c
1599 \c label2  ; some code
1600 \c
1601 \c .loop
1602 \c         ; some more code
1603 \c
1604 \c         jne     .loop
1605 \c         ret
1606
1607 In the above code fragment, each \c{JNE} instruction jumps to the
1608 line immediately before it, because the two definitions of \c{.loop}
1609 are kept separate by virtue of each being associated with the
1610 previous non-local label.
1611
1612 This form of local label handling is borrowed from the old Amiga
1613 assembler \i{DevPac}; however, NASM goes one step further, in
1614 allowing access to local labels from other parts of the code. This
1615 is achieved by means of \e{defining} a local label in terms of the
1616 previous non-local label: the first definition of \c{.loop} above is
1617 really defining a symbol called \c{label1.loop}, and the second
1618 defines a symbol called \c{label2.loop}. So, if you really needed
1619 to, you could write
1620
1621 \c label3  ; some more code
1622 \c         ; and some more
1623 \c
1624 \c         jmp label1.loop
1625
1626 Sometimes it is useful - in a macro, for instance - to be able to
1627 define a label which can be referenced from anywhere but which
1628 doesn't interfere with the normal local-label mechanism. Such a
1629 label can't be non-local because it would interfere with subsequent
1630 definitions of, and references to, local labels; and it can't be
1631 local because the macro that defined it wouldn't know the label's
1632 full name. NASM therefore introduces a third type of label, which is
1633 probably only useful in macro definitions: if a label begins with
1634 the \I{label prefix}special prefix \i\c{..@}, then it does nothing
1635 to the local label mechanism. So you could code
1636
1637 \c label1:                         ; a non-local label
1638 \c .local:                         ; this is really label1.local
1639 \c ..@foo:                         ; this is a special symbol
1640 \c label2:                         ; another non-local label
1641 \c .local:                         ; this is really label2.local
1642 \c
1643 \c         jmp     ..@foo          ; this will jump three lines up
1644
1645 NASM has the capacity to define other special symbols beginning with
1646 a double period: for example, \c{..start} is used to specify the
1647 entry point in the \c{obj} output format (see \k{dotdotstart}).
1648
1649
1650 \C{preproc} The NASM \i{Preprocessor}
1651
1652 NASM contains a powerful \i{macro processor}, which supports
1653 conditional assembly, multi-level file inclusion, two forms of macro
1654 (single-line and multi-line), and a `context stack' mechanism for
1655 extra macro power. Preprocessor directives all begin with a \c{%}
1656 sign.
1657
1658 The preprocessor collapses all lines which end with a backslash (\\)
1659 character into a single line.  Thus:
1660
1661 \c %define THIS_VERY_LONG_MACRO_NAME_IS_DEFINED_TO \\
1662 \c         THIS_VALUE
1663
1664 will work like a single-line macro without the backslash-newline
1665 sequence.
1666
1667 \H{slmacro} \i{Single-Line Macros}
1668
1669 \S{define} The Normal Way: \I\c{%idefine}\i\c{%define}
1670
1671 Single-line macros are defined using the \c{%define} preprocessor
1672 directive. The definitions work in a similar way to C; so you can do
1673 things like
1674
1675 \c %define ctrl    0x1F &
1676 \c %define param(a,b) ((a)+(a)*(b))
1677 \c
1678 \c         mov     byte [param(2,ebx)], ctrl 'D'
1679
1680 which will expand to
1681
1682 \c         mov     byte [(2)+(2)*(ebx)], 0x1F & 'D'
1683
1684 When the expansion of a single-line macro contains tokens which
1685 invoke another macro, the expansion is performed at invocation time,
1686 not at definition time. Thus the code
1687
1688 \c %define a(x)    1+b(x)
1689 \c %define b(x)    2*x
1690 \c
1691 \c         mov     ax,a(8)
1692
1693 will evaluate in the expected way to \c{mov ax,1+2*8}, even though
1694 the macro \c{b} wasn't defined at the time of definition of \c{a}.
1695
1696 Macros defined with \c{%define} are \i{case sensitive}: after
1697 \c{%define foo bar}, only \c{foo} will expand to \c{bar}: \c{Foo} or
1698 \c{FOO} will not. By using \c{%idefine} instead of \c{%define} (the
1699 `i' stands for `insensitive') you can define all the case variants
1700 of a macro at once, so that \c{%idefine foo bar} would cause
1701 \c{foo}, \c{Foo}, \c{FOO}, \c{fOO} and so on all to expand to
1702 \c{bar}.
1703
1704 There is a mechanism which detects when a macro call has occurred as
1705 a result of a previous expansion of the same macro, to guard against
1706 \i{circular references} and infinite loops. If this happens, the
1707 preprocessor will only expand the first occurrence of the macro.
1708 Hence, if you code
1709
1710 \c %define a(x)    1+a(x)
1711 \c
1712 \c         mov     ax,a(3)
1713
1714 the macro \c{a(3)} will expand once, becoming \c{1+a(3)}, and will
1715 then expand no further. This behaviour can be useful: see \k{32c}
1716 for an example of its use.
1717
1718 You can \I{overloading, single-line macros}overload single-line
1719 macros: if you write
1720
1721 \c %define foo(x)   1+x
1722 \c %define foo(x,y) 1+x*y
1723
1724 the preprocessor will be able to handle both types of macro call,
1725 by counting the parameters you pass; so \c{foo(3)} will become
1726 \c{1+3} whereas \c{foo(ebx,2)} will become \c{1+ebx*2}. However, if
1727 you define
1728
1729 \c %define foo bar
1730
1731 then no other definition of \c{foo} will be accepted: a macro with
1732 no parameters prohibits the definition of the same name as a macro
1733 \e{with} parameters, and vice versa.
1734
1735 This doesn't prevent single-line macros being \e{redefined}: you can
1736 perfectly well define a macro with
1737
1738 \c %define foo bar
1739
1740 and then re-define it later in the same source file with
1741
1742 \c %define foo baz
1743
1744 Then everywhere the macro \c{foo} is invoked, it will be expanded
1745 according to the most recent definition. This is particularly useful
1746 when defining single-line macros with \c{%assign} (see \k{assign}).
1747
1748 You can \i{pre-define} single-line macros using the `-d' option on
1749 the NASM command line: see \k{opt-d}.
1750
1751
1752 \S{xdefine} Enhancing %define: \I\c{%xidefine}\i\c{%xdefine}
1753
1754 To have a reference to an embedded single-line macro resolved at the
1755 time that it is embedded, as opposed to when the calling macro is
1756 expanded, you need a different mechanism to the one offered by
1757 \c{%define}. The solution is to use \c{%xdefine}, or it's
1758 \I{case sensitive}case-insensitive counterpart \c{%xidefine}.
1759
1760 Suppose you have the following code:
1761
1762 \c %define  isTrue  1
1763 \c %define  isFalse isTrue
1764 \c %define  isTrue  0
1765 \c
1766 \c val1:    db      isFalse
1767 \c
1768 \c %define  isTrue  1
1769 \c
1770 \c val2:    db      isFalse
1771
1772 In this case, \c{val1} is equal to 0, and \c{val2} is equal to 1.
1773 This is because, when a single-line macro is defined using
1774 \c{%define}, it is expanded only when it is called. As \c{isFalse}
1775 expands to \c{isTrue}, the expansion will be the current value of
1776 \c{isTrue}. The first time it is called that is 0, and the second
1777 time it is 1.
1778
1779 If you wanted \c{isFalse} to expand to the value assigned to the
1780 embedded macro \c{isTrue} at the time that \c{isFalse} was defined,
1781 you need to change the above code to use \c{%xdefine}.
1782
1783 \c %xdefine isTrue  1
1784 \c %xdefine isFalse isTrue
1785 \c %xdefine isTrue  0
1786 \c
1787 \c val1:    db      isFalse
1788 \c
1789 \c %xdefine isTrue  1
1790 \c
1791 \c val2:    db      isFalse
1792
1793 Now, each time that \c{isFalse} is called, it expands to 1,
1794 as that is what the embedded macro \c{isTrue} expanded to at
1795 the time that \c{isFalse} was defined.
1796
1797
1798 \S{concat%+} Concatenating Single Line Macro Tokens: \i\c{%+}
1799
1800 Individual tokens in single line macros can be concatenated, to produce
1801 longer tokens for later processing. This can be useful if there are
1802 several similar macros that perform similar functions.
1803
1804 As an example, consider the following:
1805
1806 \c %define BDASTART 400h                ; Start of BIOS data area
1807
1808 \c struc   tBIOSDA                      ; its structure
1809 \c         .COM1addr       RESW    1
1810 \c         .COM2addr       RESW    1
1811 \c         ; ..and so on
1812 \c endstruc
1813
1814 Now, if we need to access the elements of tBIOSDA in different places,
1815 we can end up with:
1816
1817 \c         mov     ax,BDASTART + tBIOSDA.COM1addr
1818 \c         mov     bx,BDASTART + tBIOSDA.COM2addr
1819
1820 This will become pretty ugly (and tedious) if used in many places, and
1821 can be reduced in size significantly by using the following macro:
1822
1823 \c ; Macro to access BIOS variables by their names (from tBDA):
1824
1825 \c %define BDA(x)  BDASTART + tBIOSDA. %+ x
1826
1827 Now the above code can be written as:
1828
1829 \c         mov     ax,BDA(COM1addr)
1830 \c         mov     bx,BDA(COM2addr)
1831
1832 Using this feature, we can simplify references to a lot of macros (and,
1833 in turn, reduce typing errors).
1834
1835
1836 \S{undef} Undefining macros: \i\c{%undef}
1837
1838 Single-line macros can be removed with the \c{%undef} command.  For
1839 example, the following sequence:
1840
1841 \c %define foo bar
1842 \c %undef  foo
1843 \c
1844 \c         mov     eax, foo
1845
1846 will expand to the instruction \c{mov eax, foo}, since after
1847 \c{%undef} the macro \c{foo} is no longer defined.
1848
1849 Macros that would otherwise be pre-defined can be undefined on the
1850 command-line using the `-u' option on the NASM command line: see
1851 \k{opt-u}.
1852
1853
1854 \S{assign} \i{Preprocessor Variables}: \i\c{%assign}
1855
1856 An alternative way to define single-line macros is by means of the
1857 \c{%assign} command (and its \I{case sensitive}case-insensitive
1858 counterpart \i\c{%iassign}, which differs from \c{%assign} in
1859 exactly the same way that \c{%idefine} differs from \c{%define}).
1860
1861 \c{%assign} is used to define single-line macros which take no
1862 parameters and have a numeric value. This value can be specified in
1863 the form of an expression, and it will be evaluated once, when the
1864 \c{%assign} directive is processed.
1865
1866 Like \c{%define}, macros defined using \c{%assign} can be re-defined
1867 later, so you can do things like
1868
1869 \c %assign i i+1
1870
1871 to increment the numeric value of a macro.
1872
1873 \c{%assign} is useful for controlling the termination of \c{%rep}
1874 preprocessor loops: see \k{rep} for an example of this. Another
1875 use for \c{%assign} is given in \k{16c} and \k{32c}.
1876
1877 The expression passed to \c{%assign} is a \i{critical expression}
1878 (see \k{crit}), and must also evaluate to a pure number (rather than
1879 a relocatable reference such as a code or data address, or anything
1880 involving a register).
1881
1882
1883 \H{strlen} \i{String Handling in Macros}: \i\c{%strlen} and \i\c{%substr}
1884
1885 It's often useful to be able to handle strings in macros. NASM
1886 supports two simple string handling macro operators from which
1887 more complex operations can be constructed.
1888
1889
1890 \S{strlen} \i{String Length}: \i\c{%strlen}
1891
1892 The \c{%strlen} macro is like \c{%assign} macro in that it creates
1893 (or redefines) a numeric value to a macro. The difference is that
1894 with \c{%strlen}, the numeric value is the length of a string. An
1895 example of the use of this would be:
1896
1897 \c %strlen charcnt 'my string'
1898
1899 In this example, \c{charcnt} would receive the value 8, just as
1900 if an \c{%assign} had been used. In this example, \c{'my string'}
1901 was a literal string but it could also have been a single-line
1902 macro that expands to a string, as in the following example:
1903
1904 \c %define sometext 'my string'
1905 \c %strlen charcnt sometext
1906
1907 As in the first case, this would result in \c{charcnt} being
1908 assigned the value of 8.
1909
1910
1911 \S{substr} \i{Sub-strings}: \i\c{%substr}
1912
1913 Individual letters in strings can be extracted using \c{%substr}.
1914 An example of its use is probably more useful than the description:
1915
1916 \c %substr mychar  'xyz' 1         ; equivalent to %define mychar 'x'
1917 \c %substr mychar  'xyz' 2         ; equivalent to %define mychar 'y'
1918 \c %substr mychar  'xyz' 3         ; equivalent to %define mychar 'z'
1919
1920 In this example, mychar gets the value of 'y'. As with \c{%strlen}
1921 (see \k{strlen}), the first parameter is the single-line macro to
1922 be created and the second is the string. The third parameter
1923 specifies which character is to be selected. Note that the first
1924 index is 1, not 0 and the last index is equal to the value that
1925 \c{%strlen} would assign given the same string. Index values out
1926 of range result in an empty string.
1927
1928
1929 \H{mlmacro} \i{Multi-Line Macros}: \I\c{%imacro}\i\c{%macro}
1930
1931 Multi-line macros are much more like the type of macro seen in MASM
1932 and TASM: a multi-line macro definition in NASM looks something like
1933 this.
1934
1935 \c %macro  prologue 1
1936 \c
1937 \c         push    ebp
1938 \c         mov     ebp,esp
1939 \c         sub     esp,%1
1940 \c
1941 \c %endmacro
1942
1943 This defines a C-like function prologue as a macro: so you would
1944 invoke the macro with a call such as
1945
1946 \c myfunc:   prologue 12
1947
1948 which would expand to the three lines of code
1949
1950 \c myfunc: push    ebp
1951 \c         mov     ebp,esp
1952 \c         sub     esp,12
1953
1954 The number \c{1} after the macro name in the \c{%macro} line defines
1955 the number of parameters the macro \c{prologue} expects to receive.
1956 The use of \c{%1} inside the macro definition refers to the first
1957 parameter to the macro call. With a macro taking more than one
1958 parameter, subsequent parameters would be referred to as \c{%2},
1959 \c{%3} and so on.
1960
1961 Multi-line macros, like single-line macros, are \i{case-sensitive},
1962 unless you define them using the alternative directive \c{%imacro}.
1963
1964 If you need to pass a comma as \e{part} of a parameter to a
1965 multi-line macro, you can do that by enclosing the entire parameter
1966 in \I{braces, around macro parameters}braces. So you could code
1967 things like
1968
1969 \c %macro  silly 2
1970 \c
1971 \c     %2: db      %1
1972 \c
1973 \c %endmacro
1974 \c
1975 \c         silly 'a', letter_a             ; letter_a:  db 'a'
1976 \c         silly 'ab', string_ab           ; string_ab: db 'ab'
1977 \c         silly {13,10}, crlf             ; crlf:      db 13,10
1978
1979
1980 \S{mlmacover} Overloading Multi-Line Macros\I{overloading, multi-line macros}
1981
1982 As with single-line macros, multi-line macros can be overloaded by
1983 defining the same macro name several times with different numbers of
1984 parameters. This time, no exception is made for macros with no
1985 parameters at all. So you could define
1986
1987 \c %macro  prologue 0
1988 \c
1989 \c         push    ebp
1990 \c         mov     ebp,esp
1991 \c
1992 \c %endmacro
1993
1994 to define an alternative form of the function prologue which
1995 allocates no local stack space.
1996
1997 Sometimes, however, you might want to `overload' a machine
1998 instruction; for example, you might want to define
1999
2000 \c %macro  push 2
2001 \c
2002 \c         push    %1
2003 \c         push    %2
2004 \c
2005 \c %endmacro
2006
2007 so that you could code
2008
2009 \c         push    ebx             ; this line is not a macro call
2010 \c         push    eax,ecx         ; but this one is
2011
2012 Ordinarily, NASM will give a warning for the first of the above two
2013 lines, since \c{push} is now defined to be a macro, and is being
2014 invoked with a number of parameters for which no definition has been
2015 given. The correct code will still be generated, but the assembler
2016 will give a warning. This warning can be disabled by the use of the
2017 \c{-w-macro-params} command-line option (see \k{opt-w}).
2018
2019
2020 \S{maclocal} \i{Macro-Local Labels}
2021
2022 NASM allows you to define labels within a multi-line macro
2023 definition in such a way as to make them local to the macro call: so
2024 calling the same macro multiple times will use a different label
2025 each time. You do this by prefixing \i\c{%%} to the label name. So
2026 you can invent an instruction which executes a \c{RET} if the \c{Z}
2027 flag is set by doing this:
2028
2029 \c %macro  retz 0
2030 \c
2031 \c         jnz     %%skip
2032 \c         ret
2033 \c     %%skip:
2034 \c
2035 \c %endmacro
2036
2037 You can call this macro as many times as you want, and every time
2038 you call it NASM will make up a different `real' name to substitute
2039 for the label \c{%%skip}. The names NASM invents are of the form
2040 \c{..@2345.skip}, where the number 2345 changes with every macro
2041 call. The \i\c{..@} prefix prevents macro-local labels from
2042 interfering with the local label mechanism, as described in
2043 \k{locallab}. You should avoid defining your own labels in this form
2044 (the \c{..@} prefix, then a number, then another period) in case
2045 they interfere with macro-local labels.
2046
2047
2048 \S{mlmacgre} \i{Greedy Macro Parameters}
2049
2050 Occasionally it is useful to define a macro which lumps its entire
2051 command line into one parameter definition, possibly after
2052 extracting one or two smaller parameters from the front. An example
2053 might be a macro to write a text string to a file in MS-DOS, where
2054 you might want to be able to write
2055
2056 \c         writefile [filehandle],"hello, world",13,10
2057
2058 NASM allows you to define the last parameter of a macro to be
2059 \e{greedy}, meaning that if you invoke the macro with more
2060 parameters than it expects, all the spare parameters get lumped into
2061 the last defined one along with the separating commas. So if you
2062 code:
2063
2064 \c %macro  writefile 2+
2065 \c
2066 \c         jmp     %%endstr
2067 \c   %%str:        db      %2
2068 \c   %%endstr:
2069 \c         mov     dx,%%str
2070 \c         mov     cx,%%endstr-%%str
2071 \c         mov     bx,%1
2072 \c         mov     ah,0x40
2073 \c         int     0x21
2074 \c
2075 \c %endmacro
2076
2077 then the example call to \c{writefile} above will work as expected:
2078 the text before the first comma, \c{[filehandle]}, is used as the
2079 first macro parameter and expanded when \c{%1} is referred to, and
2080 all the subsequent text is lumped into \c{%2} and placed after the
2081 \c{db}.
2082
2083 The greedy nature of the macro is indicated to NASM by the use of
2084 the \I{+ modifier}\c{+} sign after the parameter count on the
2085 \c{%macro} line.
2086
2087 If you define a greedy macro, you are effectively telling NASM how
2088 it should expand the macro given \e{any} number of parameters from
2089 the actual number specified up to infinity; in this case, for
2090 example, NASM now knows what to do when it sees a call to
2091 \c{writefile} with 2, 3, 4 or more parameters. NASM will take this
2092 into account when overloading macros, and will not allow you to
2093 define another form of \c{writefile} taking 4 parameters (for
2094 example).
2095
2096 Of course, the above macro could have been implemented as a
2097 non-greedy macro, in which case the call to it would have had to
2098 look like
2099
2100 \c           writefile [filehandle], {"hello, world",13,10}
2101
2102 NASM provides both mechanisms for putting \i{commas in macro
2103 parameters}, and you choose which one you prefer for each macro
2104 definition.
2105
2106 See \k{sectmac} for a better way to write the above macro.
2107
2108
2109 \S{mlmacdef} \i{Default Macro Parameters}
2110
2111 NASM also allows you to define a multi-line macro with a \e{range}
2112 of allowable parameter counts. If you do this, you can specify
2113 defaults for \i{omitted parameters}. So, for example:
2114
2115 \c %macro  die 0-1 "Painful program death has occurred."
2116 \c
2117 \c         writefile 2,%1
2118 \c         mov     ax,0x4c01
2119 \c         int     0x21
2120 \c
2121 \c %endmacro
2122
2123 This macro (which makes use of the \c{writefile} macro defined in
2124 \k{mlmacgre}) can be called with an explicit error message, which it
2125 will display on the error output stream before exiting, or it can be
2126 called with no parameters, in which case it will use the default
2127 error message supplied in the macro definition.
2128
2129 In general, you supply a minimum and maximum number of parameters
2130 for a macro of this type; the minimum number of parameters are then
2131 required in the macro call, and then you provide defaults for the
2132 optional ones. So if a macro definition began with the line
2133
2134 \c %macro foobar 1-3 eax,[ebx+2]
2135
2136 then it could be called with between one and three parameters, and
2137 \c{%1} would always be taken from the macro call. \c{%2}, if not
2138 specified by the macro call, would default to \c{eax}, and \c{%3} if
2139 not specified would default to \c{[ebx+2]}.
2140
2141 You may omit parameter defaults from the macro definition, in which
2142 case the parameter default is taken to be blank. This can be useful
2143 for macros which can take a variable number of parameters, since the
2144 \i\c{%0} token (see \k{percent0}) allows you to determine how many
2145 parameters were really passed to the macro call.
2146
2147 This defaulting mechanism can be combined with the greedy-parameter
2148 mechanism; so the \c{die} macro above could be made more powerful,
2149 and more useful, by changing the first line of the definition to
2150
2151 \c %macro die 0-1+ "Painful program death has occurred.",13,10
2152
2153 The maximum parameter count can be infinite, denoted by \c{*}. In
2154 this case, of course, it is impossible to provide a \e{full} set of
2155 default parameters. Examples of this usage are shown in \k{rotate}.
2156
2157
2158 \S{percent0} \i\c{%0}: \I{counting macro parameters}Macro Parameter Counter
2159
2160 For a macro which can take a variable number of parameters, the
2161 parameter reference \c{%0} will return a numeric constant giving the
2162 number of parameters passed to the macro. This can be used as an
2163 argument to \c{%rep} (see \k{rep}) in order to iterate through all
2164 the parameters of a macro. Examples are given in \k{rotate}.
2165
2166
2167 \S{rotate} \i\c{%rotate}: \i{Rotating Macro Parameters}
2168
2169 Unix shell programmers will be familiar with the \I{shift
2170 command}\c{shift} shell command, which allows the arguments passed
2171 to a shell script (referenced as \c{$1}, \c{$2} and so on) to be
2172 moved left by one place, so that the argument previously referenced
2173 as \c{$2} becomes available as \c{$1}, and the argument previously
2174 referenced as \c{$1} is no longer available at all.
2175
2176 NASM provides a similar mechanism, in the form of \c{%rotate}. As
2177 its name suggests, it differs from the Unix \c{shift} in that no
2178 parameters are lost: parameters rotated off the left end of the
2179 argument list reappear on the right, and vice versa.
2180
2181 \c{%rotate} is invoked with a single numeric argument (which may be
2182 an expression). The macro parameters are rotated to the left by that
2183 many places. If the argument to \c{%rotate} is negative, the macro
2184 parameters are rotated to the right.
2185
2186 \I{iterating over macro parameters}So a pair of macros to save and
2187 restore a set of registers might work as follows:
2188
2189 \c %macro  multipush 1-*
2190 \c
2191 \c   %rep  %0
2192 \c         push    %1
2193 \c   %rotate 1
2194 \c   %endrep
2195 \c
2196 \c %endmacro
2197
2198 This macro invokes the \c{PUSH} instruction on each of its arguments
2199 in turn, from left to right. It begins by pushing its first
2200 argument, \c{%1}, then invokes \c{%rotate} to move all the arguments
2201 one place to the left, so that the original second argument is now
2202 available as \c{%1}. Repeating this procedure as many times as there
2203 were arguments (achieved by supplying \c{%0} as the argument to
2204 \c{%rep}) causes each argument in turn to be pushed.
2205
2206 Note also the use of \c{*} as the maximum parameter count,
2207 indicating that there is no upper limit on the number of parameters
2208 you may supply to the \i\c{multipush} macro.
2209
2210 It would be convenient, when using this macro, to have a \c{POP}
2211 equivalent, which \e{didn't} require the arguments to be given in
2212 reverse order. Ideally, you would write the \c{multipush} macro
2213 call, then cut-and-paste the line to where the pop needed to be
2214 done, and change the name of the called macro to \c{multipop}, and
2215 the macro would take care of popping the registers in the opposite
2216 order from the one in which they were pushed.
2217
2218 This can be done by the following definition:
2219
2220 \c %macro  multipop 1-*
2221 \c
2222 \c   %rep %0
2223 \c   %rotate -1
2224 \c         pop     %1
2225 \c   %endrep
2226 \c
2227 \c %endmacro
2228
2229 This macro begins by rotating its arguments one place to the
2230 \e{right}, so that the original \e{last} argument appears as \c{%1}.
2231 This is then popped, and the arguments are rotated right again, so
2232 the second-to-last argument becomes \c{%1}. Thus the arguments are
2233 iterated through in reverse order.
2234
2235
2236 \S{concat} \i{Concatenating Macro Parameters}
2237
2238 NASM can concatenate macro parameters on to other text surrounding
2239 them. This allows you to declare a family of symbols, for example,
2240 in a macro definition. If, for example, you wanted to generate a
2241 table of key codes along with offsets into the table, you could code
2242 something like
2243
2244 \c %macro keytab_entry 2
2245 \c
2246 \c     keypos%1    equ     $-keytab
2247 \c                 db      %2
2248 \c
2249 \c %endmacro
2250 \c
2251 \c keytab:
2252 \c           keytab_entry F1,128+1
2253 \c           keytab_entry F2,128+2
2254 \c           keytab_entry Return,13
2255
2256 which would expand to
2257
2258 \c keytab:
2259 \c keyposF1        equ     $-keytab
2260 \c                 db     128+1
2261 \c keyposF2        equ     $-keytab
2262 \c                 db      128+2
2263 \c keyposReturn    equ     $-keytab
2264 \c                 db      13
2265
2266 You can just as easily concatenate text on to the other end of a
2267 macro parameter, by writing \c{%1foo}.
2268
2269 If you need to append a \e{digit} to a macro parameter, for example
2270 defining labels \c{foo1} and \c{foo2} when passed the parameter
2271 \c{foo}, you can't code \c{%11} because that would be taken as the
2272 eleventh macro parameter. Instead, you must code
2273 \I{braces, after % sign}\c{%\{1\}1}, which will separate the first
2274 \c{1} (giving the number of the macro parameter) from the second
2275 (literal text to be concatenated to the parameter).
2276
2277 This concatenation can also be applied to other preprocessor in-line
2278 objects, such as macro-local labels (\k{maclocal}) and context-local
2279 labels (\k{ctxlocal}). In all cases, ambiguities in syntax can be
2280 resolved by enclosing everything after the \c{%} sign and before the
2281 literal text in braces: so \c{%\{%foo\}bar} concatenates the text
2282 \c{bar} to the end of the real name of the macro-local label
2283 \c{%%foo}. (This is unnecessary, since the form NASM uses for the
2284 real names of macro-local labels means that the two usages
2285 \c{%\{%foo\}bar} and \c{%%foobar} would both expand to the same
2286 thing anyway; nevertheless, the capability is there.)
2287
2288
2289 \S{mlmaccc} \i{Condition Codes as Macro Parameters}
2290
2291 NASM can give special treatment to a macro parameter which contains
2292 a condition code. For a start, you can refer to the macro parameter
2293 \c{%1} by means of the alternative syntax \i\c{%+1}, which informs
2294 NASM that this macro parameter is supposed to contain a condition
2295 code, and will cause the preprocessor to report an error message if
2296 the macro is called with a parameter which is \e{not} a valid
2297 condition code.
2298
2299 Far more usefully, though, you can refer to the macro parameter by
2300 means of \i\c{%-1}, which NASM will expand as the \e{inverse}
2301 condition code. So the \c{retz} macro defined in \k{maclocal} can be
2302 replaced by a general \i{conditional-return macro} like this:
2303
2304 \c %macro  retc 1
2305 \c
2306 \c         j%-1    %%skip
2307 \c         ret
2308 \c   %%skip:
2309 \c
2310 \c %endmacro
2311
2312 This macro can now be invoked using calls like \c{retc ne}, which
2313 will cause the conditional-jump instruction in the macro expansion
2314 to come out as \c{JE}, or \c{retc po} which will make the jump a
2315 \c{JPE}.
2316
2317 The \c{%+1} macro-parameter reference is quite happy to interpret
2318 the arguments \c{CXZ} and \c{ECXZ} as valid condition codes;
2319 however, \c{%-1} will report an error if passed either of these,
2320 because no inverse condition code exists.
2321
2322
2323 \S{nolist} \i{Disabling Listing Expansion}\I\c{.nolist}
2324
2325 When NASM is generating a listing file from your program, it will
2326 generally expand multi-line macros by means of writing the macro
2327 call and then listing each line of the expansion. This allows you to
2328 see which instructions in the macro expansion are generating what
2329 code; however, for some macros this clutters the listing up
2330 unnecessarily.
2331
2332 NASM therefore provides the \c{.nolist} qualifier, which you can
2333 include in a macro definition to inhibit the expansion of the macro
2334 in the listing file. The \c{.nolist} qualifier comes directly after
2335 the number of parameters, like this:
2336
2337 \c %macro foo 1.nolist
2338
2339 Or like this:
2340
2341 \c %macro bar 1-5+.nolist a,b,c,d,e,f,g,h
2342
2343 \H{condasm} \i{Conditional Assembly}\I\c{%if}
2344
2345 Similarly to the C preprocessor, NASM allows sections of a source
2346 file to be assembled only if certain conditions are met. The general
2347 syntax of this feature looks like this:
2348
2349 \c %if<condition>
2350 \c     ; some code which only appears if <condition> is met
2351 \c %elif<condition2>
2352 \c     ; only appears if <condition> is not met but <condition2> is
2353 \c %else
2354 \c     ; this appears if neither <condition> nor <condition2> was met
2355 \c %endif
2356
2357 The \i\c{%else} clause is optional, as is the \i\c{%elif} clause.
2358 You can have more than one \c{%elif} clause as well.
2359
2360
2361 \S{ifdef} \i\c{%ifdef}: Testing Single-Line Macro Existence\I{testing,
2362 single-line macro existence}
2363
2364 Beginning a conditional-assembly block with the line \c{%ifdef
2365 MACRO} will assemble the subsequent code if, and only if, a
2366 single-line macro called \c{MACRO} is defined. If not, then the
2367 \c{%elif} and \c{%else} blocks (if any) will be processed instead.
2368
2369 For example, when debugging a program, you might want to write code
2370 such as
2371
2372 \c           ; perform some function
2373 \c %ifdef DEBUG
2374 \c           writefile 2,"Function performed successfully",13,10
2375 \c %endif
2376 \c           ; go and do something else
2377
2378 Then you could use the command-line option \c{-dDEBUG} to create a
2379 version of the program which produced debugging messages, and remove
2380 the option to generate the final release version of the program.
2381
2382 You can test for a macro \e{not} being defined by using
2383 \i\c{%ifndef} instead of \c{%ifdef}. You can also test for macro
2384 definitions in \c{%elif} blocks by using \i\c{%elifdef} and
2385 \i\c{%elifndef}.
2386
2387
2388 \S{ifmacro} \i\c{ifmacro}: Testing Multi-Line Macro
2389 Existence\I{testing, multi-line macro existence}
2390
2391 The \c{%ifmacro} directive operates in the same way as the \c{%ifdef}
2392 directive, except that it checks for the existence of a multi-line macro.
2393
2394 For example, you may be working with a large project and not have control
2395 over the macros in a library. You may want to create a macro with one
2396 name if it doesn't already exist, and another name if one with that name
2397 does exist.
2398
2399 The \c{%ifmacro} is considered true if defining a macro with the given name
2400 and number of arguments would cause a definitions conflict. For example:
2401
2402 \c %ifmacro MyMacro 1-3
2403 \c
2404 \c      %error "MyMacro 1-3" causes a conflict with an existing macro.
2405 \c
2406 \c %else
2407 \c
2408 \c      %macro MyMacro 1-3
2409 \c
2410 \c              ; insert code to define the macro
2411 \c
2412 \c      %endmacro
2413 \c
2414 \c %endif
2415
2416 This will create the macro "MyMacro 1-3" if no macro already exists which
2417 would conflict with it, and emits a warning if there would be a definition
2418 conflict.
2419
2420 You can test for the macro not existing by using the \i\c{%ifnmacro} instead
2421 of \c{%ifmacro}. Additional tests can be performed in \c{%elif} blocks by using
2422 \i\c{%elifmacro} and \i\c{%elifnmacro}.
2423
2424
2425 \S{ifctx} \i\c{%ifctx}: Testing the Context Stack\I{testing, context
2426 stack}
2427
2428 The conditional-assembly construct \c{%ifctx ctxname} will cause the
2429 subsequent code to be assembled if and only if the top context on
2430 the preprocessor's context stack has the name \c{ctxname}. As with
2431 \c{%ifdef}, the inverse and \c{%elif} forms \i\c{%ifnctx},
2432 \i\c{%elifctx} and \i\c{%elifnctx} are also supported.
2433
2434 For more details of the context stack, see \k{ctxstack}. For a
2435 sample use of \c{%ifctx}, see \k{blockif}.
2436
2437
2438 \S{if} \i\c{%if}: Testing Arbitrary Numeric Expressions\I{testing,
2439 arbitrary numeric expressions}
2440
2441 The conditional-assembly construct \c{%if expr} will cause the
2442 subsequent code to be assembled if and only if the value of the
2443 numeric expression \c{expr} is non-zero. An example of the use of
2444 this feature is in deciding when to break out of a \c{%rep}
2445 preprocessor loop: see \k{rep} for a detailed example.
2446
2447 The expression given to \c{%if}, and its counterpart \i\c{%elif}, is
2448 a critical expression (see \k{crit}).
2449
2450 \c{%if} extends the normal NASM expression syntax, by providing a
2451 set of \i{relational operators} which are not normally available in
2452 expressions. The operators \i\c{=}, \i\c{<}, \i\c{>}, \i\c{<=},
2453 \i\c{>=} and \i\c{<>} test equality, less-than, greater-than,
2454 less-or-equal, greater-or-equal and not-equal respectively. The
2455 C-like forms \i\c{==} and \i\c{!=} are supported as alternative
2456 forms of \c{=} and \c{<>}. In addition, low-priority logical
2457 operators \i\c{&&}, \i\c{^^} and \i\c{||} are provided, supplying
2458 \i{logical AND}, \i{logical XOR} and \i{logical OR}. These work like
2459 the C logical operators (although C has no logical XOR), in that
2460 they always return either 0 or 1, and treat any non-zero input as 1
2461 (so that \c{^^}, for example, returns 1 if exactly one of its inputs
2462 is zero, and 0 otherwise). The relational operators also return 1
2463 for true and 0 for false.
2464
2465
2466 \S{ifidn} \i\c{%ifidn} and \i\c{%ifidni}: Testing Exact Text
2467 Identity\I{testing, exact text identity}
2468
2469 The construct \c{%ifidn text1,text2} will cause the subsequent code
2470 to be assembled if and only if \c{text1} and \c{text2}, after
2471 expanding single-line macros, are identical pieces of text.
2472 Differences in white space are not counted.
2473
2474 \c{%ifidni} is similar to \c{%ifidn}, but is \i{case-insensitive}.
2475
2476 For example, the following macro pushes a register or number on the
2477 stack, and allows you to treat \c{IP} as a real register:
2478
2479 \c %macro  pushparam 1
2480 \c
2481 \c   %ifidni %1,ip
2482 \c         call    %%label
2483 \c   %%label:
2484 \c   %else
2485 \c         push    %1
2486 \c   %endif
2487 \c
2488 \c %endmacro
2489
2490 Like most other \c{%if} constructs, \c{%ifidn} has a counterpart
2491 \i\c{%elifidn}, and negative forms \i\c{%ifnidn} and \i\c{%elifnidn}.
2492 Similarly, \c{%ifidni} has counterparts \i\c{%elifidni},
2493 \i\c{%ifnidni} and \i\c{%elifnidni}.
2494
2495
2496 \S{iftyp} \i\c{%ifid}, \i\c{%ifnum}, \i\c{%ifstr}: Testing Token
2497 Types\I{testing, token types}
2498
2499 Some macros will want to perform different tasks depending on
2500 whether they are passed a number, a string, or an identifier. For
2501 example, a string output macro might want to be able to cope with
2502 being passed either a string constant or a pointer to an existing
2503 string.
2504
2505 The conditional assembly construct \c{%ifid}, taking one parameter
2506 (which may be blank), assembles the subsequent code if and only if
2507 the first token in the parameter exists and is an identifier.
2508 \c{%ifnum} works similarly, but tests for the token being a numeric
2509 constant; \c{%ifstr} tests for it being a string.
2510
2511 For example, the \c{writefile} macro defined in \k{mlmacgre} can be
2512 extended to take advantage of \c{%ifstr} in the following fashion:
2513
2514 \c %macro writefile 2-3+
2515 \c
2516 \c   %ifstr %2
2517 \c         jmp     %%endstr
2518 \c     %if %0 = 3
2519 \c       %%str:    db      %2,%3
2520 \c     %else
2521 \c       %%str:    db      %2
2522 \c     %endif
2523 \c       %%endstr: mov     dx,%%str
2524 \c                 mov     cx,%%endstr-%%str
2525 \c   %else
2526 \c                 mov     dx,%2
2527 \c                 mov     cx,%3
2528 \c   %endif
2529 \c                 mov     bx,%1
2530 \c                 mov     ah,0x40
2531 \c                 int     0x21
2532 \c
2533 \c %endmacro
2534
2535 Then the \c{writefile} macro can cope with being called in either of
2536 the following two ways:
2537
2538 \c         writefile [file], strpointer, length
2539 \c         writefile [file], "hello", 13, 10
2540
2541 In the first, \c{strpointer} is used as the address of an
2542 already-declared string, and \c{length} is used as its length; in
2543 the second, a string is given to the macro, which therefore declares
2544 it itself and works out the address and length for itself.
2545
2546 Note the use of \c{%if} inside the \c{%ifstr}: this is to detect
2547 whether the macro was passed two arguments (so the string would be a
2548 single string constant, and \c{db %2} would be adequate) or more (in
2549 which case, all but the first two would be lumped together into
2550 \c{%3}, and \c{db %2,%3} would be required).
2551
2552 \I\c{%ifnid}\I\c{%elifid}\I\c{%elifnid}\I\c{%ifnnum}\I\c{%elifnum}
2553 \I\c{%elifnnum}\I\c{%ifnstr}\I\c{%elifstr}\I\c{%elifnstr}
2554 The usual \c{%elifXXX}, \c{%ifnXXX} and \c{%elifnXXX} versions exist
2555 for each of \c{%ifid}, \c{%ifnum} and \c{%ifstr}.
2556
2557
2558 \S{pperror} \i\c{%error}: Reporting \i{User-Defined Errors}
2559
2560 The preprocessor directive \c{%error} will cause NASM to report an
2561 error if it occurs in assembled code. So if other users are going to
2562 try to assemble your source files, you can ensure that they define
2563 the right macros by means of code like this:
2564
2565 \c %ifdef SOME_MACRO
2566 \c     ; do some setup
2567 \c %elifdef SOME_OTHER_MACRO
2568 \c     ; do some different setup
2569 \c %else
2570 \c     %error Neither SOME_MACRO nor SOME_OTHER_MACRO was defined.
2571 \c %endif
2572
2573 Then any user who fails to understand the way your code is supposed
2574 to be assembled will be quickly warned of their mistake, rather than
2575 having to wait until the program crashes on being run and then not
2576 knowing what went wrong.
2577
2578
2579 \H{rep} \i{Preprocessor Loops}\I{repeating code}: \i\c{%rep}
2580
2581 NASM's \c{TIMES} prefix, though useful, cannot be used to invoke a
2582 multi-line macro multiple times, because it is processed by NASM
2583 after macros have already been expanded. Therefore NASM provides
2584 another form of loop, this time at the preprocessor level: \c{%rep}.
2585
2586 The directives \c{%rep} and \i\c{%endrep} (\c{%rep} takes a numeric
2587 argument, which can be an expression; \c{%endrep} takes no
2588 arguments) can be used to enclose a chunk of code, which is then
2589 replicated as many times as specified by the preprocessor:
2590
2591 \c %assign i 0
2592 \c %rep    64
2593 \c         inc     word [table+2*i]
2594 \c %assign i i+1
2595 \c %endrep
2596
2597 This will generate a sequence of 64 \c{INC} instructions,
2598 incrementing every word of memory from \c{[table]} to
2599 \c{[table+126]}.
2600
2601 For more complex termination conditions, or to break out of a repeat
2602 loop part way along, you can use the \i\c{%exitrep} directive to
2603 terminate the loop, like this:
2604
2605 \c fibonacci:
2606 \c %assign i 0
2607 \c %assign j 1
2608 \c %rep 100
2609 \c %if j > 65535
2610 \c     %exitrep
2611 \c %endif
2612 \c         dw j
2613 \c %assign k j+i
2614 \c %assign i j
2615 \c %assign j k
2616 \c %endrep
2617 \c
2618 \c fib_number equ ($-fibonacci)/2
2619
2620 This produces a list of all the Fibonacci numbers that will fit in
2621 16 bits. Note that a maximum repeat count must still be given to
2622 \c{%rep}. This is to prevent the possibility of NASM getting into an
2623 infinite loop in the preprocessor, which (on multitasking or
2624 multi-user systems) would typically cause all the system memory to
2625 be gradually used up and other applications to start crashing.
2626
2627
2628 \H{include} \i{Including Other Files}
2629
2630 Using, once again, a very similar syntax to the C preprocessor,
2631 NASM's preprocessor lets you include other source files into your
2632 code. This is done by the use of the \i\c{%include} directive:
2633
2634 \c %include "macros.mac"
2635
2636 will include the contents of the file \c{macros.mac} into the source
2637 file containing the \c{%include} directive.
2638
2639 Include files are \I{searching for include files}searched for in the
2640 current directory (the directory you're in when you run NASM, as
2641 opposed to the location of the NASM executable or the location of
2642 the source file), plus any directories specified on the NASM command
2643 line using the \c{-i} option.
2644
2645 The standard C idiom for preventing a file being included more than
2646 once is just as applicable in NASM: if the file \c{macros.mac} has
2647 the form
2648
2649 \c %ifndef MACROS_MAC
2650 \c     %define MACROS_MAC
2651 \c     ; now define some macros
2652 \c %endif
2653
2654 then including the file more than once will not cause errors,
2655 because the second time the file is included nothing will happen
2656 because the macro \c{MACROS_MAC} will already be defined.
2657
2658 You can force a file to be included even if there is no \c{%include}
2659 directive that explicitly includes it, by using the \i\c{-p} option
2660 on the NASM command line (see \k{opt-p}).
2661
2662
2663 \H{ctxstack} The \i{Context Stack}
2664
2665 Having labels that are local to a macro definition is sometimes not
2666 quite powerful enough: sometimes you want to be able to share labels
2667 between several macro calls. An example might be a \c{REPEAT} ...
2668 \c{UNTIL} loop, in which the expansion of the \c{REPEAT} macro
2669 would need to be able to refer to a label which the \c{UNTIL} macro
2670 had defined. However, for such a macro you would also want to be
2671 able to nest these loops.
2672
2673 NASM provides this level of power by means of a \e{context stack}.
2674 The preprocessor maintains a stack of \e{contexts}, each of which is
2675 characterised by a name. You add a new context to the stack using
2676 the \i\c{%push} directive, and remove one using \i\c{%pop}. You can
2677 define labels that are local to a particular context on the stack.
2678
2679
2680 \S{pushpop} \i\c{%push} and \i\c{%pop}: \I{creating
2681 contexts}\I{removing contexts}Creating and Removing Contexts
2682
2683 The \c{%push} directive is used to create a new context and place it
2684 on the top of the context stack. \c{%push} requires one argument,
2685 which is the name of the context. For example:
2686
2687 \c %push    foobar
2688
2689 This pushes a new context called \c{foobar} on the stack. You can
2690 have several contexts on the stack with the same name: they can
2691 still be distinguished.
2692
2693 The directive \c{%pop}, requiring no arguments, removes the top
2694 context from the context stack and destroys it, along with any
2695 labels associated with it.
2696
2697
2698 \S{ctxlocal} \i{Context-Local Labels}
2699
2700 Just as the usage \c{%%foo} defines a label which is local to the
2701 particular macro call in which it is used, the usage \I{%$}\c{%$foo}
2702 is used to define a label which is local to the context on the top
2703 of the context stack. So the \c{REPEAT} and \c{UNTIL} example given
2704 above could be implemented by means of:
2705
2706 \c %macro repeat 0
2707 \c
2708 \c     %push   repeat
2709 \c     %$begin:
2710 \c
2711 \c %endmacro
2712 \c
2713 \c %macro until 1
2714 \c
2715 \c         j%-1    %$begin
2716 \c     %pop
2717 \c
2718 \c %endmacro
2719
2720 and invoked by means of, for example,
2721
2722 \c         mov     cx,string
2723 \c         repeat
2724 \c         add     cx,3
2725 \c         scasb
2726 \c         until   e
2727
2728 which would scan every fourth byte of a string in search of the byte
2729 in \c{AL}.
2730
2731 If you need to define, or access, labels local to the context
2732 \e{below} the top one on the stack, you can use \I{%$$}\c{%$$foo}, or
2733 \c{%$$$foo} for the context below that, and so on.
2734
2735
2736 \S{ctxdefine} \i{Context-Local Single-Line Macros}
2737
2738 NASM also allows you to define single-line macros which are local to
2739 a particular context, in just the same way:
2740
2741 \c %define %$localmac 3
2742
2743 will define the single-line macro \c{%$localmac} to be local to the
2744 top context on the stack. Of course, after a subsequent \c{%push},
2745 it can then still be accessed by the name \c{%$$localmac}.
2746
2747
2748 \S{ctxrepl} \i\c{%repl}: \I{renaming contexts}Renaming a Context
2749
2750 If you need to change the name of the top context on the stack (in
2751 order, for example, to have it respond differently to \c{%ifctx}),
2752 you can execute a \c{%pop} followed by a \c{%push}; but this will
2753 have the side effect of destroying all context-local labels and
2754 macros associated with the context that was just popped.
2755
2756 NASM provides the directive \c{%repl}, which \e{replaces} a context
2757 with a different name, without touching the associated macros and
2758 labels. So you could replace the destructive code
2759
2760 \c %pop
2761 \c %push   newname
2762
2763 with the non-destructive version \c{%repl newname}.
2764
2765
2766 \S{blockif} Example Use of the \i{Context Stack}: \i{Block IFs}
2767
2768 This example makes use of almost all the context-stack features,
2769 including the conditional-assembly construct \i\c{%ifctx}, to
2770 implement a block IF statement as a set of macros.
2771
2772 \c %macro if 1
2773 \c
2774 \c     %push if
2775 \c     j%-1  %$ifnot
2776 \c
2777 \c %endmacro
2778 \c
2779 \c %macro else 0
2780 \c
2781 \c   %ifctx if
2782 \c         %repl   else
2783 \c         jmp     %$ifend
2784 \c         %$ifnot:
2785 \c   %else
2786 \c         %error  "expected `if' before `else'"
2787 \c   %endif
2788 \c
2789 \c %endmacro
2790 \c
2791 \c %macro endif 0
2792 \c
2793 \c   %ifctx if
2794 \c         %$ifnot:
2795 \c         %pop
2796 \c   %elifctx      else
2797 \c         %$ifend:
2798 \c         %pop
2799 \c   %else
2800 \c         %error  "expected `if' or `else' before `endif'"
2801 \c   %endif
2802 \c
2803 \c %endmacro
2804
2805 This code is more robust than the \c{REPEAT} and \c{UNTIL} macros
2806 given in \k{ctxlocal}, because it uses conditional assembly to check
2807 that the macros are issued in the right order (for example, not
2808 calling \c{endif} before \c{if}) and issues a \c{%error} if they're
2809 not.
2810
2811 In addition, the \c{endif} macro has to be able to cope with the two
2812 distinct cases of either directly following an \c{if}, or following
2813 an \c{else}. It achieves this, again, by using conditional assembly
2814 to do different things depending on whether the context on top of
2815 the stack is \c{if} or \c{else}.
2816
2817 The \c{else} macro has to preserve the context on the stack, in
2818 order to have the \c{%$ifnot} referred to by the \c{if} macro be the
2819 same as the one defined by the \c{endif} macro, but has to change
2820 the context's name so that \c{endif} will know there was an
2821 intervening \c{else}. It does this by the use of \c{%repl}.
2822
2823 A sample usage of these macros might look like:
2824
2825 \c         cmp     ax,bx
2826 \c
2827 \c         if ae
2828 \c                cmp     bx,cx
2829 \c
2830 \c                if ae
2831 \c                        mov     ax,cx
2832 \c                else
2833 \c                        mov     ax,bx
2834 \c                endif
2835 \c
2836 \c         else
2837 \c                cmp     ax,cx
2838 \c
2839 \c                if ae
2840 \c                        mov     ax,cx
2841 \c                endif
2842 \c
2843 \c         endif
2844
2845 The block-\c{IF} macros handle nesting quite happily, by means of
2846 pushing another context, describing the inner \c{if}, on top of the
2847 one describing the outer \c{if}; thus \c{else} and \c{endif} always
2848 refer to the last unmatched \c{if} or \c{else}.
2849
2850
2851 \H{stdmac} \i{Standard Macros}
2852
2853 NASM defines a set of standard macros, which are already defined
2854 when it starts to process any source file. If you really need a
2855 program to be assembled with no pre-defined macros, you can use the
2856 \i\c{%clear} directive to empty the preprocessor of everything.
2857
2858 Most \i{user-level assembler directives} (see \k{directive}) are
2859 implemented as macros which invoke primitive directives; these are
2860 described in \k{directive}. The rest of the standard macro set is
2861 described here.
2862
2863
2864 \S{stdmacver} \i\c{__NASM_MAJOR__}, \i\c{__NASM_MINOR__},
2865 \i\c{__NASM_SUBMINOR__} and \i\c{___NASM_PATCHLEVEL__}: \i{NASM Version}
2866
2867 The single-line macros \c{__NASM_MAJOR__}, \c{__NASM_MINOR__},
2868 \c{__NASM_SUBMINOR__} and \c{___NASM_PATCHLEVEL__} expand to the
2869 major, minor, subminor and patch level parts of the \i{version
2870 number of NASM} being used. So, under NASM 0.98.32p1 for
2871 example, \c{__NASM_MAJOR__} would be defined to be 0, \c{__NASM_MINOR__}
2872 would be defined as 98, \c{__NASM_SUBMINOR__} would be defined to 32,
2873 and \c{___NASM_PATCHLEVEL__} would be defined as 1.
2874
2875
2876 \S{stdmacverid} \i\c{__NASM_VERSION_ID__}: \i{NASM Version ID}
2877
2878 The single-line macro \c{__NASM_VERSION_ID__} expands to a dword integer
2879 representing the full version number of the version of nasm being used.
2880 The value is the equivalent to \c{__NASM_MAJOR__}, \c{__NASM_MINOR__},
2881 \c{__NASM_SUBMINOR__} and \c{___NASM_PATCHLEVEL__} concatenated to
2882 produce a single doubleword. Hence, for 0.98.32p1, the returned number
2883 would be equivalent to:
2884
2885 \c         dd      0x00622001
2886
2887 or
2888
2889 \c         db      1,32,98,0
2890
2891 Note that the above lines are generate exactly the same code, the second
2892 line is used just to give an indication of the order that the separate
2893 values will be present in memory.
2894
2895
2896 \S{stdmacverstr} \i\c{__NASM_VER__}: \i{NASM Version string}
2897
2898 The single-line macro \c{__NASM_VER__} expands to a string which defines
2899 the version number of nasm being used. So, under NASM 0.98.32 for example,
2900
2901 \c         db      __NASM_VER__
2902
2903 would expand to
2904
2905 \c         db      "0.98.32"
2906
2907
2908 \S{fileline} \i\c{__FILE__} and \i\c{__LINE__}: File Name and Line Number
2909
2910 Like the C preprocessor, NASM allows the user to find out the file
2911 name and line number containing the current instruction. The macro
2912 \c{__FILE__} expands to a string constant giving the name of the
2913 current input file (which may change through the course of assembly
2914 if \c{%include} directives are used), and \c{__LINE__} expands to a
2915 numeric constant giving the current line number in the input file.
2916
2917 These macros could be used, for example, to communicate debugging
2918 information to a macro, since invoking \c{__LINE__} inside a macro
2919 definition (either single-line or multi-line) will return the line
2920 number of the macro \e{call}, rather than \e{definition}. So to
2921 determine where in a piece of code a crash is occurring, for
2922 example, one could write a routine \c{stillhere}, which is passed a
2923 line number in \c{EAX} and outputs something like `line 155: still
2924 here'. You could then write a macro
2925
2926 \c %macro  notdeadyet 0
2927 \c
2928 \c         push    eax
2929 \c         mov     eax,__LINE__
2930 \c         call    stillhere
2931 \c         pop     eax
2932 \c
2933 \c %endmacro
2934
2935 and then pepper your code with calls to \c{notdeadyet} until you
2936 find the crash point.
2937
2938
2939 \S{struc} \i\c{STRUC} and \i\c{ENDSTRUC}: \i{Declaring Structure} Data Types
2940
2941 The core of NASM contains no intrinsic means of defining data
2942 structures; instead, the preprocessor is sufficiently powerful that
2943 data structures can be implemented as a set of macros. The macros
2944 \c{STRUC} and \c{ENDSTRUC} are used to define a structure data type.
2945
2946 \c{STRUC} takes one parameter, which is the name of the data type.
2947 This name is defined as a symbol with the value zero, and also has
2948 the suffix \c{_size} appended to it and is then defined as an
2949 \c{EQU} giving the size of the structure. Once \c{STRUC} has been
2950 issued, you are defining the structure, and should define fields
2951 using the \c{RESB} family of pseudo-instructions, and then invoke
2952 \c{ENDSTRUC} to finish the definition.
2953
2954 For example, to define a structure called \c{mytype} containing a
2955 longword, a word, a byte and a string of bytes, you might code
2956
2957 \c struc   mytype
2958 \c
2959 \c   mt_long:      resd    1
2960 \c   mt_word:      resw    1
2961 \c   mt_byte:      resb    1
2962 \c   mt_str:       resb    32
2963 \c
2964 \c endstruc
2965
2966 The above code defines six symbols: \c{mt_long} as 0 (the offset
2967 from the beginning of a \c{mytype} structure to the longword field),
2968 \c{mt_word} as 4, \c{mt_byte} as 6, \c{mt_str} as 7, \c{mytype_size}
2969 as 39, and \c{mytype} itself as zero.
2970
2971 The reason why the structure type name is defined at zero is a side
2972 effect of allowing structures to work with the local label
2973 mechanism: if your structure members tend to have the same names in
2974 more than one structure, you can define the above structure like this:
2975
2976 \c struc mytype
2977 \c
2978 \c   .long:        resd    1
2979 \c   .word:        resw    1
2980 \c   .byte:        resb    1
2981 \c   .str:         resb    32
2982 \c
2983 \c endstruc
2984
2985 This defines the offsets to the structure fields as \c{mytype.long},
2986 \c{mytype.word}, \c{mytype.byte} and \c{mytype.str}.
2987
2988 NASM, since it has no \e{intrinsic} structure support, does not
2989 support any form of period notation to refer to the elements of a
2990 structure once you have one (except the above local-label notation),
2991 so code such as \c{mov ax,[mystruc.mt_word]} is not valid.
2992 \c{mt_word} is a constant just like any other constant, so the
2993 correct syntax is \c{mov ax,[mystruc+mt_word]} or \c{mov
2994 ax,[mystruc+mytype.word]}.
2995
2996
2997 \S{istruc} \i\c{ISTRUC}, \i\c{AT} and \i\c{IEND}: Declaring
2998 \i{Instances of Structures}
2999
3000 Having defined a structure type, the next thing you typically want
3001 to do is to declare instances of that structure in your data
3002 segment. NASM provides an easy way to do this in the \c{ISTRUC}
3003 mechanism. To declare a structure of type \c{mytype} in a program,
3004 you code something like this:
3005
3006 \c mystruc:
3007 \c     istruc mytype
3008 \c
3009 \c         at mt_long, dd      123456
3010 \c         at mt_word, dw      1024
3011 \c         at mt_byte, db      'x'
3012 \c         at mt_str,  db      'hello, world', 13, 10, 0
3013 \c
3014 \c     iend
3015
3016 The function of the \c{AT} macro is to make use of the \c{TIMES}
3017 prefix to advance the assembly position to the correct point for the
3018 specified structure field, and then to declare the specified data.
3019 Therefore the structure fields must be declared in the same order as
3020 they were specified in the structure definition.
3021
3022 If the data to go in a structure field requires more than one source
3023 line to specify, the remaining source lines can easily come after
3024 the \c{AT} line. For example:
3025
3026 \c         at mt_str,  db      123,134,145,156,167,178,189
3027 \c                     db      190,100,0
3028
3029 Depending on personal taste, you can also omit the code part of the
3030 \c{AT} line completely, and start the structure field on the next
3031 line:
3032
3033 \c         at mt_str
3034 \c                 db      'hello, world'
3035 \c                 db      13,10,0
3036
3037
3038 \S{align} \i\c{ALIGN} and \i\c{ALIGNB}: Data Alignment
3039
3040 The \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} macros provides a convenient way to
3041 align code or data on a word, longword, paragraph or other boundary.
3042 (Some assemblers call this directive \i\c{EVEN}.) The syntax of the
3043 \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} macros is
3044
3045 \c         align   4               ; align on 4-byte boundary
3046 \c         align   16              ; align on 16-byte boundary
3047 \c         align   8,db 0          ; pad with 0s rather than NOPs
3048 \c         align   4,resb 1        ; align to 4 in the BSS
3049 \c         alignb  4               ; equivalent to previous line
3050
3051 Both macros require their first argument to be a power of two; they
3052 both compute the number of additional bytes required to bring the
3053 length of the current section up to a multiple of that power of two,
3054 and then apply the \c{TIMES} prefix to their second argument to
3055 perform the alignment.
3056
3057 If the second argument is not specified, the default for \c{ALIGN}
3058 is \c{NOP}, and the default for \c{ALIGNB} is \c{RESB 1}. So if the
3059 second argument is specified, the two macros are equivalent.
3060 Normally, you can just use \c{ALIGN} in code and data sections and
3061 \c{ALIGNB} in BSS sections, and never need the second argument
3062 except for special purposes.
3063
3064 \c{ALIGN} and \c{ALIGNB}, being simple macros, perform no error
3065 checking: they cannot warn you if their first argument fails to be a
3066 power of two, or if their second argument generates more than one
3067 byte of code. In each of these cases they will silently do the wrong
3068 thing.
3069
3070 \c{ALIGNB} (or \c{ALIGN} with a second argument of \c{RESB 1}) can
3071 be used within structure definitions:
3072
3073 \c struc mytype2
3074 \c
3075 \c   mt_byte:
3076 \c         resb 1
3077 \c         alignb 2
3078 \c   mt_word:
3079 \c         resw 1
3080 \c         alignb 4
3081 \c   mt_long:
3082 \c         resd 1
3083 \c   mt_str:
3084 \c         resb 32
3085 \c
3086 \c endstruc
3087
3088 This will ensure that the structure members are sensibly aligned
3089 relative to the base of the structure.
3090
3091 A final caveat: \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} work relative to the
3092 beginning of the \e{section}, not the beginning of the address space
3093 in the final executable. Aligning to a 16-byte boundary when the
3094 section you're in is only guaranteed to be aligned to a 4-byte
3095 boundary, for example, is a waste of effort. Again, NASM does not
3096 check that the section's alignment characteristics are sensible for
3097 the use of \c{ALIGN} or \c{ALIGNB}.
3098
3099
3100 \H{tasmcompat} \i{TASM Compatible Preprocessor Directives}
3101
3102 The following preprocessor directives may only be used when TASM
3103 compatibility is turned on using the \c{-t} command line switch
3104 (This switch is described in \k{opt-t}.)
3105
3106 \b\c{%arg}  (see \k{arg})
3107
3108 \b\c{%stacksize}  (see \k{stacksize})
3109
3110 \b\c{%local}  (see \k{local})
3111
3112
3113 \S{arg} \i\c{%arg} Directive
3114
3115 The \c{%arg} directive is used to simplify the handling of
3116 parameters passed on the stack. Stack based parameter passing
3117 is used by many high level languages, including C, C++ and Pascal.
3118
3119 While NASM comes with macros which attempt to duplicate this
3120 functionality (see \k{16cmacro}), the syntax is not particularly
3121 convenient to use and is not TASM compatible. Here is an example
3122 which shows the use of \c{%arg} without any external macros:
3123
3124 \c some_function:
3125 \c
3126 \c     %push     mycontext        ; save the current context
3127 \c     %stacksize large           ; tell NASM to use bp
3128 \c     %arg      i:word, j_ptr:word
3129 \c
3130 \c         mov     ax,[i]
3131 \c         mov     bx,[j_ptr]
3132 \c         add     ax,[bx]
3133 \c         ret
3134 \c
3135 \c     %pop                       ; restore original context
3136
3137 This is similar to the procedure defined in \k{16cmacro} and adds
3138 the value in i to the value pointed to by j_ptr and returns the
3139 sum in the ax register. See \k{pushpop} for an explanation of
3140 \c{push} and \c{pop} and the use of context stacks.
3141
3142
3143 \S{stacksize} \i\c{%stacksize} Directive
3144
3145 The \c{%stacksize} directive is used in conjunction with the
3146 \c{%arg} (see \k{arg}) and the \c{%local} (see \k{local}) directives.
3147 It tells NASM the default size to use for subsequent \c{%arg} and
3148 \c{%local} directives. The \c{%stacksize} directive takes one
3149 required argument which is one of \c{flat}, \c{large} or \c{small}.
3150
3151 \c %stacksize flat
3152
3153 This form causes NASM to use stack-based parameter addressing
3154 relative to \c{ebp} and it assumes that a near form of call was used
3155 to get to this label (i.e. that \c{eip} is on the stack).
3156
3157 \c %stacksize large
3158
3159 This form uses \c{bp} to do stack-based parameter addressing and
3160 assumes that a far form of call was used to get to this address
3161 (i.e. that \c{ip} and \c{cs} are on the stack).
3162
3163 \c %stacksize small
3164
3165 This form also uses \c{bp} to address stack parameters, but it is
3166 different from \c{large} because it also assumes that the old value
3167 of bp is pushed onto the stack (i.e. it expects an \c{ENTER}
3168 instruction). In other words, it expects that \c{bp}, \c{ip} and
3169 \c{cs} are on the top of the stack, underneath any local space which
3170 may have been allocated by \c{ENTER}. This form is probably most
3171 useful when used in combination with the \c{%local} directive
3172 (see \k{local}).
3173
3174
3175 \S{local} \i\c{%local} Directive
3176
3177 The \c{%local} directive is used to simplify the use of local
3178 temporary stack variables allocated in a stack frame. Automatic
3179 local variables in C are an example of this kind of variable. The
3180 \c{%local} directive is most useful when used with the \c{%stacksize}
3181 (see \k{stacksize} and is also compatible with the \c{%arg} directive
3182 (see \k{arg}). It allows simplified reference to variables on the
3183 stack which have been allocated typically by using the \c{ENTER}
3184 instruction (see \k{insENTER} for a description of that instruction).
3185 An example of its use is the following:
3186
3187 \c silly_swap:
3188 \c
3189 \c     %push mycontext             ; save the current context
3190 \c     %stacksize small            ; tell NASM to use bp
3191 \c     %assign %$localsize 0       ; see text for explanation
3192 \c     %local old_ax:word, old_dx:word
3193 \c
3194 \c         enter   %$localsize,0   ; see text for explanation
3195 \c         mov     [old_ax],ax     ; swap ax & bx
3196 \c         mov     [old_dx],dx     ; and swap dx & cx
3197 \c         mov     ax,bx
3198 \c         mov     dx,cx
3199 \c         mov     bx,[old_ax]
3200 \c         mov     cx,[old_dx]
3201 \c         leave                   ; restore old bp
3202 \c         ret                     ;
3203 \c
3204 \c     %pop                        ; restore original context
3205
3206 The \c{%$localsize} variable is used internally by the
3207 \c{%local} directive and \e{must} be defined within the
3208 current context before the \c{%local} directive may be used.
3209 Failure to do so will result in one expression syntax error for
3210 each \c{%local} variable declared. It then may be used in
3211 the construction of an appropriately sized ENTER instruction
3212 as shown in the example.
3213
3214 \H{otherpreproc} \i{Other Preprocessor Directives}
3215
3216 NASM also has preprocessor directives which allow access to
3217 information from external sources. Currently they include:
3218
3219 The following preprocessor directive is supported to allow NASM to
3220 correctly handle output of the cpp C language preprocessor.
3221
3222 \b\c{%line} enables NAsM to correctly handle the output of the cpp
3223 C language preprocessor (see \k{line}).
3224
3225 \b\c{%!} enables NASM to read in the value of an environment variable,
3226 which can then be used in your program (see \k{getenv}).
3227
3228 \S{line} \i\c{%line} Directive
3229
3230 The \c{%line} directive is used to notify NASM that the input line
3231 corresponds to a specific line number in another file.  Typically
3232 this other file would be an original source file, with the current
3233 NASM input being the output of a pre-processor.  The \c{%line}
3234 directive allows NASM to output messages which indicate the line
3235 number of the original source file, instead of the file that is being
3236 read by NASM.
3237
3238 This preprocessor directive is not generally of use to programmers,
3239 by may be of interest to preprocessor authors.  The usage of the
3240 \c{%line} preprocessor directive is as follows:
3241
3242 \c %line nnn[+mmm] [filename]
3243
3244 In this directive, \c{nnn} indentifies the line of the original source
3245 file which this line corresponds to.  \c{mmm} is an optional parameter
3246 which specifies a line increment value; each line of the input file
3247 read in is considered to correspond to \c{mmm} lines of the original
3248 source file.  Finally, \c{filename} is an optional parameter which
3249 specifies the file name of the original source file.
3250
3251 After reading a \c{%line} preprocessor directive, NASM will report
3252 all file name and line numbers relative to the values specified
3253 therein.
3254
3255
3256 \S{getenv} \i\c{%!}\c{<env>}: Read an environment variable.
3257
3258 The \c{%!<env>} directive makes it possible to read the value of an
3259 environment variable at assembly time. This could, for example, be used
3260 to store the contents of an environment variable into a string, which
3261 could be used at some other point in your code.
3262
3263 For example, you may want to embed the path to your TEMP directory
3264 in your program. As this is usually stored in an environment variable
3265 called TEMP, this could be coded as follows:
3266
3267 \c %define TEMP    %!TEMP
3268 \c %define quote   '
3269 \c
3270 \c tmpstr  db      quote TEMP quote
3271
3272 At the time of writing, this will generate an "unterminated string"
3273 warning at the time of defining "quote", and it will add a space
3274 before and after the string that is read in. I was unable to find
3275 a simple workaround, so I believe that you will need to allow for
3276 the extra spaces if you make use of this feature in that way.
3277
3278
3279 \C{directive} \i{Assembler Directives}
3280
3281 NASM, though it attempts to avoid the bureaucracy of assemblers like
3282 MASM and TASM, is nevertheless forced to support a \e{few}
3283 directives. These are described in this chapter.
3284
3285 NASM's directives come in two types: \I{user-level
3286 directives}\e{user-level} directives and \I{primitive
3287 directives}\e{primitive} directives. Typically, each directive has a
3288 user-level form and a primitive form. In almost all cases, we
3289 recommend that users use the user-level forms of the directives,
3290 which are implemented as macros which call the primitive forms.
3291
3292 Primitive directives are enclosed in square brackets; user-level
3293 directives are not.
3294
3295 In addition to the universal directives described in this chapter,
3296 each object file format can optionally supply extra directives in
3297 order to control particular features of that file format. These
3298 \I{format-specific directives}\e{format-specific} directives are
3299 documented along with the formats that implement them, in \k{outfmt}.
3300
3301
3302 \H{bits} \i\c{BITS}: Specifying Target \i{Processor Mode}
3303
3304 The \c{BITS} directive specifies whether NASM should generate code
3305 \I{16-bit mode, versus 32-bit mode}designed to run on a processor
3306 operating in 16-bit mode, or code designed to run on a processor
3307 operating in 32-bit mode. The syntax is \c{BITS 16} or \c{BITS 32}.
3308
3309 In most cases, you should not need to use \c{BITS} explicitly. The
3310 \c{aout}, \c{coff}, \c{elf} and \c{win32} object formats, which are
3311 designed for use in 32-bit operating systems, all cause NASM to
3312 select 32-bit mode by default. The \c{obj} object format allows you
3313 to specify each segment you define as either \c{USE16} or \c{USE32},
3314 and NASM will set its operating mode accordingly, so the use of the
3315 \c{BITS} directive is once again unnecessary.
3316
3317 The most likely reason for using the \c{BITS} directive is to write
3318 32-bit code in a flat binary file; this is because the \c{bin}
3319 output format defaults to 16-bit mode in anticipation of it being
3320 used most frequently to write DOS \c{.COM} programs, DOS \c{.SYS}
3321 device drivers and boot loader software.
3322
3323 You do \e{not} need to specify \c{BITS 32} merely in order to use
3324 32-bit instructions in a 16-bit DOS program; if you do, the
3325 assembler will generate incorrect code because it will be writing
3326 code targeted at a 32-bit platform, to be run on a 16-bit one.
3327
3328 When NASM is in \c{BITS 16} state, instructions which use 32-bit
3329 data are prefixed with an 0x66 byte, and those referring to 32-bit
3330 addresses have an 0x67 prefix. In \c{BITS 32} state, the reverse is
3331 true: 32-bit instructions require no prefixes, whereas instructions
3332 using 16-bit data need an 0x66 and those working on 16-bit addresses
3333 need an 0x67.
3334
3335 The \c{BITS} directive has an exactly equivalent primitive form,
3336 \c{[BITS 16]} and \c{[BITS 32]}. The user-level form is a macro
3337 which has no function other than to call the primitive form.
3338
3339
3340 \S{USE16 & USE32} \i\c{USE16} & \i\c{USE32}: Aliases for BITS
3341
3342 The `\c{USE16}' and `\c{USE32}' directives can be used in place of
3343 `\c{BITS 16}' and `\c{BITS 32}', for compatibility with other assemblers.
3344
3345
3346 \H{section} \i\c{SECTION} or \i\c{SEGMENT}: Changing and \i{Defining
3347 Sections}
3348
3349 \I{changing sections}\I{switching between sections}The \c{SECTION}
3350 directive (\c{SEGMENT} is an exactly equivalent synonym) changes
3351 which section of the output file the code you write will be
3352 assembled into. In some object file formats, the number and names of
3353 sections are fixed; in others, the user may make up as many as they
3354 wish. Hence \c{SECTION} may sometimes give an error message, or may
3355 define a new section, if you try to switch to a section that does
3356 not (yet) exist.
3357
3358 The Unix object formats, and the \c{bin} object format, all support
3359 the \i{standardised section names} \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}
3360 for the code, data and uninitialised-data sections. The \c{obj}
3361 format, by contrast, does not recognise these section names as being
3362 special, and indeed will strip off the leading period of any section
3363 name that has one.
3364
3365
3366 \S{sectmac} The \i\c{__SECT__} Macro
3367
3368 The \c{SECTION} directive is unusual in that its user-level form
3369 functions differently from its primitive form. The primitive form,
3370 \c{[SECTION xyz]}, simply switches the current target section to the
3371 one given. The user-level form, \c{SECTION xyz}, however, first
3372 defines the single-line macro \c{__SECT__} to be the primitive
3373 \c{[SECTION]} directive which it is about to issue, and then issues
3374 it. So the user-level directive
3375
3376 \c         SECTION .text
3377
3378 expands to the two lines
3379
3380 \c %define __SECT__        [SECTION .text]
3381 \c         [SECTION .text]
3382
3383 Users may find it useful to make use of this in their own macros.
3384 For example, the \c{writefile} macro defined in \k{mlmacgre} can be
3385 usefully rewritten in the following more sophisticated form:
3386
3387 \c %macro  writefile 2+
3388 \c
3389 \c         [section .data]
3390 \c
3391 \c   %%str:        db      %2
3392 \c   %%endstr:
3393 \c
3394 \c         __SECT__
3395 \c
3396 \c         mov     dx,%%str
3397 \c         mov     cx,%%endstr-%%str
3398 \c         mov     bx,%1
3399 \c         mov     ah,0x40
3400 \c         int     0x21
3401 \c
3402 \c %endmacro
3403
3404 This form of the macro, once passed a string to output, first
3405 switches temporarily to the data section of the file, using the
3406 primitive form of the \c{SECTION} directive so as not to modify
3407 \c{__SECT__}. It then declares its string in the data section, and
3408 then invokes \c{__SECT__} to switch back to \e{whichever} section
3409 the user was previously working in. It thus avoids the need, in the
3410 previous version of the macro, to include a \c{JMP} instruction to
3411 jump over the data, and also does not fail if, in a complicated
3412 \c{OBJ} format module, the user could potentially be assembling the
3413 code in any of several separate code sections.
3414
3415
3416 \H{absolute} \i\c{ABSOLUTE}: Defining Absolute Labels
3417
3418 The \c{ABSOLUTE} directive can be thought of as an alternative form
3419 of \c{SECTION}: it causes the subsequent code to be directed at no
3420 physical section, but at the hypothetical section starting at the
3421 given absolute address. The only instructions you can use in this
3422 mode are the \c{RESB} family.
3423
3424 \c{ABSOLUTE} is used as follows:
3425
3426 \c absolute 0x1A
3427 \c
3428 \c     kbuf_chr    resw    1
3429 \c     kbuf_free   resw    1
3430 \c     kbuf        resw    16
3431
3432 This example describes a section of the PC BIOS data area, at
3433 segment address 0x40: the above code defines \c{kbuf_chr} to be
3434 0x1A, \c{kbuf_free} to be 0x1C, and \c{kbuf} to be 0x1E.
3435
3436 The user-level form of \c{ABSOLUTE}, like that of \c{SECTION},
3437 redefines the \i\c{__SECT__} macro when it is invoked.
3438
3439 \i\c{STRUC} and \i\c{ENDSTRUC} are defined as macros which use
3440 \c{ABSOLUTE} (and also \c{__SECT__}).
3441
3442 \c{ABSOLUTE} doesn't have to take an absolute constant as an
3443 argument: it can take an expression (actually, a \i{critical
3444 expression}: see \k{crit}) and it can be a value in a segment. For
3445 example, a TSR can re-use its setup code as run-time BSS like this:
3446
3447 \c         org     100h               ; it's a .COM program
3448 \c
3449 \c         jmp     setup              ; setup code comes last
3450 \c
3451 \c         ; the resident part of the TSR goes here
3452 \c setup:
3453 \c         ; now write the code that installs the TSR here
3454 \c
3455 \c absolute setup
3456 \c
3457 \c runtimevar1     resw    1
3458 \c runtimevar2     resd    20
3459 \c
3460 \c tsr_end:
3461
3462 This defines some variables `on top of' the setup code, so that
3463 after the setup has finished running, the space it took up can be
3464 re-used as data storage for the running TSR. The symbol `tsr_end'
3465 can be used to calculate the total size of the part of the TSR that
3466 needs to be made resident.
3467
3468
3469 \H{extern} \i\c{EXTERN}: \i{Importing Symbols} from Other Modules
3470
3471 \c{EXTERN} is similar to the MASM directive \c{EXTRN} and the C
3472 keyword \c{extern}: it is used to declare a symbol which is not
3473 defined anywhere in the module being assembled, but is assumed to be
3474 defined in some other module and needs to be referred to by this
3475 one. Not every object-file format can support external variables:
3476 the \c{bin} format cannot.
3477
3478 The \c{EXTERN} directive takes as many arguments as you like. Each
3479 argument is the name of a symbol:
3480
3481 \c extern  _printf
3482 \c extern  _sscanf,_fscanf
3483
3484 Some object-file formats provide extra features to the \c{EXTERN}
3485 directive. In all cases, the extra features are used by suffixing a
3486 colon to the symbol name followed by object-format specific text.
3487 For example, the \c{obj} format allows you to declare that the
3488 default segment base of an external should be the group \c{dgroup}
3489 by means of the directive
3490
3491 \c extern  _variable:wrt dgroup
3492
3493 The primitive form of \c{EXTERN} differs from the user-level form
3494 only in that it can take only one argument at a time: the support
3495 for multiple arguments is implemented at the preprocessor level.
3496
3497 You can declare the same variable as \c{EXTERN} more than once: NASM
3498 will quietly ignore the second and later redeclarations. You can't
3499 declare a variable as \c{EXTERN} as well as something else, though.
3500
3501
3502 \H{global} \i\c{GLOBAL}: \i{Exporting Symbols} to Other Modules
3503
3504 \c{GLOBAL} is the other end of \c{EXTERN}: if one module declares a
3505 symbol as \c{EXTERN} and refers to it, then in order to prevent
3506 linker errors, some other module must actually \e{define} the
3507 symbol and declare it as \c{GLOBAL}. Some assemblers use the name
3508 \i\c{PUBLIC} for this purpose.
3509
3510 The \c{GLOBAL} directive applying to a symbol must appear \e{before}
3511 the definition of the symbol.
3512
3513 \c{GLOBAL} uses the same syntax as \c{EXTERN}, except that it must
3514 refer to symbols which \e{are} defined in the same module as the
3515 \c{GLOBAL} directive. For example:
3516
3517 \c global _main
3518 \c _main:
3519 \c         ; some code
3520
3521 \c{GLOBAL}, like \c{EXTERN}, allows object formats to define private
3522 extensions by means of a colon. The \c{elf} object format, for
3523 example, lets you specify whether global data items are functions or
3524 data:
3525
3526 \c global  hashlookup:function, hashtable:data
3527
3528 Like \c{EXTERN}, the primitive form of \c{GLOBAL} differs from the
3529 user-level form only in that it can take only one argument at a
3530 time.
3531
3532
3533 \H{common} \i\c{COMMON}: Defining Common Data Areas
3534
3535 The \c{COMMON} directive is used to declare \i\e{common variables}.
3536 A common variable is much like a global variable declared in the
3537 uninitialised data section, so that
3538
3539 \c common  intvar  4
3540
3541 is similar in function to
3542
3543 \c global  intvar
3544 \c section .bss
3545 \c
3546 \c intvar  resd    1
3547
3548 The difference is that if more than one module defines the same
3549 common variable, then at link time those variables will be
3550 \e{merged}, and references to \c{intvar} in all modules will point
3551 at the same piece of memory.
3552
3553 Like \c{GLOBAL} and \c{EXTERN}, \c{COMMON} supports object-format
3554 specific extensions. For example, the \c{obj} format allows common
3555 variables to be NEAR or FAR, and the \c{elf} format allows you to
3556 specify the alignment requirements of a common variable:
3557
3558 \c common  commvar  4:near  ; works in OBJ
3559 \c common  intarray 100:4   ; works in ELF: 4 byte aligned
3560
3561 Once again, like \c{EXTERN} and \c{GLOBAL}, the primitive form of
3562 \c{COMMON} differs from the user-level form only in that it can take
3563 only one argument at a time.
3564
3565
3566 \H{CPU} \i\c{CPU XXX}: Defining CPU Dependencies
3567
3568 The \i\c{CPU} directive restricts assembly to those instructions which
3569 are available on the specified CPU.
3570
3571 Options are:
3572
3573 \b\c{CPU 8086}          Assemble only 8086 instruction set
3574
3575 \b\c{CPU 186}           Assemble instructions up to the 80186 instruction set
3576
3577 \b\c{CPU 286}           Assemble instructions up to the 286 instruction set
3578
3579 \b\c{CPU 386}           Assemble instructions up to the 386 instruction set
3580
3581 \b\c{CPU 486}           486 instruction set
3582
3583 \b\c{CPU 586}           Pentium instruction set
3584
3585 \b\c{CPU PENTIUM}       Same as 586
3586
3587 \b\c{CPU 686}           P6 instruction set
3588
3589 \b\c{CPU PPRO}          Same as 686
3590
3591 \b\c{CPU P2}            Same as 686
3592
3593 \b\c{CPU P3}            Pentium III and Katmai instruction sets
3594
3595 \b\c{CPU KATMAI}        Same as P3
3596
3597 \b\c{CPU P4}            Pentium 4 (Willamette) instruction set
3598
3599 \b\c{CPU WILLAMETTE}    Same as P4
3600
3601 All options are case insensitive. All instructions will
3602 be selected only if they apply to the selected cpu or lower.
3603
3604
3605 \C{outfmt} \i{Output Formats}
3606
3607 NASM is a portable assembler, designed to be able to compile on any
3608 ANSI C-supporting platform and produce output to run on a variety of
3609 Intel x86 operating systems. For this reason, it has a large number
3610 of available output formats, selected using the \i\c{-f} option on
3611 the NASM \i{command line}. Each of these formats, along with its
3612 extensions to the base NASM syntax, is detailed in this chapter.
3613
3614 As stated in \k{opt-o}, NASM chooses a \i{default name} for your
3615 output file based on the input file name and the chosen output
3616 format. This will be generated by removing the \i{extension}
3617 (\c{.asm}, \c{.s}, or whatever you like to use) from the input file
3618 name, and substituting an extension defined by the output format.
3619 The extensions are given with each format below.
3620
3621
3622 \H{binfmt} \i\c{bin}: \i{Flat-Form Binary}\I{pure binary} Output
3623
3624 The \c{bin} format does not produce object files: it generates
3625 nothing in the output file except the code you wrote. Such `pure
3626 binary' files are used by \i{MS-DOS}: \i\c{.COM} executables and
3627 \i\c{.SYS} device drivers are pure binary files. Pure binary output
3628 is also useful for \i{operating system} and \i{boot loader}
3629 development.
3630
3631 The \c{bin} format supports \i{multiple section names}. For details of
3632 how nasm handles sections in the \c{bin} format, see \k{multisec}.
3633
3634 Using the \c{bin} format puts NASM by default into 16-bit mode (see
3635 \k{bits}). In order to use \c{bin} to write 32-bit code such as an
3636 OS kernel, you need to explicitly issue the \I\c{BITS}\c{BITS 32}
3637 directive.
3638
3639 \c{bin} has no default output file name extension: instead, it
3640 leaves your file name as it is once the original extension has been
3641 removed. Thus, the default is for NASM to assemble \c{binprog.asm}
3642 into a binary file called \c{binprog}.
3643
3644
3645 \S{org} \i\c{ORG}: Binary File \i{Program Origin}
3646
3647 The \c{bin} format provides an additional directive to the list
3648 given in \k{directive}: \c{ORG}. The function of the \c{ORG}
3649 directive is to specify the origin address which NASM will assume
3650 the program begins at when it is loaded into memory.
3651
3652 For example, the following code will generate the longword
3653 \c{0x00000104}:
3654
3655 \c         org     0x100
3656 \c         dd      label
3657 \c label:
3658
3659 Unlike the \c{ORG} directive provided by MASM-compatible assemblers,
3660 which allows you to jump around in the object file and overwrite
3661 code you have already generated, NASM's \c{ORG} does exactly what
3662 the directive says: \e{origin}. Its sole function is to specify one
3663 offset which is added to all internal address references within the
3664 section; it does not permit any of the trickery that MASM's version
3665 does. See \k{proborg} for further comments.
3666
3667
3668 \S{binseg} \c{bin} Extensions to the \c{SECTION}
3669 Directive\I{SECTION, bin extensions to}
3670
3671 The \c{bin} output format extends the \c{SECTION} (or \c{SEGMENT})
3672 directive to allow you to specify the alignment requirements of
3673 segments. This is done by appending the \i\c{ALIGN} qualifier to the
3674 end of the section-definition line. For example,
3675
3676 \c section .data   align=16
3677
3678 switches to the section \c{.data} and also specifies that it must be
3679 aligned on a 16-byte boundary.
3680
3681 The parameter to \c{ALIGN} specifies how many low bits of the
3682 section start address must be forced to zero. The alignment value
3683 given may be any power of two.\I{section alignment, in
3684 bin}\I{segment alignment, in bin}\I{alignment, in bin sections}
3685
3686
3687 \S{multisec} \c{Multisection}\I{bin, multisection} support for the BIN format.
3688
3689 The \c{bin} format allows the use of multiple sections, which are
3690 ordered according to a few basic rules.
3691
3692 \b Any code which comes before an explicit \c{SECTION} directive
3693 is directed by default into the \c{.text} section.
3694
3695 \b If a \c{.text} section is not given an \c{ORG} statement, it is
3696 allocated \c{ORG 0} by default.
3697
3698 \b Sections which have an \c{ORG} statement, explicit or implicit,
3699 are placed in the order of the \c{ORG} statement. The code is padded
3700 with 0s to give the correct offsets within the output file.
3701
3702 \b If a section has multiple \c{ORG} statements, the last \c{ORG} statement
3703 is applied to the entire section, without affecting the order in
3704 which the separate parts of the section are put together at assembly
3705 time.
3706
3707 \b Sections without an \c{ORG} statement will be placed after those which
3708 do have one, and they will be placed in the order that they are first
3709 declared.
3710
3711 \b The \c{.data} section does not follow any special rules, unlike the
3712 \c{.text} and \c{.bss} sections.
3713
3714 \b The \c{.bss} section will be placed after all other sections.
3715
3716 \b All sections are aligned on dword boundaries, unless a higher level
3717 of alignment has been specified.
3718
3719 \b Sections cannot overlap.
3720
3721
3722 \H{objfmt} \i\c{obj}: \i{Microsoft OMF}\I{OMF} Object Files
3723
3724 The \c{obj} file format (NASM calls it \c{obj} rather than \c{omf}
3725 for historical reasons) is the one produced by \i{MASM} and
3726 \i{TASM}, which is typically fed to 16-bit DOS linkers to produce
3727 \i\c{.EXE} files. It is also the format used by \i{OS/2}.
3728
3729 \c{obj} provides a default output file-name extension of \c{.obj}.
3730
3731 \c{obj} is not exclusively a 16-bit format, though: NASM has full
3732 support for the 32-bit extensions to the format. In particular,
3733 32-bit \c{obj} format files are used by \i{Borland's Win32
3734 compilers}, instead of using Microsoft's newer \i\c{win32} object
3735 file format.
3736
3737 The \c{obj} format does not define any special segment names: you
3738 can call your segments anything you like. Typical names for segments
3739 in \c{obj} format files are \c{CODE}, \c{DATA} and \c{BSS}.
3740
3741 If your source file contains code before specifying an explicit
3742 \c{SEGMENT} directive, then NASM will invent its own segment called
3743 \i\c{__NASMDEFSEG} for you.
3744
3745 When you define a segment in an \c{obj} file, NASM defines the
3746 segment name as a symbol as well, so that you can access the segment
3747 address of the segment. So, for example:
3748
3749 \c segment data
3750 \c
3751 \c dvar:   dw      1234
3752 \c
3753 \c segment code
3754 \c
3755 \c function:
3756 \c         mov     ax,data         ; get segment address of data
3757 \c         mov     ds,ax           ; and move it into DS
3758 \c         inc     word [dvar]     ; now this reference will work
3759 \c         ret
3760
3761 The \c{obj} format also enables the use of the \i\c{SEG} and
3762 \i\c{WRT} operators, so that you can write code which does things
3763 like
3764
3765 \c extern  foo
3766 \c
3767 \c       mov   ax,seg foo            ; get preferred segment of foo
3768 \c       mov   ds,ax
3769 \c       mov   ax,data               ; a different segment
3770 \c       mov   es,ax
3771 \c       mov   ax,[ds:foo]           ; this accesses `foo'
3772 \c       mov   [es:foo wrt data],bx  ; so does this
3773
3774
3775 \S{objseg} \c{obj} Extensions to the \c{SEGMENT}
3776 Directive\I{SEGMENT, obj extensions to}
3777
3778 The \c{obj} output format extends the \c{SEGMENT} (or \c{SECTION})
3779 directive to allow you to specify various properties of the segment
3780 you are defining. This is done by appending extra qualifiers to the
3781 end of the segment-definition line. For example,
3782
3783 \c segment code private align=16
3784
3785 defines the segment \c{code}, but also declares it to be a private
3786 segment, and requires that the portion of it described in this code
3787 module must be aligned on a 16-byte boundary.
3788
3789 The available qualifiers are:
3790
3791 \b \i\c{PRIVATE}, \i\c{PUBLIC}, \i\c{COMMON} and \i\c{STACK} specify
3792 the combination characteristics of the segment. \c{PRIVATE} segments
3793 do not get combined with any others by the linker; \c{PUBLIC} and
3794 \c{STACK} segments get concatenated together at link time; and
3795 \c{COMMON} segments all get overlaid on top of each other rather
3796 than stuck end-to-end.
3797
3798 \b \i\c{ALIGN} is used, as shown above, to specify how many low bits
3799 of the segment start address must be forced to zero. The alignment
3800 value given may be any power of two from 1 to 4096; in reality, the
3801 only values supported are 1, 2, 4, 16, 256 and 4096, so if 8 is
3802 specified it will be rounded up to 16, and 32, 64 and 128 will all
3803 be rounded up to 256, and so on. Note that alignment to 4096-byte
3804 boundaries is a \i{PharLap} extension to the format and may not be
3805 supported by all linkers.\I{section alignment, in OBJ}\I{segment
3806 alignment, in OBJ}\I{alignment, in OBJ sections}
3807
3808 \b \i\c{CLASS} can be used to specify the segment class; this feature
3809 indicates to the linker that segments of the same class should be
3810 placed near each other in the output file. The class name can be any
3811 word, e.g. \c{CLASS=CODE}.
3812
3813 \b \i\c{OVERLAY}, like \c{CLASS}, is specified with an arbitrary word
3814 as an argument, and provides overlay information to an
3815 overlay-capable linker.
3816
3817 \b Segments can be declared as \i\c{USE16} or \i\c{USE32}, which has
3818 the effect of recording the choice in the object file and also
3819 ensuring that NASM's default assembly mode when assembling in that
3820 segment is 16-bit or 32-bit respectively.
3821
3822 \b When writing \i{OS/2} object files, you should declare 32-bit
3823 segments as \i\c{FLAT}, which causes the default segment base for
3824 anything in the segment to be the special group \c{FLAT}, and also
3825 defines the group if it is not already defined.
3826
3827 \b The \c{obj} file format also allows segments to be declared as
3828 having a pre-defined absolute segment address, although no linkers
3829 are currently known to make sensible use of this feature;
3830 nevertheless, NASM allows you to declare a segment such as
3831 \c{SEGMENT SCREEN ABSOLUTE=0xB800} if you need to. The \i\c{ABSOLUTE}
3832 and \c{ALIGN} keywords are mutually exclusive.
3833
3834 NASM's default segment attributes are \c{PUBLIC}, \c{ALIGN=1}, no
3835 class, no overlay, and \c{USE16}.
3836
3837
3838 \S{group} \i\c{GROUP}: Defining Groups of Segments\I{segments, groups of}
3839
3840 The \c{obj} format also allows segments to be grouped, so that a
3841 single segment register can be used to refer to all the segments in
3842 a group. NASM therefore supplies the \c{GROUP} directive, whereby
3843 you can code
3844
3845 \c segment data
3846 \c
3847 \c         ; some data
3848 \c
3849 \c segment bss
3850 \c
3851 \c         ; some uninitialised data
3852 \c
3853 \c group dgroup data bss
3854
3855 which will define a group called \c{dgroup} to contain the segments
3856 \c{data} and \c{bss}. Like \c{SEGMENT}, \c{GROUP} causes the group
3857 name to be defined as a symbol, so that you can refer to a variable
3858 \c{var} in the \c{data} segment as \c{var wrt data} or as \c{var wrt
3859 dgroup}, depending on which segment value is currently in your
3860 segment register.
3861
3862 If you just refer to \c{var}, however, and \c{var} is declared in a
3863 segment which is part of a group, then NASM will default to giving
3864 you the offset of \c{var} from the beginning of the \e{group}, not
3865 the \e{segment}. Therefore \c{SEG var}, also, will return the group
3866 base rather than the segment base.
3867
3868 NASM will allow a segment to be part of more than one group, but
3869 will generate a warning if you do this. Variables declared in a
3870 segment which is part of more than one group will default to being
3871 relative to the first group that was defined to contain the segment.
3872
3873 A group does not have to contain any segments; you can still make
3874 \c{WRT} references to a group which does not contain the variable
3875 you are referring to. OS/2, for example, defines the special group
3876 \c{FLAT} with no segments in it.
3877
3878
3879 \S{uppercase} \i\c{UPPERCASE}: Disabling Case Sensitivity in Output
3880
3881 Although NASM itself is \i{case sensitive}, some OMF linkers are
3882 not; therefore it can be useful for NASM to output single-case
3883 object files. The \c{UPPERCASE} format-specific directive causes all
3884 segment, group and symbol names that are written to the object file
3885 to be forced to upper case just before being written. Within a
3886 source file, NASM is still case-sensitive; but the object file can
3887 be written entirely in upper case if desired.
3888
3889 \c{UPPERCASE} is used alone on a line; it requires no parameters.
3890
3891
3892 \S{import} \i\c{IMPORT}: Importing DLL Symbols\I{DLL symbols,
3893 importing}\I{symbols, importing from DLLs}
3894
3895 The \c{IMPORT} format-specific directive defines a symbol to be
3896 imported from a DLL, for use if you are writing a DLL's \i{import
3897 library} in NASM. You still need to declare the symbol as \c{EXTERN}
3898 as well as using the \c{IMPORT} directive.
3899
3900 The \c{IMPORT} directive takes two required parameters, separated by
3901 white space, which are (respectively) the name of the symbol you
3902 wish to import and the name of the library you wish to import it
3903 from. For example:
3904
3905 \c     import  WSAStartup wsock32.dll
3906
3907 A third optional parameter gives the name by which the symbol is
3908 known in the library you are importing it from, in case this is not
3909 the same as the name you wish the symbol to be known by to your code
3910 once you have imported it. For example:
3911
3912 \c     import  asyncsel wsock32.dll WSAAsyncSelect
3913
3914
3915 \S{export} \i\c{EXPORT}: Exporting DLL Symbols\I{DLL symbols,
3916 exporting}\I{symbols, exporting from DLLs}
3917
3918 The \c{EXPORT} format-specific directive defines a global symbol to
3919 be exported as a DLL symbol, for use if you are writing a DLL in
3920 NASM. You still need to declare the symbol as \c{GLOBAL} as well as
3921 using the \c{EXPORT} directive.
3922
3923 \c{EXPORT} takes one required parameter, which is the name of the
3924 symbol you wish to export, as it was defined in your source file. An
3925 optional second parameter (separated by white space from the first)
3926 gives the \e{external} name of the symbol: the name by which you
3927 wish the symbol to be known to programs using the DLL. If this name
3928 is the same as the internal name, you may leave the second parameter
3929 off.
3930
3931 Further parameters can be given to define attributes of the exported
3932 symbol. These parameters, like the second, are separated by white
3933 space. If further parameters are given, the external name must also
3934 be specified, even if it is the same as the internal name. The
3935 available attributes are:
3936
3937 \b \c{resident} indicates that the exported name is to be kept
3938 resident by the system loader. This is an optimisation for
3939 frequently used symbols imported by name.
3940
3941 \b \c{nodata} indicates that the exported symbol is a function which
3942 does not make use of any initialised data.
3943
3944 \b \c{parm=NNN}, where \c{NNN} is an integer, sets the number of
3945 parameter words for the case in which the symbol is a call gate
3946 between 32-bit and 16-bit segments.
3947
3948 \b An attribute which is just a number indicates that the symbol
3949 should be exported with an identifying number (ordinal), and gives
3950 the desired number.
3951
3952 For example:
3953
3954 \c     export  myfunc
3955 \c     export  myfunc TheRealMoreFormalLookingFunctionName
3956 \c     export  myfunc myfunc 1234  ; export by ordinal
3957 \c     export  myfunc myfunc resident parm=23 nodata
3958
3959
3960 \S{dotdotstart} \i\c{..start}: Defining the \i{Program Entry
3961 Point}
3962
3963 \c{OMF} linkers require exactly one of the object files being linked to
3964 define the program entry point, where execution will begin when the
3965 program is run. If the object file that defines the entry point is
3966 assembled using NASM, you specify the entry point by declaring the
3967 special symbol \c{..start} at the point where you wish execution to
3968 begin.
3969
3970
3971 \S{objextern} \c{obj} Extensions to the \c{EXTERN}
3972 Directive\I{EXTERN, obj extensions to}
3973
3974 If you declare an external symbol with the directive
3975
3976 \c     extern  foo
3977
3978 then references such as \c{mov ax,foo} will give you the offset of
3979 \c{foo} from its preferred segment base (as specified in whichever
3980 module \c{foo} is actually defined in). So to access the contents of
3981 \c{foo} you will usually need to do something like
3982
3983 \c         mov     ax,seg foo      ; get preferred segment base
3984 \c         mov     es,ax           ; move it into ES
3985 \c         mov     ax,[es:foo]     ; and use offset `foo' from it
3986
3987 This is a little unwieldy, particularly if you know that an external
3988 is going to be accessible from a given segment or group, say
3989 \c{dgroup}. So if \c{DS} already contained \c{dgroup}, you could
3990 simply code
3991
3992 \c         mov     ax,[foo wrt dgroup]
3993
3994 However, having to type this every time you want to access \c{foo}
3995 can be a pain; so NASM allows you to declare \c{foo} in the
3996 alternative form
3997
3998 \c     extern  foo:wrt dgroup
3999
4000 This form causes NASM to pretend that the preferred segment base of
4001 \c{foo} is in fact \c{dgroup}; so the expression \c{seg foo} will
4002 now return \c{dgroup}, and the expression \c{foo} is equivalent to
4003 \c{foo wrt dgroup}.
4004
4005 This \I{default-WRT mechanism}default-\c{WRT} mechanism can be used
4006 to make externals appear to be relative to any group or segment in
4007 your program. It can also be applied to common variables: see
4008 \k{objcommon}.
4009
4010
4011 \S{objcommon} \c{obj} Extensions to the \c{COMMON}
4012 Directive\I{COMMON, obj extensions to}
4013
4014 The \c{obj} format allows common variables to be either near\I{near
4015 common variables} or far\I{far common variables}; NASM allows you to
4016 specify which your variables should be by the use of the syntax
4017
4018 \c common  nearvar 2:near   ; `nearvar' is a near common
4019 \c common  farvar  10:far   ; and `farvar' is far
4020
4021 Far common variables may be greater in size than 64Kb, and so the
4022 OMF specification says that they are declared as a number of
4023 \e{elements} of a given size. So a 10-byte far common variable could
4024 be declared as ten one-byte elements, five two-byte elements, two
4025 five-byte elements or one ten-byte element.
4026
4027 Some \c{OMF} linkers require the \I{element size, in common
4028 variables}\I{common variables, element size}element size, as well as
4029 the variable size, to match when resolving common variables declared
4030 in more than one module. Therefore NASM must allow you to specify
4031 the element size on your far common variables. This is done by the
4032 following syntax:
4033
4034 \c common  c_5by2  10:far 5        ; two five-byte elements
4035 \c common  c_2by5  10:far 2        ; five two-byte elements
4036
4037 If no element size is specified, the default is 1. Also, the \c{FAR}
4038 keyword is not required when an element size is specified, since
4039 only far commons may have element sizes at all. So the above
4040 declarations could equivalently be
4041
4042 \c common  c_5by2  10:5            ; two five-byte elements
4043 \c common  c_2by5  10:2            ; five two-byte elements
4044
4045 In addition to these extensions, the \c{COMMON} directive in \c{obj}
4046 also supports default-\c{WRT} specification like \c{EXTERN} does
4047 (explained in \k{objextern}). So you can also declare things like
4048
4049 \c common  foo     10:wrt dgroup
4050 \c common  bar     16:far 2:wrt data
4051 \c common  baz     24:wrt data:6
4052
4053
4054 \H{win32fmt} \i\c{win32}: Microsoft Win32 Object Files
4055
4056 The \c{win32} output format generates Microsoft Win32 object files,
4057 suitable for passing to Microsoft linkers such as \i{Visual C++}.
4058 Note that Borland Win32 compilers do not use this format, but use
4059 \c{obj} instead (see \k{objfmt}).
4060
4061 \c{win32} provides a default output file-name extension of \c{.obj}.
4062
4063 Note that although Microsoft say that Win32 object files follow the
4064 \c{COFF} (Common Object File Format) standard, the object files produced
4065 by Microsoft Win32 compilers are not compatible with COFF linkers
4066 such as DJGPP's, and vice versa. This is due to a difference of
4067 opinion over the precise semantics of PC-relative relocations. To
4068 produce COFF files suitable for DJGPP, use NASM's \c{coff} output
4069 format; conversely, the \c{coff} format does not produce object
4070 files that Win32 linkers can generate correct output from.
4071
4072
4073 \S{win32sect} \c{win32} Extensions to the \c{SECTION}
4074 Directive\I{SECTION, win32 extensions to}
4075
4076 Like the \c{obj} format, \c{win32} allows you to specify additional
4077 information on the \c{SECTION} directive line, to control the type
4078 and properties of sections you declare. Section types and properties
4079 are generated automatically by NASM for the \i{standard section names}
4080 \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}, but may still be overridden by
4081 these qualifiers.
4082
4083 The available qualifiers are:
4084
4085 \b \c{code}, or equivalently \c{text}, defines the section to be a
4086 code section. This marks the section as readable and executable, but
4087 not writable, and also indicates to the linker that the type of the
4088 section is code.
4089
4090 \b \c{data} and \c{bss} define the section to be a data section,
4091 analogously to \c{code}. Data sections are marked as readable and
4092 writable, but not executable. \c{data} declares an initialised data
4093 section, whereas \c{bss} declares an uninitialised data section.
4094
4095 \b \c{rdata} declares an initialised data section that is readable
4096 but not writable. Microsoft compilers use this section to place
4097 constants in it.
4098
4099 \b \c{info} defines the section to be an \i{informational section},
4100 which is not included in the executable file by the linker, but may
4101 (for example) pass information \e{to} the linker. For example,
4102 declaring an \c{info}-type section called \i\c{.drectve} causes the
4103 linker to interpret the contents of the section as command-line
4104 options.
4105
4106 \b \c{align=}, used with a trailing number as in \c{obj}, gives the
4107 \I{section alignment, in win32}\I{alignment, in win32
4108 sections}alignment requirements of the section. The maximum you may
4109 specify is 64: the Win32 object file format contains no means to
4110 request a greater section alignment than this. If alignment is not
4111 explicitly specified, the defaults are 16-byte alignment for code
4112 sections, 8-byte alignment for rdata sections and 4-byte alignment
4113 for data (and BSS) sections.
4114 Informational sections get a default alignment of 1 byte (no
4115 alignment), though the value does not matter.
4116
4117 The defaults assumed by NASM if you do not specify the above
4118 qualifiers are:
4119
4120 \c section .text    code  align=16
4121 \c section .data    data  align=4
4122 \c section .rdata   rdata align=8
4123 \c section .bss     bss   align=4
4124
4125 Any other section name is treated by default like \c{.text}.
4126
4127
4128 \H{cofffmt} \i\c{coff}: \i{Common Object File Format}
4129
4130 The \c{coff} output type produces \c{COFF} object files suitable for
4131 linking with the \i{DJGPP} linker.
4132
4133 \c{coff} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
4134
4135 The \c{coff} format supports the same extensions to the \c{SECTION}
4136 directive as \c{win32} does, except that the \c{align} qualifier and
4137 the \c{info} section type are not supported.
4138
4139
4140 \H{elffmt} \i\c{elf}: \I{ELF}\I{linux, elf}\i{Executable and Linkable
4141 Format} Object Files
4142
4143 The \c{elf} output format generates \c{ELF32} (Executable and Linkable
4144 Format) object files, as used by Linux as well as \i{Unix System V},
4145 including \i{Solaris x86}, \i{UnixWare} and \i{SCO Unix}. \c{elf}
4146 provides a default output file-name extension of \c{.o}.
4147
4148
4149 \S{elfsect} \c{elf} Extensions to the \c{SECTION}
4150 Directive\I{SECTION, elf extensions to}
4151
4152 Like the \c{obj} format, \c{elf} allows you to specify additional
4153 information on the \c{SECTION} directive line, to control the type
4154 and properties of sections you declare. Section types and properties
4155 are generated automatically by NASM for the \i{standard section
4156 names} \i\c{.text}, \i\c{.data} and \i\c{.bss}, but may still be
4157 overridden by these qualifiers.
4158
4159 The available qualifiers are:
4160
4161 \b \i\c{alloc} defines the section to be one which is loaded into
4162 memory when the program is run. \i\c{noalloc} defines it to be one
4163 which is not, such as an informational or comment section.
4164
4165 \b \i\c{exec} defines the section to be one which should have execute
4166 permission when the program is run. \i\c{noexec} defines it as one
4167 which should not.
4168
4169 \b \i\c{write} defines the section to be one which should be writable
4170 when the program is run. \i\c{nowrite} defines it as one which should
4171 not.
4172
4173 \b \i\c{progbits} defines the section to be one with explicit contents
4174 stored in the object file: an ordinary code or data section, for
4175 example, \i\c{nobits} defines the section to be one with no explicit
4176 contents given, such as a BSS section.
4177
4178 \b \c{align=}, used with a trailing number as in \c{obj}, gives the
4179 \I{section alignment, in elf}\I{alignment, in elf sections}alignment
4180 requirements of the section.
4181
4182 The defaults assumed by NASM if you do not specify the above
4183 qualifiers are:
4184
4185 \c section .text    progbits  alloc  exec    nowrite  align=16
4186 \c section .rodata  progbits  alloc  noexec  nowrite  align=4
4187 \c section .data    progbits  alloc  noexec  write    align=4
4188 \c section .bss     nobits    alloc  noexec  write    align=4
4189 \c section other    progbits  alloc  noexec  nowrite  align=1
4190
4191 (Any section name other than \c{.text}, \c{.rodata}, \c{.data} and
4192 \c{.bss} is treated by default like \c{other} in the above code.)
4193
4194
4195 \S{elfwrt} \i{Position-Independent Code}\I{PIC}: \c{elf} Special
4196 Symbols and \i\c{WRT}
4197
4198 The \c{ELF} specification contains enough features to allow
4199 position-independent code (PIC) to be written, which makes \i{ELF
4200 shared libraries} very flexible. However, it also means NASM has to
4201 be able to generate a variety of strange relocation types in ELF
4202 object files, if it is to be an assembler which can write PIC.
4203
4204 Since \c{ELF} does not support segment-base references, the \c{WRT}
4205 operator is not used for its normal purpose; therefore NASM's
4206 \c{elf} output format makes use of \c{WRT} for a different purpose,
4207 namely the PIC-specific \I{relocations, PIC-specific}relocation
4208 types.
4209
4210 \c{elf} defines five special symbols which you can use as the
4211 right-hand side of the \c{WRT} operator to obtain PIC relocation
4212 types. They are \i\c{..gotpc}, \i\c{..gotoff}, \i\c{..got},
4213 \i\c{..plt} and \i\c{..sym}. Their functions are summarised here:
4214
4215 \b Referring to the symbol marking the global offset table base
4216 using \c{wrt ..gotpc} will end up giving the distance from the
4217 beginning of the current section to the global offset table.
4218 (\i\c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE_} is the standard symbol name used to
4219 refer to the \i{GOT}.) So you would then need to add \i\c{$$} to the
4220 result to get the real address of the GOT.
4221
4222 \b Referring to a location in one of your own sections using \c{wrt
4223 ..gotoff} will give the distance from the beginning of the GOT to
4224 the specified location, so that adding on the address of the GOT
4225 would give the real address of the location you wanted.
4226
4227 \b Referring to an external or global symbol using \c{wrt ..got}
4228 causes the linker to build an entry \e{in} the GOT containing the
4229 address of the symbol, and the reference gives the distance from the
4230 beginning of the GOT to the entry; so you can add on the address of
4231 the GOT, load from the resulting address, and end up with the
4232 address of the symbol.
4233
4234 \b Referring to a procedure name using \c{wrt ..plt} causes the
4235 linker to build a \i{procedure linkage table} entry for the symbol,
4236 and the reference gives the address of the \i{PLT} entry. You can
4237 only use this in contexts which would generate a PC-relative
4238 relocation normally (i.e. as the destination for \c{CALL} or
4239 \c{JMP}), since ELF contains no relocation type to refer to PLT
4240 entries absolutely.
4241
4242 \b Referring to a symbol name using \c{wrt ..sym} causes NASM to
4243 write an ordinary relocation, but instead of making the relocation
4244 relative to the start of the section and then adding on the offset
4245 to the symbol, it will write a relocation record aimed directly at
4246 the symbol in question. The distinction is a necessary one due to a
4247 peculiarity of the dynamic linker.
4248
4249 A fuller explanation of how to use these relocation types to write
4250 shared libraries entirely in NASM is given in \k{picdll}.
4251
4252
4253 \S{elfglob} \c{elf} Extensions to the \c{GLOBAL} Directive\I{GLOBAL,
4254 elf extensions to}\I{GLOBAL, aoutb extensions to}
4255
4256 \c{ELF} object files can contain more information about a global symbol
4257 than just its address: they can contain the \I{symbol sizes,
4258 specifying}\I{size, of symbols}size of the symbol and its \I{symbol
4259 types, specifying}\I{type, of symbols}type as well. These are not
4260 merely debugger conveniences, but are actually necessary when the
4261 program being written is a \i{shared library}. NASM therefore
4262 supports some extensions to the \c{GLOBAL} directive, allowing you
4263 to specify these features.
4264
4265 You can specify whether a global variable is a function or a data
4266 object by suffixing the name with a colon and the word
4267 \i\c{function} or \i\c{data}. (\i\c{object} is a synonym for
4268 \c{data}.) For example:
4269
4270 \c global   hashlookup:function, hashtable:data
4271
4272 exports the global symbol \c{hashlookup} as a function and
4273 \c{hashtable} as a data object.
4274
4275 You can also specify the size of the data associated with the
4276 symbol, as a numeric expression (which may involve labels, and even
4277 forward references) after the type specifier. Like this:
4278
4279 \c global  hashtable:data (hashtable.end - hashtable)
4280 \c
4281 \c hashtable:
4282 \c         db this,that,theother  ; some data here
4283 \c .end:
4284
4285 This makes NASM automatically calculate the length of the table and
4286 place that information into the \c{ELF} symbol table.
4287
4288 Declaring the type and size of global symbols is necessary when
4289 writing shared library code. For more information, see
4290 \k{picglobal}.
4291
4292
4293 \S{elfcomm} \c{elf} Extensions to the \c{COMMON} Directive
4294 \I{COMMON, elf extensions to}
4295
4296 \c{ELF} also allows you to specify alignment requirements \I{common
4297 variables, alignment in elf}\I{alignment, of elf common variables}on
4298 common variables. This is done by putting a number (which must be a
4299 power of two) after the name and size of the common variable,
4300 separated (as usual) by a colon. For example, an array of
4301 doublewords would benefit from 4-byte alignment:
4302
4303 \c common  dwordarray 128:4
4304
4305 This declares the total size of the array to be 128 bytes, and
4306 requires that it be aligned on a 4-byte boundary.
4307
4308
4309 \S{elf16} 16-bit code and ELF
4310 \I{ELF, 16-bit code and}
4311
4312 The \c{ELF32} specification doesn't provide relocations for 8- and
4313 16-bit values, but the GNU \c{ld} linker adds these as an extension.
4314 NASM can generate GNU-compatible relocations, to allow 16-bit code to
4315 be linked as ELF using GNU \c{ld}. If NASM is used with the
4316 \c{-w+gnu-elf-extensions} option, a warning is issued when one of
4317 these relocations is generated.
4318
4319 \H{aoutfmt} \i\c{aout}: Linux \I{a.out, Linux version}\I{linux, a.out}\c{a.out} Object Files
4320
4321 The \c{aout} format generates \c{a.out} object files, in the form used
4322 by early Linux systems (current Linux systems use ELF, see
4323 \k{elffmt}.) These differ from other \c{a.out} object files in that
4324 the magic number in the first four bytes of the file is
4325 different; also, some implementations of \c{a.out}, for example
4326 NetBSD's, support position-independent code, which Linux's
4327 implementation does not.
4328
4329 \c{a.out} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
4330
4331 \c{a.out} is a very simple object format. It supports no special
4332 directives, no special symbols, no use of \c{SEG} or \c{WRT}, and no
4333 extensions to any standard directives. It supports only the three
4334 \i{standard section names} \i\c{.text}, \i\c{.data} and \i\c{.bss}.
4335
4336
4337 \H{aoutfmt} \i\c{aoutb}: \i{NetBSD}/\i{FreeBSD}/\i{OpenBSD}
4338 \I{a.out, BSD version}\c{a.out} Object Files
4339
4340 The \c{aoutb} format generates \c{a.out} object files, in the form
4341 used by the various free \c{BSD Unix} clones, \c{NetBSD}, \c{FreeBSD}
4342 and \c{OpenBSD}. For simple object files, this object format is exactly
4343 the same as \c{aout} except for the magic number in the first four bytes
4344 of the file. However, the \c{aoutb} format supports
4345 \I{PIC}\i{position-independent code} in the same way as the \c{elf}
4346 format, so you can use it to write \c{BSD} \i{shared libraries}.
4347
4348 \c{aoutb} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
4349
4350 \c{aoutb} supports no special directives, no special symbols, and
4351 only the three \i{standard section names} \i\c{.text}, \i\c{.data}
4352 and \i\c{.bss}. However, it also supports the same use of \i\c{WRT} as
4353 \c{elf} does, to provide position-independent code relocation types.
4354 See \k{elfwrt} for full documentation of this feature.
4355
4356 \c{aoutb} also supports the same extensions to the \c{GLOBAL}
4357 directive as \c{elf} does: see \k{elfglob} for documentation of
4358 this.
4359
4360
4361 \H{as86fmt} \c{as86}: \i{Minix}/Linux\I{linux, as86} \i\c{as86} Object Files
4362
4363 The Minix/Linux 16-bit assembler \c{as86} has its own non-standard
4364 object file format. Although its companion linker \i\c{ld86} produces
4365 something close to ordinary \c{a.out} binaries as output, the object
4366 file format used to communicate between \c{as86} and \c{ld86} is not
4367 itself \c{a.out}.
4368
4369 NASM supports this format, just in case it is useful, as \c{as86}.
4370 \c{as86} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
4371
4372 \c{as86} is a very simple object format (from the NASM user's point
4373 of view). It supports no special directives, no special symbols, no
4374 use of \c{SEG} or \c{WRT}, and no extensions to any standard
4375 directives. It supports only the three \i{standard section names}
4376 \i\c{.text}, \i\c{.data} and \i\c{.bss}.
4377
4378
4379 \H{rdffmt} \I{RDOFF}\i\c{rdf}: \i{Relocatable Dynamic Object File
4380 Format}
4381
4382 The \c{rdf} output format produces \c{RDOFF} object files. \c{RDOFF}
4383 (Relocatable Dynamic Object File Format) is a home-grown object-file
4384 format, designed alongside NASM itself and reflecting in its file
4385 format the internal structure of the assembler.
4386
4387 \c{RDOFF} is not used by any well-known operating systems. Those
4388 writing their own systems, however, may well wish to use \c{RDOFF}
4389 as their object format, on the grounds that it is designed primarily
4390 for simplicity and contains very little file-header bureaucracy.
4391
4392 The Unix NASM archive, and the DOS archive which includes sources,
4393 both contain an \I{rdoff subdirectory}\c{rdoff} subdirectory holding
4394 a set of RDOFF utilities: an RDF linker, an \c{RDF} static-library
4395 manager, an RDF file dump utility, and a program which will load and
4396 execute an RDF executable under Linux.
4397
4398 \c{rdf} supports only the \i{standard section names} \i\c{.text},
4399 \i\c{.data} and \i\c{.bss}.
4400
4401
4402 \S{rdflib} Requiring a Library: The \i\c{LIBRARY} Directive
4403
4404 \c{RDOFF} contains a mechanism for an object file to demand a given
4405 library to be linked to the module, either at load time or run time.
4406 This is done by the \c{LIBRARY} directive, which takes one argument
4407 which is the name of the module:
4408
4409 \c     library  mylib.rdl
4410
4411
4412 \S{rdfmod} Specifying a Module Name: The \i\c{MODULE} Directive
4413
4414 Special \c{RDOFF} header record is used to store the name of the module.
4415 It can be used, for example, by run-time loader to perform dynamic
4416 linking. \c{MODULE} directive takes one argument which is the name
4417 of current module:
4418
4419 \c     module  mymodname
4420
4421 Note that when you statically link modules and tell linker to strip
4422 the symbols from output file, all module names will be stripped too.
4423 To avoid it, you should start module names with \I{$, prefix}\c{$}, like:
4424
4425 \c     module  $kernel.core
4426
4427
4428 \S{rdfglob} \c{rdf} Extensions to the \c{GLOBAL} directive\I{GLOBAL,
4429 rdf extensions to}
4430
4431 \c{RDOFF} global symbols can contain additional information needed by
4432 the static linker. You can mark a global symbol as exported, thus
4433 telling the linker do not strip it from target executable or library
4434 file. Like in \c{ELF}, you can also specify whether an exported symbol
4435 is a procedure (function) or data object.
4436
4437 Suffixing the name with a colon and the word \i\c{export} you make the
4438 symbol exported:
4439
4440 \c     global  sys_open:export
4441
4442 To specify that exported symbol is a procedure (function), you add the
4443 word \i\c{proc} or \i\c{function} after declaration:
4444
4445 \c     global  sys_open:export proc
4446
4447 Similarly, to specify exported data object, add the word \i\c{data}
4448 or \i\c{object} to the directive:
4449
4450 \c     global  kernel_ticks:export data
4451
4452
4453 \H{dbgfmt} \i\c{dbg}: Debugging Format
4454
4455 The \c{dbg} output format is not built into NASM in the default
4456 configuration. If you are building your own NASM executable from the
4457 sources, you can define \i\c{OF_DBG} in \c{outform.h} or on the
4458 compiler command line, and obtain the \c{dbg} output format.
4459
4460 The \c{dbg} format does not output an object file as such; instead,
4461 it outputs a text file which contains a complete list of all the
4462 transactions between the main body of NASM and the output-format
4463 back end module. It is primarily intended to aid people who want to
4464 write their own output drivers, so that they can get a clearer idea
4465 of the various requests the main program makes of the output driver,
4466 and in what order they happen.
4467
4468 For simple files, one can easily use the \c{dbg} format like this:
4469
4470 \c nasm -f dbg filename.asm
4471
4472 which will generate a diagnostic file called \c{filename.dbg}.
4473 However, this will not work well on files which were designed for a
4474 different object format, because each object format defines its own
4475 macros (usually user-level forms of directives), and those macros
4476 will not be defined in the \c{dbg} format. Therefore it can be
4477 useful to run NASM twice, in order to do the preprocessing with the
4478 native object format selected:
4479
4480 \c nasm -e -f rdf -o rdfprog.i rdfprog.asm
4481 \c nasm -a -f dbg rdfprog.i
4482
4483 This preprocesses \c{rdfprog.asm} into \c{rdfprog.i}, keeping the
4484 \c{rdf} object format selected in order to make sure RDF special
4485 directives are converted into primitive form correctly. Then the
4486 preprocessed source is fed through the \c{dbg} format to generate
4487 the final diagnostic output.
4488
4489 This workaround will still typically not work for programs intended
4490 for \c{obj} format, because the \c{obj} \c{SEGMENT} and \c{GROUP}
4491 directives have side effects of defining the segment and group names
4492 as symbols; \c{dbg} will not do this, so the program will not
4493 assemble. You will have to work around that by defining the symbols
4494 yourself (using \c{EXTERN}, for example) if you really need to get a
4495 \c{dbg} trace of an \c{obj}-specific source file.
4496
4497 \c{dbg} accepts any section name and any directives at all, and logs
4498 them all to its output file.
4499
4500
4501 \C{16bit} Writing 16-bit Code (DOS, Windows 3/3.1)
4502
4503 This chapter attempts to cover some of the common issues encountered
4504 when writing 16-bit code to run under \c{MS-DOS} or \c{Windows 3.x}. It
4505 covers how to link programs to produce \c{.EXE} or \c{.COM} files,
4506 how to write \c{.SYS} device drivers, and how to interface assembly
4507 language code with 16-bit C compilers and with Borland Pascal.
4508
4509
4510 \H{exefiles} Producing \i\c{.EXE} Files
4511
4512 Any large program written under DOS needs to be built as a \c{.EXE}
4513 file: only \c{.EXE} files have the necessary internal structure
4514 required to span more than one 64K segment. \i{Windows} programs,
4515 also, have to be built as \c{.EXE} files, since Windows does not
4516 support the \c{.COM} format.
4517
4518 In general, you generate \c{.EXE} files by using the \c{obj} output
4519 format to produce one or more \i\c{.OBJ} files, and then linking
4520 them together using a linker. However, NASM also supports the direct
4521 generation of simple DOS \c{.EXE} files using the \c{bin} output
4522 format (by using \c{DB} and \c{DW} to construct the \c{.EXE} file
4523 header), and a macro package is supplied to do this. Thanks to
4524 Yann Guidon for contributing the code for this.
4525
4526 NASM may also support \c{.EXE} natively as another output format in
4527 future releases.
4528
4529
4530 \S{objexe} Using the \c{obj} Format To Generate \c{.EXE} Files
4531
4532 This section describes the usual method of generating \c{.EXE} files
4533 by linking \c{.OBJ} files together.
4534
4535 Most 16-bit programming language packages come with a suitable
4536 linker; if you have none of these, there is a free linker called
4537 \i{VAL}\I{linker, free}, available in \c{LZH} archive format from
4538 \W{ftp://x2ftp.oulu.fi/pub/msdos/programming/lang/}\i\c{x2ftp.oulu.fi}.
4539 An LZH archiver can be found at
4540 \W{ftp://ftp.simtel.net/pub/simtelnet/msdos/arcers}\i\c{ftp.simtel.net}.
4541 There is another `free' linker (though this one doesn't come with
4542 sources) called \i{FREELINK}, available from
4543 \W{http://www.pcorner.com/tpc/old/3-101.html}\i\c{www.pcorner.com}.
4544 A third, \i\c{djlink}, written by DJ Delorie, is available at
4545 \W{http://www.delorie.com/djgpp/16bit/djlink/}\i\c{www.delorie.com}.
4546 A fourth linker, \i\c{ALINK}, written by Anthony A.J. Williams, is
4547 available at \W{http://alink.sourceforge.net}\i\c{alink.sourceforge.net}.
4548
4549 When linking several \c{.OBJ} files into a \c{.EXE} file, you should
4550 ensure that exactly one of them has a start point defined (using the
4551 \I{program entry point}\i\c{..start} special symbol defined by the
4552 \c{obj} format: see \k{dotdotstart}). If no module defines a start
4553 point, the linker will not know what value to give the entry-point
4554 field in the output file header; if more than one defines a start
4555 point, the linker will not know \e{which} value to use.
4556
4557 An example of a NASM source file which can be assembled to a
4558 \c{.OBJ} file and linked on its own to a \c{.EXE} is given here. It
4559 demonstrates the basic principles of defining a stack, initialising
4560 the segment registers, and declaring a start point. This file is
4561 also provided in the \I{test subdirectory}\c{test} subdirectory of
4562 the NASM archives, under the name \c{objexe.asm}.
4563
4564 \c segment code
4565 \c
4566 \c ..start:
4567 \c         mov     ax,data
4568 \c         mov     ds,ax
4569 \c         mov     ax,stack
4570 \c         mov     ss,ax
4571 \c         mov     sp,stacktop
4572
4573 This initial piece of code sets up \c{DS} to point to the data
4574 segment, and initialises \c{SS} and \c{SP} to point to the top of
4575 the provided stack. Notice that interrupts are implicitly disabled
4576 for one instruction after a move into \c{SS}, precisely for this
4577 situation, so that there's no chance of an interrupt occurring
4578 between the loads of \c{SS} and \c{SP} and not having a stack to
4579 execute on.
4580
4581 Note also that the special symbol \c{..start} is defined at the
4582 beginning of this code, which means that will be the entry point
4583 into the resulting executable file.
4584
4585 \c         mov     dx,hello
4586 \c         mov     ah,9
4587 \c         int     0x21
4588
4589 The above is the main program: load \c{DS:DX} with a pointer to the
4590 greeting message (\c{hello} is implicitly relative to the segment
4591 \c{data}, which was loaded into \c{DS} in the setup code, so the
4592 full pointer is valid), and call the DOS print-string function.
4593
4594 \c         mov     ax,0x4c00
4595 \c         int     0x21
4596
4597 This terminates the program using another DOS system call.
4598
4599 \c segment data
4600 \c
4601 \c hello:  db      'hello, world', 13, 10, '$'
4602
4603 The data segment contains the string we want to display.
4604
4605 \c segment stack stack
4606 \c         resb 64
4607 \c stacktop:
4608
4609 The above code declares a stack segment containing 64 bytes of
4610 uninitialised stack space, and points \c{stacktop} at the top of it.
4611 The directive \c{segment stack stack} defines a segment \e{called}
4612 \c{stack}, and also of \e{type} \c{STACK}. The latter is not
4613 necessary to the correct running of the program, but linkers are
4614 likely to issue warnings or errors if your program has no segment of
4615 type \c{STACK}.
4616
4617 The above file, when assembled into a \c{.OBJ} file, will link on
4618 its own to a valid \c{.EXE} file, which when run will print `hello,
4619 world' and then exit.
4620
4621
4622 \S{binexe} Using the \c{bin} Format To Generate \c{.EXE} Files
4623
4624 The \c{.EXE} file format is simple enough that it's possible to
4625 build a \c{.EXE} file by writing a pure-binary program and sticking
4626 a 32-byte header on the front. This header is simple enough that it
4627 can be generated using \c{DB} and \c{DW} commands by NASM itself, so
4628 that you can use the \c{bin} output format to directly generate
4629 \c{.EXE} files.
4630
4631 Included in the NASM archives, in the \I{misc subdirectory}\c{misc}
4632 subdirectory, is a file \i\c{exebin.mac} of macros. It defines three
4633 macros: \i\c{EXE_begin}, \i\c{EXE_stack} and \i\c{EXE_end}.
4634
4635 To produce a \c{.EXE} file using this method, you should start by
4636 using \c{%include} to load the \c{exebin.mac} macro package into
4637 your source file. You should then issue the \c{EXE_begin} macro call
4638 (which takes no arguments) to generate the file header data. Then
4639 write code as normal for the \c{bin} format - you can use all three
4640 standard sections \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}. At the end of
4641 the file you should call the \c{EXE_end} macro (again, no arguments),
4642 which defines some symbols to mark section sizes, and these symbols
4643 are referred to in the header code generated by \c{EXE_begin}.
4644
4645 In this model, the code you end up writing starts at \c{0x100}, just
4646 like a \c{.COM} file - in fact, if you strip off the 32-byte header
4647 from the resulting \c{.EXE} file, you will have a valid \c{.COM}
4648 program. All the segment bases are the same, so you are limited to a
4649 64K program, again just like a \c{.COM} file. Note that an \c{ORG}
4650 directive is issued by the \c{EXE_begin} macro, so you should not
4651 explicitly issue one of your own.
4652
4653 You can't directly refer to your segment base value, unfortunately,
4654 since this would require a relocation in the header, and things
4655 would get a lot more complicated. So you should get your segment
4656 base by copying it out of \c{CS} instead.
4657
4658 On entry to your \c{.EXE} file, \c{SS:SP} are already set up to
4659 point to the top of a 2Kb stack. You can adjust the default stack
4660 size of 2Kb by calling the \c{EXE_stack} macro. For example, to
4661 change the stack size of your program to 64 bytes, you would call
4662 \c{EXE_stack 64}.
4663
4664 A sample program which generates a \c{.EXE} file in this way is
4665 given in the \c{test} subdirectory of the NASM archive, as
4666 \c{binexe.asm}.
4667
4668
4669 \H{comfiles} Producing \i\c{.COM} Files
4670
4671 While large DOS programs must be written as \c{.EXE} files, small
4672 ones are often better written as \c{.COM} files. \c{.COM} files are
4673 pure binary, and therefore most easily produced using the \c{bin}
4674 output format.
4675
4676
4677 \S{combinfmt} Using the \c{bin} Format To Generate \c{.COM} Files
4678
4679 \c{.COM} files expect to be loaded at offset \c{100h} into their
4680 segment (though the segment may change). Execution then begins at
4681 \I\c{ORG}\c{100h}, i.e. right at the start of the program. So to
4682 write a \c{.COM} program, you would create a source file looking
4683 like
4684
4685 \c         org 100h
4686 \c
4687 \c section .text
4688 \c
4689 \c start:
4690 \c         ; put your code here
4691 \c
4692 \c section .data
4693 \c
4694 \c         ; put data items here
4695 \c
4696 \c section .bss
4697 \c
4698 \c         ; put uninitialised data here
4699
4700 The \c{bin} format puts the \c{.text} section first in the file, so
4701 you can declare data or BSS items before beginning to write code if
4702 you want to and the code will still end up at the front of the file
4703 where it belongs.
4704
4705 The BSS (uninitialised data) section does not take up space in the
4706 \c{.COM} file itself: instead, addresses of BSS items are resolved
4707 to point at space beyond the end of the file, on the grounds that
4708 this will be free memory when the program is run. Therefore you
4709 should not rely on your BSS being initialised to all zeros when you
4710 run.
4711
4712 To assemble the above program, you should use a command line like
4713
4714 \c nasm myprog.asm -fbin -o myprog.com
4715
4716 The \c{bin} format would produce a file called \c{myprog} if no
4717 explicit output file name were specified, so you have to override it
4718 and give the desired file name.
4719
4720
4721 \S{comobjfmt} Using the \c{obj} Format To Generate \c{.COM} Files
4722
4723 If you are writing a \c{.COM} program as more than one module, you
4724 may wish to assemble several \c{.OBJ} files and link them together
4725 into a \c{.COM} program. You can do this, provided you have a linker
4726 capable of outputting \c{.COM} files directly (\i{TLINK} does this),
4727 or alternatively a converter program such as \i\c{EXE2BIN} to
4728 transform the \c{.EXE} file output from the linker into a \c{.COM}
4729 file.
4730
4731 If you do this, you need to take care of several things:
4732
4733 \b The first object file containing code should start its code
4734 segment with a line like \c{RESB 100h}. This is to ensure that the
4735 code begins at offset \c{100h} relative to the beginning of the code
4736 segment, so that the linker or converter program does not have to
4737 adjust address references within the file when generating the
4738 \c{.COM} file. Other assemblers use an \i\c{ORG} directive for this
4739 purpose, but \c{ORG} in NASM is a format-specific directive to the
4740 \c{bin} output format, and does not mean the same thing as it does
4741 in MASM-compatible assemblers.
4742
4743 \b You don't need to define a stack segment.
4744
4745 \b All your segments should be in the same group, so that every time
4746 your code or data references a symbol offset, all offsets are
4747 relative to the same segment base. This is because, when a \c{.COM}
4748 file is loaded, all the segment registers contain the same value.
4749
4750
4751 \H{sysfiles} Producing \i\c{.SYS} Files
4752
4753 \i{MS-DOS device drivers} - \c{.SYS} files - are pure binary files,
4754 similar to \c{.COM} files, except that they start at origin zero
4755 rather than \c{100h}. Therefore, if you are writing a device driver
4756 using the \c{bin} format, you do not need the \c{ORG} directive,
4757 since the default origin for \c{bin} is zero. Similarly, if you are
4758 using \c{obj}, you do not need the \c{RESB 100h} at the start of
4759 your code segment.
4760
4761 \c{.SYS} files start with a header structure, containing pointers to
4762 the various routines inside the driver which do the work. This
4763 structure should be defined at the start of the code segment, even
4764 though it is not actually code.
4765
4766 For more information on the format of \c{.SYS} files, and the data
4767 which has to go in the header structure, a list of books is given in
4768 the Frequently Asked Questions list for the newsgroup
4769 \W{news:comp.os.msdos.programmer}\i\c{comp.os.msdos.programmer}.
4770
4771
4772 \H{16c} Interfacing to 16-bit C Programs
4773
4774 This section covers the basics of writing assembly routines that
4775 call, or are called from, C programs. To do this, you would
4776 typically write an assembly module as a \c{.OBJ} file, and link it
4777 with your C modules to produce a \i{mixed-language program}.
4778
4779
4780 \S{16cunder} External Symbol Names
4781
4782 \I{C symbol names}\I{underscore, in C symbols}C compilers have the
4783 convention that the names of all global symbols (functions or data)
4784 they define are formed by prefixing an underscore to the name as it
4785 appears in the C program. So, for example, the function a C
4786 programmer thinks of as \c{printf} appears to an assembly language
4787 programmer as \c{_printf}. This means that in your assembly
4788 programs, you can define symbols without a leading underscore, and
4789 not have to worry about name clashes with C symbols.
4790
4791 If you find the underscores inconvenient, you can define macros to
4792 replace the \c{GLOBAL} and \c{EXTERN} directives as follows:
4793
4794 \c %macro  cglobal 1
4795 \c
4796 \c   global  _%1
4797 \c   %define %1 _%1
4798 \c
4799 \c %endmacro
4800 \c
4801 \c %macro  cextern 1
4802 \c
4803 \c   extern  _%1
4804 \c   %define %1 _%1
4805 \c
4806 \c %endmacro
4807
4808 (These forms of the macros only take one argument at a time; a
4809 \c{%rep} construct could solve this.)
4810
4811 If you then declare an external like this:
4812
4813 \c cextern printf
4814
4815 then the macro will expand it as
4816
4817 \c extern  _printf
4818 \c %define printf _printf
4819
4820 Thereafter, you can reference \c{printf} as if it was a symbol, and
4821 the preprocessor will put the leading underscore on where necessary.
4822
4823 The \c{cglobal} macro works similarly. You must use \c{cglobal}
4824 before defining the symbol in question, but you would have had to do
4825 that anyway if you used \c{GLOBAL}.
4826
4827
4828 \S{16cmodels} \i{Memory Models}
4829
4830 NASM contains no mechanism to support the various C memory models
4831 directly; you have to keep track yourself of which one you are
4832 writing for. This means you have to keep track of the following
4833 things:
4834
4835 \b In models using a single code segment (tiny, small and compact),
4836 functions are near. This means that function pointers, when stored
4837 in data segments or pushed on the stack as function arguments, are
4838 16 bits long and contain only an offset field (the \c{CS} register
4839 never changes its value, and always gives the segment part of the
4840 full function address), and that functions are called using ordinary
4841 near \c{CALL} instructions and return using \c{RETN} (which, in
4842 NASM, is synonymous with \c{RET} anyway). This means both that you
4843 should write your own routines to return with \c{RETN}, and that you
4844 should call external C routines with near \c{CALL} instructions.
4845
4846 \b In models using more than one code segment (medium, large and
4847 huge), functions are far. This means that function pointers are 32
4848 bits long (consisting of a 16-bit offset followed by a 16-bit
4849 segment), and that functions are called using \c{CALL FAR} (or
4850 \c{CALL seg:offset}) and return using \c{RETF}. Again, you should
4851 therefore write your own routines to return with \c{RETF} and use
4852 \c{CALL FAR} to call external routines.
4853
4854 \b In models using a single data segment (tiny, small and medium),
4855 data pointers are 16 bits long, containing only an offset field (the
4856 \c{DS} register doesn't change its value, and always gives the
4857 segment part of the full data item address).
4858
4859 \b In models using more than one data segment (compact, large and
4860 huge), data pointers are 32 bits long, consisting of a 16-bit offset
4861 followed by a 16-bit segment. You should still be careful not to
4862 modify \c{DS} in your routines without restoring it afterwards, but
4863 \c{ES} is free for you to use to access the contents of 32-bit data
4864 pointers you are passed.
4865
4866 \b The huge memory model allows single data items to exceed 64K in
4867 size. In all other memory models, you can access the whole of a data
4868 item just by doing arithmetic on the offset field of the pointer you
4869 are given, whether a segment field is present or not; in huge model,
4870 you have to be more careful of your pointer arithmetic.
4871
4872 \b In most memory models, there is a \e{default} data segment, whose
4873 segment address is kept in \c{DS} throughout the program. This data
4874 segment is typically the same segment as the stack, kept in \c{SS},
4875 so that functions' local variables (which are stored on the stack)
4876 and global data items can both be accessed easily without changing
4877 \c{DS}. Particularly large data items are typically stored in other
4878 segments. However, some memory models (though not the standard
4879 ones, usually) allow the assumption that \c{SS} and \c{DS} hold the
4880 same value to be removed. Be careful about functions' local
4881 variables in this latter case.
4882
4883 In models with a single code segment, the segment is called
4884 \i\c{_TEXT}, so your code segment must also go by this name in order
4885 to be linked into the same place as the main code segment. In models
4886 with a single data segment, or with a default data segment, it is
4887 called \i\c{_DATA}.
4888
4889
4890 \S{16cfunc} Function Definitions and Function Calls
4891
4892 \I{functions, C calling convention}The \i{C calling convention} in
4893 16-bit programs is as follows. In the following description, the
4894 words \e{caller} and \e{callee} are used to denote the function
4895 doing the calling and the function which gets called.
4896
4897 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
4898 after another, in reverse order (right to left, so that the first
4899 argument specified to the function is pushed last).
4900
4901 \b The caller then executes a \c{CALL} instruction to pass control
4902 to the callee. This \c{CALL} is either near or far depending on the
4903 memory model.
4904
4905 \b The callee receives control, and typically (although this is not
4906 actually necessary, in functions which do not need to access their
4907 parameters) starts by saving the value of \c{SP} in \c{BP} so as to
4908 be able to use \c{BP} as a base pointer to find its parameters on
4909 the stack. However, the caller was probably doing this too, so part
4910 of the calling convention states that \c{BP} must be preserved by
4911 any C function. Hence the callee, if it is going to set up \c{BP} as
4912 a \i\e{frame pointer}, must push the previous value first.
4913
4914 \b The callee may then access its parameters relative to \c{BP}.
4915 The word at \c{[BP]} holds the previous value of \c{BP} as it was
4916 pushed; the next word, at \c{[BP+2]}, holds the offset part of the
4917 return address, pushed implicitly by \c{CALL}. In a small-model
4918 (near) function, the parameters start after that, at \c{[BP+4]}; in
4919 a large-model (far) function, the segment part of the return address
4920 lives at \c{[BP+4]}, and the parameters begin at \c{[BP+6]}. The
4921 leftmost parameter of the function, since it was pushed last, is
4922 accessible at this offset from \c{BP}; the others follow, at
4923 successively greater offsets. Thus, in a function such as \c{printf}
4924 which takes a variable number of parameters, the pushing of the
4925 parameters in reverse order means that the function knows where to
4926 find its first parameter, which tells it the number and type of the
4927 remaining ones.
4928
4929 \b The callee may also wish to decrease \c{SP} further, so as to
4930 allocate space on the stack for local variables, which will then be
4931 accessible at negative offsets from \c{BP}.
4932
4933 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
4934 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{DX:AX} depending on the size
4935 of the value. Floating-point results are sometimes (depending on the
4936 compiler) returned in \c{ST0}.
4937
4938 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{SP} from
4939 \c{BP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
4940 value of \c{BP}, and returns via \c{RETN} or \c{RETF} depending on
4941 memory model.
4942
4943 \b When the caller regains control from the callee, the function
4944 parameters are still on the stack, so it typically adds an immediate
4945 constant to \c{SP} to remove them (instead of executing a number of
4946 slow \c{POP} instructions). Thus, if a function is accidentally
4947 called with the wrong number of parameters due to a prototype
4948 mismatch, the stack will still be returned to a sensible state since
4949 the caller, which \e{knows} how many parameters it pushed, does the
4950 removing.
4951
4952 It is instructive to compare this calling convention with that for
4953 Pascal programs (described in \k{16bpfunc}). Pascal has a simpler
4954 convention, since no functions have variable numbers of parameters.
4955 Therefore the callee knows how many parameters it should have been
4956 passed, and is able to deallocate them from the stack itself by
4957 passing an immediate argument to the \c{RET} or \c{RETF}
4958 instruction, so the caller does not have to do it. Also, the
4959 parameters are pushed in left-to-right order, not right-to-left,
4960 which means that a compiler can give better guarantees about
4961 sequence points without performance suffering.
4962
4963 Thus, you would define a function in C style in the following way.
4964 The following example is for small model:
4965
4966 \c global  _myfunc
4967 \c
4968 \c _myfunc:
4969 \c         push    bp
4970 \c         mov     bp,sp
4971 \c         sub     sp,0x40         ; 64 bytes of local stack space
4972 \c         mov     bx,[bp+4]       ; first parameter to function
4973 \c
4974 \c         ; some more code
4975 \c
4976 \c         mov     sp,bp           ; undo "sub sp,0x40" above
4977 \c         pop     bp
4978 \c         ret
4979
4980 For a large-model function, you would replace \c{RET} by \c{RETF},
4981 and look for the first parameter at \c{[BP+6]} instead of
4982 \c{[BP+4]}. Of course, if one of the parameters is a pointer, then
4983 the offsets of \e{subsequent} parameters will change depending on
4984 the memory model as well: far pointers take up four bytes on the
4985 stack when passed as a parameter, whereas near pointers take up two.
4986
4987 At the other end of the process, to call a C function from your
4988 assembly code, you would do something like this:
4989
4990 \c extern  _printf
4991 \c
4992 \c       ; and then, further down...
4993 \c
4994 \c       push    word [myint]        ; one of my integer variables
4995 \c       push    word mystring       ; pointer into my data segment
4996 \c       call    _printf
4997 \c       add     sp,byte 4           ; `byte' saves space
4998 \c
4999 \c       ; then those data items...
5000 \c
5001 \c segment _DATA
5002 \c
5003 \c myint         dw    1234
5004 \c mystring      db    'This number -> %d <- should be 1234',10,0
5005
5006 This piece of code is the small-model assembly equivalent of the C
5007 code
5008
5009 \c     int myint = 1234;
5010 \c     printf("This number -> %d <- should be 1234\n", myint);
5011
5012 In large model, the function-call code might look more like this. In
5013 this example, it is assumed that \c{DS} already holds the segment
5014 base of the segment \c{_DATA}. If not, you would have to initialise
5015 it first.
5016
5017 \c       push    word [myint]
5018 \c       push    word seg mystring   ; Now push the segment, and...
5019 \c       push    word mystring       ; ... offset of "mystring"
5020 \c       call    far _printf
5021 \c       add    sp,byte 6
5022
5023 The integer value still takes up one word on the stack, since large
5024 model does not affect the size of the \c{int} data type. The first
5025 argument (pushed last) to \c{printf}, however, is a data pointer,
5026 and therefore has to contain a segment and offset part. The segment
5027 should be stored second in memory, and therefore must be pushed
5028 first. (Of course, \c{PUSH DS} would have been a shorter instruction
5029 than \c{PUSH WORD SEG mystring}, if \c{DS} was set up as the above
5030 example assumed.) Then the actual call becomes a far call, since
5031 functions expect far calls in large model; and \c{SP} has to be
5032 increased by 6 rather than 4 afterwards to make up for the extra
5033 word of parameters.
5034
5035
5036 \S{16cdata} Accessing Data Items
5037
5038 To get at the contents of C variables, or to declare variables which
5039 C can access, you need only declare the names as \c{GLOBAL} or
5040 \c{EXTERN}. (Again, the names require leading underscores, as stated
5041 in \k{16cunder}.) Thus, a C variable declared as \c{int i} can be
5042 accessed from assembler as
5043
5044 \c extern _i
5045 \c
5046 \c         mov ax,[_i]
5047
5048 And to declare your own integer variable which C programs can access
5049 as \c{extern int j}, you do this (making sure you are assembling in
5050 the \c{_DATA} segment, if necessary):
5051
5052 \c global  _j
5053 \c
5054 \c _j      dw      0
5055
5056 To access a C array, you need to know the size of the components of
5057 the array. For example, \c{int} variables are two bytes long, so if
5058 a C program declares an array as \c{int a[10]}, you can access
5059 \c{a[3]} by coding \c{mov ax,[_a+6]}. (The byte offset 6 is obtained
5060 by multiplying the desired array index, 3, by the size of the array
5061 element, 2.) The sizes of the C base types in 16-bit compilers are:
5062 1 for \c{char}, 2 for \c{short} and \c{int}, 4 for \c{long} and
5063 \c{float}, and 8 for \c{double}.
5064
5065 To access a C \i{data structure}, you need to know the offset from
5066 the base of the structure to the field you are interested in. You
5067 can either do this by converting the C structure definition into a
5068 NASM structure definition (using \i\c{STRUC}), or by calculating the
5069 one offset and using just that.
5070
5071 To do either of these, you should read your C compiler's manual to
5072 find out how it organises data structures. NASM gives no special
5073 alignment to structure members in its own \c{STRUC} macro, so you
5074 have to specify alignment yourself if the C compiler generates it.
5075 Typically, you might find that a structure like
5076
5077 \c struct {
5078 \c     char c;
5079 \c     int i;
5080 \c } foo;
5081
5082 might be four bytes long rather than three, since the \c{int} field
5083 would be aligned to a two-byte boundary. However, this sort of
5084 feature tends to be a configurable option in the C compiler, either
5085 using command-line options or \c{#pragma} lines, so you have to find
5086 out how your own compiler does it.
5087
5088
5089 \S{16cmacro} \i\c{c16.mac}: Helper Macros for the 16-bit C Interface
5090
5091 Included in the NASM archives, in the \I{misc subdirectory}\c{misc}
5092 directory, is a file \c{c16.mac} of macros. It defines three macros:
5093 \i\c{proc}, \i\c{arg} and \i\c{endproc}. These are intended to be
5094 used for C-style procedure definitions, and they automate a lot of
5095 the work involved in keeping track of the calling convention.
5096
5097 (An alternative, TASM compatible form of \c{arg} is also now built
5098 into NASM's preprocessor. See \k{tasmcompat} for details.)
5099
5100 An example of an assembly function using the macro set is given
5101 here:
5102
5103 \c proc    _nearproc
5104 \c
5105 \c %$i     arg
5106 \c %$j     arg
5107 \c         mov     ax,[bp + %$i]
5108 \c         mov     bx,[bp + %$j]
5109 \c         add     ax,[bx]
5110 \c
5111 \c endproc
5112
5113 This defines \c{_nearproc} to be a procedure taking two arguments,
5114 the first (\c{i}) an integer and the second (\c{j}) a pointer to an
5115 integer. It returns \c{i + *j}.
5116
5117 Note that the \c{arg} macro has an \c{EQU} as the first line of its
5118 expansion, and since the label before the macro call gets prepended
5119 to the first line of the expanded macro, the \c{EQU} works, defining
5120 \c{%$i} to be an offset from \c{BP}. A context-local variable is
5121 used, local to the context pushed by the \c{proc} macro and popped
5122 by the \c{endproc} macro, so that the same argument name can be used
5123 in later procedures. Of course, you don't \e{have} to do that.
5124
5125 The macro set produces code for near functions (tiny, small and
5126 compact-model code) by default. You can have it generate far
5127 functions (medium, large and huge-model code) by means of coding
5128 \I\c{FARCODE}\c{%define FARCODE}. This changes the kind of return
5129 instruction generated by \c{endproc}, and also changes the starting
5130 point for the argument offsets. The macro set contains no intrinsic
5131 dependency on whether data pointers are far or not.
5132
5133 \c{arg} can take an optional parameter, giving the size of the
5134 argument. If no size is given, 2 is assumed, since it is likely that
5135 many function parameters will be of type \c{int}.
5136
5137 The large-model equivalent of the above function would look like this:
5138
5139 \c %define FARCODE
5140 \c
5141 \c proc    _farproc
5142 \c
5143 \c %$i     arg
5144 \c %$j     arg     4
5145 \c         mov     ax,[bp + %$i]
5146 \c         mov     bx,[bp + %$j]
5147 \c         mov     es,[bp + %$j + 2]
5148 \c         add     ax,[bx]
5149 \c
5150 \c endproc
5151
5152 This makes use of the argument to the \c{arg} macro to define a
5153 parameter of size 4, because \c{j} is now a far pointer. When we
5154 load from \c{j}, we must load a segment and an offset.
5155
5156
5157 \H{16bp} Interfacing to \i{Borland Pascal} Programs
5158
5159 Interfacing to Borland Pascal programs is similar in concept to
5160 interfacing to 16-bit C programs. The differences are:
5161
5162 \b The leading underscore required for interfacing to C programs is
5163 not required for Pascal.
5164
5165 \b The memory model is always large: functions are far, data
5166 pointers are far, and no data item can be more than 64K long.
5167 (Actually, some functions are near, but only those functions that
5168 are local to a Pascal unit and never called from outside it. All
5169 assembly functions that Pascal calls, and all Pascal functions that
5170 assembly routines are able to call, are far.) However, all static
5171 data declared in a Pascal program goes into the default data
5172 segment, which is the one whose segment address will be in \c{DS}
5173 when control is passed to your assembly code. The only things that
5174 do not live in the default data segment are local variables (they
5175 live in the stack segment) and dynamically allocated variables. All
5176 data \e{pointers}, however, are far.
5177
5178 \b The function calling convention is different - described below.
5179
5180 \b Some data types, such as strings, are stored differently.
5181
5182 \b There are restrictions on the segment names you are allowed to
5183 use - Borland Pascal will ignore code or data declared in a segment
5184 it doesn't like the name of. The restrictions are described below.
5185
5186
5187 \S{16bpfunc} The Pascal Calling Convention
5188
5189 \I{functions, Pascal calling convention}\I{Pascal calling
5190 convention}The 16-bit Pascal calling convention is as follows. In
5191 the following description, the words \e{caller} and \e{callee} are
5192 used to denote the function doing the calling and the function which
5193 gets called.
5194
5195 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
5196 after another, in normal order (left to right, so that the first
5197 argument specified to the function is pushed first).
5198
5199 \b The caller then executes a far \c{CALL} instruction to pass
5200 control to the callee.
5201
5202 \b The callee receives control, and typically (although this is not
5203 actually necessary, in functions which do not need to access their
5204 parameters) starts by saving the value of \c{SP} in \c{BP} so as to
5205 be able to use \c{BP} as a base pointer to find its parameters on
5206 the stack. However, the caller was probably doing this too, so part
5207 of the calling convention states that \c{BP} must be preserved by
5208 any function. Hence the callee, if it is going to set up \c{BP} as a
5209 \i{frame pointer}, must push the previous value first.
5210
5211 \b The callee may then access its parameters relative to \c{BP}.
5212 The word at \c{[BP]} holds the previous value of \c{BP} as it was
5213 pushed. The next word, at \c{[BP+2]}, holds the offset part of the
5214 return address, and the next one at \c{[BP+4]} the segment part. The
5215 parameters begin at \c{[BP+6]}. The rightmost parameter of the
5216 function, since it was pushed last, is accessible at this offset
5217 from \c{BP}; the others follow, at successively greater offsets.
5218
5219 \b The callee may also wish to decrease \c{SP} further, so as to
5220 allocate space on the stack for local variables, which will then be
5221 accessible at negative offsets from \c{BP}.
5222
5223 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
5224 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{DX:AX} depending on the size
5225 of the value. Floating-point results are returned in \c{ST0}.
5226 Results of type \c{Real} (Borland's own custom floating-point data
5227 type, not handled directly by the FPU) are returned in \c{DX:BX:AX}.
5228 To return a result of type \c{String}, the caller pushes a pointer
5229 to a temporary string before pushing the parameters, and the callee
5230 places the returned string value at that location. The pointer is
5231 not a parameter, and should not be removed from the stack by the
5232 \c{RETF} instruction.
5233
5234 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{SP} from
5235 \c{BP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
5236 value of \c{BP}, and returns via \c{RETF}. It uses the form of
5237 \c{RETF} with an immediate parameter, giving the number of bytes
5238 taken up by the parameters on the stack. This causes the parameters
5239 to be removed from the stack as a side effect of the return
5240 instruction.
5241
5242 \b When the caller regains control from the callee, the function
5243 parameters have already been removed from the stack, so it needs to
5244 do nothing further.
5245
5246 Thus, you would define a function in Pascal style, taking two
5247 \c{Integer}-type parameters, in the following way:
5248
5249 \c global  myfunc
5250 \c
5251 \c myfunc: push    bp
5252 \c         mov     bp,sp
5253 \c         sub     sp,0x40         ; 64 bytes of local stack space
5254 \c         mov     bx,[bp+8]       ; first parameter to function
5255 \c         mov     bx,[bp+6]       ; second parameter to function
5256 \c
5257 \c         ; some more code
5258 \c
5259 \c         mov     sp,bp           ; undo "sub sp,0x40" above
5260 \c         pop     bp
5261 \c         retf    4               ; total size of params is 4
5262
5263 At the other end of the process, to call a Pascal function from your
5264 assembly code, you would do something like this:
5265
5266 \c extern  SomeFunc
5267 \c
5268 \c        ; and then, further down...
5269 \c
5270 \c        push   word seg mystring   ; Now push the segment, and...
5271 \c        push   word mystring       ; ... offset of "mystring"
5272 \c        push   word [myint]        ; one of my variables
5273 \c        call   far SomeFunc
5274
5275 This is equivalent to the Pascal code
5276
5277 \c procedure SomeFunc(String: PChar; Int: Integer);
5278 \c     SomeFunc(@mystring, myint);
5279
5280
5281 \S{16bpseg} Borland Pascal \I{segment names, Borland Pascal}Segment
5282 Name Restrictions
5283
5284 Since Borland Pascal's internal unit file format is completely
5285 different from \c{OBJ}, it only makes a very sketchy job of actually
5286 reading and understanding the various information contained in a
5287 real \c{OBJ} file when it links that in. Therefore an object file
5288 intended to be linked to a Pascal program must obey a number of
5289 restrictions:
5290
5291 \b Procedures and functions must be in a segment whose name is
5292 either \c{CODE}, \c{CSEG}, or something ending in \c{_TEXT}.
5293
5294 \b Initialised data must be in a segment whose name is either
5295 \c{CONST} or something ending in \c{_DATA}.
5296
5297 \b Uninitialised data must be in a segment whose name is either
5298 \c{DATA}, \c{DSEG}, or something ending in \c{_BSS}.
5299
5300 \b Any other segments in the object file are completely ignored.
5301 \c{GROUP} directives and segment attributes are also ignored.
5302
5303
5304 \S{16bpmacro} Using \i\c{c16.mac} With Pascal Programs
5305
5306 The \c{c16.mac} macro package, described in \k{16cmacro}, can also
5307 be used to simplify writing functions to be called from Pascal
5308 programs, if you code \I\c{PASCAL}\c{%define PASCAL}. This
5309 definition ensures that functions are far (it implies
5310 \i\c{FARCODE}), and also causes procedure return instructions to be
5311 generated with an operand.
5312
5313 Defining \c{PASCAL} does not change the code which calculates the
5314 argument offsets; you must declare your function's arguments in
5315 reverse order. For example:
5316
5317 \c %define PASCAL
5318 \c
5319 \c proc    _pascalproc
5320 \c
5321 \c %$j     arg 4
5322 \c %$i     arg
5323 \c         mov     ax,[bp + %$i]
5324 \c         mov     bx,[bp + %$j]
5325 \c         mov     es,[bp + %$j + 2]
5326 \c         add     ax,[bx]
5327 \c
5328 \c endproc
5329
5330 This defines the same routine, conceptually, as the example in
5331 \k{16cmacro}: it defines a function taking two arguments, an integer
5332 and a pointer to an integer, which returns the sum of the integer
5333 and the contents of the pointer. The only difference between this
5334 code and the large-model C version is that \c{PASCAL} is defined
5335 instead of \c{FARCODE}, and that the arguments are declared in
5336 reverse order.
5337
5338
5339 \C{32bit} Writing 32-bit Code (Unix, Win32, DJGPP)
5340
5341 This chapter attempts to cover some of the common issues involved
5342 when writing 32-bit code, to run under \i{Win32} or Unix, or to be
5343 linked with C code generated by a Unix-style C compiler such as
5344 \i{DJGPP}. It covers how to write assembly code to interface with
5345 32-bit C routines, and how to write position-independent code for
5346 shared libraries.
5347
5348 Almost all 32-bit code, and in particular all code running under
5349 \c{Win32}, \c{DJGPP} or any of the PC Unix variants, runs in \I{flat
5350 memory model}\e{flat} memory model. This means that the segment registers
5351 and paging have already been set up to give you the same 32-bit 4Gb
5352 address space no matter what segment you work relative to, and that
5353 you should ignore all segment registers completely. When writing
5354 flat-model application code, you never need to use a segment
5355 override or modify any segment register, and the code-section
5356 addresses you pass to \c{CALL} and \c{JMP} live in the same address
5357 space as the data-section addresses you access your variables by and
5358 the stack-section addresses you access local variables and procedure
5359 parameters by. Every address is 32 bits long and contains only an
5360 offset part.
5361
5362
5363 \H{32c} Interfacing to 32-bit C Programs
5364
5365 A lot of the discussion in \k{16c}, about interfacing to 16-bit C
5366 programs, still applies when working in 32 bits. The absence of
5367 memory models or segmentation worries simplifies things a lot.
5368
5369
5370 \S{32cunder} External Symbol Names
5371
5372 Most 32-bit C compilers share the convention used by 16-bit
5373 compilers, that the names of all global symbols (functions or data)
5374 they define are formed by prefixing an underscore to the name as it
5375 appears in the C program. However, not all of them do: the \c{ELF}
5376 specification states that C symbols do \e{not} have a leading
5377 underscore on their assembly-language names.
5378
5379 The older Linux \c{a.out} C compiler, all \c{Win32} compilers,
5380 \c{DJGPP}, and \c{NetBSD} and \c{FreeBSD}, all use the leading
5381 underscore; for these compilers, the macros \c{cextern} and
5382 \c{cglobal}, as given in \k{16cunder}, will still work. For \c{ELF},
5383 though, the leading underscore should not be used.
5384
5385
5386 \S{32cfunc} Function Definitions and Function Calls
5387
5388 \I{functions, C calling convention}The \i{C calling convention}The C
5389 calling convention in 32-bit programs is as follows. In the
5390 following description, the words \e{caller} and \e{callee} are used
5391 to denote the function doing the calling and the function which gets
5392 called.
5393
5394 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
5395 after another, in reverse order (right to left, so that the first
5396 argument specified to the function is pushed last).
5397
5398 \b The caller then executes a near \c{CALL} instruction to pass
5399 control to the callee.
5400
5401 \b The callee receives control, and typically (although this is not
5402 actually necessary, in functions which do not need to access their
5403 parameters) starts by saving the value of \c{ESP} in \c{EBP} so as
5404 to be able to use \c{EBP} as a base pointer to find its parameters
5405 on the stack. However, the caller was probably doing this too, so
5406 part of the calling convention states that \c{EBP} must be preserved
5407 by any C function. Hence the callee, if it is going to set up
5408 \c{EBP} as a \i{frame pointer}, must push the previous value first.
5409
5410 \b The callee may then access its parameters relative to \c{EBP}.
5411 The doubleword at \c{[EBP]} holds the previous value of \c{EBP} as
5412 it was pushed; the next doubleword, at \c{[EBP+4]}, holds the return
5413 address, pushed implicitly by \c{CALL}. The parameters start after
5414 that, at \c{[EBP+8]}. The leftmost parameter of the function, since
5415 it was pushed last, is accessible at this offset from \c{EBP}; the
5416 others follow, at successively greater offsets. Thus, in a function
5417 such as \c{printf} which takes a variable number of parameters, the
5418 pushing of the parameters in reverse order means that the function
5419 knows where to find its first parameter, which tells it the number
5420 and type of the remaining ones.
5421
5422 \b The callee may also wish to decrease \c{ESP} further, so as to
5423 allocate space on the stack for local variables, which will then be
5424 accessible at negative offsets from \c{EBP}.
5425
5426 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
5427 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{EAX} depending on the size
5428 of the value. Floating-point results are typically returned in
5429 \c{ST0}.
5430
5431 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{ESP} from
5432 \c{EBP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
5433 value of \c{EBP}, and returns via \c{RET} (equivalently, \c{RETN}).
5434
5435 \b When the caller regains control from the callee, the function
5436 parameters are still on the stack, so it typically adds an immediate
5437 constant to \c{ESP} to remove them (instead of executing a number of
5438 slow \c{POP} instructions). Thus, if a function is accidentally
5439 called with the wrong number of parameters due to a prototype
5440 mismatch, the stack will still be returned to a sensible state since
5441 the caller, which \e{knows} how many parameters it pushed, does the
5442 removing.
5443
5444 There is an alternative calling convention used by Win32 programs
5445 for Windows API calls, and also for functions called \e{by} the
5446 Windows API such as window procedures: they follow what Microsoft
5447 calls the \c{__stdcall} convention. This is slightly closer to the
5448 Pascal convention, in that the callee clears the stack by passing a
5449 parameter to the \c{RET} instruction. However, the parameters are
5450 still pushed in right-to-left order.
5451
5452 Thus, you would define a function in C style in the following way:
5453
5454 \c global  _myfunc
5455 \c
5456 \c _myfunc:
5457 \c         push    ebp
5458 \c         mov     ebp,esp
5459 \c         sub     esp,0x40        ; 64 bytes of local stack space
5460 \c         mov     ebx,[ebp+8]     ; first parameter to function
5461 \c
5462 \c         ; some more code
5463 \c
5464 \c         leave                   ; mov esp,ebp / pop ebp
5465 \c         ret
5466
5467 At the other end of the process, to call a C function from your
5468 assembly code, you would do something like this:
5469
5470 \c extern  _printf
5471 \c
5472 \c         ; and then, further down...
5473 \c
5474 \c         push    dword [myint]   ; one of my integer variables
5475 \c         push    dword mystring  ; pointer into my data segment
5476 \c         call    _printf
5477 \c         add     esp,byte 8      ; `byte' saves space
5478 \c
5479 \c         ; then those data items...
5480 \c
5481 \c segment _DATA
5482 \c
5483 \c myint       dd   1234
5484 \c mystring    db   'This number -> %d <- should be 1234',10,0
5485
5486 This piece of code is the assembly equivalent of the C code
5487
5488 \c     int myint = 1234;
5489 \c     printf("This number -> %d <- should be 1234\n", myint);
5490
5491
5492 \S{32cdata} Accessing Data Items
5493
5494 To get at the contents of C variables, or to declare variables which
5495 C can access, you need only declare the names as \c{GLOBAL} or
5496 \c{EXTERN}. (Again, the names require leading underscores, as stated
5497 in \k{32cunder}.) Thus, a C variable declared as \c{int i} can be
5498 accessed from assembler as
5499
5500 \c           extern _i
5501 \c           mov eax,[_i]
5502
5503 And to declare your own integer variable which C programs can access
5504 as \c{extern int j}, you do this (making sure you are assembling in
5505 the \c{_DATA} segment, if necessary):
5506
5507 \c           global _j
5508 \c _j        dd 0
5509
5510 To access a C array, you need to know the size of the components of
5511 the array. For example, \c{int} variables are four bytes long, so if
5512 a C program declares an array as \c{int a[10]}, you can access
5513 \c{a[3]} by coding \c{mov ax,[_a+12]}. (The byte offset 12 is obtained
5514 by multiplying the desired array index, 3, by the size of the array
5515 element, 4.) The sizes of the C base types in 32-bit compilers are:
5516 1 for \c{char}, 2 for \c{short}, 4 for \c{int}, \c{long} and
5517 \c{float}, and 8 for \c{double}. Pointers, being 32-bit addresses,
5518 are also 4 bytes long.
5519
5520 To access a C \i{data structure}, you need to know the offset from
5521 the base of the structure to the field you are interested in. You
5522 can either do this by converting the C structure definition into a
5523 NASM structure definition (using \c{STRUC}), or by calculating the
5524 one offset and using just that.
5525
5526 To do either of these, you should read your C compiler's manual to
5527 find out how it organises data structures. NASM gives no special
5528 alignment to structure members in its own \i\c{STRUC} macro, so you
5529 have to specify alignment yourself if the C compiler generates it.
5530 Typically, you might find that a structure like
5531
5532 \c struct {
5533 \c     char c;
5534 \c     int i;
5535 \c } foo;
5536
5537 might be eight bytes long rather than five, since the \c{int} field
5538 would be aligned to a four-byte boundary. However, this sort of
5539 feature is sometimes a configurable option in the C compiler, either
5540 using command-line options or \c{#pragma} lines, so you have to find
5541 out how your own compiler does it.
5542
5543
5544 \S{32cmacro} \i\c{c32.mac}: Helper Macros for the 32-bit C Interface
5545
5546 Included in the NASM archives, in the \I{misc directory}\c{misc}
5547 directory, is a file \c{c32.mac} of macros. It defines three macros:
5548 \i\c{proc}, \i\c{arg} and \i\c{endproc}. These are intended to be
5549 used for C-style procedure definitions, and they automate a lot of
5550 the work involved in keeping track of the calling convention.
5551
5552 An example of an assembly function using the macro set is given
5553 here:
5554
5555 \c proc    _proc32
5556 \c
5557 \c %$i     arg
5558 \c %$j     arg
5559 \c         mov     eax,[ebp + %$i]
5560 \c         mov     ebx,[ebp + %$j]
5561 \c         add     eax,[ebx]
5562 \c
5563 \c endproc
5564
5565 This defines \c{_proc32} to be a procedure taking two arguments, the
5566 first (\c{i}) an integer and the second (\c{j}) a pointer to an
5567 integer. It returns \c{i + *j}.
5568
5569 Note that the \c{arg} macro has an \c{EQU} as the first line of its
5570 expansion, and since the label before the macro call gets prepended
5571 to the first line of the expanded macro, the \c{EQU} works, defining
5572 \c{%$i} to be an offset from \c{BP}. A context-local variable is
5573 used, local to the context pushed by the \c{proc} macro and popped
5574 by the \c{endproc} macro, so that the same argument name can be used
5575 in later procedures. Of course, you don't \e{have} to do that.
5576
5577 \c{arg} can take an optional parameter, giving the size of the
5578 argument. If no size is given, 4 is assumed, since it is likely that
5579 many function parameters will be of type \c{int} or pointers.
5580
5581
5582 \H{picdll} Writing NetBSD/FreeBSD/OpenBSD and Linux/ELF \i{Shared
5583 Libraries}
5584
5585 \c{ELF} replaced the older \c{a.out} object file format under Linux
5586 because it contains support for \i{position-independent code}
5587 (\i{PIC}), which makes writing shared libraries much easier. NASM
5588 supports the \c{ELF} position-independent code features, so you can
5589 write Linux \c{ELF} shared libraries in NASM.
5590
5591 \i{NetBSD}, and its close cousins \i{FreeBSD} and \i{OpenBSD}, take
5592 a different approach by hacking PIC support into the \c{a.out}
5593 format. NASM supports this as the \i\c{aoutb} output format, so you
5594 can write \i{BSD} shared libraries in NASM too.
5595
5596 The operating system loads a PIC shared library by memory-mapping
5597 the library file at an arbitrarily chosen point in the address space
5598 of the running process. The contents of the library's code section
5599 must therefore not depend on where it is loaded in memory.
5600
5601 Therefore, you cannot get at your variables by writing code like
5602 this:
5603
5604 \c         mov     eax,[myvar]             ; WRONG
5605
5606 Instead, the linker provides an area of memory called the
5607 \i\e{global offset table}, or \i{GOT}; the GOT is situated at a
5608 constant distance from your library's code, so if you can find out
5609 where your library is loaded (which is typically done using a
5610 \c{CALL} and \c{POP} combination), you can obtain the address of the
5611 GOT, and you can then load the addresses of your variables out of
5612 linker-generated entries in the GOT.
5613
5614 The \e{data} section of a PIC shared library does not have these
5615 restrictions: since the data section is writable, it has to be
5616 copied into memory anyway rather than just paged in from the library
5617 file, so as long as it's being copied it can be relocated too. So
5618 you can put ordinary types of relocation in the data section without
5619 too much worry (but see \k{picglobal} for a caveat).
5620
5621
5622 \S{picgot} Obtaining the Address of the GOT
5623
5624 Each code module in your shared library should define the GOT as an
5625 external symbol:
5626
5627 \c extern  _GLOBAL_OFFSET_TABLE_   ; in ELF
5628 \c extern  __GLOBAL_OFFSET_TABLE_  ; in BSD a.out
5629
5630 At the beginning of any function in your shared library which plans
5631 to access your data or BSS sections, you must first calculate the
5632 address of the GOT. This is typically done by writing the function
5633 in this form:
5634
5635 \c func:   push    ebp
5636 \c         mov     ebp,esp
5637 \c         push    ebx
5638 \c         call    .get_GOT
5639 \c .get_GOT:
5640 \c         pop     ebx
5641 \c         add     ebx,_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+$$-.get_GOT wrt ..gotpc
5642 \c
5643 \c         ; the function body comes here
5644 \c
5645 \c         mov     ebx,[ebp-4]
5646 \c         mov     esp,ebp
5647 \c         pop     ebp
5648 \c         ret
5649
5650 (For BSD, again, the symbol \c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE} requires a
5651 second leading underscore.)
5652
5653 The first two lines of this function are simply the standard C
5654 prologue to set up a stack frame, and the last three lines are
5655 standard C function epilogue. The third line, and the fourth to last
5656 line, save and restore the \c{EBX} register, because PIC shared
5657 libraries use this register to store the address of the GOT.
5658
5659 The interesting bit is the \c{CALL} instruction and the following
5660 two lines. The \c{CALL} and \c{POP} combination obtains the address
5661 of the label \c{.get_GOT}, without having to know in advance where
5662 the program was loaded (since the \c{CALL} instruction is encoded
5663 relative to the current position). The \c{ADD} instruction makes use
5664 of one of the special PIC relocation types: \i{GOTPC relocation}.
5665 With the \i\c{WRT ..gotpc} qualifier specified, the symbol
5666 referenced (here \c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE_}, the special symbol
5667 assigned to the GOT) is given as an offset from the beginning of the
5668 section. (Actually, \c{ELF} encodes it as the offset from the operand
5669 field of the \c{ADD} instruction, but NASM simplifies this
5670 deliberately, so you do things the same way for both \c{ELF} and
5671 \c{BSD}.) So the instruction then \e{adds} the beginning of the section,
5672 to get the real address of the GOT, and subtracts the value of
5673 \c{.get_GOT} which it knows is in \c{EBX}. Therefore, by the time
5674 that instruction has finished, \c{EBX} contains the address of the GOT.
5675
5676 If you didn't follow that, don't worry: it's never necessary to
5677 obtain the address of the GOT by any other means, so you can put
5678 those three instructions into a macro and safely ignore them:
5679
5680 \c %macro  get_GOT 0
5681 \c
5682 \c         call    %%getgot
5683 \c   %%getgot:
5684 \c         pop     ebx
5685 \c         add     ebx,_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+$$-%%getgot wrt ..gotpc
5686 \c
5687 \c %endmacro
5688
5689 \S{piclocal} Finding Your Local Data Items
5690
5691 Having got the GOT, you can then use it to obtain the addresses of
5692 your data items. Most variables will reside in the sections you have
5693 declared; they can be accessed using the \I{GOTOFF
5694 relocation}\c{..gotoff} special \I\c{WRT ..gotoff}\c{WRT} type. The
5695 way this works is like this:
5696
5697 \c         lea     eax,[ebx+myvar wrt ..gotoff]
5698
5699 The expression \c{myvar wrt ..gotoff} is calculated, when the shared
5700 library is linked, to be the offset to the local variable \c{myvar}
5701 from the beginning of the GOT. Therefore, adding it to \c{EBX} as
5702 above will place the real address of \c{myvar} in \c{EAX}.
5703
5704 If you declare variables as \c{GLOBAL} without specifying a size for
5705 them, they are shared between code modules in the library, but do
5706 not get exported from the library to the program that loaded it.
5707 They will still be in your ordinary data and BSS sections, so you
5708 can access them in the same way as local variables, using the above
5709 \c{..gotoff} mechanism.
5710
5711 Note that due to a peculiarity of the way BSD \c{a.out} format
5712 handles this relocation type, there must be at least one non-local
5713 symbol in the same section as the address you're trying to access.
5714
5715
5716 \S{picextern} Finding External and Common Data Items
5717
5718 If your library needs to get at an external variable (external to
5719 the \e{library}, not just to one of the modules within it), you must
5720 use the \I{GOT relocations}\I\c{WRT ..got}\c{..got} type to get at
5721 it. The \c{..got} type, instead of giving you the offset from the
5722 GOT base to the variable, gives you the offset from the GOT base to
5723 a GOT \e{entry} containing the address of the variable. The linker
5724 will set up this GOT entry when it builds the library, and the
5725 dynamic linker will place the correct address in it at load time. So
5726 to obtain the address of an external variable \c{extvar} in \c{EAX},
5727 you would code
5728
5729 \c         mov     eax,[ebx+extvar wrt ..got]
5730
5731 This loads the address of \c{extvar} out of an entry in the GOT. The
5732 linker, when it builds the shared library, collects together every
5733 relocation of type \c{..got}, and builds the GOT so as to ensure it
5734 has every necessary entry present.
5735
5736 Common variables must also be accessed in this way.
5737
5738
5739 \S{picglobal} Exporting Symbols to the Library User
5740
5741 If you want to export symbols to the user of the library, you have
5742 to declare whether they are functions or data, and if they are data,
5743 you have to give the size of the data item. This is because the
5744 dynamic linker has to build \I{PLT}\i{procedure linkage table}
5745 entries for any exported functions, and also moves exported data
5746 items away from the library's data section in which they were
5747 declared.
5748
5749 So to export a function to users of the library, you must use
5750
5751 \c global  func:function           ; declare it as a function
5752 \c
5753 \c func:   push    ebp
5754 \c
5755 \c         ; etc.
5756
5757 And to export a data item such as an array, you would have to code
5758
5759 \c global  array:data array.end-array      ; give the size too
5760 \c
5761 \c array:  resd    128
5762 \c .end:
5763
5764 Be careful: If you export a variable to the library user, by
5765 declaring it as \c{GLOBAL} and supplying a size, the variable will
5766 end up living in the data section of the main program, rather than
5767 in your library's data section, where you declared it. So you will
5768 have to access your own global variable with the \c{..got} mechanism
5769 rather than \c{..gotoff}, as if it were external (which,
5770 effectively, it has become).
5771
5772 Equally, if you need to store the address of an exported global in
5773 one of your data sections, you can't do it by means of the standard
5774 sort of code:
5775
5776 \c dataptr:        dd      global_data_item        ; WRONG
5777
5778 NASM will interpret this code as an ordinary relocation, in which
5779 \c{global_data_item} is merely an offset from the beginning of the
5780 \c{.data} section (or whatever); so this reference will end up
5781 pointing at your data section instead of at the exported global
5782 which resides elsewhere.
5783
5784 Instead of the above code, then, you must write
5785
5786 \c dataptr:        dd      global_data_item wrt ..sym
5787
5788 which makes use of the special \c{WRT} type \I\c{WRT ..sym}\c{..sym}
5789 to instruct NASM to search the symbol table for a particular symbol
5790 at that address, rather than just relocating by section base.
5791
5792 Either method will work for functions: referring to one of your
5793 functions by means of
5794
5795 \c funcptr:        dd      my_function
5796
5797 will give the user the address of the code you wrote, whereas
5798
5799 \c funcptr:        dd      my_function wrt .sym
5800
5801 will give the address of the procedure linkage table for the
5802 function, which is where the calling program will \e{believe} the
5803 function lives. Either address is a valid way to call the function.
5804
5805
5806 \S{picproc} Calling Procedures Outside the Library
5807
5808 Calling procedures outside your shared library has to be done by
5809 means of a \i\e{procedure linkage table}, or \i{PLT}. The PLT is
5810 placed at a known offset from where the library is loaded, so the
5811 library code can make calls to the PLT in a position-independent
5812 way. Within the PLT there is code to jump to offsets contained in
5813 the GOT, so function calls to other shared libraries or to routines
5814 in the main program can be transparently passed off to their real
5815 destinations.
5816
5817 To call an external routine, you must use another special PIC
5818 relocation type, \I{PLT relocations}\i\c{WRT ..plt}. This is much
5819 easier than the GOT-based ones: you simply replace calls such as
5820 \c{CALL printf} with the PLT-relative version \c{CALL printf WRT
5821 ..plt}.
5822
5823
5824 \S{link} Generating the Library File
5825
5826 Having written some code modules and assembled them to \c{.o} files,
5827 you then generate your shared library with a command such as
5828
5829 \c ld -shared -o library.so module1.o module2.o       # for ELF
5830 \c ld -Bshareable -o library.so module1.o module2.o   # for BSD
5831
5832 For ELF, if your shared library is going to reside in system
5833 directories such as \c{/usr/lib} or \c{/lib}, it is usually worth
5834 using the \i\c{-soname} flag to the linker, to store the final
5835 library file name, with a version number, into the library:
5836
5837 \c ld -shared -soname library.so.1 -o library.so.1.2 *.o
5838
5839 You would then copy \c{library.so.1.2} into the library directory,
5840 and create \c{library.so.1} as a symbolic link to it.
5841
5842
5843 \C{mixsize} Mixing 16 and 32 Bit Code
5844
5845 This chapter tries to cover some of the issues, largely related to
5846 unusual forms of addressing and jump instructions, encountered when
5847 writing operating system code such as protected-mode initialisation
5848 routines, which require code that operates in mixed segment sizes,
5849 such as code in a 16-bit segment trying to modify data in a 32-bit
5850 one, or jumps between different-size segments.
5851
5852
5853 \H{mixjump} Mixed-Size Jumps\I{jumps, mixed-size}
5854
5855 \I{operating system, writing}\I{writing operating systems}The most
5856 common form of \i{mixed-size instruction} is the one used when
5857 writing a 32-bit OS: having done your setup in 16-bit mode, such as
5858 loading the kernel, you then have to boot it by switching into
5859 protected mode and jumping to the 32-bit kernel start address. In a
5860 fully 32-bit OS, this tends to be the \e{only} mixed-size
5861 instruction you need, since everything before it can be done in pure
5862 16-bit code, and everything after it can be pure 32-bit.
5863
5864 This jump must specify a 48-bit far address, since the target
5865 segment is a 32-bit one. However, it must be assembled in a 16-bit
5866 segment, so just coding, for example,
5867
5868 \c         jmp     0x1234:0x56789ABC       ; wrong!
5869
5870 will not work, since the offset part of the address will be
5871 truncated to \c{0x9ABC} and the jump will be an ordinary 16-bit far
5872 one.
5873
5874 The Linux kernel setup code gets round the inability of \c{as86} to
5875 generate the required instruction by coding it manually, using
5876 \c{DB} instructions. NASM can go one better than that, by actually
5877 generating the right instruction itself. Here's how to do it right:
5878
5879 \c         jmp     dword 0x1234:0x56789ABC         ; right
5880
5881 \I\c{JMP DWORD}The \c{DWORD} prefix (strictly speaking, it should
5882 come \e{after} the colon, since it is declaring the \e{offset} field
5883 to be a doubleword; but NASM will accept either form, since both are
5884 unambiguous) forces the offset part to be treated as far, in the
5885 assumption that you are deliberately writing a jump from a 16-bit
5886 segment to a 32-bit one.
5887
5888 You can do the reverse operation, jumping from a 32-bit segment to a
5889 16-bit one, by means of the \c{WORD} prefix:
5890
5891 \c         jmp     word 0x8765:0x4321      ; 32 to 16 bit
5892
5893 If the \c{WORD} prefix is specified in 16-bit mode, or the \c{DWORD}
5894 prefix in 32-bit mode, they will be ignored, since each is
5895 explicitly forcing NASM into a mode it was in anyway.
5896
5897
5898 \H{mixaddr} Addressing Between Different-Size Segments\I{addressing,
5899 mixed-size}\I{mixed-size addressing}
5900
5901 If your OS is mixed 16 and 32-bit, or if you are writing a DOS
5902 extender, you are likely to have to deal with some 16-bit segments
5903 and some 32-bit ones. At some point, you will probably end up
5904 writing code in a 16-bit segment which has to access data in a
5905 32-bit segment, or vice versa.
5906
5907 If the data you are trying to access in a 32-bit segment lies within
5908 the first 64K of the segment, you may be able to get away with using
5909 an ordinary 16-bit addressing operation for the purpose; but sooner
5910 or later, you will want to do 32-bit addressing from 16-bit mode.
5911
5912 The easiest way to do this is to make sure you use a register for
5913 the address, since any effective address containing a 32-bit
5914 register is forced to be a 32-bit address. So you can do
5915
5916 \c         mov     eax,offset_into_32_bit_segment_specified_by_fs
5917 \c         mov     dword [fs:eax],0x11223344
5918
5919 This is fine, but slightly cumbersome (since it wastes an
5920 instruction and a register) if you already know the precise offset
5921 you are aiming at. The x86 architecture does allow 32-bit effective
5922 addresses to specify nothing but a 4-byte offset, so why shouldn't
5923 NASM be able to generate the best instruction for the purpose?
5924
5925 It can. As in \k{mixjump}, you need only prefix the address with the
5926 \c{DWORD} keyword, and it will be forced to be a 32-bit address:
5927
5928 \c         mov     dword [fs:dword my_offset],0x11223344
5929
5930 Also as in \k{mixjump}, NASM is not fussy about whether the
5931 \c{DWORD} prefix comes before or after the segment override, so
5932 arguably a nicer-looking way to code the above instruction is
5933
5934 \c         mov     dword [dword fs:my_offset],0x11223344
5935
5936 Don't confuse the \c{DWORD} prefix \e{outside} the square brackets,
5937 which controls the size of the data stored at the address, with the
5938 one \c{inside} the square brackets which controls the length of the
5939 address itself. The two can quite easily be different:
5940
5941 \c         mov     word [dword 0x12345678],0x9ABC
5942
5943 This moves 16 bits of data to an address specified by a 32-bit
5944 offset.
5945
5946 You can also specify \c{WORD} or \c{DWORD} prefixes along with the
5947 \c{FAR} prefix to indirect far jumps or calls. For example:
5948
5949 \c         call    dword far [fs:word 0x4321]
5950
5951 This instruction contains an address specified by a 16-bit offset;
5952 it loads a 48-bit far pointer from that (16-bit segment and 32-bit
5953 offset), and calls that address.
5954
5955
5956 \H{mixother} Other Mixed-Size Instructions
5957
5958 The other way you might want to access data might be using the
5959 string instructions (\c{LODSx}, \c{STOSx} and so on) or the
5960 \c{XLATB} instruction. These instructions, since they take no
5961 parameters, might seem to have no easy way to make them perform
5962 32-bit addressing when assembled in a 16-bit segment.
5963
5964 This is the purpose of NASM's \i\c{a16} and \i\c{a32} prefixes. If
5965 you are coding \c{LODSB} in a 16-bit segment but it is supposed to
5966 be accessing a string in a 32-bit segment, you should load the
5967 desired address into \c{ESI} and then code
5968
5969 \c         a32     lodsb
5970
5971 The prefix forces the addressing size to 32 bits, meaning that
5972 \c{LODSB} loads from \c{[DS:ESI]} instead of \c{[DS:SI]}. To access
5973 a string in a 16-bit segment when coding in a 32-bit one, the
5974 corresponding \c{a16} prefix can be used.
5975
5976 The \c{a16} and \c{a32} prefixes can be applied to any instruction
5977 in NASM's instruction table, but most of them can generate all the
5978 useful forms without them. The prefixes are necessary only for
5979 instructions with implicit addressing: \c{CMPSx} (\k{insCMPSB}),
5980 \c{SCASx} (\k{insSCASB}), \c{LODSx} (\k{insLODSB}), \c{STOSx}
5981 (\k{insSTOSB}), \c{MOVSx} (\k{insMOVSB}), \c{INSx} (\k{insINSB}),
5982 \c{OUTSx} (\k{insOUTSB}), and \c{XLATB} (\k{insXLATB}). Also, the
5983 various push and pop instructions (\c{PUSHA} and \c{POPF} as well as
5984 the more usual \c{PUSH} and \c{POP}) can accept \c{a16} or \c{a32}
5985 prefixes to force a particular one of \c{SP} or \c{ESP} to be used
5986 as a stack pointer, in case the stack segment in use is a different
5987 size from the code segment.
5988
5989 \c{PUSH} and \c{POP}, when applied to segment registers in 32-bit
5990 mode, also have the slightly odd behaviour that they push and pop 4
5991 bytes at a time, of which the top two are ignored and the bottom two
5992 give the value of the segment register being manipulated. To force
5993 the 16-bit behaviour of segment-register push and pop instructions,
5994 you can use the operand-size prefix \i\c{o16}:
5995
5996 \c         o16 push    ss
5997 \c         o16 push    ds
5998
5999 This code saves a doubleword of stack space by fitting two segment
6000 registers into the space which would normally be consumed by pushing
6001 one.
6002
6003 (You can also use the \i\c{o32} prefix to force the 32-bit behaviour
6004 when in 16-bit mode, but this seems less useful.)
6005
6006
6007 \C{trouble} Troubleshooting
6008
6009 This chapter describes some of the common problems that users have
6010 been known to encounter with NASM, and answers them. It also gives
6011 instructions for reporting bugs in NASM if you find a difficulty
6012 that isn't listed here.
6013
6014
6015 \H{problems} Common Problems
6016
6017 \S{inefficient} NASM Generates \i{Inefficient Code}
6018
6019 I get a lot of `bug' reports about NASM generating inefficient, or
6020 even `wrong', code on instructions such as \c{ADD ESP,8}. This is a
6021 deliberate design feature, connected to predictability of output:
6022 NASM, on seeing \c{ADD ESP,8}, will generate the form of the
6023 instruction which leaves room for a 32-bit offset. You need to code
6024 \I\c{BYTE}\c{ADD ESP,BYTE 8} if you want the space-efficient
6025 form of the instruction. This isn't a bug: at worst it's a
6026 misfeature, and that's a matter of opinion only.
6027
6028
6029 \S{jmprange} My Jumps are Out of Range\I{out of range, jumps}
6030
6031 Similarly, people complain that when they issue \i{conditional
6032 jumps} (which are \c{SHORT} by default) that try to jump too far,
6033 NASM reports `short jump out of range' instead of making the jumps
6034 longer.
6035
6036 This, again, is partly a predictability issue, but in fact has a
6037 more practical reason as well. NASM has no means of being told what
6038 type of processor the code it is generating will be run on; so it
6039 cannot decide for itself that it should generate \i\c{Jcc NEAR} type
6040 instructions, because it doesn't know that it's working for a 386 or
6041 above. Alternatively, it could replace the out-of-range short
6042 \c{JNE} instruction with a very short \c{JE} instruction that jumps
6043 over a \c{JMP NEAR}; this is a sensible solution for processors
6044 below a 386, but hardly efficient on processors which have good
6045 branch prediction \e{and} could have used \c{JNE NEAR} instead. So,
6046 once again, it's up to the user, not the assembler, to decide what
6047 instructions should be generated.
6048
6049
6050 \S{proborg} \i\c{ORG} Doesn't Work
6051
6052 People writing \i{boot sector} programs in the \c{bin} format often
6053 complain that \c{ORG} doesn't work the way they'd like: in order to
6054 place the \c{0xAA55} signature word at the end of a 512-byte boot
6055 sector, people who are used to MASM tend to code
6056
6057 \c         ORG 0
6058 \c
6059 \c         ; some boot sector code
6060 \c
6061 \c         ORG 510
6062 \c         DW 0xAA55
6063
6064 This is not the intended use of the \c{ORG} directive in NASM, and
6065 will not work. The correct way to solve this problem in NASM is to
6066 use the \i\c{TIMES} directive, like this:
6067
6068 \c         ORG 0
6069 \c
6070 \c         ; some boot sector code
6071 \c
6072 \c         TIMES 510-($-$$) DB 0
6073 \c         DW 0xAA55
6074
6075 The \c{TIMES} directive will insert exactly enough zero bytes into
6076 the output to move the assembly point up to 510. This method also
6077 has the advantage that if you accidentally fill your boot sector too
6078 full, NASM will catch the problem at assembly time and report it, so
6079 you won't end up with a boot sector that you have to disassemble to
6080 find out what's wrong with it.
6081
6082
6083 \S{probtimes} \i\c{TIMES} Doesn't Work
6084
6085 The other common problem with the above code is people who write the
6086 \c{TIMES} line as
6087
6088 \c         TIMES 510-$ DB 0
6089
6090 by reasoning that \c{$} should be a pure number, just like 510, so
6091 the difference between them is also a pure number and can happily be
6092 fed to \c{TIMES}.
6093
6094 NASM is a \e{modular} assembler: the various component parts are
6095 designed to be easily separable for re-use, so they don't exchange
6096 information unnecessarily. In consequence, the \c{bin} output
6097 format, even though it has been told by the \c{ORG} directive that
6098 the \c{.text} section should start at 0, does not pass that
6099 information back to the expression evaluator. So from the
6100 evaluator's point of view, \c{$} isn't a pure number: it's an offset
6101 from a section base. Therefore the difference between \c{$} and 510
6102 is also not a pure number, but involves a section base. Values
6103 involving section bases cannot be passed as arguments to \c{TIMES}.
6104
6105 The solution, as in the previous section, is to code the \c{TIMES}
6106 line in the form
6107
6108 \c         TIMES 510-($-$$) DB 0
6109
6110 in which \c{$} and \c{$$} are offsets from the same section base,
6111 and so their difference is a pure number. This will solve the
6112 problem and generate sensible code.
6113
6114
6115 \H{bugs} \i{Bugs}\I{reporting bugs}
6116
6117 We have never yet released a version of NASM with any \e{known}
6118 bugs. That doesn't usually stop there being plenty we didn't know
6119 about, though. Any that you find should be reported firstly via the
6120 \i\c{bugtracker} at
6121 \W{https://sourceforge.net/projects/nasm/}\c{https://sourceforge.net/projects/nasm/}
6122 (click on "Bugs"), or if that fails then through one of the
6123 contacts in \k{contact}.
6124
6125 Please read \k{qstart} first, and don't report the bug if it's
6126 listed in there as a deliberate feature. (If you think the feature
6127 is badly thought out, feel free to send us reasons why you think it
6128 should be changed, but don't just send us mail saying `This is a
6129 bug' if the documentation says we did it on purpose.) Then read
6130 \k{problems}, and don't bother reporting the bug if it's listed
6131 there.
6132
6133 If you do report a bug, \e{please} give us all of the following
6134 information:
6135
6136 \b What operating system you're running NASM under. DOS, Linux,
6137 NetBSD, Win16, Win32, VMS (I'd be impressed), whatever.
6138
6139 \b If you're running NASM under DOS or Win32, tell us whether you've
6140 compiled your own executable from the DOS source archive, or whether
6141 you were using the standard distribution binaries out of the
6142 archive. If you were using a locally built executable, try to
6143 reproduce the problem using one of the standard binaries, as this
6144 will make it easier for us to reproduce your problem prior to fixing
6145 it.
6146
6147 \b Which version of NASM you're using, and exactly how you invoked
6148 it. Give us the precise command line, and the contents of the
6149 \c{NASMENV} environment variable if any.
6150
6151 \b Which versions of any supplementary programs you're using, and
6152 how you invoked them. If the problem only becomes visible at link
6153 time, tell us what linker you're using, what version of it you've
6154 got, and the exact linker command line. If the problem involves
6155 linking against object files generated by a compiler, tell us what
6156 compiler, what version, and what command line or options you used.
6157 (If you're compiling in an IDE, please try to reproduce the problem
6158 with the command-line version of the compiler.)
6159
6160 \b If at all possible, send us a NASM source file which exhibits the
6161 problem. If this causes copyright problems (e.g. you can only
6162 reproduce the bug in restricted-distribution code) then bear in mind
6163 the following two points: firstly, we guarantee that any source code
6164 sent to us for the purposes of debugging NASM will be used \e{only}
6165 for the purposes of debugging NASM, and that we will delete all our
6166 copies of it as soon as we have found and fixed the bug or bugs in
6167 question; and secondly, we would prefer \e{not} to be mailed large
6168 chunks of code anyway. The smaller the file, the better. A
6169 three-line sample file that does nothing useful \e{except}
6170 demonstrate the problem is much easier to work with than a
6171 fully fledged ten-thousand-line program. (Of course, some errors
6172 \e{do} only crop up in large files, so this may not be possible.)
6173
6174 \b A description of what the problem actually \e{is}. `It doesn't
6175 work' is \e{not} a helpful description! Please describe exactly what
6176 is happening that shouldn't be, or what isn't happening that should.
6177 Examples might be: `NASM generates an error message saying Line 3
6178 for an error that's actually on Line 5'; `NASM generates an error
6179 message that I believe it shouldn't be generating at all'; `NASM
6180 fails to generate an error message that I believe it \e{should} be
6181 generating'; `the object file produced from this source code crashes
6182 my linker'; `the ninth byte of the output file is 66 and I think it
6183 should be 77 instead'.
6184
6185 \b If you believe the output file from NASM to be faulty, send it to
6186 us. That allows us to determine whether our own copy of NASM
6187 generates the same file, or whether the problem is related to
6188 portability issues between our development platforms and yours. We
6189 can handle binary files mailed to us as MIME attachments, uuencoded,
6190 and even BinHex. Alternatively, we may be able to provide an FTP
6191 site you can upload the suspect files to; but mailing them is easier
6192 for us.
6193
6194 \b Any other information or data files that might be helpful. If,
6195 for example, the problem involves NASM failing to generate an object
6196 file while TASM can generate an equivalent file without trouble,
6197 then send us \e{both} object files, so we can see what TASM is doing
6198 differently from us.
6199
6200
6201 \A{ndisasm} \i{Ndisasm}
6202
6203                   The Netwide Disassembler, NDISASM
6204
6205 \H{ndisintro} Introduction
6206
6207
6208 The Netwide Disassembler is a small companion program to the Netwide
6209 Assembler, NASM. It seemed a shame to have an x86 assembler,
6210 complete with a full instruction table, and not make as much use of
6211 it as possible, so here's a disassembler which shares the
6212 instruction table (and some other bits of code) with NASM.
6213
6214 The Netwide Disassembler does nothing except to produce
6215 disassemblies of \e{binary} source files. NDISASM does not have any
6216 understanding of object file formats, like \c{objdump}, and it will
6217 not understand \c{DOS .EXE} files like \c{debug} will. It just
6218 disassembles.
6219
6220
6221 \H{ndisstart} Getting Started: Installation
6222
6223 See \k{install} for installation instructions. NDISASM, like NASM,
6224 has a \c{man page} which you may want to put somewhere useful, if you
6225 are on a Unix system.
6226
6227
6228 \H{ndisrun} Running NDISASM
6229
6230 To disassemble a file, you will typically use a command of the form
6231
6232 \c        ndisasm [-b16 | -b32] filename
6233
6234 NDISASM can disassemble 16-bit code or 32-bit code equally easily,
6235 provided of course that you remember to specify which it is to work
6236 with. If no \i\c{-b} switch is present, NDISASM works in 16-bit mode by
6237 default. The \i\c{-u} switch (for USE32) also invokes 32-bit mode.
6238
6239 Two more command line options are \i\c{-r} which reports the version
6240 number of NDISASM you are running, and \i\c{-h} which gives a short
6241 summary of command line options.
6242
6243
6244 \S{ndiscom} COM Files: Specifying an Origin
6245
6246 To disassemble a \c{DOS .COM} file correctly, a disassembler must assume
6247 that the first instruction in the file is loaded at address \c{0x100},
6248 rather than at zero. NDISASM, which assumes by default that any file
6249 you give it is loaded at zero, will therefore need to be informed of
6250 this.
6251
6252 The \i\c{-o} option allows you to declare a different origin for the
6253 file you are disassembling. Its argument may be expressed in any of
6254 the NASM numeric formats: decimal by default, if it begins with `\c{$}'
6255 or `\c{0x}' or ends in `\c{H}' it's \c{hex}, if it ends in `\c{Q}' it's
6256 \c{octal}, and if it ends in `\c{B}' it's \c{binary}.
6257
6258 Hence, to disassemble a \c{.COM} file:
6259
6260 \c        ndisasm -o100h filename.com
6261
6262 will do the trick.
6263
6264
6265 \S{ndissync} Code Following Data: Synchronisation
6266
6267 Suppose you are disassembling a file which contains some data which
6268 isn't machine code, and \e{then} contains some machine code. NDISASM
6269 will faithfully plough through the data section, producing machine
6270 instructions wherever it can (although most of them will look
6271 bizarre, and some may have unusual prefixes, e.g. `\c{FS OR AX,0x240A}'),
6272 and generating `DB' instructions ever so often if it's totally stumped.
6273 Then it will reach the code section.
6274
6275 Supposing NDISASM has just finished generating a strange machine
6276 instruction from part of the data section, and its file position is
6277 now one byte \e{before} the beginning of the code section. It's
6278 entirely possible that another spurious instruction will get
6279 generated, starting with the final byte of the data section, and
6280 then the correct first instruction in the code section will not be
6281 seen because the starting point skipped over it. This isn't really
6282 ideal.
6283
6284 To avoid this, you can specify a `\i\c{synchronisation}' point, or indeed
6285 as many synchronisation points as you like (although NDISASM can
6286 only handle 8192 sync points internally). The definition of a sync
6287 point is this: NDISASM guarantees to hit sync points exactly during
6288 disassembly. If it is thinking about generating an instruction which
6289 would cause it to jump over a sync point, it will discard that
6290 instruction and output a `\c{db}' instead. So it \e{will} start
6291 disassembly exactly from the sync point, and so you \e{will} see all
6292 the instructions in your code section.
6293
6294 Sync points are specified using the \i\c{-s} option: they are measured
6295 in terms of the program origin, not the file position. So if you
6296 want to synchronise after 32 bytes of a \c{.COM} file, you would have to
6297 do
6298
6299 \c        ndisasm -o100h -s120h file.com
6300
6301 rather than
6302
6303 \c        ndisasm -o100h -s20h file.com
6304
6305 As stated above, you can specify multiple sync markers if you need
6306 to, just by repeating the \c{-s} option.
6307
6308
6309 \S{ndisisync} Mixed Code and Data: Automatic (Intelligent) Synchronisation
6310 \I\c{auto-sync}
6311
6312 Suppose you are disassembling the boot sector of a \c{DOS} floppy (maybe
6313 it has a virus, and you need to understand the virus so that you
6314 know what kinds of damage it might have done you). Typically, this
6315 will contain a \c{JMP} instruction, then some data, then the rest of the
6316 code. So there is a very good chance of NDISASM being \e{misaligned}
6317 when the data ends and the code begins. Hence a sync point is
6318 needed.
6319
6320 On the other hand, why should you have to specify the sync point
6321 manually? What you'd do in order to find where the sync point would
6322 be, surely, would be to read the \c{JMP} instruction, and then to use
6323 its target address as a sync point. So can NDISASM do that for you?
6324
6325 The answer, of course, is yes: using either of the synonymous
6326 switches \i\c{-a} (for automatic sync) or \i\c{-i} (for intelligent
6327 sync) will enable \c{auto-sync} mode. Auto-sync mode automatically
6328 generates a sync point for any forward-referring PC-relative jump or
6329 call instruction that NDISASM encounters. (Since NDISASM is one-pass,
6330 if it encounters a PC-relative jump whose target has already been
6331 processed, there isn't much it can do about it...)
6332
6333 Only PC-relative jumps are processed, since an absolute jump is
6334 either through a register (in which case NDISASM doesn't know what
6335 the register contains) or involves a segment address (in which case
6336 the target code isn't in the same segment that NDISASM is working
6337 in, and so the sync point can't be placed anywhere useful).
6338
6339 For some kinds of file, this mechanism will automatically put sync
6340 points in all the right places, and save you from having to place
6341 any sync points manually. However, it should be stressed that
6342 auto-sync mode is \e{not} guaranteed to catch all the sync points, and
6343 you may still have to place some manually.
6344
6345 Auto-sync mode doesn't prevent you from declaring manual sync
6346 points: it just adds automatically generated ones to the ones you
6347 provide. It's perfectly feasible to specify \c{-i} \e{and} some \c{-s}
6348 options.
6349
6350 Another caveat with auto-sync mode is that if, by some unpleasant
6351 fluke, something in your data section should disassemble to a
6352 PC-relative call or jump instruction, NDISASM may obediently place a
6353 sync point in a totally random place, for example in the middle of
6354 one of the instructions in your code section. So you may end up with
6355 a wrong disassembly even if you use auto-sync. Again, there isn't
6356 much I can do about this. If you have problems, you'll have to use
6357 manual sync points, or use the \c{-k} option (documented below) to
6358 suppress disassembly of the data area.
6359
6360
6361 \S{ndisother} Other Options
6362
6363 The \i\c{-e} option skips a header on the file, by ignoring the first N
6364 bytes. This means that the header is \e{not} counted towards the
6365 disassembly offset: if you give \c{-e10 -o10}, disassembly will start
6366 at byte 10 in the file, and this will be given offset 10, not 20.
6367
6368 The \i\c{-k} option is provided with two comma-separated numeric
6369 arguments, the first of which is an assembly offset and the second
6370 is a number of bytes to skip. This \e{will} count the skipped bytes
6371 towards the assembly offset: its use is to suppress disassembly of a
6372 data section which wouldn't contain anything you wanted to see
6373 anyway.
6374
6375
6376 \H{ndisbugs} Bugs and Improvements
6377
6378 There are no known bugs. However, any you find, with patches if
6379 possible, should be sent to \W{mailto:jules@dsf.org.uk}\c{jules@dsf.org.uk}
6380 or \W{mailto:anakin@pobox.com}\c{anakin@pobox.com}, or to the
6381 developer's site at
6382 \W{https://sourceforge.net/projects/nasm/}\c{https://sourceforge.net/projects/nasm/}
6383 and we'll try to fix them. Feel free to send contributions and
6384 new features as well.
6385
6386 Future plans include awareness of which processors certain
6387 instructions will run on, and marking of instructions that are too
6388 advanced for some processor (or are \c{FPU} instructions, or are
6389 undocumented opcodes, or are privileged protected-mode instructions,
6390 or whatever).
6391
6392 That's All Folks!
6393
6394 I hope NDISASM is of some use to somebody. Including me. :-)
6395
6396 I don't recommend taking NDISASM apart to see how an efficient
6397 disassembler works, because as far as I know, it isn't an efficient
6398 one anyway. You have been warned.
6399
6400
6401 \A{iref} x86 Instruction Reference
6402
6403 This appendix provides a complete list of the machine instructions
6404 which NASM will assemble, and a short description of the function of
6405 each one.
6406
6407 It is not intended to be exhaustive documentation on the fine
6408 details of the instructions' function, such as which exceptions they
6409 can trigger: for such documentation, you should go to Intel's Web
6410 site, \W{http://developer.intel.com/design/Pentium4/manuals/}\c{http://developer.intel.com/design/Pentium4/manuals/}.
6411
6412 Instead, this appendix is intended primarily to provide
6413 documentation on the way the instructions may be used within NASM.
6414 For example, looking up \c{LOOP} will tell you that NASM allows
6415 \c{CX} or \c{ECX} to be specified as an optional second argument to
6416 the \c{LOOP} instruction, to enforce which of the two possible
6417 counter registers should be used if the default is not the one
6418 desired.
6419
6420 The instructions are not quite listed in alphabetical order, since
6421 groups of instructions with similar functions are lumped together in
6422 the same entry. Most of them don't move very far from their
6423 alphabetic position because of this.
6424
6425
6426 \H{iref-opr} Key to Operand Specifications
6427
6428 The instruction descriptions in this appendix specify their operands
6429 using the following notation:
6430
6431 \b Registers: \c{reg8} denotes an 8-bit \i{general purpose
6432 register}, \c{reg16} denotes a 16-bit general purpose register, and
6433 \c{reg32} a 32-bit one. \c{fpureg} denotes one of the eight FPU
6434 stack registers, \c{mmxreg} denotes one of the eight 64-bit MMX
6435 registers, and \c{segreg} denotes a segment register. In addition,
6436 some registers (such as \c{AL}, \c{DX} or
6437 \c{ECX}) may be specified explicitly.
6438
6439 \b Immediate operands: \c{imm} denotes a generic \i{immediate operand}.
6440 \c{imm8}, \c{imm16} and \c{imm32} are used when the operand is
6441 intended to be a specific size. For some of these instructions, NASM
6442 needs an explicit specifier: for example, \c{ADD ESP,16} could be
6443 interpreted as either \c{ADD r/m32,imm32} or \c{ADD r/m32,imm8}.
6444 NASM chooses the former by default, and so you must specify \c{ADD
6445 ESP,BYTE 16} for the latter.
6446
6447 \b Memory references: \c{mem} denotes a generic \i{memory reference};
6448 \c{mem8}, \c{mem16}, \c{mem32}, \c{mem64} and \c{mem80} are used
6449 when the operand needs to be a specific size. Again, a specifier is
6450 needed in some cases: \c{DEC [address]} is ambiguous and will be
6451 rejected by NASM. You must specify \c{DEC BYTE [address]}, \c{DEC
6452 WORD [address]} or \c{DEC DWORD [address]} instead.
6453
6454 \b \i{Restricted memory references}: one form of the \c{MOV}
6455 instruction allows a memory address to be specified \e{without}
6456 allowing the normal range of register combinations and effective
6457 address processing. This is denoted by \c{memoffs8}, \c{memoffs16}
6458 and \c{memoffs32}.
6459
6460 \b Register or memory choices: many instructions can accept either a
6461 register \e{or} a memory reference as an operand. \c{r/m8} is a
6462 shorthand for \c{reg8/mem8}; similarly \c{r/m16} and \c{r/m32}.
6463 \c{r/m64} is MMX-related, and is a shorthand for \c{mmxreg/mem64}.
6464
6465
6466 \H{iref-opc} Key to Opcode Descriptions
6467
6468 This appendix also provides the opcodes which NASM will generate for
6469 each form of each instruction. The opcodes are listed in the
6470 following way:
6471
6472 \b A hex number, such as \c{3F}, indicates a fixed byte containing
6473 that number.
6474
6475 \b A hex number followed by \c{+r}, such as \c{C8+r}, indicates that
6476 one of the operands to the instruction is a register, and the
6477 `register value' of that register should be added to the hex number
6478 to produce the generated byte. For example, EDX has register value
6479 2, so the code \c{C8+r}, when the register operand is EDX, generates
6480 the hex byte \c{CA}. Register values for specific registers are
6481 given in \k{iref-rv}.
6482
6483 \b A hex number followed by \c{+cc}, such as \c{40+cc}, indicates
6484 that the instruction name has a condition code suffix, and the
6485 numeric representation of the condition code should be added to the
6486 hex number to produce the generated byte. For example, the code
6487 \c{40+cc}, when the instruction contains the \c{NE} condition,
6488 generates the hex byte \c{45}. Condition codes and their numeric
6489 representations are given in \k{iref-cc}.
6490
6491 \b A slash followed by a digit, such as \c{/2}, indicates that one
6492 of the operands to the instruction is a memory address or register
6493 (denoted \c{mem} or \c{r/m}, with an optional size). This is to be
6494 encoded as an effective address, with a \i{ModR/M byte}, an optional
6495 \i{SIB byte}, and an optional displacement, and the spare (register)
6496 field of the ModR/M byte should be the digit given (which will be
6497 from 0 to 7, so it fits in three bits). The encoding of effective
6498 addresses is given in \k{iref-ea}.
6499
6500 \b The code \c{/r} combines the above two: it indicates that one of
6501 the operands is a memory address or \c{r/m}, and another is a
6502 register, and that an effective address should be generated with the
6503 spare (register) field in the ModR/M byte being equal to the
6504 `register value' of the register operand. The encoding of effective
6505 addresses is given in \k{iref-ea}; register values are given in
6506 \k{iref-rv}.
6507
6508 \b The codes \c{ib}, \c{iw} and \c{id} indicate that one of the
6509 operands to the instruction is an immediate value, and that this is
6510 to be encoded as a byte, little-endian word or little-endian
6511 doubleword respectively.
6512
6513 \b The codes \c{rb}, \c{rw} and \c{rd} indicate that one of the
6514 operands to the instruction is an immediate value, and that the
6515 \e{difference} between this value and the address of the end of the
6516 instruction is to be encoded as a byte, word or doubleword
6517 respectively. Where the form \c{rw/rd} appears, it indicates that
6518 either \c{rw} or \c{rd} should be used according to whether assembly
6519 is being performed in \c{BITS 16} or \c{BITS 32} state respectively.
6520
6521 \b The codes \c{ow} and \c{od} indicate that one of the operands to
6522 the instruction is a reference to the contents of a memory address
6523 specified as an immediate value: this encoding is used in some forms
6524 of the \c{MOV} instruction in place of the standard
6525 effective-address mechanism. The displacement is encoded as a word
6526 or doubleword. Again, \c{ow/od} denotes that \c{ow} or \c{od} should
6527 be chosen according to the \c{BITS} setting.
6528
6529 \b The codes \c{o16} and \c{o32} indicate that the given form of the
6530 instruction should be assembled with operand size 16 or 32 bits. In
6531 other words, \c{o16} indicates a \c{66} prefix in \c{BITS 32} state,
6532 but generates no code in \c{BITS 16} state; and \c{o32} indicates a
6533 \c{66} prefix in \c{BITS 16} state but generates nothing in \c{BITS
6534 32}.
6535
6536 \b The codes \c{a16} and \c{a32}, similarly to \c{o16} and \c{o32},
6537 indicate the address size of the given form of the instruction.
6538 Where this does not match the \c{BITS} setting, a \c{67} prefix is
6539 required.
6540
6541
6542 \S{iref-rv} Register Values
6543
6544 Where an instruction requires a register value, it is already
6545 implicit in the encoding of the rest of the instruction what type of
6546 register is intended: an 8-bit general-purpose register, a segment
6547 register, a debug register, an MMX register, or whatever. Therefore
6548 there is no problem with registers of different types sharing an
6549 encoding value.
6550
6551 The encodings for the various classes of register are:
6552
6553 \b 8-bit general registers: \c{AL} is 0, \c{CL} is 1, \c{DL} is 2,
6554 \c{BL} is 3, \c{AH} is 4, \c{CH} is 5, \c{DH} is 6, and \c{BH} is
6555 7.
6556
6557 \b 16-bit general registers: \c{AX} is 0, \c{CX} is 1, \c{DX} is 2,
6558 \c{BX} is 3, \c{SP} is 4, \c{BP} is 5, \c{SI} is 6, and \c{DI} is 7.
6559
6560 \b 32-bit general registers: \c{EAX} is 0, \c{ECX} is 1, \c{EDX} is
6561 2, \c{EBX} is 3, \c{ESP} is 4, \c{EBP} is 5, \c{ESI} is 6, and
6562 \c{EDI} is 7.
6563
6564 \b \i{Segment registers}: \c{ES} is 0, \c{CS} is 1, \c{SS} is 2, \c{DS}
6565 is 3, \c{FS} is 4, and \c{GS} is 5.
6566
6567 \b \I{floating-point, registers}Floating-point registers: \c{ST0}
6568 is 0, \c{ST1} is 1, \c{ST2} is 2, \c{ST3} is 3, \c{ST4} is 4,
6569 \c{ST5} is 5, \c{ST6} is 6, and \c{ST7} is 7.
6570
6571 \b 64-bit \i{MMX registers}: \c{MM0} is 0, \c{MM1} is 1, \c{MM2} is 2,
6572 \c{MM3} is 3, \c{MM4} is 4, \c{MM5} is 5, \c{MM6} is 6, and \c{MM7}
6573 is 7.
6574
6575 \b \i{Control registers}: \c{CR0} is 0, \c{CR2} is 2, \c{CR3} is 3,
6576 and \c{CR4} is 4.
6577
6578 \b \i{Debug registers}: \c{DR0} is 0, \c{DR1} is 1, \c{DR2} is 2,
6579 \c{DR3} is 3, \c{DR6} is 6, and \c{DR7} is 7.
6580
6581 \b \i{Test registers}: \c{TR3} is 3, \c{TR4} is 4, \c{TR5} is 5,
6582 \c{TR6} is 6, and \c{TR7} is 7.
6583
6584 (Note that wherever a register name contains a number, that number
6585 is also the register value for that register.)
6586
6587
6588 \S{iref-cc} \i{Condition Codes}
6589
6590 The available condition codes are given here, along with their
6591 numeric representations as part of opcodes. Many of these condition
6592 codes have synonyms, so several will be listed at a time.
6593
6594 In the following descriptions, the word `either', when applied to two
6595 possible trigger conditions, is used to mean `either or both'. If
6596 `either but not both' is meant, the phrase `exactly one of' is used.
6597
6598 \b \c{O} is 0 (trigger if the overflow flag is set); \c{NO} is 1.
6599
6600 \b \c{B}, \c{C} and \c{NAE} are 2 (trigger if the carry flag is
6601 set); \c{AE}, \c{NB} and \c{NC} are 3.
6602
6603 \b \c{E} and \c{Z} are 4 (trigger if the zero flag is set); \c{NE}
6604 and \c{NZ} are 5.
6605
6606 \b \c{BE} and \c{NA} are 6 (trigger if either of the carry or zero
6607 flags is set); \c{A} and \c{NBE} are 7.
6608
6609 \b \c{S} is 8 (trigger if the sign flag is set); \c{NS} is 9.
6610
6611 \b \c{P} and \c{PE} are 10 (trigger if the parity flag is set);
6612 \c{NP} and \c{PO} are 11.
6613
6614 \b \c{L} and \c{NGE} are 12 (trigger if exactly one of the sign and
6615 overflow flags is set); \c{GE} and \c{NL} are 13.
6616
6617 \b \c{LE} and \c{NG} are 14 (trigger if either the zero flag is set,
6618 or exactly one of the sign and overflow flags is set); \c{G} and
6619 \c{NLE} are 15.
6620
6621 Note that in all cases, the sense of a condition code may be
6622 reversed by changing the low bit of the numeric representation.
6623
6624 For details of when an instruction sets each of the status flags,
6625 see the individual instruction, plus the Status Flags reference
6626 in \k{iref-Flags}
6627
6628
6629 \S{iref-SSE-cc} \i{SSE Condition Predicates}
6630
6631 The condition predicates for SSE comparison instructions are the
6632 codes used as part of the opcode, to determine what form of
6633 comparison is being carried out. In each case, the imm8 value is
6634 the final byte of the opcode encoding, and the predicate is the
6635 code used as part of the mnemonic for the instruction (equivalent
6636 to the "cc" in an integer instruction that used a condition code).
6637 The instructions that use this will give details of what the various
6638 mnemonics are, this table is used to help you work out details of what
6639 is happening.
6640
6641 \c Predi-  imm8  Description Relation where:   Emula- Result   QNaN
6642 \c  cate  Encod-             A Is 1st Operand  tion   if NaN   Signal
6643 \c         ing               B Is 2nd Operand         Operand  Invalid
6644 \c
6645 \c EQ     000B   equal       A = B                    False     No
6646 \c
6647 \c LT     001B   less-than   A < B                    False     Yes
6648 \c
6649 \c LE     010B   less-than-  A <= B                   False     Yes
6650 \c                or-equal
6651 \c
6652 \c ---    ----   greater     A > B             Swap   False     Yes
6653 \c               than                          Operands,
6654 \c                                             Use LT
6655 \c
6656 \c ---    ----   greater-    A >= B            Swap   False     Yes
6657 \c               than-or-equal                 Operands,
6658 \c                                             Use LE
6659 \c
6660 \c UNORD  011B   unordered   A, B = Unordered         True      No
6661 \c
6662 \c NEQ    100B   not-equal   A != B                   True      No
6663 \c
6664 \c NLT    101B   not-less-   NOT(A < B)               True      Yes
6665 \c               than
6666 \c
6667 \c NLE    110B   not-less-   NOT(A <= B)              True      Yes
6668 \c               than-or-
6669 \c               equal
6670 \c
6671 \c ---    ----   not-greater NOT(A > B)        Swap   True      Yes
6672 \c               than                          Operands,
6673 \c                                             Use NLT
6674 \c
6675 \c ---    ----   not-greater NOT(A >= B)       Swap   True      Yes
6676 \c               than-                         Operands,
6677 \c               or-equal                      Use NLE
6678 \c
6679 \c ORD    111B   ordered      A , B = Ordered         False     No
6680
6681 The unordered relationship is true when at least one of the two
6682 values being compared is a NaN or in an unsupported format.
6683
6684 Note that the comparisons which are listed as not having a predicate
6685 or encoding can only be achieved through software emulation, as
6686 described in the "emulation" column. Note in particular that an
6687 instruction such as \c{greater-than} is not the same as \c{NLE}, as,
6688 unlike with the \c{CMP} instruction, it has to take into account the
6689 possibility of one operand containing a NaN or an unsupported numeric
6690 format.
6691
6692
6693 \S{iref-Flags} \i{Status Flags}
6694
6695 The status flags provide some information about the result of the
6696 arithmetic instructions. This information can be used by conditional
6697 instructions (such a \c{Jcc} and \c{CMOVcc}) as well as by some of
6698 the other instructions (such as \c{ADC} and \c{INTO}).
6699
6700 There are 6 status flags:
6701
6702 \c CF - Carry flag.
6703
6704 Set if an arithmetic operation generates a
6705 carry or a borrow out of the most-significant bit of the result;
6706 cleared otherwise. This flag indicates an overflow condition for
6707 unsigned-integer arithmetic. It is also used in multiple-precision
6708 arithmetic.
6709
6710 \c PF - Parity flag.
6711
6712 Set if the least-significant byte of the result contains an even
6713 number of 1 bits; cleared otherwise.
6714
6715 \c AF - Adjust flag.
6716
6717 Set if an arithmetic operation generates a carry or a borrow
6718 out of bit 3 of the result; cleared otherwise. This flag is used
6719 in binary-coded decimal (BCD) arithmetic.
6720
6721 \c ZF - Zero flag.
6722
6723 Set if the result is zero; cleared otherwise.
6724
6725 \c SF - Sign flag.
6726
6727 Set equal to the most-significant bit of the result, which is the
6728 sign bit of a signed integer. (0 indicates a positive value and 1
6729 indicates a negative value.)
6730
6731 \c OF - Overflow flag.
6732
6733 Set if the integer result is too large a positive number or too
6734 small a negative number (excluding the sign-bit) to fit in the
6735 destination operand; cleared otherwise. This flag indicates an
6736 overflow condition for signed-integer (two's complement) arithmetic.
6737
6738
6739 \S{iref-ea} Effective Address Encoding: \i{ModR/M} and \i{SIB}
6740
6741 An \i{effective address} is encoded in up to three parts: a ModR/M
6742 byte, an optional SIB byte, and an optional byte, word or doubleword
6743 displacement field.
6744
6745 The ModR/M byte consists of three fields: the \c{mod} field, ranging
6746 from 0 to 3, in the upper two bits of the byte, the \c{r/m} field,
6747 ranging from 0 to 7, in the lower three bits, and the spare
6748 (register) field in the middle (bit 3 to bit 5). The spare field is
6749 not relevant to the effective address being encoded, and either
6750 contains an extension to the instruction opcode or the register
6751 value of another operand.
6752
6753 The ModR/M system can be used to encode a direct register reference
6754 rather than a memory access. This is always done by setting the
6755 \c{mod} field to 3 and the \c{r/m} field to the register value of
6756 the register in question (it must be a general-purpose register, and
6757 the size of the register must already be implicit in the encoding of
6758 the rest of the instruction). In this case, the SIB byte and
6759 displacement field are both absent.
6760
6761 In 16-bit addressing mode (either \c{BITS 16} with no \c{67} prefix,
6762 or \c{BITS 32} with a \c{67} prefix), the SIB byte is never used.
6763 The general rules for \c{mod} and \c{r/m} (there is an exception,
6764 given below) are:
6765
6766 \b The \c{mod} field gives the length of the displacement field: 0
6767 means no displacement, 1 means one byte, and 2 means two bytes.
6768
6769 \b The \c{r/m} field encodes the combination of registers to be
6770 added to the displacement to give the accessed address: 0 means
6771 \c{BX+SI}, 1 means \c{BX+DI}, 2 means \c{BP+SI}, 3 means \c{BP+DI},
6772 4 means \c{SI} only, 5 means \c{DI} only, 6 means \c{BP} only, and 7
6773 means \c{BX} only.
6774
6775 However, there is a special case:
6776
6777 \b If \c{mod} is 0 and \c{r/m} is 6, the effective address encoded
6778 is not \c{[BP]} as the above rules would suggest, but instead
6779 \c{[disp16]}: the displacement field is present and is two bytes
6780 long, and no registers are added to the displacement.
6781
6782 Therefore the effective address \c{[BP]} cannot be encoded as
6783 efficiently as \c{[BX]}; so if you code \c{[BP]} in a program, NASM
6784 adds a notional 8-bit zero displacement, and sets \c{mod} to 1,
6785 \c{r/m} to 6, and the one-byte displacement field to 0.
6786
6787 In 32-bit addressing mode (either \c{BITS 16} with a \c{67} prefix,
6788 or \c{BITS 32} with no \c{67} prefix) the general rules (again,
6789 there are exceptions) for \c{mod} and \c{r/m} are:
6790
6791 \b The \c{mod} field gives the length of the displacement field: 0
6792 means no displacement, 1 means one byte, and 2 means four bytes.
6793
6794 \b If only one register is to be added to the displacement, and it
6795 is not \c{ESP}, the \c{r/m} field gives its register value, and the
6796 SIB byte is absent. If the \c{r/m} field is 4 (which would encode
6797 \c{ESP}), the SIB byte is present and gives the combination and
6798 scaling of registers to be added to the displacement.
6799
6800 If the SIB byte is present, it describes the combination of
6801 registers (an optional base register, and an optional index register
6802 scaled by multiplication by 1, 2, 4 or 8) to be added to the
6803 displacement. The SIB byte is divided into the \c{scale} field, in
6804 the top two bits, the \c{index} field in the next three, and the
6805 \c{base} field in the bottom three. The general rules are:
6806
6807 \b The \c{base} field encodes the register value of the base
6808 register.
6809
6810 \b The \c{index} field encodes the register value of the index
6811 register, unless it is 4, in which case no index register is used
6812 (so \c{ESP} cannot be used as an index register).
6813
6814 \b The \c{scale} field encodes the multiplier by which the index
6815 register is scaled before adding it to the base and displacement: 0
6816 encodes a multiplier of 1, 1 encodes 2, 2 encodes 4 and 3 encodes 8.
6817
6818 The exceptions to the 32-bit encoding rules are:
6819
6820 \b If \c{mod} is 0 and \c{r/m} is 5, the effective address encoded
6821 is not \c{[EBP]} as the above rules would suggest, but instead
6822 \c{[disp32]}: the displacement field is present and is four bytes
6823 long, and no registers are added to the displacement.
6824
6825 \b If \c{mod} is 0, \c{r/m} is 4 (meaning the SIB byte is present)
6826 and \c{base} is 4, the effective address encoded is not
6827 \c{[EBP+index]} as the above rules would suggest, but instead
6828 \c{[disp32+index]}: the displacement field is present and is four
6829 bytes long, and there is no base register (but the index register is
6830 still processed in the normal way).
6831
6832
6833 \H{iref-flg} Key to Instruction Flags
6834
6835 Given along with each instruction in this appendix is a set of
6836 flags, denoting the type of the instruction. The types are as follows:
6837
6838 \b \c{8086}, \c{186}, \c{286}, \c{386}, \c{486}, \c{PENT} and \c{P6}
6839 denote the lowest processor type that supports the instruction. Most
6840 instructions run on all processors above the given type; those that
6841 do not are documented. The Pentium II contains no additional
6842 instructions beyond the P6 (Pentium Pro); from the point of view of
6843 its instruction set, it can be thought of as a P6 with MMX
6844 capability.
6845
6846 \b \c{3DNOW} indicates that the instruction is a 3DNow! one, and will
6847 run on the AMD K6-2 and later processors. ATHLON extensions to the
6848 3DNow! instruction set are documented as such.
6849
6850 \b \c{CYRIX} indicates that the instruction is specific to Cyrix
6851 processors, for example the extra MMX instructions in the Cyrix
6852 extended MMX instruction set.
6853
6854 \b \c{FPU} indicates that the instruction is a floating-point one,
6855 and will only run on machines with a coprocessor (automatically
6856 including 486DX, Pentium and above).
6857
6858 \b \c{KATMAI} indicates that the instruction was introduced as part
6859 of the Katmai New Instruction set. These instructions are available
6860 on the Pentium III and later processors. Those which are not
6861 specifically SSE instructions are also available on the AMD Athlon.
6862
6863 \b \c{MMX} indicates that the instruction is an MMX one, and will
6864 run on MMX-capable Pentium processors and the Pentium II.
6865
6866 \b \c{PRIV} indicates that the instruction is a protected-mode
6867 management instruction. Many of these may only be used in protected
6868 mode, or only at privilege level zero.
6869
6870 \b \c{SSE} and \c{SSE2} indicate that the instruction is a Streaming
6871 SIMD Extension instruction. These instructions operate on multiple
6872 values in a single operation. SSE was introduced with the Pentium III
6873 and SSE2 was introduced with the Pentium 4.
6874
6875 \b \c{UNDOC} indicates that the instruction is an undocumented one,
6876 and not part of the official Intel Architecture; it may or may not
6877 be supported on any given machine.
6878
6879 \b \c{WILLAMETTE} indicates that the instruction was introduced as
6880 part of the new instruction set in the Pentium 4 and Intel Xeon
6881 processors. These instructions are also known as SSE2 instructions.
6882
6883
6884 \H{iref-inst} x86 Instruction Set
6885
6886
6887 \S{insAAA} \i\c{AAA}, \i\c{AAS}, \i\c{AAM}, \i\c{AAD}: ASCII
6888 Adjustments
6889
6890 \c AAA                           ; 37                   [8086]
6891
6892 \c AAS                           ; 3F                   [8086]
6893
6894 \c AAD                           ; D5 0A                [8086]
6895 \c AAD imm                       ; D5 ib                [8086]
6896
6897 \c AAM                           ; D4 0A                [8086]
6898 \c AAM imm                       ; D4 ib                [8086]
6899
6900 These instructions are used in conjunction with the add, subtract,
6901 multiply and divide instructions to perform binary-coded decimal
6902 arithmetic in \e{unpacked} (one BCD digit per byte - easy to
6903 translate to and from \c{ASCII}, hence the instruction names) form.
6904 There are also packed BCD instructions \c{DAA} and \c{DAS}: see
6905 \k{insDAA}.
6906
6907 \b \c{AAA} (ASCII Adjust After Addition) should be used after a
6908 one-byte \c{ADD} instruction whose destination was the \c{AL}
6909 register: by means of examining the value in the low nibble of
6910 \c{AL} and also the auxiliary carry flag \c{AF}, it determines
6911 whether the addition has overflowed, and adjusts it (and sets
6912 the carry flag) if so. You can add long BCD strings together
6913 by doing \c{ADD}/\c{AAA} on the low digits, then doing
6914 \c{ADC}/\c{AAA} on each subsequent digit.
6915
6916 \b \c{AAS} (ASCII Adjust AL After Subtraction) works similarly to
6917 \c{AAA}, but is for use after \c{SUB} instructions rather than
6918 \c{ADD}.
6919
6920 \b \c{AAM} (ASCII Adjust AX After Multiply) is for use after you
6921 have multiplied two decimal digits together and left the result
6922 in \c{AL}: it divides \c{AL} by ten and stores the quotient in
6923 \c{AH}, leaving the remainder in \c{AL}. The divisor 10 can be
6924 changed by specifying an operand to the instruction: a particularly
6925 handy use of this is \c{AAM 16}, causing the two nibbles in \c{AL}
6926 to be separated into \c{AH} and \c{AL}.
6927
6928 \b \c{AAD} (ASCII Adjust AX Before Division) performs the inverse
6929 operation to \c{AAM}: it multiplies \c{AH} by ten, adds it to
6930 \c{AL}, and sets \c{AH} to zero. Again, the multiplier 10 can
6931 be changed.
6932
6933
6934 \S{insADC} \i\c{ADC}: Add with Carry
6935
6936 \c ADC r/m8,reg8                 ; 10 /r                [8086]
6937 \c ADC r/m16,reg16               ; o16 11 /r            [8086]
6938 \c ADC r/m32,reg32               ; o32 11 /r            [386]
6939
6940 \c ADC reg8,r/m8                 ; 12 /r                [8086]
6941 \c ADC reg16,r/m16               ; o16 13 /r            [8086]
6942 \c ADC reg32,r/m32               ; o32 13 /r            [386]
6943
6944 \c ADC r/m8,imm8                 ; 80 /2 ib             [8086]
6945 \c ADC r/m16,imm16               ; o16 81 /2 iw         [8086]
6946 \c ADC r/m32,imm32               ; o32 81 /2 id         [386]
6947
6948 \c ADC r/m16,imm8                ; o16 83 /2 ib         [8086]
6949 \c ADC r/m32,imm8                ; o32 83 /2 ib         [386]
6950
6951 \c ADC AL,imm8                   ; 14 ib                [8086]
6952 \c ADC AX,imm16                  ; o16 15 iw            [8086]
6953 \c ADC EAX,imm32                 ; o32 15 id            [386]
6954
6955 \c{ADC} performs integer addition: it adds its two operands
6956 together, plus the value of the carry flag, and leaves the result in
6957 its destination (first) operand. The destination operand can be a
6958 register or a memory location. The source operand can be a register,
6959 a memory location or an immediate value.
6960
6961 The flags are set according to the result of the operation: in
6962 particular, the carry flag is affected and can be used by a
6963 subsequent \c{ADC} instruction.
6964
6965 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
6966 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
6967 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
6968 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
6969 form of the instruction.
6970
6971 To add two numbers without also adding the contents of the carry
6972 flag, use \c{ADD} (\k{insADD}).
6973
6974
6975 \S{insADD} \i\c{ADD}: Add Integers
6976
6977 \c ADD r/m8,reg8                 ; 00 /r                [8086]
6978 \c ADD r/m16,reg16               ; o16 01 /r            [8086]
6979 \c ADD r/m32,reg32               ; o32 01 /r            [386]
6980
6981 \c ADD reg8,r/m8                 ; 02 /r                [8086]
6982 \c ADD reg16,r/m16               ; o16 03 /r            [8086]
6983 \c ADD reg32,r/m32               ; o32 03 /r            [386]
6984
6985 \c ADD r/m8,imm8                 ; 80 /0 ib             [8086]
6986 \c ADD r/m16,imm16               ; o16 81 /0 iw         [8086]
6987 \c ADD r/m32,imm32               ; o32 81 /0 id         [386]
6988
6989 \c ADD r/m16,imm8                ; o16 83 /0 ib         [8086]
6990 \c ADD r/m32,imm8                ; o32 83 /0 ib         [386]
6991
6992 \c ADD AL,imm8                   ; 04 ib                [8086]
6993 \c ADD AX,imm16                  ; o16 05 iw            [8086]
6994 \c ADD EAX,imm32                 ; o32 05 id            [386]
6995
6996 \c{ADD} performs integer addition: it adds its two operands
6997 together, and leaves the result in its destination (first) operand.
6998 The destination operand can be a register or a memory location.
6999 The source operand can be a register, a memory location or an
7000 immediate value.
7001
7002 The flags are set according to the result of the operation: in
7003 particular, the carry flag is affected and can be used by a
7004 subsequent \c{ADC} instruction.
7005
7006 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
7007 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
7008 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
7009 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
7010 form of the instruction.
7011
7012
7013 \S{insADDPD} \i\c{ADDPD}: ADD Packed Double-Precision FP Values
7014
7015 \c ADDPD xmm1,xmm2/mem128        ; 66 0F 58 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
7016
7017 \c{ADDPD} performs addition on each of two packed double-precision
7018 FP value pairs.
7019
7020 \c    dst[0-63]   := dst[0-63]   + src[0-63],
7021 \c    dst[64-127] := dst[64-127] + src[64-127].
7022
7023 The destination is an \c{XMM} register. The source operand can be
7024 either an \c{XMM} register or a 128-bit memory location.
7025
7026
7027 \S{insADDPS} \i\c{ADDPS}: ADD Packed Single-Precision FP Values
7028
7029 \c ADDPS xmm1,xmm2/mem128        ; 0F 58 /r        [KATMAI,SSE]
7030
7031 \c{ADDPS} performs addition on each of four packed single-precision
7032 FP value pairs
7033
7034 \c    dst[0-31]   := dst[0-31]   + src[0-31],
7035 \c    dst[32-63]  := dst[32-63]  + src[32-63],
7036 \c    dst[64-95]  := dst[64-95]  + src[64-95],
7037 \c    dst[96-127] := dst[96-127] + src[96-127].
7038
7039 The destination is an \c{XMM} register. The source operand can be
7040 either an \c{XMM} register or a 128-bit memory location.
7041
7042
7043 \S{insADDSD} \i\c{ADDSD}: ADD Scalar Double-Precision FP Values
7044
7045 \c ADDSD xmm1,xmm2/mem64         ; F2 0F 58 /r     [KATMAI,SSE]
7046
7047 \c{ADDSD} adds the low double-precision FP values from the source
7048 and destination operands and stores the double-precision FP result
7049 in the destination operand.
7050
7051 \c    dst[0-63]   := dst[0-63] + src[0-63],
7052 \c    dst[64-127) remains unchanged.
7053
7054 The destination is an \c{XMM} register. The source operand can be
7055 either an \c{XMM} register or a 64-bit memory location.
7056
7057
7058 \S{insADDSS} \i\c{ADDSS}: ADD Scalar Single-Precision FP Values
7059
7060 \c ADDSS xmm1,xmm2/mem32         ; F3 0F 58 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
7061
7062 \c{ADDSS} adds the low single-precision FP values from the source
7063 and destination operands and stores the single-precision FP result
7064 in the destination operand.
7065
7066 \c    dst[0-31]   := dst[0-31] + src[0-31],
7067 \c    dst[32-127] remains unchanged.
7068
7069 The destination is an \c{XMM} register. The source operand can be
7070 either an \c{XMM} register or a 32-bit memory location.
7071
7072
7073 \S{insAND} \i\c{AND}: Bitwise AND
7074
7075 \c AND r/m8,reg8                 ; 20 /r                [8086]
7076 \c AND r/m16,reg16               ; o16 21 /r            [8086]
7077 \c AND r/m32,reg32               ; o32 21 /r            [386]
7078
7079 \c AND reg8,r/m8                 ; 22 /r                [8086]
7080 \c AND reg16,r/m16               ; o16 23 /r            [8086]
7081 \c AND reg32,r/m32               ; o32 23 /r            [386]
7082
7083 \c AND r/m8,imm8                 ; 80 /4 ib             [8086]
7084 \c AND r/m16,imm16               ; o16 81 /4 iw         [8086]
7085 \c AND r/m32,imm32               ; o32 81 /4 id         [386]
7086
7087 \c AND r/m16,imm8                ; o16 83 /4 ib         [8086]
7088 \c AND r/m32,imm8                ; o32 83 /4 ib         [386]
7089
7090 \c AND AL,imm8                   ; 24 ib                [8086]
7091 \c AND AX,imm16                  ; o16 25 iw            [8086]
7092 \c AND EAX,imm32                 ; o32 25 id            [386]
7093
7094 \c{AND} performs a bitwise AND operation between its two operands
7095 (i.e. each bit of the result is 1 if and only if the corresponding
7096 bits of the two inputs were both 1), and stores the result in the
7097 destination (first) operand. The destination operand can be a
7098 register or a memory location. The source operand can be a register,
7099 a memory location or an immediate value.
7100
7101 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
7102 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
7103 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
7104 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
7105 form of the instruction.
7106
7107 The \c{MMX} instruction \c{PAND} (see \k{insPAND}) performs the same
7108 operation on the 64-bit \c{MMX} registers.
7109
7110
7111 \S{insANDNPD} \i\c{ANDNPD}: Bitwise Logical AND NOT of
7112 Packed Double-Precision FP Values
7113
7114 \c ANDNPD xmm1,xmm2/mem128       ; 66 0F 55 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
7115
7116 \c{ANDNPD} inverts the bits of the two double-precision
7117 floating-point values in the destination register, and then
7118 performs a logical AND between the two double-precision
7119 floating-point values in the source operand and the temporary
7120 inverted result, storing the result in the destination register.
7121
7122 \c    dst[0-63]   := src[0-63]   AND NOT dst[0-63],
7123 \c    dst[64-127] := src[64-127] AND NOT dst[64-127].
7124
7125 The destination is an \c{XMM} register. The source operand can be
7126 either an \c{XMM} register or a 128-bit memory location.
7127
7128
7129 \S{insANDNPS} \i\c{ANDNPS}: Bitwise Logical AND NOT of
7130 Packed Single-Precision FP Values
7131
7132 \c ANDNPS xmm1,xmm2/mem128       ; 0F 55 /r        [KATMAI,SSE]
7133
7134 \c{ANDNPS} inverts the bits of the four single-precision
7135 floating-point values in the destination register, and then
7136 performs a logical AND between the four single-precision
7137 floating-point values in the source operand and the temporary
7138 inverted result, storing the result in the destination register.
7139
7140 \c    dst[0-31]   := src[0-31]   AND NOT dst[0-31],
7141 \c    dst[32-63]  := src[32-63]  AND NOT dst[32-63],
7142 \c    dst[64-95]  := src[64-95]  AND NOT dst[64-95],
7143 \c    dst[96-127] := src[96-127] AND NOT dst[96-127].
7144
7145 The destination is an \c{XMM} register. The source operand can be
7146 either an \c{XMM} register or a 128-bit memory location.
7147
7148
7149 \S{insANDPD} \i\c{ANDPD}: Bitwise Logical AND For Single FP
7150
7151 \c ANDPD xmm1,xmm2/mem128        ; 66 0F 54 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
7152
7153 \c{ANDPD} performs a bitwise logical AND of the two double-precision
7154 floating point values in the source and destination operand, and
7155 stores the result in the destination register.
7156
7157 \c    dst[0-63]   := src[0-63]   AND dst[0-63],
7158 \c    dst[64-127] := src[64-127] AND dst[64-127].
7159
7160 The destination is an \c{XMM} register. The source operand can be
7161 either an \c{XMM} register or a 128-bit memory location.
7162
7163
7164 \S{insANDPS} \i\c{ANDPS}: Bitwise Logical AND For Single FP
7165
7166 \c ANDPS xmm1,xmm2/mem128        ; 0F 54 /r        [KATMAI,SSE]
7167
7168 \c{ANDPS} performs a bitwise logical AND of the four single-precision
7169 floating point values in the source and destination operand, and
7170 stores the result in the destination register.
7171
7172 \c    dst[0-31]   := src[0-31]   AND dst[0-31],
7173 \c    dst[32-63]  := src[32-63]  AND dst[32-63],
7174 \c    dst[64-95]  := src[64-95]  AND dst[64-95],
7175 \c    dst[96-127] := src[96-127] AND dst[96-127].
7176
7177 The destination is an \c{XMM} register. The source operand can be
7178 either an \c{XMM} register or a 128-bit memory location.
7179
7180
7181 \S{insARPL} \i\c{ARPL}: Adjust RPL Field of Selector
7182
7183 \c ARPL r/m16,reg16              ; 63 /r                [286,PRIV]
7184
7185 \c{ARPL} expects its two word operands to be segment selectors. It
7186 adjusts the \i\c{RPL} (requested privilege level - stored in the bottom
7187 two bits of the selector) field of the destination (first) operand
7188 to ensure that it is no less (i.e. no more privileged than) the \c{RPL}
7189 field of the source operand. The zero flag is set if and only if a
7190 change had to be made.
7191
7192
7193 \S{insBOUND} \i\c{BOUND}: Check Array Index against Bounds
7194
7195 \c BOUND reg16,mem               ; o16 62 /r            [186]
7196 \c BOUND reg32,mem               ; o32 62 /r            [386]
7197
7198 \c{BOUND} expects its second operand to point to an area of memory
7199 containing two signed values of the same size as its first operand
7200 (i.e. two words for the 16-bit form; two doublewords for the 32-bit
7201 form). It performs two signed comparisons: if the value in the
7202 register passed as its first operand is less than the first of the
7203 in-memory values, or is greater than or equal to the second, it
7204 throws a \c{BR} exception. Otherwise, it does nothing.
7205
7206
7207 \S{insBSF} \i\c{BSF}, \i\c{BSR}: Bit Scan
7208
7209 \c BSF reg16,r/m16               ; o16 0F BC /r         [386]
7210 \c BSF reg32,r/m32               ; o32 0F BC /r         [386]
7211
7212 \c BSR reg16,r/m16               ; o16 0F BD /r         [386]
7213 \c BSR reg32,r/m32               ; o32 0F BD /r         [386]
7214
7215 \b \c{BSF} searches for the least significant set bit in its source
7216 (second) operand, and if it finds one, stores the index in
7217 its destination (first) operand. If no set bit is found, the
7218 contents of the destination operand are undefined. If the source
7219 operand is zero, the zero flag is set.
7220
7221 \b \c{BSR} performs the same function, but searches from the top
7222 instead, so it finds the most significant set bit.
7223
7224 Bit indices are from 0 (least significant) to 15 or 31 (most
7225 significant). The destination operand can only be a register.
7226 The source operand can be a register or a memory location.
7227
7228
7229 \S{insBSWAP} \i\c{BSWAP}: Byte Swap
7230
7231 \c BSWAP reg32                   ; o32 0F C8+r          [486]
7232
7233 \c{BSWAP} swaps the order of the four bytes of a 32-bit register:
7234 bits 0-7 exchange places with bits 24-31, and bits 8-15 swap with
7235 bits 16-23. There is no explicit 16-bit equivalent: to byte-swap
7236 \c{AX}, \c{BX}, \c{CX} or \c{DX}, \c{XCHG} can be used. When \c{BSWAP}
7237 is used with a 16-bit register, the result is undefined.
7238
7239
7240 \S{insBT} \i\c{BT}, \i\c{BTC}, \i\c{BTR}, \i\c{BTS}: Bit Test
7241
7242 \c BT r/m16,reg16                ; o16 0F A3 /r         [386]
7243 \c BT r/m32,reg32                ; o32 0F A3 /r         [386]
7244 \c BT r/m16,imm8                 ; o16 0F BA /4 ib      [386]
7245 \c BT r/m32,imm8                 ; o32 0F BA /4 ib      [386]
7246
7247 \c BTC r/m16,reg16               ; o16 0F BB /r         [386]
7248 \c BTC r/m32,reg32               ; o32 0F BB /r         [386]
7249 \c BTC r/m16,imm8                ; o16 0F BA /7 ib      [386]
7250 \c BTC r/m32,imm8                ; o32 0F BA /7 ib      [386]
7251
7252 \c BTR r/m16,reg16               ; o16 0F B3 /r         [386]
7253 \c BTR r/m32,reg32               ; o32 0F B3 /r         [386]
7254 \c BTR r/m16,imm8                ; o16 0F BA /6 ib      [386]
7255 \c BTR r/m32,imm8                ; o32 0F BA /6 ib      [386]
7256
7257 \c BTS r/m16,reg16               ; o16 0F AB /r         [386]
7258 \c BTS r/m32,reg32               ; o32 0F AB /r         [386]
7259 \c BTS r/m16,imm                 ; o16 0F BA /5 ib      [386]
7260 \c BTS r/m32,imm                 ; o32 0F BA /5 ib      [386]
7261
7262 These instructions all test one bit of their first operand, whose
7263 index is given by the second operand, and store the value of that
7264 bit into the carry flag. Bit indices are from 0 (least significant)
7265 to 15 or 31 (most significant).
7266
7267 In addition to storing the original value of the bit into the carry
7268 flag, \c{BTR} also resets (clears) the bit in the operand itself.
7269 \c{BTS} sets the bit, and \c{BTC} complements the bit. \c{BT} does
7270 not modify its operands.
7271
7272 The destination can be a register or a memory location. The source can
7273 be a register or an immediate value.
7274
7275 If the destination operand is a register, the bit offset should be
7276 in the range 0-15 (for 16-bit operands) or 0-31 (for 32-bit operands).
7277 An immediate value outside these ranges will be taken modulo 16/32
7278 by the processor.
7279
7280 If the destination operand is a memory location, then an immediate
7281 bit offset follows the same rules as for a register. If the bit offset
7282 is in a register, then it can be anything within the signed range of
7283 the register used (ie, for a 32-bit operand, it can be (-2^31) to (2^31 - 1)
7284
7285
7286 \S{insCALL} \i\c{CALL}: Call Subroutine
7287
7288 \c CALL imm                      ; E8 rw/rd             [8086]
7289 \c CALL imm:imm16                ; o16 9A iw iw         [8086]
7290 \c CALL imm:imm32                ; o32 9A id iw         [386]
7291 \c CALL FAR mem16                ; o16 FF /3            [8086]
7292 \c CALL FAR mem32                ; o32 FF /3            [386]
7293 \c CALL r/m16                    ; o16 FF /2            [8086]
7294 \c CALL r/m32                    ; o32 FF /2            [386]
7295
7296 \c{CALL} calls a subroutine, by means of pushing the current
7297 instruction pointer (\c{IP}) and optionally \c{CS} as well on the
7298 stack, and then jumping to a given address.
7299
7300 \c{CS} is pushed as well as \c{IP} if and only if the call is a far
7301 call, i.e. a destination segment address is specified in the
7302 instruction. The forms involving two colon-separated arguments are
7303 far calls; so are the \c{CALL FAR mem} forms.
7304
7305 The immediate \i{near call} takes one of two forms (\c{call imm16/imm32},
7306 determined by the current segment size limit. For 16-bit operands,
7307 you would use \c{CALL 0x1234}, and for 32-bit operands you would use
7308 \c{CALL 0x12345678}. The value passed as an operand is a relative offset.
7309
7310 You can choose between the two immediate \i{far call} forms
7311 (\c{CALL imm:imm}) by the use of the \c{WORD} and \c{DWORD} keywords:
7312 \c{CALL WORD 0x1234:0x5678}) or \c{CALL DWORD 0x1234:0x56789abc}.
7313
7314 The \c{CALL FAR mem} forms execute a far call by loading the
7315 destination address out of memory. The address loaded consists of 16
7316 or 32 bits of offset (depending on the operand size), and 16 bits of
7317 segment. The operand size may be overridden using \c{CALL WORD FAR
7318 mem} or \c{CALL DWORD FAR mem}.
7319
7320 The \c{CALL r/m} forms execute a \i{near call} (within the same
7321 segment), loading the destination address out of memory or out of a
7322 register. The keyword \c{NEAR} may be specified, for clarity, in
7323 these forms, but is not necessary. Again, operand size can be
7324 overridden using \c{CALL WORD mem} or \c{CALL DWORD mem}.
7325
7326 As a convenience, NASM does not require you to call a far procedure
7327 symbol by coding the cumbersome \c{CALL SEG routine:routine}, but
7328 instead allows the easier synonym \c{CALL FAR routine}.
7329
7330 The \c{CALL r/m} forms given above are near calls; NASM will accept
7331 the \c{NEAR} keyword (e.g. \c{CALL NEAR [address]}), even though it
7332 is not strictly necessary.
7333
7334
7335 \S{insCBW} \i\c{CBW}, \i\c{CWD}, \i\c{CDQ}, \i\c{CWDE}: Sign Extensions
7336
7337 \c CBW                           ; o16 98               [8086]
7338 \c CWDE                          ; o32 98               [386]
7339
7340 \c CWD                           ; o16 99               [8086]
7341 \c CDQ                           ; o32 99               [386]
7342
7343 All these instructions sign-extend a short value into a longer one,
7344 by replicating the top bit of the original value to fill the
7345 extended one.
7346
7347 \c{CBW} extends \c{AL} into \c{AX} by repeating the top bit of
7348 \c{AL} in every bit of \c{AH}. \c{CWDE} extends \c{AX} into
7349 \c{EAX}. \c{CWD} extends \c{AX} into \c{DX:AX} by repeating
7350 the top bit of \c{AX} throughout \c{DX}, and \c{CDQ} extends
7351 \c{EAX} into \c{EDX:EAX}.
7352
7353
7354 \S{insCLC} \i\c{CLC}, \i\c{CLD}, \i\c{CLI}, \i\c{CLTS}: Clear Flags
7355
7356 \c CLC                           ; F8                   [8086]
7357 \c CLD                           ; FC                   [8086]
7358 \c CLI                           ; FA                   [8086]
7359 \c CLTS                          ; 0F 06                [286,PRIV]
7360
7361 These instructions clear various flags. \c{CLC} clears the carry
7362 flag; \c{CLD} clears the direction flag; \c{CLI} clears the
7363 interrupt flag (thus disabling interrupts); and \c{CLTS} clears the
7364 task-switched (\c{TS}) flag in \c{CR0}.
7365
7366 To set the carry, direction, or interrupt flags, use the \c{STC},
7367 \c{STD} and \c{STI} instructions (\k{insSTC}). To invert the carry
7368 flag, use \c{CMC} (\k{insCMC}).
7369
7370
7371 \S{insCLFLUSH} \i\c{CLFLUSH}: Flush Cache Line
7372
7373 \c CLFLUSH mem                   ; 0F AE /7        [WILLAMETTE,SSE2]
7374
7375 \c{CLFLUSH} invalidates the cache line that contains the linear address
7376 specified by the source operand from all levels of the processor cache
7377 hierarchy (data and instruction). If, at any level of the cache
7378 hierarchy, the line is inconsistent with memory (dirty) it is written
7379 to memory before invalidation. The source operand points to a
7380 byte-sized memory location.
7381
7382 Although \c{CLFLUSH} is flagged \c{SSE2} and above, it may not be
7383 present on all processors which have \c{SSE2} support, and it may be
7384 supported on other processors; the \c{CPUID} instruction (\k{insCPUID})
7385 will return a bit which indicates support for the \c{CLFLUSH} instruction.
7386
7387
7388 \S{insCMC} \i\c{CMC}: Complement Carry Flag
7389
7390 \c CMC                           ; F5                   [8086]
7391
7392 \c{CMC} changes the value of the carry flag: if it was 0, it sets it
7393 to 1, and vice versa.
7394
7395
7396 \S{insCMOVcc} \i\c{CMOVcc}: Conditional Move
7397
7398 \c CMOVcc reg16,r/m16            ; o16 0F 40+cc /r      [P6]
7399 \c CMOVcc reg32,r/m32            ; o32 0F 40+cc /r      [P6]
7400
7401 \c{CMOV} moves its source (second) operand into its destination
7402 (first) operand if the given condition code is satisfied; otherwise
7403 it does nothing.
7404
7405 For a list of condition codes, see \k{iref-cc}.
7406
7407 Although the \c{CMOV} instructions are flagged \c{P6} and above, they
7408 may not be supported by all Pentium Pro processors; the \c{CPUID}
7409 instruction (\k{insCPUID}) will return a bit which indicates whether
7410 conditional moves are supported.
7411
7412
7413 \S{insCMP} \i\c{CMP}: Compare Integers
7414
7415 \c CMP r/m8,reg8                 ; 38 /r                [8086]
7416 \c CMP r/m16,reg16               ; o16 39 /r            [8086]
7417 \c CMP r/m32,reg32               ; o32 39 /r            [386]
7418
7419 \c CMP reg8,r/m8                 ; 3A /r                [8086]
7420 \c CMP reg16,r/m16               ; o16 3B /r            [8086]
7421 \c CMP reg32,r/m32               ; o32 3B /r            [386]
7422
7423 \c CMP r/m8,imm8                 ; 80 /0 ib             [8086]
7424 \c CMP r/m16,imm16               ; o16 81 /0 iw         [8086]
7425 \c CMP r/m32,imm32               ; o32 81 /0 id         [386]
7426
7427 \c CMP r/m16,imm8                ; o16 83 /0 ib         [8086]
7428 \c CMP r/m32,imm8                ; o32 83 /0 ib         [386]
7429
7430 \c CMP AL,imm8                   ; 3C ib                [8086]
7431 \c CMP AX,imm16                  ; o16 3D iw            [8086]
7432 \c CMP EAX,imm32                 ; o32 3D id            [386]
7433
7434 \c{CMP} performs a `mental' subtraction of its second operand from
7435 its first operand, and affects the flags as if the subtraction had
7436 taken place, but does not store the result of the subtraction
7437 anywhere.
7438
7439 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
7440 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
7441 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
7442 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
7443 form of the instruction.
7444
7445 The destination operand can be a register or a memory location. The
7446 source can be a register, memory location or an immediate value of
7447 the same size as the destination.
7448
7449
7450 \S{insCMPccPD} \i\c{CMPccPD}: Packed Double-Precision FP Compare
7451 \I\c{CMPEQPD} \I\c{CMPLTPD} \I\c{CMPLEPD} \I\c{CMPUNORDPD}
7452 \I\c{CMPNEQPD} \I\c{CMPNLTPD} \I\c{CMPNLEPD} \I\c{CMPORDPD}
7453
7454 \c CMPPD xmm1,xmm2/mem128,imm8   ; 66 0F C2 /r ib  [WILLAMETTE,SSE2]
7455
7456 \c CMPEQPD xmm1,xmm2/mem128      ; 66 0F C2 /r 00  [WILLAMETTE,SSE2]
7457 \c CMPLTPD xmm1,xmm2/mem128      ; 66 0F C2 /r 01  [WILLAMETTE,SSE2]
7458 \c CMPLEPD xmm1,xmm2/mem128      ; 66 0F C2 /r 02  [WILLAMETTE,SSE2]
7459 \c CMPUNORDPD xmm1,xmm2/mem128   ; 66 0F C2 /r 03  [WILLAMETTE,SSE2]
7460 \c CMPNEQPD xmm1,xmm2/mem128     ; 66 0F C2 /r 04  [WILLAMETTE,SSE2]
7461 \c CMPNLTPD xmm1,xmm2/mem128     ; 66 0F C2 /r 05  [WILLAMETTE,SSE2]
7462 \c CMPNLEPD xmm1,xmm2/mem128     ; 66 0F C2 /r 06  [WILLAMETTE,SSE2]
7463 \c CMPORDPD xmm1,xmm2/mem128     ; 66 0F C2 /r 07  [WILLAMETTE,SSE2]
7464
7465 The \c{CMPccPD} instructions compare the two packed double-precision
7466 FP values in the source and destination operands, and returns the
7467 result of the comparison in the destination register. The result of
7468 each comparison is a quadword mask of all 1s (comparison true) or
7469 all 0s (comparison false).
7470
7471 The destination is an \c{XMM} register. The source can be either an
7472 \c{XMM} register or a 128-bit memory location.
7473
7474 The third operand is an 8-bit immediate value, of which the low 3
7475 bits define the type of comparison. For ease of programming, the
7476 8 two-operand pseudo-instructions are provided, with the third
7477 operand already filled in. The \I{Condition Predicates}
7478 \c{Condition Predicates} are:
7479
7480 \c EQ     0   Equal
7481 \c LT     1   Less-than
7482 \c LE     2   Less-than-or-equal
7483 \c UNORD  3   Unordered
7484 \c NE     4   Not-equal
7485 \c NLT    5   Not-less-than
7486 \c NLE    6   Not-less-than-or-equal
7487 \c ORD    7   Ordered
7488
7489 For more details of the comparison predicates, and details of how
7490 to emulate the "greater-than" equivalents, see \k{iref-SSE-cc}
7491
7492
7493 \S{insCMPccPS} \i\c{CMPccPS}: Packed Single-Precision FP Compare
7494 \I\c{CMPEQPS} \I\c{CMPLTPS} \I\c{CMPLEPS} \I\c{CMPUNORDPS}
7495 \I\c{CMPNEQPS} \I\c{CMPNLTPS} \I\c{CMPNLEPS} \I\c{CMPORDPS}
7496
7497 \c CMPPS xmm1,xmm2/mem128,imm8   ; 0F C2 /r ib     [KATMAI,SSE]
7498
7499 \c CMPEQPS xmm1,xmm2/mem128      ; 0F C2 /r 00     [KATMAI,SSE]
7500 \c CMPLTPS xmm1,xmm2/mem128      ; 0F C2 /r 01     [KATMAI,SSE]
7501 \c CMPLEPS xmm1,xmm2/mem128      ; 0F C2 /r 02     [KATMAI,SSE]
7502 \c CMPUNORDPS xmm1,xmm2/mem128   ; 0F C2 /r 03     [KATMAI,SSE]
7503 \c CMPNEQPS xmm1,xmm2/mem128     ; 0F C2 /r 04     [KATMAI,SSE]
7504 \c CMPNLTPS xmm1,xmm2/mem128     ; 0F C2 /r 05     [KATMAI,SSE]
7505 \c CMPNLEPS xmm1,xmm2/mem128     ; 0F C2 /r 06     [KATMAI,SSE]
7506 \c CMPORDPS xmm1,xmm2/mem128     ; 0F C2 /r 07     [KATMAI,SSE]
7507
7508 The \c{CMPccPS} instructions compare the two packed single-precision
7509 FP values in the source and destination operands, and returns the
7510 result of the comparison in the destination register. The result of
7511 each comparison is a doubleword mask of all 1s (comparison true) or
7512 all 0s (comparison false).
7513
7514 The destination is an \c{XMM} register. The source can be either an
7515 \c{XMM} register or a 128-bit memory location.
7516
7517 The third operand is an 8-bit immediate value, of which the low 3
7518 bits define the type of comparison. For ease of programming, the
7519 8 two-operand pseudo-instructions are provided, with the third
7520 operand already filled in. The \I{Condition Predicates}
7521 \c{Condition Predicates} are:
7522
7523 \c EQ     0   Equal
7524 \c LT     1   Less-than
7525 \c LE     2   Less-than-or-equal
7526 \c UNORD  3   Unordered
7527 \c NE     4   Not-equal
7528 \c NLT    5   Not-less-than
7529 \c NLE    6   Not-less-than-or-equal
7530 \c ORD    7   Ordered
7531
7532 For more details of the comparison predicates, and details of how
7533 to emulate the "greater-than" equivalents, see \k{iref-SSE-cc}
7534
7535
7536 \S{insCMPSB} \i\c{CMPSB}, \i\c{CMPSW}, \i\c{CMPSD}: Compare Strings
7537
7538 \c CMPSB                         ; A6                   [8086]
7539 \c CMPSW                         ; o16 A7               [8086]
7540 \c CMPSD                         ; o32 A7               [386]
7541
7542 \c{CMPSB} compares the byte at \c{[DS:SI]} or \c{[DS:ESI]} with the
7543 byte at \c{[ES:DI]} or \c{[ES:EDI]}, and sets the flags accordingly.
7544 It then increments or decrements (depending on the direction flag:
7545 increments if the flag is clear, decrements if it is set) \c{SI} and
7546 \c{DI} (or \c{ESI} and \c{EDI}).
7547
7548 The registers used are \c{SI} and \c{DI} if the address size is 16
7549 bits, and \c{ESI} and \c{EDI} if it is 32 bits. If you need to use
7550 an address size not equal to the current \c{BITS} setting, you can
7551 use an explicit \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
7552
7553 The segment register used to load from \c{[SI]} or \c{[ESI]} can be
7554 overridden by using a segment register name as a prefix (for
7555 example, \c{ES CMPSB}). The use of \c{ES} for the load from \c{[DI]}
7556 or \c{[EDI]} cannot be overridden.
7557
7558 \c{CMPSW} and \c{CMPSD} work in the same way, but they compare a
7559 word or a doubleword instead of a byte, and increment or decrement
7560 the addressing registers by 2 or 4 instead of 1.
7561
7562 The \c{REPE} and \c{REPNE} prefixes (equivalently, \c{REPZ} and
7563 \c{REPNZ}) may be used to repeat the instruction up to \c{CX} (or
7564 \c{ECX} - again, the address size chooses which) times until the
7565 first unequal or equal byte is found.
7566
7567
7568 \S{insCMPccSD} \i\c{CMPccSD}: Scalar Double-Precision FP Compare
7569 \I\c{CMPEQSD} \I\c{CMPLTSD} \I\c{CMPLESD} \I\c{CMPUNORDSD}
7570 \I\c{CMPNEQSD} \I\c{CMPNLTSD} \I\c{CMPNLESD} \I\c{CMPORDSD}
7571
7572 \c CMPSD xmm1,xmm2/mem64,imm8    ; F2 0F C2 /r ib  [WILLAMETTE,SSE2]
7573
7574 \c CMPEQSD xmm1,xmm2/mem64       ; F2 0F C2 /r 00  [WILLAMETTE,SSE2]
7575 \c CMPLTSD xmm1,xmm2/mem64       ; F2 0F C2 /r 01  [WILLAMETTE,SSE2]
7576 \c CMPLESD xmm1,xmm2/mem64       ; F2 0F C2 /r 02  [WILLAMETTE,SSE2]
7577 \c CMPUNORDSD xmm1,xmm2/mem64    ; F2 0F C2 /r 03  [WILLAMETTE,SSE2]
7578 \c CMPNEQSD xmm1,xmm2/mem64      ; F2 0F C2 /r 04  [WILLAMETTE,SSE2]
7579 \c CMPNLTSD xmm1,xmm2/mem64      ; F2 0F C2 /r 05  [WILLAMETTE,SSE2]
7580 \c CMPNLESD xmm1,xmm2/mem64      ; F2 0F C2 /r 06  [WILLAMETTE,SSE2]
7581 \c CMPORDSD xmm1,xmm2/mem64      ; F2 0F C2 /r 07  [WILLAMETTE,SSE2]
7582
7583 The \c{CMPccSD} instructions compare the low-order double-precision
7584 FP values in the source and destination operands, and returns the
7585 result of the comparison in the destination register. The result of
7586 each comparison is a quadword mask of all 1s (comparison true) or
7587 all 0s (comparison false).
7588
7589 The destination is an \c{XMM} register. The source can be either an
7590 \c{XMM} register or a 128-bit memory location.
7591
7592 The third operand is an 8-bit immediate value, of which the low 3
7593 bits define the type of comparison. For ease of programming, the
7594 8 two-operand pseudo-instructions are provided, with the third
7595 operand already filled in. The \I{Condition Predicates}
7596 \c{Condition Predicates} are:
7597
7598 \c EQ     0   Equal
7599 \c LT     1   Less-than
7600 \c LE     2   Less-than-or-equal
7601 \c UNORD  3   Unordered
7602 \c NE     4   Not-equal
7603 \c NLT    5   Not-less-than
7604 \c NLE    6   Not-less-than-or-equal
7605 \c ORD    7   Ordered
7606
7607 For more details of the comparison predicates, and details of how
7608 to emulate the "greater-than" equivalents, see \k{iref-SSE-cc}
7609
7610
7611 \S{insCMPccSS} \i\c{CMPccSS}: Scalar Single-Precision FP Compare
7612 \I\c{CMPEQSS} \I\c{CMPLTSS} \I\c{CMPLESS} \I\c{CMPUNORDSS}
7613 \I\c{CMPNEQSS} \I\c{CMPNLTSS} \I\c{CMPNLESS} \I\c{CMPORDSS}
7614
7615 \c CMPSS xmm1,xmm2/mem32,imm8    ; F3 0F C2 /r ib  [KATMAI,SSE]
7616
7617 \c CMPEQSS xmm1,xmm2/mem32       ; F3 0F C2 /r 00  [KATMAI,SSE]
7618 \c CMPLTSS xmm1,xmm2/mem32       ; F3 0F C2 /r 01  [KATMAI,SSE]
7619 \c CMPLESS xmm1,xmm2/mem32       ; F3 0F C2 /r 02  [KATMAI,SSE]
7620 \c CMPUNORDSS xmm1,xmm2/mem32    ; F3 0F C2 /r 03  [KATMAI,SSE]
7621 \c CMPNEQSS xmm1,xmm2/mem32      ; F3 0F C2 /r 04  [KATMAI,SSE]
7622 \c CMPNLTSS xmm1,xmm2/mem32      ; F3 0F C2 /r 05  [KATMAI,SSE]
7623 \c CMPNLESS xmm1,xmm2/mem32      ; F3 0F C2 /r 06  [KATMAI,SSE]
7624 \c CMPORDSS xmm1,xmm2/mem32      ; F3 0F C2 /r 07  [KATMAI,SSE]
7625
7626 The \c{CMPccSS} instructions compare the low-order single-precision
7627 FP values in the source and destination operands, and returns the
7628 result of the comparison in the destination register. The result of
7629 each comparison is a doubleword mask of all 1s (comparison true) or
7630 all 0s (comparison false).
7631
7632 The destination is an \c{XMM} register. The source can be either an
7633 \c{XMM} register or a 128-bit memory location.
7634
7635 The third operand is an 8-bit immediate value, of which the low 3
7636 bits define the type of comparison. For ease of programming, the
7637 8 two-operand pseudo-instructions are provided, with the third
7638 operand already filled in. The \I{Condition Predicates}
7639 \c{Condition Predicates} are:
7640
7641 \c EQ     0   Equal
7642 \c LT     1   Less-than
7643 \c LE     2   Less-than-or-equal
7644 \c UNORD  3   Unordered
7645 \c NE     4   Not-equal
7646 \c NLT    5   Not-less-than
7647 \c NLE    6   Not-less-than-or-equal
7648 \c ORD    7   Ordered
7649
7650 For more details of the comparison predicates, and details of how
7651 to emulate the "greater-than" equivalents, see \k{iref-SSE-cc}
7652
7653
7654 \S{insCMPXCHG} \i\c{CMPXCHG}, \i\c{CMPXCHG486}: Compare and Exchange
7655
7656 \c CMPXCHG r/m8,reg8             ; 0F B0 /r             [PENT]
7657 \c CMPXCHG r/m16,reg16           ; o16 0F B1 /r         [PENT]
7658 \c CMPXCHG r/m32,reg32           ; o32 0F B1 /r         [PENT]
7659
7660 \c CMPXCHG486 r/m8,reg8          ; 0F A6 /r             [486,UNDOC]
7661 \c CMPXCHG486 r/m16,reg16        ; o16 0F A7 /r         [486,UNDOC]
7662 \c CMPXCHG486 r/m32,reg32        ; o32 0F A7 /r         [486,UNDOC]
7663
7664 These two instructions perform exactly the same operation; however,
7665 apparently some (not all) 486 processors support it under a
7666 non-standard opcode, so NASM provides the undocumented
7667 \c{CMPXCHG486} form to generate the non-standard opcode.
7668
7669 \c{CMPXCHG} compares its destination (first) operand to the value in
7670 \c{AL}, \c{AX} or \c{EAX} (depending on the operand size of the
7671 instruction). If they are equal, it copies its source (second)
7672 operand into the destination and sets the zero flag. Otherwise, it
7673 clears the zero flag and copies the destination register to AL, AX or EAX.
7674
7675 The destination can be either a register or a memory location. The
7676 source is a register.
7677
7678 \c{CMPXCHG} is intended to be used for atomic operations in
7679 multitasking or multiprocessor environments. To safely update a
7680 value in shared memory, for example, you might load the value into
7681 \c{EAX}, load the updated value into \c{EBX}, and then execute the
7682 instruction \c{LOCK CMPXCHG [value],EBX}. If \c{value} has not
7683 changed since being loaded, it is updated with your desired new
7684 value, and the zero flag is set to let you know it has worked. (The
7685 \c{LOCK} prefix prevents another processor doing anything in the
7686 middle of this operation: it guarantees atomicity.) However, if
7687 another processor has modified the value in between your load and
7688 your attempted store, the store does not happen, and you are
7689 notified of the failure by a cleared zero flag, so you can go round
7690 and try again.
7691
7692
7693 \S{insCMPXCHG8B} \i\c{CMPXCHG8B}: Compare and Exchange Eight Bytes
7694
7695 \c CMPXCHG8B mem                 ; 0F C7 /1             [PENT]
7696
7697 This is a larger and more unwieldy version of \c{CMPXCHG}: it
7698 compares the 64-bit (eight-byte) value stored at \c{[mem]} with the
7699 value in \c{EDX:EAX}. If they are equal, it sets the zero flag and
7700 stores \c{ECX:EBX} into the memory area. If they are unequal, it
7701 clears the zero flag and stores the memory contents into \c{EDX:EAX}.
7702
7703 \c{CMPXCHG8B} can be used with the \c{LOCK} prefix, to allow atomic
7704 execution. This is useful in multi-processor and multi-tasking
7705 environments.
7706
7707
7708 \S{insCOMISD} \i\c{COMISD}: Scalar Ordered Double-Precision FP Compare and Set EFLAGS
7709
7710 \c COMISD xmm1,xmm2/mem64        ; 66 0F 2F /r     [WILLAMETTE,SSE2]
7711
7712 \c{COMISD} compares the low-order double-precision FP value in the
7713 two source operands. ZF, PF and CF are set according to the result.
7714 OF, AF and AF are cleared. The unordered result is returned if either
7715 source is a NaN (QNaN or SNaN).
7716
7717 The destination operand is an \c{XMM} register. The source can be either
7718 an \c{XMM} register or a memory location.
7719
7720 The flags are set according to the following rules:
7721
7722 \c    Result          Flags        Values
7723
7724 \c    UNORDERED:      ZF,PF,CF <-- 111;
7725 \c    GREATER_THAN:   ZF,PF,CF <-- 000;
7726 \c    LESS_THAN:      ZF,PF,CF <-- 001;
7727 \c    EQUAL:          ZF,PF,CF <-- 100;
7728
7729
7730 \S{insCOMISS} \i\c{COMISS}: Scalar Ordered Single-Precision FP Compare and Set EFLAGS
7731
7732 \c COMISS xmm1,xmm2/mem32        ; 66 0F 2F /r     [KATMAI,SSE]
7733
7734 \c{COMISS} compares the low-order single-precision FP value in the
7735 two source operands. ZF, PF and CF are set according to the result.
7736 OF, AF and AF are cleared. The unordered result is returned if either
7737 source is a NaN (QNaN or SNaN).
7738
7739 The destination operand is an \c{XMM} register. The source can be either
7740 an \c{XMM} register or a memory location.
7741
7742 The flags are set according to the following rules:
7743
7744 \c    Result          Flags        Values
7745
7746 \c    UNORDERED:      ZF,PF,CF <-- 111;
7747 \c    GREATER_THAN:   ZF,PF,CF <-- 000;
7748 \c    LESS_THAN:      ZF,PF,CF <-- 001;
7749 \c    EQUAL:          ZF,PF,CF <-- 100;
7750
7751
7752 \S{insCPUID} \i\c{CPUID}: Get CPU Identification Code
7753
7754 \c CPUID                         ; 0F A2                [PENT]
7755
7756 \c{CPUID} returns various information about the processor it is
7757 being executed on. It fills the four registers \c{EAX}, \c{EBX},
7758 \c{ECX} and \c{EDX} with information, which varies depending on the
7759 input contents of \c{EAX}.
7760
7761 \c{CPUID} also acts as a barrier to serialise instruction execution:
7762 executing the \c{CPUID} instruction guarantees that all the effects
7763 (memory modification, flag modification, register modification) of
7764 previous instructions have been completed before the next
7765 instruction gets fetched.
7766
7767 The information returned is as follows:
7768
7769 \b If \c{EAX} is zero on input, \c{EAX} on output holds the maximum
7770 acceptable input value of \c{EAX}, and \c{EBX:EDX:ECX} contain the
7771 string \c{"GenuineIntel"} (or not, if you have a clone processor).
7772 That is to say, \c{EBX} contains \c{"Genu"} (in NASM's own sense of
7773 character constants, described in \k{chrconst}), \c{EDX} contains
7774 \c{"ineI"} and \c{ECX} contains \c{"ntel"}.
7775
7776 \b If \c{EAX} is one on input, \c{EAX} on output contains version
7777 information about the processor, and \c{EDX} contains a set of
7778 feature flags, showing the presence and absence of various features.
7779 For example, bit 8 is set if the \c{CMPXCHG8B} instruction
7780 (\k{insCMPXCHG8B}) is supported, bit 15 is set if the conditional
7781 move instructions (\k{insCMOVcc} and \k{insFCMOVB}) are supported,
7782 and bit 23 is set if \c{MMX} instructions are supported.
7783
7784 \b If \c{EAX} is two on input, \c{EAX}, \c{EBX}, \c{ECX} and \c{EDX}
7785 all contain information about caches and TLBs (Translation Lookahead
7786 Buffers).
7787
7788 For more information on the data returned from \c{CPUID}, see the
7789 documentation from Intel and other processor manufacturers.
7790
7791
7792 \S{insCVTDQ2PD} \i\c{CVTDQ2PD}:
7793 Packed Signed INT32 to Packed Double-Precision FP Conversion
7794
7795 \c CVTDQ2PD xmm1,xmm2/mem64      ; F3 0F E6 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
7796
7797 \c{CVTDQ2PD} converts two packed signed doublewords from the source
7798 operand to two packed double-precision FP values in the destination
7799 operand.
7800
7801 The destination operand is an \c{XMM} register. The source can be
7802 either an \c{XMM} register or a 64-bit memory location. If the
7803 source is a register, the packed integers are in the low quadword.
7804
7805
7806 \S{insCVTDQ2PS} \i\c{CVTDQ2PS}:
7807 Packed Signed INT32 to Packed Single-Precision FP Conversion
7808
7809 \c CVTDQ2PS xmm1,xmm2/mem128     ; 0F 5B /r        [WILLAMETTE,SSE2]
7810
7811 \c{CVTDQ2PS} converts four packed signed doublewords from the source
7812 operand to four packed single-precision FP values in the destination
7813 operand.
7814
7815 The destination operand is an \c{XMM} register. The source can be
7816 either an \c{XMM} register or a 128-bit memory location.
7817
7818 For more details of this instruction, see the Intel Processor manuals.
7819
7820
7821 \S{insCVTPD2DQ} \i\c{CVTPD2DQ}:
7822 Packed Double-Precision FP to Packed Signed INT32 Conversion
7823
7824 \c CVTPD2DQ xmm1,xmm2/mem128     ; F2 0F E6 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
7825
7826 \c{CVTPD2DQ} converts two packed double-precision FP values from the
7827 source operand to two packed signed doublewords in the low quadword
7828 of the destination operand. The high quadword of the destination is
7829 set to all 0s.
7830
7831 The destination operand is an \c{XMM} register. The source can be
7832 either an \c{XMM} register or a 128-bit memory location.
7833
7834 For more details of this instruction, see the Intel Processor manuals.
7835
7836
7837 \S{insCVTPD2PI} \i\c{CVTPD2PI}:
7838 Packed Double-Precision FP to Packed Signed INT32 Conversion
7839
7840 \c CVTPD2PI mm,xmm/mem128        ; 66 0F 2D /r     [WILLAMETTE,SSE2]
7841
7842 \c{CVTPD2PI} converts two packed double-precision FP values from the
7843 source operand to two packed signed doublewords in the destination
7844 operand.
7845
7846 The destination operand is an \c{MMX} register. The source can be
7847 either an \c{XMM} register or a 128-bit memory location.
7848
7849 For more details of this instruction, see the Intel Processor manuals.
7850
7851
7852 \S{insCVTPD2PS} \i\c{CVTPD2PS}:
7853 Packed Double-Precision FP to Packed Single-Precision FP Conversion
7854
7855 \c CVTPD2PS xmm1,xmm2/mem128     ; 66 0F 5A /r     [WILLAMETTE,SSE2]
7856
7857 \c{CVTPD2PS} converts two packed double-precision FP values from the
7858 source operand to two packed single-precision FP values in the low
7859 quadword of the destination operand. The high quadword of the
7860 destination is set to all 0s.
7861
7862 The destination operand is an \c{XMM} register. The source can be
7863 either an \c{XMM} register or a 128-bit memory location.
7864
7865 For more details of this instruction, see the Intel Processor manuals.
7866
7867
7868 \S{insCVTPI2PD} \i\c{CVTPI2PD}:
7869 Packed Signed INT32 to Packed Double-Precision FP Conversion
7870
7871 \c CVTPI2PD xmm,mm/mem64         ; 66 0F 2A /r     [WILLAMETTE,SSE2]
7872
7873 \c{CVTPI2PD} converts two packed signed doublewords from the source
7874 operand to two packed double-precision FP values in the destination
7875 operand.
7876
7877 The destination operand is an \c{XMM} register. The source can be
7878 either an \c{MMX} register or a 64-bit memory location.
7879
7880 For more details of this instruction, see the Intel Processor manuals.
7881
7882
7883 \S{insCVTPI2PS} \i\c{CVTPI2PS}:
7884 Packed Signed INT32 to Packed Single-FP Conversion
7885
7886 \c CVTPI2PS xmm,mm/mem64         ; 0F 2A /r        [KATMAI,SSE]
7887
7888 \c{CVTPI2PS} converts two packed signed doublewords from the source
7889 operand to two packed single-precision FP values in the low quadword
7890 of the destination operand. The high quadword of the destination
7891 remains unchanged.
7892
7893 The destination operand is an \c{XMM} register. The source can be
7894 either an \c{MMX} register or a 64-bit memory location.
7895
7896 For more details of this instruction, see the Intel Processor manuals.
7897
7898
7899 \S{insCVTPS2DQ} \i\c{CVTPS2DQ}:
7900 Packed Single-Precision FP to Packed Signed INT32 Conversion
7901
7902 \c CVTPS2DQ xmm1,xmm2/mem128     ; 66 0F 5B /r     [WILLAMETTE,SSE2]
7903
7904 \c{CVTPS2DQ} converts four packed single-precision FP values from the
7905 source operand to four packed signed doublewords in the destination operand.
7906
7907 The destination operand is an \c{XMM} register. The source can be
7908 either an \c{XMM} register or a 128-bit memory location.
7909
7910 For more details of this instruction, see the Intel Processor manuals.
7911
7912
7913 \S{insCVTPS2PD} \i\c{CVTPS2PD}:
7914 Packed Single-Precision FP to Packed Double-Precision FP Conversion
7915
7916 \c CVTPS2PD xmm1,xmm2/mem64      ; 0F 5A /r        [WILLAMETTE,SSE2]
7917
7918 \c{CVTPS2PD} converts two packed single-precision FP values from the
7919 source operand to two packed double-precision FP values in the destination
7920 operand.
7921
7922 The destination operand is an \c{XMM} register. The source can be
7923 either an \c{XMM} register or a 64-bit memory location. If the source
7924 is a register, the input values are in the low quadword.
7925
7926 For more details of this instruction, see the Intel Processor manuals.
7927
7928
7929 \S{insCVTPS2PI} \i\c{CVTPS2PI}:
7930 Packed Single-Precision FP to Packed Signed INT32 Conversion
7931
7932 \c CVTPS2PI mm,xmm/mem64         ; 0F 2D /r        [KATMAI,SSE]
7933
7934 \c{CVTPS2PI} converts two packed single-precision FP values from
7935 the source operand to two packed signed doublewords in the destination
7936 operand.
7937
7938 The destination operand is an \c{MMX} register. The source can be
7939 either an \c{XMM} register or a 64-bit memory location. If the
7940 source is a register, the input values are in the low quadword.
7941
7942 For more details of this instruction, see the Intel Processor manuals.
7943
7944
7945 \S{insCVTSD2SI} \i\c{CVTSD2SI}:
7946 Scalar Double-Precision FP to Signed INT32 Conversion
7947
7948 \c CVTSD2SI reg32,xmm/mem64      ; F2 0F 2D /r     [WILLAMETTE,SSE2]
7949
7950 \c{CVTSD2SI} converts a double-precision FP value from the source
7951 operand to a signed doubleword in the destination operand.
7952
7953 The destination operand is a general purpose register. The source can be
7954 either an \c{XMM} register or a 64-bit memory location. If the
7955 source is a register, the input value is in the low quadword.
7956
7957 For more details of this instruction, see the Intel Processor manuals.
7958
7959
7960 \S{insCVTSD2SS} \i\c{CVTSD2SS}:
7961 Scalar Double-Precision FP to Scalar Single-Precision FP Conversion
7962
7963 \c CVTSD2SS xmm1,xmm2/mem64      ; F2 0F 5A /r     [KATMAI,SSE]
7964
7965 \c{CVTSD2SS} converts a double-precision FP value from the source
7966 operand to a single-precision FP value in the low doubleword of the
7967 destination operand. The upper 3 doublewords are left unchanged.
7968
7969 The destination operand is an \c{XMM} register. The source can be
7970 either an \c{XMM} register or a 64-bit memory location. If the
7971 source is a register, the input value is in the low quadword.
7972
7973 For more details of this instruction, see the Intel Processor manuals.
7974
7975
7976 \S{insCVTSI2SD} \i\c{CVTSI2SD}:
7977 Signed INT32 to Scalar Double-Precision FP Conversion
7978
7979 \c CVTSI2SD xmm,r/m32            ; F2 0F 2A /r     [WILLAMETTE,SSE2]
7980
7981 \c{CVTSI2SD} converts a signed doubleword from the source operand to
7982 a double-precision FP value in the low quadword of the destination
7983 operand. The high quadword is left unchanged.
7984
7985 The destination operand is an \c{XMM} register. The source can be either
7986 a general purpose register or a 32-bit memory location.
7987
7988 For more details of this instruction, see the Intel Processor manuals.
7989
7990
7991 \S{insCVTSI2SS} \i\c{CVTSI2SS}:
7992 Signed INT32 to Scalar Single-Precision FP Conversion
7993
7994 \c CVTSI2SS xmm,r/m32            ; F3 0F 2A /r     [KATMAI,SSE]
7995
7996 \c{CVTSI2SS} converts a signed doubleword from the source operand to a
7997 single-precision FP value in the low doubleword of the destination operand.
7998 The upper 3 doublewords are left unchanged.
7999
8000 The destination operand is an \c{XMM} register. The source can be either
8001 a general purpose register or a 32-bit memory location.
8002
8003 For more details of this instruction, see the Intel Processor manuals.
8004
8005
8006 \S{insCVTSS2SD} \i\c{CVTSS2SD}:
8007 Scalar Single-Precision FP to Scalar Double-Precision FP Conversion
8008
8009 \c CVTSS2SD xmm1,xmm2/mem32      ; F3 0F 5A /r     [WILLAMETTE,SSE2]
8010
8011 \c{CVTSS2SD} converts a single-precision FP value from the source operand
8012 to a double-precision FP value in the low quadword of the destination
8013 operand. The upper quadword is left unchanged.
8014
8015 The destination operand is an \c{XMM} register. The source can be either
8016 an \c{XMM} register or a 32-bit memory location. If the source is a
8017 register, the input value is contained in the low doubleword.
8018
8019 For more details of this instruction, see the Intel Processor manuals.
8020
8021
8022 \S{insCVTSS2SI} \i\c{CVTSS2SI}:
8023 Scalar Single-Precision FP to Signed INT32 Conversion
8024
8025 \c CVTSS2SI reg32,xmm/mem32      ; F3 0F 2D /r     [KATMAI,SSE]
8026
8027 \c{CVTSS2SI} converts a single-precision FP value from the source
8028 operand to a signed doubleword in the destination operand.
8029
8030 The destination operand is a general purpose register. The source can be
8031 either an \c{XMM} register or a 32-bit memory location. If the
8032 source is a register, the input value is in the low doubleword.
8033
8034 For more details of this instruction, see the Intel Processor manuals.
8035
8036
8037 \S{insCVTTPD2DQ} \i\c{CVTTPD2DQ}:
8038 Packed Double-Precision FP to Packed Signed INT32 Conversion with Truncation
8039
8040 \c CVTTPD2DQ xmm1,xmm2/mem128    ; 66 0F E6 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
8041
8042 \c{CVTTPD2DQ} converts two packed double-precision FP values in the source
8043 operand to two packed single-precision FP values in the destination operand.
8044 If the result is inexact, it is truncated (rounded toward zero). The high
8045 quadword is set to all 0s.
8046
8047 The destination operand is an \c{XMM} register. The source can be
8048 either an \c{XMM} register or a 128-bit memory location.
8049
8050 For more details of this instruction, see the Intel Processor manuals.
8051
8052
8053 \S{insCVTTPD2PI} \i\c{CVTTPD2PI}:
8054 Packed Double-Precision FP to Packed Signed INT32 Conversion with Truncation
8055
8056 \c CVTTPD2PI mm,xmm/mem128        ; 66 0F 2C /r     [WILLAMETTE,SSE2]
8057
8058 \c{CVTTPD2PI} converts two packed double-precision FP values in the source
8059 operand to two packed single-precision FP values in the destination operand.
8060 If the result is inexact, it is truncated (rounded toward zero).
8061
8062 The destination operand is an \c{MMX} register. The source can be
8063 either an \c{XMM} register or a 128-bit memory location.
8064
8065 For more details of this instruction, see the Intel Processor manuals.
8066
8067
8068 \S{insCVTTPS2DQ} \i\c{CVTTPS2DQ}:
8069 Packed Single-Precision FP to Packed Signed INT32 Conversion with Truncation
8070
8071 \c CVTTPS2DQ xmm1,xmm2/mem128    ; F3 0F 5B /r     [WILLAMETTE,SSE2]
8072
8073 \c{CVTTPS2DQ} converts four packed single-precision FP values in the source
8074 operand to four packed signed doublewords in the destination operand.
8075 If the result is inexact, it is truncated (rounded toward zero).
8076
8077 The destination operand is an \c{XMM} register. The source can be
8078 either an \c{XMM} register or a 128-bit memory location.
8079
8080 For more details of this instruction, see the Intel Processor manuals.
8081
8082
8083 \S{insCVTTPS2PI} \i\c{CVTTPS2PI}:
8084 Packed Single-Precision FP to Packed Signed INT32 Conversion with Truncation
8085
8086 \c CVTTPS2PI mm,xmm/mem64         ; 0F 2C /r       [KATMAI,SSE]
8087
8088 \c{CVTTPS2PI} converts two packed single-precision FP values in the source
8089 operand to two packed signed doublewords in the destination operand.
8090 If the result is inexact, it is truncated (rounded toward zero). If
8091 the source is a register, the input values are in the low quadword.
8092
8093 The destination operand is an \c{MMX} register. The source can be
8094 either an \c{XMM} register or a 64-bit memory location. If the source
8095 is a register, the input value is in the low quadword.
8096
8097 For more details of this instruction, see the Intel Processor manuals.
8098
8099
8100 \S{insCVTTSD2SI} \i\c{CVTTSD2SI}:
8101 Scalar Double-Precision FP to Signed INT32 Conversion with Truncation
8102
8103 \c CVTTSD2SI reg32,xmm/mem64      ; F2 0F 2C /r    [WILLAMETTE,SSE2]
8104
8105 \c{CVTTSD2SI} converts a double-precision FP value in the source operand
8106 to a signed doubleword in the destination operand. If the result is
8107 inexact, it is truncated (rounded toward zero).
8108
8109 The destination operand is a general purpose register. The source can be
8110 either an \c{XMM} register or a 64-bit memory location. If the source is a
8111 register, the input value is in the low quadword.
8112
8113 For more details of this instruction, see the Intel Processor manuals.
8114
8115
8116 \S{insCVTTSS2SI} \i\c{CVTTSS2SI}:
8117 Scalar Single-Precision FP to Signed INT32 Conversion with Truncation
8118
8119 \c CVTTSD2SI reg32,xmm/mem32      ; F3 0F 2C /r    [KATMAI,SSE]
8120
8121 \c{CVTTSS2SI} converts a single-precision FP value in the source operand
8122 to a signed doubleword in the destination operand. If the result is
8123 inexact, it is truncated (rounded toward zero).
8124
8125 The destination operand is a general purpose register. The source can be
8126 either an \c{XMM} register or a 32-bit memory location. If the source is a
8127 register, the input value is in the low doubleword.
8128
8129 For more details of this instruction, see the Intel Processor manuals.
8130
8131
8132 \S{insDAA} \i\c{DAA}, \i\c{DAS}: Decimal Adjustments
8133
8134 \c DAA                           ; 27                   [8086]
8135 \c DAS                           ; 2F                   [8086]
8136
8137 These instructions are used in conjunction with the add and subtract
8138 instructions to perform binary-coded decimal arithmetic in
8139 \e{packed} (one BCD digit per nibble) form. For the unpacked
8140 equivalents, see \k{insAAA}.
8141
8142 \c{DAA} should be used after a one-byte \c{ADD} instruction whose
8143 destination was the \c{AL} register: by means of examining the value
8144 in the \c{AL} and also the auxiliary carry flag \c{AF}, it
8145 determines whether either digit of the addition has overflowed, and
8146 adjusts it (and sets the carry and auxiliary-carry flags) if so. You
8147 can add long BCD strings together by doing \c{ADD}/\c{DAA} on the
8148 low two digits, then doing \c{ADC}/\c{DAA} on each subsequent pair
8149 of digits.
8150
8151 \c{DAS} works similarly to \c{DAA}, but is for use after \c{SUB}
8152 instructions rather than \c{ADD}.
8153
8154
8155 \S{insDEC} \i\c{DEC}: Decrement Integer
8156
8157 \c DEC reg16                     ; o16 48+r             [8086]
8158 \c DEC reg32                     ; o32 48+r             [386]
8159 \c DEC r/m8                      ; FE /1                [8086]
8160 \c DEC r/m16                     ; o16 FF /1            [8086]
8161 \c DEC r/m32                     ; o32 FF /1            [386]
8162
8163 \c{DEC} subtracts 1 from its operand. It does \e{not} affect the
8164 carry flag: to affect the carry flag, use \c{SUB something,1} (see
8165 \k{insSUB}). \c{DEC} affects all the other flags according to the result.
8166
8167 This instruction can be used with a \c{LOCK} prefix to allow atomic
8168 execution.
8169
8170 See also \c{INC} (\k{insINC}).
8171
8172
8173 \S{insDIV} \i\c{DIV}: Unsigned Integer Divide
8174
8175 \c DIV r/m8                      ; F6 /6                [8086]
8176 \c DIV r/m16                     ; o16 F7 /6            [8086]
8177 \c DIV r/m32                     ; o32 F7 /6            [386]
8178
8179 \c{DIV} performs unsigned integer division. The explicit operand
8180 provided is the divisor; the dividend and destination operands are
8181 implicit, in the following way:
8182
8183 \b For \c{DIV r/m8}, \c{AX} is divided by the given operand; the
8184 quotient is stored in \c{AL} and the remainder in \c{AH}.
8185
8186 \b For \c{DIV r/m16}, \c{DX:AX} is divided by the given operand; the
8187 quotient is stored in \c{AX} and the remainder in \c{DX}.
8188
8189 \b For \c{DIV r/m32}, \c{EDX:EAX} is divided by the given operand;
8190 the quotient is stored in \c{EAX} and the remainder in \c{EDX}.
8191
8192 Signed integer division is performed by the \c{IDIV} instruction:
8193 see \k{insIDIV}.
8194
8195
8196 \S{insDIVPD} \i\c{DIVPD}: Packed Double-Precision FP Divide
8197
8198 \c DIVPD xmm1,xmm2/mem128        ; 66 0F 5E /r     [WILLAMETTE,SSE2]
8199
8200 \c{DIVPD} divides the two packed double-precision FP values in
8201 the destination operand by the two packed double-precision FP
8202 values in the source operand, and stores the packed double-precision
8203 results in the destination register.
8204
8205 The destination is an \c{XMM} register. The source operand can be
8206 either an \c{XMM} register or a 128-bit memory location.
8207
8208 \c    dst[0-63]   := dst[0-63]   / src[0-63],
8209 \c    dst[64-127] := dst[64-127] / src[64-127].
8210
8211
8212 \S{insDIVPS} \i\c{DIVPS}: Packed Single-Precision FP Divide
8213
8214 \c DIVPS xmm1,xmm2/mem128        ; 0F 5E /r        [KATMAI,SSE]
8215
8216 \c{DIVPS} divides the four packed single-precision FP values in
8217 the destination operand by the four packed single-precision FP
8218 values in the source operand, and stores the packed single-precision
8219 results in the destination register.
8220
8221 The destination is an \c{XMM} register. The source operand can be
8222 either an \c{XMM} register or a 128-bit memory location.
8223
8224 \c    dst[0-31]   := dst[0-31]   / src[0-31],
8225 \c    dst[32-63]  := dst[32-63]  / src[32-63],
8226 \c    dst[64-95]  := dst[64-95]  / src[64-95],
8227 \c    dst[96-127] := dst[96-127] / src[96-127].
8228
8229
8230 \S{insDIVSD} \i\c{DIVSD}: Scalar Double-Precision FP Divide
8231
8232 \c DIVSD xmm1,xmm2/mem64         ; F2 0F 5E /r     [WILLAMETTE,SSE2]
8233
8234 \c{DIVSD} divides the low-order double-precision FP value in the
8235 destination operand by the low-order double-precision FP value in
8236 the source operand, and stores the double-precision result in the
8237 destination register.
8238
8239 The destination is an \c{XMM} register. The source operand can be
8240 either an \c{XMM} register or a 64-bit memory location.
8241
8242 \c    dst[0-63]   := dst[0-63] / src[0-63],
8243 \c    dst[64-127] remains unchanged.
8244
8245
8246 \S{insDIVSS} \i\c{DIVSS}: Scalar Single-Precision FP Divide
8247
8248 \c DIVSS xmm1,xmm2/mem32         ; F3 0F 5E /r     [KATMAI,SSE]
8249
8250 \c{DIVSS} divides the low-order single-precision FP value in the
8251 destination operand by the low-order single-precision FP value in
8252 the source operand, and stores the single-precision result in the
8253 destination register.
8254
8255 The destination is an \c{XMM} register. The source operand can be
8256 either an \c{XMM} register or a 32-bit memory location.
8257
8258 \c    dst[0-31]   := dst[0-31] / src[0-31],
8259 \c    dst[32-127] remains unchanged.
8260
8261
8262 \S{insEMMS} \i\c{EMMS}: Empty MMX State
8263
8264 \c EMMS                          ; 0F 77                [PENT,MMX]
8265
8266 \c{EMMS} sets the FPU tag word (marking which floating-point registers
8267 are available) to all ones, meaning all registers are available for
8268 the FPU to use. It should be used after executing \c{MMX} instructions
8269 and before executing any subsequent floating-point operations.
8270
8271
8272 \S{insENTER} \i\c{ENTER}: Create Stack Frame
8273
8274 \c ENTER imm,imm                 ; C8 iw ib             [186]
8275
8276 \c{ENTER} constructs a \i\c{stack frame} for a high-level language
8277 procedure call. The first operand (the \c{iw} in the opcode
8278 definition above refers to the first operand) gives the amount of
8279 stack space to allocate for local variables; the second (the \c{ib}
8280 above) gives the nesting level of the procedure (for languages like
8281 Pascal, with nested procedures).
8282
8283 The function of \c{ENTER}, with a nesting level of zero, is
8284 equivalent to
8285
8286 \c           PUSH EBP            ; or PUSH BP         in 16 bits
8287 \c           MOV EBP,ESP         ; or MOV BP,SP       in 16 bits
8288 \c           SUB ESP,operand1    ; or SUB SP,operand1 in 16 bits
8289
8290 This creates a stack frame with the procedure parameters accessible
8291 upwards from \c{EBP}, and local variables accessible downwards from
8292 \c{EBP}.
8293
8294 With a nesting level of one, the stack frame created is 4 (or 2)
8295 bytes bigger, and the value of the final frame pointer \c{EBP} is
8296 accessible in memory at \c{[EBP-4]}.
8297
8298 This allows \c{ENTER}, when called with a nesting level of two, to
8299 look at the stack frame described by the \e{previous} value of
8300 \c{EBP}, find the frame pointer at offset -4 from that, and push it
8301 along with its new frame pointer, so that when a level-two procedure
8302 is called from within a level-one procedure, \c{[EBP-4]} holds the
8303 frame pointer of the most recent level-one procedure call and
8304 \c{[EBP-8]} holds that of the most recent level-two call. And so on,
8305 for nesting levels up to 31.
8306
8307 Stack frames created by \c{ENTER} can be destroyed by the \c{LEAVE}
8308 instruction: see \k{insLEAVE}.
8309
8310
8311 \S{insF2XM1} \i\c{F2XM1}: Calculate 2**X-1
8312
8313 \c F2XM1                         ; D9 F0                [8086,FPU]
8314
8315 \c{F2XM1} raises 2 to the power of \c{ST0}, subtracts one, and
8316 stores the result back into \c{ST0}. The initial contents of \c{ST0}
8317 must be a number in the range -1.0 to +1.0.
8318
8319
8320 \S{insFABS} \i\c{FABS}: Floating-Point Absolute Value
8321
8322 \c FABS                          ; D9 E1                [8086,FPU]
8323
8324 \c{FABS} computes the absolute value of \c{ST0},by clearing the sign
8325 bit, and stores the result back in \c{ST0}.
8326
8327
8328 \S{insFADD} \i\c{FADD}, \i\c{FADDP}: Floating-Point Addition
8329
8330 \c FADD mem32                    ; D8 /0                [8086,FPU]
8331 \c FADD mem64                    ; DC /0                [8086,FPU]
8332
8333 \c FADD fpureg                   ; D8 C0+r              [8086,FPU]
8334 \c FADD ST0,fpureg               ; D8 C0+r              [8086,FPU]
8335
8336 \c FADD TO fpureg                ; DC C0+r              [8086,FPU]
8337 \c FADD fpureg,ST0               ; DC C0+r              [8086,FPU]
8338
8339 \c FADDP fpureg                  ; DE C0+r              [8086,FPU]
8340 \c FADDP fpureg,ST0              ; DE C0+r              [8086,FPU]
8341
8342 \b \c{FADD}, given one operand, adds the operand to \c{ST0} and stores
8343 the result back in \c{ST0}. If the operand has the \c{TO} modifier,
8344 the result is stored in the register given rather than in \c{ST0}.
8345
8346 \b \c{FADDP} performs the same function as \c{FADD TO}, but pops the
8347 register stack after storing the result.
8348
8349 The given two-operand forms are synonyms for the one-operand forms.
8350
8351 To add an integer value to \c{ST0}, use the c{FIADD} instruction
8352 (\k{insFIADD})
8353
8354
8355 \S{insFBLD} \i\c{FBLD}, \i\c{FBSTP}: BCD Floating-Point Load and Store
8356
8357 \c FBLD mem80                    ; DF /4                [8086,FPU]
8358 \c FBSTP mem80                   ; DF /6                [8086,FPU]
8359
8360 \c{FBLD} loads an 80-bit (ten-byte) packed binary-coded decimal
8361 number from the given memory address, converts it to a real, and
8362 pushes it on the register stack. \c{FBSTP} stores the value of
8363 \c{ST0}, in packed BCD, at the given address and then pops the
8364 register stack.
8365
8366
8367 \S{insFCHS} \i\c{FCHS}: Floating-Point Change Sign
8368
8369 \c FCHS                          ; D9 E0                [8086,FPU]
8370
8371 \c{FCHS} negates the number in \c{ST0}, by inverting the sign bit:
8372 negative numbers become positive, and vice versa.
8373
8374
8375 \S{insFCLEX} \i\c{FCLEX}, \c{FNCLEX}: Clear Floating-Point Exceptions
8376
8377 \c FCLEX                         ; 9B DB E2             [8086,FPU]
8378 \c FNCLEX                        ; DB E2                [8086,FPU]
8379
8380 \c{FCLEX} clears any floating-point exceptions which may be pending.
8381 \c{FNCLEX} does the same thing but doesn't wait for previous
8382 floating-point operations (including the \e{handling} of pending
8383 exceptions) to finish first.
8384
8385
8386 \S{insFCMOVB} \i\c{FCMOVcc}: Floating-Point Conditional Move
8387
8388 \c FCMOVB fpureg                 ; DA C0+r              [P6,FPU]
8389 \c FCMOVB ST0,fpureg             ; DA C0+r              [P6,FPU]
8390
8391 \c FCMOVE fpureg                 ; DA C8+r              [P6,FPU]
8392 \c FCMOVE ST0,fpureg             ; DA C8+r              [P6,FPU]
8393
8394 \c FCMOVBE fpureg                ; DA D0+r              [P6,FPU]
8395 \c FCMOVBE ST0,fpureg            ; DA D0+r              [P6,FPU]
8396
8397 \c FCMOVU fpureg                 ; DA D8+r              [P6,FPU]
8398 \c FCMOVU ST0,fpureg             ; DA D8+r              [P6,FPU]
8399
8400 \c FCMOVNB fpureg                ; DB C0+r              [P6,FPU]
8401 \c FCMOVNB ST0,fpureg            ; DB C0+r              [P6,FPU]
8402
8403 \c FCMOVNE fpureg                ; DB C8+r              [P6,FPU]
8404 \c FCMOVNE ST0,fpureg            ; DB C8+r              [P6,FPU]
8405
8406 \c FCMOVNBE fpureg               ; DB D0+r              [P6,FPU]
8407 \c FCMOVNBE ST0,fpureg           ; DB D0+r              [P6,FPU]
8408
8409 \c FCMOVNU fpureg                ; DB D8+r              [P6,FPU]
8410 \c FCMOVNU ST0,fpureg            ; DB D8+r              [P6,FPU]
8411
8412 The \c{FCMOV} instructions perform conditional move operations: each
8413 of them moves the contents of the given register into \c{ST0} if its
8414 condition is satisfied, and does nothing if not.
8415
8416 The conditions are not the same as the standard condition codes used
8417 with conditional jump instructions. The conditions \c{B}, \c{BE},
8418 \c{NB}, \c{NBE}, \c{E} and \c{NE} are exactly as normal, but none of
8419 the other standard ones are supported. Instead, the condition \c{U}
8420 and its counterpart \c{NU} are provided; the \c{U} condition is
8421 satisfied if the last two floating-point numbers compared were
8422 \e{unordered}, i.e. they were not equal but neither one could be
8423 said to be greater than the other, for example if they were NaNs.
8424 (The flag state which signals this is the setting of the parity
8425 flag: so the \c{U} condition is notionally equivalent to \c{PE}, and
8426 \c{NU} is equivalent to \c{PO}.)
8427
8428 The \c{FCMOV} conditions test the main processor's status flags, not
8429 the FPU status flags, so using \c{FCMOV} directly after \c{FCOM}
8430 will not work. Instead, you should either use \c{FCOMI} which writes
8431 directly to the main CPU flags word, or use \c{FSTSW} to extract the
8432 FPU flags.
8433
8434 Although the \c{FCMOV} instructions are flagged \c{P6} above, they
8435 may not be supported by all Pentium Pro processors; the \c{CPUID}
8436 instruction (\k{insCPUID}) will return a bit which indicates whether
8437 conditional moves are supported.
8438
8439
8440 \S{insFCOM} \i\c{FCOM}, \i\c{FCOMP}, \i\c{FCOMPP}, \i\c{FCOMI},
8441 \i\c{FCOMIP}: Floating-Point Compare
8442
8443 \c FCOM mem32                    ; D8 /2                [8086,FPU]
8444 \c FCOM mem64                    ; DC /2                [8086,FPU]
8445 \c FCOM fpureg                   ; D8 D0+r              [8086,FPU]
8446 \c FCOM ST0,fpureg               ; D8 D0+r              [8086,FPU]
8447
8448 \c FCOMP mem32                   ; D8 /3                [8086,FPU]
8449 \c FCOMP mem64                   ; DC /3                [8086,FPU]
8450 \c FCOMP fpureg                  ; D8 D8+r              [8086,FPU]
8451 \c FCOMP ST0,fpureg              ; D8 D8+r              [8086,FPU]
8452
8453 \c FCOMPP                        ; DE D9                [8086,FPU]
8454
8455 \c FCOMI fpureg                  ; DB F0+r              [P6,FPU]
8456 \c FCOMI ST0,fpureg              ; DB F0+r              [P6,FPU]
8457
8458 \c FCOMIP fpureg                 ; DF F0+r              [P6,FPU]
8459 \c FCOMIP ST0,fpureg             ; DF F0+r              [P6,FPU]
8460
8461 \c{FCOM} compares \c{ST0} with the given operand, and sets the FPU
8462 flags accordingly. \c{ST0} is treated as the left-hand side of the
8463 comparison, so that the carry flag is set (for a `less-than' result)
8464 if \c{ST0} is less than the given operand.
8465
8466 \c{FCOMP} does the same as \c{FCOM}, but pops the register stack
8467 afterwards. \c{FCOMPP} compares \c{ST0} with \c{ST1} and then pops
8468 the register stack twice.
8469
8470 \c{FCOMI} and \c{FCOMIP} work like the corresponding forms of
8471 \c{FCOM} and \c{FCOMP}, but write their results directly to the CPU
8472 flags register rather than the FPU status word, so they can be
8473 immediately followed by conditional jump or conditional move
8474 instructions.
8475
8476 The \c{FCOM} instructions differ from the \c{FUCOM} instructions
8477 (\k{insFUCOM}) only in the way they handle quiet NaNs: \c{FUCOM}
8478 will handle them silently and set the condition code flags to an
8479 `unordered' result, whereas \c{FCOM} will generate an exception.
8480
8481
8482 \S{insFCOS} \i\c{FCOS}: Cosine
8483
8484 \c FCOS                          ; D9 FF                [386,FPU]
8485
8486 \c{FCOS} computes the cosine of \c{ST0} (in radians), and stores the
8487 result in \c{ST0}. The absolute value of \c{ST0} must be less than 2**63.
8488
8489 See also \c{FSINCOS} (\k{insFSIN}).
8490
8491
8492 \S{insFDECSTP} \i\c{FDECSTP}: Decrement Floating-Point Stack Pointer
8493
8494 \c FDECSTP                       ; D9 F6                [8086,FPU]
8495
8496 \c{FDECSTP} decrements the `top' field in the floating-point status
8497 word. This has the effect of rotating the FPU register stack by one,
8498 as if the contents of \c{ST7} had been pushed on the stack. See also
8499 \c{FINCSTP} (\k{insFINCSTP}).
8500
8501
8502 \S{insFDISI} \i\c{FxDISI}, \i\c{FxENI}: Disable and Enable Floating-Point Interrupts
8503
8504 \c FDISI                         ; 9B DB E1             [8086,FPU]
8505 \c FNDISI                        ; DB E1                [8086,FPU]
8506
8507 \c FENI                          ; 9B DB E0             [8086,FPU]
8508 \c FNENI                         ; DB E0                [8086,FPU]
8509
8510 \c{FDISI} and \c{FENI} disable and enable floating-point interrupts.
8511 These instructions are only meaningful on original 8087 processors:
8512 the 287 and above treat them as no-operation instructions.
8513
8514 \c{FNDISI} and \c{FNENI} do the same thing as \c{FDISI} and \c{FENI}
8515 respectively, but without waiting for the floating-point processor
8516 to finish what it was doing first.
8517
8518
8519 \S{insFDIV} \i\c{FDIV}, \i\c{FDIVP}, \i\c{FDIVR}, \i\c{FDIVRP}: Floating-Point Division
8520
8521 \c FDIV mem32                    ; D8 /6                [8086,FPU]
8522 \c FDIV mem64                    ; DC /6                [8086,FPU]
8523
8524 \c FDIV fpureg                   ; D8 F0+r              [8086,FPU]
8525 \c FDIV ST0,fpureg               ; D8 F0+r              [8086,FPU]
8526
8527 \c FDIV TO fpureg                ; DC F8+r              [8086,FPU]
8528 \c FDIV fpureg,ST0               ; DC F8+r              [8086,FPU]
8529
8530 \c FDIVR mem32                   ; D8 /0                [8086,FPU]
8531 \c FDIVR mem64                   ; DC /0                [8086,FPU]
8532
8533 \c FDIVR fpureg                  ; D8 F8+r              [8086,FPU]
8534 \c FDIVR ST0,fpureg              ; D8 F8+r              [8086,FPU]
8535
8536 \c FDIVR TO fpureg               ; DC F0+r              [8086,FPU]
8537 \c FDIVR fpureg,ST0              ; DC F0+r              [8086,FPU]
8538
8539 \c FDIVP fpureg                  ; DE F8+r              [8086,FPU]
8540 \c FDIVP fpureg,ST0              ; DE F8+r              [8086,FPU]
8541
8542 \c FDIVRP fpureg                 ; DE F0+r              [8086,FPU]
8543 \c FDIVRP fpureg,ST0             ; DE F0+r              [8086,FPU]
8544
8545 \b \c{FDIV} divides \c{ST0} by the given operand and stores the result
8546 back in \c{ST0}, unless the \c{TO} qualifier is given, in which case
8547 it divides the given operand by \c{ST0} and stores the result in the
8548 operand.
8549
8550 \b \c{FDIVR} does the same thing, but does the division the other way
8551 up: so if \c{TO} is not given, it divides the given operand by
8552 \c{ST0} and stores the result in \c{ST0}, whereas if \c{TO} is given
8553 it divides \c{ST0} by its operand and stores the result in the
8554 operand.
8555
8556 \b \c{FDIVP} operates like \c{FDIV TO}, but pops the register stack
8557 once it has finished.
8558
8559 \b \c{FDIVRP} operates like \c{FDIVR TO}, but pops the register stack
8560 once it has finished.
8561
8562 For FP/Integer divisions, see \c{FIDIV} (\k{insFIDIV}).
8563
8564
8565 \S{insFEMMS} \i\c{FEMMS}: Faster Enter/Exit of the MMX or floating-point state
8566
8567 \c FEMMS                         ; 0F 0E           [PENT,3DNOW]
8568
8569 \c{FEMMS} can be used in place of the \c{EMMS} instruction on
8570 processors which support the 3DNow! instruction set. Following
8571 execution of \c{FEMMS}, the state of the \c{MMX/FP} registers
8572 is undefined, and this allows a faster context switch between
8573 \c{FP} and \c{MMX} instructions. The \c{FEMMS} instruction can
8574 also be used \e{before} executing \c{MMX} instructions
8575
8576
8577 \S{insFFREE} \i\c{FFREE}: Flag Floating-Point Register as Unused
8578
8579 \c FFREE fpureg                  ; DD C0+r              [8086,FPU]
8580 \c FFREEP fpureg                 ; DF C0+r              [286,FPU,UNDOC]
8581
8582 \c{FFREE} marks the given register as being empty.
8583
8584 \c{FFREEP} marks the given register as being empty, and then
8585 pops the register stack.
8586
8587
8588 \S{insFIADD} \i\c{FIADD}: Floating-Point/Integer Addition
8589
8590 \c FIADD mem16                   ; DE /0                [8086,FPU]
8591 \c FIADD mem32                   ; DA /0                [8086,FPU]
8592
8593 \c{FIADD} adds the 16-bit or 32-bit integer stored in the given
8594 memory location to \c{ST0}, storing the result in \c{ST0}.
8595
8596
8597 \S{insFICOM} \i\c{FICOM}, \i\c{FICOMP}: Floating-Point/Integer Compare
8598
8599 \c FICOM mem16                   ; DE /2                [8086,FPU]
8600 \c FICOM mem32                   ; DA /2                [8086,FPU]
8601
8602 \c FICOMP mem16                  ; DE /3                [8086,FPU]
8603 \c FICOMP mem32                  ; DA /3                [8086,FPU]
8604
8605 \c{FICOM} compares \c{ST0} with the 16-bit or 32-bit integer stored
8606 in the given memory location, and sets the FPU flags accordingly.
8607 \c{FICOMP} does the same, but pops the register stack afterwards.
8608
8609
8610 \S{insFIDIV} \i\c{FIDIV}, \i\c{FIDIVR}: Floating-Point/Integer Division
8611
8612 \c FIDIV mem16                   ; DE /6                [8086,FPU]
8613 \c FIDIV mem32                   ; DA /6                [8086,FPU]
8614
8615 \c FIDIVR mem16                  ; DE /7                [8086,FPU]
8616 \c FIDIVR mem32                  ; DA /7                [8086,FPU]
8617
8618 \c{FIDIV} divides \c{ST0} by the 16-bit or 32-bit integer stored in
8619 the given memory location, and stores the result in \c{ST0}.
8620 \c{FIDIVR} does the division the other way up: it divides the
8621 integer by \c{ST0}, but still stores the result in \c{ST0}.
8622
8623
8624 \S{insFILD} \i\c{FILD}, \i\c{FIST}, \i\c{FISTP}: Floating-Point/Integer Conversion
8625
8626 \c FILD mem16                    ; DF /0                [8086,FPU]
8627 \c FILD mem32                    ; DB /0                [8086,FPU]
8628 \c FILD mem64                    ; DF /5                [8086,FPU]
8629
8630 \c FIST mem16                    ; DF /2                [8086,FPU]
8631 \c FIST mem32                    ; DB /2                [8086,FPU]
8632
8633 \c FISTP mem16                   ; DF /3                [8086,FPU]
8634 \c FISTP mem32                   ; DB /3                [8086,FPU]
8635 \c FISTP mem64                   ; DF /7                [8086,FPU]
8636
8637 \c{FILD} loads an integer out of a memory location, converts it to a
8638 real, and pushes it on the FPU register stack. \c{FIST} converts
8639 \c{ST0} to an integer and stores that in memory; \c{FISTP} does the
8640 same as \c{FIST}, but pops the register stack afterwards.
8641
8642
8643 \S{insFIMUL} \i\c{FIMUL}: Floating-Point/Integer Multiplication
8644
8645 \c FIMUL mem16                   ; DE /1                [8086,FPU]
8646 \c FIMUL mem32                   ; DA /1                [8086,FPU]
8647
8648 \c{FIMUL} multiplies \c{ST0} by the 16-bit or 32-bit integer stored
8649 in the given memory location, and stores the result in \c{ST0}.
8650
8651
8652 \S{insFINCSTP} \i\c{FINCSTP}: Increment Floating-Point Stack Pointer
8653
8654 \c FINCSTP                       ; D9 F7                [8086,FPU]
8655
8656 \c{FINCSTP} increments the `top' field in the floating-point status
8657 word. This has the effect of rotating the FPU register stack by one,
8658 as if the register stack had been popped; however, unlike the
8659 popping of the stack performed by many FPU instructions, it does not
8660 flag the new \c{ST7} (previously \c{ST0}) as empty. See also
8661 \c{FDECSTP} (\k{insFDECSTP}).
8662
8663
8664 \S{insFINIT} \i\c{FINIT}, \i\c{FNINIT}: Initialise Floating-Point Unit
8665
8666 \c FINIT                         ; 9B DB E3             [8086,FPU]
8667 \c FNINIT                        ; DB E3                [8086,FPU]
8668
8669 \c{FINIT} initialises the FPU to its default state. It flags all
8670 registers as empty, without actually change their values, clears
8671 the top of stack pointer. \c{FNINIT} does the same, without first
8672 waiting for pending exceptions to clear.
8673
8674
8675 \S{insFISUB} \i\c{FISUB}: Floating-Point/Integer Subtraction
8676
8677 \c FISUB mem16                   ; DE /4                [8086,FPU]
8678 \c FISUB mem32                   ; DA /4                [8086,FPU]
8679
8680 \c FISUBR mem16                  ; DE /5                [8086,FPU]
8681 \c FISUBR mem32                  ; DA /5                [8086,FPU]
8682
8683 \c{FISUB} subtracts the 16-bit or 32-bit integer stored in the given
8684 memory location from \c{ST0}, and stores the result in \c{ST0}.
8685 \c{FISUBR} does the subtraction the other way round, i.e. it
8686 subtracts \c{ST0} from the given integer, but still stores the
8687 result in \c{ST0}.
8688
8689
8690 \S{insFLD} \i\c{FLD}: Floating-Point Load
8691
8692 \c FLD mem32                     ; D9 /0                [8086,FPU]
8693 \c FLD mem64                     ; DD /0                [8086,FPU]
8694 \c FLD mem80                     ; DB /5                [8086,FPU]
8695 \c FLD fpureg                    ; D9 C0+r              [8086,FPU]
8696
8697 \c{FLD} loads a floating-point value out of the given register or
8698 memory location, and pushes it on the FPU register stack.
8699
8700
8701 \S{insFLD1} \i\c{FLDxx}: Floating-Point Load Constants
8702
8703 \c FLD1                          ; D9 E8                [8086,FPU]
8704 \c FLDL2E                        ; D9 EA                [8086,FPU]
8705 \c FLDL2T                        ; D9 E9                [8086,FPU]
8706 \c FLDLG2                        ; D9 EC                [8086,FPU]
8707 \c FLDLN2                        ; D9 ED                [8086,FPU]
8708 \c FLDPI                         ; D9 EB                [8086,FPU]
8709 \c FLDZ                          ; D9 EE                [8086,FPU]
8710
8711 These instructions push specific standard constants on the FPU
8712 register stack.
8713
8714 \c  Instruction    Constant pushed
8715
8716 \c  FLD1           1
8717 \c  FLDL2E         base-2 logarithm of e
8718 \c  FLDL2T         base-2 log of 10
8719 \c  FLDLG2         base-10 log of 2
8720 \c  FLDLN2         base-e log of 2
8721 \c  FLDPI          pi
8722 \c  FLDZ           zero
8723
8724
8725 \S{insFLDCW} \i\c{FLDCW}: Load Floating-Point Control Word
8726
8727 \c FLDCW mem16                   ; D9 /5                [8086,FPU]
8728
8729 \c{FLDCW} loads a 16-bit value out of memory and stores it into the
8730 FPU control word (governing things like the rounding mode, the
8731 precision, and the exception masks). See also \c{FSTCW}
8732 (\k{insFSTCW}). If exceptions are enabled and you don't want to
8733 generate one, use \c{FCLEX} or \c{FNCLEX} (\k{insFCLEX}) before
8734 loading the new control word.
8735
8736
8737 \S{insFLDENV} \i\c{FLDENV}: Load Floating-Point Environment
8738
8739 \c FLDENV mem                    ; D9 /4                [8086,FPU]
8740
8741 \c{FLDENV} loads the FPU operating environment (control word, status
8742 word, tag word, instruction pointer, data pointer and last opcode)
8743 from memory. The memory area is 14 or 28 bytes long, depending on
8744 the CPU mode at the time. See also \c{FSTENV} (\k{insFSTENV}).
8745
8746
8747 \S{insFMUL} \i\c{FMUL}, \i\c{FMULP}: Floating-Point Multiply
8748
8749 \c FMUL mem32                    ; D8 /1                [8086,FPU]
8750 \c FMUL mem64                    ; DC /1                [8086,FPU]
8751
8752 \c FMUL fpureg                   ; D8 C8+r              [8086,FPU]
8753 \c FMUL ST0,fpureg               ; D8 C8+r              [8086,FPU]
8754
8755 \c FMUL TO fpureg                ; DC C8+r              [8086,FPU]
8756 \c FMUL fpureg,ST0               ; DC C8+r              [8086,FPU]
8757
8758 \c FMULP fpureg                  ; DE C8+r              [8086,FPU]
8759 \c FMULP fpureg,ST0              ; DE C8+r              [8086,FPU]
8760
8761 \c{FMUL} multiplies \c{ST0} by the given operand, and stores the
8762 result in \c{ST0}, unless the \c{TO} qualifier is used in which case
8763 it stores the result in the operand. \c{FMULP} performs the same
8764 operation as \c{FMUL TO}, and then pops the register stack.
8765
8766
8767 \S{insFNOP} \i\c{FNOP}: Floating-Point No Operation
8768
8769 \c FNOP                          ; D9 D0                [8086,FPU]
8770
8771 \c{FNOP} does nothing.
8772
8773
8774 \S{insFPATAN} \i\c{FPATAN}, \i\c{FPTAN}: Arctangent and Tangent
8775
8776 \c FPATAN                        ; D9 F3                [8086,FPU]
8777 \c FPTAN                         ; D9 F2                [8086,FPU]
8778
8779 \c{FPATAN} computes the arctangent, in radians, of the result of
8780 dividing \c{ST1} by \c{ST0}, stores the result in \c{ST1}, and pops
8781 the register stack. It works like the C \c{atan2} function, in that
8782 changing the sign of both \c{ST0} and \c{ST1} changes the output
8783 value by pi (so it performs true rectangular-to-polar coordinate
8784 conversion, with \c{ST1} being the Y coordinate and \c{ST0} being
8785 the X coordinate, not merely an arctangent).
8786
8787 \c{FPTAN} computes the tangent of the value in \c{ST0} (in radians),
8788 and stores the result back into \c{ST0}.
8789
8790 The absolute value of \c{ST0} must be less than 2**63.
8791
8792
8793 \S{insFPREM} \i\c{FPREM}, \i\c{FPREM1}: Floating-Point Partial Remainder
8794
8795 \c FPREM                         ; D9 F8                [8086,FPU]
8796 \c FPREM1                        ; D9 F5                [386,FPU]
8797
8798 These instructions both produce the remainder obtained by dividing
8799 \c{ST0} by \c{ST1}. This is calculated, notionally, by dividing
8800 \c{ST0} by \c{ST1}, rounding the result to an integer, multiplying
8801 by \c{ST1} again, and computing the value which would need to be
8802 added back on to the result to get back to the original value in
8803 \c{ST0}.
8804
8805 The two instructions differ in the way the notional round-to-integer
8806 operation is performed. \c{FPREM} does it by rounding towards zero,
8807 so that the remainder it returns always has the same sign as the
8808 original value in \c{ST0}; \c{FPREM1} does it by rounding to the
8809 nearest integer, so that the remainder always has at most half the
8810 magnitude of \c{ST1}.
8811
8812 Both instructions calculate \e{partial} remainders, meaning that
8813 they may not manage to provide the final result, but might leave
8814 intermediate results in \c{ST0} instead. If this happens, they will
8815 set the C2 flag in the FPU status word; therefore, to calculate a
8816 remainder, you should repeatedly execute \c{FPREM} or \c{FPREM1}
8817 until C2 becomes clear.
8818
8819
8820 \S{insFRNDINT} \i\c{FRNDINT}: Floating-Point Round to Integer
8821
8822 \c FRNDINT                       ; D9 FC                [8086,FPU]
8823
8824 \c{FRNDINT} rounds the contents of \c{ST0} to an integer, according
8825 to the current rounding mode set in the FPU control word, and stores
8826 the result back in \c{ST0}.
8827
8828
8829 \S{insFRSTOR} \i\c{FSAVE}, \i\c{FRSTOR}: Save/Restore Floating-Point State
8830
8831 \c FSAVE mem                     ; 9B DD /6             [8086,FPU]
8832 \c FNSAVE mem                    ; DD /6                [8086,FPU]
8833
8834 \c FRSTOR mem                    ; DD /4                [8086,FPU]
8835
8836 \c{FSAVE} saves the entire floating-point unit state, including all
8837 the information saved by \c{FSTENV} (\k{insFSTENV}) plus the
8838 contents of all the registers, to a 94 or 108 byte area of memory
8839 (depending on the CPU mode). \c{FRSTOR} restores the floating-point
8840 state from the same area of memory.
8841
8842 \c{FNSAVE} does the same as \c{FSAVE}, without first waiting for
8843 pending floating-point exceptions to clear.
8844
8845
8846 \S{insFSCALE} \i\c{FSCALE}: Scale Floating-Point Value by Power of Two
8847
8848 \c FSCALE                        ; D9 FD                [8086,FPU]
8849
8850 \c{FSCALE} scales a number by a power of two: it rounds \c{ST1}
8851 towards zero to obtain an integer, then multiplies \c{ST0} by two to
8852 the power of that integer, and stores the result in \c{ST0}.
8853
8854
8855 \S{insFSETPM} \i\c{FSETPM}: Set Protected Mode
8856
8857 \c FSETPM                        ; DB E4                [286,FPU]
8858
8859 This instruction initialises protected mode on the 287 floating-point
8860 coprocessor. It is only meaningful on that processor: the 387 and
8861 above treat the instruction as a no-operation.
8862
8863
8864 \S{insFSIN} \i\c{FSIN}, \i\c{FSINCOS}: Sine and Cosine
8865
8866 \c FSIN                          ; D9 FE                [386,FPU]
8867 \c FSINCOS                       ; D9 FB                [386,FPU]
8868
8869 \c{FSIN} calculates the sine of \c{ST0} (in radians) and stores the
8870 result in \c{ST0}. \c{FSINCOS} does the same, but then pushes the
8871 cosine of the same value on the register stack, so that the sine
8872 ends up in \c{ST1} and the cosine in \c{ST0}. \c{FSINCOS} is faster
8873 than executing \c{FSIN} and \c{FCOS} (see \k{insFCOS}) in succession.
8874
8875 The absolute value of \c{ST0} must be less than 2**63.
8876
8877
8878 \S{insFSQRT} \i\c{FSQRT}: Floating-Point Square Root
8879
8880 \c FSQRT                         ; D9 FA                [8086,FPU]
8881
8882 \c{FSQRT} calculates the square root of \c{ST0} and stores the
8883 result in \c{ST0}.
8884
8885
8886 \S{insFST} \i\c{FST}, \i\c{FSTP}: Floating-Point Store
8887
8888 \c FST mem32                     ; D9 /2                [8086,FPU]
8889 \c FST mem64                     ; DD /2                [8086,FPU]
8890 \c FST fpureg                    ; DD D0+r              [8086,FPU]
8891
8892 \c FSTP mem32                    ; D9 /3                [8086,FPU]
8893 \c FSTP mem64                    ; DD /3                [8086,FPU]
8894 \c FSTP mem80                    ; DB /7                [8086,FPU]
8895 \c FSTP fpureg                   ; DD D8+r              [8086,FPU]
8896
8897 \c{FST} stores the value in \c{ST0} into the given memory location
8898 or other FPU register. \c{FSTP} does the same, but then pops the
8899 register stack.
8900
8901
8902 \S{insFSTCW} \i\c{FSTCW}: Store Floating-Point Control Word
8903
8904 \c FSTCW mem16                   ; 9B D9 /7             [8086,FPU]
8905 \c FNSTCW mem16                  ; D9 /7                [8086,FPU]
8906
8907 \c{FSTCW} stores the \c{FPU} control word (governing things like the
8908 rounding mode, the precision, and the exception masks) into a 2-byte
8909 memory area. See also \c{FLDCW} (\k{insFLDCW}).
8910
8911 \c{FNSTCW} does the same thing as \c{FSTCW}, without first waiting
8912 for pending floating-point exceptions to clear.
8913
8914
8915 \S{insFSTENV} \i\c{FSTENV}: Store Floating-Point Environment
8916
8917 \c FSTENV mem                    ; 9B D9 /6             [8086,FPU]
8918 \c FNSTENV mem                   ; D9 /6                [8086,FPU]
8919
8920 \c{FSTENV} stores the \c{FPU} operating environment (control word,
8921 status word, tag word, instruction pointer, data pointer and last
8922 opcode) into memory. The memory area is 14 or 28 bytes long,
8923 depending on the CPU mode at the time. See also \c{FLDENV}
8924 (\k{insFLDENV}).
8925
8926 \c{FNSTENV} does the same thing as \c{FSTENV}, without first waiting
8927 for pending floating-point exceptions to clear.
8928
8929
8930 \S{insFSTSW} \i\c{FSTSW}: Store Floating-Point Status Word
8931
8932 \c FSTSW mem16                   ; 9B DD /7             [8086,FPU]
8933 \c FSTSW AX                      ; 9B DF E0             [286,FPU]
8934
8935 \c FNSTSW mem16                  ; DD /7                [8086,FPU]
8936 \c FNSTSW AX                     ; DF E0                [286,FPU]
8937
8938 \c{FSTSW} stores the \c{FPU} status word into \c{AX} or into a 2-byte
8939 memory area.
8940
8941 \c{FNSTSW} does the same thing as \c{FSTSW}, without first waiting
8942 for pending floating-point exceptions to clear.
8943
8944
8945 \S{insFSUB} \i\c{FSUB}, \i\c{FSUBP}, \i\c{FSUBR}, \i\c{FSUBRP}: Floating-Point Subtract
8946
8947 \c FSUB mem32                    ; D8 /4                [8086,FPU]
8948 \c FSUB mem64                    ; DC /4                [8086,FPU]
8949
8950 \c FSUB fpureg                   ; D8 E0+r              [8086,FPU]
8951 \c FSUB ST0,fpureg               ; D8 E0+r              [8086,FPU]
8952
8953 \c FSUB TO fpureg                ; DC E8+r              [8086,FPU]
8954 \c FSUB fpureg,ST0               ; DC E8+r              [8086,FPU]
8955
8956 \c FSUBR mem32                   ; D8 /5                [8086,FPU]
8957 \c FSUBR mem64                   ; DC /5                [8086,FPU]
8958
8959 \c FSUBR fpureg                  ; D8 E8+r              [8086,FPU]
8960 \c FSUBR ST0,fpureg              ; D8 E8+r              [8086,FPU]
8961
8962 \c FSUBR TO fpureg               ; DC E0+r              [8086,FPU]
8963 \c FSUBR fpureg,ST0              ; DC E0+r              [8086,FPU]
8964
8965 \c FSUBP fpureg                  ; DE E8+r              [8086,FPU]
8966 \c FSUBP fpureg,ST0              ; DE E8+r              [8086,FPU]
8967
8968 \c FSUBRP fpureg                 ; DE E0+r              [8086,FPU]
8969 \c FSUBRP fpureg,ST0             ; DE E0+r              [8086,FPU]
8970
8971 \b \c{FSUB} subtracts the given operand from \c{ST0} and stores the
8972 result back in \c{ST0}, unless the \c{TO} qualifier is given, in
8973 which case it subtracts \c{ST0} from the given operand and stores
8974 the result in the operand.
8975
8976 \b \c{FSUBR} does the same thing, but does the subtraction the other
8977 way up: so if \c{TO} is not given, it subtracts \c{ST0} from the given
8978 operand and stores the result in \c{ST0}, whereas if \c{TO} is given
8979 it subtracts its operand from \c{ST0} and stores the result in the
8980 operand.
8981
8982 \b \c{FSUBP} operates like \c{FSUB TO}, but pops the register stack
8983 once it has finished.
8984
8985 \b \c{FSUBRP} operates like \c{FSUBR TO}, but pops the register stack
8986 once it has finished.
8987
8988
8989 \S{insFTST} \i\c{FTST}: Test \c{ST0} Against Zero
8990
8991 \c FTST                          ; D9 E4                [8086,FPU]
8992
8993 \c{FTST} compares \c{ST0} with zero and sets the FPU flags
8994 accordingly. \c{ST0} is treated as the left-hand side of the
8995 comparison, so that a `less-than' result is generated if \c{ST0} is
8996 negative.
8997
8998
8999 \S{insFUCOM} \i\c{FUCOMxx}: Floating-Point Unordered Compare
9000
9001 \c FUCOM fpureg                  ; DD E0+r              [386,FPU]
9002 \c FUCOM ST0,fpureg              ; DD E0+r              [386,FPU]
9003
9004 \c FUCOMP fpureg                 ; DD E8+r              [386,FPU]
9005 \c FUCOMP ST0,fpureg             ; DD E8+r              [386,FPU]
9006
9007 \c FUCOMPP                       ; DA E9                [386,FPU]
9008
9009 \c FUCOMI fpureg                 ; DB E8+r              [P6,FPU]
9010 \c FUCOMI ST0,fpureg             ; DB E8+r              [P6,FPU]
9011
9012 \c FUCOMIP fpureg                ; DF E8+r              [P6,FPU]
9013 \c FUCOMIP ST0,fpureg            ; DF E8+r              [P6,FPU]
9014
9015 \b \c{FUCOM} compares \c{ST0} with the given operand, and sets the
9016 FPU flags accordingly. \c{ST0} is treated as the left-hand side of
9017 the comparison, so that the carry flag is set (for a `less-than'
9018 result) if \c{ST0} is less than the given operand.
9019
9020 \b \c{FUCOMP} does the same as \c{FUCOM}, but pops the register stack
9021 afterwards. \c{FUCOMPP} compares \c{ST0} with \c{ST1} and then pops
9022 the register stack twice.
9023
9024 \b \c{FUCOMI} and \c{FUCOMIP} work like the corresponding forms of
9025 \c{FUCOM} and \c{FUCOMP}, but write their results directly to the CPU
9026 flags register rather than the FPU status word, so they can be
9027 immediately followed by conditional jump or conditional move
9028 instructions.
9029
9030 The \c{FUCOM} instructions differ from the \c{FCOM} instructions
9031 (\k{insFCOM}) only in the way they handle quiet NaNs: \c{FUCOM} will
9032 handle them silently and set the condition code flags to an
9033 `unordered' result, whereas \c{FCOM} will generate an exception.
9034
9035
9036 \S{insFXAM} \i\c{FXAM}: Examine Class of Value in \c{ST0}
9037
9038 \c FXAM                          ; D9 E5                [8086,FPU]
9039
9040 \c{FXAM} sets the FPU flags \c{C3}, \c{C2} and \c{C0} depending on
9041 the type of value stored in \c{ST0}:
9042
9043 \c  Register contents     Flags
9044
9045 \c  Unsupported format    000
9046 \c  NaN                   001
9047 \c  Finite number         010
9048 \c  Infinity              011
9049 \c  Zero                  100
9050 \c  Empty register        101
9051 \c  Denormal              110
9052
9053 Additionally, the \c{C1} flag is set to the sign of the number.
9054
9055
9056 \S{insFXCH} \i\c{FXCH}: Floating-Point Exchange
9057
9058 \c FXCH                          ; D9 C9                [8086,FPU]
9059 \c FXCH fpureg                   ; D9 C8+r              [8086,FPU]
9060 \c FXCH fpureg,ST0               ; D9 C8+r              [8086,FPU]
9061 \c FXCH ST0,fpureg               ; D9 C8+r              [8086,FPU]
9062
9063 \c{FXCH} exchanges \c{ST0} with a given FPU register. The no-operand
9064 form exchanges \c{ST0} with \c{ST1}.
9065
9066
9067 \S{insFXRSTOR} \i\c{FXRSTOR}: Restore \c{FP}, \c{MMX} and \c{SSE} State
9068
9069 \c FXRSTOR memory                ; 0F AE /1               [P6,SSE,FPU]
9070
9071 The \c{FXRSTOR} instruction reloads the \c{FPU}, \c{MMX} and \c{SSE}
9072 state (environment and registers), from the 512 byte memory area defined
9073 by the source operand. This data should have been written by a previous
9074 \c{FXSAVE}.
9075
9076
9077 \S{insFXSAVE} \i\c{FXSAVE}: Store \c{FP}, \c{MMX} and \c{SSE} State
9078
9079 \c FXSAVE memory                 ; 0F AE /0         [P6,SSE,FPU]
9080
9081 \c{FXSAVE}The FXSAVE instruction writes the current \c{FPU}, \c{MMX}
9082 and \c{SSE} technology states (environment and registers), to the
9083 512 byte memory area defined by the destination operand. It does this
9084 without checking for pending unmasked floating-point exceptions
9085 (similar to the operation of \c{FNSAVE}).
9086
9087 Unlike the \c{FSAVE/FNSAVE} instructions, the processor retains the
9088 contents of the \c{FPU}, \c{MMX} and \c{SSE} state in the processor
9089 after the state has been saved. This instruction has been optimised
9090 to maximize floating-point save performance.
9091
9092
9093 \S{insFXTRACT} \i\c{FXTRACT}: Extract Exponent and Significand
9094
9095 \c FXTRACT                       ; D9 F4                [8086,FPU]
9096
9097 \c{FXTRACT} separates the number in \c{ST0} into its exponent and
9098 significand (mantissa), stores the exponent back into \c{ST0}, and
9099 then pushes the significand on the register stack (so that the
9100 significand ends up in \c{ST0}, and the exponent in \c{ST1}).
9101
9102
9103 \S{insFYL2X} \i\c{FYL2X}, \i\c{FYL2XP1}: Compute Y times Log2(X) or Log2(X+1)
9104
9105 \c FYL2X                         ; D9 F1                [8086,FPU]
9106 \c FYL2XP1                       ; D9 F9                [8086,FPU]
9107
9108 \c{FYL2X} multiplies \c{ST1} by the base-2 logarithm of \c{ST0},
9109 stores the result in \c{ST1}, and pops the register stack (so that
9110 the result ends up in \c{ST0}). \c{ST0} must be non-zero and
9111 positive.
9112
9113 \c{FYL2XP1} works the same way, but replacing the base-2 log of
9114 \c{ST0} with that of \c{ST0} plus one. This time, \c{ST0} must have
9115 magnitude no greater than 1 minus half the square root of two.
9116
9117
9118 \S{insHLT} \i\c{HLT}: Halt Processor
9119
9120 \c HLT                           ; F4                   [8086,PRIV]
9121
9122 \c{HLT} puts the processor into a halted state, where it will
9123 perform no more operations until restarted by an interrupt or a
9124 reset.
9125
9126 On the 286 and later processors, this is a privileged instruction.
9127
9128
9129 \S{insIBTS} \i\c{IBTS}: Insert Bit String
9130
9131 \c IBTS r/m16,reg16              ; o16 0F A7 /r         [386,UNDOC]
9132 \c IBTS r/m32,reg32              ; o32 0F A7 /r         [386,UNDOC]
9133
9134 The implied operation of this instruction is:
9135
9136 \c IBTS r/m16,AX,CL,reg16
9137 \c IBTS r/m32,EAX,CL,reg32
9138
9139 Writes a bit string from the source operand to the destination.
9140 \c{CL} indicates the number of bits to be copied, from the low bits
9141 of the source. \c{(E)AX} indicates the low order bit offset in the
9142 destination that is written to. For example, if \c{CL} is set to 4
9143 and \c{AX} (for 16-bit code) is set to 5, bits 0-3 of \c{src} will
9144 be copied to bits 5-8 of \c{dst}. This instruction is very poorly
9145 documented, and I have been unable to find any official source of
9146 documentation on it.
9147
9148 \c{IBTS} is supported only on the early Intel 386s, and conflicts
9149 with the opcodes for \c{CMPXCHG486} (on early Intel 486s). NASM
9150 supports it only for completeness. Its counterpart is \c{XBTS}
9151 (see \k{insXBTS}).
9152
9153
9154 \S{insIDIV} \i\c{IDIV}: Signed Integer Divide
9155
9156 \c IDIV r/m8                     ; F6 /7                [8086]
9157 \c IDIV r/m16                    ; o16 F7 /7            [8086]
9158 \c IDIV r/m32                    ; o32 F7 /7            [386]
9159
9160 \c{IDIV} performs signed integer division. The explicit operand
9161 provided is the divisor; the dividend and destination operands
9162 are implicit, in the following way:
9163
9164 \b For \c{IDIV r/m8}, \c{AX} is divided by the given operand;
9165 the quotient is stored in \c{AL} and the remainder in \c{AH}.
9166
9167 \b For \c{IDIV r/m16}, \c{DX:AX} is divided by the given operand;
9168 the quotient is stored in \c{AX} and the remainder in \c{DX}.
9169
9170 \b For \c{IDIV r/m32}, \c{EDX:EAX} is divided by the given operand;
9171 the quotient is stored in \c{EAX} and the remainder in \c{EDX}.
9172
9173 Unsigned integer division is performed by the \c{DIV} instruction:
9174 see \k{insDIV}.
9175
9176
9177 \S{insIMUL} \i\c{IMUL}: Signed Integer Multiply
9178
9179 \c IMUL r/m8                     ; F6 /5                [8086]
9180 \c IMUL r/m16                    ; o16 F7 /5            [8086]
9181 \c IMUL r/m32                    ; o32 F7 /5            [386]
9182
9183 \c IMUL reg16,r/m16              ; o16 0F AF /r         [386]
9184 \c IMUL reg32,r/m32              ; o32 0F AF /r         [386]
9185
9186 \c IMUL reg16,imm8               ; o16 6B /r ib         [186]
9187 \c IMUL reg16,imm16              ; o16 69 /r iw         [186]
9188 \c IMUL reg32,imm8               ; o32 6B /r ib         [386]
9189 \c IMUL reg32,imm32              ; o32 69 /r id         [386]
9190
9191 \c IMUL reg16,r/m16,imm8         ; o16 6B /r ib         [186]
9192 \c IMUL reg16,r/m16,imm16        ; o16 69 /r iw         [186]
9193 \c IMUL reg32,r/m32,imm8         ; o32 6B /r ib         [386]
9194 \c IMUL reg32,r/m32,imm32        ; o32 69 /r id         [386]
9195
9196 \c{IMUL} performs signed integer multiplication. For the
9197 single-operand form, the other operand and destination are
9198 implicit, in the following way:
9199
9200 \b For \c{IMUL r/m8}, \c{AL} is multiplied by the given operand;
9201 the product is stored in \c{AX}.
9202
9203 \b For \c{IMUL r/m16}, \c{AX} is multiplied by the given operand;
9204 the product is stored in \c{DX:AX}.
9205
9206 \b For \c{IMUL r/m32}, \c{EAX} is multiplied by the given operand;
9207 the product is stored in \c{EDX:EAX}.
9208
9209 The two-operand form multiplies its two operands and stores the
9210 result in the destination (first) operand. The three-operand
9211 form multiplies its last two operands and stores the result in
9212 the first operand.
9213
9214 The two-operand form with an immediate second operand is in
9215 fact a shorthand for the three-operand form, as can be seen by
9216 examining the opcode descriptions: in the two-operand form, the
9217 code \c{/r} takes both its register and \c{r/m} parts from the
9218 same operand (the first one).
9219
9220 In the forms with an 8-bit immediate operand and another longer
9221 source operand, the immediate operand is considered to be signed,
9222 and is sign-extended to the length of the other source operand.
9223 In these cases, the \c{BYTE} qualifier is necessary to force
9224 NASM to generate this form of the instruction.
9225
9226 Unsigned integer multiplication is performed by the \c{MUL}
9227 instruction: see \k{insMUL}.
9228
9229
9230 \S{insIN} \i\c{IN}: Input from I/O Port
9231
9232 \c IN AL,imm8                    ; E4 ib                [8086]
9233 \c IN AX,imm8                    ; o16 E5 ib            [8086]
9234 \c IN EAX,imm8                   ; o32 E5 ib            [386]
9235 \c IN AL,DX                      ; EC                   [8086]
9236 \c IN AX,DX                      ; o16 ED               [8086]
9237 \c IN EAX,DX                     ; o32 ED               [386]
9238
9239 \c{IN} reads a byte, word or doubleword from the specified I/O port,
9240 and stores it in the given destination register. The port number may
9241 be specified as an immediate value if it is between 0 and 255, and
9242 otherwise must be stored in \c{DX}. See also \c{OUT} (\k{insOUT}).
9243
9244
9245 \S{insINC} \i\c{INC}: Increment Integer
9246
9247 \c INC reg16                     ; o16 40+r             [8086]
9248 \c INC reg32                     ; o32 40+r             [386]
9249 \c INC r/m8                      ; FE /0                [8086]
9250 \c INC r/m16                     ; o16 FF /0            [8086]
9251 \c INC r/m32                     ; o32 FF /0            [386]
9252
9253 \c{INC} adds 1 to its operand. It does \e{not} affect the carry
9254 flag: to affect the carry flag, use \c{ADD something,1} (see
9255 \k{insADD}). \c{INC} affects all the other flags according to the result.
9256
9257 This instruction can be used with a \c{LOCK} prefix to allow atomic execution.
9258
9259 See also \c{DEC} (\k{insDEC}).
9260
9261
9262 \S{insINSB} \i\c{INSB}, \i\c{INSW}, \i\c{INSD}: Input String from I/O Port
9263
9264 \c INSB                          ; 6C                   [186]
9265 \c INSW                          ; o16 6D               [186]
9266 \c INSD                          ; o32 6D               [386]
9267
9268 \c{INSB} inputs a byte from the I/O port specified in \c{DX} and
9269 stores it at \c{[ES:DI]} or \c{[ES:EDI]}. It then increments or
9270 decrements (depending on the direction flag: increments if the flag
9271 is clear, decrements if it is set) \c{DI} or \c{EDI}.
9272
9273 The register used is \c{DI} if the address size is 16 bits, and
9274 \c{EDI} if it is 32 bits. If you need to use an address size not
9275 equal to the current \c{BITS} setting, you can use an explicit
9276 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
9277
9278 Segment override prefixes have no effect for this instruction: the
9279 use of \c{ES} for the load from \c{[DI]} or \c{[EDI]} cannot be
9280 overridden.
9281
9282 \c{INSW} and \c{INSD} work in the same way, but they input a word or
9283 a doubleword instead of a byte, and increment or decrement the
9284 addressing register by 2 or 4 instead of 1.
9285
9286 The \c{REP} prefix may be used to repeat the instruction \c{CX} (or
9287 \c{ECX} - again, the address size chooses which) times.
9288
9289 See also \c{OUTSB}, \c{OUTSW} and \c{OUTSD} (\k{insOUTSB}).
9290
9291
9292 \S{insINT} \i\c{INT}: Software Interrupt
9293
9294 \c INT imm8                      ; CD ib                [8086]
9295
9296 \c{INT} causes a software interrupt through a specified vector
9297 number from 0 to 255.
9298
9299 The code generated by the \c{INT} instruction is always two bytes
9300 long: although there are short forms for some \c{INT} instructions,
9301 NASM does not generate them when it sees the \c{INT} mnemonic. In
9302 order to generate single-byte breakpoint instructions, use the
9303 \c{INT3} or \c{INT1} instructions (see \k{insINT1}) instead.
9304
9305
9306 \S{insINT1} \i\c{INT3}, \i\c{INT1}, \i\c{ICEBP}, \i\c{INT01}: Breakpoints
9307
9308 \c INT1                          ; F1                   [P6]
9309 \c ICEBP                         ; F1                   [P6]
9310 \c INT01                         ; F1                   [P6]
9311
9312 \c INT3                          ; CC                   [8086]
9313 \c INT03                         ; CC                   [8086]
9314
9315 \c{INT1} and \c{INT3} are short one-byte forms of the instructions
9316 \c{INT 1} and \c{INT 3} (see \k{insINT}). They perform a similar
9317 function to their longer counterparts, but take up less code space.
9318 They are used as breakpoints by debuggers.
9319
9320 \b \c{INT1}, and its alternative synonyms \c{INT01} and \c{ICEBP}, is
9321 an instruction used by in-circuit emulators (ICEs). It is present,
9322 though not documented, on some processors down to the 286, but is
9323 only documented for the Pentium Pro. \c{INT3} is the instruction
9324 normally used as a breakpoint by debuggers.
9325
9326 \b \c{INT3}, and its synonym \c{INT03}, is not precisely equivalent to
9327 \c{INT 3}: the short form, since it is designed to be used as a
9328 breakpoint, bypasses the normal \c{IOPL} checks in virtual-8086 mode,
9329 and also does not go through interrupt redirection.
9330
9331
9332 \S{insINTO} \i\c{INTO}: Interrupt if Overflow
9333
9334 \c INTO                          ; CE                   [8086]
9335
9336 \c{INTO} performs an \c{INT 4} software interrupt (see \k{insINT})
9337 if and only if the overflow flag is set.
9338
9339
9340 \S{insINVD} \i\c{INVD}: Invalidate Internal Caches
9341
9342 \c INVD                          ; 0F 08                [486]
9343
9344 \c{INVD} invalidates and empties the processor's internal caches,
9345 and causes the processor to instruct external caches to do the same.
9346 It does not write the contents of the caches back to memory first:
9347 any modified data held in the caches will be lost. To write the data
9348 back first, use \c{WBINVD} (\k{insWBINVD}).
9349
9350
9351 \S{insINVLPG} \i\c{INVLPG}: Invalidate TLB Entry
9352
9353 \c INVLPG mem                    ; 0F 01 /7             [486]
9354
9355 \c{INVLPG} invalidates the translation lookahead buffer (TLB) entry
9356 associated with the supplied memory address.
9357
9358
9359 \S{insIRET} \i\c{IRET}, \i\c{IRETW}, \i\c{IRETD}: Return from Interrupt
9360
9361 \c IRET                          ; CF                   [8086]
9362 \c IRETW                         ; o16 CF               [8086]
9363 \c IRETD                         ; o32 CF               [386]
9364
9365 \c{IRET} returns from an interrupt (hardware or software) by means
9366 of popping \c{IP} (or \c{EIP}), \c{CS} and the flags off the stack
9367 and then continuing execution from the new \c{CS:IP}.
9368
9369 \c{IRETW} pops \c{IP}, \c{CS} and the flags as 2 bytes each, taking
9370 6 bytes off the stack in total. \c{IRETD} pops \c{EIP} as 4 bytes,
9371 pops a further 4 bytes of which the top two are discarded and the
9372 bottom two go into \c{CS}, and pops the flags as 4 bytes as well,
9373 taking 12 bytes off the stack.
9374
9375 \c{IRET} is a shorthand for either \c{IRETW} or \c{IRETD}, depending
9376 on the default \c{BITS} setting at the time.
9377
9378
9379 \S{insJcc} \i\c{Jcc}: Conditional Branch
9380
9381 \c Jcc imm                       ; 70+cc rb             [8086]
9382 \c Jcc NEAR imm                  ; 0F 80+cc rw/rd       [386]
9383
9384 The \i{conditional jump} instructions execute a near (same segment)
9385 jump if and only if their conditions are satisfied. For example,
9386 \c{JNZ} jumps only if the zero flag is not set.
9387
9388 The ordinary form of the instructions has only a 128-byte range; the
9389 \c{NEAR} form is a 386 extension to the instruction set, and can
9390 span the full size of a segment. NASM will not override your choice
9391 of jump instruction: if you want \c{Jcc NEAR}, you have to use the
9392 \c{NEAR} keyword.
9393
9394 The \c{SHORT} keyword is allowed on the first form of the
9395 instruction, for clarity, but is not necessary.
9396
9397 For details of the condition codes, see \k{iref-cc}.
9398
9399
9400 \S{insJCXZ} \i\c{JCXZ}, \i\c{JECXZ}: Jump if CX/ECX Zero
9401
9402 \c JCXZ imm                      ; a16 E3 rb            [8086]
9403 \c JECXZ imm                     ; a32 E3 rb            [386]
9404
9405 \c{JCXZ} performs a short jump (with maximum range 128 bytes) if and
9406 only if the contents of the \c{CX} register is 0. \c{JECXZ} does the
9407 same thing, but with \c{ECX}.
9408
9409
9410 \S{insJMP} \i\c{JMP}: Jump
9411
9412 \c JMP imm                       ; E9 rw/rd             [8086]
9413 \c JMP SHORT imm                 ; EB rb                [8086]
9414 \c JMP imm:imm16                 ; o16 EA iw iw         [8086]
9415 \c JMP imm:imm32                 ; o32 EA id iw         [386]
9416 \c JMP FAR mem                   ; o16 FF /5            [8086]
9417 \c JMP FAR mem32                 ; o32 FF /5            [386]
9418 \c JMP r/m16                     ; o16 FF /4            [8086]
9419 \c JMP r/m32                     ; o32 FF /4            [386]
9420
9421 \c{JMP} jumps to a given address. The address may be specified as an
9422 absolute segment and offset, or as a relative jump within the
9423 current segment.
9424
9425 \c{JMP SHORT imm} has a maximum range of 128 bytes, since the
9426 displacement is specified as only 8 bits, but takes up less code
9427 space. NASM does not choose when to generate \c{JMP SHORT} for you:
9428 you must explicitly code \c{SHORT} every time you want a short jump.
9429
9430 You can choose between the two immediate \i{far jump} forms (\c{JMP
9431 imm:imm}) by the use of the \c{WORD} and \c{DWORD} keywords: \c{JMP
9432 WORD 0x1234:0x5678}) or \c{JMP DWORD 0x1234:0x56789abc}.
9433
9434 The \c{JMP FAR mem} forms execute a far jump by loading the
9435 destination address out of memory. The address loaded consists of 16
9436 or 32 bits of offset (depending on the operand size), and 16 bits of
9437 segment. The operand size may be overridden using \c{JMP WORD FAR
9438 mem} or \c{JMP DWORD FAR mem}.
9439
9440 The \c{JMP r/m} forms execute a \i{near jump} (within the same
9441 segment), loading the destination address out of memory or out of a
9442 register. The keyword \c{NEAR} may be specified, for clarity, in
9443 these forms, but is not necessary. Again, operand size can be
9444 overridden using \c{JMP WORD mem} or \c{JMP DWORD mem}.
9445
9446 As a convenience, NASM does not require you to jump to a far symbol
9447 by coding the cumbersome \c{JMP SEG routine:routine}, but instead
9448 allows the easier synonym \c{JMP FAR routine}.
9449
9450 The \c{CALL r/m} forms given above are near calls; NASM will accept
9451 the \c{NEAR} keyword (e.g. \c{CALL NEAR [address]}), even though it
9452 is not strictly necessary.
9453
9454
9455 \S{insLAHF} \i\c{LAHF}: Load AH from Flags
9456
9457 \c LAHF                          ; 9F                   [8086]
9458
9459 \c{LAHF} sets the \c{AH} register according to the contents of the
9460 low byte of the flags word.
9461
9462 The operation of \c{LAHF} is:
9463
9464 \c  AH <-- SF:ZF:0:AF:0:PF:1:CF
9465
9466 See also \c{SAHF} (\k{insSAHF}).
9467
9468
9469 \S{insLAR} \i\c{LAR}: Load Access Rights
9470
9471 \c LAR reg16,r/m16               ; o16 0F 02 /r         [286,PRIV]
9472 \c LAR reg32,r/m32               ; o32 0F 02 /r         [286,PRIV]
9473
9474 \c{LAR} takes the segment selector specified by its source (second)
9475 operand, finds the corresponding segment descriptor in the GDT or
9476 LDT, and loads the access-rights byte of the descriptor into its
9477 destination (first) operand.
9478
9479
9480 \S{insLDMXCSR} \i\c{LDMXCSR}: Load Streaming SIMD Extension
9481  Control/Status
9482
9483 \c LDMXCSR mem32                 ; 0F AE /2        [KATMAI,SSE]
9484
9485 \c{LDMXCSR} loads 32-bits of data from the specified memory location
9486 into the \c{MXCSR} control/status register. \c{MXCSR} is used to
9487 enable masked/unmasked exception handling, to set rounding modes,
9488 to set flush-to-zero mode, and to view exception status flags.
9489
9490 For details of the \c{MXCSR} register, see the Intel processor docs.
9491
9492 See also \c{STMXCSR} (\k{insSTMXCSR}
9493
9494
9495 \S{insLDS} \i\c{LDS}, \i\c{LES}, \i\c{LFS}, \i\c{LGS}, \i\c{LSS}: Load Far Pointer
9496
9497 \c LDS reg16,mem                 ; o16 C5 /r            [8086]
9498 \c LDS reg32,mem                 ; o32 C5 /r            [386]
9499
9500 \c LES reg16,mem                 ; o16 C4 /r            [8086]
9501 \c LES reg32,mem                 ; o32 C4 /r            [386]
9502
9503 \c LFS reg16,mem                 ; o16 0F B4 /r         [386]
9504 \c LFS reg32,mem                 ; o32 0F B4 /r         [386]
9505
9506 \c LGS reg16,mem                 ; o16 0F B5 /r         [386]
9507 \c LGS reg32,mem                 ; o32 0F B5 /r         [386]
9508
9509 \c LSS reg16,mem                 ; o16 0F B2 /r         [386]
9510 \c LSS reg32,mem                 ; o32 0F B2 /r         [386]
9511
9512 These instructions load an entire far pointer (16 or 32 bits of
9513 offset, plus 16 bits of segment) out of memory in one go. \c{LDS},
9514 for example, loads 16 or 32 bits from the given memory address into
9515 the given register (depending on the size of the register), then
9516 loads the \e{next} 16 bits from memory into \c{DS}. \c{LES},
9517 \c{LFS}, \c{LGS} and \c{LSS} work in the same way but use the other
9518 segment registers.
9519
9520
9521 \S{insLEA} \i\c{LEA}: Load Effective Address
9522
9523 \c LEA reg16,mem                 ; o16 8D /r            [8086]
9524 \c LEA reg32,mem                 ; o32 8D /r            [386]
9525
9526 \c{LEA}, despite its syntax, does not access memory. It calculates
9527 the effective address specified by its second operand as if it were
9528 going to load or store data from it, but instead it stores the
9529 calculated address into the register specified by its first operand.
9530 This can be used to perform quite complex calculations (e.g. \c{LEA
9531 EAX,[EBX+ECX*4+100]}) in one instruction.
9532
9533 \c{LEA}, despite being a purely arithmetic instruction which
9534 accesses no memory, still requires square brackets around its second
9535 operand, as if it were a memory reference.
9536
9537 The size of the calculation is the current \e{address} size, and the
9538 size that the result is stored as is the current \e{operand} size.
9539 If the address and operand size are not the same, then if the
9540 addressing mode was 32-bits, the low 16-bits are stored, and if the
9541 address was 16-bits, it is zero-extended to 32-bits before storing.
9542
9543
9544 \S{insLEAVE} \i\c{LEAVE}: Destroy Stack Frame
9545
9546 \c LEAVE                         ; C9                   [186]
9547
9548 \c{LEAVE} destroys a stack frame of the form created by the
9549 \c{ENTER} instruction (see \k{insENTER}). It is functionally
9550 equivalent to \c{MOV ESP,EBP} followed by \c{POP EBP} (or \c{MOV
9551 SP,BP} followed by \c{POP BP} in 16-bit mode).
9552
9553
9554 \S{insLFENCE} \i\c{LFENCE}: Load Fence
9555
9556 \c LFENCE                        ; 0F AE /5        [WILLAMETTE,SSE2]
9557
9558 \c{LFENCE} performs a serialising operation on all loads from memory
9559 that were issued before the \c{LFENCE} instruction. This guarantees that
9560 all memory reads before the \c{LFENCE} instruction are visible before any
9561 reads after the \c{LFENCE} instruction.
9562
9563 \c{LFENCE} is ordered respective to other \c{LFENCE} instruction, \c{MFENCE},
9564 any memory read and any other serialising instruction (such as \c{CPUID}).
9565
9566 Weakly ordered memory types can be used to achieve higher processor
9567 performance through such techniques as out-of-order issue and
9568 speculative reads. The degree to which a consumer of data recognizes
9569 or knows that the data is weakly ordered varies among applications
9570 and may be unknown to the producer of this data. The \c{LFENCE}
9571 instruction provides a performance-efficient way of ensuring load
9572 ordering between routines that produce weakly-ordered results and
9573 routines that consume that data.
9574
9575 \c{LFENCE} uses the following ModRM encoding:
9576
9577 \c           Mod (7:6)        = 11B
9578 \c           Reg/Opcode (5:3) = 101B
9579 \c           R/M (2:0)        = 000B
9580
9581 All other ModRM encodings are defined to be reserved, and use
9582 of these encodings risks incompatibility with future processors.
9583
9584 See also \c{SFENCE} (\k{insSFENCE}) and \c{MFENCE} (\k{insMFENCE}).
9585
9586
9587 \S{insLGDT} \i\c{LGDT}, \i\c{LIDT}, \i\c{LLDT}: Load Descriptor Tables
9588
9589 \c LGDT mem                      ; 0F 01 /2             [286,PRIV]
9590 \c LIDT mem                      ; 0F 01 /3             [286,PRIV]
9591 \c LLDT r/m16                    ; 0F 00 /2             [286,PRIV]
9592
9593 \c{LGDT} and \c{LIDT} both take a 6-byte memory area as an operand:
9594 they load a 32-bit linear address and a 16-bit size limit from that
9595 area (in the opposite order) into the \c{GDTR} (global descriptor table
9596 register) or \c{IDTR} (interrupt descriptor table register). These are
9597 the only instructions which directly use \e{linear} addresses, rather
9598 than segment/offset pairs.
9599
9600 \c{LLDT} takes a segment selector as an operand. The processor looks
9601 up that selector in the GDT and stores the limit and base address
9602 given there into the \c{LDTR} (local descriptor table register).
9603
9604 See also \c{SGDT}, \c{SIDT} and \c{SLDT} (\k{insSGDT}).
9605
9606
9607 \S{insLMSW} \i\c{LMSW}: Load/Store Machine Status Word
9608
9609 \c LMSW r/m16                    ; 0F 01 /6             [286,PRIV]
9610
9611 \c{LMSW} loads the bottom four bits of the source operand into the
9612 bottom four bits of the \c{CR0} control register (or the Machine
9613 Status Word, on 286 processors). See also \c{SMSW} (\k{insSMSW}).
9614
9615
9616 \S{insLOADALL} \i\c{LOADALL}, \i\c{LOADALL286}: Load Processor State
9617
9618 \c LOADALL                       ; 0F 07                [386,UNDOC]
9619 \c LOADALL286                    ; 0F 05                [286,UNDOC]
9620
9621 This instruction, in its two different-opcode forms, is apparently
9622 supported on most 286 processors, some 386 and possibly some 486.
9623 The opcode differs between the 286 and the 386.
9624
9625 The function of the instruction is to load all information relating
9626 to the state of the processor out of a block of memory: on the 286,
9627 this block is located implicitly at absolute address \c{0x800}, and
9628 on the 386 and 486 it is at \c{[ES:EDI]}.
9629
9630
9631 \S{insLODSB} \i\c{LODSB}, \i\c{LODSW}, \i\c{LODSD}: Load from String
9632
9633 \c LODSB                         ; AC                   [8086]
9634 \c LODSW                         ; o16 AD               [8086]
9635 \c LODSD                         ; o32 AD               [386]
9636
9637 \c{LODSB} loads a byte from \c{[DS:SI]} or \c{[DS:ESI]} into \c{AL}.
9638 It then increments or decrements (depending on the direction flag:
9639 increments if the flag is clear, decrements if it is set) \c{SI} or
9640 \c{ESI}.
9641
9642 The register used is \c{SI} if the address size is 16 bits, and
9643 \c{ESI} if it is 32 bits. If you need to use an address size not
9644 equal to the current \c{BITS} setting, you can use an explicit
9645 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
9646
9647 The segment register used to load from \c{[SI]} or \c{[ESI]} can be
9648 overridden by using a segment register name as a prefix (for
9649 example, \c{ES LODSB}).
9650
9651 \c{LODSW} and \c{LODSD} work in the same way, but they load a
9652 word or a doubleword instead of a byte, and increment or decrement
9653 the addressing registers by 2 or 4 instead of 1.
9654
9655
9656 \S{insLOOP} \i\c{LOOP}, \i\c{LOOPE}, \i\c{LOOPZ}, \i\c{LOOPNE}, \i\c{LOOPNZ}: Loop with Counter
9657
9658 \c LOOP imm                      ; E2 rb                [8086]
9659 \c LOOP imm,CX                   ; a16 E2 rb            [8086]
9660 \c LOOP imm,ECX                  ; a32 E2 rb            [386]
9661
9662 \c LOOPE imm                     ; E1 rb                [8086]
9663 \c LOOPE imm,CX                  ; a16 E1 rb            [8086]
9664 \c LOOPE imm,ECX                 ; a32 E1 rb            [386]
9665 \c LOOPZ imm                     ; E1 rb                [8086]
9666 \c LOOPZ imm,CX                  ; a16 E1 rb            [8086]
9667 \c LOOPZ imm,ECX                 ; a32 E1 rb            [386]
9668
9669 \c LOOPNE imm                    ; E0 rb                [8086]
9670 \c LOOPNE imm,CX                 ; a16 E0 rb            [8086]
9671 \c LOOPNE imm,ECX                ; a32 E0 rb            [386]
9672 \c LOOPNZ imm                    ; E0 rb                [8086]
9673 \c LOOPNZ imm,CX                 ; a16 E0 rb            [8086]
9674 \c LOOPNZ imm,ECX                ; a32 E0 rb            [386]
9675
9676 \c{LOOP} decrements its counter register (either \c{CX} or \c{ECX} -
9677 if one is not specified explicitly, the \c{BITS} setting dictates
9678 which is used) by one, and if the counter does not become zero as a
9679 result of this operation, it jumps to the given label. The jump has
9680 a range of 128 bytes.
9681
9682 \c{LOOPE} (or its synonym \c{LOOPZ}) adds the additional condition
9683 that it only jumps if the counter is nonzero \e{and} the zero flag
9684 is set. Similarly, \c{LOOPNE} (and \c{LOOPNZ}) jumps only if the
9685 counter is nonzero and the zero flag is clear.
9686
9687
9688 \S{insLSL} \i\c{LSL}: Load Segment Limit
9689
9690 \c LSL reg16,r/m16               ; o16 0F 03 /r         [286,PRIV]
9691 \c LSL reg32,r/m32               ; o32 0F 03 /r         [286,PRIV]
9692
9693 \c{LSL} is given a segment selector in its source (second) operand;
9694 it computes the segment limit value by loading the segment limit
9695 field from the associated segment descriptor in the \c{GDT} or \c{LDT}.
9696 (This involves shifting left by 12 bits if the segment limit is
9697 page-granular, and not if it is byte-granular; so you end up with a
9698 byte limit in either case.) The segment limit obtained is then
9699 loaded into the destination (first) operand.
9700
9701
9702 \S{insLTR} \i\c{LTR}: Load Task Register
9703
9704 \c LTR r/m16                     ; 0F 00 /3             [286,PRIV]
9705
9706 \c{LTR} looks up the segment base and limit in the GDT or LDT
9707 descriptor specified by the segment selector given as its operand,
9708 and loads them into the Task Register.
9709
9710
9711 \S{insMASKMOVDQU} \i\c{MASKMOVDQU}: Byte Mask Write
9712
9713 \c MASKMOVDQU xmm1,xmm2          ; 66 0F F7 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
9714
9715 \c{MASKMOVDQU} stores data from xmm1 to the location specified by
9716 \c{ES:(E)DI}. The size of the store depends on the address-size
9717 attribute. The most significant bit in each byte of the mask
9718 register xmm2 is used to selectively write the data (0 = no write,
9719 1 = write) on a per-byte basis.
9720
9721
9722 \S{insMASKMOVQ} \i\c{MASKMOVQ}: Byte Mask Write
9723
9724 \c MASKMOVQ mm1,mm2              ; 0F F7 /r        [KATMAI,MMX]
9725
9726 \c{MASKMOVQ} stores data from mm1 to the location specified by
9727 \c{ES:(E)DI}. The size of the store depends on the address-size
9728 attribute. The most significant bit in each byte of the mask
9729 register mm2 is used to selectively write the data (0 = no write,
9730 1 = write) on a per-byte basis.
9731
9732
9733 \S{insMAXPD} \i\c{MAXPD}: Return Packed Double-Precision FP Maximum
9734
9735 \c MAXPD xmm1,xmm2/m128          ; 66 0F 5F /r     [WILLAMETTE,SSE2]
9736
9737 \c{MAXPD} performs a SIMD compare of the packed double-precision
9738 FP numbers from xmm1 and xmm2/mem, and stores the maximum values
9739 of each pair of values in xmm1. If the values being compared are
9740 both zeroes, source2 (xmm2/m128) would be returned. If source2
9741 (xmm2/m128) is an SNaN, this SNaN is forwarded unchanged to the
9742 destination (i.e., a QNaN version of the SNaN is not returned).
9743
9744
9745 \S{insMAXPS} \i\c{MAXPS}: Return Packed Single-Precision FP Maximum
9746
9747 \c MAXPS xmm1,xmm2/m128          ; 0F 5F /r        [KATMAI,SSE]
9748
9749 \c{MAXPS} performs a SIMD compare of the packed single-precision
9750 FP numbers from xmm1 and xmm2/mem, and stores the maximum values
9751 of each pair of values in xmm1. If the values being compared are
9752 both zeroes, source2 (xmm2/m128) would be returned. If source2
9753 (xmm2/m128) is an SNaN, this SNaN is forwarded unchanged to the
9754 destination (i.e., a QNaN version of the SNaN is not returned).
9755
9756
9757 \S{insMAXSD} \i\c{MAXSD}: Return Scalar Double-Precision FP Maximum
9758
9759 \c MAXSD xmm1,xmm2/m64           ; F2 0F 5F /r     [WILLAMETTE,SSE2]
9760
9761 \c{MAXSD} compares the low-order double-precision FP numbers from
9762 xmm1 and xmm2/mem, and stores the maximum value in xmm1. If the
9763 values being compared are both zeroes, source2 (xmm2/m64) would
9764 be returned. If source2 (xmm2/m64) is an SNaN, this SNaN is
9765 forwarded unchanged to the destination (i.e., a QNaN version of
9766 the SNaN is not returned). The high quadword of the destination
9767 is left unchanged.
9768
9769
9770 \S{insMAXSS} \i\c{MAXSS}: Return Scalar Single-Precision FP Maximum
9771
9772 \c MAXSS xmm1,xmm2/m32           ; F3 0F 5F /r     [KATMAI,SSE]
9773
9774 \c{MAXSS} compares the low-order single-precision FP numbers from
9775 xmm1 and xmm2/mem, and stores the maximum value in xmm1. If the
9776 values being compared are both zeroes, source2 (xmm2/m32) would
9777 be returned. If source2 (xmm2/m32) is an SNaN, this SNaN is
9778 forwarded unchanged to the destination (i.e., a QNaN version of
9779 the SNaN is not returned). The high three doublewords of the
9780 destination are left unchanged.
9781
9782
9783 \S{insMFENCE} \i\c{MFENCE}: Memory Fence
9784
9785 \c MFENCE                        ; 0F AE /6        [WILLAMETTE,SSE2]
9786
9787 \c{MFENCE} performs a serialising operation on all loads from memory
9788 and writes to memory that were issued before the \c{MFENCE} instruction.
9789 This guarantees that all memory reads and writes before the \c{MFENCE}
9790 instruction are completed before any reads and writes after the
9791 \c{MFENCE} instruction.
9792
9793 \c{MFENCE} is ordered respective to other \c{MFENCE} instructions,
9794 \c{LFENCE}, \c{SFENCE}, any memory read and any other serialising
9795 instruction (such as \c{CPUID}).
9796
9797 Weakly ordered memory types can be used to achieve higher processor
9798 performance through such techniques as out-of-order issue, speculative
9799 reads, write-combining, and write-collapsing. The degree to which a
9800 consumer of data recognizes or knows that the data is weakly ordered
9801 varies among applications and may be unknown to the producer of this
9802 data. The \c{MFENCE} instruction provides a performance-efficient way
9803 of ensuring load and store ordering between routines that produce
9804 weakly-ordered results and routines that consume that data.
9805
9806 \c{MFENCE} uses the following ModRM encoding:
9807
9808 \c           Mod (7:6)        = 11B
9809 \c           Reg/Opcode (5:3) = 110B
9810 \c           R/M (2:0)        = 000B
9811
9812 All other ModRM encodings are defined to be reserved, and use
9813 of these encodings risks incompatibility with future processors.
9814
9815 See also \c{LFENCE} (\k{insLFENCE}) and \c{SFENCE} (\k{insSFENCE}).
9816
9817
9818 \S{insMINPD} \i\c{MINPD}: Return Packed Double-Precision FP Minimum
9819
9820 \c MINPD xmm1,xmm2/m128          ; 66 0F 5D /r     [WILLAMETTE,SSE2]
9821
9822 \c{MINPD} performs a SIMD compare of the packed double-precision
9823 FP numbers from xmm1 and xmm2/mem, and stores the minimum values
9824 of each pair of values in xmm1. If the values being compared are
9825 both zeroes, source2 (xmm2/m128) would be returned. If source2
9826 (xmm2/m128) is an SNaN, this SNaN is forwarded unchanged to the
9827 destination (i.e., a QNaN version of the SNaN is not returned).
9828
9829
9830 \S{insMINPS} \i\c{MINPS}: Return Packed Single-Precision FP Minimum
9831
9832 \c MINPS xmm1,xmm2/m128          ; 0F 5D /r        [KATMAI,SSE]
9833
9834 \c{MINPS} performs a SIMD compare of the packed single-precision
9835 FP numbers from xmm1 and xmm2/mem, and stores the minimum values
9836 of each pair of values in xmm1. If the values being compared are
9837 both zeroes, source2 (xmm2/m128) would be returned. If source2
9838 (xmm2/m128) is an SNaN, this SNaN is forwarded unchanged to the
9839 destination (i.e., a QNaN version of the SNaN is not returned).
9840
9841
9842 \S{insMINSD} \i\c{MINSD}: Return Scalar Double-Precision FP Minimum
9843
9844 \c MINSD xmm1,xmm2/m64           ; F2 0F 5D /r     [WILLAMETTE,SSE2]
9845
9846 \c{MINSD} compares the low-order double-precision FP numbers from
9847 xmm1 and xmm2/mem, and stores the minimum value in xmm1. If the
9848 values being compared are both zeroes, source2 (xmm2/m64) would
9849 be returned. If source2 (xmm2/m64) is an SNaN, this SNaN is
9850 forwarded unchanged to the destination (i.e., a QNaN version of
9851 the SNaN is not returned). The high quadword of the destination
9852 is left unchanged.
9853
9854
9855 \S{insMINSS} \i\c{MINSS}: Return Scalar Single-Precision FP Minimum
9856
9857 \c MINSS xmm1,xmm2/m32           ; F3 0F 5D /r     [KATMAI,SSE]
9858
9859 \c{MINSS} compares the low-order single-precision FP numbers from
9860 xmm1 and xmm2/mem, and stores the minimum value in xmm1. If the
9861 values being compared are both zeroes, source2 (xmm2/m32) would
9862 be returned. If source2 (xmm2/m32) is an SNaN, this SNaN is
9863 forwarded unchanged to the destination (i.e., a QNaN version of
9864 the SNaN is not returned). The high three doublewords of the
9865 destination are left unchanged.
9866
9867
9868 \S{insMOV} \i\c{MOV}: Move Data
9869
9870 \c MOV r/m8,reg8                 ; 88 /r                [8086]
9871 \c MOV r/m16,reg16               ; o16 89 /r            [8086]
9872 \c MOV r/m32,reg32               ; o32 89 /r            [386]
9873 \c MOV reg8,r/m8                 ; 8A /r                [8086]
9874 \c MOV reg16,r/m16               ; o16 8B /r            [8086]
9875 \c MOV reg32,r/m32               ; o32 8B /r            [386]
9876
9877 \c MOV reg8,imm8                 ; B0+r ib              [8086]
9878 \c MOV reg16,imm16               ; o16 B8+r iw          [8086]
9879 \c MOV reg32,imm32               ; o32 B8+r id          [386]
9880 \c MOV r/m8,imm8                 ; C6 /0 ib             [8086]
9881 \c MOV r/m16,imm16               ; o16 C7 /0 iw         [8086]
9882 \c MOV r/m32,imm32               ; o32 C7 /0 id         [386]
9883
9884 \c MOV AL,memoffs8               ; A0 ow/od             [8086]
9885 \c MOV AX,memoffs16              ; o16 A1 ow/od         [8086]
9886 \c MOV EAX,memoffs32             ; o32 A1 ow/od         [386]
9887 \c MOV memoffs8,AL               ; A2 ow/od             [8086]
9888 \c MOV memoffs16,AX              ; o16 A3 ow/od         [8086]
9889 \c MOV memoffs32,EAX             ; o32 A3 ow/od         [386]
9890
9891 \c MOV r/m16,segreg              ; o16 8C /r            [8086]
9892 \c MOV r/m32,segreg              ; o32 8C /r            [386]
9893 \c MOV segreg,r/m16              ; o16 8E /r            [8086]
9894 \c MOV segreg,r/m32              ; o32 8E /r            [386]
9895
9896 \c MOV reg32,CR0/2/3/4           ; 0F 20 /r             [386]
9897 \c MOV reg32,DR0/1/2/3/6/7       ; 0F 21 /r             [386]
9898 \c MOV reg32,TR3/4/5/6/7         ; 0F 24 /r             [386]
9899 \c MOV CR0/2/3/4,reg32           ; 0F 22 /r             [386]
9900 \c MOV DR0/1/2/3/6/7,reg32       ; 0F 23 /r             [386]
9901 \c MOV TR3/4/5/6/7,reg32         ; 0F 26 /r             [386]
9902
9903 \c{MOV} copies the contents of its source (second) operand into its
9904 destination (first) operand.
9905
9906 In all forms of the \c{MOV} instruction, the two operands are the
9907 same size, except for moving between a segment register and an
9908 \c{r/m32} operand. These instructions are treated exactly like the
9909 corresponding 16-bit equivalent (so that, for example, \c{MOV
9910 DS,EAX} functions identically to \c{MOV DS,AX} but saves a prefix
9911 when in 32-bit mode), except that when a segment register is moved
9912 into a 32-bit destination, the top two bytes of the result are
9913 undefined.
9914
9915 \c{MOV} may not use \c{CS} as a destination.
9916
9917 \c{CR4} is only a supported register on the Pentium and above.
9918
9919 Test registers are supported on 386/486 processors and on some
9920 non-Intel Pentium class processors.
9921
9922
9923 \S{insMOVAPD} \i\c{MOVAPD}: Move Aligned Packed Double-Precision FP Values
9924
9925 \c MOVAPD xmm1,xmm2/mem128       ; 66 0F 28 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
9926 \c MOVAPD xmm1/mem128,xmm2       ; 66 0F 29 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
9927
9928 \c{MOVAPD} moves a double quadword containing 2 packed double-precision
9929 FP values from the source operand to the destination. When the source
9930 or destination operand is a memory location, it must be aligned on a
9931 16-byte boundary.
9932
9933 To move data in and out of memory locations that are not known to be on
9934 16-byte boundaries, use the \c{MOVUPD} instruction (\k{insMOVUPD}).
9935
9936
9937 \S{insMOVAPS} \i\c{MOVAPS}: Move Aligned Packed Single-Precision FP Values
9938
9939 \c MOVAPS xmm1,xmm2/mem128       ; 0F 28 /r        [KATMAI,SSE]
9940 \c MOVAPS xmm1/mem128,xmm2       ; 0F 29 /r        [KATMAI,SSE]
9941
9942 \c{MOVAPS} moves a double quadword containing 4 packed single-precision
9943 FP values from the source operand to the destination. When the source
9944 or destination operand is a memory location, it must be aligned on a
9945 16-byte boundary.
9946
9947 To move data in and out of memory locations that are not known to be on
9948 16-byte boundaries, use the \c{MOVUPS} instruction (\k{insMOVUPS}).
9949
9950
9951 \S{insMOVD} \i\c{MOVD}: Move Doubleword to/from MMX Register
9952
9953 \c MOVD mm,r/m32                 ; 0F 6E /r             [PENT,MMX]
9954 \c MOVD r/m32,mm                 ; 0F 7E /r             [PENT,MMX]
9955 \c MOVD xmm,r/m32                ; 66 0F 6E /r     [WILLAMETTE,SSE2]
9956 \c MOVD r/m32,xmm                ; 66 0F 7E /r     [WILLAMETTE,SSE2]
9957
9958 \c{MOVD} copies 32 bits from its source (second) operand into its
9959 destination (first) operand. When the destination is a 64-bit \c{MMX}
9960 register or a 128-bit \c{XMM} register, the input value is zero-extended
9961 to fill the destination register.
9962
9963
9964 \S{insMOVDQ2Q} \i\c{MOVDQ2Q}: Move Quadword from XMM to MMX register.
9965
9966 \c MOVDQ2Q mm,xmm                ; F2 OF D6 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
9967
9968 \c{MOVDQ2Q} moves the low quadword from the source operand to the
9969 destination operand.
9970
9971
9972 \S{insMOVDQA} \i\c{MOVDQA}: Move Aligned Double Quadword
9973
9974 \c MOVDQA xmm1,xmm2/m128         ; 66 OF 6F /r     [WILLAMETTE,SSE2]
9975 \c MOVDQA xmm1/m128,xmm2         ; 66 OF 7F /r     [WILLAMETTE,SSE2]
9976
9977 \c{MOVDQA} moves a double quadword from the source operand to the
9978 destination operand. When the source or destination operand is a
9979 memory location, it must be aligned to a 16-byte boundary.
9980
9981 To move a double quadword to or from unaligned memory locations,
9982 use the \c{MOVDQU} instruction (\k{insMOVDQU}).
9983
9984
9985 \S{insMOVDQU} \i\c{MOVDQU}: Move Unaligned Double Quadword
9986
9987 \c MOVDQU xmm1,xmm2/m128         ; F3 OF 6F /r     [WILLAMETTE,SSE2]
9988 \c MOVDQU xmm1/m128,xmm2         ; F3 OF 7F /r     [WILLAMETTE,SSE2]
9989
9990 \c{MOVDQU} moves a double quadword from the source operand to the
9991 destination operand. When the source or destination operand is a
9992 memory location, the memory may be unaligned.
9993
9994 To move a double quadword to or from known aligned memory locations,
9995 use the \c{MOVDQA} instruction (\k{insMOVDQA}).
9996
9997
9998 \S{insMOVHLPS} \i\c{MOVHLPS}: Move Packed Single-Precision FP High to Low
9999
10000 \c MOVHLPS xmm1,xmm2             ; OF 12 /r        [KATMAI,SSE]
10001
10002 \c{MOVHLPS} moves the two packed single-precision FP values from the
10003 high quadword of the source register xmm2 to the low quadword of the
10004 destination register, xmm2. The upper quadword of xmm1 is left unchanged.
10005
10006 The operation of this instruction is:
10007
10008 \c    dst[0-63]   := src[64-127],
10009 \c    dst[64-127] remains unchanged.
10010
10011
10012 \S{insMOVHPD} \i\c{MOVHPD}: Move High Packed Double-Precision FP
10013
10014 \c MOVHPD xmm,m64               ; 66 OF 16 /r      [WILLAMETTE,SSE2]
10015 \c MOVHPD m64,xmm               ; 66 OF 17 /r      [WILLAMETTE,SSE2]
10016
10017 \c{MOVHPD} moves a double-precision FP value between the source and
10018 destination operands. One of the operands is a 64-bit memory location,
10019 the other is the high quadword of an \c{XMM} register.
10020
10021 The operation of this instruction is:
10022
10023 \c    mem[0-63]   := xmm[64-127];
10024
10025 or
10026
10027 \c    xmm[0-63]   remains unchanged;
10028 \c    xmm[64-127] := mem[0-63].
10029
10030
10031 \S{insMOVHPS} \i\c{MOVHPS}: Move High Packed Single-Precision FP
10032
10033 \c MOVHPS xmm,m64               ; 0F 16 /r         [KATMAI,SSE]
10034 \c MOVHPS m64,xmm               ; 0F 17 /r         [KATMAI,SSE]
10035
10036 \c{MOVHPS} moves two packed single-precision FP values between the source
10037 and destination operands. One of the operands is a 64-bit memory location,
10038 the other is the high quadword of an \c{XMM} register.
10039
10040 The operation of this instruction is:
10041
10042 \c    mem[0-63]   := xmm[64-127];
10043
10044 or
10045
10046 \c    xmm[0-63]   remains unchanged;
10047 \c    xmm[64-127] := mem[0-63].
10048
10049
10050 \S{insMOVLHPS} \i\c{MOVLHPS}: Move Packed Single-Precision FP Low to High
10051
10052 \c MOVLHPS xmm1,xmm2             ; OF 16 /r         [KATMAI,SSE]
10053
10054 \c{MOVLHPS} moves the two packed single-precision FP values from the
10055 low quadword of the source register xmm2 to the high quadword of the
10056 destination register, xmm2. The low quadword of xmm1 is left unchanged.
10057
10058 The operation of this instruction is:
10059
10060 \c    dst[0-63]   remains unchanged;
10061 \c    dst[64-127] := src[0-63].
10062
10063 \S{insMOVLPD} \i\c{MOVLPD}: Move Low Packed Double-Precision FP
10064
10065 \c MOVLPD xmm,m64                ; 66 OF 12 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10066 \c MOVLPD m64,xmm                ; 66 OF 13 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10067
10068 \c{MOVLPD} moves a double-precision FP value between the source and
10069 destination operands. One of the operands is a 64-bit memory location,
10070 the other is the low quadword of an \c{XMM} register.
10071
10072 The operation of this instruction is:
10073
10074 \c    mem(0-63)   := xmm(0-63);
10075
10076 or
10077
10078 \c    xmm(0-63)   := mem(0-63);
10079 \c    xmm(64-127) remains unchanged.
10080
10081 \S{insMOVLPS} \i\c{MOVLPS}: Move Low Packed Single-Precision FP
10082
10083 \c MOVLPS xmm,m64                ; OF 12 /r        [KATMAI,SSE]
10084 \c MOVLPS m64,xmm                ; OF 13 /r        [KATMAI,SSE]
10085
10086 \c{MOVLPS} moves two packed single-precision FP values between the source
10087 and destination operands. One of the operands is a 64-bit memory location,
10088 the other is the low quadword of an \c{XMM} register.
10089
10090 The operation of this instruction is:
10091
10092 \c    mem(0-63)   := xmm(0-63);
10093
10094 or
10095
10096 \c    xmm(0-63)   := mem(0-63);
10097 \c    xmm(64-127) remains unchanged.
10098
10099
10100 \S{insMOVMSKPD} \i\c{MOVMSKPD}: Extract Packed Double-Precision FP Sign Mask
10101
10102 \c MOVMSKPD reg32,xmm              ; 66 0F 50 /r   [WILLAMETTE,SSE2]
10103
10104 \c{MOVMSKPD} inserts a 2-bit mask in r32, formed of the most significant
10105 bits of each double-precision FP number of the source operand.
10106
10107
10108 \S{insMOVMSKPS} \i\c{MOVMSKPS}: Extract Packed Single-Precision FP Sign Mask
10109
10110 \c MOVMSKPS reg32,xmm              ; 0F 50 /r      [KATMAI,SSE]
10111
10112 \c{MOVMSKPS} inserts a 4-bit mask in r32, formed of the most significant
10113 bits of each single-precision FP number of the source operand.
10114
10115
10116 \S{insMOVNTDQ} \i\c{MOVNTDQ}: Move Double Quadword Non Temporal
10117
10118 \c MOVNTDQ m128,xmm              ; 66 0F E7 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10119
10120 \c{MOVNTDQ} moves the double quadword from the \c{XMM} source
10121 register to the destination memory location, using a non-temporal
10122 hint. This store instruction minimizes cache pollution.
10123
10124
10125 \S{insMOVNTI} \i\c{MOVNTI}: Move Doubleword Non Temporal
10126
10127 \c MOVNTI m32,reg32              ; 0F C3 /r        [WILLAMETTE,SSE2]
10128
10129 \c{MOVNTI} moves the doubleword in the source register
10130 to the destination memory location, using a non-temporal
10131 hint. This store instruction minimizes cache pollution.
10132
10133
10134 \S{insMOVNTPD} \i\c{MOVNTPD}: Move Aligned Four Packed Single-Precision
10135 FP Values Non Temporal
10136
10137 \c MOVNTPD m128,xmm              ; 66 0F 2B /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10138
10139 \c{MOVNTPD} moves the double quadword from the \c{XMM} source
10140 register to the destination memory location, using a non-temporal
10141 hint. This store instruction minimizes cache pollution. The memory
10142 location must be aligned to a 16-byte boundary.
10143
10144
10145 \S{insMOVNTPS} \i\c{MOVNTPS}: Move Aligned Four Packed Single-Precision
10146 FP Values Non Temporal
10147
10148 \c MOVNTPS m128,xmm              ; 0F 2B /r        [KATMAI,SSE]
10149
10150 \c{MOVNTPS} moves the double quadword from the \c{XMM} source
10151 register to the destination memory location, using a non-temporal
10152 hint. This store instruction minimizes cache pollution. The memory
10153 location must be aligned to a 16-byte boundary.
10154
10155
10156 \S{insMOVNTQ} \i\c{MOVNTQ}: Move Quadword Non Temporal
10157
10158 \c MOVNTQ m64,mm                 ; 0F E7 /r        [KATMAI,MMX]
10159
10160 \c{MOVNTQ} moves the quadword in the \c{MMX} source register
10161 to the destination memory location, using a non-temporal
10162 hint. This store instruction minimizes cache pollution.
10163
10164
10165 \S{insMOVQ} \i\c{MOVQ}: Move Quadword to/from MMX Register
10166
10167 \c MOVQ mm1,mm2/m64               ; 0F 6F /r             [PENT,MMX]
10168 \c MOVQ mm1/m64,mm2               ; 0F 7F /r             [PENT,MMX]
10169
10170 \c MOVQ xmm1,xmm2/m64             ; F3 0F 7E /r    [WILLAMETTE,SSE2]
10171 \c MOVQ xmm1/m64,xmm2             ; 66 0F D6 /r    [WILLAMETTE,SSE2]
10172
10173 \c{MOVQ} copies 64 bits from its source (second) operand into its
10174 destination (first) operand. When the source is an \c{XMM} register,
10175 the low quadword is moved. When the destination is an \c{XMM} register,
10176 the destination is the low quadword, and the high quadword is cleared.
10177
10178
10179 \S{insMOVQ2DQ} \i\c{MOVQ2DQ}: Move Quadword from MMX to XMM register.
10180
10181 \c MOVQ2DQ xmm,mm                ; F3 OF D6 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10182
10183 \c{MOVQ2DQ} moves the quadword from the source operand to the low
10184 quadword of the destination operand, and clears the high quadword.
10185
10186
10187 \S{insMOVSB} \i\c{MOVSB}, \i\c{MOVSW}, \i\c{MOVSD}: Move String
10188
10189 \c MOVSB                         ; A4                   [8086]
10190 \c MOVSW                         ; o16 A5               [8086]
10191 \c MOVSD                         ; o32 A5               [386]
10192
10193 \c{MOVSB} copies the byte at \c{[DS:SI]} or \c{[DS:ESI]} to
10194 \c{[ES:DI]} or \c{[ES:EDI]}. It then increments or decrements
10195 (depending on the direction flag: increments if the flag is clear,
10196 decrements if it is set) \c{SI} and \c{DI} (or \c{ESI} and \c{EDI}).
10197
10198 The registers used are \c{SI} and \c{DI} if the address size is 16
10199 bits, and \c{ESI} and \c{EDI} if it is 32 bits. If you need to use
10200 an address size not equal to the current \c{BITS} setting, you can
10201 use an explicit \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
10202
10203 The segment register used to load from \c{[SI]} or \c{[ESI]} can be
10204 overridden by using a segment register name as a prefix (for
10205 example, \c{es movsb}). The use of \c{ES} for the store to \c{[DI]}
10206 or \c{[EDI]} cannot be overridden.
10207
10208 \c{MOVSW} and \c{MOVSD} work in the same way, but they copy a word
10209 or a doubleword instead of a byte, and increment or decrement the
10210 addressing registers by 2 or 4 instead of 1.
10211
10212 The \c{REP} prefix may be used to repeat the instruction \c{CX} (or
10213 \c{ECX} - again, the address size chooses which) times.
10214
10215
10216 \S{insMOVSD} \i\c{MOVSD}: Move Scalar Double-Precision FP Value
10217
10218 \c MOVSD xmm1,xmm2/m64           ; F2 0F 10 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10219 \c MOVSD xmm1/m64,xmm2           ; F2 0F 11 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10220
10221 \c{MOVSD} moves a double-precision FP value from the source operand
10222 to the destination operand. When the source or destination is a
10223 register, the low-order FP value is read or written.
10224
10225
10226 \S{insMOVSS} \i\c{MOVSS}: Move Scalar Single-Precision FP Value
10227
10228 \c MOVSS xmm1,xmm2/m32           ; F3 0F 10 /r     [KATMAI,SSE]
10229 \c MOVSS xmm1/m32,xmm2           ; F3 0F 11 /r     [KATMAI,SSE]
10230
10231 \c{MOVSS} moves a single-precision FP value from the source operand
10232 to the destination operand. When the source or destination is a
10233 register, the low-order FP value is read or written.
10234
10235
10236 \S{insMOVSX} \i\c{MOVSX}, \i\c{MOVZX}: Move Data with Sign or Zero Extend
10237
10238 \c MOVSX reg16,r/m8              ; o16 0F BE /r         [386]
10239 \c MOVSX reg32,r/m8              ; o32 0F BE /r         [386]
10240 \c MOVSX reg32,r/m16             ; o32 0F BF /r         [386]
10241
10242 \c MOVZX reg16,r/m8              ; o16 0F B6 /r         [386]
10243 \c MOVZX reg32,r/m8              ; o32 0F B6 /r         [386]
10244 \c MOVZX reg32,r/m16             ; o32 0F B7 /r         [386]
10245
10246 \c{MOVSX} sign-extends its source (second) operand to the length of
10247 its destination (first) operand, and copies the result into the
10248 destination operand. \c{MOVZX} does the same, but zero-extends
10249 rather than sign-extending.
10250
10251
10252 \S{insMOVUPD} \i\c{MOVUPD}: Move Unaligned Packed Double-Precision FP Values
10253
10254 \c MOVUPD xmm1,xmm2/mem128       ; 66 0F 10 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10255 \c MOVUPD xmm1/mem128,xmm2       ; 66 0F 11 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10256
10257 \c{MOVUPD} moves a double quadword containing 2 packed double-precision
10258 FP values from the source operand to the destination. This instruction
10259 makes no assumptions about alignment of memory operands.
10260
10261 To move data in and out of memory locations that are known to be on 16-byte
10262 boundaries, use the \c{MOVAPD} instruction (\k{insMOVAPD}).
10263
10264
10265 \S{insMOVUPS} \i\c{MOVUPS}: Move Unaligned Packed Single-Precision FP Values
10266
10267 \c MOVUPS xmm1,xmm2/mem128       ; 0F 10 /r        [KATMAI,SSE]
10268 \c MOVUPS xmm1/mem128,xmm2       ; 0F 11 /r        [KATMAI,SSE]
10269
10270 \c{MOVUPS} moves a double quadword containing 4 packed single-precision
10271 FP values from the source operand to the destination. This instruction
10272 makes no assumptions about alignment of memory operands.
10273
10274 To move data in and out of memory locations that are known to be on 16-byte
10275 boundaries, use the \c{MOVAPS} instruction (\k{insMOVAPS}).
10276
10277
10278 \S{insMUL} \i\c{MUL}: Unsigned Integer Multiply
10279
10280 \c MUL r/m8                      ; F6 /4                [8086]
10281 \c MUL r/m16                     ; o16 F7 /4            [8086]
10282 \c MUL r/m32                     ; o32 F7 /4            [386]
10283
10284 \c{MUL} performs unsigned integer multiplication. The other operand
10285 to the multiplication, and the destination operand, are implicit, in
10286 the following way:
10287
10288 \b For \c{MUL r/m8}, \c{AL} is multiplied by the given operand; the
10289 product is stored in \c{AX}.
10290
10291 \b For \c{MUL r/m16}, \c{AX} is multiplied by the given operand;
10292 the product is stored in \c{DX:AX}.
10293
10294 \b For \c{MUL r/m32}, \c{EAX} is multiplied by the given operand;
10295 the product is stored in \c{EDX:EAX}.
10296
10297 Signed integer multiplication is performed by the \c{IMUL}
10298 instruction: see \k{insIMUL}.
10299
10300
10301 \S{insMULPD} \i\c{MULPD}: Packed Single-FP Multiply
10302
10303 \c MULPD xmm1,xmm2/mem128        ; 66 0F 59 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10304
10305 \c{MULPD} performs a SIMD multiply of the packed double-precision FP
10306 values in both operands, and stores the results in the destination register.
10307
10308
10309 \S{insMULPS} \i\c{MULPS}: Packed Single-FP Multiply
10310
10311 \c MULPS xmm1,xmm2/mem128        ; 0F 59 /r        [KATMAI,SSE]
10312
10313 \c{MULPS} performs a SIMD multiply of the packed single-precision FP
10314 values in both operands, and stores the results in the destination register.
10315
10316
10317 \S{insMULSD} \i\c{MULSD}: Scalar Single-FP Multiply
10318
10319 \c MULSD xmm1,xmm2/mem32         ; F2 0F 59 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10320
10321 \c{MULSD} multiplies the lowest double-precision FP values of both
10322 operands, and stores the result in the low quadword of xmm1.
10323
10324
10325 \S{insMULSS} \i\c{MULSS}: Scalar Single-FP Multiply
10326
10327 \c MULSS xmm1,xmm2/mem32         ; F3 0F 59 /r     [KATMAI,SSE]
10328
10329 \c{MULSS} multiplies the lowest single-precision FP values of both
10330 operands, and stores the result in the low doubleword of xmm1.
10331
10332
10333 \S{insNEG} \i\c{NEG}, \i\c{NOT}: Two's and One's Complement
10334
10335 \c NEG r/m8                      ; F6 /3                [8086]
10336 \c NEG r/m16                     ; o16 F7 /3            [8086]
10337 \c NEG r/m32                     ; o32 F7 /3            [386]
10338
10339 \c NOT r/m8                      ; F6 /2                [8086]
10340 \c NOT r/m16                     ; o16 F7 /2            [8086]
10341 \c NOT r/m32                     ; o32 F7 /2            [386]
10342
10343 \c{NEG} replaces the contents of its operand by the two's complement
10344 negation (invert all the bits and then add one) of the original
10345 value. \c{NOT}, similarly, performs one's complement (inverts all
10346 the bits).
10347
10348
10349 \S{insNOP} \i\c{NOP}: No Operation
10350
10351 \c NOP                           ; 90                   [8086]
10352
10353 \c{NOP} performs no operation. Its opcode is the same as that
10354 generated by \c{XCHG AX,AX} or \c{XCHG EAX,EAX} (depending on the
10355 processor mode; see \k{insXCHG}).
10356
10357
10358 \S{insOR} \i\c{OR}: Bitwise OR
10359
10360 \c OR r/m8,reg8                  ; 08 /r                [8086]
10361 \c OR r/m16,reg16                ; o16 09 /r            [8086]
10362 \c OR r/m32,reg32                ; o32 09 /r            [386]
10363
10364 \c OR reg8,r/m8                  ; 0A /r                [8086]
10365 \c OR reg16,r/m16                ; o16 0B /r            [8086]
10366 \c OR reg32,r/m32                ; o32 0B /r            [386]
10367
10368 \c OR r/m8,imm8                  ; 80 /1 ib             [8086]
10369 \c OR r/m16,imm16                ; o16 81 /1 iw         [8086]
10370 \c OR r/m32,imm32                ; o32 81 /1 id         [386]
10371
10372 \c OR r/m16,imm8                 ; o16 83 /1 ib         [8086]
10373 \c OR r/m32,imm8                 ; o32 83 /1 ib         [386]
10374
10375 \c OR AL,imm8                    ; 0C ib                [8086]
10376 \c OR AX,imm16                   ; o16 0D iw            [8086]
10377 \c OR EAX,imm32                  ; o32 0D id            [386]
10378
10379 \c{OR} performs a bitwise OR operation between its two operands
10380 (i.e. each bit of the result is 1 if and only if at least one of the
10381 corresponding bits of the two inputs was 1), and stores the result
10382 in the destination (first) operand.
10383
10384 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
10385 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
10386 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
10387 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
10388 form of the instruction.
10389
10390 The MMX instruction \c{POR} (see \k{insPOR}) performs the same
10391 operation on the 64-bit MMX registers.
10392
10393
10394 \S{insORPD} \i\c{ORPD}: Bit-wise Logical OR of Double-Precision FP Data
10395
10396 \c ORPD xmm1,xmm2/m128           ; 66 0F 56 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10397
10398 \c{ORPD} return a bit-wise logical OR between xmm1 and xmm2/mem,
10399 and stores the result in xmm1. If the source operand is a memory
10400 location, it must be aligned to a 16-byte boundary.
10401
10402
10403 \S{insORPS} \i\c{ORPS}: Bit-wise Logical OR of Single-Precision FP Data
10404
10405 \c ORPS xmm1,xmm2/m128           ; 0F 56 /r        [KATMAI,SSE]
10406
10407 \c{ORPS} return a bit-wise logical OR between xmm1 and xmm2/mem,
10408 and stores the result in xmm1. If the source operand is a memory
10409 location, it must be aligned to a 16-byte boundary.
10410
10411
10412 \S{insOUT} \i\c{OUT}: Output Data to I/O Port
10413
10414 \c OUT imm8,AL                   ; E6 ib                [8086]
10415 \c OUT imm8,AX                   ; o16 E7 ib            [8086]
10416 \c OUT imm8,EAX                  ; o32 E7 ib            [386]
10417 \c OUT DX,AL                     ; EE                   [8086]
10418 \c OUT DX,AX                     ; o16 EF               [8086]
10419 \c OUT DX,EAX                    ; o32 EF               [386]
10420
10421 \c{OUT} writes the contents of the given source register to the
10422 specified I/O port. The port number may be specified as an immediate
10423 value if it is between 0 and 255, and otherwise must be stored in
10424 \c{DX}. See also \c{IN} (\k{insIN}).
10425
10426
10427 \S{insOUTSB} \i\c{OUTSB}, \i\c{OUTSW}, \i\c{OUTSD}: Output String to I/O Port
10428
10429 \c OUTSB                         ; 6E                   [186]
10430 \c OUTSW                         ; o16 6F               [186]
10431 \c OUTSD                         ; o32 6F               [386]
10432
10433 \c{OUTSB} loads a byte from \c{[DS:SI]} or \c{[DS:ESI]} and writes
10434 it to the I/O port specified in \c{DX}. It then increments or
10435 decrements (depending on the direction flag: increments if the flag
10436 is clear, decrements if it is set) \c{SI} or \c{ESI}.
10437
10438 The register used is \c{SI} if the address size is 16 bits, and
10439 \c{ESI} if it is 32 bits. If you need to use an address size not
10440 equal to the current \c{BITS} setting, you can use an explicit
10441 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
10442
10443 The segment register used to load from \c{[SI]} or \c{[ESI]} can be
10444 overridden by using a segment register name as a prefix (for
10445 example, \c{es outsb}).
10446
10447 \c{OUTSW} and \c{OUTSD} work in the same way, but they output a
10448 word or a doubleword instead of a byte, and increment or decrement
10449 the addressing registers by 2 or 4 instead of 1.
10450
10451 The \c{REP} prefix may be used to repeat the instruction \c{CX} (or
10452 \c{ECX} - again, the address size chooses which) times.
10453
10454
10455 \S{insPACKSSDW} \i\c{PACKSSDW}, \i\c{PACKSSWB}, \i\c{PACKUSWB}: Pack Data
10456
10457 \c PACKSSDW mm1,mm2/m64          ; 0F 6B /r             [PENT,MMX]
10458 \c PACKSSWB mm1,mm2/m64          ; 0F 63 /r             [PENT,MMX]
10459 \c PACKUSWB mm1,mm2/m64          ; 0F 67 /r             [PENT,MMX]
10460
10461 \c PACKSSDW xmm1,xmm2/m128       ; 66 0F 6B /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10462 \c PACKSSWB xmm1,xmm2/m128       ; 66 0F 63 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10463 \c PACKUSWB xmm1,xmm2/m128       ; 66 0F 67 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10464
10465 All these instructions start by combining the source and destination
10466 operands, and then splitting the result in smaller sections which it
10467 then packs into the destination register. The \c{MMX} versions pack
10468 two 64-bit operands into one 64-bit register, while the \c{SSE}
10469 versions pack two 128-bit operands into one 128-bit register.
10470
10471 \b \c{PACKSSWB} splits the combined value into words, and then reduces
10472 the words to bytes, using signed saturation. It then packs the bytes
10473 into the destination register in the same order the words were in.
10474
10475 \b \c{PACKSSDW} performs the same operation as \c{PACKSSWB}, except that
10476 it reduces doublewords to words, then packs them into the destination
10477 register.
10478
10479 \b \c{PACKUSWB} performs the same operation as \c{PACKSSWB}, except that
10480 it uses unsigned saturation when reducing the size of the elements.
10481
10482 To perform signed saturation on a number, it is replaced by the largest
10483 signed number (\c{7FFFh} or \c{7Fh}) that \e{will} fit, and if it is too
10484 small it is replaced by the smallest signed number (\c{8000h} or
10485 \c{80h}) that will fit. To perform unsigned saturation, the input is
10486 treated as unsigned, and the input is replaced by the largest unsigned
10487 number that will fit.
10488
10489
10490 \S{insPADDB} \i\c{PADDB}, \i\c{PADDW}, \i\c{PADDD}: Add Packed Integers
10491
10492 \c PADDB mm1,mm2/m64             ; 0F FC /r             [PENT,MMX]
10493 \c PADDW mm1,mm2/m64             ; 0F FD /r             [PENT,MMX]
10494 \c PADDD mm1,mm2/m64             ; 0F FE /r             [PENT,MMX]
10495
10496 \c PADDB xmm1,xmm2/m128          ; 66 0F FC /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10497 \c PADDW xmm1,xmm2/m128          ; 66 0F FD /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10498 \c PADDD xmm1,xmm2/m128          ; 66 0F FE /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10499
10500 \c{PADDx} performs packed addition of the two operands, storing the
10501 result in the destination (first) operand.
10502
10503 \b \c{PADDB} treats the operands as packed bytes, and adds each byte
10504 individually;
10505
10506 \b \c{PADDW} treats the operands as packed words;
10507
10508 \b \c{PADDD} treats its operands as packed doublewords.
10509
10510 When an individual result is too large to fit in its destination, it
10511 is wrapped around and the low bits are stored, with the carry bit
10512 discarded.
10513
10514
10515 \S{insPADDQ} \i\c{PADDQ}: Add Packed Quadword Integers
10516
10517 \c PADDQ mm1,mm2/m64             ; 0F D4 /r             [PENT,MMX]
10518
10519 \c PADDQ xmm1,xmm2/m128          ; 66 0F D4 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10520
10521 \c{PADDQ} adds the quadwords in the source and destination operands, and
10522 stores the result in the destination register.
10523
10524 When an individual result is too large to fit in its destination, it
10525 is wrapped around and the low bits are stored, with the carry bit
10526 discarded.
10527
10528
10529 \S{insPADDSB} \i\c{PADDSB}, \i\c{PADDSW}: Add Packed Signed Integers With Saturation
10530
10531 \c PADDSB mm1,mm2/m64            ; 0F EC /r             [PENT,MMX]
10532 \c PADDSW mm1,mm2/m64            ; 0F ED /r             [PENT,MMX]
10533
10534 \c PADDSB xmm1,xmm2/m128         ; 66 0F EC /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10535 \c PADDSW xmm1,xmm2/m128         ; 66 0F ED /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10536
10537 \c{PADDSx} performs packed addition of the two operands, storing the
10538 result in the destination (first) operand.
10539 \c{PADDSB} treats the operands as packed bytes, and adds each byte
10540 individually; and \c{PADDSW} treats the operands as packed words.
10541
10542 When an individual result is too large to fit in its destination, a
10543 saturated value is stored. The resulting value is the value with the
10544 largest magnitude of the same sign as the result which will fit in
10545 the available space.
10546
10547
10548 \S{insPADDSIW} \i\c{PADDSIW}: MMX Packed Addition to Implicit Destination
10549
10550 \c PADDSIW mmxreg,r/m64          ; 0F 51 /r             [CYRIX,MMX]
10551
10552 \c{PADDSIW}, specific to the Cyrix extensions to the MMX instruction
10553 set, performs the same function as \c{PADDSW}, except that the result
10554 is placed in an implied register.
10555
10556 To work out the implied register, invert the lowest bit in the register
10557 number. So \c{PADDSIW MM0,MM2} would put the result in \c{MM1}, but
10558 \c{PADDSIW MM1,MM2} would put the result in \c{MM0}.
10559
10560
10561 \S{insPADDUSB} \i\c{PADDUSB}, \i\c{PADDUSW}: Add Packed Unsigned Integers With Saturation
10562
10563 \c PADDUSB mm1,mm2/m64           ; 0F DC /r             [PENT,MMX]
10564 \c PADDUSW mm1,mm2/m64           ; 0F DD /r             [PENT,MMX]
10565
10566 \c PADDUSB xmm1,xmm2/m128         ; 66 0F DC /r    [WILLAMETTE,SSE2]
10567 \c PADDUSW xmm1,xmm2/m128         ; 66 0F DD /r    [WILLAMETTE,SSE2]
10568
10569 \c{PADDUSx} performs packed addition of the two operands, storing the
10570 result in the destination (first) operand.
10571 \c{PADDUSB} treats the operands as packed bytes, and adds each byte
10572 individually; and \c{PADDUSW} treats the operands as packed words.
10573
10574 When an individual result is too large to fit in its destination, a
10575 saturated value is stored. The resulting value is the maximum value
10576 that will fit in the available space.
10577
10578
10579 \S{insPAND} \i\c{PAND}, \i\c{PANDN}: MMX Bitwise AND and AND-NOT
10580
10581 \c PAND mm1,mm2/m64              ; 0F DB /r             [PENT,MMX]
10582 \c PANDN mm1,mm2/m64             ; 0F DF /r             [PENT,MMX]
10583
10584 \c PAND xmm1,xmm2/m128           ; 66 0F DB /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10585 \c PANDN xmm1,xmm2/m128          ; 66 0F DF /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10586
10587
10588 \c{PAND} performs a bitwise AND operation between its two operands
10589 (i.e. each bit of the result is 1 if and only if the corresponding
10590 bits of the two inputs were both 1), and stores the result in the
10591 destination (first) operand.
10592
10593 \c{PANDN} performs the same operation, but performs a one's
10594 complement operation on the destination (first) operand first.
10595
10596
10597 \S{insPAUSE} \i\c{PAUSE}: Spin Loop Hint
10598
10599 \c PAUSE                         ; F3 90           [WILLAMETTE,SSE2]
10600
10601 \c{PAUSE} provides a hint to the processor that the following code
10602 is a spin loop. This improves processor performance by bypassing
10603 possible memory order violations. On older processors, this instruction
10604 operates as a \c{NOP}.
10605
10606
10607 \S{insPAVEB} \i\c{PAVEB}: MMX Packed Average
10608
10609 \c PAVEB mmxreg,r/m64            ; 0F 50 /r             [CYRIX,MMX]
10610
10611 \c{PAVEB}, specific to the Cyrix MMX extensions, treats its two
10612 operands as vectors of eight unsigned bytes, and calculates the
10613 average of the corresponding bytes in the operands. The resulting
10614 vector of eight averages is stored in the first operand.
10615
10616 This opcode maps to \c{MOVMSKPS r32, xmm} on processors that support
10617 the SSE instruction set.
10618
10619
10620 \S{insPAVGB} \i\c{PAVGB} \i\c{PAVGW}: Average Packed Integers
10621
10622 \c PAVGB mm1,mm2/m64             ; 0F E0 /r        [KATMAI,MMX]
10623 \c PAVGW mm1,mm2/m64             ; 0F E3 /r        [KATMAI,MMX,SM]
10624
10625 \c PAVGB xmm1,xmm2/m128          ; 66 0F E0 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10626 \c PAVGW xmm1,xmm2/m128          ; 66 0F E3 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10627
10628 \c{PAVGB} and \c{PAVGW} add the unsigned data elements of the source
10629 operand to the unsigned data elements of the destination register,
10630 then adds 1 to the temporary results. The results of the add are then
10631 each independently right-shifted by one bit position. The high order
10632 bits of each element are filled with the carry bits of the corresponding
10633 sum.
10634
10635 \b \c{PAVGB} operates on packed unsigned bytes, and
10636
10637 \b \c{PAVGW} operates on packed unsigned words.
10638
10639
10640 \S{insPAVGUSB} \i\c{PAVGUSB}: Average of unsigned packed 8-bit values
10641
10642 \c PAVGUSB mm1,mm2/m64           ; 0F 0F /r BF          [PENT,3DNOW]
10643
10644 \c{PAVGUSB} adds the unsigned data elements of the source operand to
10645 the unsigned data elements of the destination register, then adds 1
10646 to the temporary results. The results of the add are then each
10647 independently right-shifted by one bit position. The high order bits
10648 of each element are filled with the carry bits of the corresponding
10649 sum.
10650
10651 This instruction performs exactly the same operations as the \c{PAVGB}
10652 \c{MMX} instruction (\k{insPAVGB}).
10653
10654
10655 \S{insPCMPEQB} \i\c{PCMPxx}: Compare Packed Integers.
10656
10657 \c PCMPEQB mm1,mm2/m64           ; 0F 74 /r             [PENT,MMX]
10658 \c PCMPEQW mm1,mm2/m64           ; 0F 75 /r             [PENT,MMX]
10659 \c PCMPEQD mm1,mm2/m64           ; 0F 76 /r             [PENT,MMX]
10660
10661 \c PCMPGTB mm1,mm2/m64           ; 0F 64 /r             [PENT,MMX]
10662 \c PCMPGTW mm1,mm2/m64           ; 0F 65 /r             [PENT,MMX]
10663 \c PCMPGTD mm1,mm2/m64           ; 0F 66 /r             [PENT,MMX]
10664
10665 \c PCMPEQB xmm1,xmm2/m128        ; 66 0F 74 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10666 \c PCMPEQW xmm1,xmm2/m128        ; 66 0F 75 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10667 \c PCMPEQD xmm1,xmm2/m128        ; 66 0F 76 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10668
10669 \c PCMPGTB xmm1,xmm2/m128        ; 66 0F 64 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10670 \c PCMPGTW xmm1,xmm2/m128        ; 66 0F 65 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10671 \c PCMPGTD xmm1,xmm2/m128        ; 66 0F 66 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
10672
10673 The \c{PCMPxx} instructions all treat their operands as vectors of
10674 bytes, words, or doublewords; corresponding elements of the source
10675 and destination are compared, and the corresponding element of the
10676 destination (first) operand is set to all zeros or all ones
10677 depending on the result of the comparison.
10678
10679 \b \c{PCMPxxB} treats the operands as vectors of bytes;
10680
10681 \b \c{PCMPxxW} treats the operands as vectors of words;
10682
10683 \b \c{PCMPxxD} treats the operands as vectors of doublewords;
10684
10685 \b \c{PCMPEQx} sets the corresponding element of the destination
10686 operand to all ones if the two elements compared are equal;
10687
10688 \b \c{PCMPGTx} sets the destination element to all ones if the element
10689 of the first (destination) operand is greater (treated as a signed
10690 integer) than that of the second (source) operand.
10691
10692
10693 \S{insPDISTIB} \i\c{PDISTIB}: MMX Packed Distance and Accumulate
10694 with Implied Register
10695
10696 \c PDISTIB mm,m64                ; 0F 54 /r             [CYRIX,MMX]
10697
10698 \c{PDISTIB}, specific to the Cyrix MMX extensions, treats its two
10699 input operands as vectors of eight unsigned bytes. For each byte
10700 position, it finds the absolute difference between the bytes in that
10701 position in the two input operands, and adds that value to the byte
10702 in the same position in the implied output register. The addition is
10703 saturated to an unsigned byte in the same way as \c{PADDUSB}.
10704
10705 To work out the implied register, invert the lowest bit in the register
10706 number. So \c{PDISTIB MM0,M64} would put the result in \c{MM1}, but
10707 \c{PDISTIB MM1,M64} would put the result in \c{MM0}.
10708
10709 Note that \c{PDISTIB} cannot take a register as its second source
10710 operand.
10711
10712 Operation:
10713
10714 \c    dstI[0-7]     := dstI[0-7]   + ABS(src0[0-7] - src1[0-7]),
10715 \c    dstI[8-15]    := dstI[8-15]  + ABS(src0[8-15] - src1[8-15]),
10716 \c    .......
10717 \c    .......
10718 \c    dstI[56-63]   := dstI[56-63] + ABS(src0[56-63] - src1[56-63]).
10719
10720
10721 \S{insPEXTRW} \i\c{PEXTRW}: Extract Word
10722
10723 \c PEXTRW reg32,mm,imm8          ; 0F C5 /r ib     [KATMAI,MMX]
10724 \c PEXTRW reg32,xmm,imm8         ; 66 0F C5 /r ib  [WILLAMETTE,SSE2]
10725
10726 \c{PEXTRW} moves the word in the source register (second operand)
10727 that is pointed to by the count operand (third operand), into the
10728 lower half of a 32-bit general purpose register. The upper half of
10729 the register is cleared to all 0s.
10730
10731 When the source operand is an \c{MMX} register, the two least
10732 significant bits of the count specify the source word. When it is
10733 an \c{SSE} register, the three least significant bits specify the
10734 word location.
10735
10736
10737 \S{insPF2ID} \i\c{PF2ID}: Packed Single-Precision FP to Integer Convert
10738
10739 \c PF2ID mm1,mm2/m64             ; 0F 0F /r 1D          [PENT,3DNOW]
10740
10741 \c{PF2ID} converts two single-precision FP values in the source operand
10742 to signed 32-bit integers, using truncation, and stores them in the
10743 destination operand. Source values that are outside the range supported
10744 by the destination are saturated to the largest absolute value of the
10745 same sign.
10746
10747
10748 \S{insPF2IW} \i\c{PF2IW}: Packed Single-Precision FP to Integer Word Convert
10749
10750 \c PF2IW mm1,mm2/m64             ; 0F 0F /r 1C          [PENT,3DNOW]
10751
10752 \c{PF2IW} converts two single-precision FP values in the source operand
10753 to signed 16-bit integers, using truncation, and stores them in the
10754 destination operand. Source values that are outside the range supported
10755 by the destination are saturated to the largest absolute value of the
10756 same sign.
10757
10758 \b In the K6-2 and K6-III, the 16-bit value is zero-extended to 32-bits
10759 before storing.
10760
10761 \b In the K6-2+, K6-III+ and Athlon processors, the value is sign-extended
10762 to 32-bits before storing.
10763
10764
10765 \S{insPFACC} \i\c{PFACC}: Packed Single-Precision FP Accumulate
10766
10767 \c PFACC mm1,mm2/m64             ; 0F 0F /r AE          [PENT,3DNOW]
10768
10769 \c{PFACC} adds the two single-precision FP values from the destination
10770 operand together, then adds the two single-precision FP values from the
10771 source operand, and places the results in the low and high doublewords
10772 of the destination operand.
10773
10774 The operation is:
10775
10776 \c    dst[0-31]   := dst[0-31] + dst[32-63],
10777 \c    dst[32-63]  := src[0-31] + src[32-63].
10778
10779
10780 \S{insPFADD} \i\c{PFADD}: Packed Single-Precision FP Addition
10781
10782 \c PFADD mm1,mm2/m64             ; 0F 0F /r 9E          [PENT,3DNOW]
10783
10784 \c{PFADD} performs addition on each of two packed single-precision
10785 FP value pairs.
10786
10787 \c    dst[0-31]   := dst[0-31]  + src[0-31],
10788 \c    dst[32-63]  := dst[32-63] + src[32-63].
10789
10790
10791 \S{insPFCMP} \i\c{PFCMPxx}: Packed Single-Precision FP Compare
10792 \I\c{PFCMPEQ} \I\c{PFCMPGE} \I\c{PFCMPGT}
10793
10794 \c PFCMPEQ mm1,mm2/m64           ; 0F 0F /r B0          [PENT,3DNOW]
10795 \c PFCMPGE mm1,mm2/m64           ; 0F 0F /r 90          [PENT,3DNOW]
10796 \c PFCMPGT mm1,mm2/m64           ; 0F 0F /r A0          [PENT,3DNOW]
10797
10798 The \c{PFCMPxx} instructions compare the packed single-point FP values
10799 in the source and destination operands, and set the destination
10800 according to the result. If the condition is true, the destination is
10801 set to all 1s, otherwise it's set to all 0s.
10802
10803 \b \c{PFCMPEQ} tests whether dst == src;
10804
10805 \b \c{PFCMPGE} tests whether dst >= src;
10806
10807 \b \c{PFCMPGT} tests whether dst >  src.
10808
10809
10810 \S{insPFMAX} \i\c{PFMAX}: Packed Single-Precision FP Maximum
10811
10812 \c PFMAX mm1,mm2/m64             ; 0F 0F /r A4          [PENT,3DNOW]
10813
10814 \c{PFMAX} returns the higher of each pair of single-precision FP values.
10815 If the higher value is zero, it is returned as positive zero.
10816
10817
10818 \S{insPFMIN} \i\c{PFMIN}: Packed Single-Precision FP Minimum
10819
10820 \c PFMIN mm1,mm2/m64             ; 0F 0F /r 94          [PENT,3DNOW]
10821
10822 \c{PFMIN} returns the lower of each pair of single-precision FP values.
10823 If the lower value is zero, it is returned as positive zero.
10824
10825
10826 \S{insPFMUL} \i\c{PFMUL}: Packed Single-Precision FP Multiply
10827
10828 \c PFMUL mm1,mm2/m64             ; 0F 0F /r B4          [PENT,3DNOW]
10829
10830 \c{PFMUL} returns the product of each pair of single-precision FP values.
10831
10832 \c    dst[0-31]  := dst[0-31]  * src[0-31],
10833 \c    dst[32-63] := dst[32-63] * src[32-63].
10834
10835
10836 \S{insPFNACC} \i\c{PFNACC}: Packed Single-Precision FP Negative Accumulate
10837
10838 \c PFNACC mm1,mm2/m64            ; 0F 0F /r 8A          [PENT,3DNOW]
10839
10840 \c{PFNACC} performs a negative accumulate of the two single-precision
10841 FP values in the source and destination registers. The result of the
10842 accumulate from the destination register is stored in the low doubleword
10843 of the destination, and the result of the source accumulate is stored in
10844 the high doubleword of the destination register.
10845
10846 The operation is:
10847
10848 \c    dst[0-31]  := dst[0-31] - dst[32-63],
10849 \c    dst[32-63] := src[0-31] - src[32-63].
10850
10851
10852 \S{insPFPNACC} \i\c{PFPNACC}: Packed Single-Precision FP Mixed Accumulate
10853
10854 \c PFPNACC mm1,mm2/m64           ; 0F 0F /r 8E          [PENT,3DNOW]
10855
10856 \c{PFPNACC} performs a positive accumulate of the two single-precision
10857 FP values in the source register and a negative accumulate of the
10858 destination register. The result of the accumulate from the destination
10859 register is stored in the low doubleword of the destination, and the
10860 result of the source accumulate is stored in the high doubleword of the
10861 destination register.
10862
10863 The operation is:
10864
10865 \c    dst[0-31]  := dst[0-31] - dst[32-63],
10866 \c    dst[32-63] := src[0-31] + src[32-63].
10867
10868
10869 \S{insPFRCP} \i\c{PFRCP}: Packed Single-Precision FP Reciprocal Approximation
10870
10871 \c PFRCP mm1,mm2/m64             ; 0F 0F /r 96          [PENT,3DNOW]
10872
10873 \c{PFRCP} performs a low precision estimate of the reciprocal of the
10874 low-order single-precision FP value in the source operand, storing the
10875 result in both halves of the destination register. The result is accurate
10876 to 14 bits.
10877
10878 For higher precision reciprocals, this instruction should be followed by
10879 two more instructions: \c{PFRCPIT1} (\k{insPFRCPIT1}) and \c{PFRCPIT2}
10880 (\k{insPFRCPIT1}). This will result in a 24-bit accuracy. For more details,
10881 see the AMD 3DNow! technology manual.
10882
10883
10884 \S{insPFRCPIT1} \i\c{PFRCPIT1}: Packed Single-Precision FP Reciprocal,
10885 First Iteration Step
10886
10887 \c PFRCPIT1 mm1,mm2/m64          ; 0F 0F /r A6          [PENT,3DNOW]
10888
10889 \c{PFRCPIT1} performs the first intermediate step in the calculation of
10890 the reciprocal of a single-precision FP value. The first source value
10891 (\c{mm1} is the original value, and the second source value (\c{mm2/m64}
10892 is the result of a \c{PFRCP} instruction.
10893
10894 For the final step in a reciprocal, returning the full 24-bit accuracy
10895 of a single-precision FP value, see \c{PFRCPIT2} (\k{insPFRCPIT2}). For
10896 more details, see the AMD 3DNow! technology manual.
10897
10898
10899 \S{insPFRCPIT2} \i\c{PFRCPIT2}: Packed Single-Precision FP
10900 Reciprocal/ Reciprocal Square Root, Second Iteration Step
10901
10902 \c PFRCPIT2 mm1,mm2/m64          ; 0F 0F /r B6          [PENT,3DNOW]
10903
10904 \c{PFRCPIT2} performs the second and final intermediate step in the
10905 calculation of a reciprocal or reciprocal square root, refining the
10906 values returned by the \c{PFRCP} and \c{PFRSQRT} instructions,
10907 respectively.
10908
10909 The first source value (\c{mm1}) is the output of either a \c{PFRCPIT1}
10910 or a \c{PFRSQIT1} instruction, and the second source is the output of
10911 either the \c{PFRCP} or the \c{PFRSQRT} instruction. For more details,
10912 see the AMD 3DNow! technology manual.
10913
10914
10915 \S{insPFRSQIT1} \i\c{PFRSQIT1}: Packed Single-Precision FP Reciprocal
10916 Square Root, First Iteration Step
10917
10918 \c PFRSQIT1 mm1,mm2/m64          ; 0F 0F /r A7          [PENT,3DNOW]
10919
10920 \c{PFRSQIT1} performs the first intermediate step in the calculation of
10921 the reciprocal square root of a single-precision FP value. The first
10922 source value (\c{mm1} is the square of the result of a \c{PFRSQRT}
10923 instruction, and the second source value (\c{mm2/m64} is the original
10924 value.
10925
10926 For the final step in a calculation, returning the full 24-bit accuracy
10927 of a single-precision FP value, see \c{PFRCPIT2} (\k{insPFRCPIT2}). For
10928 more details, see the AMD 3DNow! technology manual.
10929
10930
10931 \S{insPFRSQRT} \i\c{PFRSQRT}: Packed Single-Precision FP Reciprocal
10932 Square Root Approximation
10933
10934 \c PFRSQRT mm1,mm2/m64           ; 0F 0F /r 97          [PENT,3DNOW]
10935
10936 \c{PFRSQRT} performs a low precision estimate of the reciprocal square
10937 root of the low-order single-precision FP value in the source operand,
10938 storing the result in both halves of the destination register. The result
10939 is accurate to 15 bits.
10940
10941 For higher precision reciprocals, this instruction should be followed by
10942 two more instructions: \c{PFRSQIT1} (\k{insPFRSQIT1}) and \c{PFRCPIT2}
10943 (\k{insPFRCPIT1}). This will result in a 24-bit accuracy. For more details,
10944 see the AMD 3DNow! technology manual.
10945
10946
10947 \S{insPFSUB} \i\c{PFSUB}: Packed Single-Precision FP Subtract
10948
10949 \c PFSUB mm1,mm2/m64             ; 0F 0F /r 9A          [PENT,3DNOW]
10950
10951 \c{PFSUB} subtracts the single-precision FP values in the source from
10952 those in the destination, and stores the result in the destination
10953 operand.
10954
10955 \c    dst[0-31]  := dst[0-31]  - src[0-31],
10956 \c    dst[32-63] := dst[32-63] - src[32-63].
10957
10958
10959 \S{insPFSUBR} \i\c{PFSUBR}: Packed Single-Precision FP Reverse Subtract
10960
10961 \c PFSUBR mm1,mm2/m64            ; 0F 0F /r AA          [PENT,3DNOW]
10962
10963 \c{PFSUBR} subtracts the single-precision FP values in the destination
10964 from those in the source, and stores the result in the destination
10965 operand.
10966
10967 \c    dst[0-31]  := src[0-31]  - dst[0-31],
10968 \c    dst[32-63] := src[32-63] - dst[32-63].
10969
10970
10971 \S{insPI2FD} \i\c{PI2FD}: Packed Doubleword Integer to Single-Precision FP Convert
10972
10973 \c PI2FD mm1,mm2/m64             ; 0F 0F /r 0D          [PENT,3DNOW]
10974
10975 \c{PF2ID} converts two signed 32-bit integers in the source operand
10976 to single-precision FP values, using truncation of significant digits,
10977 and stores them in the destination operand.
10978
10979
10980 \S{insPF2IW} \i\c{PF2IW}: Packed Word Integer to Single-Precision FP Convert
10981
10982 \c PI2FW mm1,mm2/m64             ; 0F 0F /r 0C          [PENT,3DNOW]
10983
10984 \c{PF2IW} converts two signed 16-bit integers in the source operand
10985 to single-precision FP values, and stores them in the destination
10986 operand. The input values are in the low word of each doubleword.
10987
10988
10989 \S{insPINSRW} \i\c{PINSRW}: Insert Word
10990
10991 \c PINSRW mm,r16/r32/m16,imm8    ;0F C4 /r ib      [KATMAI,MMX]
10992 \c PINSRW xmm,r16/r32/m16,imm8   ;66 0F C4 /r ib   [WILLAMETTE,SSE2]
10993
10994 \c{PINSRW} loads a word from a 16-bit register (or the low half of a
10995 32-bit register), or from memory, and loads it to the word position
10996 in the destination register, pointed at by the count operand (third
10997 operand). If the destination is an \c{MMX} register, the low two bits
10998 of the count byte are used, if it is an \c{XMM} register the low 3
10999 bits are used. The insertion is done in such a way that the other
11000 words from the destination register are left untouched.
11001
11002
11003 \S{insPMACHRIW} \i\c{PMACHRIW}: Packed Multiply and Accumulate with Rounding
11004
11005 \c PMACHRIW mm,m64               ; 0F 5E /r             [CYRIX,MMX]
11006
11007 \c{PMACHRIW} takes two packed 16-bit integer inputs, multiplies the
11008 values in the inputs, rounds on bit 15 of each result, then adds bits
11009 15-30 of each result to the corresponding position of the \e{implied}
11010 destination register.
11011
11012 The operation of this instruction is:
11013
11014 \c    dstI[0-15]  := dstI[0-15]  + (mm[0-15] *m64[0-15]
11015 \c                                           + 0x00004000)[15-30],
11016 \c    dstI[16-31] := dstI[16-31] + (mm[16-31]*m64[16-31]
11017 \c                                           + 0x00004000)[15-30],
11018 \c    dstI[32-47] := dstI[32-47] + (mm[32-47]*m64[32-47]
11019 \c                                           + 0x00004000)[15-30],
11020 \c    dstI[48-63] := dstI[48-63] + (mm[48-63]*m64[48-63]
11021 \c                                           + 0x00004000)[15-30].
11022
11023 Note that \c{PMACHRIW} cannot take a register as its second source
11024 operand.
11025
11026
11027 \S{insPMADDWD} \i\c{PMADDWD}: MMX Packed Multiply and Add
11028
11029 \c PMADDWD mm1,mm2/m64           ; 0F F5 /r             [PENT,MMX]
11030 \c PMADDWD xmm1,xmm2/m128        ; 66 0F F5 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11031
11032 \c{PMADDWD} treats its two inputs as vectors of signed words. It
11033 multiplies corresponding elements of the two operands, giving doubleword
11034 results. These are then added together in pairs and stored in the
11035 destination operand.
11036
11037 The operation of this instruction is:
11038
11039 \c    dst[0-31]   := (dst[0-15] * src[0-15])
11040 \c                                + (dst[16-31] * src[16-31]);
11041 \c    dst[32-63]  := (dst[32-47] * src[32-47])
11042 \c                                + (dst[48-63] * src[48-63]);
11043
11044 The following apply to the \c{SSE} version of the instruction:
11045
11046 \c    dst[64-95]  := (dst[64-79] * src[64-79])
11047 \c                                + (dst[80-95] * src[80-95]);
11048 \c    dst[96-127] := (dst[96-111] * src[96-111])
11049 \c                                + (dst[112-127] * src[112-127]).
11050
11051
11052 \S{insPMAGW} \i\c{PMAGW}: MMX Packed Magnitude
11053
11054 \c PMAGW mm1,mm2/m64             ; 0F 52 /r             [CYRIX,MMX]
11055
11056 \c{PMAGW}, specific to the Cyrix MMX extensions, treats both its
11057 operands as vectors of four signed words. It compares the absolute
11058 values of the words in corresponding positions, and sets each word
11059 of the destination (first) operand to whichever of the two words in
11060 that position had the larger absolute value.
11061
11062
11063 \S{insPMAXSW} \i\c{PMAXSW}: Packed Signed Integer Word Maximum
11064
11065 \c PMAXSW mm1,mm2/m64            ; 0F EE /r        [KATMAI,MMX]
11066 \c PMAXSW xmm1,xmm2/m128         ; 66 0F EE /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11067
11068 \c{PMAXSW} compares each pair of words in the two source operands, and
11069 for each pair it stores the maximum value in the destination register.
11070
11071
11072 \S{insPMAXUB} \i\c{PMAXUB}: Packed Unsigned Integer Byte Maximum
11073
11074 \c PMAXUB mm1,mm2/m64            ; 0F DE /r        [KATMAI,MMX]
11075 \c PMAXUB xmm1,xmm2/m128         ; 66 0F DE /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11076
11077 \c{PMAXUB} compares each pair of bytes in the two source operands, and
11078 for each pair it stores the maximum value in the destination register.
11079
11080
11081 \S{insPMINSW} \i\c{PMINSW}: Packed Signed Integer Word Minimum
11082
11083 \c PMINSW mm1,mm2/m64            ; 0F EA /r        [KATMAI,MMX]
11084 \c PMINSW xmm1,xmm2/m128         ; 66 0F EA /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11085
11086 \c{PMINSW} compares each pair of words in the two source operands, and
11087 for each pair it stores the minimum value in the destination register.
11088
11089
11090 \S{insPMINUB} \i\c{PMINUB}: Packed Unsigned Integer Byte Minimum
11091
11092 \c PMINUB mm1,mm2/m64            ; 0F DA /r        [KATMAI,MMX]
11093 \c PMINUB xmm1,xmm2/m128         ; 66 0F DA /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11094
11095 \c{PMINUB} compares each pair of bytes in the two source operands, and
11096 for each pair it stores the minimum value in the destination register.
11097
11098
11099 \S{insPMOVMSKB} \i\c{PMOVMSKB}: Move Byte Mask To Integer
11100
11101 \c PMOVMSKB reg32,mm             ; 0F D7 /r        [KATMAI,MMX]
11102 \c PMOVMSKB reg32,xmm            ; 66 0F D7 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11103
11104 \c{PMOVMSKB} returns an 8-bit or 16-bit mask formed of the most
11105 significant bits of each byte of source operand (8-bits for an
11106 \c{MMX} register, 16-bits for an \c{XMM} register).
11107
11108
11109 \S{insPMULHRW} \i\c{PMULHRWC}, \i\c{PMULHRIW}: Multiply Packed 16-bit Integers
11110 With Rounding, and Store High Word
11111
11112 \c PMULHRWC mm1,mm2/m64         ; 0F 59 /r              [CYRIX,MMX]
11113 \c PMULHRIW mm1,mm2/m64         ; 0F 5D /r              [CYRIX,MMX]
11114
11115 These instructions take two packed 16-bit integer inputs, multiply the
11116 values in the inputs, round on bit 15 of each result, then store bits
11117 15-30 of each result to the corresponding position of the destination
11118 register.
11119
11120 \b For \c{PMULHRWC}, the destination is the first source operand.
11121
11122 \b For \c{PMULHRIW}, the destination is an implied register (worked out
11123 as described for \c{PADDSIW} (\k{insPADDSIW})).
11124
11125 The operation of this instruction is:
11126
11127 \c    dst[0-15]  := (src1[0-15] *src2[0-15]  + 0x00004000)[15-30]
11128 \c    dst[16-31] := (src1[16-31]*src2[16-31] + 0x00004000)[15-30]
11129 \c    dst[32-47] := (src1[32-47]*src2[32-47] + 0x00004000)[15-30]
11130 \c    dst[48-63] := (src1[48-63]*src2[48-63] + 0x00004000)[15-30]
11131
11132 See also \c{PMULHRWA} (\k{insPMULHRWA}) for a 3DNow! version of this
11133 instruction.
11134
11135
11136 \S{insPMULHRWA} \i\c{PMULHRWA}: Multiply Packed 16-bit Integers
11137 With Rounding, and Store High Word
11138
11139 \c PMULHRWA mm1,mm2/m64          ; 0F 0F /r B7     [PENT,3DNOW]
11140
11141 \c{PMULHRWA} takes two packed 16-bit integer inputs, multiplies
11142 the values in the inputs, rounds on bit 16 of each result, then
11143 stores bits 16-31 of each result to the corresponding position
11144 of the destination register.
11145
11146 The operation of this instruction is:
11147
11148 \c    dst[0-15]  := (src1[0-15] *src2[0-15]  + 0x00008000)[16-31];
11149 \c    dst[16-31] := (src1[16-31]*src2[16-31] + 0x00008000)[16-31];
11150 \c    dst[32-47] := (src1[32-47]*src2[32-47] + 0x00008000)[16-31];
11151 \c    dst[48-63] := (src1[48-63]*src2[48-63] + 0x00008000)[16-31].
11152
11153 See also \c{PMULHRWC} (\k{insPMULHRW}) for a Cyrix version of this
11154 instruction.
11155
11156
11157 \S{insPMULHUW} \i\c{PMULHUW}: Multiply Packed 16-bit Integers,
11158 and Store High Word
11159
11160 \c PMULHUW mm1,mm2/m64           ; 0F E4 /r        [KATMAI,MMX]
11161 \c PMULHUW xmm1,xmm2/m128        ; 66 0F E4 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11162
11163 \c{PMULHUW} takes two packed unsigned 16-bit integer inputs, multiplies
11164 the values in the inputs, then stores bits 16-31 of each result to the
11165 corresponding position of the destination register.
11166
11167
11168 \S{insPMULHW} \i\c{PMULHW}, \i\c{PMULLW}: Multiply Packed 16-bit Integers,
11169 and Store
11170
11171 \c PMULHW mm1,mm2/m64            ; 0F E5 /r             [PENT,MMX]
11172 \c PMULLW mm1,mm2/m64            ; 0F D5 /r             [PENT,MMX]
11173
11174 \c PMULHW xmm1,xmm2/m128         ; 66 0F E5 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11175 \c PMULLW xmm1,xmm2/m128         ; 66 0F D5 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11176
11177 \c{PMULxW} takes two packed unsigned 16-bit integer inputs, and
11178 multiplies the values in the inputs, forming doubleword results.
11179
11180 \b \c{PMULHW} then stores the top 16 bits of each doubleword in the
11181 destination (first) operand;
11182
11183 \b \c{PMULLW} stores the bottom 16 bits of each doubleword in the
11184 destination operand.
11185
11186
11187 \S{insPMULUDQ} \i\c{PMULUDQ}: Multiply Packed Unsigned
11188 32-bit Integers, and Store.
11189
11190 \c PMULUDQ mm1,mm2/m64           ; 0F F4 /r        [WILLAMETTE,SSE2]
11191 \c PMULUDQ xmm1,xmm2/m128        ; 66 0F F4 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11192
11193 \c{PMULUDQ} takes two packed unsigned 32-bit integer inputs, and
11194 multiplies the values in the inputs, forming quadword results. The
11195 source is either an unsigned doubleword in the low doubleword of a
11196 64-bit operand, or it's two unsigned doublewords in the first and
11197 third doublewords of a 128-bit operand. This produces either one or
11198 two 64-bit results, which are stored in the respective quadword
11199 locations of the destination register.
11200
11201 The operation is:
11202
11203 \c    dst[0-63]   := dst[0-31]  * src[0-31];
11204 \c    dst[64-127] := dst[64-95] * src[64-95].
11205
11206
11207 \S{insPMVccZB} \i\c{PMVccZB}: MMX Packed Conditional Move
11208
11209 \c PMVZB mmxreg,mem64            ; 0F 58 /r             [CYRIX,MMX]
11210 \c PMVNZB mmxreg,mem64           ; 0F 5A /r             [CYRIX,MMX]
11211 \c PMVLZB mmxreg,mem64           ; 0F 5B /r             [CYRIX,MMX]
11212 \c PMVGEZB mmxreg,mem64          ; 0F 5C /r             [CYRIX,MMX]
11213
11214 These instructions, specific to the Cyrix MMX extensions, perform
11215 parallel conditional moves. The two input operands are treated as
11216 vectors of eight bytes. Each byte of the destination (first) operand
11217 is either written from the corresponding byte of the source (second)
11218 operand, or left alone, depending on the value of the byte in the
11219 \e{implied} operand (specified in the same way as \c{PADDSIW}, in
11220 \k{insPADDSIW}).
11221
11222 \b \c{PMVZB} performs each move if the corresponding byte in the
11223 implied operand is zero;
11224
11225 \b \c{PMVNZB} moves if the byte is non-zero;
11226
11227 \b \c{PMVLZB} moves if the byte is less than zero;
11228
11229 \b \c{PMVGEZB} moves if the byte is greater than or equal to zero.
11230
11231 Note that these instructions cannot take a register as their second
11232 source operand.
11233
11234
11235 \S{insPOP} \i\c{POP}: Pop Data from Stack
11236
11237 \c POP reg16                     ; o16 58+r             [8086]
11238 \c POP reg32                     ; o32 58+r             [386]
11239
11240 \c POP r/m16                     ; o16 8F /0            [8086]
11241 \c POP r/m32                     ; o32 8F /0            [386]
11242
11243 \c POP CS                        ; 0F                   [8086,UNDOC]
11244 \c POP DS                        ; 1F                   [8086]
11245 \c POP ES                        ; 07                   [8086]
11246 \c POP SS                        ; 17                   [8086]
11247 \c POP FS                        ; 0F A1                [386]
11248 \c POP GS                        ; 0F A9                [386]
11249
11250 \c{POP} loads a value from the stack (from \c{[SS:SP]} or
11251 \c{[SS:ESP]}) and then increments the stack pointer.
11252
11253 The address-size attribute of the instruction determines whether
11254 \c{SP} or \c{ESP} is used as the stack pointer: to deliberately
11255 override the default given by the \c{BITS} setting, you can use an
11256 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
11257
11258 The operand-size attribute of the instruction determines whether the
11259 stack pointer is incremented by 2 or 4: this means that segment
11260 register pops in \c{BITS 32} mode will pop 4 bytes off the stack and
11261 discard the upper two of them. If you need to override that, you can
11262 use an \i\c{o16} or \i\c{o32} prefix.
11263
11264 The above opcode listings give two forms for general-purpose
11265 register pop instructions: for example, \c{POP BX} has the two forms
11266 \c{5B} and \c{8F C3}. NASM will always generate the shorter form
11267 when given \c{POP BX}. NDISASM will disassemble both.
11268
11269 \c{POP CS} is not a documented instruction, and is not supported on
11270 any processor above the 8086 (since they use \c{0Fh} as an opcode
11271 prefix for instruction set extensions). However, at least some 8086
11272 processors do support it, and so NASM generates it for completeness.
11273
11274
11275 \S{insPOPA} \i\c{POPAx}: Pop All General-Purpose Registers
11276
11277 \c POPA                          ; 61                   [186]
11278 \c POPAW                         ; o16 61               [186]
11279 \c POPAD                         ; o32 61               [386]
11280
11281 \b \c{POPAW} pops a word from the stack into each of, successively,
11282 \c{DI}, \c{SI}, \c{BP}, nothing (it discards a word from the stack
11283 which was a placeholder for \c{SP}), \c{BX}, \c{DX}, \c{CX} and
11284 \c{AX}. It is intended to reverse the operation of \c{PUSHAW} (see
11285 \k{insPUSHA}), but it ignores the value for \c{SP} that was pushed
11286 on the stack by \c{PUSHAW}.
11287
11288 \b \c{POPAD} pops twice as much data, and places the results in
11289 \c{EDI}, \c{ESI}, \c{EBP}, nothing (placeholder for \c{ESP}),
11290 \c{EBX}, \c{EDX}, \c{ECX} and \c{EAX}. It reverses the operation of
11291 \c{PUSHAD}.
11292
11293 \c{POPA} is an alias mnemonic for either \c{POPAW} or \c{POPAD},
11294 depending on the current \c{BITS} setting.
11295
11296 Note that the registers are popped in reverse order of their numeric
11297 values in opcodes (see \k{iref-rv}).
11298
11299
11300 \S{insPOPF} \i\c{POPFx}: Pop Flags Register
11301
11302 \c POPF                          ; 9D                   [8086]
11303 \c POPFW                         ; o16 9D               [8086]
11304 \c POPFD                         ; o32 9D               [386]
11305
11306 \b \c{POPFW} pops a word from the stack and stores it in the bottom 16
11307 bits of the flags register (or the whole flags register, on
11308 processors below a 386).
11309
11310 \b \c{POPFD} pops a doubleword and stores it in the entire flags register.
11311
11312 \c{POPF} is an alias mnemonic for either \c{POPFW} or \c{POPFD},
11313 depending on the current \c{BITS} setting.
11314
11315 See also \c{PUSHF} (\k{insPUSHF}).
11316
11317
11318 \S{insPOR} \i\c{POR}: MMX Bitwise OR
11319
11320 \c POR mm1,mm2/m64               ; 0F EB /r             [PENT,MMX]
11321 \c POR xmm1,xmm2/m128            ; 66 0F EB /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11322
11323 \c{POR} performs a bitwise OR operation between its two operands
11324 (i.e. each bit of the result is 1 if and only if at least one of the
11325 corresponding bits of the two inputs was 1), and stores the result
11326 in the destination (first) operand.
11327
11328
11329 \S{insPREFETCH} \i\c{PREFETCH}: Prefetch Data Into Caches
11330
11331 \c PREFETCH mem8                 ; 0F 0D /0             [PENT,3DNOW]
11332 \c PREFETCHW mem8                ; 0F 0D /1             [PENT,3DNOW]
11333
11334 \c{PREFETCH} and \c{PREFETCHW} fetch the line of data from memory that
11335 contains the specified byte. \c{PREFETCHW} performs differently on the
11336 Athlon to earlier processors.
11337
11338 For more details, see the 3DNow! Technology Manual.
11339
11340
11341 \S{insPREFETCHh} \i\c{PREFETCHh}: Prefetch Data Into Caches
11342 \I\c{PREFETCHNTA} \I\c{PREFETCHT0} \I\c{PREFETCHT1} \I\c{PREFETCHT2}
11343
11344 \c PREFETCHNTA m8                ; 0F 18 /0        [KATMAI]
11345 \c PREFETCHT0 m8                 ; 0F 18 /1        [KATMAI]
11346 \c PREFETCHT1 m8                 ; 0F 18 /2        [KATMAI]
11347 \c PREFETCHT2 m8                 ; 0F 18 /3        [KATMAI]
11348
11349 The \c{PREFETCHh} instructions fetch the line of data from memory
11350 that contains the specified byte. It is placed in the cache
11351 according to rules specified by locality hints \c{h}:
11352
11353 The hints are:
11354
11355 \b \c{T0} (temporal data) - prefetch data into all levels of the
11356 cache hierarchy.
11357
11358 \b \c{T1} (temporal data with respect to first level cache) -
11359 prefetch data into level 2 cache and higher.
11360
11361 \b \c{T2} (temporal data with respect to second level cache) -
11362 prefetch data into level 2 cache and higher.
11363
11364 \b \c{NTA} (non-temporal data with respect to all cache levels) -
11365 prefetch data into non-temporal cache structure and into a
11366 location close to the processor, minimizing cache pollution.
11367
11368 Note that this group of instructions doesn't provide a guarantee
11369 that the data will be in the cache when it is needed. For more
11370 details, see the Intel IA32 Software Developer Manual, Volume 2.
11371
11372
11373 \S{insPSADBW} \i\c{PSADBW}: Packed Sum of Absolute Differences
11374
11375 \c PSADBW mm1,mm2/m64            ; 0F F6 /r        [KATMAI,MMX]
11376 \c PSADBW xmm1,xmm2/m128         ; 66 0F F6 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11377
11378 \c{PSADBW} The PSADBW instruction computes the absolute value of the
11379 difference of the packed unsigned bytes in the two source operands.
11380 These differences are then summed to produce a word result in the lower
11381 16-bit field of the destination register; the rest of the register is
11382 cleared. The destination operand is an \c{MMX} or an \c{XMM} register.
11383 The source operand can either be a register or a memory operand.
11384
11385
11386 \S{insPSHUFD} \i\c{PSHUFD}: Shuffle Packed Doublewords
11387
11388 \c PSHUFD xmm1,xmm2/m128,imm8    ; 66 0F 70 /r ib  [WILLAMETTE,SSE2]
11389
11390 \c{PSHUFD} shuffles the doublewords in the source (second) operand
11391 according to the encoding specified by imm8, and stores the result
11392 in the destination (first) operand.
11393
11394 Bits 0 and 1 of imm8 encode the source position of the doubleword to
11395 be copied to position 0 in the destination operand. Bits 2 and 3
11396 encode for position 1, bits 4 and 5 encode for position 2, and bits
11397 6 and 7 encode for position 3. For example, an encoding of 10 in
11398 bits 0 and 1 of imm8 indicates that the doubleword at bits 64-95 of
11399 the source operand will be copied to bits 0-31 of the destination.
11400
11401
11402 \S{insPSHUFHW} \i\c{PSHUFHW}: Shuffle Packed High Words
11403
11404 \c PSHUFHW xmm1,xmm2/m128,imm8   ; F3 0F 70 /r ib  [WILLAMETTE,SSE2]
11405
11406 \c{PSHUFW} shuffles the words in the high quadword of the source
11407 (second) operand according to the encoding specified by imm8, and
11408 stores the result in the high quadword of the destination (first)
11409 operand.
11410
11411 The operation of this instruction is similar to the \c{PSHUFW}
11412 instruction, except that the source and destination are the top
11413 quadword of a 128-bit operand, instead of being 64-bit operands.
11414 The low quadword is copied from the source to the destination
11415 without any changes.
11416
11417
11418 \S{insPSHUFLW} \i\c{PSHUFLW}: Shuffle Packed Low Words
11419
11420 \c PSHUFLW xmm1,xmm2/m128,imm8   ; F2 0F 70 /r ib  [WILLAMETTE,SSE2]
11421
11422 \c{PSHUFLW} shuffles the words in the low quadword of the source
11423 (second) operand according to the encoding specified by imm8, and
11424 stores the result in the low quadword of the destination (first)
11425 operand.
11426
11427 The operation of this instruction is similar to the \c{PSHUFW}
11428 instruction, except that the source and destination are the low
11429 quadword of a 128-bit operand, instead of being 64-bit operands.
11430 The high quadword is copied from the source to the destination
11431 without any changes.
11432
11433
11434 \S{insPSHUFW} \i\c{PSHUFW}: Shuffle Packed Words
11435
11436 \c PSHUFW mm1,mm2/m64,imm8       ; 0F 70 /r ib     [KATMAI,MMX]
11437
11438 \c{PSHUFW} shuffles the words in the source (second) operand
11439 according to the encoding specified by imm8, and stores the result
11440 in the destination (first) operand.
11441
11442 Bits 0 and 1 of imm8 encode the source position of the word to be
11443 copied to position 0 in the destination operand. Bits 2 and 3 encode
11444 for position 1, bits 4 and 5 encode for position 2, and bits 6 and 7
11445 encode for position 3. For example, an encoding of 10 in bits 0 and 1
11446 of imm8 indicates that the word at bits 32-47 of the source operand
11447 will be copied to bits 0-15 of the destination.
11448
11449
11450 \S{insPSLLD} \i\c{PSLLx}: Packed Data Bit Shift Left Logical
11451
11452 \c PSLLW mm1,mm2/m64             ; 0F F1 /r             [PENT,MMX]
11453 \c PSLLW mm,imm8                 ; 0F 71 /6 ib          [PENT,MMX]
11454
11455 \c PSLLW xmm1,xmm2/m128          ; 66 0F F1 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11456 \c PSLLW xmm,imm8                ; 66 0F 71 /6 ib  [WILLAMETTE,SSE2]
11457
11458 \c PSLLD mm1,mm2/m64             ; 0F F2 /r             [PENT,MMX]
11459 \c PSLLD mm,imm8                 ; 0F 72 /6 ib          [PENT,MMX]
11460
11461 \c PSLLD xmm1,xmm2/m128          ; 66 0F F2 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11462 \c PSLLD xmm,imm8                ; 66 0F 72 /6 ib  [WILLAMETTE,SSE2]
11463
11464 \c PSLLQ mm1,mm2/m64             ; 0F F3 /r             [PENT,MMX]
11465 \c PSLLQ mm,imm8                 ; 0F 73 /6 ib          [PENT,MMX]
11466
11467 \c PSLLQ xmm1,xmm2/m128          ; 66 0F F3 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11468 \c PSLLQ xmm,imm8                ; 66 0F 73 /6 ib  [WILLAMETTE,SSE2]
11469
11470 \c PSLLDQ xmm1,imm8              ; 66 0F 73 /7 ib  [PENT,MMX]
11471
11472 \c{PSLLx} performs logical left shifts of the data elements in the
11473 destination (first) operand, moving each bit in the separate elements
11474 left by the number of bits specified in the source (second) operand,
11475 clearing the low-order bits as they are vacated.
11476
11477 \b \c{PSLLW} shifts word sized elements.
11478
11479 \b \c{PSLLD} shifts doubleword sized elements.
11480
11481 \b \c{PSLLQ} shifts quadword sized elements.
11482
11483 \b \c{PSLLDQ} shifts double quadword sized elements.
11484
11485
11486 \S{insPSRAD} \i\c{PSRAx}: Packed Data Bit Shift Right Arithmetic
11487
11488 \c PSRAW mm1,mm2/m64             ; 0F E1 /r             [PENT,MMX]
11489 \c PSRAW mm,imm8                 ; 0F 71 /4 ib          [PENT,MMX]
11490
11491 \c PSRAW xmm1,xmm2/m128          ; 66 0F E1 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11492 \c PSRAW xmm,imm8                ; 66 0F 71 /4 ib  [WILLAMETTE,SSE2]
11493
11494 \c PSRAD mm1,mm2/m64             ; 0F E2 /r             [PENT,MMX]
11495 \c PSRAD mm,imm8                 ; 0F 72 /4 ib          [PENT,MMX]
11496
11497 \c PSRAD xmm1,xmm2/m128          ; 66 0F E2 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11498 \c PSRAD xmm,imm8                ; 66 0F 72 /4 ib  [WILLAMETTE,SSE2]
11499
11500 \c{PSRAx} performs arithmetic right shifts of the data elements in the
11501 destination (first) operand, moving each bit in the separate elements
11502 right by the number of bits specified in the source (second) operand,
11503 setting the high-order bits to the value of the original sign bit.
11504
11505 \b \c{PSRAW} shifts word sized elements.
11506
11507 \b \c{PSRAD} shifts doubleword sized elements.
11508
11509
11510 \S{insPSRLD} \i\c{PSRLx}: Packed Data Bit Shift Right Logical
11511
11512 \c PSRLW mm1,mm2/m64             ; 0F D1 /r             [PENT,MMX]
11513 \c PSRLW mm,imm8                 ; 0F 71 /2 ib          [PENT,MMX]
11514
11515 \c PSRLW xmm1,xmm2/m128          ; 66 0F D1 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11516 \c PSRLW xmm,imm8                ; 66 0F 71 /2 ib  [WILLAMETTE,SSE2]
11517
11518 \c PSRLD mm1,mm2/m64             ; 0F D2 /r             [PENT,MMX]
11519 \c PSRLD mm,imm8                 ; 0F 72 /2 ib          [PENT,MMX]
11520
11521 \c PSRLD xmm1,xmm2/m128          ; 66 0F D2 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11522 \c PSRLD xmm,imm8                ; 66 0F 72 /2 ib  [WILLAMETTE,SSE2]
11523
11524 \c PSRLQ mm1,mm2/m64             ; 0F D3 /r             [PENT,MMX]
11525 \c PSRLQ mm,imm8                 ; 0F 73 /2 ib          [PENT,MMX]
11526
11527 \c PSRLQ xmm1,xmm2/m128          ; 66 0F D3 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11528 \c PSRLQ xmm,imm8                ; 66 0F 73 /2 ib  [WILLAMETTE,SSE2]
11529
11530 \c PSRLDQ xmm1,imm8              ; 66 0F 73 /3 ib  [WILLAMETTE,SSE2]
11531
11532 \c{PSRLx} performs logical right shifts of the data elements in the
11533 destination (first) operand, moving each bit in the separate elements
11534 right by the number of bits specified in the source (second) operand,
11535 clearing the high-order bits as they are vacated.
11536
11537 \b \c{PSRLW} shifts word sized elements.
11538
11539 \b \c{PSRLD} shifts doubleword sized elements.
11540
11541 \b \c{PSRLQ} shifts quadword sized elements.
11542
11543 \b \c{PSRLDQ} shifts double quadword sized elements.
11544
11545
11546 \S{insPSUBB} \i\c{PSUBx}: Subtract Packed Integers
11547
11548 \c PSUBB mm1,mm2/m64             ; 0F F8 /r             [PENT,MMX]
11549 \c PSUBW mm1,mm2/m64             ; 0F F9 /r             [PENT,MMX]
11550 \c PSUBD mm1,mm2/m64             ; 0F FA /r             [PENT,MMX]
11551 \c PSUBQ mm1,mm2/m64             ; 0F FB /r        [WILLAMETTE,SSE2]
11552
11553 \c PSUBB xmm1,xmm2/m128          ; 66 0F F8 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11554 \c PSUBW xmm1,xmm2/m128          ; 66 0F F9 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11555 \c PSUBD xmm1,xmm2/m128          ; 66 0F FA /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11556 \c PSUBQ xmm1,xmm2/m128          ; 66 0F FB /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11557
11558 \c{PSUBx} subtracts packed integers in the source operand from those
11559 in the destination operand. It doesn't differentiate between signed
11560 and unsigned integers, and doesn't set any of the flags.
11561
11562 \b \c{PSUBB} operates on byte sized elements.
11563
11564 \b \c{PSUBW} operates on word sized elements.
11565
11566 \b \c{PSUBD} operates on doubleword sized elements.
11567
11568 \b \c{PSUBQ} operates on quadword sized elements.
11569
11570
11571 \S{insPSUBSB} \i\c{PSUBSxx}, \i\c{PSUBUSx}: Subtract Packed Integers With Saturation
11572
11573 \c PSUBSB mm1,mm2/m64            ; 0F E8 /r             [PENT,MMX]
11574 \c PSUBSW mm1,mm2/m64            ; 0F E9 /r             [PENT,MMX]
11575
11576 \c PSUBSB xmm1,xmm2/m128         ; 66 0F E8 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11577 \c PSUBSW xmm1,xmm2/m128         ; 66 0F E9 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11578
11579 \c PSUBUSB mm1,mm2/m64           ; 0F D8 /r             [PENT,MMX]
11580 \c PSUBUSW mm1,mm2/m64           ; 0F D9 /r             [PENT,MMX]
11581
11582 \c PSUBUSB xmm1,xmm2/m128        ; 66 0F D8 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11583 \c PSUBUSW xmm1,xmm2/m128        ; 66 0F D9 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11584
11585 \c{PSUBSx} and \c{PSUBUSx} subtracts packed integers in the source
11586 operand from those in the destination operand, and use saturation for
11587 results that are outside the range supported by the destination operand.
11588
11589 \b \c{PSUBSB} operates on signed bytes, and uses signed saturation on the
11590 results.
11591
11592 \b \c{PSUBSW} operates on signed words, and uses signed saturation on the
11593 results.
11594
11595 \b \c{PSUBUSB} operates on unsigned bytes, and uses signed saturation on
11596 the results.
11597
11598 \b \c{PSUBUSW} operates on unsigned words, and uses signed saturation on
11599 the results.
11600
11601
11602 \S{insPSUBSIW} \i\c{PSUBSIW}: MMX Packed Subtract with Saturation to
11603 Implied Destination
11604
11605 \c PSUBSIW mm1,mm2/m64           ; 0F 55 /r             [CYRIX,MMX]
11606
11607 \c{PSUBSIW}, specific to the Cyrix extensions to the MMX instruction
11608 set, performs the same function as \c{PSUBSW}, except that the
11609 result is not placed in the register specified by the first operand,
11610 but instead in the implied destination register, specified as for
11611 \c{PADDSIW} (\k{insPADDSIW}).
11612
11613
11614 \S{insPSWAPD} \i\c{PSWAPD}: Swap Packed Data
11615 \I\c{PSWAPW}
11616
11617 \c PSWAPD mm1,mm2/m64            ; 0F 0F /r BB     [PENT,3DNOW]
11618
11619 \c{PSWAPD} swaps the packed doublewords in the source operand, and
11620 stores the result in the destination operand.
11621
11622 In the \c{K6-2} and \c{K6-III} processors, this opcode uses the
11623 mnemonic \c{PSWAPW}, and it swaps the order of words when copying
11624 from the source to the destination.
11625
11626 The operation in the \c{K6-2} and \c{K6-III} processors is
11627
11628 \c    dst[0-15]  = src[48-63];
11629 \c    dst[16-31] = src[32-47];
11630 \c    dst[32-47] = src[16-31];
11631 \c    dst[48-63] = src[0-15].
11632
11633 The operation in the \c{K6-x+}, \c{ATHLON} and later processors is:
11634
11635 \c    dst[0-31]  = src[32-63];
11636 \c    dst[32-63] = src[0-31].
11637
11638
11639 \S{insPUNPCKHBW} \i\c{PUNPCKxxx}: Unpack and Interleave Data
11640
11641 \c PUNPCKHBW mm1,mm2/m64         ; 0F 68 /r             [PENT,MMX]
11642 \c PUNPCKHWD mm1,mm2/m64         ; 0F 69 /r             [PENT,MMX]
11643 \c PUNPCKHDQ mm1,mm2/m64         ; 0F 6A /r             [PENT,MMX]
11644
11645 \c PUNPCKHBW xmm1,xmm2/m128      ; 66 0F 68 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11646 \c PUNPCKHWD xmm1,xmm2/m128      ; 66 0F 69 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11647 \c PUNPCKHDQ xmm1,xmm2/m128      ; 66 0F 6A /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11648 \c PUNPCKHQDQ xmm1,xmm2/m128     ; 66 0F 6D /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11649
11650 \c PUNPCKLBW mm1,mm2/m32         ; 0F 60 /r             [PENT,MMX]
11651 \c PUNPCKLWD mm1,mm2/m32         ; 0F 61 /r             [PENT,MMX]
11652 \c PUNPCKLDQ mm1,mm2/m32         ; 0F 62 /r             [PENT,MMX]
11653
11654 \c PUNPCKLBW xmm1,xmm2/m128      ; 66 0F 60 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11655 \c PUNPCKLWD xmm1,xmm2/m128      ; 66 0F 61 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11656 \c PUNPCKLDQ xmm1,xmm2/m128      ; 66 0F 62 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11657 \c PUNPCKLQDQ xmm1,xmm2/m128     ; 66 0F 6C /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11658
11659 \c{PUNPCKxx} all treat their operands as vectors, and produce a new
11660 vector generated by interleaving elements from the two inputs. The
11661 \c{PUNPCKHxx} instructions start by throwing away the bottom half of
11662 each input operand, and the \c{PUNPCKLxx} instructions throw away
11663 the top half.
11664
11665 The remaining elements, are then interleaved into the destination,
11666 alternating elements from the second (source) operand and the first
11667 (destination) operand: so the leftmost part of each element in the
11668 result always comes from the second operand, and the rightmost from
11669 the destination.
11670
11671 \b \c{PUNPCKxBW} works a byte at a time, producing word sized output
11672 elements.
11673
11674 \b \c{PUNPCKxWD} works a word at a time, producing doubleword sized
11675 output elements.
11676
11677 \b \c{PUNPCKxDQ} works a doubleword at a time, producing quadword sized
11678 output elements.
11679
11680 \b \c{PUNPCKxQDQ} works a quadword at a time, producing double quadword
11681 sized output elements.
11682
11683 So, for example, for \c{MMX} operands, if the first operand held
11684 \c{0x7A6A5A4A3A2A1A0A} and the second held \c{0x7B6B5B4B3B2B1B0B},
11685 then:
11686
11687 \b \c{PUNPCKHBW} would return \c{0x7B7A6B6A5B5A4B4A}.
11688
11689 \b \c{PUNPCKHWD} would return \c{0x7B6B7A6A5B4B5A4A}.
11690
11691 \b \c{PUNPCKHDQ} would return \c{0x7B6B5B4B7A6A5A4A}.
11692
11693 \b \c{PUNPCKLBW} would return \c{0x3B3A2B2A1B1A0B0A}.
11694
11695 \b \c{PUNPCKLWD} would return \c{0x3B2B3A2A1B0B1A0A}.
11696
11697 \b \c{PUNPCKLDQ} would return \c{0x3B2B1B0B3A2A1A0A}.
11698
11699
11700 \S{insPUSH} \i\c{PUSH}: Push Data on Stack
11701
11702 \c PUSH reg16                    ; o16 50+r             [8086]
11703 \c PUSH reg32                    ; o32 50+r             [386]
11704
11705 \c PUSH r/m16                    ; o16 FF /6            [8086]
11706 \c PUSH r/m32                    ; o32 FF /6            [386]
11707
11708 \c PUSH CS                       ; 0E                   [8086]
11709 \c PUSH DS                       ; 1E                   [8086]
11710 \c PUSH ES                       ; 06                   [8086]
11711 \c PUSH SS                       ; 16                   [8086]
11712 \c PUSH FS                       ; 0F A0                [386]
11713 \c PUSH GS                       ; 0F A8                [386]
11714
11715 \c PUSH imm8                     ; 6A ib                [186]
11716 \c PUSH imm16                    ; o16 68 iw            [186]
11717 \c PUSH imm32                    ; o32 68 id            [386]
11718
11719 \c{PUSH} decrements the stack pointer (\c{SP} or \c{ESP}) by 2 or 4,
11720 and then stores the given value at \c{[SS:SP]} or \c{[SS:ESP]}.
11721
11722 The address-size attribute of the instruction determines whether
11723 \c{SP} or \c{ESP} is used as the stack pointer: to deliberately
11724 override the default given by the \c{BITS} setting, you can use an
11725 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
11726
11727 The operand-size attribute of the instruction determines whether the
11728 stack pointer is decremented by 2 or 4: this means that segment
11729 register pushes in \c{BITS 32} mode will push 4 bytes on the stack,
11730 of which the upper two are undefined. If you need to override that,
11731 you can use an \i\c{o16} or \i\c{o32} prefix.
11732
11733 The above opcode listings give two forms for general-purpose
11734 \i{register push} instructions: for example, \c{PUSH BX} has the two
11735 forms \c{53} and \c{FF F3}. NASM will always generate the shorter
11736 form when given \c{PUSH BX}. NDISASM will disassemble both.
11737
11738 Unlike the undocumented and barely supported \c{POP CS}, \c{PUSH CS}
11739 is a perfectly valid and sensible instruction, supported on all
11740 processors.
11741
11742 The instruction \c{PUSH SP} may be used to distinguish an 8086 from
11743 later processors: on an 8086, the value of \c{SP} stored is the
11744 value it has \e{after} the push instruction, whereas on later
11745 processors it is the value \e{before} the push instruction.
11746
11747
11748 \S{insPUSHA} \i\c{PUSHAx}: Push All General-Purpose Registers
11749
11750 \c PUSHA                         ; 60                   [186]
11751 \c PUSHAD                        ; o32 60               [386]
11752 \c PUSHAW                        ; o16 60               [186]
11753
11754 \c{PUSHAW} pushes, in succession, \c{AX}, \c{CX}, \c{DX}, \c{BX},
11755 \c{SP}, \c{BP}, \c{SI} and \c{DI} on the stack, decrementing the
11756 stack pointer by a total of 16.
11757
11758 \c{PUSHAD} pushes, in succession, \c{EAX}, \c{ECX}, \c{EDX},
11759 \c{EBX}, \c{ESP}, \c{EBP}, \c{ESI} and \c{EDI} on the stack,
11760 decrementing the stack pointer by a total of 32.
11761
11762 In both cases, the value of \c{SP} or \c{ESP} pushed is its
11763 \e{original} value, as it had before the instruction was executed.
11764
11765 \c{PUSHA} is an alias mnemonic for either \c{PUSHAW} or \c{PUSHAD},
11766 depending on the current \c{BITS} setting.
11767
11768 Note that the registers are pushed in order of their numeric values
11769 in opcodes (see \k{iref-rv}).
11770
11771 See also \c{POPA} (\k{insPOPA}).
11772
11773
11774 \S{insPUSHF} \i\c{PUSHFx}: Push Flags Register
11775
11776 \c PUSHF                         ; 9C                   [8086]
11777 \c PUSHFD                        ; o32 9C               [386]
11778 \c PUSHFW                        ; o16 9C               [8086]
11779
11780 \b \c{PUSHFW} pops a word from the stack and stores it in the
11781 bottom 16 bits of the flags register (or the whole flags register,
11782 on processors below a 386).
11783
11784 \b \c{PUSHFD} pops a doubleword and stores it in the entire flags
11785 register.
11786
11787 \c{PUSHF} is an alias mnemonic for either \c{PUSHFW} or \c{PUSHFD},
11788 depending on the current \c{BITS} setting.
11789
11790 See also \c{POPF} (\k{insPOPF}).
11791
11792
11793 \S{insPXOR} \i\c{PXOR}: MMX Bitwise XOR
11794
11795 \c PXOR mm1,mm2/m64              ; 0F EF /r             [PENT,MMX]
11796 \c PXOR xmm1,xmm2/m128           ; 66 0F EF /r     [WILLAMETTE,SSE2]
11797
11798 \c{PXOR} performs a bitwise XOR operation between its two operands
11799 (i.e. each bit of the result is 1 if and only if exactly one of the
11800 corresponding bits of the two inputs was 1), and stores the result
11801 in the destination (first) operand.
11802
11803
11804 \S{insRCL} \i\c{RCL}, \i\c{RCR}: Bitwise Rotate through Carry Bit
11805
11806 \c RCL r/m8,1                    ; D0 /2                [8086]
11807 \c RCL r/m8,CL                   ; D2 /2                [8086]
11808 \c RCL r/m8,imm8                 ; C0 /2 ib             [186]
11809 \c RCL r/m16,1                   ; o16 D1 /2            [8086]
11810 \c RCL r/m16,CL                  ; o16 D3 /2            [8086]
11811 \c RCL r/m16,imm8                ; o16 C1 /2 ib         [186]
11812 \c RCL r/m32,1                   ; o32 D1 /2            [386]
11813 \c RCL r/m32,CL                  ; o32 D3 /2            [386]
11814 \c RCL r/m32,imm8                ; o32 C1 /2 ib         [386]
11815
11816 \c RCR r/m8,1                    ; D0 /3                [8086]
11817 \c RCR r/m8,CL                   ; D2 /3                [8086]
11818 \c RCR r/m8,imm8                 ; C0 /3 ib             [186]
11819 \c RCR r/m16,1                   ; o16 D1 /3            [8086]
11820 \c RCR r/m16,CL                  ; o16 D3 /3            [8086]
11821 \c RCR r/m16,imm8                ; o16 C1 /3 ib         [186]
11822 \c RCR r/m32,1                   ; o32 D1 /3            [386]
11823 \c RCR r/m32,CL                  ; o32 D3 /3            [386]
11824 \c RCR r/m32,imm8                ; o32 C1 /3 ib         [386]
11825
11826 \c{RCL} and \c{RCR} perform a 9-bit, 17-bit or 33-bit bitwise
11827 rotation operation, involving the given source/destination (first)
11828 operand and the carry bit. Thus, for example, in the operation
11829 \c{RCL AL,1}, a 9-bit rotation is performed in which \c{AL} is
11830 shifted left by 1, the top bit of \c{AL} moves into the carry flag,
11831 and the original value of the carry flag is placed in the low bit of
11832 \c{AL}.
11833
11834 The number of bits to rotate by is given by the second operand. Only
11835 the bottom five bits of the rotation count are considered by
11836 processors above the 8086.
11837
11838 You can force the longer (286 and upwards, beginning with a \c{C1}
11839 byte) form of \c{RCL foo,1} by using a \c{BYTE} prefix: \c{RCL
11840 foo,BYTE 1}. Similarly with \c{RCR}.
11841
11842
11843 \S{insRCPPS} \i\c{RCPPS}: Packed Single-Precision FP Reciprocal
11844
11845 \c RCPPS xmm1,xmm2/m128          ; 0F 53 /r        [KATMAI,SSE]
11846
11847 \c{RCPPS} returns an approximation of the reciprocal of the packed
11848 single-precision FP values from xmm2/m128. The maximum error for this
11849 approximation is: |Error| <= 1.5 x 2^-12
11850
11851
11852 \S{insRCPSS} \i\c{RCPSS}: Scalar Single-Precision FP Reciprocal
11853
11854 \c RCPSS xmm1,xmm2/m128          ; F3 0F 53 /r     [KATMAI,SSE]
11855
11856 \c{RCPSS} returns an approximation of the reciprocal of the lower
11857 single-precision FP value from xmm2/m32; the upper three fields are
11858 passed through from xmm1. The maximum error for this approximation is:
11859 |Error| <= 1.5 x 2^-12
11860
11861
11862 \S{insRDMSR} \i\c{RDMSR}: Read Model-Specific Registers
11863
11864 \c RDMSR                         ; 0F 32                [PENT,PRIV]
11865
11866 \c{RDMSR} reads the processor Model-Specific Register (MSR) whose
11867 index is stored in \c{ECX}, and stores the result in \c{EDX:EAX}.
11868 See also \c{WRMSR} (\k{insWRMSR}).
11869
11870
11871 \S{insRDPMC} \i\c{RDPMC}: Read Performance-Monitoring Counters
11872
11873 \c RDPMC                         ; 0F 33                [P6]
11874
11875 \c{RDPMC} reads the processor performance-monitoring counter whose
11876 index is stored in \c{ECX}, and stores the result in \c{EDX:EAX}.
11877
11878 This instruction is available on P6 and later processors and on MMX
11879 class processors.
11880
11881
11882 \S{insRDSHR} \i\c{RDSHR}: Read SMM Header Pointer Register
11883
11884 \c RDSHR r/m32                   ; 0F 36 /0        [386,CYRIX,SMM]
11885
11886 \c{RDSHR} reads the contents of the SMM header pointer register and
11887 saves it to the destination operand, which can be either a 32 bit
11888 memory location or a 32 bit register.
11889
11890 See also \c{WRSHR} (\k{insWRSHR}).
11891
11892
11893 \S{insRDTSC} \i\c{RDTSC}: Read Time-Stamp Counter
11894
11895 \c RDTSC                         ; 0F 31                [PENT]
11896
11897 \c{RDTSC} reads the processor's time-stamp counter into \c{EDX:EAX}.
11898
11899
11900 \S{insRET} \i\c{RET}, \i\c{RETF}, \i\c{RETN}: Return from Procedure Call
11901
11902 \c RET                           ; C3                   [8086]
11903 \c RET imm16                     ; C2 iw                [8086]
11904
11905 \c RETF                          ; CB                   [8086]
11906 \c RETF imm16                    ; CA iw                [8086]
11907
11908 \c RETN                          ; C3                   [8086]
11909 \c RETN imm16                    ; C2 iw                [8086]
11910
11911 \b \c{RET}, and its exact synonym \c{RETN}, pop \c{IP} or \c{EIP} from
11912 the stack and transfer control to the new address. Optionally, if a
11913 numeric second operand is provided, they increment the stack pointer
11914 by a further \c{imm16} bytes after popping the return address.
11915
11916 \b \c{RETF} executes a far return: after popping \c{IP}/\c{EIP}, it
11917 then pops \c{CS}, and \e{then} increments the stack pointer by the
11918 optional argument if present.
11919
11920
11921 \S{insROL} \i\c{ROL}, \i\c{ROR}: Bitwise Rotate
11922
11923 \c ROL r/m8,1                    ; D0 /0                [8086]
11924 \c ROL r/m8,CL                   ; D2 /0                [8086]
11925 \c ROL r/m8,imm8                 ; C0 /0 ib             [186]
11926 \c ROL r/m16,1                   ; o16 D1 /0            [8086]
11927 \c ROL r/m16,CL                  ; o16 D3 /0            [8086]
11928 \c ROL r/m16,imm8                ; o16 C1 /0 ib         [186]
11929 \c ROL r/m32,1                   ; o32 D1 /0            [386]
11930 \c ROL r/m32,CL                  ; o32 D3 /0            [386]
11931 \c ROL r/m32,imm8                ; o32 C1 /0 ib         [386]
11932
11933 \c ROR r/m8,1                    ; D0 /1                [8086]
11934 \c ROR r/m8,CL                   ; D2 /1                [8086]
11935 \c ROR r/m8,imm8                 ; C0 /1 ib             [186]
11936 \c ROR r/m16,1                   ; o16 D1 /1            [8086]
11937 \c ROR r/m16,CL                  ; o16 D3 /1            [8086]
11938 \c ROR r/m16,imm8                ; o16 C1 /1 ib         [186]
11939 \c ROR r/m32,1                   ; o32 D1 /1            [386]
11940 \c ROR r/m32,CL                  ; o32 D3 /1            [386]
11941 \c ROR r/m32,imm8                ; o32 C1 /1 ib         [386]
11942
11943 \c{ROL} and \c{ROR} perform a bitwise rotation operation on the given
11944 source/destination (first) operand. Thus, for example, in the
11945 operation \c{ROL AL,1}, an 8-bit rotation is performed in which
11946 \c{AL} is shifted left by 1 and the original top bit of \c{AL} moves
11947 round into the low bit.
11948
11949 The number of bits to rotate by is given by the second operand. Only
11950 the bottom five bits of the rotation count are considered by processors
11951 above the 8086.
11952
11953 You can force the longer (286 and upwards, beginning with a \c{C1}
11954 byte) form of \c{ROL foo,1} by using a \c{BYTE} prefix: \c{ROL
11955 foo,BYTE 1}. Similarly with \c{ROR}.
11956
11957
11958 \S{insRSDC} \i\c{RSDC}: Restore Segment Register and Descriptor
11959
11960 \c RSDC segreg,m80               ; 0F 79 /r        [486,CYRIX,SMM]
11961
11962 \c{RSDC} restores a segment register (DS, ES, FS, GS, or SS) from mem80,
11963 and sets up its descriptor.
11964
11965
11966 \S{insRSLDT} \i\c{RSLDT}: Restore Segment Register and Descriptor
11967
11968 \c RSLDT m80                     ; 0F 7B /0        [486,CYRIX,SMM]
11969
11970 \c{RSLDT} restores the Local Descriptor Table (LDTR) from mem80.
11971
11972
11973 \S{insRSM} \i\c{RSM}: Resume from System-Management Mode
11974
11975 \c RSM                           ; 0F AA                [PENT]
11976
11977 \c{RSM} returns the processor to its normal operating mode when it
11978 was in System-Management Mode.
11979
11980
11981 \S{insRSQRTPS} \i\c{RSQRTPS}: Packed Single-Precision FP Square Root Reciprocal
11982
11983 \c RSQRTPS xmm1,xmm2/m128        ; 0F 52 /r        [KATMAI,SSE]
11984
11985 \c{RSQRTPS} computes the approximate reciprocals of the square
11986 roots of the packed single-precision floating-point values in the
11987 source and stores the results in xmm1. The maximum error for this
11988 approximation is: |Error| <= 1.5 x 2^-12
11989
11990
11991 \S{insRSQRTSS} \i\c{RSQRTSS}: Scalar Single-Precision FP Square Root Reciprocal
11992
11993 \c RSQRTSS xmm1,xmm2/m128        ; F3 0F 52 /r     [KATMAI,SSE]
11994
11995 \c{RSQRTSS} returns an approximation of the reciprocal of the
11996 square root of the lowest order single-precision FP value from
11997 the source, and stores it in the low doubleword of the destination
11998 register. The upper three fields of xmm1 are preserved. The maximum
11999 error for this approximation is: |Error| <= 1.5 x 2^-12
12000
12001
12002 \S{insRSTS} \i\c{RSTS}: Restore TSR and Descriptor
12003
12004 \c RSTS m80                      ; 0F 7D /0        [486,CYRIX,SMM]
12005
12006 \c{RSTS} restores Task State Register (TSR) from mem80.
12007
12008
12009 \S{insSAHF} \i\c{SAHF}: Store AH to Flags
12010
12011 \c SAHF                          ; 9E                   [8086]
12012
12013 \c{SAHF} sets the low byte of the flags word according to the
12014 contents of the \c{AH} register.
12015
12016 The operation of \c{SAHF} is:
12017
12018 \c  AH --> SF:ZF:0:AF:0:PF:1:CF
12019
12020 See also \c{LAHF} (\k{insLAHF}).
12021
12022
12023 \S{insSAL} \i\c{SAL}, \i\c{SAR}: Bitwise Arithmetic Shifts
12024
12025 \c SAL r/m8,1                    ; D0 /4                [8086]
12026 \c SAL r/m8,CL                   ; D2 /4                [8086]
12027 \c SAL r/m8,imm8                 ; C0 /4 ib             [186]
12028 \c SAL r/m16,1                   ; o16 D1 /4            [8086]
12029 \c SAL r/m16,CL                  ; o16 D3 /4            [8086]
12030 \c SAL r/m16,imm8                ; o16 C1 /4 ib         [186]
12031 \c SAL r/m32,1                   ; o32 D1 /4            [386]
12032 \c SAL r/m32,CL                  ; o32 D3 /4            [386]
12033 \c SAL r/m32,imm8                ; o32 C1 /4 ib         [386]
12034
12035 \c SAR r/m8,1                    ; D0 /7                [8086]
12036 \c SAR r/m8,CL                   ; D2 /7                [8086]
12037 \c SAR r/m8,imm8                 ; C0 /7 ib             [186]
12038 \c SAR r/m16,1                   ; o16 D1 /7            [8086]
12039 \c SAR r/m16,CL                  ; o16 D3 /7            [8086]
12040 \c SAR r/m16,imm8                ; o16 C1 /7 ib         [186]
12041 \c SAR r/m32,1                   ; o32 D1 /7            [386]
12042 \c SAR r/m32,CL                  ; o32 D3 /7            [386]
12043 \c SAR r/m32,imm8                ; o32 C1 /7 ib         [386]
12044
12045 \c{SAL} and \c{SAR} perform an arithmetic shift operation on the given
12046 source/destination (first) operand. The vacated bits are filled with
12047 zero for \c{SAL}, and with copies of the original high bit of the
12048 source operand for \c{SAR}.
12049
12050 \c{SAL} is a synonym for \c{SHL} (see \k{insSHL}). NASM will
12051 assemble either one to the same code, but NDISASM will always
12052 disassemble that code as \c{SHL}.
12053
12054 The number of bits to shift by is given by the second operand. Only
12055 the bottom five bits of the shift count are considered by processors
12056 above the 8086.
12057
12058 You can force the longer (286 and upwards, beginning with a \c{C1}
12059 byte) form of \c{SAL foo,1} by using a \c{BYTE} prefix: \c{SAL
12060 foo,BYTE 1}. Similarly with \c{SAR}.
12061
12062
12063 \S{insSALC} \i\c{SALC}: Set AL from Carry Flag
12064
12065 \c SALC                          ; D6                  [8086,UNDOC]
12066
12067 \c{SALC} is an early undocumented instruction similar in concept to
12068 \c{SETcc} (\k{insSETcc}). Its function is to set \c{AL} to zero if
12069 the carry flag is clear, or to \c{0xFF} if it is set.
12070
12071
12072 \S{insSBB} \i\c{SBB}: Subtract with Borrow
12073
12074 \c SBB r/m8,reg8                 ; 18 /r                [8086]
12075 \c SBB r/m16,reg16               ; o16 19 /r            [8086]
12076 \c SBB r/m32,reg32               ; o32 19 /r            [386]
12077
12078 \c SBB reg8,r/m8                 ; 1A /r                [8086]
12079 \c SBB reg16,r/m16               ; o16 1B /r            [8086]
12080 \c SBB reg32,r/m32               ; o32 1B /r            [386]
12081
12082 \c SBB r/m8,imm8                 ; 80 /3 ib             [8086]
12083 \c SBB r/m16,imm16               ; o16 81 /3 iw         [8086]
12084 \c SBB r/m32,imm32               ; o32 81 /3 id         [386]
12085
12086 \c SBB r/m16,imm8                ; o16 83 /3 ib         [8086]
12087 \c SBB r/m32,imm8                ; o32 83 /3 ib         [386]
12088
12089 \c SBB AL,imm8                   ; 1C ib                [8086]
12090 \c SBB AX,imm16                  ; o16 1D iw            [8086]
12091 \c SBB EAX,imm32                 ; o32 1D id            [386]
12092
12093 \c{SBB} performs integer subtraction: it subtracts its second
12094 operand, plus the value of the carry flag, from its first, and
12095 leaves the result in its destination (first) operand. The flags are
12096 set according to the result of the operation: in particular, the
12097 carry flag is affected and can be used by a subsequent \c{SBB}
12098 instruction.
12099
12100 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
12101 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
12102 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
12103 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
12104 form of the instruction.
12105
12106 To subtract one number from another without also subtracting the
12107 contents of the carry flag, use \c{SUB} (\k{insSUB}).
12108
12109
12110 \S{insSCASB} \i\c{SCASB}, \i\c{SCASW}, \i\c{SCASD}: Scan String
12111
12112 \c SCASB                         ; AE                   [8086]
12113 \c SCASW                         ; o16 AF               [8086]
12114 \c SCASD                         ; o32 AF               [386]
12115
12116 \c{SCASB} compares the byte in \c{AL} with the byte at \c{[ES:DI]}
12117 or \c{[ES:EDI]}, and sets the flags accordingly. It then increments
12118 or decrements (depending on the direction flag: increments if the
12119 flag is clear, decrements if it is set) \c{DI} (or \c{EDI}).
12120
12121 The register used is \c{DI} if the address size is 16 bits, and
12122 \c{EDI} if it is 32 bits. If you need to use an address size not
12123 equal to the current \c{BITS} setting, you can use an explicit
12124 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
12125
12126 Segment override prefixes have no effect for this instruction: the
12127 use of \c{ES} for the load from \c{[DI]} or \c{[EDI]} cannot be
12128 overridden.
12129
12130 \c{SCASW} and \c{SCASD} work in the same way, but they compare a
12131 word to \c{AX} or a doubleword to \c{EAX} instead of a byte to
12132 \c{AL}, and increment or decrement the addressing registers by 2 or
12133 4 instead of 1.
12134
12135 The \c{REPE} and \c{REPNE} prefixes (equivalently, \c{REPZ} and
12136 \c{REPNZ}) may be used to repeat the instruction up to \c{CX} (or
12137 \c{ECX} - again, the address size chooses which) times until the
12138 first unequal or equal byte is found.
12139
12140
12141 \S{insSETcc} \i\c{SETcc}: Set Register from Condition
12142
12143 \c SETcc r/m8                    ; 0F 90+cc /2          [386]
12144
12145 \c{SETcc} sets the given 8-bit operand to zero if its condition is
12146 not satisfied, and to 1 if it is.
12147
12148
12149 \S{insSFENCE} \i\c{SFENCE}: Store Fence
12150
12151 \c SFENCE                 ; 0F AE /7               [KATMAI]
12152
12153 \c{SFENCE} performs a serialising operation on all writes to memory
12154 that were issued before the \c{SFENCE} instruction. This guarantees that
12155 all memory writes before the \c{SFENCE} instruction are visible before any
12156 writes after the \c{SFENCE} instruction.
12157
12158 \c{SFENCE} is ordered respective to other \c{SFENCE} instruction, \c{MFENCE},
12159 any memory write and any other serialising instruction (such as \c{CPUID}).
12160
12161 Weakly ordered memory types can be used to achieve higher processor
12162 performance through such techniques as out-of-order issue,
12163 write-combining, and write-collapsing. The degree to which a consumer
12164 of data recognizes or knows that the data is weakly ordered varies
12165 among applications and may be unknown to the producer of this data.
12166 The \c{SFENCE} instruction provides a performance-efficient way of
12167 insuring store ordering between routines that produce weakly-ordered
12168 results and routines that consume this data.
12169
12170 \c{SFENCE} uses the following ModRM encoding:
12171
12172 \c           Mod (7:6)        = 11B
12173 \c           Reg/Opcode (5:3) = 111B
12174 \c           R/M (2:0)        = 000B
12175
12176 All other ModRM encodings are defined to be reserved, and use
12177 of these encodings risks incompatibility with future processors.
12178
12179 See also \c{LFENCE} (\k{insLFENCE}) and \c{MFENCE} (\k{insMFENCE}).
12180
12181
12182 \S{insSGDT} \i\c{SGDT}, \i\c{SIDT}, \i\c{SLDT}: Store Descriptor Table Pointers
12183
12184 \c SGDT mem                      ; 0F 01 /0             [286,PRIV]
12185 \c SIDT mem                      ; 0F 01 /1             [286,PRIV]
12186 \c SLDT r/m16                    ; 0F 00 /0             [286,PRIV]
12187
12188 \c{SGDT} and \c{SIDT} both take a 6-byte memory area as an operand:
12189 they store the contents of the GDTR (global descriptor table
12190 register) or IDTR (interrupt descriptor table register) into that
12191 area as a 32-bit linear address and a 16-bit size limit from that
12192 area (in that order). These are the only instructions which directly
12193 use \e{linear} addresses, rather than segment/offset pairs.
12194
12195 \c{SLDT} stores the segment selector corresponding to the LDT (local
12196 descriptor table) into the given operand.
12197
12198 See also \c{LGDT}, \c{LIDT} and \c{LLDT} (\k{insLGDT}).
12199
12200
12201 \S{insSHL} \i\c{SHL}, \i\c{SHR}: Bitwise Logical Shifts
12202
12203 \c SHL r/m8,1                    ; D0 /4                [8086]
12204 \c SHL r/m8,CL                   ; D2 /4                [8086]
12205 \c SHL r/m8,imm8                 ; C0 /4 ib             [186]
12206 \c SHL r/m16,1                   ; o16 D1 /4            [8086]
12207 \c SHL r/m16,CL                  ; o16 D3 /4            [8086]
12208 \c SHL r/m16,imm8                ; o16 C1 /4 ib         [186]
12209 \c SHL r/m32,1                   ; o32 D1 /4            [386]
12210 \c SHL r/m32,CL                  ; o32 D3 /4            [386]
12211 \c SHL r/m32,imm8                ; o32 C1 /4 ib         [386]
12212
12213 \c SHR r/m8,1                    ; D0 /5                [8086]
12214 \c SHR r/m8,CL                   ; D2 /5                [8086]
12215 \c SHR r/m8,imm8                 ; C0 /5 ib             [186]
12216 \c SHR r/m16,1                   ; o16 D1 /5            [8086]
12217 \c SHR r/m16,CL                  ; o16 D3 /5            [8086]
12218 \c SHR r/m16,imm8                ; o16 C1 /5 ib         [186]
12219 \c SHR r/m32,1                   ; o32 D1 /5            [386]
12220 \c SHR r/m32,CL                  ; o32 D3 /5            [386]
12221 \c SHR r/m32,imm8                ; o32 C1 /5 ib         [386]
12222
12223 \c{SHL} and \c{SHR} perform a logical shift operation on the given
12224 source/destination (first) operand. The vacated bits are filled with
12225 zero.
12226
12227 A synonym for \c{SHL} is \c{SAL} (see \k{insSAL}). NASM will
12228 assemble either one to the same code, but NDISASM will always
12229 disassemble that code as \c{SHL}.
12230
12231 The number of bits to shift by is given by the second operand. Only
12232 the bottom five bits of the shift count are considered by processors
12233 above the 8086.
12234
12235 You can force the longer (286 and upwards, beginning with a \c{C1}
12236 byte) form of \c{SHL foo,1} by using a \c{BYTE} prefix: \c{SHL
12237 foo,BYTE 1}. Similarly with \c{SHR}.
12238
12239
12240 \S{insSHLD} \i\c{SHLD}, \i\c{SHRD}: Bitwise Double-Precision Shifts
12241
12242 \c SHLD r/m16,reg16,imm8         ; o16 0F A4 /r ib      [386]
12243 \c SHLD r/m16,reg32,imm8         ; o32 0F A4 /r ib      [386]
12244 \c SHLD r/m16,reg16,CL           ; o16 0F A5 /r         [386]
12245 \c SHLD r/m16,reg32,CL           ; o32 0F A5 /r         [386]
12246
12247 \c SHRD r/m16,reg16,imm8         ; o16 0F AC /r ib      [386]
12248 \c SHRD r/m32,reg32,imm8         ; o32 0F AC /r ib      [386]
12249 \c SHRD r/m16,reg16,CL           ; o16 0F AD /r         [386]
12250 \c SHRD r/m32,reg32,CL           ; o32 0F AD /r         [386]
12251
12252 \b \c{SHLD} performs a double-precision left shift. It notionally
12253 places its second operand to the right of its first, then shifts
12254 the entire bit string thus generated to the left by a number of
12255 bits specified in the third operand. It then updates only the
12256 \e{first} operand according to the result of this. The second
12257 operand is not modified.
12258
12259 \b \c{SHRD} performs the corresponding right shift: it notionally
12260 places the second operand to the \e{left} of the first, shifts the
12261 whole bit string right, and updates only the first operand.
12262
12263 For example, if \c{EAX} holds \c{0x01234567} and \c{EBX} holds
12264 \c{0x89ABCDEF}, then the instruction \c{SHLD EAX,EBX,4} would update
12265 \c{EAX} to hold \c{0x12345678}. Under the same conditions, \c{SHRD
12266 EAX,EBX,4} would update \c{EAX} to hold \c{0xF0123456}.
12267
12268 The number of bits to shift by is given by the third operand. Only
12269 the bottom five bits of the shift count are considered.
12270
12271
12272 \S{insSHUFPD} \i\c{SHUFPD}: Shuffle Packed Double-Precision FP Values
12273
12274 \c SHUFPD xmm1,xmm2/m128,imm8    ; 66 0F C6 /r ib  [WILLAMETTE,SSE2]
12275
12276 \c{SHUFPD} moves one of the packed double-precision FP values from
12277 the destination operand into the low quadword of the destination
12278 operand; the upper quadword is generated by moving one of the
12279 double-precision FP values from the source operand into the
12280 destination. The select (third) operand selects which of the values
12281 are moved to the destination register.
12282
12283 The select operand is an 8-bit immediate: bit 0 selects which value
12284 is moved from the destination operand to the result (where 0 selects
12285 the low quadword and 1 selects the high quadword) and bit 1 selects
12286 which value is moved from the source operand to the result.
12287 Bits 2 through 7 of the shuffle operand are reserved.
12288
12289
12290 \S{insSHUFPS} \i\c{SHUFPS}: Shuffle Packed Single-Precision FP Values
12291
12292 \c SHUFPS xmm1,xmm2/m128,imm8    ; 0F C6 /r ib     [KATMAI,SSE]
12293
12294 \c{SHUFPS} moves two of the packed single-precision FP values from
12295 the destination operand into the low quadword of the destination
12296 operand; the upper quadword is generated by moving two of the
12297 single-precision FP values from the source operand into the
12298 destination. The select (third) operand selects which of the
12299 values are moved to the destination register.
12300
12301 The select operand is an 8-bit immediate: bits 0 and 1 select the
12302 value to be moved from the destination operand the low doubleword of
12303 the result, bits 2 and 3 select the value to be moved from the
12304 destination operand the second doubleword of the result, bits 4 and
12305 5 select the value to be moved from the source operand the third
12306 doubleword of the result, and bits 6 and 7 select the value to be
12307 moved from the source operand to the high doubleword of the result.
12308
12309
12310 \S{insSMI} \i\c{SMI}: System Management Interrupt
12311
12312 \c SMI                           ; F1                   [386,UNDOC]
12313
12314 \c{SMI} puts some AMD processors into SMM mode. It is available on some
12315 386 and 486 processors, and is only available when DR7 bit 12 is set,
12316 otherwise it generates an Int 1.
12317
12318
12319 \S{insSMINT} \i\c{SMINT}, \i\c{SMINTOLD}: Software SMM Entry (CYRIX)
12320
12321 \c SMINT                         ; 0F 38                [PENT,CYRIX]
12322 \c SMINTOLD                      ; 0F 7E                [486,CYRIX]
12323
12324 \c{SMINT} puts the processor into SMM mode. The CPU state information is
12325 saved in the SMM memory header, and then execution begins at the SMM base
12326 address.
12327
12328 \c{SMINTOLD} is the same as \c{SMINT}, but was the opcode used on the 486.
12329
12330 This pair of opcodes are specific to the Cyrix and compatible range of
12331 processors (Cyrix, IBM, Via).
12332
12333
12334 \S{insSMSW} \i\c{SMSW}: Store Machine Status Word
12335
12336 \c SMSW r/m16                    ; 0F 01 /4             [286,PRIV]
12337
12338 \c{SMSW} stores the bottom half of the \c{CR0} control register (or
12339 the Machine Status Word, on 286 processors) into the destination
12340 operand. See also \c{LMSW} (\k{insLMSW}).
12341
12342 For 32-bit code, this would use the low 16-bits of the specified
12343 register (or a 16bit memory location), without needing an operand
12344 size override byte.
12345
12346
12347 \S{insSQRTPD} \i\c{SQRTPD}: Packed Double-Precision FP Square Root
12348
12349 \c SQRTPD xmm1,xmm2/m128         ; 66 0F 51 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
12350
12351 \c{SQRTPD} calculates the square root of the packed double-precision
12352 FP value from the source operand, and stores the double-precision
12353 results in the destination register.
12354
12355
12356 \S{insSQRTPS} \i\c{SQRTPS}: Packed Single-Precision FP Square Root
12357
12358 \c SQRTPS xmm1,xmm2/m128         ; 0F 51 /r        [KATMAI,SSE]
12359
12360 \c{SQRTPS} calculates the square root of the packed single-precision
12361 FP value from the source operand, and stores the single-precision
12362 results in the destination register.
12363
12364
12365 \S{insSQRTSD} \i\c{SQRTSD}: Scalar Double-Precision FP Square Root
12366
12367 \c SQRTSD xmm1,xmm2/m128         ; F2 0F 51 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
12368
12369 \c{SQRTSD} calculates the square root of the low-order double-precision
12370 FP value from the source operand, and stores the double-precision
12371 result in the destination register. The high-quadword remains unchanged.
12372
12373
12374 \S{insSQRTSS} \i\c{SQRTSS}: Scalar Single-Precision FP Square Root
12375
12376 \c SQRTSS xmm1,xmm2/m128         ; F3 0F 51 /r     [KATMAI,SSE]
12377
12378 \c{SQRTSS} calculates the square root of the low-order single-precision
12379 FP value from the source operand, and stores the single-precision
12380 result in the destination register. The three high doublewords remain
12381 unchanged.
12382
12383
12384 \S{insSTC} \i\c{STC}, \i\c{STD}, \i\c{STI}: Set Flags
12385
12386 \c STC                           ; F9                   [8086]
12387 \c STD                           ; FD                   [8086]
12388 \c STI                           ; FB                   [8086]
12389
12390 These instructions set various flags. \c{STC} sets the carry flag;
12391 \c{STD} sets the direction flag; and \c{STI} sets the interrupt flag
12392 (thus enabling interrupts).
12393
12394 To clear the carry, direction, or interrupt flags, use the \c{CLC},
12395 \c{CLD} and \c{CLI} instructions (\k{insCLC}). To invert the carry
12396 flag, use \c{CMC} (\k{insCMC}).
12397
12398
12399 \S{insSTMXCSR} \i\c{STMXCSR}: Store Streaming SIMD Extension
12400  Control/Status
12401
12402 \c STMXCSR m32                   ; 0F AE /3        [KATMAI,SSE]
12403
12404 \c{STMXCSR} stores the contents of the \c{MXCSR} control/status
12405 register to the specified memory location. \c{MXCSR} is used to
12406 enable masked/unmasked exception handling, to set rounding modes,
12407 to set flush-to-zero mode, and to view exception status flags.
12408 The reserved bits in the \c{MXCSR} register are stored as 0s.
12409
12410 For details of the \c{MXCSR} register, see the Intel processor docs.
12411
12412 See also \c{LDMXCSR} (\k{insLDMXCSR}).
12413
12414
12415 \S{insSTOSB} \i\c{STOSB}, \i\c{STOSW}, \i\c{STOSD}: Store Byte to String
12416
12417 \c STOSB                         ; AA                   [8086]
12418 \c STOSW                         ; o16 AB               [8086]
12419 \c STOSD                         ; o32 AB               [386]
12420
12421 \c{STOSB} stores the byte in \c{AL} at \c{[ES:DI]} or \c{[ES:EDI]},
12422 and sets the flags accordingly. It then increments or decrements
12423 (depending on the direction flag: increments if the flag is clear,
12424 decrements if it is set) \c{DI} (or \c{EDI}).
12425
12426 The register used is \c{DI} if the address size is 16 bits, and
12427 \c{EDI} if it is 32 bits. If you need to use an address size not
12428 equal to the current \c{BITS} setting, you can use an explicit
12429 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
12430
12431 Segment override prefixes have no effect for this instruction: the
12432 use of \c{ES} for the store to \c{[DI]} or \c{[EDI]} cannot be
12433 overridden.
12434
12435 \c{STOSW} and \c{STOSD} work in the same way, but they store the
12436 word in \c{AX} or the doubleword in \c{EAX} instead of the byte in
12437 \c{AL}, and increment or decrement the addressing registers by 2 or
12438 4 instead of 1.
12439
12440 The \c{REP} prefix may be used to repeat the instruction \c{CX} (or
12441 \c{ECX} - again, the address size chooses which) times.
12442
12443
12444 \S{insSTR} \i\c{STR}: Store Task Register
12445
12446 \c STR r/m16                     ; 0F 00 /1             [286,PRIV]
12447
12448 \c{STR} stores the segment selector corresponding to the contents of
12449 the Task Register into its operand. When the operand size is a 16-bit
12450 register, the upper 16-bits are cleared to 0s. When the destination
12451 operand is a memory location, 16 bits are written regardless of the
12452 operand size.
12453
12454
12455 \S{insSUB} \i\c{SUB}: Subtract Integers
12456
12457 \c SUB r/m8,reg8                 ; 28 /r                [8086]
12458 \c SUB r/m16,reg16               ; o16 29 /r            [8086]
12459 \c SUB r/m32,reg32               ; o32 29 /r            [386]
12460
12461 \c SUB reg8,r/m8                 ; 2A /r                [8086]
12462 \c SUB reg16,r/m16               ; o16 2B /r            [8086]
12463 \c SUB reg32,r/m32               ; o32 2B /r            [386]
12464
12465 \c SUB r/m8,imm8                 ; 80 /5 ib             [8086]
12466 \c SUB r/m16,imm16               ; o16 81 /5 iw         [8086]
12467 \c SUB r/m32,imm32               ; o32 81 /5 id         [386]
12468
12469 \c SUB r/m16,imm8                ; o16 83 /5 ib         [8086]
12470 \c SUB r/m32,imm8                ; o32 83 /5 ib         [386]
12471
12472 \c SUB AL,imm8                   ; 2C ib                [8086]
12473 \c SUB AX,imm16                  ; o16 2D iw            [8086]
12474 \c SUB EAX,imm32                 ; o32 2D id            [386]
12475
12476 \c{SUB} performs integer subtraction: it subtracts its second
12477 operand from its first, and leaves the result in its destination
12478 (first) operand. The flags are set according to the result of the
12479 operation: in particular, the carry flag is affected and can be used
12480 by a subsequent \c{SBB} instruction (\k{insSBB}).
12481
12482 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
12483 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
12484 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
12485 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
12486 form of the instruction.
12487
12488
12489 \S{insSUBPD} \i\c{SUBPD}: Packed Double-Precision FP Subtract
12490
12491 \c SUBPD xmm1,xmm2/m128          ; 66 0F 5C /r     [WILLAMETTE,SSE2]
12492
12493 \c{SUBPD} subtracts the packed double-precision FP values of
12494 the source operand from those of the destination operand, and
12495 stores the result in the destination operation.
12496
12497
12498 \S{insSUBPS} \i\c{SUBPS}: Packed Single-Precision FP Subtract
12499
12500 \c SUBPS xmm1,xmm2/m128          ; 0F 5C /r        [KATMAI,SSE]
12501
12502 \c{SUBPS} subtracts the packed single-precision FP values of
12503 the source operand from those of the destination operand, and
12504 stores the result in the destination operation.
12505
12506
12507 \S{insSUBSD} \i\c{SUBSD}: Scalar Single-FP Subtract
12508
12509 \c SUBSD xmm1,xmm2/m128          ; F2 0F 5C /r     [WILLAMETTE,SSE2]
12510
12511 \c{SUBSD} subtracts the low-order double-precision FP value of
12512 the source operand from that of the destination operand, and
12513 stores the result in the destination operation. The high
12514 quadword is unchanged.
12515
12516
12517 \S{insSUBSS} \i\c{SUBSS}: Scalar Single-FP Subtract
12518
12519 \c SUBSS xmm1,xmm2/m128          ; F3 0F 5C /r     [KATMAI,SSE]
12520
12521 \c{SUBSS} subtracts the low-order single-precision FP value of
12522 the source operand from that of the destination operand, and
12523 stores the result in the destination operation. The three high
12524 doublewords are unchanged.
12525
12526
12527 \S{insSVDC} \i\c{SVDC}: Save Segment Register and Descriptor
12528
12529 \c SVDC m80,segreg               ; 0F 78 /r        [486,CYRIX,SMM]
12530
12531 \c{SVDC} saves a segment register (DS, ES, FS, GS, or SS) and its
12532 descriptor to mem80.
12533
12534
12535 \S{insSVLDT} \i\c{SVLDT}: Save LDTR and Descriptor
12536
12537 \c SVLDT m80                     ; 0F 7A /0        [486,CYRIX,SMM]
12538
12539 \c{SVLDT} saves the Local Descriptor Table (LDTR) to mem80.
12540
12541
12542 \S{insSVTS} \i\c{SVTS}: Save TSR and Descriptor
12543
12544 \c SVTS m80                      ; 0F 7C /0        [486,CYRIX,SMM]
12545
12546 \c{SVTS} saves the Task State Register (TSR) to mem80.
12547
12548
12549 \S{insSYSCALL} \i\c{SYSCALL}: Call Operating System
12550
12551 \c SYSCALL                       ; 0F 05                [P6,AMD]
12552
12553 \c{SYSCALL} provides a fast method of transferring control to a fixed
12554 entry point in an operating system.
12555
12556 \b The \c{EIP} register is copied into the \c{ECX} register.
12557
12558 \b Bits [31-0] of the 64-bit SYSCALL/SYSRET Target Address Register
12559 (\c{STAR}) are copied into the \c{EIP} register.
12560
12561 \b Bits [47-32] of the \c{STAR} register specify the selector that is
12562 copied into the \c{CS} register.
12563
12564 \b Bits [47-32]+1000b of the \c{STAR} register specify the selector that
12565 is copied into the SS register.
12566
12567 The \c{CS} and \c{SS} registers should not be modified by the operating
12568 system between the execution of the \c{SYSCALL} instruction and its
12569 corresponding \c{SYSRET} instruction.
12570
12571 For more information, see the \c{SYSCALL and SYSRET Instruction Specification}
12572 (AMD document number 21086.pdf).
12573
12574
12575 \S{insSYSENTER} \i\c{SYSENTER}: Fast System Call
12576
12577 \c SYSENTER                      ; 0F 34                [P6]
12578
12579 \c{SYSENTER} executes a fast call to a level 0 system procedure or
12580 routine. Before using this instruction, various MSRs need to be set
12581 up:
12582
12583 \b \c{SYSENTER_CS_MSR} contains the 32-bit segment selector for the
12584 privilege level 0 code segment. (This value is also used to compute
12585 the segment selector of the privilege level 0 stack segment.)
12586
12587 \b \c{SYSENTER_EIP_MSR} contains the 32-bit offset into the privilege
12588 level 0 code segment to the first instruction of the selected operating
12589 procedure or routine.
12590
12591 \b \c{SYSENTER_ESP_MSR} contains the 32-bit stack pointer for the
12592 privilege level 0 stack.
12593
12594 \c{SYSENTER} performs the following sequence of operations:
12595
12596 \b Loads the segment selector from the \c{SYSENTER_CS_MSR} into the
12597 \c{CS} register.
12598
12599 \b Loads the instruction pointer from the \c{SYSENTER_EIP_MSR} into
12600 the \c{EIP} register.
12601
12602 \b Adds 8 to the value in \c{SYSENTER_CS_MSR} and loads it into the
12603 \c{SS} register.
12604
12605 \b Loads the stack pointer from the \c{SYSENTER_ESP_MSR} into the
12606 \c{ESP} register.
12607
12608 \b Switches to privilege level 0.
12609
12610 \b Clears the \c{VM} flag in the \c{EFLAGS} register, if the flag
12611 is set.
12612
12613 \b Begins executing the selected system procedure.
12614
12615 In particular, note that this instruction des not save the values of
12616 \c{CS} or \c{(E)IP}. If you need to return to the calling code, you
12617 need to write your code to cater for this.
12618
12619 For more information, see the Intel Architecture Software Developer's
12620 Manual, Volume 2.
12621
12622
12623 \S{insSYSEXIT} \i\c{SYSEXIT}: Fast Return From System Call
12624
12625 \c SYSEXIT                       ; 0F 35                [P6,PRIV]
12626
12627 \c{SYSEXIT} executes a fast return to privilege level 3 user code.
12628 This instruction is a companion instruction to the \c{SYSENTER}
12629 instruction, and can only be executed by privilege level 0 code.
12630 Various registers need to be set up before calling this instruction:
12631
12632 \b \c{SYSENTER_CS_MSR} contains the 32-bit segment selector for the
12633 privilege level 0 code segment in which the processor is currently
12634 executing. (This value is used to compute the segment selectors for
12635 the privilege level 3 code and stack segments.)
12636
12637 \b \c{EDX} contains the 32-bit offset into the privilege level 3 code
12638 segment to the first instruction to be executed in the user code.
12639
12640 \b \c{ECX} contains the 32-bit stack pointer for the privilege level 3
12641 stack.
12642
12643 \c{SYSEXIT} performs the following sequence of operations:
12644
12645 \b Adds 16 to the value in \c{SYSENTER_CS_MSR} and loads the sum into
12646 the \c{CS} selector register.
12647
12648 \b Loads the instruction pointer from the \c{EDX} register into the
12649 \c{EIP} register.
12650
12651 \b Adds 24 to the value in \c{SYSENTER_CS_MSR} and loads the sum
12652 into the \c{SS} selector register.
12653
12654 \b Loads the stack pointer from the \c{ECX} register into the \c{ESP}
12655 register.
12656
12657 \b Switches to privilege level 3.
12658
12659 \b Begins executing the user code at the \c{EIP} address.
12660
12661 For more information on the use of the \c{SYSENTER} and \c{SYSEXIT}
12662 instructions, see the Intel Architecture Software Developer's
12663 Manual, Volume 2.
12664
12665
12666 \S{insSYSRET} \i\c{SYSRET}: Return From Operating System
12667
12668 \c SYSRET                        ; 0F 07                [P6,AMD,PRIV]
12669
12670 \c{SYSRET} is the return instruction used in conjunction with the
12671 \c{SYSCALL} instruction to provide fast entry/exit to an operating system.
12672
12673 \b The \c{ECX} register, which points to the next sequential instruction
12674 after the corresponding \c{SYSCALL} instruction, is copied into the \c{EIP}
12675 register.
12676
12677 \b Bits [63-48] of the \c{STAR} register specify the selector that is copied
12678 into the \c{CS} register.
12679
12680 \b Bits [63-48]+1000b of the \c{STAR} register specify the selector that is
12681 copied into the \c{SS} register.
12682
12683 \b Bits [1-0] of the \c{SS} register are set to 11b (RPL of 3) regardless of
12684 the value of bits [49-48] of the \c{STAR} register.
12685
12686 The \c{CS} and \c{SS} registers should not be modified by the operating
12687 system between the execution of the \c{SYSCALL} instruction and its
12688 corresponding \c{SYSRET} instruction.
12689
12690 For more information, see the \c{SYSCALL and SYSRET Instruction Specification}
12691 (AMD document number 21086.pdf).
12692
12693
12694 \S{insTEST} \i\c{TEST}: Test Bits (notional bitwise AND)
12695
12696 \c TEST r/m8,reg8                ; 84 /r                [8086]
12697 \c TEST r/m16,reg16              ; o16 85 /r            [8086]
12698 \c TEST r/m32,reg32              ; o32 85 /r            [386]
12699
12700 \c TEST r/m8,imm8                ; F6 /0 ib             [8086]
12701 \c TEST r/m16,imm16              ; o16 F7 /0 iw         [8086]
12702 \c TEST r/m32,imm32              ; o32 F7 /0 id         [386]
12703
12704 \c TEST AL,imm8                  ; A8 ib                [8086]
12705 \c TEST AX,imm16                 ; o16 A9 iw            [8086]
12706 \c TEST EAX,imm32                ; o32 A9 id            [386]
12707
12708 \c{TEST} performs a `mental' bitwise AND of its two operands, and
12709 affects the flags as if the operation had taken place, but does not
12710 store the result of the operation anywhere.
12711
12712
12713 \S{insUCOMISD} \i\c{UCOMISD}: Unordered Scalar Double-Precision FP
12714 compare and set EFLAGS
12715
12716 \c UCOMISD xmm1,xmm2/m128        ; 66 0F 2E /r     [WILLAMETTE,SSE2]
12717
12718 \c{UCOMISD} compares the low-order double-precision FP numbers in the
12719 two operands, and sets the \c{ZF}, \c{PF} and \c{CF} bits in the
12720 \c{EFLAGS} register. In addition, the \c{OF}, \c{SF} and \c{AF} bits
12721 in the \c{EFLAGS} register are zeroed out. The unordered predicate
12722 (\c{ZF}, \c{PF} and \c{CF} all set) is returned if either source
12723 operand is a \c{NaN} (\c{qNaN} or \c{sNaN}).
12724
12725
12726 \S{insUCOMISS} \i\c{UCOMISS}: Unordered Scalar Single-Precision FP
12727 compare and set EFLAGS
12728
12729 \c UCOMISS xmm1,xmm2/m128        ; 0F 2E /r        [KATMAI,SSE]
12730
12731 \c{UCOMISS} compares the low-order single-precision FP numbers in the
12732 two operands, and sets the \c{ZF}, \c{PF} and \c{CF} bits in the
12733 \c{EFLAGS} register. In addition, the \c{OF}, \c{SF} and \c{AF} bits
12734 in the \c{EFLAGS} register are zeroed out. The unordered predicate
12735 (\c{ZF}, \c{PF} and \c{CF} all set) is returned if either source
12736 operand is a \c{NaN} (\c{qNaN} or \c{sNaN}).
12737
12738
12739 \S{insUD2} \i\c{UD0}, \i\c{UD1}, \i\c{UD2}: Undefined Instruction
12740
12741 \c UD0                           ; 0F FF                [186,UNDOC]
12742 \c UD1                           ; 0F B9                [186,UNDOC]
12743 \c UD2                           ; 0F 0B                [186]
12744
12745 \c{UDx} can be used to generate an invalid opcode exception, for testing
12746 purposes.
12747
12748 \c{UD0} is specifically documented by AMD as being reserved for this
12749 purpose.
12750
12751 \c{UD1} is documented by Intel as being available for this purpose.
12752
12753 \c{UD2} is specifically documented by Intel as being reserved for this
12754 purpose. Intel document this as the preferred method of generating an
12755 invalid opcode exception.
12756
12757 All these opcodes can be used to generate invalid opcode exceptions on
12758 all currently available processors.
12759
12760
12761 \S{insUMOV} \i\c{UMOV}: User Move Data
12762
12763 \c UMOV r/m8,reg8                ; 0F 10 /r             [386,UNDOC]
12764 \c UMOV r/m16,reg16              ; o16 0F 11 /r         [386,UNDOC]
12765 \c UMOV r/m32,reg32              ; o32 0F 11 /r         [386,UNDOC]
12766
12767 \c UMOV reg8,r/m8                ; 0F 12 /r             [386,UNDOC]
12768 \c UMOV reg16,r/m16              ; o16 0F 13 /r         [386,UNDOC]
12769 \c UMOV reg32,r/m32              ; o32 0F 13 /r         [386,UNDOC]
12770
12771 This undocumented instruction is used by in-circuit emulators to
12772 access user memory (as opposed to host memory). It is used just like
12773 an ordinary memory/register or register/register \c{MOV}
12774 instruction, but accesses user space.
12775
12776 This instruction is only available on some AMD and IBM 386 and 486
12777 processors.
12778
12779
12780 \S{insUNPCKHPD} \i\c{UNPCKHPD}: Unpack and Interleave High Packed
12781 Double-Precision FP Values
12782
12783 \c UNPCKHPD xmm1,xmm2/m128       ; 66 0F 15 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
12784
12785 \c{UNPCKHPD} performs an interleaved unpack of the high-order data
12786 elements of the source and destination operands, saving the result
12787 in \c{xmm1}. It ignores the lower half of the sources.
12788
12789 The operation of this instruction is:
12790
12791 \c    dst[63-0]   := dst[127-64];
12792 \c    dst[127-64] := src[127-64].
12793
12794
12795 \S{insUNPCKHPS} \i\c{UNPCKHPS}: Unpack and Interleave High Packed
12796 Single-Precision FP Values
12797
12798 \c UNPCKHPS xmm1,xmm2/m128       ; 0F 15 /r        [KATMAI,SSE]
12799
12800 \c{UNPCKHPS} performs an interleaved unpack of the high-order data
12801 elements of the source and destination operands, saving the result
12802 in \c{xmm1}. It ignores the lower half of the sources.
12803
12804 The operation of this instruction is:
12805
12806 \c    dst[31-0]   := dst[95-64];
12807 \c    dst[63-32]  := src[95-64];
12808 \c    dst[95-64]  := dst[127-96];
12809 \c    dst[127-96] := src[127-96].
12810
12811
12812 \S{insUNPCKLPD} \i\c{UNPCKLPD}: Unpack and Interleave Low Packed
12813 Double-Precision FP Data
12814
12815 \c UNPCKLPD xmm1,xmm2/m128       ; 66 0F 14 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
12816
12817 \c{UNPCKLPD} performs an interleaved unpack of the low-order data
12818 elements of the source and destination operands, saving the result
12819 in \c{xmm1}. It ignores the lower half of the sources.
12820
12821 The operation of this instruction is:
12822
12823 \c    dst[63-0]   := dst[63-0];
12824 \c    dst[127-64] := src[63-0].
12825
12826
12827 \S{insUNPCKLPS} \i\c{UNPCKLPS}: Unpack and Interleave Low Packed
12828 Single-Precision FP Data
12829
12830 \c UNPCKLPS xmm1,xmm2/m128       ; 0F 14 /r        [KATMAI,SSE]
12831
12832 \c{UNPCKLPS} performs an interleaved unpack of the low-order data
12833 elements of the source and destination operands, saving the result
12834 in \c{xmm1}. It ignores the lower half of the sources.
12835
12836 The operation of this instruction is:
12837
12838 \c    dst[31-0]   := dst[31-0];
12839 \c    dst[63-32]  := src[31-0];
12840 \c    dst[95-64]  := dst[63-32];
12841 \c    dst[127-96] := src[63-32].
12842
12843
12844 \S{insVERR} \i\c{VERR}, \i\c{VERW}: Verify Segment Readability/Writability
12845
12846 \c VERR r/m16                    ; 0F 00 /4             [286,PRIV]
12847
12848 \c VERW r/m16                    ; 0F 00 /5             [286,PRIV]
12849
12850 \b \c{VERR} sets the zero flag if the segment specified by the selector
12851 in its operand can be read from at the current privilege level.
12852 Otherwise it is cleared.
12853
12854 \b \c{VERW} sets the zero flag if the segment can be written.
12855
12856
12857 \S{insWAIT} \i\c{WAIT}: Wait for Floating-Point Processor
12858
12859 \c WAIT                          ; 9B                   [8086]
12860 \c FWAIT                         ; 9B                   [8086]
12861
12862 \c{WAIT}, on 8086 systems with a separate 8087 FPU, waits for the
12863 FPU to have finished any operation it is engaged in before
12864 continuing main processor operations, so that (for example) an FPU
12865 store to main memory can be guaranteed to have completed before the
12866 CPU tries to read the result back out.
12867
12868 On higher processors, \c{WAIT} is unnecessary for this purpose, and
12869 it has the alternative purpose of ensuring that any pending unmasked
12870 FPU exceptions have happened before execution continues.
12871
12872
12873 \S{insWBINVD} \i\c{WBINVD}: Write Back and Invalidate Cache
12874
12875 \c WBINVD                        ; 0F 09                [486]
12876
12877 \c{WBINVD} invalidates and empties the processor's internal caches,
12878 and causes the processor to instruct external caches to do the same.
12879 It writes the contents of the caches back to memory first, so no
12880 data is lost. To flush the caches quickly without bothering to write
12881 the data back first, use \c{INVD} (\k{insINVD}).
12882
12883
12884 \S{insWRMSR} \i\c{WRMSR}: Write Model-Specific Registers
12885
12886 \c WRMSR                         ; 0F 30                [PENT]
12887
12888 \c{WRMSR} writes the value in \c{EDX:EAX} to the processor
12889 Model-Specific Register (MSR) whose index is stored in \c{ECX}.
12890 See also \c{RDMSR} (\k{insRDMSR}).
12891
12892
12893 \S{insWRSHR} \i\c{WRSHR}: Write SMM Header Pointer Register
12894
12895 \c WRSHR r/m32                   ; 0F 37 /0        [386,CYRIX,SMM]
12896
12897 \c{WRSHR} loads the contents of either a 32-bit memory location or a
12898 32-bit register into the SMM header pointer register.
12899
12900 See also \c{RDSHR} (\k{insRDSHR}).
12901
12902
12903 \S{insXADD} \i\c{XADD}: Exchange and Add
12904
12905 \c XADD r/m8,reg8                ; 0F C0 /r             [486]
12906 \c XADD r/m16,reg16              ; o16 0F C1 /r         [486]
12907 \c XADD r/m32,reg32              ; o32 0F C1 /r         [486]
12908
12909 \c{XADD} exchanges the values in its two operands, and then adds
12910 them together and writes the result into the destination (first)
12911 operand. This instruction can be used with a \c{LOCK} prefix for
12912 multi-processor synchronisation purposes.
12913
12914
12915 \S{insXBTS} \i\c{XBTS}: Extract Bit String
12916
12917 \c XBTS reg16,r/m16              ; o16 0F A6 /r         [386,UNDOC]
12918 \c XBTS reg32,r/m32              ; o32 0F A6 /r         [386,UNDOC]
12919
12920 The implied operation of this instruction is:
12921
12922 \c XBTS r/m16,reg16,AX,CL
12923 \c XBTS r/m32,reg32,EAX,CL
12924
12925 Writes a bit string from the source operand to the destination. \c{CL}
12926 indicates the number of bits to be copied, and \c{(E)AX} indicates the
12927 low order bit offset in the source. The bits are written to the low
12928 order bits of the destination register. For example, if \c{CL} is set
12929 to 4 and \c{AX} (for 16-bit code) is set to 5, bits 5-8 of \c{src} will
12930 be copied to bits 0-3 of \c{dst}. This instruction is very poorly
12931 documented, and I have been unable to find any official source of
12932 documentation on it.
12933
12934 \c{XBTS} is supported only on the early Intel 386s, and conflicts with
12935 the opcodes for \c{CMPXCHG486} (on early Intel 486s). NASM supports it
12936 only for completeness. Its counterpart is \c{IBTS} (see \k{insIBTS}).
12937
12938
12939 \S{insXCHG} \i\c{XCHG}: Exchange
12940
12941 \c XCHG reg8,r/m8                ; 86 /r                [8086]
12942 \c XCHG reg16,r/m8               ; o16 87 /r            [8086]
12943 \c XCHG reg32,r/m32              ; o32 87 /r            [386]
12944
12945 \c XCHG r/m8,reg8                ; 86 /r                [8086]
12946 \c XCHG r/m16,reg16              ; o16 87 /r            [8086]
12947 \c XCHG r/m32,reg32              ; o32 87 /r            [386]
12948
12949 \c XCHG AX,reg16                 ; o16 90+r             [8086]
12950 \c XCHG EAX,reg32                ; o32 90+r             [386]
12951 \c XCHG reg16,AX                 ; o16 90+r             [8086]
12952 \c XCHG reg32,EAX                ; o32 90+r             [386]
12953
12954 \c{XCHG} exchanges the values in its two operands. It can be used
12955 with a \c{LOCK} prefix for purposes of multi-processor
12956 synchronisation.
12957
12958 \c{XCHG AX,AX} or \c{XCHG EAX,EAX} (depending on the \c{BITS}
12959 setting) generates the opcode \c{90h}, and so is a synonym for
12960 \c{NOP} (\k{insNOP}).
12961
12962
12963 \S{insXLATB} \i\c{XLATB}: Translate Byte in Lookup Table
12964
12965 \c XLAT                          ; D7                   [8086]
12966 \c XLATB                         ; D7                   [8086]
12967
12968 \c{XLATB} adds the value in \c{AL}, treated as an unsigned byte, to
12969 \c{BX} or \c{EBX}, and loads the byte from the resulting address (in
12970 the segment specified by \c{DS}) back into \c{AL}.
12971
12972 The base register used is \c{BX} if the address size is 16 bits, and
12973 \c{EBX} if it is 32 bits. If you need to use an address size not
12974 equal to the current \c{BITS} setting, you can use an explicit
12975 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
12976
12977 The segment register used to load from \c{[BX+AL]} or \c{[EBX+AL]}
12978 can be overridden by using a segment register name as a prefix (for
12979 example, \c{es xlatb}).
12980
12981
12982 \S{insXOR} \i\c{XOR}: Bitwise Exclusive OR
12983
12984 \c XOR r/m8,reg8                 ; 30 /r                [8086]
12985 \c XOR r/m16,reg16               ; o16 31 /r            [8086]
12986 \c XOR r/m32,reg32               ; o32 31 /r            [386]
12987
12988 \c XOR reg8,r/m8                 ; 32 /r                [8086]
12989 \c XOR reg16,r/m16               ; o16 33 /r            [8086]
12990 \c XOR reg32,r/m32               ; o32 33 /r            [386]
12991
12992 \c XOR r/m8,imm8                 ; 80 /6 ib             [8086]
12993 \c XOR r/m16,imm16               ; o16 81 /6 iw         [8086]
12994 \c XOR r/m32,imm32               ; o32 81 /6 id         [386]
12995
12996 \c XOR r/m16,imm8                ; o16 83 /6 ib         [8086]
12997 \c XOR r/m32,imm8                ; o32 83 /6 ib         [386]
12998
12999 \c XOR AL,imm8                   ; 34 ib                [8086]
13000 \c XOR AX,imm16                  ; o16 35 iw            [8086]
13001 \c XOR EAX,imm32                 ; o32 35 id            [386]
13002
13003 \c{XOR} performs a bitwise XOR operation between its two operands
13004 (i.e. each bit of the result is 1 if and only if exactly one of the
13005 corresponding bits of the two inputs was 1), and stores the result
13006 in the destination (first) operand.
13007
13008 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
13009 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
13010 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
13011 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
13012 form of the instruction.
13013
13014 The \c{MMX} instruction \c{PXOR} (see \k{insPXOR}) performs the same
13015 operation on the 64-bit \c{MMX} registers.
13016
13017
13018 \S{insXORPD} \i\c{XORPD}: Bitwise Logical XOR of Double-Precision FP Values
13019
13020 \c XORPD xmm1,xmm2/m128          ; 66 0F 57 /r     [WILLAMETTE,SSE2]
13021
13022 \c{XORPD} returns a bit-wise logical XOR between the source and
13023 destination operands, storing the result in the destination operand.
13024
13025
13026 \S{insXORPS} \i\c{XORPS}: Bitwise Logical XOR of Single-Precision FP Values
13027
13028 \c XORPS xmm1,xmm2/m128          ; 0F 57 /r        [KATMAI,SSE]
13029
13030 \c{XORPS} returns a bit-wise logical XOR between the source and
13031 destination operands, storing the result in the destination operand.
13032
13033