NASM 0.98.18
[platform/upstream/nasm.git] / doc / nasmdoc.src
1 \# $Id$
2 \#
3 \# Source code to NASM documentation
4 \#
5 \IR{-D} \c{-D} option
6 \IR{-E} \c{-E} option
7 \IR{-I} \c{-I} option
8 \IR{-P} \c{-P} option
9 \IR{-U} \c{-U} option
10 \IR{-a} \c{-a} option
11 \IR{-d} \c{-d} option
12 \IR{-e} \c{-e} option
13 \IR{-f} \c{-f} option
14 \IR{-i} \c{-i} option
15 \IR{-l} \c{-l} option
16 \IR{-o} \c{-o} option
17 \IR{-p} \c{-p} option
18 \IR{-s} \c{-s} option
19 \IR{-u} \c{-u} option
20 \IR{-w} \c{-w} option
21 \IR{!=} \c{!=} operator
22 \IR{$ here} \c{$} Here token
23 \IR{$$} \c{$$} token
24 \IR{%} \c{%} operator
25 \IR{%%} \c{%%} operator
26 \IR{%+1} \c{%+1} and \c{%-1} syntax
27 \IA{%-1}{%+1}
28 \IR{%0} \c{%0} parameter count
29 \IR{&} \c{&} operator
30 \IR{&&} \c{&&} operator
31 \IR{*} \c{*} operator
32 \IR{..@} \c{..@} symbol prefix
33 \IR{/} \c{/} operator
34 \IR{//} \c{//} operator
35 \IR{<} \c{<} operator
36 \IR{<<} \c{<<} operator
37 \IR{<=} \c{<=} operator
38 \IR{<>} \c{<>} operator
39 \IR{=} \c{=} operator
40 \IR{==} \c{==} operator
41 \IR{>} \c{>} operator
42 \IR{>=} \c{>=} operator
43 \IR{>>} \c{>>} operator
44 \IR{?} \c{?} MASM syntax
45 \IR{^} \c{^} operator
46 \IR{^^} \c{^^} operator
47 \IR{|} \c{|} operator
48 \IR{||} \c{||} operator
49 \IR{~} \c{~} operator
50 \IR{%$} \c{%$} and \c{%$$} prefixes
51 \IA{%$$}{%$}
52 \IR{+ opaddition} \c{+} operator, binary
53 \IR{+ opunary} \c{+} operator, unary
54 \IR{+ modifier} \c{+} modifier
55 \IR{- opsubtraction} \c{-} operator, binary
56 \IR{- opunary} \c{-} operator, unary
57 \IR{alignment, in bin sections} alignment, in \c{bin} sections
58 \IR{alignment, in elf sections} alignment, in \c{elf} sections
59 \IR{alignment, in win32 sections} alignment, in \c{win32} sections
60 \IR{alignment, of elf common variables} alignment, of \c{elf} common
61 variables
62 \IR{alignment, in obj sections} alignment, in \c{obj} sections
63 \IR{a.out, bsd version} \c{a.out}, BSD version
64 \IR{a.out, linux version} \c{a.out}, Linux version
65 \IR{autoconf} Autoconf
66 \IR{bitwise and} bitwise AND
67 \IR{bitwise or} bitwise OR
68 \IR{bitwise xor} bitwise XOR
69 \IR{block ifs} block IFs
70 \IR{borland pascal} Borland, Pascal
71 \IR{borland's win32 compilers} Borland, Win32 compilers
72 \IR{braces, after % sign} braces, after \c{%} sign
73 \IR{bsd} BSD
74 \IR{c calling convention} C calling convention
75 \IR{c symbol names} C symbol names
76 \IA{critical expressions}{critical expression}
77 \IA{command line}{command-line}
78 \IA{case sensitivity}{case sensitive}
79 \IA{case-sensitive}{case sensitive}
80 \IA{case-insensitive}{case sensitive}
81 \IA{character constants}{character constant}
82 \IR{common object file format} Common Object File Format
83 \IR{common variables, alignment in elf} common variables, alignment
84 in \c{elf}
85 \IR{common, elf extensions to} \c{COMMON}, \c{elf} extensions to
86 \IR{common, obj extensions to} \c{COMMON}, \c{obj} extensions to
87 \IR{declaring structure} declaring structures
88 \IR{default-wrt mechanism} default-\c{WRT} mechanism
89 \IR{devpac} DevPac
90 \IR{djgpp} DJGPP
91 \IR{dll symbols, exporting} DLL symbols, exporting
92 \IR{dll symbols, importing} DLL symbols, importing
93 \IR{dos} DOS
94 \IR{dos archive} DOS archive
95 \IR{dos source archive} DOS source archive
96 \IA{effective address}{effective addresses}
97 \IA{effective-address}{effective addresses}
98 \IR{elf shared libraries} \c{elf} shared libraries
99 \IR{freebsd} FreeBSD
100 \IR{freelink} FreeLink
101 \IR{functions, c calling convention} functions, C calling convention
102 \IR{functions, pascal calling convention} functions, Pascal calling
103 convention
104 \IR{global, aoutb extensions to} \c{GLOBAL}, \c{aoutb} extensions to
105 \IR{global, elf extensions to} \c{GLOBAL}, \c{elf} extensions to
106 \IR{got} GOT
107 \IR{got relocations} \c{GOT} relocations
108 \IR{gotoff relocation} \c{GOTOFF} relocations
109 \IR{gotpc relocation} \c{GOTPC} relocations
110 \IR{linux elf} Linux ELF
111 \IR{logical and} logical AND
112 \IR{logical or} logical OR
113 \IR{logical xor} logical XOR
114 \IR{masm} MASM
115 \IA{memory reference}{memory references}
116 \IA{misc directory}{misc subdirectory}
117 \IR{misc subdirectory} \c{misc} subdirectory
118 \IR{microsoft omf} Microsoft OMF
119 \IR{mmx registers} MMX registers
120 \IA{modr/m}{modr/m byte}
121 \IR{modr/m byte} ModR/M byte
122 \IR{ms-dos} MS-DOS
123 \IR{ms-dos device drivers} MS-DOS device drivers
124 \IR{multipush} \c{multipush} macro
125 \IR{nasm version} NASM version
126 \IR{netbsd} NetBSD
127 \IR{omf} OMF
128 \IR{openbsd} OpenBSD
129 \IR{operating-system} operating system
130 \IR{os/2} OS/2
131 \IR{pascal calling convention}Pascal calling convention
132 \IR{passes} passes, assembly
133 \IR{perl} Perl
134 \IR{pic} PIC
135 \IR{pharlap} PharLap
136 \IR{plt} PLT
137 \IR{plt} \c{PLT} relocations
138 \IA{pre-defining macros}{pre-define}
139 \IR{qbasic} QBasic
140 \IA{rdoff subdirectory}{rdoff}
141 \IR{rdoff} \c{rdoff} subdirectory
142 \IR{relocatable dynamic object file format} Relocatable Dynamic
143 Object File Format
144 \IR{relocations, pic-specific} relocations, PIC-specific
145 \IA{repeating}{repeating code}
146 \IR{section alignment, in elf} section alignment, in \c{elf}
147 \IR{section alignment, in bin} section alignment, in \c{bin}
148 \IR{section alignment, in obj} section alignment, in \c{obj}
149 \IR{section alignment, in win32} section alignment, in \c{win32}
150 \IR{section, elf extensions to} \c{SECTION}, \c{elf} extensions to
151 \IR{section, win32 extensions to} \c{SECTION}, \c{win32} extensions to
152 \IR{segment alignment, in bin} segment alignment, in \c{bin}
153 \IR{segment alignment, in obj} segment alignment, in \c{obj}
154 \IR{segment, obj extensions to} \c{SEGMENT}, \c{elf} extensions to
155 \IR{segment names, borland pascal} segment names, Borland Pascal
156 \IR{shift commane} \c{shift} command
157 \IA{sib}{sib byte}
158 \IR{sib byte} SIB byte
159 \IA{standard section names}{standardised section names}
160 \IR{symbols, exporting from dlls} symbols, exporting from DLLs
161 \IR{symbols, importing from dlls} symbols, importing from DLLs
162 \IR{tasm} TASM
163 \IR{test subdirectory} \c{test} subdirectory
164 \IR{tlink} TLINK
165 \IR{underscore, in c symbols} underscore, in C symbols
166 \IR{unix} Unix
167 \IR{unix source archive} Unix source archive
168 \IR{val} VAL
169 \IR{version number of nasm} version number of NASM
170 \IR{visual c++} Visual C++
171 \IR{www page} WWW page
172 \IR{win32} Win32
173 \IR{windows} Windows
174 \IR{windows 95} Windows 95
175 \IR{windows nt} Windows NT
176 \# \IC{program entry point}{entry point, program}
177 \# \IC{program entry point}{start point, program}
178 \# \IC{MS-DOS device drivers}{device drivers, MS-DOS}
179 \# \IC{16-bit mode, versus 32-bit mode}{32-bit mode, versus 16-bit mode}
180 \# \IC{c symbol names}{symbol names, in C}
181
182 \C{intro} Introduction
183
184 \H{whatsnasm} What Is NASM?
185
186 The Netwide Assembler, NASM, is an 80x86 assembler designed for
187 portability and modularity. It supports a range of object file
188 formats, including Linux \c{a.out} and ELF, NetBSD/FreeBSD, COFF,
189 Microsoft 16-bit OBJ and Win32. It will also output plain binary
190 files. Its syntax is designed to be simple and easy to understand,
191 similar to Intel's but less complex. It supports Pentium, P6 and MMX
192 opcodes, and has macro capability.
193
194 \S{yaasm} Why Yet Another Assembler?
195
196 The Netwide Assembler grew out of an idea on \i\c{comp.lang.asm.x86}
197 (or possibly \i\c{alt.lang.asm} - I forget which), which was
198 essentially that there didn't seem to be a good free x86-series
199 assembler around, and that maybe someone ought to write one.
200
201 \b \i\c{a86} is good, but not free, and in particular you don't get any
202 32-bit capability until you pay. It's DOS only, too.
203
204 \b \i\c{gas} is free, and ports over DOS and Unix, but it's not very good,
205 since it's designed to be a back end to \i\c{gcc}, which always feeds
206 it correct code. So its error checking is minimal. Also, its syntax
207 is horrible, from the point of view of anyone trying to actually
208 \e{write} anything in it. Plus you can't write 16-bit code in it
209 (properly).
210
211 \b \i\c{as86} is Linux-specific, and (my version at least) doesn't seem to
212 have much (or any) documentation.
213
214 \b \i{MASM} isn't very good, and it's expensive, and it runs only under
215 DOS.
216
217 \b \i{TASM} is better, but still strives for \i{MASM} compatibility, which
218 means millions of directives and tons of red tape. And its syntax is
219 essentially \i{MASM}'s, with the contradictions and quirks that entails
220 (although it sorts out some of those by means of Ideal mode). It's
221 expensive too. And it's DOS-only.
222
223 So here, for your coding pleasure, is NASM. At present it's
224 still in prototype stage - we don't promise that it can outperform
225 any of these assemblers. But please, \e{please} send us bug reports,
226 fixes, helpful information, and anything else you can get your hands
227 on (and thanks to the many people who've done this already! You all
228 know who you are), and we'll improve it out of all recognition.
229 Again.
230
231 \S{legal} Licence Conditions
232
233 Please see the file \c{Licence}, supplied as part of any NASM
234 distribution archive, for the \i{licence} conditions under which you
235 may use NASM.
236
237 \H{contact} Contact Information
238
239 The current version of NASM (since 0.98) are maintained by H. Peter
240 Anvin, \W{mailto:hpa@zytor.com}\c{hpa@zytor.com}. If you want to report
241 a bug, please read \k{bugs} first.
242
243 NASM has a \i{WWW page} at
244 \W{http://www.cryogen.com/Nasm}\c{http://www.cryogen.com/Nasm}.
245
246 The original authors are \i{e\-mail}able as
247 \W{mailto:jules@earthcorp.com}\c{jules@earthcorp.com} and
248 \W{mailto:anakin@pobox.com}\c{anakin@pobox.com}.
249
250 \i{New releases} of NASM are uploaded to
251 \W{ftp://ftp.kernel.org/pub/software/devel/nasm/}\i\c{ftp.kernel.org},
252 \W{ftp://sunsite.unc.edu/pub/Linux/devel/lang/assemblers/}\i\c{sunsite.unc.edu},
253 \W{ftp://ftp.simtel.net/pub/simtelnet/msdos/asmutl/}\i\c{ftp.simtel.net}
254 and
255 \W{ftp://ftp.coast.net/coast/msdos/asmutil/}\i\c{ftp.coast.net}.
256 Announcements are posted to
257 \W{news:comp.lang.asm.x86}\i\c{comp.lang.asm.x86},
258 \W{news:alt.lang.asm}\i\c{alt.lang.asm},
259 \W{news:comp.os.linux.announce}\i\c{comp.os.linux.announce} and
260 \W{news:comp.archives.msdos.announce}\i\c{comp.archives.msdos.announce}
261 (the last one is done automagically by uploading to
262 \W{ftp://ftp.simtel.net/pub/simtelnet/msdos/asmutl/}\c{ftp.simtel.net}).
263
264 If you don't have Usenet access, or would rather be informed by
265 \i{e\-mail} when new releases come out, you can subscribe to the
266 \c{nasm-announce} email list by sending an email containing the line
267 \c{subscribe nasm-announce} to
268 \W{mailto:majordomo@linux.kernel.org}\c{majordomo@linux.kernel.org}.
269
270 If you want information about NASM beta releases, please subscribe to
271 the \c{nasm-beta} email list by sending an email containing the line
272 \c{subscribe nasm-beta} to
273 \W{mailto:majordomo@linux.kernel.org}\c{majordomo@linux.kernel.org}.
274
275 \H{install} Installation
276
277 \S{instdos} \i{Installing} NASM under MS-\i{DOS} or Windows
278
279 Once you've obtained the \i{DOS archive} for NASM, \i\c{nasmXXX.zip}
280 (where \c{XXX} denotes the version number of NASM contained in the
281 archive), unpack it into its own directory (for example
282 \c{c:\\nasm}).
283
284 The archive will contain four executable files: the NASM executable
285 files \i\c{nasm.exe} and \i\c{nasmw.exe}, and the NDISASM executable
286 files \i\c{ndisasm.exe} and \i\c{ndisasmw.exe}. In each case, the
287 file whose name ends in \c{w} is a \i{Win32} executable, designed to
288 run under \i{Windows 95} or \i{Windows NT} Intel, and the other one
289 is a 16-bit \i{DOS} executable.
290
291 The only file NASM needs to run is its own executable, so copy
292 (at least) one of \c{nasm.exe} and \c{nasmw.exe} to a directory on
293 your PATH, or alternatively edit \i\c{autoexec.bat} to add the
294 \c{nasm} directory to your \i\c{PATH}. (If you're only installing the
295 Win32 version, you may wish to rename it to \c{nasm.exe}.)
296
297 That's it - NASM is installed. You don't need the \c{nasm} directory
298 to be present to run NASM (unless you've added it to your \c{PATH}),
299 so you can delete it if you need to save space; however, you may
300 want to keep the documentation or test programs.
301
302 If you've downloaded the \i{DOS source archive}, \i\c{nasmXXXs.zip},
303 the \c{nasm} directory will also contain the full NASM \i{source
304 code}, and a selection of \i{Makefiles} you can (hopefully) use to
305 rebuild your copy of NASM from scratch. The file \c{Readme} lists the
306 various Makefiles and which compilers they work with.
307
308 Note that the source files \c{insnsa.c}, \c{insnsd.c}, \c{insnsi.h}
309 and \c{insnsn.c} are automatically generated from the master
310 instruction table \c{insns.dat} by a Perl script; the file
311 \c{macros.c} is generated from \c{standard.mac} by another Perl
312 script. Although the NASM 0.98 distribution includes these generated
313 files, you will need to rebuild them (and hence, will need a Perl
314 interpreter) if you change \c{insns.dat}, \c{standard.mac} or the
315 documentation. It is possible future source distributions may not
316 include these files at all.  Ports of \i{Perl} for a variety of
317 platforms, including DOS and Windows, are available from
318 \W{http://www.cpan.org/ports/}\i{www.cpan.org}.
319
320 \S{instdos} Installing NASM under \i{Unix}
321
322 Once you've obtained the \i{Unix source archive} for NASM,
323 \i\c{nasm-X.XX.tar.gz} (where \c{X.XX} denotes the version number of
324 NASM contained in the archive), unpack it into a directory such
325 as \c{/usr/local/src}. The archive, when unpacked, will create its
326 own subdirectory \c{nasm-X.XX}.
327
328 NASM is an \I{Autoconf}\I\c{configure}auto-configuring package: once
329 you've unpacked it, \c{cd} to the directory it's been unpacked into
330 and type \c{./configure}. This shell script will find the best C
331 compiler to use for building NASM and set up \i{Makefiles}
332 accordingly.
333
334 Once NASM has auto-configured, you can type \i\c{make} to build the
335 \c{nasm} and \c{ndisasm} binaries, and then \c{make install} to
336 install them in \c{/usr/local/bin} and install the \i{man pages}
337 \i\c{nasm.1} and \i\c{ndisasm.1} in \c{/usr/local/man/man1}.
338 Alternatively, you can give options such as \c{--prefix} to the
339 \c{configure} script (see the file \i\c{INSTALL} for more details), or
340 install the programs yourself.
341
342 NASM also comes with a set of utilities for handling the RDOFF
343 custom object-file format, which are in the \i\c{rdoff} subdirectory
344 of the NASM archive. You can build these with \c{make rdf} and
345 install them with \c{make rdf_install}, if you want them.
346
347 If NASM fails to auto-configure, you may still be able to make it
348 compile by using the fall-back Unix makefile \i\c{Makefile.unx}.
349 Copy or rename that file to \c{Makefile} and try typing \c{make}.
350 There is also a \c{Makefile.unx} file in the \c{rdoff} subdirectory.
351
352 \C{running} Running NASM
353
354 \H{syntax} NASM \i{Command-Line} Syntax
355
356 To assemble a file, you issue a command of the form
357
358 \c nasm -f <format> <filename> [-o <output>]
359
360 For example,
361
362 \c nasm -f elf myfile.asm
363
364 will assemble \c{myfile.asm} into an ELF object file \c{myfile.o}. And
365
366 \c nasm -f bin myfile.asm -o myfile.com
367
368 will assemble \c{myfile.asm} into a raw binary file \c{myfile.com}.
369
370 To produce a listing file, with the hex codes output from NASM
371 displayed on the left of the original sources, use the \c{-l} option
372 to give a listing file name, for example:
373
374 \c nasm -f coff myfile.asm -l myfile.lst
375
376 To get further usage instructions from NASM, try typing
377
378 \c nasm -h
379
380 This will also list the available output file formats, and what they
381 are.
382
383 If you use Linux but aren't sure whether your system is \c{a.out} or
384 ELF, type
385
386 \c file nasm
387
388 (in the directory in which you put the NASM binary when you
389 installed it). If it says something like
390
391 \c nasm: ELF 32-bit LSB executable i386 (386 and up) Version 1
392
393 then your system is ELF, and you should use the option \c{-f elf}
394 when you want NASM to produce Linux object files. If it says
395
396 \c nasm: Linux/i386 demand-paged executable (QMAGIC)
397
398 or something similar, your system is \c{a.out}, and you should use
399 \c{-f aout} instead (Linux \c{a.out} systems are considered obsolete,
400 and are rare these days.)
401
402 Like Unix compilers and assemblers, NASM is silent unless it
403 goes wrong: you won't see any output at all, unless it gives error
404 messages.
405
406 \S{opt-o} The \i\c{-o} Option: Specifying the Output File Name
407
408 NASM will normally choose the name of your output file for you;
409 precisely how it does this is dependent on the object file format.
410 For Microsoft object file formats (\i\c{obj} and \i\c{win32}), it
411 will remove the \c{.asm} \i{extension} (or whatever extension you
412 like to use - NASM doesn't care) from your source file name and
413 substitute \c{.obj}. For Unix object file formats (\i\c{aout},
414 \i\c{coff}, \i\c{elf} and \i\c{as86}) it will substitute \c{.o}. For
415 \i\c{rdf}, it will use \c{.rdf}, and for the \i\c{bin} format it
416 will simply remove the extension, so that \c{myfile.asm} produces
417 the output file \c{myfile}.
418
419 If the output file already exists, NASM will overwrite it, unless it
420 has the same name as the input file, in which case it will give a
421 warning and use \i\c{nasm.out} as the output file name instead.
422
423 For situations in which this behaviour is unacceptable, NASM
424 provides the \c{-o} command-line option, which allows you to specify
425 your desired output file name. You invoke \c{-o} by following it
426 with the name you wish for the output file, either with or without
427 an intervening space. For example:
428
429 \c nasm -f bin program.asm -o program.com
430 \c nasm -f bin driver.asm -odriver.sys
431
432 \S{opt-f} The \i\c{-f} Option: Specifying the \i{Output File Format}
433
434 If you do not supply the \c{-f} option to NASM, it will choose an
435 output file format for you itself. In the distribution versions of
436 NASM, the default is always \i\c{bin}; if you've compiled your own
437 copy of NASM, you can redefine \i\c{OF_DEFAULT} at compile time and
438 choose what you want the default to be.
439
440 Like \c{-o}, the intervening space between \c{-f} and the output
441 file format is optional; so \c{-f elf} and \c{-felf} are both valid.
442
443 A complete list of the available output file formats can be given by
444 issuing the command \i\c{nasm -h}.
445
446 \S{opt-l} The \i\c{-l} Option: Generating a \i{Listing File}
447
448 If you supply the \c{-l} option to NASM, followed (with the usual
449 optional space) by a file name, NASM will generate a
450 \i{source-listing file} for you, in which addresses and generated
451 code are listed on the left, and the actual source code, with
452 expansions of multi-line macros (except those which specifically
453 request no expansion in source listings: see \k{nolist}) on the
454 right. For example:
455
456 \c nasm -f elf myfile.asm -l myfile.lst
457
458 \S{opt-E} The \i\c{-E} Option: Send Errors to a File
459
460 Under MS-\i{DOS} it can be difficult (though there are ways) to
461 redirect the standard-error output of a program to a file. Since
462 NASM usually produces its warning and \i{error messages} on
463 \i\c{stderr}, this can make it hard to capture the errors if (for
464 example) you want to load them into an editor.
465
466 NASM therefore provides the \c{-E} option, taking a filename argument
467 which causes errors to be sent to the specified files rather than
468 standard error. Therefore you can \I{redirecting errors}redirect
469 the errors into a file by typing
470
471 \c nasm -E myfile.err -f obj myfile.asm
472
473 \S{opt-s} The \i\c{-s} Option: Send Errors to \i\c{stdout}
474
475 The \c{-s} option redirects \i{error messages} to \c{stdout} rather
476 than \c{stderr}, so it can be redirected under MS-\i{DOS}.  To
477 assemble the file \c{myfile.asm} and pipe its output to the \c{more}
478 program, you can type:
479
480 \c nasm -s -f obj myfile.asm | more
481
482 See also the \c{-E} option, \k{opt-E}.
483
484 \S{opt-i} The \i\c{-i}\I\c{-I} Option: Include File Search Directories
485
486 When NASM sees the \i\c{%include} directive in a source file (see
487 \k{include}), it will search for the given file not only in the
488 current directory, but also in any directories specified on the
489 command line by the use of the \c{-i} option. Therefore you can
490 include files from a \i{macro library}, for example, by typing
491
492 \c nasm -ic:\\macrolib\\ -f obj myfile.asm
493
494 (As usual, a space between \c{-i} and the path name is allowed, and
495 optional).
496
497 NASM, in the interests of complete source-code portability, does not
498 understand the file naming conventions of the OS it is running on;
499 the string you provide as an argument to the \c{-i} option will be
500 prepended exactly as written to the name of the include file.
501 Therefore the trailing backslash in the above example is necessary.
502 Under Unix, a trailing forward slash is similarly necessary.
503
504 (You can use this to your advantage, if you're really \i{perverse},
505 by noting that the option \c{-ifoo} will cause \c{%include "bar.i"}
506 to search for the file \c{foobar.i}...)
507
508 If you want to define a \e{standard} \i{include search path},
509 similar to \c{/usr/include} on Unix systems, you should place one or
510 more \c{-i} directives in the \c{NASM} environment variable (see
511 \k{nasmenv}).
512
513 For Makefile compatibility with many C compilers, this option can also
514 be specified as \c{-I}.
515
516 \S{opt-p} The \i\c{-p}\I\c{-P} Option: \I{pre-including files}Pre-Include a File
517
518 \I\c{%include}NASM allows you to specify files to be
519 \e{pre-included} into your source file, by the use of the \c{-p}
520 option. So running
521
522 \c nasm myfile.asm -p myinc.inc
523
524 is equivalent to running \c{nasm myfile.asm} and placing the
525 directive \c{%include "myinc.inc"} at the start of the file.
526
527 For consistency with the \c{-I}, \c{-D} and \c{-U} options, this
528 option can also be specified as \c{-P}.
529
530 \S{opt-d} The \i\c{-d}\I\c{-D} Option: \I{pre-defining macros} Pre-Define a Macro
531
532 \I\c{%define}Just as the \c{-p} option gives an alternative to placing
533 \c{%include} directives at the start of a source file, the \c{-d}
534 option gives an alternative to placing a \c{%define} directive. You
535 could code
536
537 \c nasm myfile.asm -dFOO=100
538
539 as an alternative to placing the directive
540
541 \c %define FOO 100
542
543 at the start of the file. You can miss off the macro value, as well:
544 the option \c{-dFOO} is equivalent to coding \c{%define FOO}. This
545 form of the directive may be useful for selecting \i{assembly-time
546 options} which are then tested using \c{%ifdef}, for example
547 \c{-dDEBUG}.
548
549 For Makefile compatibility with many C compilers, this option can also
550 be specified as \c{-D}.
551
552 \S{opt-u} The \i\c{-u}\I\c{-U} Option: \I{Undefining macros} Undefine a Macro
553
554 \I\c{%undef}The \c{-u} option undefines a macro that would otherwise
555 have been pre-defined, either automatically or by a \c{-p} or \c{-d}
556 option specified earlier on the command lines.
557
558 For example, the following command line:
559
560 \c nasm myfile.asm -dFOO=100 -uFOO
561
562 would result in \c{FOO} \e{not} being a predefined macro in the
563 program.  This is useful to override options specified at a different
564 point in a Makefile.
565
566 For Makefile compatibility with many C compilers, this option can also
567 be specified as \c{-U}.
568
569 \S{opt-e} The \i\c{-e} Option: Preprocess Only
570
571 NASM allows the \i{preprocessor} to be run on its own, up to a
572 point. Using the \c{-e} option (which requires no arguments) will
573 cause NASM to preprocess its input file, expand all the macro
574 references, remove all the comments and preprocessor directives, and
575 print the resulting file on standard output (or save it to a file,
576 if the \c{-o} option is also used).
577
578 This option cannot be applied to programs which require the
579 preprocessor to evaluate \I{preprocessor expressions}\i{expressions}
580 which depend on the values of symbols: so code such as
581
582 \c %assign tablesize ($-tablestart)
583
584 will cause an error in \i{preprocess-only mode}.
585
586 \S{opt-a} The \i\c{-a} Option: Don't Preprocess At All
587
588 If NASM is being used as the back end to a compiler, it might be
589 desirable to \I{suppressing preprocessing}suppress preprocessing
590 completely and assume the compiler has already done it, to save time
591 and increase compilation speeds. The \c{-a} option, requiring no
592 argument, instructs NASM to replace its powerful \i{preprocessor}
593 with a \i{stub preprocessor} which does nothing.
594
595 \S{opt-t} The \i\c{-t} option: Enable TASM Compatibility Mode
596
597 NASM includes a limited form of compatibility with Borland's TASM.  
598 When NASM's -t option is used, the following changes are made:
599
600 \b local labels may be prefixed with \c{@@} instead of \c{.}
601
602 \b TASM-style response files beginning with \c{@} may be specified on
603 the command line.  This is different from the \c{-@resp} style that NASM
604 natively supports.
605
606 \b size override is supported within brackets.  In TASM compatible mode, 
607 a size override inside square brackets changes the size of the operand, 
608 and not the address type of the operand as it does in NASM syntax.  E.g.  
609 \c{mov eax,[DWORD val]} is valid syntax in TASM compatibility mode.  
610 Note that you lose the ability to override the default address type for 
611 the instruction.
612
613 \b \c{%arg} preprocessor directive is supported which is similar to 
614 TASM's ARG directive.
615
616 \b \c{%local} preprocessor directive
617
618 \b \c{%stacksize} preprocessor directive
619
620 \b unprefixed forms of some directives supported (arg, elif, else, 
621 endif, if, ifdef, ifdifi, ifndef, include, local)
622
623 \b more... 
624
625 For more information on the directives, see the section on TASM 
626 Compatiblity preprocessor directives in \k{tasmcompat}.
627  
628 \S{opt-w} The \i\c{-w} Option: Enable or Disable Assembly \i{Warnings}
629
630 NASM can observe many conditions during the course of assembly which
631 are worth mentioning to the user, but not a sufficiently severe
632 error to justify NASM refusing to generate an output file. These
633 conditions are reported like errors, but come up with the word
634 `warning' before the message. Warnings do not prevent NASM from
635 generating an output file and returning a success status to the
636 operating system.
637
638 Some conditions are even less severe than that: they are only
639 sometimes worth mentioning to the user. Therefore NASM supports the
640 \c{-w} command-line option, which enables or disables certain
641 classes of assembly warning. Such warning classes are described by a
642 name, for example \c{orphan-labels}; you can enable warnings of
643 this class by the command-line option \c{-w+orphan-labels} and
644 disable it by \c{-w-orphan-labels}.
645
646 The \i{suppressible warning} classes are:
647
648 \b \i\c{macro-params} covers warnings about \i{multi-line macros}
649 being invoked with the wrong number of parameters. This warning
650 class is enabled by default; see \k{mlmacover} for an example of why
651 you might want to disable it.
652
653 \b \i\c{orphan-labels} covers warnings about source lines which
654 contain no instruction but define a label without a trailing colon.
655 NASM does not warn about this somewhat obscure condition by default;
656 see \k{syntax} for an example of why you might want it to.
657
658 \b \i\c{number-overflow} covers warnings about numeric constants which
659 don't fit in 32 bits (for example, it's easy to type one too many Fs
660 and produce \c{0x7ffffffff} by mistake). This warning class is
661 enabled by default.
662
663 \S{nasmenv} The \c{NASM} \i{Environment} Variable
664
665 If you define an environment variable called \c{NASM}, the program
666 will interpret it as a list of extra command-line options, which are
667 processed before the real command line. You can use this to define
668 standard search directories for include files, by putting \c{-i}
669 options in the \c{NASM} variable.
670
671 The value of the variable is split up at white space, so that the
672 value \c{-s -ic:\\nasmlib} will be treated as two separate options.
673 However, that means that the value \c{-dNAME="my name"} won't do
674 what you might want, because it will be split at the space and the
675 NASM command-line processing will get confused by the two
676 nonsensical words \c{-dNAME="my} and \c{name"}.
677
678 To get round this, NASM provides a feature whereby, if you begin the
679 \c{NASM} environment variable with some character that isn't a minus
680 sign, then NASM will treat this character as the \i{separator
681 character} for options. So setting the \c{NASM} variable to the
682 value \c{!-s!-ic:\\nasmlib} is equivalent to setting it to \c{-s
683 -ic:\\nasmlib}, but \c{!-dNAME="my name"} will work.
684
685 \H{qstart} \i{Quick Start} for \i{MASM} Users
686
687 If you're used to writing programs with MASM, or with \i{TASM} in
688 MASM-compatible (non-Ideal) mode, or with \i\c{a86}, this section
689 attempts to outline the major differences between MASM's syntax and
690 NASM's. If you're not already used to MASM, it's probably worth
691 skipping this section.
692
693 \S{qscs} NASM Is \I{case sensitivity}Case-Sensitive
694
695 One simple difference is that NASM is case-sensitive. It makes a
696 difference whether you call your label \c{foo}, \c{Foo} or \c{FOO}.
697 If you're assembling to DOS or OS/2 \c{.OBJ} files, you can invoke
698 the \i\c{UPPERCASE} directive (documented in \k{objfmt}) to ensure
699 that all symbols exported to other code modules are forced to be
700 upper case; but even then, \e{within} a single module, NASM will
701 distinguish between labels differing only in case.
702
703 \S{qsbrackets} NASM Requires \i{Square Brackets} For \i{Memory References}
704
705 NASM was designed with simplicity of syntax in mind. One of the
706 \i{design goals} of NASM is that it should be possible, as far as is
707 practical, for the user to look at a single line of NASM code
708 and tell what opcode is generated by it. You can't do this in MASM:
709 if you declare, for example,
710
711 \c foo       equ 1
712 \c bar       dw 2
713
714 then the two lines of code
715
716 \c           mov ax,foo
717 \c           mov ax,bar
718
719 generate completely different opcodes, despite having
720 identical-looking syntaxes.
721
722 NASM avoids this undesirable situation by having a much simpler
723 syntax for memory references. The rule is simply that any access to
724 the \e{contents} of a memory location requires square brackets
725 around the address, and any access to the \e{address} of a variable
726 doesn't. So an instruction of the form \c{mov ax,foo} will
727 \e{always} refer to a compile-time constant, whether it's an \c{EQU}
728 or the address of a variable; and to access the \e{contents} of the
729 variable \c{bar}, you must code \c{mov ax,[bar]}.
730
731 This also means that NASM has no need for MASM's \i\c{OFFSET}
732 keyword, since the MASM code \c{mov ax,offset bar} means exactly the
733 same thing as NASM's \c{mov ax,bar}. If you're trying to get
734 large amounts of MASM code to assemble sensibly under NASM, you
735 can always code \c{%idefine offset} to make the preprocessor treat
736 the \c{OFFSET} keyword as a no-op.
737
738 This issue is even more confusing in \i\c{a86}, where declaring a
739 label with a trailing colon defines it to be a `label' as opposed to
740 a `variable' and causes \c{a86} to adopt NASM-style semantics; so in
741 \c{a86}, \c{mov ax,var} has different behaviour depending on whether
742 \c{var} was declared as \c{var: dw 0} (a label) or \c{var dw 0} (a
743 word-size variable). NASM is very simple by comparison:
744 \e{everything} is a label.
745
746 NASM, in the interests of simplicity, also does not support the
747 \i{hybrid syntaxes} supported by MASM and its clones, such as
748 \c{mov ax,table[bx]}, where a memory reference is denoted by one
749 portion outside square brackets and another portion inside. The
750 correct syntax for the above is \c{mov ax,[table+bx]}. Likewise,
751 \c{mov ax,es:[di]} is wrong and \c{mov ax,[es:di]} is right.
752
753 \S{qstypes} NASM Doesn't Store \i{Variable Types}
754
755 NASM, by design, chooses not to remember the types of variables you
756 declare. Whereas MASM will remember, on seeing \c{var dw 0}, that
757 you declared \c{var} as a word-size variable, and will then be able
758 to fill in the \i{ambiguity} in the size of the instruction \c{mov
759 var,2}, NASM will deliberately remember nothing about the symbol
760 \c{var} except where it begins, and so you must explicitly code
761 \c{mov word [var],2}.
762
763 For this reason, NASM doesn't support the \c{LODS}, \c{MOVS},
764 \c{STOS}, \c{SCAS}, \c{CMPS}, \c{INS}, or \c{OUTS} instructions,
765 but only supports the forms such as \c{LODSB}, \c{MOVSW}, and
766 \c{SCASD}, which explicitly specify the size of the components of
767 the strings being manipulated.
768
769 \S{qsassume} NASM Doesn't \i\c{ASSUME}
770
771 As part of NASM's drive for simplicity, it also does not support the
772 \c{ASSUME} directive. NASM will not keep track of what values you
773 choose to put in your segment registers, and will never
774 \e{automatically} generate a \i{segment override} prefix.
775
776 \S{qsmodel} NASM Doesn't Support \i{Memory Models}
777
778 NASM also does not have any directives to support different 16-bit
779 memory models. The programmer has to keep track of which functions
780 are supposed to be called with a \i{far call} and which with a
781 \i{near call}, and is responsible for putting the correct form of
782 \c{RET} instruction (\c{RETN} or \c{RETF}; NASM accepts \c{RET}
783 itself as an alternate form for \c{RETN}); in addition, the
784 programmer is responsible for coding CALL FAR instructions where
785 necessary when calling \e{external} functions, and must also keep
786 track of which external variable definitions are far and which are
787 near.
788
789 \S{qsfpu} \i{Floating-Point} Differences
790
791 NASM uses different names to refer to floating-point registers from
792 MASM: where MASM would call them \c{ST(0)}, \c{ST(1)} and so on, and
793 \i\c{a86} would call them simply \c{0}, \c{1} and so on, NASM
794 chooses to call them \c{st0}, \c{st1} etc.
795
796 As of version 0.96, NASM now treats the instructions with
797 \i{`nowait'} forms in the same way as MASM-compatible assemblers.
798 The idiosyncratic treatment employed by 0.95 and earlier was based
799 on a misunderstanding by the authors.
800
801 \S{qsother} Other Differences
802
803 For historical reasons, NASM uses the keyword \i\c{TWORD} where MASM
804 and compatible assemblers use \i\c{TBYTE}.
805
806 NASM does not declare \i{uninitialised storage} in the same way as
807 MASM: where a MASM programmer might use \c{stack db 64 dup (?)},
808 NASM requires \c{stack resb 64}, intended to be read as `reserve 64
809 bytes'. For a limited amount of compatibility, since NASM treats
810 \c{?} as a valid character in symbol names, you can code \c{? equ 0}
811 and then writing \c{dw ?} will at least do something vaguely useful.
812 \I\c{RESB}\i\c{DUP} is still not a supported syntax, however.
813
814 In addition to all of this, macros and directives work completely
815 differently to MASM. See \k{preproc} and \k{directive} for further
816 details.
817
818 \C{lang} The NASM Language
819
820 \H{syntax} Layout of a NASM Source Line
821
822 Like most assemblers, each NASM source line contains (unless it
823 is a macro, a preprocessor directive or an assembler directive: see
824 \k{preproc} and \k{directive}) some combination of the four fields
825
826 \c label:    instruction operands        ; comment
827
828 As usual, most of these fields are optional; the presence or absence
829 of any combination of a label, an instruction and a comment is allowed.
830 Of course, the operand field is either required or forbidden by the
831 presence and nature of the instruction field.
832
833 NASM places no restrictions on white space within a line: labels may
834 have white space before them, or instructions may have no space
835 before them, or anything. The \i{colon} after a label is also
836 optional. (Note that this means that if you intend to code \c{lodsb}
837 alone on a line, and type \c{lodab} by accident, then that's still a
838 valid source line which does nothing but define a label. Running
839 NASM with the command-line option
840 \I{orphan-labels}\c{-w+orphan-labels} will cause it to warn you if
841 you define a label alone on a line without a \i{trailing colon}.)
842
843 \i{Valid characters} in labels are letters, numbers, \c{_}, \c{$},
844 \c{#}, \c{@}, \c{~}, \c{.}, and \c{?}. The only characters which may
845 be used as the \e{first} character of an identifier are letters,
846 \c{.} (with special meaning: see \k{locallab}), \c{_} and \c{?}.
847 An identifier may also be prefixed with a \I{$prefix}\c{$} to
848 indicate that it is intended to be read as an identifier and not a
849 reserved word; thus, if some other module you are linking with
850 defines a symbol called \c{eax}, you can refer to \c{$eax} in NASM
851 code to distinguish the symbol from the register.
852
853 The instruction field may contain any machine instruction: Pentium
854 and P6 instructions, FPU instructions, MMX instructions and even
855 undocumented instructions are all supported. The instruction may be
856 prefixed by \c{LOCK}, \c{REP}, \c{REPE}/\c{REPZ} or
857 \c{REPNE}/\c{REPNZ}, in the usual way. Explicit \I{address-size
858 prefixes}address-size and \i{operand-size prefixes} \c{A16},
859 \c{A32}, \c{O16} and \c{O32} are provided - one example of their use
860 is given in \k{mixsize}. You can also use the name of a \I{segment
861 override}segment register as an instruction prefix: coding
862 \c{es mov [bx],ax} is equivalent to coding \c{mov [es:bx],ax}. We
863 recommend the latter syntax, since it is consistent with other
864 syntactic features of the language, but for instructions such as
865 \c{LODSB}, which has no operands and yet can require a segment
866 override, there is no clean syntactic way to proceed apart from
867 \c{es lodsb}.
868
869 An instruction is not required to use a prefix: prefixes such as
870 \c{CS}, \c{A32}, \c{LOCK} or \c{REPE} can appear on a line by
871 themselves, and NASM will just generate the prefix bytes.
872
873 In addition to actual machine instructions, NASM also supports a
874 number of pseudo-instructions, described in \k{pseudop}.
875
876 Instruction \i{operands} may take a number of forms: they can be
877 registers, described simply by the register name (e.g. \c{ax},
878 \c{bp}, \c{ebx}, \c{cr0}: NASM does not use the \c{gas}-style
879 syntax in which register names must be prefixed by a \c{%} sign), or
880 they can be \i{effective addresses} (see \k{effaddr}), constants
881 (\k{const}) or expressions (\k{expr}).
882
883 For \i{floating-point} instructions, NASM accepts a wide range of
884 syntaxes: you can use two-operand forms like MASM supports, or you
885 can use NASM's native single-operand forms in most cases. Details of
886 all forms of each supported instruction are given in
887 \k{iref}. For example, you can code:
888
889 \c           fadd st1               ; this sets st0 := st0 + st1
890 \c           fadd st0,st1           ; so does this
891 \c
892 \c           fadd st1,st0           ; this sets st1 := st1 + st0
893 \c           fadd to st1            ; so does this
894
895 Almost any floating-point instruction that references memory must
896 use one of the prefixes \i\c{DWORD}, \i\c{QWORD} or \i\c{TWORD} to
897 indicate what size of \i{memory operand} it refers to.
898
899 \H{pseudop} \i{Pseudo-Instructions}
900
901 Pseudo-instructions are things which, though not real x86 machine
902 instructions, are used in the instruction field anyway because
903 that's the most convenient place to put them. The current
904 pseudo-instructions are \i\c{DB}, \i\c{DW}, \i\c{DD}, \i\c{DQ} and
905 \i\c{DT}, their \i{uninitialised} counterparts \i\c{RESB},
906 \i\c{RESW}, \i\c{RESD}, \i\c{RESQ} and \i\c{REST}, the \i\c{INCBIN}
907 command, the \i\c{EQU} command, and the \i\c{TIMES} prefix.
908
909 \S{db} \c{DB} and friends: Declaring Initialised Data
910
911 \i\c{DB}, \i\c{DW}, \i\c{DD}, \i\c{DQ} and \i\c{DT} are used, much
912 as in MASM, to declare initialised data in the output file. They can
913 be invoked in a wide range of ways:
914 \I{floating-point}\I{character constant}\I{string constant}
915
916 \c           db 0x55                ; just the byte 0x55
917 \c           db 0x55,0x56,0x57      ; three bytes in succession
918 \c           db 'a',0x55            ; character constants are OK
919 \c           db 'hello',13,10,'$'   ; so are string constants
920 \c           dw 0x1234              ; 0x34 0x12
921 \c           dw 'a'                 ; 0x41 0x00 (it's just a number)
922 \c           dw 'ab'                ; 0x41 0x42 (character constant)
923 \c           dw 'abc'               ; 0x41 0x42 0x43 0x00 (string)
924 \c           dd 0x12345678          ; 0x78 0x56 0x34 0x12
925 \c           dd 1.234567e20         ; floating-point constant
926 \c           dq 1.234567e20         ; double-precision float
927 \c           dt 1.234567e20         ; extended-precision float
928
929 \c{DQ} and \c{DT} do not accept \i{numeric constants} or string
930 constants as operands.
931
932 \S{resb} \c{RESB} and friends: Declaring \i{Uninitialised} Data
933
934 \i\c{RESB}, \i\c{RESW}, \i\c{RESD}, \i\c{RESQ} and \i\c{REST} are
935 designed to be used in the BSS section of a module: they declare
936 \e{uninitialised} storage space. Each takes a single operand, which
937 is the number of bytes, words, doublewords or whatever to reserve.
938 As stated in \k{qsother}, NASM does not support the MASM/TASM syntax
939 of reserving uninitialised space by writing \I\c{?}\c{DW ?} or
940 similar things: this is what it does instead. The operand to a
941 \c{RESB}-type pseudo-instruction is a \i\e{critical expression}: see
942 \k{crit}.
943
944 For example:
945
946 \c buffer:   resb 64                ; reserve 64 bytes
947 \c wordvar:  resw 1                 ; reserve a word
948 \c realarray resq 10                ; array of ten reals
949
950 \S{incbin} \i\c{INCBIN}: Including External \i{Binary Files}
951
952 \c{INCBIN} is borrowed from the old Amiga assembler \i{DevPac}: it
953 includes a binary file verbatim into the output file. This can be
954 handy for (for example) including \i{graphics} and \i{sound} data
955 directly into a game executable file. It can be called in one of
956 these three ways:
957
958 \c           incbin "file.dat"      ; include the whole file
959 \c           incbin "file.dat",1024 ; skip the first 1024 bytes
960 \c           incbin "file.dat",1024,512 ; skip the first 1024, and
961 \c                                  ; actually include at most 512
962
963 \S{equ} \i\c{EQU}: Defining Constants
964
965 \c{EQU} defines a symbol to a given constant value: when \c{EQU} is
966 used, the source line must contain a label. The action of \c{EQU} is
967 to define the given label name to the value of its (only) operand.
968 This definition is absolute, and cannot change later. So, for
969 example,
970
971 \c message   db 'hello, world'
972 \c msglen    equ $-message
973
974 defines \c{msglen} to be the constant 12. \c{msglen} may not then be
975 redefined later. This is not a \i{preprocessor} definition either:
976 the value of \c{msglen} is evaluated \e{once}, using the value of
977 \c{$} (see \k{expr} for an explanation of \c{$}) at the point of
978 definition, rather than being evaluated wherever it is referenced
979 and using the value of \c{$} at the point of reference. Note that
980 the operand to an \c{EQU} is also a \i{critical expression}
981 (\k{crit}).
982
983 \S{times} \i\c{TIMES}: \i{Repeating} Instructions or Data
984
985 The \c{TIMES} prefix causes the instruction to be assembled multiple
986 times. This is partly present as NASM's equivalent of the \i\c{DUP}
987 syntax supported by \i{MASM}-compatible assemblers, in that you can
988 code
989
990 \c zerobuf:  times 64 db 0
991
992 or similar things; but \c{TIMES} is more versatile than that. The
993 argument to \c{TIMES} is not just a numeric constant, but a numeric
994 \e{expression}, so you can do things like
995
996 \c buffer:   db 'hello, world'
997 \c           times 64-$+buffer db ' '
998
999 which will store exactly enough spaces to make the total length of
1000 \c{buffer} up to 64. Finally, \c{TIMES} can be applied to ordinary
1001 instructions, so you can code trivial \i{unrolled loops} in it:
1002
1003 \c           times 100 movsb
1004
1005 Note that there is no effective difference between \c{times 100 resb
1006 1} and \c{resb 100}, except that the latter will be assembled about
1007 100 times faster due to the internal structure of the assembler.
1008
1009 The operand to \c{TIMES}, like that of \c{EQU} and those of \c{RESB}
1010 and friends, is a critical expression (\k{crit}).
1011
1012 Note also that \c{TIMES} can't be applied to \i{macros}: the reason
1013 for this is that \c{TIMES} is processed after the macro phase, which
1014 allows the argument to \c{TIMES} to contain expressions such as
1015 \c{64-$+buffer} as above. To repeat more than one line of code, or a
1016 complex macro, use the preprocessor \i\c{%rep} directive.
1017
1018 \H{effaddr} Effective Addresses
1019
1020 An \i{effective address} is any operand to an instruction which
1021 \I{memory reference}references memory. Effective addresses, in NASM,
1022 have a very simple syntax: they consist of an expression evaluating
1023 to the desired address, enclosed in \i{square brackets}. For
1024 example:
1025
1026 \c wordvar   dw 123
1027 \c           mov ax,[wordvar]
1028 \c           mov ax,[wordvar+1]
1029 \c           mov ax,[es:wordvar+bx]
1030
1031 Anything not conforming to this simple system is not a valid memory
1032 reference in NASM, for example \c{es:wordvar[bx]}.
1033
1034 More complicated effective addresses, such as those involving more
1035 than one register, work in exactly the same way:
1036
1037 \c           mov eax,[ebx*2+ecx+offset]
1038 \c           mov ax,[bp+di+8]
1039
1040 NASM is capable of doing \i{algebra} on these effective addresses,
1041 so that things which don't necessarily \e{look} legal are perfectly
1042 all right:
1043
1044 \c           mov eax,[ebx*5]        ; assembles as [ebx*4+ebx]
1045 \c           mov eax,[label1*2-label2] ; ie [label1+(label1-label2)]
1046
1047 Some forms of effective address have more than one assembled form;
1048 in most such cases NASM will generate the smallest form it can. For
1049 example, there are distinct assembled forms for the 32-bit effective
1050 addresses \c{[eax*2+0]} and \c{[eax+eax]}, and NASM will generally
1051 generate the latter on the grounds that the former requires four
1052 bytes to store a zero offset.
1053
1054 NASM has a hinting mechanism which will cause \c{[eax+ebx]} and
1055 \c{[ebx+eax]} to generate different opcodes; this is occasionally
1056 useful because \c{[esi+ebp]} and \c{[ebp+esi]} have different
1057 default segment registers.
1058
1059 However, you can force NASM to generate an effective address in a
1060 particular form by the use of the keywords \c{BYTE}, \c{WORD},
1061 \c{DWORD} and \c{NOSPLIT}. If you need \c{[eax+3]} to be assembled
1062 using a double-word offset field instead of the one byte NASM will
1063 normally generate, you can code \c{[dword eax+3]}. Similarly, you
1064 can force NASM to use a byte offset for a small value which it
1065 hasn't seen on the first pass (see \k{crit} for an example of such a
1066 code fragment) by using \c{[byte eax+offset]}. As special cases,
1067 \c{[byte eax]} will code \c{[eax+0]} with a byte offset of zero, and
1068 \c{[dword eax]} will code it with a double-word offset of zero. The
1069 normal form, \c{[eax]}, will be coded with no offset field.
1070
1071 Similarly, NASM will split \c{[eax*2]} into \c{[eax+eax]} because
1072 that allows the offset field to be absent and space to be saved; in
1073 fact, it will also split \c{[eax*2+offset]} into
1074 \c{[eax+eax+offset]}. You can combat this behaviour by the use of
1075 the \c{NOSPLIT} keyword: \c{[nosplit eax*2]} will force
1076 \c{[eax*2+0]} to be generated literally.
1077
1078 \H{const} \i{Constants}
1079
1080 NASM understands four different types of constant: numeric,
1081 character, string and floating-point.
1082
1083 \S{numconst} \i{Numeric Constants}
1084
1085 A numeric constant is simply a number. NASM allows you to specify
1086 numbers in a variety of number bases, in a variety of ways: you can
1087 suffix \c{H}, \c{Q} and \c{B} for \i{hex}, \i{octal} and \i{binary},
1088 or you can prefix \c{0x} for hex in the style of C, or you can
1089 prefix \c{$} for hex in the style of Borland Pascal. Note, though,
1090 that the \I{$prefix}\c{$} prefix does double duty as a prefix on
1091 identifiers (see \k{syntax}), so a hex number prefixed with a \c{$}
1092 sign must have a digit after the \c{$} rather than a letter.
1093
1094 Some examples:
1095
1096 \c           mov ax,100             ; decimal
1097 \c           mov ax,0a2h            ; hex
1098 \c           mov ax,$0a2            ; hex again: the 0 is required
1099 \c           mov ax,0xa2            ; hex yet again
1100 \c           mov ax,777q            ; octal
1101 \c           mov ax,10010011b       ; binary
1102
1103 \S{chrconst} \i{Character Constants}
1104
1105 A character constant consists of up to four characters enclosed in
1106 either single or double quotes. The type of quote makes no
1107 difference to NASM, except of course that surrounding the constant
1108 with single quotes allows double quotes to appear within it and vice
1109 versa.
1110
1111 A character constant with more than one character will be arranged
1112 with \i{little-endian} order in mind: if you code
1113
1114 \c           mov eax,'abcd'
1115
1116 then the constant generated is not \c{0x61626364}, but
1117 \c{0x64636261}, so that if you were then to store the value into
1118 memory, it would read \c{abcd} rather than \c{dcba}. This is also
1119 the sense of character constants understood by the Pentium's
1120 \i\c{CPUID} instruction (see \k{insCPUID}).
1121
1122 \S{strconst} String Constants
1123
1124 String constants are only acceptable to some pseudo-instructions,
1125 namely the \I\c{DW}\I\c{DD}\I\c{DQ}\I\c{DT}\i\c{DB} family and
1126 \i\c{INCBIN}.
1127
1128 A string constant looks like a character constant, only longer. It
1129 is treated as a concatenation of maximum-size character constants
1130 for the conditions. So the following are equivalent:
1131
1132 \c           db 'hello'             ; string constant
1133 \c           db 'h','e','l','l','o' ; equivalent character constants
1134
1135 And the following are also equivalent:
1136
1137 \c           dd 'ninechars'         ; doubleword string constant
1138 \c           dd 'nine','char','s'   ; becomes three doublewords
1139 \c           db 'ninechars',0,0,0   ; and really looks like this
1140
1141 Note that when used as an operand to \c{db}, a constant like
1142 \c{'ab'} is treated as a string constant despite being short enough
1143 to be a character constant, because otherwise \c{db 'ab'} would have
1144 the same effect as \c{db 'a'}, which would be silly. Similarly,
1145 three-character or four-character constants are treated as strings
1146 when they are operands to \c{dw}.
1147
1148 \S{fltconst} \I{floating-point, constants}Floating-Point Constants
1149
1150 \i{Floating-point} constants are acceptable only as arguments to
1151 \i\c{DD}, \i\c{DQ} and \i\c{DT}. They are expressed in the
1152 traditional form: digits, then a period, then optionally more
1153 digits, then optionally an \c{E} followed by an exponent. The period
1154 is mandatory, so that NASM can distinguish between \c{dd 1}, which
1155 declares an integer constant, and \c{dd 1.0} which declares a
1156 floating-point constant.
1157
1158 Some examples:
1159
1160 \c           dd 1.2                 ; an easy one
1161 \c           dq 1.e10               ; 10,000,000,000
1162 \c           dq 1.e+10              ; synonymous with 1.e10
1163 \c           dq 1.e-10              ; 0.000 000 000 1
1164 \c           dt 3.141592653589793238462 ; pi
1165
1166 NASM cannot do compile-time arithmetic on floating-point constants.
1167 This is because NASM is designed to be portable - although it always
1168 generates code to run on x86 processors, the assembler itself can
1169 run on any system with an ANSI C compiler. Therefore, the assembler
1170 cannot guarantee the presence of a floating-point unit capable of
1171 handling the \i{Intel number formats}, and so for NASM to be able to
1172 do floating arithmetic it would have to include its own complete set
1173 of floating-point routines, which would significantly increase the
1174 size of the assembler for very little benefit.
1175
1176 \H{expr} \i{Expressions}
1177
1178 Expressions in NASM are similar in syntax to those in C.
1179
1180 NASM does not guarantee the size of the integers used to evaluate
1181 expressions at compile time: since NASM can compile and run on
1182 64-bit systems quite happily, don't assume that expressions are
1183 evaluated in 32-bit registers and so try to make deliberate use of
1184 \i{integer overflow}. It might not always work. The only thing NASM
1185 will guarantee is what's guaranteed by ANSI C: you always have \e{at
1186 least} 32 bits to work in.
1187
1188 NASM supports two special tokens in expressions, allowing
1189 calculations to involve the current assembly position: the
1190 \I{$ here}\c{$} and \i\c{$$} tokens. \c{$} evaluates to the assembly
1191 position at the beginning of the line containing the expression; so
1192 you can code an \i{infinite loop} using \c{JMP $}. \c{$$} evaluates
1193 to the beginning of the current section; so you can tell how far
1194 into the section you are by using \c{($-$$)}.
1195
1196 The arithmetic \i{operators} provided by NASM are listed here, in
1197 increasing order of \i{precedence}.
1198
1199 \S{expor} \i\c{|}: \i{Bitwise OR} Operator
1200
1201 The \c{|} operator gives a bitwise OR, exactly as performed by the
1202 \c{OR} machine instruction. Bitwise OR is the lowest-priority
1203 arithmetic operator supported by NASM.
1204
1205 \S{expxor} \i\c{^}: \i{Bitwise XOR} Operator
1206
1207 \c{^} provides the bitwise XOR operation.
1208
1209 \S{expand} \i\c{&}: \i{Bitwise AND} Operator
1210
1211 \c{&} provides the bitwise AND operation.
1212
1213 \S{expshift} \i\c{<<} and \i\c{>>}: \i{Bit Shift} Operators
1214
1215 \c{<<} gives a bit-shift to the left, just as it does in C. So \c{5<<3}
1216 evaluates to 5 times 8, or 40. \c{>>} gives a bit-shift to the
1217 right; in NASM, such a shift is \e{always} unsigned, so that
1218 the bits shifted in from the left-hand end are filled with zero
1219 rather than a sign-extension of the previous highest bit.
1220
1221 \S{expplmi} \I{+ opaddition}\c{+} and \I{- opsubtraction}\c{-}:
1222 \i{Addition} and \i{Subtraction} Operators
1223
1224 The \c{+} and \c{-} operators do perfectly ordinary addition and
1225 subtraction.
1226
1227 \S{expmul} \i\c{*}, \i\c{/}, \i\c{//}, \i\c{%} and \i\c{%%}:
1228 \i{Multiplication} and \i{Division}
1229
1230 \c{*} is the multiplication operator. \c{/} and \c{//} are both
1231 division operators: \c{/} is \i{unsigned division} and \c{//} is
1232 \i{signed division}. Similarly, \c{%} and \c{%%} provide \I{unsigned
1233 modulo}\I{modulo operators}unsigned and
1234 \i{signed modulo} operators respectively.
1235
1236 NASM, like ANSI C, provides no guarantees about the sensible
1237 operation of the signed modulo operator.
1238
1239 Since the \c{%} character is used extensively by the macro
1240 \i{preprocessor}, you should ensure that both the signed and unsigned
1241 modulo operators are followed by white space wherever they appear.
1242
1243 \S{expmul} \i{Unary Operators}: \I{+ opunary}\c{+}, \I{- opunary}\c{-},
1244 \i\c{~} and \i\c{SEG}
1245
1246 The highest-priority operators in NASM's expression grammar are
1247 those which only apply to one argument. \c{-} negates its operand,
1248 \c{+} does nothing (it's provided for symmetry with \c{-}), \c{~}
1249 computes the \i{one's complement} of its operand, and \c{SEG}
1250 provides the \i{segment address} of its operand (explained in more
1251 detail in \k{segwrt}).
1252
1253 \H{segwrt} \i\c{SEG} and \i\c{WRT}
1254
1255 When writing large 16-bit programs, which must be split into
1256 multiple \i{segments}, it is often necessary to be able to refer to
1257 the \I{segment address}segment part of the address of a symbol. NASM
1258 supports the \c{SEG} operator to perform this function.
1259
1260 The \c{SEG} operator returns the \i\e{preferred} segment base of a
1261 symbol, defined as the segment base relative to which the offset of
1262 the symbol makes sense. So the code
1263
1264 \c           mov ax,seg symbol
1265 \c           mov es,ax
1266 \c           mov bx,symbol
1267
1268 will load \c{ES:BX} with a valid pointer to the symbol \c{symbol}.
1269
1270 Things can be more complex than this: since 16-bit segments and
1271 \i{groups} may \I{overlapping segments}overlap, you might occasionally
1272 want to refer to some symbol using a different segment base from the
1273 preferred one. NASM lets you do this, by the use of the \c{WRT}
1274 (With Reference To) keyword. So you can do things like
1275
1276 \c           mov ax,weird_seg       ; weird_seg is a segment base
1277 \c           mov es,ax
1278 \c           mov bx,symbol wrt weird_seg
1279
1280 to load \c{ES:BX} with a different, but functionally equivalent,
1281 pointer to the symbol \c{symbol}.
1282
1283 NASM supports far (inter-segment) calls and jumps by means of the
1284 syntax \c{call segment:offset}, where \c{segment} and \c{offset}
1285 both represent immediate values. So to call a far procedure, you
1286 could code either of
1287
1288 \c           call (seg procedure):procedure
1289 \c           call weird_seg:(procedure wrt weird_seg)
1290
1291 (The parentheses are included for clarity, to show the intended
1292 parsing of the above instructions. They are not necessary in
1293 practice.)
1294
1295 NASM supports the syntax \I\c{CALL FAR}\c{call far procedure} as a
1296 synonym for the first of the above usages. \c{JMP} works identically
1297 to \c{CALL} in these examples.
1298
1299 To declare a \i{far pointer} to a data item in a data segment, you
1300 must code
1301
1302 \c           dw symbol, seg symbol
1303
1304 NASM supports no convenient synonym for this, though you can always
1305 invent one using the macro processor.
1306
1307 \H{crit} \i{Critical Expressions}
1308
1309 A limitation of NASM is that it is a \i{two-pass assembler}; unlike
1310 TASM and others, it will always do exactly two \I{passes}\i{assembly
1311 passes}. Therefore it is unable to cope with source files that are
1312 complex enough to require three or more passes.
1313
1314 The first pass is used to determine the size of all the assembled
1315 code and data, so that the second pass, when generating all the
1316 code, knows all the symbol addresses the code refers to. So one
1317 thing NASM can't handle is code whose size depends on the value of a
1318 symbol declared after the code in question. For example,
1319
1320 \c           times (label-$) db 0
1321 \c label:    db 'Where am I?'
1322
1323 The argument to \i\c{TIMES} in this case could equally legally
1324 evaluate to anything at all; NASM will reject this example because
1325 it cannot tell the size of the \c{TIMES} line when it first sees it.
1326 It will just as firmly reject the slightly \I{paradox}paradoxical
1327 code
1328
1329 \c           times (label-$+1) db 0
1330 \c label:    db 'NOW where am I?'
1331
1332 in which \e{any} value for the \c{TIMES} argument is by definition
1333 wrong!
1334
1335 NASM rejects these examples by means of a concept called a
1336 \e{critical expression}, which is defined to be an expression whose
1337 value is required to be computable in the first pass, and which must
1338 therefore depend only on symbols defined before it. The argument to
1339 the \c{TIMES} prefix is a critical expression; for the same reason,
1340 the arguments to the \i\c{RESB} family of pseudo-instructions are
1341 also critical expressions.
1342
1343 Critical expressions can crop up in other contexts as well: consider
1344 the following code.
1345
1346 \c           mov ax,symbol1
1347 \c symbol1   equ symbol2
1348 \c symbol2:
1349
1350 On the first pass, NASM cannot determine the value of \c{symbol1},
1351 because \c{symbol1} is defined to be equal to \c{symbol2} which NASM
1352 hasn't seen yet. On the second pass, therefore, when it encounters
1353 the line \c{mov ax,symbol1}, it is unable to generate the code for
1354 it because it still doesn't know the value of \c{symbol1}. On the
1355 next line, it would see the \i\c{EQU} again and be able to determine
1356 the value of \c{symbol1}, but by then it would be too late.
1357
1358 NASM avoids this problem by defining the right-hand side of an
1359 \c{EQU} statement to be a critical expression, so the definition of
1360 \c{symbol1} would be rejected in the first pass.
1361
1362 There is a related issue involving \i{forward references}: consider
1363 this code fragment.
1364
1365 \c           mov eax,[ebx+offset]
1366 \c offset    equ 10
1367
1368 NASM, on pass one, must calculate the size of the instruction \c{mov
1369 eax,[ebx+offset]} without knowing the value of \c{offset}. It has no
1370 way of knowing that \c{offset} is small enough to fit into a
1371 one-byte offset field and that it could therefore get away with
1372 generating a shorter form of the \i{effective-address} encoding; for
1373 all it knows, in pass one, \c{offset} could be a symbol in the code
1374 segment, and it might need the full four-byte form. So it is forced
1375 to compute the size of the instruction to accommodate a four-byte
1376 address part. In pass two, having made this decision, it is now
1377 forced to honour it and keep the instruction large, so the code
1378 generated in this case is not as small as it could have been. This
1379 problem can be solved by defining \c{offset} before using it, or by
1380 forcing byte size in the effective address by coding \c{[byte
1381 ebx+offset]}.
1382
1383 \H{locallab} \i{Local Labels}
1384
1385 NASM gives special treatment to symbols beginning with a \i{period}.
1386 A label beginning with a single period is treated as a \e{local}
1387 label, which means that it is associated with the previous non-local
1388 label. So, for example:
1389
1390 \c label1    ; some code
1391 \c .loop     ; some more code
1392 \c           jne .loop
1393 \c           ret
1394 \c label2    ; some code
1395 \c .loop     ; some more code
1396 \c           jne .loop
1397 \c           ret
1398
1399 In the above code fragment, each \c{JNE} instruction jumps to the
1400 line immediately before it, because the two definitions of \c{.loop}
1401 are kept separate by virtue of each being associated with the
1402 previous non-local label.
1403
1404 This form of local label handling is borrowed from the old Amiga
1405 assembler \i{DevPac}; however, NASM goes one step further, in
1406 allowing access to local labels from other parts of the code. This
1407 is achieved by means of \e{defining} a local label in terms of the
1408 previous non-local label: the first definition of \c{.loop} above is
1409 really defining a symbol called \c{label1.loop}, and the second
1410 defines a symbol called \c{label2.loop}. So, if you really needed
1411 to, you could write
1412
1413 \c label3    ; some more code
1414 \c           ; and some more
1415 \c           jmp label1.loop
1416
1417 Sometimes it is useful - in a macro, for instance - to be able to
1418 define a label which can be referenced from anywhere but which
1419 doesn't interfere with the normal local-label mechanism. Such a
1420 label can't be non-local because it would interfere with subsequent
1421 definitions of, and references to, local labels; and it can't be
1422 local because the macro that defined it wouldn't know the label's
1423 full name. NASM therefore introduces a third type of label, which is
1424 probably only useful in macro definitions: if a label begins with
1425 the \I{label prefix}special prefix \i\c{..@}, then it does nothing
1426 to the local label mechanism. So you could code
1427
1428 \c label1:   ; a non-local label
1429 \c .local:   ; this is really label1.local
1430 \c ..@foo:   ; this is a special symbol
1431 \c label2:   ; another non-local label
1432 \c .local:   ; this is really label2.local
1433 \c           jmp ..@foo             ; this will jump three lines up
1434
1435 NASM has the capacity to define other special symbols beginning with
1436 a double period: for example, \c{..start} is used to specify the
1437 entry point in the \c{obj} output format (see \k{dotdotstart}).
1438
1439 \C{preproc} The NASM \i{Preprocessor}
1440
1441 NASM contains a powerful \i{macro processor}, which supports
1442 conditional assembly, multi-level file inclusion, two forms of macro
1443 (single-line and multi-line), and a `context stack' mechanism for
1444 extra macro power. Preprocessor directives all begin with a \c{%}
1445 sign.
1446
1447 \H{slmacro} \i{Single-Line Macros}
1448
1449 \S{define} The Normal Way: \I\c{%idefine}\i\c{%define}
1450
1451 Single-line macros are defined using the \c{%define} preprocessor
1452 directive. The definitions work in a similar way to C; so you can do
1453 things like
1454
1455 \c %define ctrl 0x1F &
1456 \c %define param(a,b) ((a)+(a)*(b))
1457 \c           mov byte [param(2,ebx)], ctrl 'D'
1458
1459 which will expand to
1460
1461 \c           mov byte [(2)+(2)*(ebx)], 0x1F & 'D'
1462
1463 When the expansion of a single-line macro contains tokens which
1464 invoke another macro, the expansion is performed at invocation time,
1465 not at definition time. Thus the code
1466
1467 \c %define a(x) 1+b(x)
1468 \c %define b(x) 2*x
1469 \c           mov ax,a(8)
1470
1471 will evaluate in the expected way to \c{mov ax,1+2*8}, even though
1472 the macro \c{b} wasn't defined at the time of definition of \c{a}.
1473
1474 Macros defined with \c{%define} are \i{case sensitive}: after
1475 \c{%define foo bar}, only \c{foo} will expand to \c{bar}: \c{Foo} or
1476 \c{FOO} will not. By using \c{%idefine} instead of \c{%define} (the
1477 `i' stands for `insensitive') you can define all the case variants
1478 of a macro at once, so that \c{%idefine foo bar} would cause
1479 \c{foo}, \c{Foo}, \c{FOO}, \c{fOO} and so on all to expand to
1480 \c{bar}.
1481
1482 There is a mechanism which detects when a macro call has occurred as
1483 a result of a previous expansion of the same macro, to guard against
1484 \i{circular references} and infinite loops. If this happens, the
1485 preprocessor will only expand the first occurrence of the macro.
1486 Hence, if you code
1487
1488 \c %define a(x) 1+a(x)
1489 \c           mov ax,a(3)
1490
1491 the macro \c{a(3)} will expand once, becoming \c{1+a(3)}, and will
1492 then expand no further. This behaviour can be useful: see \k{32c}
1493 for an example of its use.
1494
1495 You can \I{overloading, single-line macros}overload single-line
1496 macros: if you write
1497
1498 \c %define foo(x) 1+x
1499 \c %define foo(x,y) 1+x*y
1500
1501 the preprocessor will be able to handle both types of macro call,
1502 by counting the parameters you pass; so \c{foo(3)} will become
1503 \c{1+3} whereas \c{foo(ebx,2)} will become \c{1+ebx*2}. However, if
1504 you define
1505
1506 \c %define foo bar
1507
1508 then no other definition of \c{foo} will be accepted: a macro with
1509 no parameters prohibits the definition of the same name as a macro
1510 \e{with} parameters, and vice versa.
1511
1512 This doesn't prevent single-line macros being \e{redefined}: you can
1513 perfectly well define a macro with
1514
1515 \c %define foo bar
1516
1517 and then re-define it later in the same source file with
1518
1519 \c %define foo baz
1520
1521 Then everywhere the macro \c{foo} is invoked, it will be expanded
1522 according to the most recent definition. This is particularly useful
1523 when defining single-line macros with \c{%assign} (see \k{assign}).
1524
1525 You can \i{pre-define} single-line macros using the `-d' option on
1526 the NASM command line: see \k{opt-d}.
1527
1528 \S{undef} Undefining macros: \i\c{%undef}
1529
1530 Single-line macros can be removed with the \c{%undef} command.  For
1531 example, the following sequence:
1532
1533 \c %define foo bar
1534 \c %undef foo
1535 \c              mov eax, foo
1536
1537 will expand to the instruction \c{mov eax, foo}, since after
1538 \c{%undef} the macro \c{foo} is no longer defined.
1539
1540 Macros that would otherwise be pre-defined can be undefined on the
1541 command-line using the `-u' option on the NASM command line: see
1542 \k{opt-u}.
1543
1544 \S{assign} \i{Preprocessor Variables}: \i\c{%assign}
1545
1546 An alternative way to define single-line macros is by means of the
1547 \c{%assign} command (and its \i{case sensitive}case-insensitive
1548 counterpart \i\c{%iassign}, which differs from \c{%assign} in
1549 exactly the same way that \c{%idefine} differs from \c{%define}).
1550
1551 \c{%assign} is used to define single-line macros which take no
1552 parameters and have a numeric value. This value can be specified in
1553 the form of an expression, and it will be evaluated once, when the
1554 \c{%assign} directive is processed.
1555
1556 Like \c{%define}, macros defined using \c{%assign} can be re-defined
1557 later, so you can do things like
1558
1559 \c %assign i i+1
1560
1561 to increment the numeric value of a macro.
1562
1563 \c{%assign} is useful for controlling the termination of \c{%rep}
1564 preprocessor loops: see \k{rep} for an example of this. Another
1565 use for \c{%assign} is given in \k{16c} and \k{32c}.
1566
1567 The expression passed to \c{%assign} is a \i{critical expression}
1568 (see \k{crit}), and must also evaluate to a pure number (rather than
1569 a relocatable reference such as a code or data address, or anything
1570 involving a register).
1571
1572 \H{strlen} \i{String Handling in Macros}: \i\c{%strlen} and \i\c{%substr}
1573
1574 It's often useful to be able to handle strings in macros.  NASM 
1575 supports two simple string handling macro operators from which
1576 more complex operations can be constructed.
1577
1578 \S{strlen} \i{String Length}: \i\c{%strlen}
1579
1580 The \c{%strlen} macro is like \c{%assign} macro in that it creates
1581 (or redefines) a numeric value to a macro.  The difference is that
1582 with \c{%strlen}, the numeric value is the length of a string.  An
1583 example of the use of this would be:
1584
1585 \c %strlen charcnt 'my string'
1586
1587 In this example, \c{charcnt} would receive the value 8, just as
1588 if an \c{%assign} had been used.  In this example, \c{'my string'}
1589 was a literal string but it could also have been a single-line 
1590 macro that expands to a string, as in the following example:
1591
1592 \c %define sometext 'my string'
1593 \c %strlen charcnt sometext
1594
1595 As in the first case, this would result in \c{charcnt} being 
1596 assigned the value of 8.
1597
1598 \S{substr} \i{Sub-strings}: \i\c{%substr}
1599
1600 Individual letters in strings can be extracted using \c{%substr}.
1601 An example of its use is probably more useful than the description:
1602
1603 \c %substr mychar 'xyz' 1  ; equivalent to %define mychar 'x'
1604 \c %substr mychar 'xyz' 2  ; equivalent to %define mychar 'y'
1605 \c %substr mychar 'xyz' 3  ; equivalent to %define mychar 'z'
1606
1607 In this example, mychar gets the value of 'y'.  As with \c{%strlen}
1608 (see \k{strlen}), the first parameter is the single-line macro to 
1609 be created and the second is the string.  The third parameter 
1610 specifies which character is to be selected.  Note that the first 
1611 index is 1, not 0 and the last index is equal to the value that 
1612 \c{%strlen} would assign given the same string.  Index values out
1613 of range result in an empty string.
1614
1615 \H{mlmacro} \i{Multi-Line Macros}: \I\c{%imacro}\i\c{%macro}
1616
1617 Multi-line macros are much more like the type of macro seen in MASM
1618 and TASM: a multi-line macro definition in NASM looks something like
1619 this.
1620
1621 \c %macro prologue 1
1622 \c           push ebp
1623 \c           mov ebp,esp
1624 \c           sub esp,%1
1625 \c %endmacro
1626
1627 This defines a C-like function prologue as a macro: so you would
1628 invoke the macro with a call such as
1629
1630 \c myfunc:   prologue 12
1631
1632 which would expand to the three lines of code
1633
1634 \c myfunc:   push ebp
1635 \c           mov ebp,esp
1636 \c           sub esp,12
1637
1638 The number \c{1} after the macro name in the \c{%macro} line defines
1639 the number of parameters the macro \c{prologue} expects to receive.
1640 The use of \c{%1} inside the macro definition refers to the first
1641 parameter to the macro call. With a macro taking more than one
1642 parameter, subsequent parameters would be referred to as \c{%2},
1643 \c{%3} and so on.
1644
1645 Multi-line macros, like single-line macros, are \i{case-sensitive},
1646 unless you define them using the alternative directive \c{%imacro}.
1647
1648 If you need to pass a comma as \e{part} of a parameter to a
1649 multi-line macro, you can do that by enclosing the entire parameter
1650 in \I{braces, around macro parameters}braces. So you could code
1651 things like
1652
1653 \c %macro silly 2
1654 \c %2:       db %1
1655 \c %endmacro
1656 \c           silly 'a', letter_a    ; letter_a:  db 'a'
1657 \c           silly 'ab', string_ab  ; string_ab: db 'ab'
1658 \c           silly {13,10}, crlf    ; crlf:      db 13,10
1659
1660 \S{mlmacover} \i{Overloading Multi-Line Macros}
1661
1662 As with single-line macros, multi-line macros can be overloaded by
1663 defining the same macro name several times with different numbers of
1664 parameters. This time, no exception is made for macros with no
1665 parameters at all. So you could define
1666
1667 \c %macro prologue 0
1668 \c           push ebp
1669 \c           mov ebp,esp
1670 \c %endmacro
1671
1672 to define an alternative form of the function prologue which
1673 allocates no local stack space.
1674
1675 Sometimes, however, you might want to `overload' a machine
1676 instruction; for example, you might want to define
1677
1678 \c %macro push 2
1679 \c           push %1
1680 \c           push %2
1681 \c %endmacro
1682
1683 so that you could code
1684
1685 \c           push ebx               ; this line is not a macro call
1686 \c           push eax,ecx           ; but this one is
1687
1688 Ordinarily, NASM will give a warning for the first of the above two
1689 lines, since \c{push} is now defined to be a macro, and is being
1690 invoked with a number of parameters for which no definition has been
1691 given. The correct code will still be generated, but the assembler
1692 will give a warning. This warning can be disabled by the use of the
1693 \c{-w-macro-params} command-line option (see \k{opt-w}).
1694
1695 \S{maclocal} \i{Macro-Local Labels}
1696
1697 NASM allows you to define labels within a multi-line macro
1698 definition in such a way as to make them local to the macro call: so
1699 calling the same macro multiple times will use a different label
1700 each time. You do this by prefixing \i\c{%%} to the label name. So
1701 you can invent an instruction which executes a \c{RET} if the \c{Z}
1702 flag is set by doing this:
1703
1704 \c %macro retz 0
1705 \c           jnz %%skip
1706 \c           ret
1707 \c %%skip:
1708 \c %endmacro
1709
1710 You can call this macro as many times as you want, and every time
1711 you call it NASM will make up a different `real' name to substitute
1712 for the label \c{%%skip}. The names NASM invents are of the form
1713 \c{..@2345.skip}, where the number 2345 changes with every macro
1714 call. The \i\c{..@} prefix prevents macro-local labels from
1715 interfering with the local label mechanism, as described in
1716 \k{locallab}. You should avoid defining your own labels in this form
1717 (the \c{..@} prefix, then a number, then another period) in case
1718 they interfere with macro-local labels.
1719
1720 \S{mlmacgre} \i{Greedy Macro Parameters}
1721
1722 Occasionally it is useful to define a macro which lumps its entire
1723 command line into one parameter definition, possibly after
1724 extracting one or two smaller parameters from the front. An example
1725 might be a macro to write a text string to a file in MS-DOS, where
1726 you might want to be able to write
1727
1728 \c           writefile [filehandle],"hello, world",13,10
1729
1730 NASM allows you to define the last parameter of a macro to be
1731 \e{greedy}, meaning that if you invoke the macro with more
1732 parameters than it expects, all the spare parameters get lumped into
1733 the last defined one along with the separating commas. So if you
1734 code:
1735
1736 \c %macro writefile 2+
1737 \c           jmp %%endstr
1738 \c %%str:    db %2
1739 \c %%endstr: mov dx,%%str
1740 \c           mov cx,%%endstr-%%str
1741 \c           mov bx,%1
1742 \c           mov ah,0x40
1743 \c           int 0x21
1744 \c %endmacro
1745
1746 then the example call to \c{writefile} above will work as expected:
1747 the text before the first comma, \c{[filehandle]}, is used as the
1748 first macro parameter and expanded when \c{%1} is referred to, and
1749 all the subsequent text is lumped into \c{%2} and placed after the
1750 \c{db}.
1751
1752 The greedy nature of the macro is indicated to NASM by the use of
1753 the \I{+ modifier}\c{+} sign after the parameter count on the
1754 \c{%macro} line.
1755
1756 If you define a greedy macro, you are effectively telling NASM how
1757 it should expand the macro given \e{any} number of parameters from
1758 the actual number specified up to infinity; in this case, for
1759 example, NASM now knows what to do when it sees a call to
1760 \c{writefile} with 2, 3, 4 or more parameters. NASM will take this
1761 into account when overloading macros, and will not allow you to
1762 define another form of \c{writefile} taking 4 parameters (for
1763 example).
1764
1765 Of course, the above macro could have been implemented as a
1766 non-greedy macro, in which case the call to it would have had to
1767 look like
1768
1769 \c           writefile [filehandle], {"hello, world",13,10}
1770
1771 NASM provides both mechanisms for putting \i{commas in macro
1772 parameters}, and you choose which one you prefer for each macro
1773 definition.
1774
1775 See \k{sectmac} for a better way to write the above macro.
1776
1777 \S{mlmacdef} \i{Default Macro Parameters}
1778
1779 NASM also allows you to define a multi-line macro with a \e{range}
1780 of allowable parameter counts. If you do this, you can specify
1781 defaults for \i{omitted parameters}. So, for example:
1782
1783 \c %macro die 0-1 "Painful program death has occurred."
1784 \c           writefile 2,%1
1785 \c           mov ax,0x4c01
1786 \c           int 0x21
1787 \c %endmacro
1788
1789 This macro (which makes use of the \c{writefile} macro defined in
1790 \k{mlmacgre}) can be called with an explicit error message, which it
1791 will display on the error output stream before exiting, or it can be
1792 called with no parameters, in which case it will use the default
1793 error message supplied in the macro definition.
1794
1795 In general, you supply a minimum and maximum number of parameters
1796 for a macro of this type; the minimum number of parameters are then
1797 required in the macro call, and then you provide defaults for the
1798 optional ones. So if a macro definition began with the line
1799
1800 \c %macro foobar 1-3 eax,[ebx+2]
1801
1802 then it could be called with between one and three parameters, and
1803 \c{%1} would always be taken from the macro call. \c{%2}, if not
1804 specified by the macro call, would default to \c{eax}, and \c{%3} if
1805 not specified would default to \c{[ebx+2]}.
1806
1807 You may omit parameter defaults from the macro definition, in which
1808 case the parameter default is taken to be blank. This can be useful
1809 for macros which can take a variable number of parameters, since the
1810 \i\c{%0} token (see \k{percent0}) allows you to determine how many
1811 parameters were really passed to the macro call.
1812
1813 This defaulting mechanism can be combined with the greedy-parameter
1814 mechanism; so the \c{die} macro above could be made more powerful,
1815 and more useful, by changing the first line of the definition to
1816
1817 \c %macro die 0-1+ "Painful program death has occurred.",13,10
1818
1819 The maximum parameter count can be infinite, denoted by \c{*}. In
1820 this case, of course, it is impossible to provide a \e{full} set of
1821 default parameters. Examples of this usage are shown in \k{rotate}.
1822
1823 \S{percent0} \i\c{%0}: \I{counting macro parameters}Macro Parameter Counter
1824
1825 For a macro which can take a variable number of parameters, the
1826 parameter reference \c{%0} will return a numeric constant giving the
1827 number of parameters passed to the macro. This can be used as an
1828 argument to \c{%rep} (see \k{rep}) in order to iterate through all
1829 the parameters of a macro. Examples are given in \k{rotate}.
1830
1831 \S{rotate} \i\c{%rotate}: \i{Rotating Macro Parameters}
1832
1833 Unix shell programmers will be familiar with the \I{shift
1834 command}\c{shift} shell command, which allows the arguments passed
1835 to a shell script (referenced as \c{$1}, \c{$2} and so on) to be
1836 moved left by one place, so that the argument previously referenced
1837 as \c{$2} becomes available as \c{$1}, and the argument previously
1838 referenced as \c{$1} is no longer available at all.
1839
1840 NASM provides a similar mechanism, in the form of \c{%rotate}. As
1841 its name suggests, it differs from the Unix \c{shift} in that no
1842 parameters are lost: parameters rotated off the left end of the
1843 argument list reappear on the right, and vice versa.
1844
1845 \c{%rotate} is invoked with a single numeric argument (which may be
1846 an expression). The macro parameters are rotated to the left by that
1847 many places. If the argument to \c{%rotate} is negative, the macro
1848 parameters are rotated to the right.
1849
1850 \I{iterating over macro parameters}So a pair of macros to save and
1851 restore a set of registers might work as follows:
1852
1853 \c %macro multipush 1-*
1854 \c %rep %0
1855 \c           push %1
1856 \c %rotate 1
1857 \c %endrep
1858 \c %endmacro
1859
1860 This macro invokes the \c{PUSH} instruction on each of its arguments
1861 in turn, from left to right. It begins by pushing its first
1862 argument, \c{%1}, then invokes \c{%rotate} to move all the arguments
1863 one place to the left, so that the original second argument is now
1864 available as \c{%1}. Repeating this procedure as many times as there
1865 were arguments (achieved by supplying \c{%0} as the argument to
1866 \c{%rep}) causes each argument in turn to be pushed.
1867
1868 Note also the use of \c{*} as the maximum parameter count,
1869 indicating that there is no upper limit on the number of parameters
1870 you may supply to the \i\c{multipush} macro.
1871
1872 It would be convenient, when using this macro, to have a \c{POP}
1873 equivalent, which \e{didn't} require the arguments to be given in
1874 reverse order. Ideally, you would write the \c{multipush} macro
1875 call, then cut-and-paste the line to where the pop needed to be
1876 done, and change the name of the called macro to \c{multipop}, and
1877 the macro would take care of popping the registers in the opposite
1878 order from the one in which they were pushed.
1879
1880 This can be done by the following definition:
1881
1882 \c %macro multipop 1-*
1883 \c %rep %0
1884 \c %rotate -1
1885 \c           pop %1
1886 \c %endrep
1887 \c %endmacro
1888
1889 This macro begins by rotating its arguments one place to the
1890 \e{right}, so that the original \e{last} argument appears as \c{%1}.
1891 This is then popped, and the arguments are rotated right again, so
1892 the second-to-last argument becomes \c{%1}. Thus the arguments are
1893 iterated through in reverse order.
1894
1895 \S{concat} \i{Concatenating Macro Parameters}
1896
1897 NASM can concatenate macro parameters on to other text surrounding
1898 them. This allows you to declare a family of symbols, for example,
1899 in a macro definition. If, for example, you wanted to generate a
1900 table of key codes along with offsets into the table, you could code
1901 something like
1902
1903 \c %macro keytab_entry 2
1904 \c keypos%1 equ $-keytab
1905 \c           db %2
1906 \c %endmacro
1907 \c keytab:
1908 \c           keytab_entry F1,128+1
1909 \c           keytab_entry F2,128+2
1910 \c           keytab_entry Return,13
1911
1912 which would expand to
1913
1914 \c keytab:
1915 \c keyposF1 equ $-keytab
1916 \c           db 128+1
1917 \c keyposF2 equ $-keytab
1918 \c           db 128+2
1919 \c keyposReturn equ $-keytab
1920 \c           db 13
1921
1922 You can just as easily concatenate text on to the other end of a
1923 macro parameter, by writing \c{%1foo}.
1924
1925 If you need to append a \e{digit} to a macro parameter, for example
1926 defining labels \c{foo1} and \c{foo2} when passed the parameter
1927 \c{foo}, you can't code \c{%11} because that would be taken as the
1928 eleventh macro parameter. Instead, you must code
1929 \I{braces, after % sign}\c{%\{1\}1}, which will separate the first
1930 \c{1} (giving the number of the macro parameter) from the second
1931 (literal text to be concatenated to the parameter).
1932
1933 This concatenation can also be applied to other preprocessor in-line
1934 objects, such as macro-local labels (\k{maclocal}) and context-local
1935 labels (\k{ctxlocal}). In all cases, ambiguities in syntax can be
1936 resolved by enclosing everything after the \c{%} sign and before the
1937 literal text in braces: so \c{%\{%foo\}bar} concatenates the text
1938 \c{bar} to the end of the real name of the macro-local label
1939 \c{%%foo}. (This is unnecessary, since the form NASM uses for the
1940 real names of macro-local labels means that the two usages
1941 \c{%\{%foo\}bar} and \c{%%foobar} would both expand to the same
1942 thing anyway; nevertheless, the capability is there.)
1943
1944 \S{mlmaccc} \i{Condition Codes as Macro Parameters}
1945
1946 NASM can give special treatment to a macro parameter which contains
1947 a condition code. For a start, you can refer to the macro parameter
1948 \c{%1} by means of the alternative syntax \i\c{%+1}, which informs
1949 NASM that this macro parameter is supposed to contain a condition
1950 code, and will cause the preprocessor to report an error message if
1951 the macro is called with a parameter which is \e{not} a valid
1952 condition code.
1953
1954 Far more usefully, though, you can refer to the macro parameter by
1955 means of \i\c{%-1}, which NASM will expand as the \e{inverse}
1956 condition code. So the \c{retz} macro defined in \k{maclocal} can be
1957 replaced by a general \i{conditional-return macro} like this:
1958
1959 \c %macro retc 1
1960 \c           j%-1 %%skip
1961 \c           ret
1962 \c %%skip:
1963 \c %endmacro
1964
1965 This macro can now be invoked using calls like \c{retc ne}, which
1966 will cause the conditional-jump instruction in the macro expansion
1967 to come out as \c{JE}, or \c{retc po} which will make the jump a
1968 \c{JPE}.
1969
1970 The \c{%+1} macro-parameter reference is quite happy to interpret
1971 the arguments \c{CXZ} and \c{ECXZ} as valid condition codes;
1972 however, \c{%-1} will report an error if passed either of these,
1973 because no inverse condition code exists.
1974
1975 \S{nolist} \i{Disabling Listing Expansion}\I\c{.nolist}
1976
1977 When NASM is generating a listing file from your program, it will
1978 generally expand multi-line macros by means of writing the macro
1979 call and then listing each line of the expansion. This allows you to
1980 see which instructions in the macro expansion are generating what
1981 code; however, for some macros this clutters the listing up
1982 unnecessarily.
1983
1984 NASM therefore provides the \c{.nolist} qualifier, which you can
1985 include in a macro definition to inhibit the expansion of the macro
1986 in the listing file. The \c{.nolist} qualifier comes directly after
1987 the number of parameters, like this:
1988
1989 \c %macro foo 1.nolist
1990
1991 Or like this:
1992
1993 \c %macro bar 1-5+.nolist a,b,c,d,e,f,g,h
1994
1995 \H{condasm} \i{Conditional Assembly}\I\c{%if}
1996
1997 Similarly to the C preprocessor, NASM allows sections of a source
1998 file to be assembled only if certain conditions are met. The general
1999 syntax of this feature looks like this:
2000
2001 \c %if<condition>
2002 \c ; some code which only appears if <condition> is met
2003 \c %elif<condition2>
2004 \c ; only appears if <condition> is not met but <condition2> is
2005 \c %else
2006 \c ; this appears if neither <condition> nor <condition2> was met
2007 \c %endif
2008
2009 The \i\c{%else} clause is optional, as is the \i\c{%elif} clause.
2010 You can have more than one \c{%elif} clause as well.
2011
2012 \S{ifdef} \i\c{%ifdef}: \i{Testing Single-Line Macro Existence}
2013
2014 Beginning a conditional-assembly block with the line \c{%ifdef
2015 MACRO} will assemble the subsequent code if, and only if, a
2016 single-line macro called \c{MACRO} is defined. If not, then the
2017 \c{%elif} and \c{%else} blocks (if any) will be processed instead.
2018
2019 For example, when debugging a program, you might want to write code
2020 such as
2021
2022 \c           ; perform some function
2023 \c %ifdef DEBUG
2024 \c           writefile 2,"Function performed successfully",13,10
2025 \c %endif
2026 \c           ; go and do something else
2027
2028 Then you could use the command-line option \c{-dDEBUG} to create a
2029 version of the program which produced debugging messages, and remove
2030 the option to generate the final release version of the program.
2031
2032 You can test for a macro \e{not} being defined by using
2033 \i\c{%ifndef} instead of \c{%ifdef}. You can also test for macro
2034 definitions in \c{%elif} blocks by using \i\c{%elifdef} and
2035 \i\c{%elifndef}.
2036
2037 \S{ifctx} \i\c{%ifctx}: \i{Testing the Context Stack}
2038
2039 The conditional-assembly construct \c{%ifctx ctxname} will cause the
2040 subsequent code to be assembled if and only if the top context on
2041 the preprocessor's context stack has the name \c{ctxname}. As with
2042 \c{%ifdef}, the inverse and \c{%elif} forms \i\c{%ifnctx},
2043 \i\c{%elifctx} and \i\c{%elifnctx} are also supported.
2044
2045 For more details of the context stack, see \k{ctxstack}. For a
2046 sample use of \c{%ifctx}, see \k{blockif}.
2047
2048 \S{if} \i\c{%if}: \i{Testing Arbitrary Numeric Expressions}
2049
2050 The conditional-assembly construct \c{%if expr} will cause the
2051 subsequent code to be assembled if and only if the value of the
2052 numeric expression \c{expr} is non-zero. An example of the use of
2053 this feature is in deciding when to break out of a \c{%rep}
2054 preprocessor loop: see \k{rep} for a detailed example.
2055
2056 The expression given to \c{%if}, and its counterpart \i\c{%elif}, is
2057 a critical expression (see \k{crit}).
2058
2059 \c{%if} extends the normal NASM expression syntax, by providing a
2060 set of \i{relational operators} which are not normally available in
2061 expressions. The operators \i\c{=}, \i\c{<}, \i\c{>}, \i\c{<=},
2062 \i\c{>=} and \i\c{<>} test equality, less-than, greater-than,
2063 less-or-equal, greater-or-equal and not-equal respectively. The
2064 C-like forms \i\c{==} and \i\c{!=} are supported as alternative
2065 forms of \c{=} and \c{<>}. In addition, low-priority logical
2066 operators \i\c{&&}, \i\c{^^} and \i\c{||} are provided, supplying
2067 \i{logical AND}, \i{logical XOR} and \i{logical OR}. These work like
2068 the C logical operators (although C has no logical XOR), in that
2069 they always return either 0 or 1, and treat any non-zero input as 1
2070 (so that \c{^^}, for example, returns 1 if exactly one of its inputs
2071 is zero, and 0 otherwise). The relational operators also return 1
2072 for true and 0 for false.
2073
2074 \S{ifidn} \i\c{%ifidn} and \i\c{%ifidni}: \i{Testing Exact Text
2075 Identity}
2076
2077 The construct \c{%ifidn text1,text2} will cause the subsequent code
2078 to be assembled if and only if \c{text1} and \c{text2}, after
2079 expanding single-line macros, are identical pieces of text.
2080 Differences in white space are not counted.
2081
2082 \c{%ifidni} is similar to \c{%ifidn}, but is \i{case-insensitive}.
2083
2084 For example, the following macro pushes a register or number on the
2085 stack, and allows you to treat \c{IP} as a real register:
2086
2087 \c %macro pushparam 1
2088 \c %ifidni %1,ip
2089 \c           call %%label
2090 \c %%label:
2091 \c %else
2092 \c           push %1
2093 \c %endif
2094 \c %endmacro
2095
2096 Like most other \c{%if} constructs, \c{%ifidn} has a counterpart
2097 \i\c{%elifidn}, and negative forms \i\c{%ifnidn} and \i\c{%elifnidn}.
2098 Similarly, \c{%ifidni} has counterparts \i\c{%elifidni},
2099 \i\c{%ifnidni} and \i\c{%elifnidni}.
2100
2101 \S{iftyp} \i\c{%ifid}, \i\c{%ifnum}, \i\c{%ifstr}: \i{Testing Token
2102 Types}
2103
2104 Some macros will want to perform different tasks depending on
2105 whether they are passed a number, a string, or an identifier. For
2106 example, a string output macro might want to be able to cope with
2107 being passed either a string constant or a pointer to an existing
2108 string.
2109
2110 The conditional assembly construct \c{%ifid}, taking one parameter
2111 (which may be blank), assembles the subsequent code if and only if
2112 the first token in the parameter exists and is an identifier.
2113 \c{%ifnum} works similarly, but tests for the token being a numeric
2114 constant; \c{%ifstr} tests for it being a string.
2115
2116 For example, the \c{writefile} macro defined in \k{mlmacgre} can be
2117 extended to take advantage of \c{%ifstr} in the following fashion:
2118
2119 \c %macro writefile 2-3+
2120 \c %ifstr %2
2121 \c           jmp %%endstr
2122 \c %if %0 = 3
2123 \c %%str:         db %2,%3
2124 \c %else
2125 \c %%str:         db %2
2126 \c %endif
2127 \c %%endstr: mov dx,%%str
2128 \c           mov cx,%%endstr-%%str
2129 \c %else
2130 \c        mov dx,%2
2131 \c        mov cx,%3
2132 \c %endif
2133 \c           mov bx,%1
2134 \c           mov ah,0x40
2135 \c           int 0x21
2136 \c %endmacro
2137
2138 Then the \c{writefile} macro can cope with being called in either of
2139 the following two ways:
2140
2141 \c           writefile [file], strpointer, length
2142 \c           writefile [file], "hello", 13, 10
2143
2144 In the first, \c{strpointer} is used as the address of an
2145 already-declared string, and \c{length} is used as its length; in
2146 the second, a string is given to the macro, which therefore declares
2147 it itself and works out the address and length for itself.
2148
2149 Note the use of \c{%if} inside the \c{%ifstr}: this is to detect
2150 whether the macro was passed two arguments (so the string would be a
2151 single string constant, and \c{db %2} would be adequate) or more (in
2152 which case, all but the first two would be lumped together into
2153 \c{%3}, and \c{db %2,%3} would be required).
2154
2155 \I\c{%ifnid}\I\c{%elifid}\I\c{%elifnid}\I\c{%ifnnum}\I\c{%elifnum}\I\c{%elifnnum}\I\c{%ifnstr}\I\c{%elifstr}\I\c{%elifnstr}
2156 The usual \c{%elifXXX}, \c{%ifnXXX} and \c{%elifnXXX} versions exist
2157 for each of \c{%ifid}, \c{%ifnum} and \c{%ifstr}.
2158
2159 \S{pperror} \i\c{%error}: Reporting \i{User-Defined Errors}
2160
2161 The preprocessor directive \c{%error} will cause NASM to report an
2162 error if it occurs in assembled code. So if other users are going to
2163 try to assemble your source files, you can ensure that they define
2164 the right macros by means of code like this:
2165
2166 \c %ifdef SOME_MACRO
2167 \c ; do some setup
2168 \c %elifdef SOME_OTHER_MACRO
2169 \c ; do some different setup
2170 \c %else
2171 \c %error Neither SOME_MACRO nor SOME_OTHER_MACRO was defined.
2172 \c %endif
2173
2174 Then any user who fails to understand the way your code is supposed
2175 to be assembled will be quickly warned of their mistake, rather than
2176 having to wait until the program crashes on being run and then not
2177 knowing what went wrong.
2178
2179 \H{rep} \i{Preprocessor Loops}\I{repeating code}: \i\c{%rep}
2180
2181 NASM's \c{TIMES} prefix, though useful, cannot be used to invoke a
2182 multi-line macro multiple times, because it is processed by NASM
2183 after macros have already been expanded. Therefore NASM provides
2184 another form of loop, this time at the preprocessor level: \c{%rep}.
2185
2186 The directives \c{%rep} and \i\c{%endrep} (\c{%rep} takes a numeric
2187 argument, which can be an expression; \c{%endrep} takes no
2188 arguments) can be used to enclose a chunk of code, which is then
2189 replicated as many times as specified by the preprocessor:
2190
2191 \c %assign i 0
2192 \c %rep 64
2193 \c           inc word [table+2*i]
2194 \c %assign i i+1
2195 \c %endrep
2196
2197 This will generate a sequence of 64 \c{INC} instructions,
2198 incrementing every word of memory from \c{[table]} to
2199 \c{[table+126]}.
2200
2201 For more complex termination conditions, or to break out of a repeat
2202 loop part way along, you can use the \i\c{%exitrep} directive to
2203 terminate the loop, like this:
2204
2205 \c fibonacci:
2206 \c %assign i 0
2207 \c %assign j 1
2208 \c %rep 100
2209 \c %if j > 65535
2210 \c %exitrep
2211 \c %endif
2212 \c           dw j
2213 \c %assign k j+i
2214 \c %assign i j
2215 \c %assign j k
2216 \c %endrep
2217 \c fib_number equ ($-fibonacci)/2
2218
2219 This produces a list of all the Fibonacci numbers that will fit in
2220 16 bits. Note that a maximum repeat count must still be given to
2221 \c{%rep}. This is to prevent the possibility of NASM getting into an
2222 infinite loop in the preprocessor, which (on multitasking or
2223 multi-user systems) would typically cause all the system memory to
2224 be gradually used up and other applications to start crashing.
2225
2226 \H{include} \i{Including Other Files}
2227
2228 Using, once again, a very similar syntax to the C preprocessor,
2229 NASM's preprocessor lets you include other source files into your
2230 code. This is done by the use of the \i\c{%include} directive:
2231
2232 \c %include "macros.mac"
2233
2234 will include the contents of the file \c{macros.mac} into the source
2235 file containing the \c{%include} directive.
2236
2237 Include files are \I{searching for include files}searched for in the
2238 current directory (the directory you're in when you run NASM, as
2239 opposed to the location of the NASM executable or the location of
2240 the source file), plus any directories specified on the NASM command
2241 line using the \c{-i} option.
2242
2243 The standard C idiom for preventing a file being included more than
2244 once is just as applicable in NASM: if the file \c{macros.mac} has
2245 the form
2246
2247 \c %ifndef MACROS_MAC
2248 \c %define MACROS_MAC
2249 \c ; now define some macros
2250 \c %endif
2251
2252 then including the file more than once will not cause errors,
2253 because the second time the file is included nothing will happen
2254 because the macro \c{MACROS_MAC} will already be defined.
2255
2256 You can force a file to be included even if there is no \c{%include}
2257 directive that explicitly includes it, by using the \i\c{-p} option
2258 on the NASM command line (see \k{opt-p}).
2259
2260 \H{ctxstack} The \i{Context Stack}
2261
2262 Having labels that are local to a macro definition is sometimes not
2263 quite powerful enough: sometimes you want to be able to share labels
2264 between several macro calls. An example might be a \c{REPEAT} ...
2265 \c{UNTIL} loop, in which the expansion of the \c{REPEAT} macro
2266 would need to be able to refer to a label which the \c{UNTIL} macro
2267 had defined. However, for such a macro you would also want to be
2268 able to nest these loops.
2269
2270 NASM provides this level of power by means of a \e{context stack}.
2271 The preprocessor maintains a stack of \e{contexts}, each of which is
2272 characterised by a name. You add a new context to the stack using
2273 the \i\c{%push} directive, and remove one using \i\c{%pop}. You can
2274 define labels that are local to a particular context on the stack.
2275
2276 \S{pushpop} \i\c{%push} and \i\c{%pop}: \I{creating
2277 contexts}\I{removing contexts}Creating and Removing Contexts
2278
2279 The \c{%push} directive is used to create a new context and place it
2280 on the top of the context stack. \c{%push} requires one argument,
2281 which is the name of the context. For example:
2282
2283 \c %push foobar
2284
2285 This pushes a new context called \c{foobar} on the stack. You can
2286 have several contexts on the stack with the same name: they can
2287 still be distinguished.
2288
2289 The directive \c{%pop}, requiring no arguments, removes the top
2290 context from the context stack and destroys it, along with any
2291 labels associated with it.
2292
2293 \S{ctxlocal} \i{Context-Local Labels}
2294
2295 Just as the usage \c{%%foo} defines a label which is local to the
2296 particular macro call in which it is used, the usage \I{%$}\c{%$foo}
2297 is used to define a label which is local to the context on the top
2298 of the context stack. So the \c{REPEAT} and \c{UNTIL} example given
2299 above could be implemented by means of:
2300
2301 \c %macro repeat 0
2302 \c %push repeat
2303 \c %$begin:
2304 \c %endmacro
2305
2306 \c %macro until 1
2307 \c           j%-1 %$begin
2308 \c %pop
2309 \c %endmacro
2310
2311 and invoked by means of, for example,
2312
2313 \c           mov cx,string
2314 \c           repeat
2315 \c           add cx,3
2316 \c           scasb
2317 \c           until e
2318
2319 which would scan every fourth byte of a string in search of the byte
2320 in \c{AL}.
2321
2322 If you need to define, or access, labels local to the context
2323 \e{below} the top one on the stack, you can use \I{%$$}\c{%$$foo}, or
2324 \c{%$$$foo} for the context below that, and so on.
2325
2326 \S{ctxdefine} \i{Context-Local Single-Line Macros}
2327
2328 NASM also allows you to define single-line macros which are local to
2329 a particular context, in just the same way:
2330
2331 \c %define %$localmac 3
2332
2333 will define the single-line macro \c{%$localmac} to be local to the
2334 top context on the stack. Of course, after a subsequent \c{%push},
2335 it can then still be accessed by the name \c{%$$localmac}.
2336
2337 \S{ctxrepl} \i\c{%repl}: \I{renaming contexts}Renaming a Context
2338
2339 If you need to change the name of the top context on the stack (in
2340 order, for example, to have it respond differently to \c{%ifctx}),
2341 you can execute a \c{%pop} followed by a \c{%push}; but this will
2342 have the side effect of destroying all context-local labels and
2343 macros associated with the context that was just popped.
2344
2345 NASM provides the directive \c{%repl}, which \e{replaces} a context
2346 with a different name, without touching the associated macros and
2347 labels. So you could replace the destructive code
2348
2349 \c %pop
2350 \c %push newname
2351
2352 with the non-destructive version \c{%repl newname}.
2353
2354 \S{blockif} Example Use of the \i{Context Stack}: \i{Block IFs}
2355
2356 This example makes use of almost all the context-stack features,
2357 including the conditional-assembly construct \i\c{%ifctx}, to
2358 implement a block IF statement as a set of macros.
2359
2360 \c %macro if 1
2361 \c     %push if
2362 \c     j%-1 %$ifnot
2363 \c %endmacro
2364
2365 \c %macro else 0
2366 \c     %ifctx if
2367 \c         %repl else
2368 \c         jmp %$ifend
2369 \c         %$ifnot:
2370 \c     %else
2371 \c         %error "expected `if' before `else'"
2372 \c     %endif
2373 \c %endmacro
2374
2375 \c %macro endif 0
2376 \c     %ifctx if
2377 \c         %$ifnot:
2378 \c         %pop
2379 \c     %elifctx else
2380 \c         %$ifend:
2381 \c         %pop
2382 \c     %else
2383 \c         %error "expected `if' or `else' before `endif'"
2384 \c     %endif
2385 \c %endmacro
2386
2387 This code is more robust than the \c{REPEAT} and \c{UNTIL} macros
2388 given in \k{ctxlocal}, because it uses conditional assembly to check
2389 that the macros are issued in the right order (for example, not
2390 calling \c{endif} before \c{if}) and issues a \c{%error} if they're
2391 not.
2392
2393 In addition, the \c{endif} macro has to be able to cope with the two
2394 distinct cases of either directly following an \c{if}, or following
2395 an \c{else}. It achieves this, again, by using conditional assembly
2396 to do different things depending on whether the context on top of
2397 the stack is \c{if} or \c{else}.
2398
2399 The \c{else} macro has to preserve the context on the stack, in
2400 order to have the \c{%$ifnot} referred to by the \c{if} macro be the
2401 same as the one defined by the \c{endif} macro, but has to change
2402 the context's name so that \c{endif} will know there was an
2403 intervening \c{else}. It does this by the use of \c{%repl}.
2404
2405 A sample usage of these macros might look like:
2406
2407 \c           cmp ax,bx
2408 \c           if ae
2409 \c             cmp bx,cx
2410 \c             if ae
2411 \c               mov ax,cx
2412 \c             else
2413 \c               mov ax,bx
2414 \c             endif
2415 \c           else
2416 \c             cmp ax,cx
2417 \c             if ae
2418 \c               mov ax,cx
2419 \c             endif
2420 \c           endif
2421
2422 The block-\c{IF} macros handle nesting quite happily, by means of
2423 pushing another context, describing the inner \c{if}, on top of the
2424 one describing the outer \c{if}; thus \c{else} and \c{endif} always
2425 refer to the last unmatched \c{if} or \c{else}.
2426
2427 \H{stdmac} \i{Standard Macros}
2428
2429 NASM defines a set of standard macros, which are already defined
2430 when it starts to process any source file. If you really need a
2431 program to be assembled with no pre-defined macros, you can use the
2432 \i\c{%clear} directive to empty the preprocessor of everything.
2433
2434 Most \i{user-level assembler directives} (see \k{directive}) are
2435 implemented as macros which invoke primitive directives; these are
2436 described in \k{directive}. The rest of the standard macro set is
2437 described here.
2438
2439 \S{stdmacver} \i\c{__NASM_MAJOR__} and \i\c{__NASM_MINOR__}: \i{NASM
2440 Version}
2441
2442 The single-line macros \c{__NASM_MAJOR__} and \c{__NASM_MINOR__}
2443 expand to the major and minor parts of the \i{version number of
2444 NASM} being used. So, under NASM 0.96 for example,
2445 \c{__NASM_MAJOR__} would be defined to be 0 and \c{__NASM_MINOR__}
2446 would be defined as 96.
2447
2448 \S{fileline} \i\c{__FILE__} and \i\c{__LINE__}: File Name and Line Number
2449
2450 Like the C preprocessor, NASM allows the user to find out the file
2451 name and line number containing the current instruction. The macro
2452 \c{__FILE__} expands to a string constant giving the name of the
2453 current input file (which may change through the course of assembly
2454 if \c{%include} directives are used), and \c{__LINE__} expands to a
2455 numeric constant giving the current line number in the input file.
2456
2457 These macros could be used, for example, to communicate debugging
2458 information to a macro, since invoking \c{__LINE__} inside a macro
2459 definition (either single-line or multi-line) will return the line
2460 number of the macro \e{call}, rather than \e{definition}. So to
2461 determine where in a piece of code a crash is occurring, for
2462 example, one could write a routine \c{stillhere}, which is passed a
2463 line number in \c{EAX} and outputs something like `line 155: still
2464 here'. You could then write a macro
2465
2466 \c %macro notdeadyet 0
2467 \c           push eax
2468 \c           mov eax,__LINE__
2469 \c           call stillhere
2470 \c           pop eax
2471 \c %endmacro
2472
2473 and then pepper your code with calls to \c{notdeadyet} until you
2474 find the crash point.
2475
2476 \S{struc} \i\c{STRUC} and \i\c{ENDSTRUC}: \i{Declaring Structure} Data Types
2477
2478 The core of NASM contains no intrinsic means of defining data
2479 structures; instead, the preprocessor is sufficiently powerful that
2480 data structures can be implemented as a set of macros. The macros
2481 \c{STRUC} and \c{ENDSTRUC} are used to define a structure data type.
2482
2483 \c{STRUC} takes one parameter, which is the name of the data type.
2484 This name is defined as a symbol with the value zero, and also has
2485 the suffix \c{_size} appended to it and is then defined as an
2486 \c{EQU} giving the size of the structure. Once \c{STRUC} has been
2487 issued, you are defining the structure, and should define fields
2488 using the \c{RESB} family of pseudo-instructions, and then invoke
2489 \c{ENDSTRUC} to finish the definition.
2490
2491 For example, to define a structure called \c{mytype} containing a
2492 longword, a word, a byte and a string of bytes, you might code
2493
2494 \c           struc mytype
2495 \c mt_long:  resd 1
2496 \c mt_word:  resw 1
2497 \c mt_byte:  resb 1
2498 \c mt_str:   resb 32
2499 \c           endstruc
2500
2501 The above code defines six symbols: \c{mt_long} as 0 (the offset
2502 from the beginning of a \c{mytype} structure to the longword field),
2503 \c{mt_word} as 4, \c{mt_byte} as 6, \c{mt_str} as 7, \c{mytype_size}
2504 as 39, and \c{mytype} itself as zero.
2505
2506 The reason why the structure type name is defined at zero is a side
2507 effect of allowing structures to work with the local label
2508 mechanism: if your structure members tend to have the same names in
2509 more than one structure, you can define the above structure like this:
2510
2511 \c           struc mytype
2512 \c .long:    resd 1
2513 \c .word:    resw 1
2514 \c .byte:    resb 1
2515 \c .str:     resb 32
2516 \c           endstruc
2517
2518 This defines the offsets to the structure fields as \c{mytype.long},
2519 \c{mytype.word}, \c{mytype.byte} and \c{mytype.str}.
2520
2521 NASM, since it has no \e{intrinsic} structure support, does not
2522 support any form of period notation to refer to the elements of a
2523 structure once you have one (except the above local-label notation),
2524 so code such as \c{mov ax,[mystruc.mt_word]} is not valid.
2525 \c{mt_word} is a constant just like any other constant, so the
2526 correct syntax is \c{mov ax,[mystruc+mt_word]} or \c{mov
2527 ax,[mystruc+mytype.word]}.
2528
2529 \S{istruc} \i\c{ISTRUC}, \i\c{AT} and \i\c{IEND}: Declaring
2530 \i{Instances of Structures}
2531
2532 Having defined a structure type, the next thing you typically want
2533 to do is to declare instances of that structure in your data
2534 segment. NASM provides an easy way to do this in the \c{ISTRUC}
2535 mechanism. To declare a structure of type \c{mytype} in a program,
2536 you code something like this:
2537
2538 \c mystruc:  istruc mytype
2539 \c           at mt_long, dd 123456
2540 \c           at mt_word, dw 1024
2541 \c           at mt_byte, db 'x'
2542 \c           at mt_str, db 'hello, world', 13, 10, 0
2543 \c           iend
2544
2545 The function of the \c{AT} macro is to make use of the \c{TIMES}
2546 prefix to advance the assembly position to the correct point for the
2547 specified structure field, and then to declare the specified data.
2548 Therefore the structure fields must be declared in the same order as
2549 they were specified in the structure definition.
2550
2551 If the data to go in a structure field requires more than one source
2552 line to specify, the remaining source lines can easily come after
2553 the \c{AT} line. For example:
2554
2555 \c           at mt_str, db 123,134,145,156,167,178,189
2556 \c           db 190,100,0
2557
2558 Depending on personal taste, you can also omit the code part of the
2559 \c{AT} line completely, and start the structure field on the next
2560 line:
2561
2562 \c           at mt_str
2563 \c           db 'hello, world'
2564 \c           db 13,10,0
2565
2566 \S{align} \i\c{ALIGN} and \i\c{ALIGNB}: Data Alignment
2567
2568 The \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} macros provides a convenient way to
2569 align code or data on a word, longword, paragraph or other boundary.
2570 (Some assemblers call this directive \i\c{EVEN}.) The syntax of the
2571 \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} macros is
2572
2573 \c           align 4                ; align on 4-byte boundary
2574 \c           align 16               ; align on 16-byte boundary
2575 \c           align 8,db 0           ; pad with 0s rather than NOPs
2576 \c           align 4,resb 1         ; align to 4 in the BSS
2577 \c           alignb 4               ; equivalent to previous line
2578
2579 Both macros require their first argument to be a power of two; they
2580 both compute the number of additional bytes required to bring the
2581 length of the current section up to a multiple of that power of two,
2582 and then apply the \c{TIMES} prefix to their second argument to
2583 perform the alignment.
2584
2585 If the second argument is not specified, the default for \c{ALIGN}
2586 is \c{NOP}, and the default for \c{ALIGNB} is \c{RESB 1}. So if the
2587 second argument is specified, the two macros are equivalent.
2588 Normally, you can just use \c{ALIGN} in code and data sections and
2589 \c{ALIGNB} in BSS sections, and never need the second argument
2590 except for special purposes.
2591
2592 \c{ALIGN} and \c{ALIGNB}, being simple macros, perform no error
2593 checking: they cannot warn you if their first argument fails to be a
2594 power of two, or if their second argument generates more than one
2595 byte of code. In each of these cases they will silently do the wrong
2596 thing.
2597
2598 \c{ALIGNB} (or \c{ALIGN} with a second argument of \c{RESB 1}) can
2599 be used within structure definitions:
2600
2601 \c           struc mytype2
2602 \c mt_byte:  resb 1
2603 \c           alignb 2
2604 \c mt_word:  resw 1
2605 \c           alignb 4
2606 \c mt_long:  resd 1
2607 \c mt_str:   resb 32
2608 \c           endstruc
2609
2610 This will ensure that the structure members are sensibly aligned
2611 relative to the base of the structure.
2612
2613 A final caveat: \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} work relative to the
2614 beginning of the \e{section}, not the beginning of the address space
2615 in the final executable. Aligning to a 16-byte boundary when the
2616 section you're in is only guaranteed to be aligned to a 4-byte
2617 boundary, for example, is a waste of effort. Again, NASM does not
2618 check that the section's alignment characteristics are sensible for
2619 the use of \c{ALIGN} or \c{ALIGNB}.
2620
2621 \H{tasmcompat} \i{TASM Compatible Preprocessor Directives}
2622
2623 The following preprocessor directives may only be used when TASM 
2624 compatibility is turned on using the \c{-t} command line switch 
2625 (This switch is described in \k{opt-t}.)
2626
2627 \b\c{%arg}  (see \k{arg})
2628
2629 \b\c{%stacksize}  (see \k{stacksize})
2630
2631 \b\c{%local}  (see \k{local})
2632
2633 \S{arg} \i\c{%arg} Directive
2634
2635 The \c{%arg} directive is used to simplify the handling of 
2636 parameters passed on the stack.  Stack based parameter passing
2637 is used by many high level languages, including C, C++ and Pascal.  
2638
2639 While NASM comes with macros which attempt to duplicate this 
2640 functionality (see \k{16cmacro}), the syntax is not particularly 
2641 convenient to use and is not TASM compatible.  Here is an example 
2642 which shows the use of \c{%arg} without any external macros:
2643
2644 \c some_function:
2645 \c           %push mycontext        ; save the current context 
2646 \c           %stacksize large       ; tell NASM to use bp
2647 \c           %arg i:word, j_ptr:word
2648 \c           mov ax,[i]
2649 \c           mov bx,[j_ptr]
2650 \c           add ax,[bx]
2651 \c           ret
2652 \c           %pop                   ; restore original context 
2653
2654 This is similar to the procedure defined in \k{16cmacro} and adds 
2655 the value in i to the value pointed to by j_ptr and returns the 
2656 sum in the ax register.  See \k{pushpop} for an explanation of 
2657 \c{push} and \c{pop} and the use of context stacks.
2658
2659 \S{stacksize} \i\c{%stacksize} Directive
2660
2661 The \c{%stacksize} directive is used in conjunction with the 
2662 \c{%arg} (see \k{arg}) and the \c{%local} (see \k{local}) directives.  
2663 It tells NASM the default size to use for subsequent \c{%arg} and 
2664 \c{%local} directives.  The \c{%stacksize} directive takes one 
2665 required argument which is one of \c{flat}, \c{large} or \c{small}.
2666
2667 \c %stacksize flat
2668
2669 This form causes NASM to use stack-based parameter addressing 
2670 relative to \c{ebp} and it assumes that a near form of call was used
2671 to get to this label (i.e. that \c{eip} is on the stack).
2672
2673 \c %stacksize large
2674
2675 This form uses \c{bp} to do stack-based parameter addressing and
2676 assumes that a far form of call was used to get to this address 
2677 (i.e. that \c{ip} and \c{cs} are on the stack).
2678
2679 \c %stacksize small
2680
2681 This form also uses \c{bp} to address stack parameters, but it is
2682 different from \c{large} because it also assumes that the old value
2683 of bp is pushed onto the stack (i.e. it expects an \c{ENTER} 
2684 instruction).  In other words, it expects that \c{bp}, \c{ip} and 
2685 \c{cs} are on the top of the stack, underneath any local space which
2686 may have been allocated by \c{ENTER}.  This form is probably most
2687 useful when used in combination with the \c{%local} directive 
2688 (see \k{local}).
2689
2690 \S{local} \i\c{%local} Directive
2691
2692 The \c{%local} directive is used to simplify the use of local
2693 temporary stack variables allocated in a stack frame.  Automatic
2694 local variables in C are an example of this kind of variable.  The
2695 \c{%local} directive is most useful when used with the \c{%stacksize}
2696 (see \k{stacksize} and is also compatible with the \c{%arg} directive 
2697 (see \k{arg}).  It allows simplified reference to variables on the
2698 stack which have been allocated typically by using the \c{ENTER} 
2699 instruction (see \k{insENTER} for a description of that instruction).
2700 An example of its use is the following:
2701
2702 \c silly_swap:
2703 \c           %push mycontext        ; save the current context 
2704 \c           %stacksize small       ; tell NASM to use bp
2705 \c           %assign %$localsize 0  ; see text for explanation
2706 \c           %local old_ax:word, old_dx:word
2707 \c           enter %$localsize,0    ; see text for explanation
2708 \c           mov [old_ax],ax        ; swap ax & bx
2709 \c           mov [old_dx],dx        ; and swap dx & cx
2710 \c           mov ax,bx
2711 \c           mov dx,cx
2712 \c           mov bx,[old_ax]
2713 \c           mov cx,[old_dx]
2714 \c           leave                  ; restore old bp
2715 \c           ret                    ;
2716 \c           %pop                   ; restore original context 
2717
2718 The \c{%$localsize} variable is used internally by the 
2719 \c{%local} directive and \e{must} be defined within the 
2720 current context before the \c{%local} directive may be used.
2721 Failure to do so will result in one expression syntax error for
2722 each \c{%local} variable declared.  It then may be used in 
2723 the construction of an appropriately sized ENTER instruction
2724 as shown in the example.
2725
2726 \C{directive} \i{Assembler Directives}
2727
2728 NASM, though it attempts to avoid the bureaucracy of assemblers like
2729 MASM and TASM, is nevertheless forced to support a \e{few}
2730 directives. These are described in this chapter.
2731
2732 NASM's directives come in two types: \i{user-level
2733 directives}\e{user-level} directives and \i{primitive
2734 directives}\e{primitive} directives. Typically, each directive has a
2735 user-level form and a primitive form. In almost all cases, we
2736 recommend that users use the user-level forms of the directives,
2737 which are implemented as macros which call the primitive forms.
2738
2739 Primitive directives are enclosed in square brackets; user-level
2740 directives are not.
2741
2742 In addition to the universal directives described in this chapter,
2743 each object file format can optionally supply extra directives in
2744 order to control particular features of that file format. These
2745 \i{format-specific directives}\e{format-specific} directives are
2746 documented along with the formats that implement them, in \k{outfmt}.
2747
2748 \H{bits} \i\c{BITS}: Specifying Target \i{Processor Mode}
2749
2750 The \c{BITS} directive specifies whether NASM should generate code
2751 \I{16-bit mode, versus 32-bit mode}designed to run on a processor
2752 operating in 16-bit mode, or code designed to run on a processor
2753 operating in 32-bit mode. The syntax is \c{BITS 16} or \c{BITS 32}.
2754
2755 In most cases, you should not need to use \c{BITS} explicitly. The
2756 \c{aout}, \c{coff}, \c{elf} and \c{win32} object formats, which are
2757 designed for use in 32-bit operating systems, all cause NASM to
2758 select 32-bit mode by default. The \c{obj} object format allows you
2759 to specify each segment you define as either \c{USE16} or \c{USE32},
2760 and NASM will set its operating mode accordingly, so the use of the
2761 \c{BITS} directive is once again unnecessary.
2762
2763 The most likely reason for using the \c{BITS} directive is to write
2764 32-bit code in a flat binary file; this is because the \c{bin}
2765 output format defaults to 16-bit mode in anticipation of it being
2766 used most frequently to write DOS \c{.COM} programs, DOS \c{.SYS}
2767 device drivers and boot loader software.
2768
2769 You do \e{not} need to specify \c{BITS 32} merely in order to use
2770 32-bit instructions in a 16-bit DOS program; if you do, the
2771 assembler will generate incorrect code because it will be writing
2772 code targeted at a 32-bit platform, to be run on a 16-bit one.
2773
2774 When NASM is in \c{BITS 16} state, instructions which use 32-bit
2775 data are prefixed with an 0x66 byte, and those referring to 32-bit
2776 addresses have an 0x67 prefix. In \c{BITS 32} state, the reverse is
2777 true: 32-bit instructions require no prefixes, whereas instructions
2778 using 16-bit data need an 0x66 and those working in 16-bit addresses
2779 need an 0x67.
2780
2781 The \c{BITS} directive has an exactly equivalent primitive form,
2782 \c{[BITS 16]} and \c{[BITS 32]}. The user-level form is a macro
2783 which has no function other than to call the primitive form.
2784
2785 \H{section} \i\c{SECTION} or \i\c{SEGMENT}: Changing and \i{Defining
2786 Sections}
2787
2788 \I{changing sections}\I{switching between sections}The \c{SECTION}
2789 directive (\c{SEGMENT} is an exactly equivalent synonym) changes
2790 which section of the output file the code you write will be
2791 assembled into. In some object file formats, the number and names of
2792 sections are fixed; in others, the user may make up as many as they
2793 wish. Hence \c{SECTION} may sometimes give an error message, or may
2794 define a new section, if you try to switch to a section that does
2795 not (yet) exist.
2796
2797 The Unix object formats, and the \c{bin} object format, all support
2798 the \i{standardised section names} \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}
2799 for the code, data and uninitialised-data sections. The \c{obj}
2800 format, by contrast, does not recognise these section names as being
2801 special, and indeed will strip off the leading period of any section
2802 name that has one.
2803
2804 \S{sectmac} The \i\c{__SECT__} Macro
2805
2806 The \c{SECTION} directive is unusual in that its user-level form
2807 functions differently from its primitive form. The primitive form,
2808 \c{[SECTION xyz]}, simply switches the current target section to the
2809 one given. The user-level form, \c{SECTION xyz}, however, first
2810 defines the single-line macro \c{__SECT__} to be the primitive
2811 \c{[SECTION]} directive which it is about to issue, and then issues
2812 it. So the user-level directive
2813
2814 \c           SECTION .text
2815
2816 expands to the two lines
2817
2818 \c %define __SECT__ [SECTION .text]
2819 \c           [SECTION .text]
2820
2821 Users may find it useful to make use of this in their own macros.
2822 For example, the \c{writefile} macro defined in \k{mlmacgre} can be
2823 usefully rewritten in the following more sophisticated form:
2824
2825 \c %macro writefile 2+
2826 \c           [section .data]
2827 \c %%str:    db %2
2828 \c %%endstr:
2829 \c           __SECT__
2830 \c           mov dx,%%str
2831 \c           mov cx,%%endstr-%%str
2832 \c           mov bx,%1
2833 \c           mov ah,0x40
2834 \c           int 0x21
2835 \c %endmacro
2836
2837 This form of the macro, once passed a string to output, first
2838 switches temporarily to the data section of the file, using the
2839 primitive form of the \c{SECTION} directive so as not to modify
2840 \c{__SECT__}. It then declares its string in the data section, and
2841 then invokes \c{__SECT__} to switch back to \e{whichever} section
2842 the user was previously working in. It thus avoids the need, in the
2843 previous version of the macro, to include a \c{JMP} instruction to
2844 jump over the data, and also does not fail if, in a complicated
2845 \c{OBJ} format module, the user could potentially be assembling the
2846 code in any of several separate code sections.
2847
2848 \H{absolute} \i\c{ABSOLUTE}: Defining Absolute Labels
2849
2850 The \c{ABSOLUTE} directive can be thought of as an alternative form
2851 of \c{SECTION}: it causes the subsequent code to be directed at no
2852 physical section, but at the hypothetical section starting at the
2853 given absolute address. The only instructions you can use in this
2854 mode are the \c{RESB} family.
2855
2856 \c{ABSOLUTE} is used as follows:
2857
2858 \c           absolute 0x1A
2859 \c kbuf_chr  resw 1
2860 \c kbuf_free resw 1
2861 \c kbuf      resw 16
2862
2863 This example describes a section of the PC BIOS data area, at
2864 segment address 0x40: the above code defines \c{kbuf_chr} to be
2865 0x1A, \c{kbuf_free} to be 0x1C, and \c{kbuf} to be 0x1E.
2866
2867 The user-level form of \c{ABSOLUTE}, like that of \c{SECTION},
2868 redefines the \i\c{__SECT__} macro when it is invoked.
2869
2870 \i\c{STRUC} and \i\c{ENDSTRUC} are defined as macros which use
2871 \c{ABSOLUTE} (and also \c{__SECT__}).
2872
2873 \c{ABSOLUTE} doesn't have to take an absolute constant as an
2874 argument: it can take an expression (actually, a \i{critical
2875 expression}: see \k{crit}) and it can be a value in a segment. For
2876 example, a TSR can re-use its setup code as run-time BSS like this:
2877
2878 \c           org 100h               ; it's a .COM program
2879 \c           jmp setup              ; setup code comes last
2880 \c           ; the resident part of the TSR goes here
2881 \c setup:    ; now write the code that installs the TSR here
2882 \c           absolute setup
2883 \c runtimevar1 resw 1
2884 \c runtimevar2 resd 20
2885 \c tsr_end:
2886
2887 This defines some variables `on top of' the setup code, so that
2888 after the setup has finished running, the space it took up can be
2889 re-used as data storage for the running TSR. The symbol `tsr_end'
2890 can be used to calculate the total size of the part of the TSR that
2891 needs to be made resident.
2892
2893 \H{extern} \i\c{EXTERN}: \i{Importing Symbols} from Other Modules
2894
2895 \c{EXTERN} is similar to the MASM directive \c{EXTRN} and the C
2896 keyword \c{extern}: it is used to declare a symbol which is not
2897 defined anywhere in the module being assembled, but is assumed to be
2898 defined in some other module and needs to be referred to by this
2899 one. Not every object-file format can support external variables:
2900 the \c{bin} format cannot.
2901
2902 The \c{EXTERN} directive takes as many arguments as you like. Each
2903 argument is the name of a symbol:
2904
2905 \c           extern _printf
2906 \c           extern _sscanf,_fscanf
2907
2908 Some object-file formats provide extra features to the \c{EXTERN}
2909 directive. In all cases, the extra features are used by suffixing a
2910 colon to the symbol name followed by object-format specific text.
2911 For example, the \c{obj} format allows you to declare that the
2912 default segment base of an external should be the group \c{dgroup}
2913 by means of the directive
2914
2915 \c           extern _variable:wrt dgroup
2916
2917 The primitive form of \c{EXTERN} differs from the user-level form
2918 only in that it can take only one argument at a time: the support
2919 for multiple arguments is implemented at the preprocessor level.
2920
2921 You can declare the same variable as \c{EXTERN} more than once: NASM
2922 will quietly ignore the second and later redeclarations. You can't
2923 declare a variable as \c{EXTERN} as well as something else, though.
2924
2925 \H{global} \i\c{GLOBAL}: \i{Exporting Symbols} to Other Modules
2926
2927 \c{GLOBAL} is the other end of \c{EXTERN}: if one module declares a
2928 symbol as \c{EXTERN} and refers to it, then in order to prevent
2929 linker errors, some other module must actually \e{define} the
2930 symbol and declare it as \c{GLOBAL}. Some assemblers use the name
2931 \i\c{PUBLIC} for this purpose.
2932
2933 The \c{GLOBAL} directive applying to a symbol must appear \e{before}
2934 the definition of the symbol.
2935
2936 \c{GLOBAL} uses the same syntax as \c{EXTERN}, except that it must
2937 refer to symbols which \e{are} defined in the same module as the
2938 \c{GLOBAL} directive. For example:
2939
2940 \c           global _main
2941 \c _main:    ; some code
2942
2943 \c{GLOBAL}, like \c{EXTERN}, allows object formats to define private
2944 extensions by means of a colon. The \c{elf} object format, for
2945 example, lets you specify whether global data items are functions or
2946 data:
2947
2948 \c           global hashlookup:function, hashtable:data
2949
2950 Like \c{EXTERN}, the primitive form of \c{GLOBAL} differs from the
2951 user-level form only in that it can take only one argument at a
2952 time.
2953
2954 \H{common} \i\c{COMMON}: Defining Common Data Areas
2955
2956 The \c{COMMON} directive is used to declare \i\e{common variables}.
2957 A common variable is much like a global variable declared in the
2958 uninitialised data section, so that
2959
2960 \c           common intvar 4
2961
2962 is similar in function to
2963
2964 \c           global intvar
2965 \c           section .bss
2966 \c intvar    resd 1
2967
2968 The difference is that if more than one module defines the same
2969 common variable, then at link time those variables will be
2970 \e{merged}, and references to \c{intvar} in all modules will point
2971 at the same piece of memory.
2972
2973 Like \c{GLOBAL} and \c{EXTERN}, \c{COMMON} supports object-format
2974 specific extensions. For example, the \c{obj} format allows common
2975 variables to be NEAR or FAR, and the \c{elf} format allows you to
2976 specify the alignment requirements of a common variable:
2977
2978 \c           common commvar 4:near  ; works in OBJ
2979 \c           common intarray 100:4  ; works in ELF: 4 byte aligned
2980
2981 Once again, like \c{EXTERN} and \c{GLOBAL}, the primitive form of
2982 \c{COMMON} differs from the user-level form only in that it can take
2983 only one argument at a time.
2984
2985 \C{outfmt} \i{Output Formats}
2986
2987 NASM is a portable assembler, designed to be able to compile on any
2988 ANSI C-supporting platform and produce output to run on a variety of
2989 Intel x86 operating systems. For this reason, it has a large number
2990 of available output formats, selected using the \i\c{-f} option on
2991 the NASM \i{command line}. Each of these formats, along with its
2992 extensions to the base NASM syntax, is detailed in this chapter.
2993
2994 As stated in \k{opt-o}, NASM chooses a \i{default name} for your
2995 output file based on the input file name and the chosen output
2996 format. This will be generated by removing the \i{extension}
2997 (\c{.asm}, \c{.s}, or whatever you like to use) from the input file
2998 name, and substituting an extension defined by the output format.
2999 The extensions are given with each format below.
3000
3001 \H{binfmt} \i\c{bin}: \i{Flat-Form Binary}\I{pure binary} Output
3002
3003 The \c{bin} format does not produce object files: it generates
3004 nothing in the output file except the code you wrote. Such `pure
3005 binary' files are used by \i{MS-DOS}: \i\c{.COM} executables and
3006 \i\c{.SYS} device drivers are pure binary files. Pure binary output
3007 is also useful for \i{operating-system} and \i{boot loader}
3008 development.
3009
3010 \c{bin} supports the three \i{standardised section names} \i\c{.text},
3011 \i\c{.data} and \i\c{.bss} only. The file NASM outputs will contain the
3012 contents of the \c{.text} section first, followed by the contents of
3013 the \c{.data} section, aligned on a four-byte boundary. The \c{.bss}
3014 section is not stored in the output file at all, but is assumed to
3015 appear directly after the end of the \c{.data} section, again
3016 aligned on a four-byte boundary.
3017
3018 If you specify no explicit \c{SECTION} directive, the code you write
3019 will be directed by default into the \c{.text} section.
3020
3021 Using the \c{bin} format puts NASM by default into 16-bit mode (see
3022 \k{bits}). In order to use \c{bin} to write 32-bit code such as an
3023 OS kernel, you need to explicitly issue the \I\c{BITS}\c{BITS 32}
3024 directive.
3025
3026 \c{bin} has no default output file name extension: instead, it
3027 leaves your file name as it is once the original extension has been
3028 removed. Thus, the default is for NASM to assemble \c{binprog.asm}
3029 into a binary file called \c{binprog}.
3030
3031 \S{org} \i\c{ORG}: Binary File \i{Program Origin}
3032
3033 The \c{bin} format provides an additional directive to the list
3034 given in \k{directive}: \c{ORG}. The function of the \c{ORG}
3035 directive is to specify the origin address which NASM will assume
3036 the program begins at when it is loaded into memory.
3037
3038 For example, the following code will generate the longword
3039 \c{0x00000104}:
3040
3041 \c           org 0x100
3042 \c           dd label
3043 \c label:
3044
3045 Unlike the \c{ORG} directive provided by MASM-compatible assemblers,
3046 which allows you to jump around in the object file and overwrite
3047 code you have already generated, NASM's \c{ORG} does exactly what
3048 the directive says: \e{origin}. Its sole function is to specify one
3049 offset which is added to all internal address references within the
3050 file; it does not permit any of the trickery that MASM's version
3051 does. See \k{proborg} for further comments.
3052
3053 \S{binseg} \c{bin} Extensions to the \c{SECTION}
3054 Directive\I{SECTION, bin extensions to}
3055
3056 The \c{bin} output format extends the \c{SECTION} (or \c{SEGMENT})
3057 directive to allow you to specify the alignment requirements of
3058 segments. This is done by appending the \i\c{ALIGN} qualifier to the
3059 end of the section-definition line. For example,
3060
3061 \c           section .data align=16
3062
3063 switches to the section \c{.data} and also specifies that it must be
3064 aligned on a 16-byte boundary.
3065
3066 The parameter to \c{ALIGN} specifies how many low bits of the
3067 section start address must be forced to zero. The alignment value
3068 given may be any power of two.\I{section alignment, in
3069 bin}\I{segment alignment, in bin}\I{alignment, in bin sections}
3070
3071 \H{objfmt} \i\c{obj}: \i{Microsoft OMF}\I{OMF} Object Files
3072
3073 The \c{obj} file format (NASM calls it \c{obj} rather than \c{omf}
3074 for historical reasons) is the one produced by \i{MASM} and
3075 \i{TASM}, which is typically fed to 16-bit DOS linkers to produce
3076 \i\c{.EXE} files. It is also the format used by \i{OS/2}.
3077
3078 \c{obj} provides a default output file-name extension of \c{.obj}.
3079
3080 \c{obj} is not exclusively a 16-bit format, though: NASM has full
3081 support for the 32-bit extensions to the format. In particular,
3082 32-bit \c{obj} format files are used by \i{Borland's Win32
3083 compilers}, instead of using Microsoft's newer \i\c{win32} object
3084 file format.
3085
3086 The \c{obj} format does not define any special segment names: you
3087 can call your segments anything you like. Typical names for segments
3088 in \c{obj} format files are \c{CODE}, \c{DATA} and \c{BSS}.
3089
3090 If your source file contains code before specifying an explicit
3091 \c{SEGMENT} directive, then NASM will invent its own segment called
3092 \i\c{__NASMDEFSEG} for you.
3093
3094 When you define a segment in an \c{obj} file, NASM defines the
3095 segment name as a symbol as well, so that you can access the segment
3096 address of the segment. So, for example:
3097
3098 \c           segment data
3099 \c dvar:     dw 1234
3100 \c           segment code
3101 \c function: mov ax,data            ; get segment address of data
3102 \c           mov ds,ax              ; and move it into DS
3103 \c           inc word [dvar]        ; now this reference will work
3104 \c           ret
3105
3106 The \c{obj} format also enables the use of the \i\c{SEG} and
3107 \i\c{WRT} operators, so that you can write code which does things
3108 like
3109
3110 \c           extern foo
3111 \c           mov ax,seg foo         ; get preferred segment of foo
3112 \c           mov ds,ax
3113 \c           mov ax,data            ; a different segment
3114 \c           mov es,ax
3115 \c           mov ax,[ds:foo]        ; this accesses `foo'
3116 \c           mov [es:foo wrt data],bx  ; so does this
3117
3118 \S{objseg} \c{obj} Extensions to the \c{SEGMENT}
3119 Directive\I{SEGMENT, obj extensions to}
3120
3121 The \c{obj} output format extends the \c{SEGMENT} (or \c{SECTION})
3122 directive to allow you to specify various properties of the segment
3123 you are defining. This is done by appending extra qualifiers to the
3124 end of the segment-definition line. For example,
3125
3126 \c           segment code private align=16
3127
3128 defines the segment \c{code}, but also declares it to be a private
3129 segment, and requires that the portion of it described in this code
3130 module must be aligned on a 16-byte boundary.
3131
3132 The available qualifiers are:
3133
3134 \b \i\c{PRIVATE}, \i\c{PUBLIC}, \i\c{COMMON} and \i\c{STACK} specify
3135 the combination characteristics of the segment. \c{PRIVATE} segments
3136 do not get combined with any others by the linker; \c{PUBLIC} and
3137 \c{STACK} segments get concatenated together at link time; and
3138 \c{COMMON} segments all get overlaid on top of each other rather
3139 than stuck end-to-end.
3140
3141 \b \i\c{ALIGN} is used, as shown above, to specify how many low bits
3142 of the segment start address must be forced to zero. The alignment
3143 value given may be any power of two from 1 to 4096; in reality, the
3144 only values supported are 1, 2, 4, 16, 256 and 4096, so if 8 is
3145 specified it will be rounded up to 16, and 32, 64 and 128 will all
3146 be rounded up to 256, and so on. Note that alignment to 4096-byte
3147 boundaries is a \i{PharLap} extension to the format and may not be
3148 supported by all linkers.\I{section alignment, in OBJ}\I{segment
3149 alignment, in OBJ}\I{alignment, in OBJ sections}
3150
3151 \b \i\c{CLASS} can be used to specify the segment class; this feature
3152 indicates to the linker that segments of the same class should be
3153 placed near each other in the output file. The class name can be any
3154 word, e.g. \c{CLASS=CODE}.
3155
3156 \b \i\c{OVERLAY}, like \c{CLASS}, is specified with an arbitrary word
3157 as an argument, and provides overlay information to an
3158 overlay-capable linker.
3159
3160 \b Segments can be declared as \i\c{USE16} or \i\c{USE32}, which has
3161 the effect of recording the choice in the object file and also
3162 ensuring that NASM's default assembly mode when assembling in that
3163 segment is 16-bit or 32-bit respectively.
3164
3165 \b When writing \i{OS/2} object files, you should declare 32-bit
3166 segments as \i\c{FLAT}, which causes the default segment base for
3167 anything in the segment to be the special group \c{FLAT}, and also
3168 defines the group if it is not already defined.
3169
3170 \b The \c{obj} file format also allows segments to be declared as
3171 having a pre-defined absolute segment address, although no linkers
3172 are currently known to make sensible use of this feature;
3173 nevertheless, NASM allows you to declare a segment such as
3174 \c{SEGMENT SCREEN ABSOLUTE=0xB800} if you need to. The \i\c{ABSOLUTE}
3175 and \c{ALIGN} keywords are mutually exclusive.
3176
3177 NASM's default segment attributes are \c{PUBLIC}, \c{ALIGN=1}, no
3178 class, no overlay, and \c{USE16}.
3179
3180 \S{group} \i\c{GROUP}: Defining Groups of Segments\I{segments, groups of}
3181
3182 The \c{obj} format also allows segments to be grouped, so that a
3183 single segment register can be used to refer to all the segments in
3184 a group. NASM therefore supplies the \c{GROUP} directive, whereby
3185 you can code
3186
3187 \c           segment data
3188 \c           ; some data
3189 \c           segment bss
3190 \c           ; some uninitialised data
3191 \c           group dgroup data bss
3192
3193 which will define a group called \c{dgroup} to contain the segments
3194 \c{data} and \c{bss}. Like \c{SEGMENT}, \c{GROUP} causes the group
3195 name to be defined as a symbol, so that you can refer to a variable
3196 \c{var} in the \c{data} segment as \c{var wrt data} or as \c{var wrt
3197 dgroup}, depending on which segment value is currently in your
3198 segment register.
3199
3200 If you just refer to \c{var}, however, and \c{var} is declared in a
3201 segment which is part of a group, then NASM will default to giving
3202 you the offset of \c{var} from the beginning of the \e{group}, not
3203 the \e{segment}. Therefore \c{SEG var}, also, will return the group
3204 base rather than the segment base.
3205
3206 NASM will allow a segment to be part of more than one group, but
3207 will generate a warning if you do this. Variables declared in a
3208 segment which is part of more than one group will default to being
3209 relative to the first group that was defined to contain the segment.
3210
3211 A group does not have to contain any segments; you can still make
3212 \c{WRT} references to a group which does not contain the variable
3213 you are referring to. OS/2, for example, defines the special group
3214 \c{FLAT} with no segments in it.
3215
3216 \S{uppercase} \i\c{UPPERCASE}: Disabling Case Sensitivity in Output
3217
3218 Although NASM itself is \i{case sensitive}, some OMF linkers are
3219 not; therefore it can be useful for NASM to output single-case
3220 object files. The \c{UPPERCASE} format-specific directive causes all
3221 segment, group and symbol names that are written to the object file
3222 to be forced to upper case just before being written. Within a
3223 source file, NASM is still case-sensitive; but the object file can
3224 be written entirely in upper case if desired.
3225
3226 \c{UPPERCASE} is used alone on a line; it requires no parameters.
3227
3228 \S{import} \i\c{IMPORT}: Importing DLL Symbols\I{DLL symbols,
3229 importing}\I{symbols, importing from DLLs}
3230
3231 The \c{IMPORT} format-specific directive defines a symbol to be
3232 imported from a DLL, for use if you are writing a DLL's \i{import
3233 library} in NASM. You still need to declare the symbol as \c{EXTERN}
3234 as well as using the \c{IMPORT} directive.
3235
3236 The \c{IMPORT} directive takes two required parameters, separated by
3237 white space, which are (respectively) the name of the symbol you
3238 wish to import and the name of the library you wish to import it
3239 from. For example:
3240
3241 \c           import WSAStartup wsock32.dll
3242
3243 A third optional parameter gives the name by which the symbol is
3244 known in the library you are importing it from, in case this is not
3245 the same as the name you wish the symbol to be known by to your code
3246 once you have imported it. For example:
3247
3248 \c           import asyncsel wsock32.dll WSAAsyncSelect
3249
3250 \S{export} \i\c{EXPORT}: Exporting DLL Symbols\I{DLL symbols,
3251 exporting}\I{symbols, exporting from DLLs}
3252
3253 The \c{EXPORT} format-specific directive defines a global symbol to
3254 be exported as a DLL symbol, for use if you are writing a DLL in
3255 NASM. You still need to declare the symbol as \c{GLOBAL} as well as
3256 using the \c{EXPORT} directive.
3257
3258 \c{EXPORT} takes one required parameter, which is the name of the
3259 symbol you wish to export, as it was defined in your source file. An
3260 optional second parameter (separated by white space from the first)
3261 gives the \e{external} name of the symbol: the name by which you
3262 wish the symbol to be known to programs using the DLL. If this name
3263 is the same as the internal name, you may leave the second parameter
3264 off.
3265
3266 Further parameters can be given to define attributes of the exported
3267 symbol. These parameters, like the second, are separated by white
3268 space. If further parameters are given, the external name must also
3269 be specified, even if it is the same as the internal name. The
3270 available attributes are:
3271
3272 \b \c{resident} indicates that the exported name is to be kept
3273 resident by the system loader. This is an optimisation for
3274 frequently used symbols imported by name.
3275
3276 \b \c{nodata} indicates that the exported symbol is a function which
3277 does not make use of any initialised data.
3278
3279 \b \c{parm=NNN}, where \c{NNN} is an integer, sets the number of
3280 parameter words for the case in which the symbol is a call gate
3281 between 32-bit and 16-bit segments.
3282
3283 \b An attribute which is just a number indicates that the symbol
3284 should be exported with an identifying number (ordinal), and gives
3285 the desired number.
3286
3287 For example:
3288
3289 \c           export myfunc
3290 \c           export myfunc TheRealMoreFormalLookingFunctionName
3291 \c           export myfunc myfunc 1234  ; export by ordinal
3292 \c           export myfunc myfunc resident parm=23 nodata
3293
3294 \S{dotdotstart} \i\c{..start}: Defining the \i{Program Entry
3295 Point}
3296
3297 OMF linkers require exactly one of the object files being linked to
3298 define the program entry point, where execution will begin when the
3299 program is run. If the object file that defines the entry point is
3300 assembled using NASM, you specify the entry point by declaring the
3301 special symbol \c{..start} at the point where you wish execution to
3302 begin.
3303
3304 \S{objextern} \c{obj} Extensions to the \c{EXTERN}
3305 Directive\I{EXTERN, obj extensions to}
3306
3307 If you declare an external symbol with the directive
3308
3309 \c           extern foo
3310
3311 then references such as \c{mov ax,foo} will give you the offset of
3312 \c{foo} from its preferred segment base (as specified in whichever
3313 module \c{foo} is actually defined in). So to access the contents of
3314 \c{foo} you will usually need to do something like
3315
3316 \c           mov ax,seg foo         ; get preferred segment base
3317 \c           mov es,ax              ; move it into ES
3318 \c           mov ax,[es:foo]        ; and use offset `foo' from it
3319
3320 This is a little unwieldy, particularly if you know that an external
3321 is going to be accessible from a given segment or group, say
3322 \c{dgroup}. So if \c{DS} already contained \c{dgroup}, you could
3323 simply code
3324
3325 \c           mov ax,[foo wrt dgroup]
3326
3327 However, having to type this every time you want to access \c{foo}
3328 can be a pain; so NASM allows you to declare \c{foo} in the
3329 alternative form
3330
3331 \c           extern foo:wrt dgroup
3332
3333 This form causes NASM to pretend that the preferred segment base of
3334 \c{foo} is in fact \c{dgroup}; so the expression \c{seg foo} will
3335 now return \c{dgroup}, and the expression \c{foo} is equivalent to
3336 \c{foo wrt dgroup}.
3337
3338 This \I{default-WRT mechanism}default-\c{WRT} mechanism can be used
3339 to make externals appear to be relative to any group or segment in
3340 your program. It can also be applied to common variables: see
3341 \k{objcommon}.
3342
3343 \S{objcommon} \c{obj} Extensions to the \c{COMMON}
3344 Directive\I{COMMON, obj extensions to}
3345
3346 The \c{obj} format allows common variables to be either near\I{near
3347 common variables} or far\I{far common variables}; NASM allows you to
3348 specify which your variables should be by the use of the syntax
3349
3350 \c           common nearvar 2:near  ; `nearvar' is a near common
3351 \c           common farvar 10:far   ; and `farvar' is far
3352
3353 Far common variables may be greater in size than 64Kb, and so the
3354 OMF specification says that they are declared as a number of
3355 \e{elements} of a given size. So a 10-byte far common variable could
3356 be declared as ten one-byte elements, five two-byte elements, two
3357 five-byte elements or one ten-byte element.
3358
3359 Some OMF linkers require the \I{element size, in common
3360 variables}\I{common variables, element size}element size, as well as
3361 the variable size, to match when resolving common variables declared
3362 in more than one module. Therefore NASM must allow you to specify
3363 the element size on your far common variables. This is done by the
3364 following syntax:
3365
3366 \c           common c_5by2 10:far 5 ; two five-byte elements
3367 \c           common c_2by5 10:far 2 ; five two-byte elements
3368
3369 If no element size is specified, the default is 1. Also, the \c{FAR}
3370 keyword is not required when an element size is specified, since
3371 only far commons may have element sizes at all. So the above
3372 declarations could equivalently be
3373
3374 \c           common c_5by2 10:5     ; two five-byte elements
3375 \c           common c_2by5 10:2     ; five two-byte elements
3376
3377 In addition to these extensions, the \c{COMMON} directive in \c{obj}
3378 also supports default-\c{WRT} specification like \c{EXTERN} does
3379 (explained in \k{objextern}). So you can also declare things like
3380
3381 \c           common foo 10:wrt dgroup
3382 \c           common bar 16:far 2:wrt data
3383 \c           common baz 24:wrt data:6
3384
3385 \H{win32fmt} \i\c{win32}: Microsoft Win32 Object Files
3386
3387 The \c{win32} output format generates Microsoft Win32 object files,
3388 suitable for passing to Microsoft linkers such as \i{Visual C++}.
3389 Note that Borland Win32 compilers do not use this format, but use
3390 \c{obj} instead (see \k{objfmt}).
3391
3392 \c{win32} provides a default output file-name extension of \c{.obj}.
3393
3394 Note that although Microsoft say that Win32 object files follow the
3395 COFF (Common Object File Format) standard, the object files produced
3396 by Microsoft Win32 compilers are not compatible with COFF linkers
3397 such as DJGPP's, and vice versa. This is due to a difference of
3398 opinion over the precise semantics of PC-relative relocations. To
3399 produce COFF files suitable for DJGPP, use NASM's \c{coff} output
3400 format; conversely, the \c{coff} format does not produce object
3401 files that Win32 linkers can generate correct output from.
3402
3403 \S{win32sect} \c{win32} Extensions to the \c{SECTION}
3404 Directive\I{SECTION, win32 extensions to}
3405
3406 Like the \c{obj} format, \c{win32} allows you to specify additional
3407 information on the \c{SECTION} directive line, to control the type
3408 and properties of sections you declare. Section types and properties
3409 are generated automatically by NASM for the \i{standard section names}
3410 \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}, but may still be overridden by
3411 these qualifiers.
3412
3413 The available qualifiers are:
3414
3415 \b \c{code}, or equivalently \c{text}, defines the section to be a
3416 code section. This marks the section as readable and executable, but
3417 not writable, and also indicates to the linker that the type of the
3418 section is code.
3419
3420 \b \c{data} and \c{bss} define the section to be a data section,
3421 analogously to \c{code}. Data sections are marked as readable and
3422 writable, but not executable. \c{data} declares an initialised data
3423 section, whereas \c{bss} declares an uninitialised data section.
3424
3425 \b \c{rdata} declares an initialised data section that is readable
3426 but not writable. Microsoft compilers use this section to place
3427 constants in it.
3428
3429 \b \c{info} defines the section to be an \i{informational section},
3430 which is not included in the executable file by the linker, but may
3431 (for example) pass information \e{to} the linker. For example,
3432 declaring an \c{info}-type section called \i\c{.drectve} causes the
3433 linker to interpret the contents of the section as command-line
3434 options.
3435
3436 \b \c{align=}, used with a trailing number as in \c{obj}, gives the
3437 \I{section alignment, in win32}\I{alignment, in win32
3438 sections}alignment requirements of the section. The maximum you may
3439 specify is 64: the Win32 object file format contains no means to
3440 request a greater section alignment than this. If alignment is not
3441 explicitly specified, the defaults are 16-byte alignment for code
3442 sections, 8-byte alignment for rdata sections and 4-byte alignment
3443 for data (and BSS) sections.
3444 Informational sections get a default alignment of 1 byte (no
3445 alignment), though the value does not matter.
3446
3447 The defaults assumed by NASM if you do not specify the above
3448 qualifiers are:
3449
3450 \c           section .text code align=16
3451 \c           section .data data align=4
3452 \c           section .rdata rdata align=8
3453 \c           section .bss bss align=4
3454
3455 Any other section name is treated by default like \c{.text}.
3456
3457 \H{cofffmt} \i\c{coff}: \i{Common Object File Format}
3458
3459 The \c{coff} output type produces COFF object files suitable for
3460 linking with the \i{DJGPP} linker.
3461
3462 \c{coff} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
3463
3464 The \c{coff} format supports the same extensions to the \c{SECTION}
3465 directive as \c{win32} does, except that the \c{align} qualifier and
3466 the \c{info} section type are not supported.
3467
3468 \H{elffmt} \i\c{elf}: \i{Linux ELF}\I{Executable and Linkable
3469 Format}Object Files
3470
3471 The \c{elf} output format generates ELF32 (Executable and Linkable
3472 Format) object files, as used by Linux. \c{elf} provides a default
3473 output file-name extension of \c{.o}.
3474
3475 \S{elfsect} \c{elf} Extensions to the \c{SECTION}
3476 Directive\I{SECTION, elf extensions to}
3477
3478 Like the \c{obj} format, \c{elf} allows you to specify additional
3479 information on the \c{SECTION} directive line, to control the type
3480 and properties of sections you declare. Section types and properties
3481 are generated automatically by NASM for the \i{standard section
3482 names} \i\c{.text}, \i\c{.data} and \i\c{.bss}, but may still be
3483 overridden by these qualifiers.
3484
3485 The available qualifiers are:
3486
3487 \b \i\c{alloc} defines the section to be one which is loaded into
3488 memory when the program is run. \i\c{noalloc} defines it to be one
3489 which is not, such as an informational or comment section.
3490
3491 \b \i\c{exec} defines the section to be one which should have execute
3492 permission when the program is run. \i\c{noexec} defines it as one
3493 which should not.
3494
3495 \b \i\c{write} defines the section to be one which should be writable
3496 when the program is run. \i\c{nowrite} defines it as one which should
3497 not.
3498
3499 \b \i\c{progbits} defines the section to be one with explicit contents
3500 stored in the object file: an ordinary code or data section, for
3501 example, \i\c{nobits} defines the section to be one with no explicit
3502 contents given, such as a BSS section.
3503
3504 \b \c{align=}, used with a trailing number as in \c{obj}, gives the
3505 \I{section alignment, in elf}\I{alignment, in elf sections}alignment
3506 requirements of the section.
3507
3508 The defaults assumed by NASM if you do not specify the above
3509 qualifiers are:
3510
3511 \c           section .text progbits alloc   exec nowrite align=16
3512 \c           section .data progbits alloc noexec   write align=4
3513 \c           section .bss    nobits alloc noexec   write align=4
3514 \c           section other progbits alloc noexec nowrite align=1
3515
3516 (Any section name other than \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss} is
3517 treated by default like \c{other} in the above code.)
3518
3519 \S{elfwrt} \i{Position-Independent Code}\I{PIC}: \c{elf} Special
3520 Symbols and \i\c{WRT}
3521
3522 The ELF specification contains enough features to allow
3523 position-independent code (PIC) to be written, which makes \i{ELF
3524 shared libraries} very flexible. However, it also means NASM has to
3525 be able to generate a variety of strange relocation types in ELF
3526 object files, if it is to be an assembler which can write PIC.
3527
3528 Since ELF does not support segment-base references, the \c{WRT}
3529 operator is not used for its normal purpose; therefore NASM's
3530 \c{elf} output format makes use of \c{WRT} for a different purpose,
3531 namely the PIC-specific \I{relocations, PIC-specific}relocation
3532 types.
3533
3534 \c{elf} defines five special symbols which you can use as the
3535 right-hand side of the \c{WRT} operator to obtain PIC relocation
3536 types. They are \i\c{..gotpc}, \i\c{..gotoff}, \i\c{..got},
3537 \i\c{..plt} and \i\c{..sym}. Their functions are summarised here:
3538
3539 \b Referring to the symbol marking the global offset table base
3540 using \c{wrt ..gotpc} will end up giving the distance from the
3541 beginning of the current section to the global offset table.
3542 (\i\c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE_} is the standard symbol name used to
3543 refer to the \i{GOT}.) So you would then need to add \i\c{$$} to the
3544 result to get the real address of the GOT.
3545
3546 \b Referring to a location in one of your own sections using \c{wrt
3547 ..gotoff} will give the distance from the beginning of the GOT to
3548 the specified location, so that adding on the address of the GOT
3549 would give the real address of the location you wanted.
3550
3551 \b Referring to an external or global symbol using \c{wrt ..got}
3552 causes the linker to build an entry \e{in} the GOT containing the
3553 address of the symbol, and the reference gives the distance from the
3554 beginning of the GOT to the entry; so you can add on the address of
3555 the GOT, load from the resulting address, and end up with the
3556 address of the symbol.
3557
3558 \b Referring to a procedure name using \c{wrt ..plt} causes the
3559 linker to build a \i{procedure linkage table} entry for the symbol,
3560 and the reference gives the address of the \i{PLT} entry. You can
3561 only use this in contexts which would generate a PC-relative
3562 relocation normally (i.e. as the destination for \c{CALL} or
3563 \c{JMP}), since ELF contains no relocation type to refer to PLT
3564 entries absolutely.
3565
3566 \b Referring to a symbol name using \c{wrt ..sym} causes NASM to
3567 write an ordinary relocation, but instead of making the relocation
3568 relative to the start of the section and then adding on the offset
3569 to the symbol, it will write a relocation record aimed directly at
3570 the symbol in question. The distinction is a necessary one due to a
3571 peculiarity of the dynamic linker.
3572
3573 A fuller explanation of how to use these relocation types to write
3574 shared libraries entirely in NASM is given in \k{picdll}.
3575
3576 \S{elfglob} \c{elf} Extensions to the \c{GLOBAL} Directive\I{GLOBAL,
3577 elf extensions to}\I{GLOBAL, aoutb extensions to}
3578
3579 ELF object files can contain more information about a global symbol
3580 than just its address: they can contain the \I{symbol sizes,
3581 specifying}\I{size, of symbols}size of the symbol and its \I{symbol
3582 types, specifying}\I{type, of symbols}type as well. These are not
3583 merely debugger conveniences, but are actually necessary when the
3584 program being written is a \i{shared library}. NASM therefore
3585 supports some extensions to the \c{GLOBAL} directive, allowing you
3586 to specify these features.
3587
3588 You can specify whether a global variable is a function or a data
3589 object by suffixing the name with a colon and the word
3590 \i\c{function} or \i\c{data}. (\i\c{object} is a synonym for
3591 \c{data}.) For example:
3592
3593 \c           global hashlookup:function, hashtable:data
3594
3595 exports the global symbol \c{hashlookup} as a function and
3596 \c{hashtable} as a data object.
3597
3598 You can also specify the size of the data associated with the
3599 symbol, as a numeric expression (which may involve labels, and even
3600 forward references) after the type specifier. Like this:
3601
3602 \c           global hashtable:data (hashtable.end - hashtable)
3603 \c hashtable:
3604 \c           db this,that,theother  ; some data here
3605 \c .end:
3606
3607 This makes NASM automatically calculate the length of the table and
3608 place that information into the ELF symbol table.
3609
3610 Declaring the type and size of global symbols is necessary when
3611 writing shared library code. For more information, see
3612 \k{picglobal}.
3613
3614 \S{elfcomm} \c{elf} Extensions to the \c{COMMON} Directive\I{COMMON,
3615 elf extensions to}
3616
3617 ELF also allows you to specify alignment requirements \I{common
3618 variables, alignment in elf}\I{alignment, of elf common variables}on
3619 common variables. This is done by putting a number (which must be a
3620 power of two) after the name and size of the common variable,
3621 separated (as usual) by a colon. For example, an array of
3622 doublewords would benefit from 4-byte alignment:
3623
3624 \c           common dwordarray 128:4
3625
3626 This declares the total size of the array to be 128 bytes, and
3627 requires that it be aligned on a 4-byte boundary.
3628
3629 \H{aoutfmt} \i\c{aout}: Linux \I{a.out, Linux version}\c{a.out} Object Files
3630
3631 The \c{aout} format generates \c{a.out} object files, in the form
3632 used by early Linux systems. (These differ from other \c{a.out}
3633 object files in that the magic number in the first four bytes of the
3634 file is different. Also, some implementations of \c{a.out}, for
3635 example NetBSD's, support position-independent code, which Linux's
3636 implementation doesn't.)
3637
3638 \c{a.out} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
3639
3640 \c{a.out} is a very simple object format. It supports no special
3641 directives, no special symbols, no use of \c{SEG} or \c{WRT}, and no
3642 extensions to any standard directives. It supports only the three
3643 \i{standard section names} \i\c{.text}, \i\c{.data} and \i\c{.bss}.
3644
3645 \H{aoutfmt} \i\c{aoutb}: \i{NetBSD}/\i{FreeBSD}/\i{OpenBSD}
3646 \I{a.out, BSD version}\c{a.out} Object Files
3647
3648 The \c{aoutb} format generates \c{a.out} object files, in the form
3649 used by the various free BSD Unix clones, NetBSD, FreeBSD and
3650 OpenBSD. For simple object files, this object format is exactly the
3651 same as \c{aout} except for the magic number in the first four bytes
3652 of the file. However, the \c{aoutb} format supports
3653 \I{PIC}\i{position-independent code} in the same way as the \c{elf}
3654 format, so you can use it to write BSD \i{shared libraries}.
3655
3656 \c{aoutb} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
3657
3658 \c{aoutb} supports no special directives, no special symbols, and
3659 only the three \i{standard section names} \i\c{.text}, \i\c{.data}
3660 and \i\c{.bss}. However, it also supports the same use of \i\c{WRT} as
3661 \c{elf} does, to provide position-independent code relocation types.
3662 See \k{elfwrt} for full documentation of this feature.
3663
3664 \c{aoutb} also supports the same extensions to the \c{GLOBAL}
3665 directive as \c{elf} does: see \k{elfglob} for documentation of
3666 this.
3667
3668 \H{as86fmt} \c{as86}: Linux \i\c{as86} Object Files
3669
3670 The Linux 16-bit assembler \c{as86} has its own non-standard object
3671 file format. Although its companion linker \i\c{ld86} produces
3672 something close to ordinary \c{a.out} binaries as output, the object
3673 file format used to communicate between \c{as86} and \c{ld86} is not
3674 itself \c{a.out}.
3675
3676 NASM supports this format, just in case it is useful, as \c{as86}.
3677 \c{as86} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
3678
3679 \c{as86} is a very simple object format (from the NASM user's point
3680 of view). It supports no special directives, no special symbols, no
3681 use of \c{SEG} or \c{WRT}, and no extensions to any standard
3682 directives. It supports only the three \i{standard section names}
3683 \i\c{.text}, \i\c{.data} and \i\c{.bss}.
3684
3685 \H{rdffmt} \I{RDOFF}\i\c{rdf}: \i{Relocatable Dynamic Object File
3686 Format}
3687
3688 The \c{rdf} output format produces RDOFF object files. RDOFF
3689 (Relocatable Dynamic Object File Format) is a home-grown object-file
3690 format, designed alongside NASM itself and reflecting in its file
3691 format the internal structure of the assembler.
3692
3693 RDOFF is not used by any well-known operating systems. Those writing
3694 their own systems, however, may well wish to use RDOFF as their
3695 object format, on the grounds that it is designed primarily for
3696 simplicity and contains very little file-header bureaucracy.
3697
3698 The Unix NASM archive, and the DOS archive which includes sources,
3699 both contain an \I{rdoff subdirectory}\c{rdoff} subdirectory holding
3700 a set of RDOFF utilities: an RDF linker, an RDF static-library
3701 manager, an RDF file dump utility, and a program which will load and
3702 execute an RDF executable under Linux.
3703
3704 \c{rdf} supports only the \i{standard section names} \i\c{.text},
3705 \i\c{.data} and \i\c{.bss}.
3706
3707 \S{rdflib} Requiring a Library: The \i\c{LIBRARY} Directive
3708
3709 RDOFF contains a mechanism for an object file to demand a given
3710 library to be linked to the module, either at load time or run time.
3711 This is done by the \c{LIBRARY} directive, which takes one argument
3712 which is the name of the module:
3713
3714 \c           library mylib.rdl
3715
3716 \H{dbgfmt} \i\c{dbg}: Debugging Format
3717
3718 The \c{dbg} output format is not built into NASM in the default
3719 configuration. If you are building your own NASM executable from the
3720 sources, you can define \i\c{OF_DBG} in \c{outform.h} or on the
3721 compiler command line, and obtain the \c{dbg} output format.
3722
3723 The \c{dbg} format does not output an object file as such; instead,
3724 it outputs a text file which contains a complete list of all the
3725 transactions between the main body of NASM and the output-format
3726 back end module. It is primarily intended to aid people who want to
3727 write their own output drivers, so that they can get a clearer idea
3728 of the various requests the main program makes of the output driver,
3729 and in what order they happen.
3730
3731 For simple files, one can easily use the \c{dbg} format like this:
3732
3733 \c nasm -f dbg filename.asm
3734
3735 which will generate a diagnostic file called \c{filename.dbg}.
3736 However, this will not work well on files which were designed for a
3737 different object format, because each object format defines its own
3738 macros (usually user-level forms of directives), and those macros
3739 will not be defined in the \c{dbg} format. Therefore it can be
3740 useful to run NASM twice, in order to do the preprocessing with the
3741 native object format selected:
3742
3743 \c nasm -e -f rdf -o rdfprog.i rdfprog.asm
3744 \c nasm -a -f dbg rdfprog.i
3745
3746 This preprocesses \c{rdfprog.asm} into \c{rdfprog.i}, keeping the
3747 \c{rdf} object format selected in order to make sure RDF special
3748 directives are converted into primitive form correctly. Then the
3749 preprocessed source is fed through the \c{dbg} format to generate
3750 the final diagnostic output.
3751
3752 This workaround will still typically not work for programs intended
3753 for \c{obj} format, because the \c{obj} \c{SEGMENT} and \c{GROUP}
3754 directives have side effects of defining the segment and group names
3755 as symbols; \c{dbg} will not do this, so the program will not
3756 assemble. You will have to work around that by defining the symbols
3757 yourself (using \c{EXTERN}, for example) if you really need to get a
3758 \c{dbg} trace of an \c{obj}-specific source file.
3759
3760 \c{dbg} accepts any section name and any directives at all, and logs
3761 them all to its output file.
3762
3763 \C{16bit} Writing 16-bit Code (DOS, Windows 3/3.1)
3764
3765 This chapter attempts to cover some of the common issues encountered
3766 when writing 16-bit code to run under MS-DOS or Windows 3.x. It
3767 covers how to link programs to produce \c{.EXE} or \c{.COM} files,
3768 how to write \c{.SYS} device drivers, and how to interface assembly
3769 language code with 16-bit C compilers and with Borland Pascal.
3770
3771 \H{exefiles} Producing \i\c{.EXE} Files
3772
3773 Any large program written under DOS needs to be built as a \c{.EXE}
3774 file: only \c{.EXE} files have the necessary internal structure
3775 required to span more than one 64K segment. \i{Windows} programs,
3776 also, have to be built as \c{.EXE} files, since Windows does not
3777 support the \c{.COM} format.
3778
3779 In general, you generate \c{.EXE} files by using the \c{obj} output
3780 format to produce one or more \i\c{.OBJ} files, and then linking
3781 them together using a linker. However, NASM also supports the direct
3782 generation of simple DOS \c{.EXE} files using the \c{bin} output
3783 format (by using \c{DB} and \c{DW} to construct the \c{.EXE} file
3784 header), and a macro package is supplied to do this. Thanks to
3785 Yann Guidon for contributing the code for this.
3786
3787 NASM may also support \c{.EXE} natively as another output format in
3788 future releases.
3789
3790 \S{objexe} Using the \c{obj} Format To Generate \c{.EXE} Files
3791
3792 This section describes the usual method of generating \c{.EXE} files
3793 by linking \c{.OBJ} files together.
3794
3795 Most 16-bit programming language packages come with a suitable
3796 linker; if you have none of these, there is a free linker called
3797 \i{VAL}\I{linker, free}, available in \c{LZH} archive format from
3798 \W{ftp://x2ftp.oulu.fi/pub/msdos/programming/lang/}\i\c{x2ftp.oulu.fi}.
3799 An LZH archiver can be found at
3800 \W{ftp://ftp.simtel.net/pub/simtelnet/msdos/arcers}\i\c{ftp.simtel.net}.
3801 There is another `free' linker (though this one doesn't come with
3802 sources) called \i{FREELINK}, available from
3803 \W{http://www.pcorner.com/tpc/old/3-101.html}\i\c{www.pcorner.com}.
3804 A third, \i\c{djlink}, written by DJ Delorie, is available at
3805 \W{http://www.delorie.com/djgpp/16bit/djlink/}\i\c{www.delorie.com}.
3806
3807 When linking several \c{.OBJ} files into a \c{.EXE} file, you should
3808 ensure that exactly one of them has a start point defined (using the
3809 \I{program entry point}\i\c{..start} special symbol defined by the
3810 \c{obj} format: see \k{dotdotstart}). If no module defines a start
3811 point, the linker will not know what value to give the entry-point
3812 field in the output file header; if more than one defines a start
3813 point, the linker will not know \e{which} value to use.
3814
3815 An example of a NASM source file which can be assembled to a
3816 \c{.OBJ} file and linked on its own to a \c{.EXE} is given here. It
3817 demonstrates the basic principles of defining a stack, initialising
3818 the segment registers, and declaring a start point. This file is
3819 also provided in the \I{test subdirectory}\c{test} subdirectory of
3820 the NASM archives, under the name \c{objexe.asm}.
3821
3822 \c           segment code
3823 \c 
3824 \c ..start:  mov ax,data
3825 \c           mov ds,ax
3826 \c           mov ax,stack
3827 \c           mov ss,ax
3828 \c           mov sp,stacktop
3829
3830 This initial piece of code sets up \c{DS} to point to the data
3831 segment, and initialises \c{SS} and \c{SP} to point to the top of
3832 the provided stack. Notice that interrupts are implicitly disabled
3833 for one instruction after a move into \c{SS}, precisely for this
3834 situation, so that there's no chance of an interrupt occurring
3835 between the loads of \c{SS} and \c{SP} and not having a stack to
3836 execute on.
3837
3838 Note also that the special symbol \c{..start} is defined at the
3839 beginning of this code, which means that will be the entry point
3840 into the resulting executable file.
3841
3842 \c           mov dx,hello
3843 \c           mov ah,9
3844 \c           int 0x21
3845
3846 The above is the main program: load \c{DS:DX} with a pointer to the
3847 greeting message (\c{hello} is implicitly relative to the segment
3848 \c{data}, which was loaded into \c{DS} in the setup code, so the
3849 full pointer is valid), and call the DOS print-string function.
3850
3851 \c           mov ax,0x4c00
3852 \c           int 0x21
3853
3854 This terminates the program using another DOS system call.
3855
3856 \c           segment data
3857 \c hello:    db 'hello, world', 13, 10, '$'
3858
3859 The data segment contains the string we want to display.
3860
3861 \c           segment stack stack
3862 \c           resb 64
3863 \c stacktop:
3864
3865 The above code declares a stack segment containing 64 bytes of
3866 uninitialised stack space, and points \c{stacktop} at the top of it.
3867 The directive \c{segment stack stack} defines a segment \e{called}
3868 \c{stack}, and also of \e{type} \c{STACK}. The latter is not
3869 necessary to the correct running of the program, but linkers are
3870 likely to issue warnings or errors if your program has no segment of
3871 type \c{STACK}.
3872
3873 The above file, when assembled into a \c{.OBJ} file, will link on
3874 its own to a valid \c{.EXE} file, which when run will print `hello,
3875 world' and then exit.
3876
3877 \S{binexe} Using the \c{bin} Format To Generate \c{.EXE} Files
3878
3879 The \c{.EXE} file format is simple enough that it's possible to
3880 build a \c{.EXE} file by writing a pure-binary program and sticking
3881 a 32-byte header on the front. This header is simple enough that it
3882 can be generated using \c{DB} and \c{DW} commands by NASM itself, so
3883 that you can use the \c{bin} output format to directly generate
3884 \c{.EXE} files.
3885
3886 Included in the NASM archives, in the \I{misc subdirectory}\c{misc}
3887 subdirectory, is a file \i\c{exebin.mac} of macros. It defines three
3888 macros: \i\c{EXE_begin}, \i\c{EXE_stack} and \i\c{EXE_end}.
3889
3890 To produce a \c{.EXE} file using this method, you should start by
3891 using \c{%include} to load the \c{exebin.mac} macro package into
3892 your source file. You should then issue the \c{EXE_begin} macro call
3893 (which takes no arguments) to generate the file header data. Then
3894 write code as normal for the \c{bin} format - you can use all three
3895 standard sections \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}. At the end of
3896 the file you should call the \c{EXE_end} macro (again, no arguments),
3897 which defines some symbols to mark section sizes, and these symbols
3898 are referred to in the header code generated by \c{EXE_begin}.
3899
3900 In this model, the code you end up writing starts at \c{0x100}, just
3901 like a \c{.COM} file - in fact, if you strip off the 32-byte header
3902 from the resulting \c{.EXE} file, you will have a valid \c{.COM}
3903 program. All the segment bases are the same, so you are limited to a
3904 64K program, again just like a \c{.COM} file. Note that an \c{ORG}
3905 directive is issued by the \c{EXE_begin} macro, so you should not
3906 explicitly issue one of your own.
3907
3908 You can't directly refer to your segment base value, unfortunately,
3909 since this would require a relocation in the header, and things
3910 would get a lot more complicated. So you should get your segment
3911 base by copying it out of \c{CS} instead.
3912
3913 On entry to your \c{.EXE} file, \c{SS:SP} are already set up to
3914 point to the top of a 2Kb stack. You can adjust the default stack
3915 size of 2Kb by calling the \c{EXE_stack} macro. For example, to
3916 change the stack size of your program to 64 bytes, you would call
3917 \c{EXE_stack 64}.
3918
3919 A sample program which generates a \c{.EXE} file in this way is
3920 given in the \c{test} subdirectory of the NASM archive, as
3921 \c{binexe.asm}.
3922
3923 \H{comfiles} Producing \i\c{.COM} Files
3924
3925 While large DOS programs must be written as \c{.EXE} files, small
3926 ones are often better written as \c{.COM} files. \c{.COM} files are
3927 pure binary, and therefore most easily produced using the \c{bin}
3928 output format.
3929
3930 \S{combinfmt} Using the \c{bin} Format To Generate \c{.COM} Files
3931
3932 \c{.COM} files expect to be loaded at offset \c{100h} into their
3933 segment (though the segment may change). Execution then begins at
3934 \I\c{ORG}\c{100h}, i.e. right at the start of the program. So to
3935 write a \c{.COM} program, you would create a source file looking
3936 like
3937
3938 \c           org 100h
3939 \c           section .text
3940 \c start:    ; put your code here
3941 \c           section .data
3942 \c           ; put data items here
3943 \c           section .bss
3944 \c           ; put uninitialised data here
3945
3946 The \c{bin} format puts the \c{.text} section first in the file, so
3947 you can declare data or BSS items before beginning to write code if
3948 you want to and the code will still end up at the front of the file
3949 where it belongs.
3950
3951 The BSS (uninitialised data) section does not take up space in the
3952 \c{.COM} file itself: instead, addresses of BSS items are resolved
3953 to point at space beyond the end of the file, on the grounds that
3954 this will be free memory when the program is run. Therefore you
3955 should not rely on your BSS being initialised to all zeros when you
3956 run.
3957
3958 To assemble the above program, you should use a command line like
3959
3960 \c nasm myprog.asm -fbin -o myprog.com
3961
3962 The \c{bin} format would produce a file called \c{myprog} if no
3963 explicit output file name were specified, so you have to override it
3964 and give the desired file name.
3965
3966 \S{comobjfmt} Using the \c{obj} Format To Generate \c{.COM} Files
3967
3968 If you are writing a \c{.COM} program as more than one module, you
3969 may wish to assemble several \c{.OBJ} files and link them together
3970 into a \c{.COM} program. You can do this, provided you have a linker
3971 capable of outputting \c{.COM} files directly (\i{TLINK} does this),
3972 or alternatively a converter program such as \i\c{EXE2BIN} to
3973 transform the \c{.EXE} file output from the linker into a \c{.COM}
3974 file.
3975
3976 If you do this, you need to take care of several things:
3977
3978 \b The first object file containing code should start its code
3979 segment with a line like \c{RESB 100h}. This is to ensure that the
3980 code begins at offset \c{100h} relative to the beginning of the code
3981 segment, so that the linker or converter program does not have to
3982 adjust address references within the file when generating the
3983 \c{.COM} file. Other assemblers use an \i\c{ORG} directive for this
3984 purpose, but \c{ORG} in NASM is a format-specific directive to the
3985 \c{bin} output format, and does not mean the same thing as it does
3986 in MASM-compatible assemblers.
3987
3988 \b You don't need to define a stack segment.
3989
3990 \b All your segments should be in the same group, so that every time
3991 your code or data references a symbol offset, all offsets are
3992 relative to the same segment base. This is because, when a \c{.COM}
3993 file is loaded, all the segment registers contain the same value.
3994
3995 \H{sysfiles} Producing \i\c{.SYS} Files
3996
3997 \i{MS-DOS device drivers} - \c{.SYS} files - are pure binary files,
3998 similar to \c{.COM} files, except that they start at origin zero
3999 rather than \c{100h}. Therefore, if you are writing a device driver
4000 using the \c{bin} format, you do not need the \c{ORG} directive,
4001 since the default origin for \c{bin} is zero. Similarly, if you are
4002 using \c{obj}, you do not need the \c{RESB 100h} at the start of
4003 your code segment.
4004
4005 \c{.SYS} files start with a header structure, containing pointers to
4006 the various routines inside the driver which do the work. This
4007 structure should be defined at the start of the code segment, even
4008 though it is not actually code.
4009
4010 For more information on the format of \c{.SYS} files, and the data
4011 which has to go in the header structure, a list of books is given in
4012 the Frequently Asked Questions list for the newsgroup
4013 \W{news:comp.os.msdos.programmer}\i\c{comp.os.msdos.programmer}.
4014
4015 \H{16c} Interfacing to 16-bit C Programs
4016
4017 This section covers the basics of writing assembly routines that
4018 call, or are called from, C programs. To do this, you would
4019 typically write an assembly module as a \c{.OBJ} file, and link it
4020 with your C modules to produce a \i{mixed-language program}.
4021
4022 \S{16cunder} External Symbol Names
4023
4024 \I{C symbol names}\I{underscore, in C symbols}C compilers have the
4025 convention that the names of all global symbols (functions or data)
4026 they define are formed by prefixing an underscore to the name as it
4027 appears in the C program. So, for example, the function a C
4028 programmer thinks of as \c{printf} appears to an assembly language
4029 programmer as \c{_printf}. This means that in your assembly
4030 programs, you can define symbols without a leading underscore, and
4031 not have to worry about name clashes with C symbols.
4032
4033 If you find the underscores inconvenient, you can define macros to
4034 replace the \c{GLOBAL} and \c{EXTERN} directives as follows:
4035
4036 \c %macro cglobal 1
4037 \c           global _%1
4038 \c %define %1 _%1
4039 \c %endmacro
4040
4041 \c %macro cextern 1
4042 \c           extern _%1
4043 \c %define %1 _%1
4044 \c %endmacro
4045
4046 (These forms of the macros only take one argument at a time; a
4047 \c{%rep} construct could solve this.)
4048
4049 If you then declare an external like this:
4050
4051 \c           cextern printf
4052
4053 then the macro will expand it as
4054
4055 \c           extern _printf
4056 \c %define printf _printf
4057
4058 Thereafter, you can reference \c{printf} as if it was a symbol, and
4059 the preprocessor will put the leading underscore on where necessary.
4060
4061 The \c{cglobal} macro works similarly. You must use \c{cglobal}
4062 before defining the symbol in question, but you would have had to do
4063 that anyway if you used \c{GLOBAL}.
4064
4065 \S{16cmodels} \i{Memory Models}
4066
4067 NASM contains no mechanism to support the various C memory models
4068 directly; you have to keep track yourself of which one you are
4069 writing for. This means you have to keep track of the following
4070 things:
4071
4072 \b In models using a single code segment (tiny, small and compact),
4073 functions are near. This means that function pointers, when stored
4074 in data segments or pushed on the stack as function arguments, are
4075 16 bits long and contain only an offset field (the \c{CS} register
4076 never changes its value, and always gives the segment part of the
4077 full function address), and that functions are called using ordinary
4078 near \c{CALL} instructions and return using \c{RETN} (which, in
4079 NASM, is synonymous with \c{RET} anyway). This means both that you
4080 should write your own routines to return with \c{RETN}, and that you
4081 should call external C routines with near \c{CALL} instructions.
4082
4083 \b In models using more than one code segment (medium, large and
4084 huge), functions are far. This means that function pointers are 32
4085 bits long (consisting of a 16-bit offset followed by a 16-bit
4086 segment), and that functions are called using \c{CALL FAR} (or
4087 \c{CALL seg:offset}) and return using \c{RETF}. Again, you should
4088 therefore write your own routines to return with \c{RETF} and use
4089 \c{CALL FAR} to call external routines.
4090
4091 \b In models using a single data segment (tiny, small and medium),
4092 data pointers are 16 bits long, containing only an offset field (the
4093 \c{DS} register doesn't change its value, and always gives the
4094 segment part of the full data item address).
4095
4096 \b In models using more than one data segment (compact, large and
4097 huge), data pointers are 32 bits long, consisting of a 16-bit offset
4098 followed by a 16-bit segment. You should still be careful not to
4099 modify \c{DS} in your routines without restoring it afterwards, but
4100 \c{ES} is free for you to use to access the contents of 32-bit data
4101 pointers you are passed.
4102
4103 \b The huge memory model allows single data items to exceed 64K in
4104 size. In all other memory models, you can access the whole of a data
4105 item just by doing arithmetic on the offset field of the pointer you
4106 are given, whether a segment field is present or not; in huge model,
4107 you have to be more careful of your pointer arithmetic.
4108
4109 \b In most memory models, there is a \e{default} data segment, whose
4110 segment address is kept in \c{DS} throughout the program. This data
4111 segment is typically the same segment as the stack, kept in \c{SS},
4112 so that functions' local variables (which are stored on the stack)
4113 and global data items can both be accessed easily without changing
4114 \c{DS}. Particularly large data items are typically stored in other
4115 segments. However, some memory models (though not the standard
4116 ones, usually) allow the assumption that \c{SS} and \c{DS} hold the
4117 same value to be removed. Be careful about functions' local
4118 variables in this latter case.
4119
4120 In models with a single code segment, the segment is called
4121 \i\c{_TEXT}, so your code segment must also go by this name in order
4122 to be linked into the same place as the main code segment. In models
4123 with a single data segment, or with a default data segment, it is
4124 called \i\c{_DATA}.
4125
4126 \S{16cfunc} Function Definitions and Function Calls
4127
4128 \I{functions, C calling convention}The \i{C calling convention} in
4129 16-bit programs is as follows. In the following description, the
4130 words \e{caller} and \e{callee} are used to denote the function
4131 doing the calling and the function which gets called.
4132
4133 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
4134 after another, in reverse order (right to left, so that the first
4135 argument specified to the function is pushed last).
4136
4137 \b The caller then executes a \c{CALL} instruction to pass control
4138 to the callee. This \c{CALL} is either near or far depending on the
4139 memory model.
4140
4141 \b The callee receives control, and typically (although this is not
4142 actually necessary, in functions which do not need to access their
4143 parameters) starts by saving the value of \c{SP} in \c{BP} so as to
4144 be able to use \c{BP} as a base pointer to find its parameters on
4145 the stack. However, the caller was probably doing this too, so part
4146 of the calling convention states that \c{BP} must be preserved by
4147 any C function. Hence the callee, if it is going to set up \c{BP} as
4148 a \i\e{frame pointer}, must push the previous value first.
4149
4150 \b The callee may then access its parameters relative to \c{BP}.
4151 The word at \c{[BP]} holds the previous value of \c{BP} as it was
4152 pushed; the next word, at \c{[BP+2]}, holds the offset part of the
4153 return address, pushed implicitly by \c{CALL}. In a small-model
4154 (near) function, the parameters start after that, at \c{[BP+4]}; in
4155 a large-model (far) function, the segment part of the return address
4156 lives at \c{[BP+4]}, and the parameters begin at \c{[BP+6]}. The
4157 leftmost parameter of the function, since it was pushed last, is
4158 accessible at this offset from \c{BP}; the others follow, at
4159 successively greater offsets. Thus, in a function such as \c{printf}
4160 which takes a variable number of parameters, the pushing of the
4161 parameters in reverse order means that the function knows where to
4162 find its first parameter, which tells it the number and type of the
4163 remaining ones.
4164
4165 \b The callee may also wish to decrease \c{SP} further, so as to
4166 allocate space on the stack for local variables, which will then be
4167 accessible at negative offsets from \c{BP}.
4168
4169 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
4170 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{DX:AX} depending on the size
4171 of the value. Floating-point results are sometimes (depending on the
4172 compiler) returned in \c{ST0}.
4173
4174 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{SP} from
4175 \c{BP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
4176 value of \c{BP}, and returns via \c{RETN} or \c{RETF} depending on
4177 memory model.
4178
4179 \b When the caller regains control from the callee, the function
4180 parameters are still on the stack, so it typically adds an immediate
4181 constant to \c{SP} to remove them (instead of executing a number of
4182 slow \c{POP} instructions). Thus, if a function is accidentally
4183 called with the wrong number of parameters due to a prototype
4184 mismatch, the stack will still be returned to a sensible state since
4185 the caller, which \e{knows} how many parameters it pushed, does the
4186 removing.
4187
4188 It is instructive to compare this calling convention with that for
4189 Pascal programs (described in \k{16bpfunc}). Pascal has a simpler
4190 convention, since no functions have variable numbers of parameters.
4191 Therefore the callee knows how many parameters it should have been
4192 passed, and is able to deallocate them from the stack itself by
4193 passing an immediate argument to the \c{RET} or \c{RETF}
4194 instruction, so the caller does not have to do it. Also, the
4195 parameters are pushed in left-to-right order, not right-to-left,
4196 which means that a compiler can give better guarantees about
4197 sequence points without performance suffering.
4198
4199 Thus, you would define a function in C style in the following way.
4200 The following example is for small model:
4201
4202 \c           global _myfunc
4203 \c _myfunc:  push bp
4204 \c           mov bp,sp
4205 \c           sub sp,0x40            ; 64 bytes of local stack space
4206 \c           mov bx,[bp+4]          ; first parameter to function
4207 \c           ; some more code
4208 \c           mov sp,bp              ; undo "sub sp,0x40" above
4209 \c           pop bp
4210 \c           ret
4211
4212 For a large-model function, you would replace \c{RET} by \c{RETF},
4213 and look for the first parameter at \c{[BP+6]} instead of
4214 \c{[BP+4]}. Of course, if one of the parameters is a pointer, then
4215 the offsets of \e{subsequent} parameters will change depending on
4216 the memory model as well: far pointers take up four bytes on the
4217 stack when passed as a parameter, whereas near pointers take up two.
4218
4219 At the other end of the process, to call a C function from your
4220 assembly code, you would do something like this:
4221
4222 \c           extern _printf
4223 \c           ; and then, further down...
4224 \c           push word [myint]      ; one of my integer variables
4225 \c           push word mystring     ; pointer into my data segment
4226 \c           call _printf
4227 \c           add sp,byte 4          ; `byte' saves space
4228 \c           ; then those data items...
4229 \c           segment _DATA
4230 \c myint     dw 1234
4231 \c mystring  db 'This number -> %d <- should be 1234',10,0
4232
4233 This piece of code is the small-model assembly equivalent of the C
4234 code
4235
4236 \c     int myint = 1234;
4237 \c     printf("This number -> %d <- should be 1234\n", myint);
4238
4239 In large model, the function-call code might look more like this. In
4240 this example, it is assumed that \c{DS} already holds the segment
4241 base of the segment \c{_DATA}. If not, you would have to initialise
4242 it first.
4243
4244 \c           push word [myint]
4245 \c           push word seg mystring ; Now push the segment, and...
4246 \c           push word mystring     ; ... offset of "mystring"
4247 \c           call far _printf
4248 \c           add sp,byte 6
4249
4250 The integer value still takes up one word on the stack, since large
4251 model does not affect the size of the \c{int} data type. The first
4252 argument (pushed last) to \c{printf}, however, is a data pointer,
4253 and therefore has to contain a segment and offset part. The segment
4254 should be stored second in memory, and therefore must be pushed
4255 first. (Of course, \c{PUSH DS} would have been a shorter instruction
4256 than \c{PUSH WORD SEG mystring}, if \c{DS} was set up as the above
4257 example assumed.) Then the actual call becomes a far call, since
4258 functions expect far calls in large model; and \c{SP} has to be
4259 increased by 6 rather than 4 afterwards to make up for the extra
4260 word of parameters.
4261
4262 \S{16cdata} Accessing Data Items
4263
4264 To get at the contents of C variables, or to declare variables which
4265 C can access, you need only declare the names as \c{GLOBAL} or
4266 \c{EXTERN}. (Again, the names require leading underscores, as stated
4267 in \k{16cunder}.) Thus, a C variable declared as \c{int i} can be
4268 accessed from assembler as
4269
4270 \c           extern _i
4271 \c           mov ax,[_i]
4272
4273 And to declare your own integer variable which C programs can access
4274 as \c{extern int j}, you do this (making sure you are assembling in
4275 the \c{_DATA} segment, if necessary):
4276
4277 \c           global _j
4278 \c _j        dw 0
4279
4280 To access a C array, you need to know the size of the components of
4281 the array. For example, \c{int} variables are two bytes long, so if
4282 a C program declares an array as \c{int a[10]}, you can access
4283 \c{a[3]} by coding \c{mov ax,[_a+6]}. (The byte offset 6 is obtained
4284 by multiplying the desired array index, 3, by the size of the array
4285 element, 2.) The sizes of the C base types in 16-bit compilers are:
4286 1 for \c{char}, 2 for \c{short} and \c{int}, 4 for \c{long} and
4287 \c{float}, and 8 for \c{double}.
4288
4289 To access a C \i{data structure}, you need to know the offset from
4290 the base of the structure to the field you are interested in. You
4291 can either do this by converting the C structure definition into a
4292 NASM structure definition (using \i\c{STRUC}), or by calculating the
4293 one offset and using just that.
4294
4295 To do either of these, you should read your C compiler's manual to
4296 find out how it organises data structures. NASM gives no special
4297 alignment to structure members in its own \c{STRUC} macro, so you
4298 have to specify alignment yourself if the C compiler generates it.
4299 Typically, you might find that a structure like
4300
4301 \c struct {
4302 \c     char c;
4303 \c     int i;
4304 \c } foo;
4305
4306 might be four bytes long rather than three, since the \c{int} field
4307 would be aligned to a two-byte boundary. However, this sort of
4308 feature tends to be a configurable option in the C compiler, either
4309 using command-line options or \c{#pragma} lines, so you have to find
4310 out how your own compiler does it.
4311
4312 \S{16cmacro} \i\c{c16.mac}: Helper Macros for the 16-bit C Interface
4313
4314 Included in the NASM archives, in the \I{misc subdirectory}\c{misc}
4315 directory, is a file \c{c16.mac} of macros. It defines three macros:
4316 \i\c{proc}, \i\c{arg} and \i\c{endproc}. These are intended to be
4317 used for C-style procedure definitions, and they automate a lot of
4318 the work involved in keeping track of the calling convention.
4319
4320 (An alternative, TASM compatible form of \c{arg} is also now built 
4321 into NASM's preprocessor.  See \k{tasmcompat} for details.)
4322
4323 An example of an assembly function using the macro set is given
4324 here:
4325
4326 \c           proc _nearproc
4327 \c %$i       arg
4328 \c %$j       arg
4329 \c           mov ax,[bp + %$i]
4330 \c           mov bx,[bp + %$j]
4331 \c           add ax,[bx]
4332 \c           endproc
4333
4334 This defines \c{_nearproc} to be a procedure taking two arguments,
4335 the first (\c{i}) an integer and the second (\c{j}) a pointer to an
4336 integer. It returns \c{i + *j}.
4337
4338 Note that the \c{arg} macro has an \c{EQU} as the first line of its
4339 expansion, and since the label before the macro call gets prepended
4340 to the first line of the expanded macro, the \c{EQU} works, defining
4341 \c{%$i} to be an offset from \c{BP}. A context-local variable is
4342 used, local to the context pushed by the \c{proc} macro and popped
4343 by the \c{endproc} macro, so that the same argument name can be used
4344 in later procedures. Of course, you don't \e{have} to do that.
4345
4346 The macro set produces code for near functions (tiny, small and
4347 compact-model code) by default. You can have it generate far
4348 functions (medium, large and huge-model code) by means of coding
4349 \I\c{FARCODE}\c{%define FARCODE}. This changes the kind of return
4350 instruction generated by \c{endproc}, and also changes the starting
4351 point for the argument offsets. The macro set contains no intrinsic
4352 dependency on whether data pointers are far or not.
4353
4354 \c{arg} can take an optional parameter, giving the size of the
4355 argument. If no size is given, 2 is assumed, since it is likely that
4356 many function parameters will be of type \c{int}.
4357
4358 The large-model equivalent of the above function would look like this:
4359
4360 \c %define FARCODE
4361 \c           proc _farproc
4362 \c %$i       arg
4363 \c %$j       arg 4
4364 \c           mov ax,[bp + %$i]
4365 \c           mov bx,[bp + %$j]
4366 \c           mov es,[bp + %$j + 2]
4367 \c           add ax,[bx]
4368 \c           endproc
4369
4370 This makes use of the argument to the \c{arg} macro to define a
4371 parameter of size 4, because \c{j} is now a far pointer. When we
4372 load from \c{j}, we must load a segment and an offset.
4373
4374 \H{16bp} Interfacing to \i{Borland Pascal} Programs
4375
4376 Interfacing to Borland Pascal programs is similar in concept to
4377 interfacing to 16-bit C programs. The differences are:
4378
4379 \b The leading underscore required for interfacing to C programs is
4380 not required for Pascal.
4381
4382 \b The memory model is always large: functions are far, data
4383 pointers are far, and no data item can be more than 64K long.
4384 (Actually, some functions are near, but only those functions that
4385 are local to a Pascal unit and never called from outside it. All
4386 assembly functions that Pascal calls, and all Pascal functions that
4387 assembly routines are able to call, are far.) However, all static
4388 data declared in a Pascal program goes into the default data
4389 segment, which is the one whose segment address will be in \c{DS}
4390 when control is passed to your assembly code. The only things that
4391 do not live in the default data segment are local variables (they
4392 live in the stack segment) and dynamically allocated variables. All
4393 data \e{pointers}, however, are far.
4394
4395 \b The function calling convention is different - described below.
4396
4397 \b Some data types, such as strings, are stored differently.
4398
4399 \b There are restrictions on the segment names you are allowed to
4400 use - Borland Pascal will ignore code or data declared in a segment
4401 it doesn't like the name of. The restrictions are described below.
4402
4403 \S{16bpfunc} The Pascal Calling Convention
4404
4405 \I{functions, Pascal calling convention}\I{Pascal calling
4406 convention}The 16-bit Pascal calling convention is as follows. In
4407 the following description, the words \e{caller} and \e{callee} are
4408 used to denote the function doing the calling and the function which
4409 gets called.
4410
4411 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
4412 after another, in normal order (left to right, so that the first
4413 argument specified to the function is pushed first).
4414
4415 \b The caller then executes a far \c{CALL} instruction to pass
4416 control to the callee.
4417
4418 \b The callee receives control, and typically (although this is not
4419 actually necessary, in functions which do not need to access their
4420 parameters) starts by saving the value of \c{SP} in \c{BP} so as to
4421 be able to use \c{BP} as a base pointer to find its parameters on
4422 the stack. However, the caller was probably doing this too, so part
4423 of the calling convention states that \c{BP} must be preserved by
4424 any function. Hence the callee, if it is going to set up \c{BP} as a
4425 \i{frame pointer}, must push the previous value first.
4426
4427 \b The callee may then access its parameters relative to \c{BP}.
4428 The word at \c{[BP]} holds the previous value of \c{BP} as it was
4429 pushed. The next word, at \c{[BP+2]}, holds the offset part of the
4430 return address, and the next one at \c{[BP+4]} the segment part. The
4431 parameters begin at \c{[BP+6]}. The rightmost parameter of the
4432 function, since it was pushed last, is accessible at this offset
4433 from \c{BP}; the others follow, at successively greater offsets.
4434
4435 \b The callee may also wish to decrease \c{SP} further, so as to
4436 allocate space on the stack for local variables, which will then be
4437 accessible at negative offsets from \c{BP}.
4438
4439 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
4440 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{DX:AX} depending on the size
4441 of the value. Floating-point results are returned in \c{ST0}.
4442 Results of type \c{Real} (Borland's own custom floating-point data
4443 type, not handled directly by the FPU) are returned in \c{DX:BX:AX}.
4444 To return a result of type \c{String}, the caller pushes a pointer
4445 to a temporary string before pushing the parameters, and the callee
4446 places the returned string value at that location. The pointer is
4447 not a parameter, and should not be removed from the stack by the
4448 \c{RETF} instruction.
4449
4450 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{SP} from
4451 \c{BP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
4452 value of \c{BP}, and returns via \c{RETF}. It uses the form of
4453 \c{RETF} with an immediate parameter, giving the number of bytes
4454 taken up by the parameters on the stack. This causes the parameters
4455 to be removed from the stack as a side effect of the return
4456 instruction.
4457
4458 \b When the caller regains control from the callee, the function
4459 parameters have already been removed from the stack, so it needs to
4460 do nothing further.
4461
4462 Thus, you would define a function in Pascal style, taking two
4463 \c{Integer}-type parameters, in the following way:
4464
4465 \c           global myfunc
4466 \c myfunc:   push bp
4467 \c           mov bp,sp
4468 \c           sub sp,0x40            ; 64 bytes of local stack space
4469 \c           mov bx,[bp+8]          ; first parameter to function
4470 \c           mov bx,[bp+6]          ; second parameter to function
4471 \c           ; some more code
4472 \c           mov sp,bp              ; undo "sub sp,0x40" above
4473 \c           pop bp
4474 \c           retf 4                 ; total size of params is 4
4475
4476 At the other end of the process, to call a Pascal function from your
4477 assembly code, you would do something like this:
4478
4479 \c           extern SomeFunc
4480 \c           ; and then, further down...
4481 \c           push word seg mystring ; Now push the segment, and...
4482 \c           push word mystring     ; ... offset of "mystring"
4483 \c           push word [myint]      ; one of my variables
4484 \c           call far SomeFunc
4485
4486 This is equivalent to the Pascal code
4487
4488 \c procedure SomeFunc(String: PChar; Int: Integer);
4489 \c     SomeFunc(@mystring, myint);
4490
4491 \S{16bpseg} Borland Pascal \I{segment names, Borland Pascal}Segment
4492 Name Restrictions
4493
4494 Since Borland Pascal's internal unit file format is completely
4495 different from \c{OBJ}, it only makes a very sketchy job of actually
4496 reading and understanding the various information contained in a
4497 real \c{OBJ} file when it links that in. Therefore an object file
4498 intended to be linked to a Pascal program must obey a number of
4499 restrictions:
4500
4501 \b Procedures and functions must be in a segment whose name is
4502 either \c{CODE}, \c{CSEG}, or something ending in \c{_TEXT}.
4503
4504 \b Initialised data must be in a segment whose name is either
4505 \c{CONST} or something ending in \c{_DATA}.
4506
4507 \b Uninitialised data must be in a segment whose name is either
4508 \c{DATA}, \c{DSEG}, or something ending in \c{_BSS}.
4509
4510 \b Any other segments in the object file are completely ignored.
4511 \c{GROUP} directives and segment attributes are also ignored.
4512
4513 \S{16bpmacro} Using \i\c{c16.mac} With Pascal Programs
4514
4515 The \c{c16.mac} macro package, described in \k{16cmacro}, can also
4516 be used to simplify writing functions to be called from Pascal
4517 programs, if you code \I\c{PASCAL}\c{%define PASCAL}. This
4518 definition ensures that functions are far (it implies
4519 \i\c{FARCODE}), and also causes procedure return instructions to be
4520 generated with an operand.
4521
4522 Defining \c{PASCAL} does not change the code which calculates the
4523 argument offsets; you must declare your function's arguments in
4524 reverse order. For example:
4525
4526 \c %define PASCAL
4527 \c           proc _pascalproc
4528 \c %$j       arg 4
4529 \c %$i       arg
4530 \c           mov ax,[bp + %$i]
4531 \c           mov bx,[bp + %$j]
4532 \c           mov es,[bp + %$j + 2]
4533 \c           add ax,[bx]
4534 \c           endproc
4535
4536 This defines the same routine, conceptually, as the example in
4537 \k{16cmacro}: it defines a function taking two arguments, an integer
4538 and a pointer to an integer, which returns the sum of the integer
4539 and the contents of the pointer. The only difference between this
4540 code and the large-model C version is that \c{PASCAL} is defined
4541 instead of \c{FARCODE}, and that the arguments are declared in
4542 reverse order.
4543
4544 \C{32bit} Writing 32-bit Code (Unix, Win32, DJGPP)
4545
4546 This chapter attempts to cover some of the common issues involved
4547 when writing 32-bit code, to run under \i{Win32} or Unix, or to be
4548 linked with C code generated by a Unix-style C compiler such as
4549 \i{DJGPP}. It covers how to write assembly code to interface with
4550 32-bit C routines, and how to write position-independent code for
4551 shared libraries.
4552
4553 Almost all 32-bit code, and in particular all code running under
4554 Win32, DJGPP or any of the PC Unix variants, runs in \I{flat memory
4555 model}\e{flat} memory model. This means that the segment registers
4556 and paging have already been set up to give you the same 32-bit 4Gb
4557 address space no matter what segment you work relative to, and that
4558 you should ignore all segment registers completely. When writing
4559 flat-model application code, you never need to use a segment
4560 override or modify any segment register, and the code-section
4561 addresses you pass to \c{CALL} and \c{JMP} live in the same address
4562 space as the data-section addresses you access your variables by and
4563 the stack-section addresses you access local variables and procedure
4564 parameters by. Every address is 32 bits long and contains only an
4565 offset part.
4566
4567 \H{32c} Interfacing to 32-bit C Programs
4568
4569 A lot of the discussion in \k{16c}, about interfacing to 16-bit C
4570 programs, still applies when working in 32 bits. The absence of
4571 memory models or segmentation worries simplifies things a lot.
4572
4573 \S{32cunder} External Symbol Names
4574
4575 Most 32-bit C compilers share the convention used by 16-bit
4576 compilers, that the names of all global symbols (functions or data)
4577 they define are formed by prefixing an underscore to the name as it
4578 appears in the C program. However, not all of them do: the ELF
4579 specification states that C symbols do \e{not} have a leading
4580 underscore on their assembly-language names.
4581
4582 The older Linux \c{a.out} C compiler, all Win32 compilers, DJGPP,
4583 and NetBSD and FreeBSD, all use the leading underscore; for these
4584 compilers, the macros \c{cextern} and \c{cglobal}, as given in
4585 \k{16cunder}, will still work. For ELF, though, the leading
4586 underscore should not be used.
4587
4588 \S{32cfunc} Function Definitions and Function Calls
4589
4590 \I{functions, C calling convention}The \i{C calling convention}The C
4591 calling convention in 32-bit programs is as follows. In the
4592 following description, the words \e{caller} and \e{callee} are used
4593 to denote the function doing the calling and the function which gets
4594 called.
4595
4596 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
4597 after another, in reverse order (right to left, so that the first
4598 argument specified to the function is pushed last).
4599
4600 \b The caller then executes a near \c{CALL} instruction to pass
4601 control to the callee.
4602
4603 \b The callee receives control, and typically (although this is not
4604 actually necessary, in functions which do not need to access their
4605 parameters) starts by saving the value of \c{ESP} in \c{EBP} so as
4606 to be able to use \c{EBP} as a base pointer to find its parameters
4607 on the stack. However, the caller was probably doing this too, so
4608 part of the calling convention states that \c{EBP} must be preserved
4609 by any C function. Hence the callee, if it is going to set up
4610 \c{EBP} as a \i{frame pointer}, must push the previous value first.
4611
4612 \b The callee may then access its parameters relative to \c{EBP}.
4613 The doubleword at \c{[EBP]} holds the previous value of \c{EBP} as
4614 it was pushed; the next doubleword, at \c{[EBP+4]}, holds the return
4615 address, pushed implicitly by \c{CALL}. The parameters start after
4616 that, at \c{[EBP+8]}. The leftmost parameter of the function, since
4617 it was pushed last, is accessible at this offset from \c{EBP}; the
4618 others follow, at successively greater offsets. Thus, in a function
4619 such as \c{printf} which takes a variable number of parameters, the
4620 pushing of the parameters in reverse order means that the function
4621 knows where to find its first parameter, which tells it the number
4622 and type of the remaining ones.
4623
4624 \b The callee may also wish to decrease \c{ESP} further, so as to
4625 allocate space on the stack for local variables, which will then be
4626 accessible at negative offsets from \c{EBP}.
4627
4628 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
4629 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{EAX} depending on the size
4630 of the value. Floating-point results are typically returned in
4631 \c{ST0}.
4632
4633 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{ESP} from
4634 \c{EBP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
4635 value of \c{EBP}, and returns via \c{RET} (equivalently, \c{RETN}).
4636
4637 \b When the caller regains control from the callee, the function
4638 parameters are still on the stack, so it typically adds an immediate
4639 constant to \c{ESP} to remove them (instead of executing a number of
4640 slow \c{POP} instructions). Thus, if a function is accidentally
4641 called with the wrong number of parameters due to a prototype
4642 mismatch, the stack will still be returned to a sensible state since
4643 the caller, which \e{knows} how many parameters it pushed, does the
4644 removing.
4645
4646 There is an alternative calling convention used by Win32 programs
4647 for Windows API calls, and also for functions called \e{by} the
4648 Windows API such as window procedures: they follow what Microsoft
4649 calls the \c{__stdcall} convention. This is slightly closer to the
4650 Pascal convention, in that the callee clears the stack by passing a
4651 parameter to the \c{RET} instruction. However, the parameters are
4652 still pushed in right-to-left order.
4653
4654 Thus, you would define a function in C style in the following way:
4655
4656 \c           global _myfunc
4657 \c _myfunc:  push ebp
4658 \c           mov ebp,esp
4659 \c           sub esp,0x40           ; 64 bytes of local stack space
4660 \c           mov ebx,[ebp+8]        ; first parameter to function
4661 \c           ; some more code
4662 \c           leave                  ; mov esp,ebp / pop ebp
4663 \c           ret
4664
4665 At the other end of the process, to call a C function from your
4666 assembly code, you would do something like this:
4667
4668 \c           extern _printf
4669 \c           ; and then, further down...
4670 \c           push dword [myint]     ; one of my integer variables
4671 \c           push dword mystring    ; pointer into my data segment
4672 \c           call _printf
4673 \c           add esp,byte 8         ; `byte' saves space
4674 \c           ; then those data items...
4675 \c           segment _DATA
4676 \c myint     dd 1234
4677 \c mystring  db 'This number -> %d <- should be 1234',10,0
4678
4679 This piece of code is the assembly equivalent of the C code
4680
4681 \c     int myint = 1234;
4682 \c     printf("This number -> %d <- should be 1234\n", myint);
4683
4684 \S{32cdata} Accessing Data Items
4685
4686 To get at the contents of C variables, or to declare variables which
4687 C can access, you need only declare the names as \c{GLOBAL} or
4688 \c{EXTERN}. (Again, the names require leading underscores, as stated
4689 in \k{32cunder}.) Thus, a C variable declared as \c{int i} can be
4690 accessed from assembler as
4691
4692 \c           extern _i
4693 \c           mov eax,[_i]
4694
4695 And to declare your own integer variable which C programs can access
4696 as \c{extern int j}, you do this (making sure you are assembling in
4697 the \c{_DATA} segment, if necessary):
4698
4699 \c           global _j
4700 \c _j        dd 0
4701
4702 To access a C array, you need to know the size of the components of
4703 the array. For example, \c{int} variables are four bytes long, so if
4704 a C program declares an array as \c{int a[10]}, you can access
4705 \c{a[3]} by coding \c{mov ax,[_a+12]}. (The byte offset 12 is obtained
4706 by multiplying the desired array index, 3, by the size of the array
4707 element, 4.) The sizes of the C base types in 32-bit compilers are:
4708 1 for \c{char}, 2 for \c{short}, 4 for \c{int}, \c{long} and
4709 \c{float}, and 8 for \c{double}. Pointers, being 32-bit addresses,
4710 are also 4 bytes long.
4711
4712 To access a C \i{data structure}, you need to know the offset from
4713 the base of the structure to the field you are interested in. You
4714 can either do this by converting the C structure definition into a
4715 NASM structure definition (using \c{STRUC}), or by calculating the
4716 one offset and using just that.
4717
4718 To do either of these, you should read your C compiler's manual to
4719 find out how it organises data structures. NASM gives no special
4720 alignment to structure members in its own \i\c{STRUC} macro, so you
4721 have to specify alignment yourself if the C compiler generates it.
4722 Typically, you might find that a structure like
4723
4724 \c struct {
4725 \c     char c;
4726 \c     int i;
4727 \c } foo;
4728
4729 might be eight bytes long rather than five, since the \c{int} field
4730 would be aligned to a four-byte boundary. However, this sort of
4731 feature is sometimes a configurable option in the C compiler, either
4732 using command-line options or \c{#pragma} lines, so you have to find
4733 out how your own compiler does it.
4734
4735 \S{32cmacro} \i\c{c32.mac}: Helper Macros for the 32-bit C Interface
4736
4737 Included in the NASM archives, in the \I{misc directory}\c{misc}
4738 directory, is a file \c{c32.mac} of macros. It defines three macros:
4739 \i\c{proc}, \i\c{arg} and \i\c{endproc}. These are intended to be
4740 used for C-style procedure definitions, and they automate a lot of
4741 the work involved in keeping track of the calling convention.
4742
4743 An example of an assembly function using the macro set is given
4744 here:
4745
4746 \c           proc _proc32
4747 \c %$i       arg
4748 \c %$j       arg
4749 \c           mov eax,[ebp + %$i]
4750 \c           mov ebx,[ebp + %$j]
4751 \c           add eax,[ebx]
4752 \c           endproc
4753
4754 This defines \c{_proc32} to be a procedure taking two arguments, the
4755 first (\c{i}) an integer and the second (\c{j}) a pointer to an
4756 integer. It returns \c{i + *j}.
4757
4758 Note that the \c{arg} macro has an \c{EQU} as the first line of its
4759 expansion, and since the label before the macro call gets prepended
4760 to the first line of the expanded macro, the \c{EQU} works, defining
4761 \c{%$i} to be an offset from \c{BP}. A context-local variable is
4762 used, local to the context pushed by the \c{proc} macro and popped
4763 by the \c{endproc} macro, so that the same argument name can be used
4764 in later procedures. Of course, you don't \e{have} to do that.
4765
4766 \c{arg} can take an optional parameter, giving the size of the
4767 argument. If no size is given, 4 is assumed, since it is likely that
4768 many function parameters will be of type \c{int} or pointers.
4769
4770 \H{picdll} Writing NetBSD/FreeBSD/OpenBSD and Linux/ELF \i{Shared
4771 Libraries}
4772
4773 ELF replaced the older \c{a.out} object file format under Linux
4774 because it contains support for \i{position-independent code}
4775 (\i{PIC}), which makes writing shared libraries much easier. NASM
4776 supports the ELF position-independent code features, so you can
4777 write Linux ELF shared libraries in NASM.
4778
4779 \i{NetBSD}, and its close cousins \i{FreeBSD} and \i{OpenBSD}, take
4780 a different approach by hacking PIC support into the \c{a.out}
4781 format. NASM supports this as the \i\c{aoutb} output format, so you
4782 can write \i{BSD} shared libraries in NASM too.
4783
4784 The operating system loads a PIC shared library by memory-mapping
4785 the library file at an arbitrarily chosen point in the address space
4786 of the running process. The contents of the library's code section
4787 must therefore not depend on where it is loaded in memory.
4788
4789 Therefore, you cannot get at your variables by writing code like
4790 this:
4791
4792 \c           mov eax,[myvar]        ; WRONG
4793
4794 Instead, the linker provides an area of memory called the
4795 \i\e{global offset table}, or \i{GOT}; the GOT is situated at a
4796 constant distance from your library's code, so if you can find out
4797 where your library is loaded (which is typically done using a
4798 \c{CALL} and \c{POP} combination), you can obtain the address of the
4799 GOT, and you can then load the addresses of your variables out of
4800 linker-generated entries in the GOT.
4801
4802 The \e{data} section of a PIC shared library does not have these
4803 restrictions: since the data section is writable, it has to be
4804 copied into memory anyway rather than just paged in from the library
4805 file, so as long as it's being copied it can be relocated too. So
4806 you can put ordinary types of relocation in the data section without
4807 too much worry (but see \k{picglobal} for a caveat).
4808
4809 \S{picgot} Obtaining the Address of the GOT
4810
4811 Each code module in your shared library should define the GOT as an
4812 external symbol:
4813
4814 \c           extern _GLOBAL_OFFSET_TABLE_   ; in ELF
4815 \c           extern __GLOBAL_OFFSET_TABLE_  ; in BSD a.out
4816
4817 At the beginning of any function in your shared library which plans
4818 to access your data or BSS sections, you must first calculate the
4819 address of the GOT. This is typically done by writing the function
4820 in this form:
4821
4822 \c func:     push ebp
4823 \c           mov ebp,esp
4824 \c           push ebx
4825 \c           call .get_GOT
4826 \c .get_GOT: pop ebx
4827 \c           add ebx,_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+$$-.get_GOT wrt ..gotpc
4828 \c           ; the function body comes here
4829 \c           mov ebx,[ebp-4]
4830 \c           mov esp,ebp
4831 \c           pop ebp
4832 \c           ret
4833
4834 (For BSD, again, the symbol \c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE} requires a
4835 second leading underscore.)
4836
4837 The first two lines of this function are simply the standard C
4838 prologue to set up a stack frame, and the last three lines are
4839 standard C function epilogue. The third line, and the fourth to last
4840 line, save and restore the \c{EBX} register, because PIC shared
4841 libraries use this register to store the address of the GOT.
4842
4843 The interesting bit is the \c{CALL} instruction and the following
4844 two lines. The \c{CALL} and \c{POP} combination obtains the address
4845 of the label \c{.get_GOT}, without having to know in advance where
4846 the program was loaded (since the \c{CALL} instruction is encoded
4847 relative to the current position). The \c{ADD} instruction makes use
4848 of one of the special PIC relocation types: \i{GOTPC relocation}.
4849 With the \i\c{WRT ..gotpc} qualifier specified, the symbol
4850 referenced (here \c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE_}, the special symbol
4851 assigned to the GOT) is given as an offset from the beginning of the
4852 section. (Actually, ELF encodes it as the offset from the operand
4853 field of the \c{ADD} instruction, but NASM simplifies this
4854 deliberately, so you do things the same way for both ELF and BSD.)
4855 So the instruction then \e{adds} the beginning of the section, to
4856 get the real address of the GOT, and subtracts the value of
4857 \c{.get_GOT} which it knows is in \c{EBX}. Therefore, by the time
4858 that instruction has finished,
4859 \c{EBX} contains the address of the GOT.
4860
4861 If you didn't follow that, don't worry: it's never necessary to
4862 obtain the address of the GOT by any other means, so you can put
4863 those three instructions into a macro and safely ignore them:
4864
4865 \c %macro get_GOT 0
4866 \c           call %%getgot
4867 \c %%getgot: pop ebx
4868 \c           add ebx,_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+$$-%%getgot wrt ..gotpc
4869 \c %endmacro
4870
4871 \S{piclocal} Finding Your Local Data Items
4872
4873 Having got the GOT, you can then use it to obtain the addresses of
4874 your data items. Most variables will reside in the sections you have
4875 declared; they can be accessed using the \I{GOTOFF
4876 relocation}\c{..gotoff} special \I\c{WRT ..gotoff}\c{WRT} type. The
4877 way this works is like this:
4878
4879 \c           lea eax,[ebx+myvar wrt ..gotoff]
4880
4881 The expression \c{myvar wrt ..gotoff} is calculated, when the shared
4882 library is linked, to be the offset to the local variable \c{myvar}
4883 from the beginning of the GOT. Therefore, adding it to \c{EBX} as
4884 above will place the real address of \c{myvar} in \c{EAX}.
4885
4886 If you declare variables as \c{GLOBAL} without specifying a size for
4887 them, they are shared between code modules in the library, but do
4888 not get exported from the library to the program that loaded it.
4889 They will still be in your ordinary data and BSS sections, so you
4890 can access them in the same way as local variables, using the above
4891 \c{..gotoff} mechanism.
4892
4893 Note that due to a peculiarity of the way BSD \c{a.out} format
4894 handles this relocation type, there must be at least one non-local
4895 symbol in the same section as the address you're trying to access.
4896
4897 \S{picextern} Finding External and Common Data Items
4898
4899 If your library needs to get at an external variable (external to
4900 the \e{library}, not just to one of the modules within it), you must
4901 use the \I{GOT relocations}\I\c{WRT ..got}\c{..got} type to get at
4902 it. The \c{..got} type, instead of giving you the offset from the
4903 GOT base to the variable, gives you the offset from the GOT base to
4904 a GOT \e{entry} containing the address of the variable. The linker
4905 will set up this GOT entry when it builds the library, and the
4906 dynamic linker will place the correct address in it at load time. So
4907 to obtain the address of an external variable \c{extvar} in \c{EAX},
4908 you would code
4909
4910 \c           mov eax,[ebx+extvar wrt ..got]
4911
4912 This loads the address of \c{extvar} out of an entry in the GOT. The
4913 linker, when it builds the shared library, collects together every
4914 relocation of type \c{..got}, and builds the GOT so as to ensure it
4915 has every necessary entry present.
4916
4917 Common variables must also be accessed in this way.
4918
4919 \S{picglobal} Exporting Symbols to the Library User
4920
4921 If you want to export symbols to the user of the library, you have
4922 to declare whether they are functions or data, and if they are data,
4923 you have to give the size of the data item. This is because the
4924 dynamic linker has to build \I{PLT}\i{procedure linkage table}
4925 entries for any exported functions, and also moves exported data
4926 items away from the library's data section in which they were
4927 declared.
4928
4929 So to export a function to users of the library, you must use
4930
4931 \c           global func:function   ; declare it as a function
4932 \c func:     push ebp
4933 \c           ; etc.
4934
4935 And to export a data item such as an array, you would have to code
4936
4937 \c           global array:data array.end-array ; give the size too
4938 \c array:    resd 128
4939 \c .end:
4940
4941 Be careful: If you export a variable to the library user, by
4942 declaring it as \c{GLOBAL} and supplying a size, the variable will
4943 end up living in the data section of the main program, rather than
4944 in your library's data section, where you declared it. So you will
4945 have to access your own global variable with the \c{..got} mechanism
4946 rather than \c{..gotoff}, as if it were external (which,
4947 effectively, it has become).
4948
4949 Equally, if you need to store the address of an exported global in
4950 one of your data sections, you can't do it by means of the standard
4951 sort of code:
4952
4953 \c dataptr:  dd global_data_item    ; WRONG
4954
4955 NASM will interpret this code as an ordinary relocation, in which
4956 \c{global_data_item} is merely an offset from the beginning of the
4957 \c{.data} section (or whatever); so this reference will end up
4958 pointing at your data section instead of at the exported global
4959 which resides elsewhere.
4960
4961 Instead of the above code, then, you must write
4962
4963 \c dataptr:  dd global_data_item wrt ..sym
4964
4965 which makes use of the special \c{WRT} type \I\c{WRT ..sym}\c{..sym}
4966 to instruct NASM to search the symbol table for a particular symbol
4967 at that address, rather than just relocating by section base.
4968
4969 Either method will work for functions: referring to one of your
4970 functions by means of
4971
4972 \c funcptr:  dd my_function
4973
4974 will give the user the address of the code you wrote, whereas
4975
4976 \c funcptr:  dd my_function wrt ..sym
4977
4978 will give the address of the procedure linkage table for the
4979 function, which is where the calling program will \e{believe} the
4980 function lives. Either address is a valid way to call the function.
4981
4982 \S{picproc} Calling Procedures Outside the Library
4983
4984 Calling procedures outside your shared library has to be done by
4985 means of a \i\e{procedure linkage table}, or \i{PLT}. The PLT is
4986 placed at a known offset from where the library is loaded, so the
4987 library code can make calls to the PLT in a position-independent
4988 way. Within the PLT there is code to jump to offsets contained in
4989 the GOT, so function calls to other shared libraries or to routines
4990 in the main program can be transparently passed off to their real
4991 destinations.
4992
4993 To call an external routine, you must use another special PIC
4994 relocation type, \I{PLT relocations}\i\c{WRT ..plt}. This is much
4995 easier than the GOT-based ones: you simply replace calls such as
4996 \c{CALL printf} with the PLT-relative version \c{CALL printf WRT
4997 ..plt}.
4998
4999 \S{link} Generating the Library File
5000
5001 Having written some code modules and assembled them to \c{.o} files,
5002 you then generate your shared library with a command such as
5003
5004 \c ld -shared -o library.so module1.o module2.o       # for ELF
5005 \c ld -Bshareable -o library.so module1.o module2.o   # for BSD
5006
5007 For ELF, if your shared library is going to reside in system
5008 directories such as \c{/usr/lib} or \c{/lib}, it is usually worth
5009 using the \i\c{-soname} flag to the linker, to store the final
5010 library file name, with a version number, into the library:
5011
5012 \c ld -shared -soname library.so.1 -o library.so.1.2 *.o
5013
5014 You would then copy \c{library.so.1.2} into the library directory,
5015 and create \c{library.so.1} as a symbolic link to it.
5016
5017 \C{mixsize} Mixing 16 and 32 Bit Code
5018
5019 This chapter tries to cover some of the issues, largely related to
5020 unusual forms of addressing and jump instructions, encountered when
5021 writing operating system code such as protected-mode initialisation
5022 routines, which require code that operates in mixed segment sizes,
5023 such as code in a 16-bit segment trying to modify data in a 32-bit
5024 one, or jumps between different-size segments.
5025
5026 \H{mixjump} Mixed-Size Jumps\I{jumps, mixed-size}
5027
5028 \I{operating system, writing}\I{writing operating systems}The most
5029 common form of \i{mixed-size instruction} is the one used when
5030 writing a 32-bit OS: having done your setup in 16-bit mode, such as
5031 loading the kernel, you then have to boot it by switching into
5032 protected mode and jumping to the 32-bit kernel start address. In a
5033 fully 32-bit OS, this tends to be the \e{only} mixed-size
5034 instruction you need, since everything before it can be done in pure
5035 16-bit code, and everything after it can be pure 32-bit.
5036
5037 This jump must specify a 48-bit far address, since the target
5038 segment is a 32-bit one. However, it must be assembled in a 16-bit
5039 segment, so just coding, for example,
5040
5041 \c           jmp 0x1234:0x56789ABC  ; wrong!
5042
5043 will not work, since the offset part of the address will be
5044 truncated to \c{0x9ABC} and the jump will be an ordinary 16-bit far
5045 one.
5046
5047 The Linux kernel setup code gets round the inability of \c{as86} to
5048 generate the required instruction by coding it manually, using
5049 \c{DB} instructions. NASM can go one better than that, by actually
5050 generating the right instruction itself. Here's how to do it right:
5051
5052 \c           jmp dword 0x1234:0x56789ABC  ; right
5053
5054 \I\c{JMP DWORD}The \c{DWORD} prefix (strictly speaking, it should
5055 come \e{after} the colon, since it is declaring the \e{offset} field
5056 to be a doubleword; but NASM will accept either form, since both are
5057 unambiguous) forces the offset part to be treated as far, in the
5058 assumption that you are deliberately writing a jump from a 16-bit
5059 segment to a 32-bit one.
5060
5061 You can do the reverse operation, jumping from a 32-bit segment to a
5062 16-bit one, by means of the \c{WORD} prefix:
5063
5064 \c           jmp word 0x8765:0x4321 ; 32 to 16 bit
5065
5066 If the \c{WORD} prefix is specified in 16-bit mode, or the \c{DWORD}
5067 prefix in 32-bit mode, they will be ignored, since each is
5068 explicitly forcing NASM into a mode it was in anyway.
5069
5070 \H{mixaddr} Addressing Between Different-Size Segments\I{addressing,
5071 mixed-size}\I{mixed-size addressing}
5072
5073 If your OS is mixed 16 and 32-bit, or if you are writing a DOS
5074 extender, you are likely to have to deal with some 16-bit segments
5075 and some 32-bit ones. At some point, you will probably end up
5076 writing code in a 16-bit segment which has to access data in a
5077 32-bit segment, or vice versa.
5078
5079 If the data you are trying to access in a 32-bit segment lies within
5080 the first 64K of the segment, you may be able to get away with using
5081 an ordinary 16-bit addressing operation for the purpose; but sooner
5082 or later, you will want to do 32-bit addressing from 16-bit mode.
5083
5084 The easiest way to do this is to make sure you use a register for
5085 the address, since any effective address containing a 32-bit
5086 register is forced to be a 32-bit address. So you can do
5087
5088 \c           mov eax,offset_into_32_bit_segment_specified_by_fs
5089 \c           mov dword [fs:eax],0x11223344
5090
5091 This is fine, but slightly cumbersome (since it wastes an
5092 instruction and a register) if you already know the precise offset
5093 you are aiming at. The x86 architecture does allow 32-bit effective
5094 addresses to specify nothing but a 4-byte offset, so why shouldn't
5095 NASM be able to generate the best instruction for the purpose?
5096
5097 It can. As in \k{mixjump}, you need only prefix the address with the
5098 \c{DWORD} keyword, and it will be forced to be a 32-bit address:
5099
5100 \c           mov dword [fs:dword my_offset],0x11223344
5101
5102 Also as in \k{mixjump}, NASM is not fussy about whether the
5103 \c{DWORD} prefix comes before or after the segment override, so
5104 arguably a nicer-looking way to code the above instruction is
5105
5106 \c           mov dword [dword fs:my_offset],0x11223344
5107
5108 Don't confuse the \c{DWORD} prefix \e{outside} the square brackets,
5109 which controls the size of the data stored at the address, with the
5110 one \c{inside} the square brackets which controls the length of the
5111 address itself. The two can quite easily be different:
5112
5113 \c           mov word [dword 0x12345678],0x9ABC
5114
5115 This moves 16 bits of data to an address specified by a 32-bit
5116 offset.
5117
5118 You can also specify \c{WORD} or \c{DWORD} prefixes along with the
5119 \c{FAR} prefix to indirect far jumps or calls. For example:
5120
5121 \c           call dword far [fs:word 0x4321]
5122
5123 This instruction contains an address specified by a 16-bit offset;
5124 it loads a 48-bit far pointer from that (16-bit segment and 32-bit
5125 offset), and calls that address.
5126
5127 \H{mixother} Other Mixed-Size Instructions
5128
5129 The other way you might want to access data might be using the
5130 string instructions (\c{LODSx}, \c{STOSx} and so on) or the
5131 \c{XLATB} instruction. These instructions, since they take no
5132 parameters, might seem to have no easy way to make them perform
5133 32-bit addressing when assembled in a 16-bit segment.
5134
5135 This is the purpose of NASM's \i\c{a16} and \i\c{a32} prefixes. If
5136 you are coding \c{LODSB} in a 16-bit segment but it is supposed to
5137 be accessing a string in a 32-bit segment, you should load the
5138 desired address into \c{ESI} and then code
5139
5140 \c           a32 lodsb
5141
5142 The prefix forces the addressing size to 32 bits, meaning that
5143 \c{LODSB} loads from \c{[DS:ESI]} instead of \c{[DS:SI]}. To access
5144 a string in a 16-bit segment when coding in a 32-bit one, the
5145 corresponding \c{a16} prefix can be used.
5146
5147 The \c{a16} and \c{a32} prefixes can be applied to any instruction
5148 in NASM's instruction table, but most of them can generate all the
5149 useful forms without them. The prefixes are necessary only for
5150 instructions with implicit addressing: \c{CMPSx} (\k{insCMPSB}),
5151 \c{SCASx} (\k{insSCASB}), \c{LODSx} (\k{insLODSB}), \c{STOSx}
5152 (\k{insSTOSB}), \c{MOVSx} (\k{insMOVSB}), \c{INSx} (\k{insINSB}),
5153 \c{OUTSx} (\k{insOUTSB}), and \c{XLATB} (\k{insXLATB}). Also, the
5154 various push and pop instructions (\c{PUSHA} and \c{POPF} as well as
5155 the more usual \c{PUSH} and \c{POP}) can accept \c{a16} or \c{a32}
5156 prefixes to force a particular one of \c{SP} or \c{ESP} to be used
5157 as a stack pointer, in case the stack segment in use is a different
5158 size from the code segment.
5159
5160 \c{PUSH} and \c{POP}, when applied to segment registers in 32-bit
5161 mode, also have the slightly odd behaviour that they push and pop 4
5162 bytes at a time, of which the top two are ignored and the bottom two
5163 give the value of the segment register being manipulated. To force
5164 the 16-bit behaviour of segment-register push and pop instructions,
5165 you can use the operand-size prefix \i\c{o16}:
5166
5167 \c           o16 push ss
5168 \c           o16 push ds
5169
5170 This code saves a doubleword of stack space by fitting two segment
5171 registers into the space which would normally be consumed by pushing
5172 one.
5173
5174 (You can also use the \i\c{o32} prefix to force the 32-bit behaviour
5175 when in 16-bit mode, but this seems less useful.)
5176
5177 \C{trouble} Troubleshooting
5178
5179 This chapter describes some of the common problems that users have
5180 been known to encounter with NASM, and answers them. It also gives
5181 instructions for reporting bugs in NASM if you find a difficulty
5182 that isn't listed here.
5183
5184 \H{problems} Common Problems
5185
5186 \S{inefficient} NASM Generates \i{Inefficient Code}
5187
5188 I get a lot of `bug' reports about NASM generating inefficient, or
5189 even `wrong', code on instructions such as \c{ADD ESP,8}. This is a
5190 deliberate design feature, connected to predictability of output:
5191 NASM, on seeing \c{ADD ESP,8}, will generate the form of the
5192 instruction which leaves room for a 32-bit offset. You need to code
5193 \I\c{BYTE}\c{ADD ESP,BYTE 8} if you want the space-efficient
5194 form of the instruction. This isn't a bug: at worst it's a
5195 misfeature, and that's a matter of opinion only.
5196
5197 \S{jmprange} My Jumps are Out of Range\I{out of range, jumps}
5198
5199 Similarly, people complain that when they issue \i{conditional
5200 jumps} (which are \c{SHORT} by default) that try to jump too far,
5201 NASM reports `short jump out of range' instead of making the jumps
5202 longer.
5203
5204 This, again, is partly a predictability issue, but in fact has a
5205 more practical reason as well. NASM has no means of being told what
5206 type of processor the code it is generating will be run on; so it
5207 cannot decide for itself that it should generate \i\c{Jcc NEAR} type
5208 instructions, because it doesn't know that it's working for a 386 or
5209 above. Alternatively, it could replace the out-of-range short
5210 \c{JNE} instruction with a very short \c{JE} instruction that jumps
5211 over a \c{JMP NEAR}; this is a sensible solution for processors
5212 below a 386, but hardly efficient on processors which have good
5213 branch prediction \e{and} could have used \c{JNE NEAR} instead. So,
5214 once again, it's up to the user, not the assembler, to decide what
5215 instructions should be generated.
5216
5217 \S{proborg} \i\c{ORG} Doesn't Work
5218
5219 People writing \i{boot sector} programs in the \c{bin} format often
5220 complain that \c{ORG} doesn't work the way they'd like: in order to
5221 place the \c{0xAA55} signature word at the end of a 512-byte boot
5222 sector, people who are used to MASM tend to code
5223
5224 \c           ORG 0
5225 \c           ; some boot sector code
5226 \c           ORG 510
5227 \c           DW 0xAA55
5228
5229 This is not the intended use of the \c{ORG} directive in NASM, and
5230 will not work. The correct way to solve this problem in NASM is to
5231 use the \i\c{TIMES} directive, like this:
5232
5233 \c           ORG 0
5234 \c           ; some boot sector code
5235 \c           TIMES 510-($-$$) DB 0
5236 \c           DW 0xAA55
5237
5238 The \c{TIMES} directive will insert exactly enough zero bytes into
5239 the output to move the assembly point up to 510. This method also
5240 has the advantage that if you accidentally fill your boot sector too
5241 full, NASM will catch the problem at assembly time and report it, so
5242 you won't end up with a boot sector that you have to disassemble to
5243 find out what's wrong with it.
5244
5245 \S{probtimes} \i\c{TIMES} Doesn't Work
5246
5247 The other common problem with the above code is people who write the
5248 \c{TIMES} line as
5249
5250 \c           TIMES 510-$ DB 0
5251
5252 by reasoning that \c{$} should be a pure number, just like 510, so
5253 the difference between them is also a pure number and can happily be
5254 fed to \c{TIMES}.
5255
5256 NASM is a \e{modular} assembler: the various component parts are
5257 designed to be easily separable for re-use, so they don't exchange
5258 information unnecessarily. In consequence, the \c{bin} output
5259 format, even though it has been told by the \c{ORG} directive that
5260 the \c{.text} section should start at 0, does not pass that
5261 information back to the expression evaluator. So from the
5262 evaluator's point of view, \c{$} isn't a pure number: it's an offset
5263 from a section base. Therefore the difference between \c{$} and 510
5264 is also not a pure number, but involves a section base. Values
5265 involving section bases cannot be passed as arguments to \c{TIMES}.
5266
5267 The solution, as in the previous section, is to code the \c{TIMES}
5268 line in the form
5269
5270 \c           TIMES 510-($-$$) DB 0
5271
5272 in which \c{$} and \c{$$} are offsets from the same section base,
5273 and so their difference is a pure number. This will solve the
5274 problem and generate sensible code.
5275
5276 \H{bugs} \i{Bugs}\I{reporting bugs}
5277
5278 We have never yet released a version of NASM with any \e{known}
5279 bugs. That doesn't usually stop there being plenty we didn't know
5280 about, though. Any that you find should be reported to
5281 \W{mailto:hpa@zytor.com}\c{hpa@zytor.com}.
5282
5283 Please read \k{qstart} first, and don't report the bug if it's
5284 listed in there as a deliberate feature. (If you think the feature
5285 is badly thought out, feel free to send us reasons why you think it
5286 should be changed, but don't just send us mail saying `This is a
5287 bug' if the documentation says we did it on purpose.) Then read
5288 \k{problems}, and don't bother reporting the bug if it's listed
5289 there.
5290
5291 If you do report a bug, \e{please} give us all of the following
5292 information:
5293
5294 \b What operating system you're running NASM under. DOS, Linux,
5295 NetBSD, Win16, Win32, VMS (I'd be impressed), whatever.
5296
5297 \b If you're running NASM under DOS or Win32, tell us whether you've
5298 compiled your own executable from the DOS source archive, or whether
5299 you were using the standard distribution binaries out of the
5300 archive. If you were using a locally built executable, try to
5301 reproduce the problem using one of the standard binaries, as this
5302 will make it easier for us to reproduce your problem prior to fixing
5303 it.
5304
5305 \b Which version of NASM you're using, and exactly how you invoked
5306 it. Give us the precise command line, and the contents of the
5307 \c{NASM} environment variable if any.
5308
5309 \b Which versions of any supplementary programs you're using, and
5310 how you invoked them. If the problem only becomes visible at link
5311 time, tell us what linker you're using, what version of it you've
5312 got, and the exact linker command line. If the problem involves
5313 linking against object files generated by a compiler, tell us what
5314 compiler, what version, and what command line or options you used.
5315 (If you're compiling in an IDE, please try to reproduce the problem
5316 with the command-line version of the compiler.)
5317
5318 \b If at all possible, send us a NASM source file which exhibits the
5319 problem. If this causes copyright problems (e.g. you can only
5320 reproduce the bug in restricted-distribution code) then bear in mind
5321 the following two points: firstly, we guarantee that any source code
5322 sent to us for the purposes of debugging NASM will be used \e{only}
5323 for the purposes of debugging NASM, and that we will delete all our
5324 copies of it as soon as we have found and fixed the bug or bugs in
5325 question; and secondly, we would prefer \e{not} to be mailed large
5326 chunks of code anyway. The smaller the file, the better. A
5327 three-line sample file that does nothing useful \e{except}
5328 demonstrate the problem is much easier to work with than a
5329 fully fledged ten-thousand-line program. (Of course, some errors
5330 \e{do} only crop up in large files, so this may not be possible.)
5331
5332 \b A description of what the problem actually \e{is}. `It doesn't
5333 work' is \e{not} a helpful description! Please describe exactly what
5334 is happening that shouldn't be, or what isn't happening that should.
5335 Examples might be: `NASM generates an error message saying Line 3
5336 for an error that's actually on Line 5'; `NASM generates an error
5337 message that I believe it shouldn't be generating at all'; `NASM
5338 fails to generate an error message that I believe it \e{should} be
5339 generating'; `the object file produced from this source code crashes
5340 my linker'; `the ninth byte of the output file is 66 and I think it
5341 should be 77 instead'.
5342
5343 \b If you believe the output file from NASM to be faulty, send it to
5344 us. That allows us to determine whether our own copy of NASM
5345 generates the same file, or whether the problem is related to
5346 portability issues between our development platforms and yours. We
5347 can handle binary files mailed to us as MIME attachments, uuencoded,
5348 and even BinHex. Alternatively, we may be able to provide an FTP
5349 site you can upload the suspect files to; but mailing them is easier
5350 for us.
5351
5352 \b Any other information or data files that might be helpful. If,
5353 for example, the problem involves NASM failing to generate an object
5354 file while TASM can generate an equivalent file without trouble,
5355 then send us \e{both} object files, so we can see what TASM is doing
5356 differently from us.
5357
5358 \A{iref} Intel x86 Instruction Reference
5359
5360 This appendix provides a complete list of the machine instructions
5361 which NASM will assemble, and a short description of the function of
5362 each one.
5363
5364 It is not intended to be exhaustive documentation on the fine
5365 details of the instructions' function, such as which exceptions they
5366 can trigger: for such documentation, you should go to Intel's Web
5367 site, \W{http://www.intel.com/}\c{http://www.intel.com/}.
5368
5369 Instead, this appendix is intended primarily to provide
5370 documentation on the way the instructions may be used within NASM.
5371 For example, looking up \c{LOOP} will tell you that NASM allows
5372 \c{CX} or \c{ECX} to be specified as an optional second argument to
5373 the \c{LOOP} instruction, to enforce which of the two possible
5374 counter registers should be used if the default is not the one
5375 desired.
5376
5377 The instructions are not quite listed in alphabetical order, since
5378 groups of instructions with similar functions are lumped together in
5379 the same entry. Most of them don't move very far from their
5380 alphabetic position because of this.
5381
5382 \H{iref-opr} Key to Operand Specifications
5383
5384 The instruction descriptions in this appendix specify their operands
5385 using the following notation:
5386
5387 \b Registers: \c{reg8} denotes an 8-bit \i{general purpose
5388 register}, \c{reg16} denotes a 16-bit general purpose register, and
5389 \c{reg32} a 32-bit one. \c{fpureg} denotes one of the eight FPU
5390 stack registers, \c{mmxreg} denotes one of the eight 64-bit MMX
5391 registers, and \c{segreg} denotes a segment register. In addition,
5392 some registers (such as \c{AL}, \c{DX} or
5393 \c{ECX}) may be specified explicitly.
5394
5395 \b Immediate operands: \c{imm} denotes a generic \i{immediate operand}.
5396 \c{imm8}, \c{imm16} and \c{imm32} are used when the operand is
5397 intended to be a specific size. For some of these instructions, NASM
5398 needs an explicit specifier: for example, \c{ADD ESP,16} could be
5399 interpreted as either \c{ADD r/m32,imm32} or \c{ADD r/m32,imm8}.
5400 NASM chooses the former by default, and so you must specify \c{ADD
5401 ESP,BYTE 16} for the latter.
5402
5403 \b Memory references: \c{mem} denotes a generic \i{memory reference};
5404 \c{mem8}, \c{mem16}, \c{mem32}, \c{mem64} and \c{mem80} are used
5405 when the operand needs to be a specific size. Again, a specifier is
5406 needed in some cases: \c{DEC [address]} is ambiguous and will be
5407 rejected by NASM. You must specify \c{DEC BYTE [address]}, \c{DEC
5408 WORD [address]} or \c{DEC DWORD [address]} instead.
5409
5410 \b \i{Restricted memory references}: one form of the \c{MOV}
5411 instruction allows a memory address to be specified \e{without}
5412 allowing the normal range of register combinations and effective
5413 address processing. This is denoted by \c{memoffs8}, \c{memoffs16}
5414 and \c{memoffs32}.
5415
5416 \b Register or memory choices: many instructions can accept either a
5417 register \e{or} a memory reference as an operand. \c{r/m8} is a
5418 shorthand for \c{reg8/mem8}; similarly \c{r/m16} and \c{r/m32}.
5419 \c{r/m64} is MMX-related, and is a shorthand for \c{mmxreg/mem64}.
5420
5421 \H{iref-opc} Key to Opcode Descriptions
5422
5423 This appendix also provides the opcodes which NASM will generate for
5424 each form of each instruction. The opcodes are listed in the
5425 following way:
5426
5427 \b A hex number, such as \c{3F}, indicates a fixed byte containing
5428 that number.
5429
5430 \b A hex number followed by \c{+r}, such as \c{C8+r}, indicates that
5431 one of the operands to the instruction is a register, and the
5432 `register value' of that register should be added to the hex number
5433 to produce the generated byte. For example, EDX has register value
5434 2, so the code \c{C8+r}, when the register operand is EDX, generates
5435 the hex byte \c{CA}. Register values for specific registers are
5436 given in \k{iref-rv}.
5437
5438 \b A hex number followed by \c{+cc}, such as \c{40+cc}, indicates
5439 that the instruction name has a condition code suffix, and the
5440 numeric representation of the condition code should be added to the
5441 hex number to produce the generated byte. For example, the code
5442 \c{40+cc}, when the instruction contains the \c{NE} condition,
5443 generates the hex byte \c{45}. Condition codes and their numeric
5444 representations are given in \k{iref-cc}.
5445
5446 \b A slash followed by a digit, such as \c{/2}, indicates that one
5447 of the operands to the instruction is a memory address or register
5448 (denoted \c{mem} or \c{r/m}, with an optional size). This is to be
5449 encoded as an effective address, with a \i{ModR/M byte}, an optional
5450 \i{SIB byte}, and an optional displacement, and the spare (register)
5451 field of the ModR/M byte should be the digit given (which will be
5452 from 0 to 7, so it fits in three bits). The encoding of effective
5453 addresses is given in \k{iref-ea}.
5454
5455 \b The code \c{/r} combines the above two: it indicates that one of
5456 the operands is a memory address or \c{r/m}, and another is a
5457 register, and that an effective address should be generated with the
5458 spare (register) field in the ModR/M byte being equal to the
5459 `register value' of the register operand. The encoding of effective
5460 addresses is given in \k{iref-ea}; register values are given in
5461 \k{iref-rv}.
5462
5463 \b The codes \c{ib}, \c{iw} and \c{id} indicate that one of the
5464 operands to the instruction is an immediate value, and that this is
5465 to be encoded as a byte, little-endian word or little-endian
5466 doubleword respectively.
5467
5468 \b The codes \c{rb}, \c{rw} and \c{rd} indicate that one of the
5469 operands to the instruction is an immediate value, and that the
5470 \e{difference} between this value and the address of the end of the
5471 instruction is to be encoded as a byte, word or doubleword
5472 respectively. Where the form \c{rw/rd} appears, it indicates that
5473 either \c{rw} or \c{rd} should be used according to whether assembly
5474 is being performed in \c{BITS 16} or \c{BITS 32} state respectively.
5475
5476 \b The codes \c{ow} and \c{od} indicate that one of the operands to
5477 the instruction is a reference to the contents of a memory address
5478 specified as an immediate value: this encoding is used in some forms
5479 of the \c{MOV} instruction in place of the standard
5480 effective-address mechanism. The displacement is encoded as a word
5481 or doubleword. Again, \c{ow/od} denotes that \c{ow} or \c{od} should
5482 be chosen according to the \c{BITS} setting.
5483
5484 \b The codes \c{o16} and \c{o32} indicate that the given form of the
5485 instruction should be assembled with operand size 16 or 32 bits. In
5486 other words, \c{o16} indicates a \c{66} prefix in \c{BITS 32} state,
5487 but generates no code in \c{BITS 16} state; and \c{o32} indicates a
5488 \c{66} prefix in \c{BITS 16} state but generates nothing in \c{BITS
5489 32}.
5490
5491 \b The codes \c{a16} and \c{a32}, similarly to \c{o16} and \c{o32},
5492 indicate the address size of the given form of the instruction.
5493 Where this does not match the \c{BITS} setting, a \c{67} prefix is
5494 required.
5495
5496 \S{iref-rv} Register Values
5497
5498 Where an instruction requires a register value, it is already
5499 implicit in the encoding of the rest of the instruction what type of
5500 register is intended: an 8-bit general-purpose register, a segment
5501 register, a debug register, an MMX register, or whatever. Therefore
5502 there is no problem with registers of different types sharing an
5503 encoding value.
5504
5505 The encodings for the various classes of register are:
5506
5507 \b 8-bit general registers: \c{AL} is 0, \c{CL} is 1, \c{DL} is 2,
5508 \c{BL} is 3, \c{AH} is 4, \c{CH} is 5, \c{DH} is 6, and \c{BH} is
5509 7.
5510
5511 \b 16-bit general registers: \c{AX} is 0, \c{CX} is 1, \c{DX} is 2,
5512 \c{BX} is 3, \c{SP} is 4, \c{BP} is 5, \c{SI} is 6, and \c{DI} is 7.
5513
5514 \b 32-bit general registers: \c{EAX} is 0, \c{ECX} is 1, \c{EDX} is
5515 2, \c{EBX} is 3, \c{ESP} is 4, \c{EBP} is 5, \c{ESI} is 6, and
5516 \c{EDI} is 7.
5517
5518 \b \i{Segment registers}: \c{ES} is 0, \c{CS} is 1, \c{SS} is 2, \c{DS}
5519 is 3, \c{FS} is 4, and \c{GS} is 5.
5520
5521 \b \I{floating-point, registers}Floating-point registers: \c{ST0}
5522 is 0, \c{ST1} is 1, \c{ST2} is 2, \c{ST3} is 3, \c{ST4} is 4,
5523 \c{ST5} is 5, \c{ST6} is 6, and \c{ST7} is 7.
5524
5525 \b 64-bit \i{MMX registers}: \c{MM0} is 0, \c{MM1} is 1, \c{MM2} is 2,
5526 \c{MM3} is 3, \c{MM4} is 4, \c{MM5} is 5, \c{MM6} is 6, and \c{MM7}
5527 is 7.
5528
5529 \b \i{Control registers}: \c{CR0} is 0, \c{CR2} is 2, \c{CR3} is 3,
5530 and \c{CR4} is 4.
5531
5532 \b \i{Debug registers}: \c{DR0} is 0, \c{DR1} is 1, \c{DR2} is 2,
5533 \c{DR3} is 3, \c{DR6} is 6, and \c{DR7} is 7.
5534
5535 \b \i{Test registers}: \c{TR3} is 3, \c{TR4} is 4, \c{TR5} is 5,
5536 \c{TR6} is 6, and \c{TR7} is 7.
5537
5538 (Note that wherever a register name contains a number, that number
5539 is also the register value for that register.)
5540
5541 \S{iref-cc} \i{Condition Codes}
5542
5543 The available condition codes are given here, along with their
5544 numeric representations as part of opcodes. Many of these condition
5545 codes have synonyms, so several will be listed at a time.
5546
5547 In the following descriptions, the word `either', when applied to two
5548 possible trigger conditions, is used to mean `either or both'. If
5549 `either but not both' is meant, the phrase `exactly one of' is used.
5550
5551 \b \c{O} is 0 (trigger if the overflow flag is set); \c{NO} is 1.
5552
5553 \b \c{B}, \c{C} and \c{NAE} are 2 (trigger if the carry flag is
5554 set); \c{AE}, \c{NB} and \c{NC} are 3.
5555
5556 \b \c{E} and \c{Z} are 4 (trigger if the zero flag is set); \c{NE}
5557 and \c{NZ} are 5.
5558
5559 \b \c{BE} and \c{NA} are 6 (trigger if either of the carry or zero
5560 flags is set); \c{A} and \c{NBE} are 7.
5561
5562 \b \c{S} is 8 (trigger if the sign flag is set); \c{NS} is 9.
5563
5564 \b \c{P} and \c{PE} are 10 (trigger if the parity flag is set);
5565 \c{NP} and \c{PO} are 11.
5566
5567 \b \c{L} and \c{NGE} are 12 (trigger if exactly one of the sign and
5568 overflow flags is set); \c{GE} and \c{NL} are 13.
5569
5570 \b \c{LE} and \c{NG} are 14 (trigger if either the zero flag is set,
5571 or exactly one of the sign and overflow flags is set); \c{G} and
5572 \c{NLE} are 15.
5573
5574 Note that in all cases, the sense of a condition code may be
5575 reversed by changing the low bit of the numeric representation.
5576
5577 \S{iref-ea} Effective Address Encoding: \i{ModR/M} and \i{SIB}
5578
5579 An \i{effective address} is encoded in up to three parts: a ModR/M
5580 byte, an optional SIB byte, and an optional byte, word or doubleword
5581 displacement field.
5582
5583 The ModR/M byte consists of three fields: the \c{mod} field, ranging
5584 from 0 to 3, in the upper two bits of the byte, the \c{r/m} field,
5585 ranging from 0 to 7, in the lower three bits, and the spare
5586 (register) field in the middle (bit 3 to bit 5). The spare field is
5587 not relevant to the effective address being encoded, and either
5588 contains an extension to the instruction opcode or the register
5589 value of another operand.
5590
5591 The ModR/M system can be used to encode a direct register reference
5592 rather than a memory access. This is always done by setting the
5593 \c{mod} field to 3 and the \c{r/m} field to the register value of
5594 the register in question (it must be a general-purpose register, and
5595 the size of the register must already be implicit in the encoding of
5596 the rest of the instruction). In this case, the SIB byte and
5597 displacement field are both absent.
5598
5599 In 16-bit addressing mode (either \c{BITS 16} with no \c{67} prefix,
5600 or \c{BITS 32} with a \c{67} prefix), the SIB byte is never used.
5601 The general rules for \c{mod} and \c{r/m} (there is an exception,
5602 given below) are:
5603
5604 \b The \c{mod} field gives the length of the displacement field: 0
5605 means no displacement, 1 means one byte, and 2 means two bytes.
5606
5607 \b The \c{r/m} field encodes the combination of registers to be
5608 added to the displacement to give the accessed address: 0 means
5609 \c{BX+SI}, 1 means \c{BX+DI}, 2 means \c{BP+SI}, 3 means \c{BP+DI},
5610 4 means \c{SI} only, 5 means \c{DI} only, 6 means \c{BP} only, and 7
5611 means \c{BX} only.
5612
5613 However, there is a special case:
5614
5615 \b If \c{mod} is 0 and \c{r/m} is 6, the effective address encoded
5616 is not \c{[BP]} as the above rules would suggest, but instead
5617 \c{[disp16]}: the displacement field is present and is two bytes
5618 long, and no registers are added to the displacement.
5619
5620 Therefore the effective address \c{[BP]} cannot be encoded as
5621 efficiently as \c{[BX]}; so if you code \c{[BP]} in a program, NASM
5622 adds a notional 8-bit zero displacement, and sets \c{mod} to 1,
5623 \c{r/m} to 6, and the one-byte displacement field to 0.
5624
5625 In 32-bit addressing mode (either \c{BITS 16} with a \c{67} prefix,
5626 or \c{BITS 32} with no \c{67} prefix) the general rules (again,
5627 there are exceptions) for \c{mod} and \c{r/m} are:
5628
5629 \b The \c{mod} field gives the length of the displacement field: 0
5630 means no displacement, 1 means one byte, and 2 means four bytes.
5631
5632 \b If only one register is to be added to the displacement, and it
5633 is not \c{ESP}, the \c{r/m} field gives its register value, and the
5634 SIB byte is absent. If the \c{r/m} field is 4 (which would encode
5635 \c{ESP}), the SIB byte is present and gives the combination and
5636 scaling of registers to be added to the displacement.
5637
5638 If the SIB byte is present, it describes the combination of
5639 registers (an optional base register, and an optional index register
5640 scaled by multiplication by 1, 2, 4 or 8) to be added to the
5641 displacement. The SIB byte is divided into the \c{scale} field, in
5642 the top two bits, the \c{index} field in the next three, and the
5643 \c{base} field in the bottom three. The general rules are:
5644
5645 \b The \c{base} field encodes the register value of the base
5646 register.
5647
5648 \b The \c{index} field encodes the register value of the index
5649 register, unless it is 4, in which case no index register is used
5650 (so \c{ESP} cannot be used as an index register).
5651
5652 \b The \c{scale} field encodes the multiplier by which the index
5653 register is scaled before adding it to the base and displacement: 0
5654 encodes a multiplier of 1, 1 encodes 2, 2 encodes 4 and 3 encodes 8.
5655
5656 The exceptions to the 32-bit encoding rules are:
5657
5658 \b If \c{mod} is 0 and \c{r/m} is 5, the effective address encoded
5659 is not \c{[EBP]} as the above rules would suggest, but instead
5660 \c{[disp32]}: the displacement field is present and is four bytes
5661 long, and no registers are added to the displacement.
5662
5663 \b If \c{mod} is 0, \c{r/m} is 4 (meaning the SIB byte is present)
5664 and \c{base} is 4, the effective address encoded is not
5665 \c{[EBP+index]} as the above rules would suggest, but instead
5666 \c{[disp32+index]}: the displacement field is present and is four
5667 bytes long, and there is no base register (but the index register is
5668 still processed in the normal way).
5669
5670 \H{iref-flg} Key to Instruction Flags
5671
5672 Given along with each instruction in this appendix is a set of
5673 flags, denoting the type of the instruction. The types are as follows:
5674
5675 \b \c{8086}, \c{186}, \c{286}, \c{386}, \c{486}, \c{PENT} and \c{P6}
5676 denote the lowest processor type that supports the instruction. Most
5677 instructions run on all processors above the given type; those that
5678 do not are documented. The Pentium II contains no additional
5679 instructions beyond the P6 (Pentium Pro); from the point of view of
5680 its instruction set, it can be thought of as a P6 with MMX
5681 capability.
5682
5683 \b \c{CYRIX} indicates that the instruction is specific to Cyrix
5684 processors, for example the extra MMX instructions in the Cyrix
5685 extended MMX instruction set.
5686
5687 \b \c{FPU} indicates that the instruction is a floating-point one,
5688 and will only run on machines with a coprocessor (automatically
5689 including 486DX, Pentium and above).
5690
5691 \b \c{MMX} indicates that the instruction is an MMX one, and will
5692 run on MMX-capable Pentium processors and the Pentium II.
5693
5694 \b \c{PRIV} indicates that the instruction is a protected-mode
5695 management instruction. Many of these may only be used in protected
5696 mode, or only at privilege level zero.
5697
5698 \b \c{UNDOC} indicates that the instruction is an undocumented one,
5699 and not part of the official Intel Architecture; it may or may not
5700 be supported on any given machine.
5701
5702 \H{insAAA} \i\c{AAA}, \i\c{AAS}, \i\c{AAM}, \i\c{AAD}: ASCII
5703 Adjustments
5704
5705 \c AAA                           ; 37                   [8086]
5706
5707 \c AAS                           ; 3F                   [8086]
5708
5709 \c AAD                           ; D5 0A                [8086]
5710 \c AAD imm                       ; D5 ib                [8086]
5711
5712 \c AAM                           ; D4 0A                [8086]
5713 \c AAM imm                       ; D4 ib                [8086]
5714
5715 These instructions are used in conjunction with the add, subtract,
5716 multiply and divide instructions to perform binary-coded decimal
5717 arithmetic in \e{unpacked} (one BCD digit per byte - easy to
5718 translate to and from ASCII, hence the instruction names) form.
5719 There are also packed BCD instructions \c{DAA} and \c{DAS}: see
5720 \k{insDAA}.
5721
5722 \c{AAA} should be used after a one-byte \c{ADD} instruction whose
5723 destination was the \c{AL} register: by means of examining the value
5724 in the low nibble of \c{AL} and also the auxiliary carry flag
5725 \c{AF}, it determines whether the addition has overflowed, and
5726 adjusts it (and sets the carry flag) if so. You can add long BCD
5727 strings together by doing \c{ADD}/\c{AAA} on the low digits, then
5728 doing \c{ADC}/\c{AAA} on each subsequent digit.
5729
5730 \c{AAS} works similarly to \c{AAA}, but is for use after \c{SUB}
5731 instructions rather than \c{ADD}.
5732
5733 \c{AAM} is for use after you have multiplied two decimal digits
5734 together and left the result in \c{AL}: it divides \c{AL} by ten and
5735 stores the quotient in \c{AH}, leaving the remainder in \c{AL}. The
5736 divisor 10 can be changed by specifying an operand to the
5737 instruction: a particularly handy use of this is \c{AAM 16}, causing
5738 the two nibbles in \c{AL} to be separated into \c{AH} and \c{AL}.
5739
5740 \c{AAD} performs the inverse operation to \c{AAM}: it multiplies
5741 \c{AH} by ten, adds it to \c{AL}, and sets \c{AH} to zero. Again,
5742 the multiplier 10 can be changed.
5743
5744 \H{insADC} \i\c{ADC}: Add with Carry
5745
5746 \c ADC r/m8,reg8                 ; 10 /r                [8086]
5747 \c ADC r/m16,reg16               ; o16 11 /r            [8086]
5748 \c ADC r/m32,reg32               ; o32 11 /r            [386]
5749
5750 \c ADC reg8,r/m8                 ; 12 /r                [8086]
5751 \c ADC reg16,r/m16               ; o16 13 /r            [8086]
5752 \c ADC reg32,r/m32               ; o32 13 /r            [386]
5753
5754 \c ADC r/m8,imm8                 ; 80 /2 ib             [8086]
5755 \c ADC r/m16,imm16               ; o16 81 /2 iw         [8086]
5756 \c ADC r/m32,imm32               ; o32 81 /2 id         [386]
5757
5758 \c ADC r/m16,imm8                ; o16 83 /2 ib         [8086]
5759 \c ADC r/m32,imm8                ; o32 83 /2 ib         [386]
5760
5761 \c ADC AL,imm8                   ; 14 ib                [8086]
5762 \c ADC AX,imm16                  ; o16 15 iw            [8086]
5763 \c ADC EAX,imm32                 ; o32 15 id            [386]
5764
5765 \c{ADC} performs integer addition: it adds its two operands
5766 together, plus the value of the carry flag, and leaves the result in
5767 its destination (first) operand. The flags are set according to the
5768 result of the operation: in particular, the carry flag is affected
5769 and can be used by a subsequent \c{ADC} instruction.
5770
5771 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
5772 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
5773 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
5774 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
5775 form of the instruction.
5776
5777 To add two numbers without also adding the contents of the carry
5778 flag, use \c{ADD} (\k{insADD}).
5779
5780 \H{insADD} \i\c{ADD}: Add Integers
5781
5782 \c ADD r/m8,reg8                 ; 00 /r                [8086]
5783 \c ADD r/m16,reg16               ; o16 01 /r            [8086]
5784 \c ADD r/m32,reg32               ; o32 01 /r            [386]
5785
5786 \c ADD reg8,r/m8                 ; 02 /r                [8086]
5787 \c ADD reg16,r/m16               ; o16 03 /r            [8086]
5788 \c ADD reg32,r/m32               ; o32 03 /r            [386]
5789
5790 \c ADD r/m8,imm8                 ; 80 /0 ib             [8086]
5791 \c ADD r/m16,imm16               ; o16 81 /0 iw         [8086]
5792 \c ADD r/m32,imm32               ; o32 81 /0 id         [386]
5793
5794 \c ADD r/m16,imm8                ; o16 83 /0 ib         [8086]
5795 \c ADD r/m32,imm8                ; o32 83 /0 ib         [386]
5796
5797 \c ADD AL,imm8                   ; 04 ib                [8086]
5798 \c ADD AX,imm16                  ; o16 05 iw            [8086]
5799 \c ADD EAX,imm32                 ; o32 05 id            [386]
5800
5801 \c{ADD} performs integer addition: it adds its two operands
5802 together, and leaves the result in its destination (first) operand.
5803 The flags are set according to the result of the operation: in
5804 particular, the carry flag is affected and can be used by a
5805 subsequent \c{ADC} instruction (\k{insADC}).
5806
5807 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
5808 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
5809 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
5810 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
5811 form of the instruction.
5812
5813 \H{insADDPS} \i\c{ADDPS}: Packed Single FP ADD
5814
5815 \c ADDPS xmmreg,mem128           ; 0f 58 /r     [KATMAI,SSE]
5816 \c ADDPS xmmreg,xmmreg           ; 0f 58 /r     [KATMAI,SSE]
5817
5818 \c{ADDPS} performs addition on each of four packed SP FP
5819 number items dst(0-31):=dst(0-31)+src(0-31)
5820 , ..(63-32), etc.
5821
5822 \H{insADDSS} \i\c{ADDSS}: Scalar Single FP ADD
5823
5824 \c ADDSS xmmreg,mem128           ; f3 0f 58 /r  [KATMAI,SSE]
5825 \c ADDSS xmmreg,xmmreg           ; f3 0f 58 /r  [KATMAI,SSE]
5826
5827 \H{insAND} \i\c{AND}: Bitwise AND
5828
5829 \c AND r/m8,reg8                 ; 20 /r                [8086]
5830 \c AND r/m16,reg16               ; o16 21 /r            [8086]
5831 \c AND r/m32,reg32               ; o32 21 /r            [386]
5832
5833 \c AND reg8,r/m8                 ; 22 /r                [8086]
5834 \c AND reg16,r/m16               ; o16 23 /r            [8086]
5835 \c AND reg32,r/m32               ; o32 23 /r            [386]
5836
5837 \c AND r/m8,imm8                 ; 80 /4 ib             [8086]
5838 \c AND r/m16,imm16               ; o16 81 /4 iw         [8086]
5839 \c AND r/m32,imm32               ; o32 81 /4 id         [386]
5840
5841 \c AND r/m16,imm8                ; o16 83 /4 ib         [8086]
5842 \c AND r/m32,imm8                ; o32 83 /4 ib         [386]
5843
5844 \c AND AL,imm8                   ; 24 ib                [8086]
5845 \c AND AX,imm16                  ; o16 25 iw            [8086]
5846 \c AND EAX,imm32                 ; o32 25 id            [386]
5847
5848 \c{AND} performs a bitwise AND operation between its two operands
5849 (i.e. each bit of the result is 1 if and only if the corresponding
5850 bits of the two inputs were both 1), and stores the result in the
5851 destination (first) operand.
5852
5853 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
5854 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
5855 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
5856 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
5857 form of the instruction.
5858
5859 The MMX instruction \c{PAND} (see \k{insPAND}) performs the same
5860 operation on the 64-bit MMX registers.
5861
5862 \H{insANDNPS} \i\c{ANDNPS}: Bitwise Logical AND NOT For Single FP
5863
5864 \c ANDNPS xmmreg,mem128          ; 0f 55 /r     [KATMAI,SSE]
5865 \c ANDNPS xmmreg,xmmreg          ; 0f 55 /r     [KATMAI,SSE]
5866
5867
5868 \H{insANDPS} \i\c{ANDPS}: Bitwise Logical AND For Single FP
5869
5870 \c ANDPS xmmreg,mem128           ; 0f 54 /r     [KATMAI,SSE]
5871 \c ANDPS xmmreg,xmmreg           ; 0f 54 /r     [KATMAI,SSE]
5872
5873
5874 \H{insARPL} \i\c{ARPL}: Adjust RPL Field of Selector
5875
5876 \c ARPL r/m16,reg16              ; 63 /r                [286,PRIV]
5877
5878 \c{ARPL} expects its two word operands to be segment selectors. It
5879 adjusts the RPL (requested privilege level - stored in the bottom
5880 two bits of the selector) field of the destination (first) operand
5881 to ensure that it is no less (i.e. no more privileged than) the RPL
5882 field of the source operand. The zero flag is set if and only if a
5883 change had to be made.
5884
5885 \H{insBOUND} \i\c{BOUND}: Check Array Index against Bounds
5886
5887 \c BOUND reg16,mem               ; o16 62 /r            [186]
5888 \c BOUND reg32,mem               ; o32 62 /r            [386]
5889
5890 \c{BOUND} expects its second operand to point to an area of memory
5891 containing two signed values of the same size as its first operand
5892 (i.e. two words for the 16-bit form; two doublewords for the 32-bit
5893 form). It performs two signed comparisons: if the value in the
5894 register passed as its first operand is less than the first of the
5895 in-memory values, or is greater than or equal to the second, it
5896 throws a BR exception. Otherwise, it does nothing.
5897
5898 \H{insBSF} \i\c{BSF}, \i\c{BSR}: Bit Scan
5899
5900 \c BSF reg16,r/m16               ; o16 0F BC /r         [386]
5901 \c BSF reg32,r/m32               ; o32 0F BC /r         [386]
5902
5903 \c BSR reg16,r/m16               ; o16 0F BD /r         [386]
5904 \c BSR reg32,r/m32               ; o32 0F BD /r         [386]
5905
5906 \c{BSF} searches for a set bit in its source (second) operand,
5907 starting from the bottom, and if it finds one, stores the index in
5908 its destination (first) operand. If no set bit is found, the
5909 contents of the destination operand are undefined.
5910
5911 \c{BSR} performs the same function, but searches from the top
5912 instead, so it finds the most significant set bit.
5913
5914 Bit indices are from 0 (least significant) to 15 or 31 (most
5915 significant).
5916
5917 \H{insBSWAP} \i\c{BSWAP}: Byte Swap
5918
5919 \c BSWAP reg32                   ; o32 0F C8+r          [486]
5920
5921 \c{BSWAP} swaps the order of the four bytes of a 32-bit register:
5922 bits 0-7 exchange places with bits 24-31, and bits 8-15 swap with
5923 bits 16-23. There is no explicit 16-bit equivalent: to byte-swap
5924 \c{AX}, \c{BX}, \c{CX} or \c{DX}, \c{XCHG} can be used.
5925
5926 \H{insBT} \i\c{BT}, \i\c{BTC}, \i\c{BTR}, \i\c{BTS}: Bit Test
5927
5928 \c BT r/m16,reg16                ; o16 0F A3 /r         [386]
5929 \c BT r/m32,reg32                ; o32 0F A3 /r         [386]
5930 \c BT r/m16,imm8                 ; o16 0F BA /4 ib      [386]
5931 \c BT r/m32,imm8                 ; o32 0F BA /4 ib      [386]
5932
5933 \c BTC r/m16,reg16               ; o16 0F BB /r         [386]
5934 \c BTC r/m32,reg32               ; o32 0F BB /r         [386]
5935 \c BTC r/m16,imm8                ; o16 0F BA /7 ib      [386]
5936 \c BTC r/m32,imm8                ; o32 0F BA /7 ib      [386]
5937
5938 \c BTR r/m16,reg16               ; o16 0F B3 /r         [386]
5939 \c BTR r/m32,reg32               ; o32 0F B3 /r         [386]
5940 \c BTR r/m16,imm8                ; o16 0F BA /6 ib      [386]
5941 \c BTR r/m32,imm8                ; o32 0F BA /6 ib      [386]
5942
5943 \c BTS r/m16,reg16               ; o16 0F AB /r         [386]
5944 \c BTS r/m32,reg32               ; o32 0F AB /r         [386]
5945 \c BTS r/m16,imm                 ; o16 0F BA /5 ib      [386]
5946 \c BTS r/m32,imm                 ; o32 0F BA /5 ib      [386]
5947
5948 These instructions all test one bit of their first operand, whose
5949 index is given by the second operand, and store the value of that
5950 bit into the carry flag. Bit indices are from 0 (least significant)
5951 to 15 or 31 (most significant).
5952
5953 In addition to storing the original value of the bit into the carry
5954 flag, \c{BTR} also resets (clears) the bit in the operand itself.
5955 \c{BTS} sets the bit, and \c{BTC} complements the bit. \c{BT} does
5956 not modify its operands.
5957
5958 The bit offset should be no greater than the size of the operand.
5959
5960 \H{insCALL} \i\c{CALL}: Call Subroutine
5961
5962 \c CALL imm                      ; E8 rw/rd             [8086]
5963 \c CALL imm:imm16                ; o16 9A iw iw         [8086]
5964 \c CALL imm:imm32                ; o32 9A id iw         [386]
5965 \c CALL FAR mem16                ; o16 FF /3            [8086]
5966 \c CALL FAR mem32                ; o32 FF /3            [386]
5967 \c CALL r/m16                    ; o16 FF /2            [8086]
5968 \c CALL r/m32                    ; o32 FF /2            [386]
5969
5970 \c{CALL} calls a subroutine, by means of pushing the current
5971 instruction pointer (\c{IP}) and optionally \c{CS} as well on the
5972 stack, and then jumping to a given address.
5973
5974 \c{CS} is pushed as well as \c{IP} if and only if the call is a far
5975 call, i.e. a destination segment address is specified in the
5976 instruction. The forms involving two colon-separated arguments are
5977 far calls; so are the \c{CALL FAR mem} forms.
5978
5979 You can choose between the two immediate \i{far call} forms (\c{CALL
5980 imm:imm}) by the use of the \c{WORD} and \c{DWORD} keywords: \c{CALL
5981 WORD 0x1234:0x5678}) or \c{CALL DWORD 0x1234:0x56789abc}.
5982
5983 The \c{CALL FAR mem} forms execute a far call by loading the
5984 destination address out of memory. The address loaded consists of 16
5985 or 32 bits of offset (depending on the operand size), and 16 bits of
5986 segment. The operand size may be overridden using \c{CALL WORD FAR
5987 mem} or \c{CALL DWORD FAR mem}.
5988
5989 The \c{CALL r/m} forms execute a \i{near call} (within the same
5990 segment), loading the destination address out of memory or out of a
5991 register. The keyword \c{NEAR} may be specified, for clarity, in
5992 these forms, but is not necessary. Again, operand size can be
5993 overridden using \c{CALL WORD mem} or \c{CALL DWORD mem}.
5994
5995 As a convenience, NASM does not require you to call a far procedure
5996 symbol by coding the cumbersome \c{CALL SEG routine:routine}, but
5997 instead allows the easier synonym \c{CALL FAR routine}.
5998
5999 The \c{CALL r/m} forms given above are near calls; NASM will accept
6000 the \c{NEAR} keyword (e.g. \c{CALL NEAR [address]}), even though it
6001 is not strictly necessary.
6002
6003 \H{insCBW} \i\c{CBW}, \i\c{CWD}, \i\c{CDQ}, \i\c{CWDE}: Sign Extensions
6004
6005 \c CBW                           ; o16 98               [8086]
6006 \c CWD                           ; o16 99               [8086]
6007 \c CDQ                           ; o32 99               [386]
6008 \c CWDE                          ; o32 98               [386]
6009
6010 All these instructions sign-extend a short value into a longer one,
6011 by replicating the top bit of the original value to fill the
6012 extended one.
6013
6014 \c{CBW} extends \c{AL} into \c{AX} by repeating the top bit of
6015 \c{AL} in every bit of \c{AH}. \c{CWD} extends \c{AX} into \c{DX:AX}
6016 by repeating the top bit of \c{AX} throughout \c{DX}. \c{CWDE}
6017 extends \c{AX} into \c{EAX}, and \c{CDQ} extends \c{EAX} into
6018 \c{EDX:EAX}.
6019
6020 \H{insCLC} \i\c{CLC}, \i\c{CLD}, \i\c{CLI}, \i\c{CLTS}: Clear Flags
6021
6022 \c CLC                           ; F8                   [8086]
6023 \c CLD                           ; FC                   [8086]
6024 \c CLI                           ; FA                   [8086]
6025 \c CLTS                          ; 0F 06                [286,PRIV]
6026
6027 These instructions clear various flags. \c{CLC} clears the carry
6028 flag; \c{CLD} clears the direction flag; \c{CLI} clears the
6029 interrupt flag (thus disabling interrupts); and \c{CLTS} clears the
6030 task-switched (\c{TS}) flag in \c{CR0}.
6031
6032 To set the carry, direction, or interrupt flags, use the \c{STC},
6033 \c{STD} and \c{STI} instructions (\k{insSTC}). To invert the carry
6034 flag, use \c{CMC} (\k{insCMC}).
6035
6036 \H{insCMC} \i\c{CMC}: Complement Carry Flag
6037
6038 \c CMC                           ; F5                   [8086]
6039
6040 \c{CMC} changes the value of the carry flag: if it was 0, it sets it
6041 to 1, and vice versa.
6042
6043 \H{insCMOVcc} \i\c{CMOVcc}: Conditional Move
6044
6045 \c CMOVcc reg16,r/m16            ; o16 0F 40+cc /r      [P6]
6046 \c CMOVcc reg32,r/m32            ; o32 0F 40+cc /r      [P6]
6047
6048 \c{CMOV} moves its source (second) operand into its destination
6049 (first) operand if the given condition code is satisfied; otherwise
6050 it does nothing.
6051
6052 For a list of condition codes, see \k{iref-cc}.
6053
6054 Although the \c{CMOV} instructions are flagged \c{P6} above, they
6055 may not be supported by all Pentium Pro processors; the \c{CPUID}
6056 instruction (\k{insCPUID}) will return a bit which indicates whether
6057 conditional moves are supported.
6058
6059 \H{insCMP} \i\c{CMP}: Compare Integers
6060
6061 \c CMP r/m8,reg8                 ; 38 /r                [8086]
6062 \c CMP r/m16,reg16               ; o16 39 /r            [8086]
6063 \c CMP r/m32,reg32               ; o32 39 /r            [386]
6064
6065 \c CMP reg8,r/m8                 ; 3A /r                [8086]
6066 \c CMP reg16,r/m16               ; o16 3B /r            [8086]
6067 \c CMP reg32,r/m32               ; o32 3B /r            [386]
6068
6069 \c CMP r/m8,imm8                 ; 80 /0 ib             [8086]
6070 \c CMP r/m16,imm16               ; o16 81 /0 iw         [8086]
6071 \c CMP r/m32,imm32               ; o32 81 /0 id         [386]
6072
6073 \c CMP r/m16,imm8                ; o16 83 /0 ib         [8086]
6074 \c CMP r/m32,imm8                ; o32 83 /0 ib         [386]
6075
6076 \c CMP AL,imm8                   ; 3C ib                [8086]
6077 \c CMP AX,imm16                  ; o16 3D iw            [8086]
6078 \c CMP EAX,imm32                 ; o32 3D id            [386]
6079
6080 \c{CMP} performs a `mental' subtraction of its second operand from
6081 its first operand, and affects the flags as if the subtraction had
6082 taken place, but does not store the result of the subtraction
6083 anywhere.
6084
6085 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
6086 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
6087 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
6088 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
6089 form of the instruction.
6090
6091
6092 \H{insCMPEQPS} \i\c{CMPEQPS}: Packed Single FP Compare (CMPPS)
6093
6094 \c CMPEQPS xmmreg,memory           ; 0f c2 /r ib [KATMAI,SSE] 
6095 \c CMPEQPS xmmreg,xmmreg           ;             [KATMAI,SSE] 
6096
6097 \c{CMPPS} with condition set, re CMPPS.
6098
6099 \H{insCMPEQSS} \i\c{CMPEQSS}: Scalar Single FP Compare (CMPSS)
6100
6101 \c CMPEQSS xmmreg,memory           ; ??          [KATMAI,SSE] 
6102 \c CMPEQSS xmmreg,xmmreg           ; ??          [KATMAI,SSE] 
6103
6104 \c{CMPSS} with condition set, re CMPPS.
6105
6106 \H{insCMPLEPS} \i\c{CMPLEPS}: Packed Single FP Compare (CMPPS)
6107
6108 \c CMPLEPS xmmreg,memory           ; ??          [KATMAI,SSE] 
6109 \c CMPLEPS xmmreg,xmmreg           ; ??          [KATMAI,SSE] 
6110
6111
6112 \H{insCMPLESS} \i\c{CMPLESS}: Scalar Single FP Compare (CMPSS)
6113
6114 \c CMPLESS xmmreg,memory           ; ??          [KATMAI,SSE] 
6115 \c CMPLESS xmmreg,xmmreg           ; ??          [KATMAI,SSE] 
6116
6117
6118 \H{insCMPLTPS} \i\c{CMPLTPS}: Packed Single FP Compare (CMPPS)
6119
6120 \c CMPLTPS xmmreg,memory           ; ??          [KATMAI,SSE] 
6121 \c CMPLTPS xmmreg,xmmreg           ; ??          [KATMAI,SSE] 
6122
6123
6124 \H{insCMPLTSS} \i\c{CMPLTSS}: Scalar Single FP Compare (CMPSS)
6125
6126 \c CMPLTSS xmmreg,memory           ; ??          [KATMAI,SSE] 
6127 \c CMPLTSS xmmreg,xmmreg           ; ??          [KATMAI,SSE] 
6128
6129
6130 \H{insCMPNEQPS} \i\c{CMPNEQPS}: Packed Single FP Compare (CMPPS)
6131
6132 \c CMPNEQPS xmmreg,memory           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6133 \c CMPNEQPS xmmreg,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6134
6135
6136 \H{insCMPNEQSS} \i\c{CMPNEQSS}: Scalar Single FP Compare (CMPSS)
6137
6138 \c CMPNEQSS xmmreg,memory           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6139 \c CMPNEQSS xmmreg,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6140
6141
6142 \H{insCMPNLEPS} \i\c{CMPNLEPS}: Packed Single FP Compare (CMPPS)
6143
6144 \c CMPNLEPS xmmreg,memory           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6145 \c CMPNLEPS xmmreg,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6146
6147
6148 \H{insCMPNLESS} \i\c{CMPNLESS}: Scalar Single FP Compare (CMPSS)
6149
6150 \c CMPNLESS xmmreg,memory           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6151 \c CMPNLESS xmmreg,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6152
6153
6154 \H{insCMPNLTPS} \i\c{CMPNLTPS}: Packed Single FP Compare (CMPPS)
6155
6156 \c CMPNLTPS xmmreg,memory           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6157 \c CMPNLTPS xmmreg,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6158
6159
6160 \H{insCMPNLTSS} \i\c{CMPNLTSS}: Scalar Single FP Compare (CMPSS)
6161
6162 \c CMPNLTSS xmmreg,memory           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6163 \c CMPNLTSS xmmreg,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6164
6165
6166 \H{insCMPORDPS} \i\c{CMPORDPS}: Packed Single FP Compare (CMPPS)
6167
6168 \c CMPORDPS xmmreg,memory           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6169 \c CMPORDPS xmmreg,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6170
6171
6172 \H{insCMPORDSS} \i\c{CMPORDSS}: Scalar Single FP Compare (CMPSS)
6173
6174 \c CMPORDSS xmmreg,memory           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6175 \c CMPORDSS xmmreg,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6176
6177
6178 \H{insCMPPS} \i\c{CMPPS}: Packed Single FP Compare
6179
6180 \c CMPPS xmmreg,memory,immediate     ; ??    [KATMAI,SSE,SB,AR2] 
6181 \c CMPPS xmmreg,xmmreg,immediate     ; ??    [KATMAI,SSE,SB,AR2] 
6182
6183 \c{CMP(cc)PS} and \c{CMP(cc)SS} conditions (cc):
6184 EQ, LT, LE, UNORD, NEQ, NLT, NLE, ORD
6185
6186
6187 \H{insCMPSB} \i\c{CMPSB}, \i\c{CMPSW}, \i\c{CMPSD}: Compare Strings
6188
6189 \c CMPSB                         ; A6                   [8086]
6190 \c CMPSW                         ; o16 A7               [8086]
6191 \c CMPSD                         ; o32 A7               [386]
6192
6193 \c{CMPSB} compares the byte at \c{[DS:SI]} or \c{[DS:ESI]} with the
6194 byte at \c{[ES:DI]} or \c{[ES:EDI]}, and sets the flags accordingly.
6195 It then increments or decrements (depending on the direction flag:
6196 increments if the flag is clear, decrements if it is set) \c{SI} and
6197 \c{DI} (or \c{ESI} and \c{EDI}).
6198
6199 The registers used are \c{SI} and \c{DI} if the address size is 16
6200 bits, and \c{ESI} and \c{EDI} if it is 32 bits. If you need to use
6201 an address size not equal to the current \c{BITS} setting, you can
6202 use an explicit \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
6203
6204 The segment register used to load from \c{[SI]} or \c{[ESI]} can be
6205 overridden by using a segment register name as a prefix (for
6206 example, \c{es cmpsb}). The use of \c{ES} for the load from \c{[DI]}
6207 or \c{[EDI]} cannot be overridden.
6208
6209 \c{CMPSW} and \c{CMPSD} work in the same way, but they compare a
6210 word or a doubleword instead of a byte, and increment or decrement
6211 the addressing registers by 2 or 4 instead of 1.
6212
6213 The \c{REPE} and \c{REPNE} prefixes (equivalently, \c{REPZ} and
6214 \c{REPNZ}) may be used to repeat the instruction up to \c{CX} (or
6215 \c{ECX} - again, the address size chooses which) times until the
6216 first unequal or equal byte is found.
6217
6218
6219
6220 \H{insCMPSS} \i\c{CMPSS}: Scalar Single FP Compare
6221
6222 \c CMPSS xmmreg,memory,immediate      ; ??   [KATMAI,SSE,SB,AR2] 
6223 \c CMPSS xmmreg,xmmreg,immediate      ; ??   [KATMAI,SSE,SB,AR2] 
6224
6225 \c{CMP(cc)PS} and \c{CMP(cc)SS} conditions (cc):
6226 EQ, LT, LE, UNORD, NEQ, NLT, NLE, ORD
6227
6228
6229 \H{insCMPUNORDPS} \i\c{CMPUNORDPS}: Packed Single FP Compare
6230
6231  (CMPPS)
6232
6233 \c CMPUNORDPS xmmreg,memory           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6234 \c CMPUNORDPS xmmreg,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6235
6236
6237 \H{insCMPUNORDSS} \i\c{CMPUNORDSS}: Scalar Single FP Compare
6238
6239  (CMPSS)
6240
6241 \c CMPUNORDSS xmmreg,memory           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6242 \c CMPUNORDSS xmmreg,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6243
6244
6245 \H{insCMPXCHG} \i\c{CMPXCHG}, \i\c{CMPXCHG486}: Compare and Exchange
6246
6247 \c CMPXCHG r/m8,reg8             ; 0F B0 /r             [PENT]
6248 \c CMPXCHG r/m16,reg16           ; o16 0F B1 /r         [PENT]
6249 \c CMPXCHG r/m32,reg32           ; o32 0F B1 /r         [PENT]
6250
6251 \c CMPXCHG486 r/m8,reg8          ; 0F A6 /r             [486,UNDOC]
6252 \c CMPXCHG486 r/m16,reg16        ; o16 0F A7 /r         [486,UNDOC]
6253 \c CMPXCHG486 r/m32,reg32        ; o32 0F A7 /r         [486,UNDOC]
6254
6255 These two instructions perform exactly the same operation; however,
6256 apparently some (not all) 486 processors support it under a
6257 non-standard opcode, so NASM provides the undocumented
6258 \c{CMPXCHG486} form to generate the non-standard opcode.
6259
6260 \c{CMPXCHG} compares its destination (first) operand to the value in
6261 \c{AL}, \c{AX} or \c{EAX} (depending on the size of the
6262 instruction). If they are equal, it copies its source (second)
6263 operand into the destination and sets the zero flag. Otherwise, it
6264 clears the zero flag and leaves the destination alone.
6265
6266 \c{CMPXCHG} is intended to be used for atomic operations in
6267 multitasking or multiprocessor environments. To safely update a
6268 value in shared memory, for example, you might load the value into
6269 \c{EAX}, load the updated value into \c{EBX}, and then execute the
6270 instruction \c{lock cmpxchg [value],ebx}. If \c{value} has not
6271 changed since being loaded, it is updated with your desired new
6272 value, and the zero flag is set to let you know it has worked. (The
6273 \c{LOCK} prefix prevents another processor doing anything in the
6274 middle of this operation: it guarantees atomicity.) However, if
6275 another processor has modified the value in between your load and
6276 your attempted store, the store does not happen, and you are
6277 notified of the failure by a cleared zero flag, so you can go round
6278 and try again.
6279
6280 \H{insCMPXCHG8B} \i\c{CMPXCHG8B}: Compare and Exchange Eight Bytes
6281
6282 \c CMPXCHG8B mem                 ; 0F C7 /1             [PENT]
6283
6284 This is a larger and more unwieldy version of \c{CMPXCHG}: it
6285 compares the 64-bit (eight-byte) value stored at \c{[mem]} with the
6286 value in \c{EDX:EAX}. If they are equal, it sets the zero flag and
6287 stores \c{ECX:EBX} into the memory area. If they are unequal, it
6288 clears the zero flag and leaves the memory area untouched.
6289
6290 \H{insCOMISS} \i\c{COMISS}: Scalar Ordered Single-FP Compare and Set EFLAGS
6291
6292 \c COMISS xmmreg,memory           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6293 \c COMISS xmmreg,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6294
6295 Set Z, P, C according to comparison, clear O, S, A bits of EFLAGS.
6296 Z=P=C=1 for "unordered" result (QNaN).
6297
6298 \H{insCPUID} \i\c{CPUID}: Get CPU Identification Code
6299
6300 \c CPUID                         ; 0F A2                [PENT]
6301
6302 \c{CPUID} returns various information about the processor it is
6303 being executed on. It fills the four registers \c{EAX}, \c{EBX},
6304 \c{ECX} and \c{EDX} with information, which varies depending on the
6305 input contents of \c{EAX}.
6306
6307 \c{CPUID} also acts as a barrier to serialise instruction execution:
6308 executing the \c{CPUID} instruction guarantees that all the effects
6309 (memory modification, flag modification, register modification) of
6310 previous instructions have been completed before the next
6311 instruction gets fetched.
6312
6313 The information returned is as follows:
6314
6315 \b If \c{EAX} is zero on input, \c{EAX} on output holds the maximum
6316 acceptable input value of \c{EAX}, and \c{EBX:EDX:ECX} contain the
6317 string \c{"GenuineIntel"} (or not, if you have a clone processor).
6318 That is to say, \c{EBX} contains \c{"Genu"} (in NASM's own sense of
6319 character constants, described in \k{chrconst}), \c{EDX} contains
6320 \c{"ineI"} and \c{ECX} contains \c{"ntel"}.
6321
6322 \b If \c{EAX} is one on input, \c{EAX} on output contains version
6323 information about the processor, and \c{EDX} contains a set of
6324 feature flags, showing the presence and absence of various features.
6325 For example, bit 8 is set if the \c{CMPXCHG8B} instruction
6326 (\k{insCMPXCHG8B}) is supported, bit 15 is set if the conditional
6327 move instructions (\k{insCMOVcc} and \k{insFCMOVB}) are supported,
6328 and bit 23 is set if MMX instructions are supported.
6329
6330 \b If \c{EAX} is two on input, \c{EAX}, \c{EBX}, \c{ECX} and \c{EDX}
6331 all contain information about caches and TLBs (Translation Lookahead
6332 Buffers).
6333
6334 For more information on the data returned from \c{CPUID}, see the
6335 documentation on Intel's web site.
6336
6337
6338 \H{insCVTPI2PS} \i\c{CVTPI2PS}:
6339 Packed Signed INT32 to Packed Single-FP Conversion
6340
6341 \c CVTPI2PS xmmreg,mem64            ; ??         [KATMAI,SSE,MMX] 
6342 \c CVTPI2PS xmmreg,mmxreg           ; ??         [KATMAI,SSE,MMX] 
6343
6344
6345 \H{insCVTPS2PI} \i\c{CVTPS2PI}:
6346 Packed Single-FP to Packed INT32 Conversion
6347
6348 \c CVTPS2PI mmxreg,mem64            ; ??         [KATMAI,SSE,MMX] 
6349 \c CVTPS2PI mmxreg,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE,MMX] 
6350
6351
6352 \H{insCVTSI2SS} \i\c{CVTSI2SS}:
6353 Scalar Signed INT32 to Single-FP Conversion
6354
6355 \c CVTSI2SS xmmreg,memory          ; ??       [KATMAI,SSE,SD,AR1] 
6356 \c CVTSI2SS xmmreg,reg32           ; ??            [KATMAI,SSE] 
6357
6358
6359
6360 \H{insCVTSS2SI} \i\c{CVTSS2SI}:
6361 Scalar Single-FP to Signed INT32 Conversion
6362
6363 \c CVTSS2SI reg32,memory           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6364 \c CVTSS2SI reg32,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6365
6366
6367 \H{insCVTTPS2PI} \i\c{CVTTPS2PI}:
6368 Packed Single-FP to Packed INT32 Conversion
6369
6370 \c CVTTPS2PI mmxreg,memory           ; ??        [KATMAI,SSE,MMX] 
6371 \c CVTTPS2PI mmxreg,xmmreg           ; ??        [KATMAI,SSE,MMX] 
6372
6373
6374 \H{insCVTTSS2SI} \i\c{CVTTSS2SI}:
6375 Scalr Single-FP to Signed INT32 Conversion
6376
6377 \c CVTTSS2SI reg32,memory           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6378 \c CVTTSS2SI reg32,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6379
6380
6381 \H{insDAA} \i\c{DAA}, \i\c{DAS}: Decimal Adjustments
6382
6383 \c DAA                           ; 27                   [8086]
6384 \c DAS                           ; 2F                   [8086]
6385
6386 These instructions are used in conjunction with the add and subtract
6387 instructions to perform binary-coded decimal arithmetic in
6388 \e{packed} (one BCD digit per nibble) form. For the unpacked
6389 equivalents, see \k{insAAA}.
6390
6391 \c{DAA} should be used after a one-byte \c{ADD} instruction whose
6392 destination was the \c{AL} register: by means of examining the value
6393 in the \c{AL} and also the auxiliary carry flag \c{AF}, it
6394 determines whether either digit of the addition has overflowed, and
6395 adjusts it (and sets the carry and auxiliary-carry flags) if so. You
6396 can add long BCD strings together by doing \c{ADD}/\c{DAA} on the
6397 low two digits, then doing \c{ADC}/\c{DAA} on each subsequent pair
6398 of digits.
6399
6400 \c{DAS} works similarly to \c{DAA}, but is for use after \c{SUB}
6401 instructions rather than \c{ADD}.
6402
6403 \H{insDEC} \i\c{DEC}: Decrement Integer
6404
6405 \c DEC reg16                     ; o16 48+r             [8086]
6406 \c DEC reg32                     ; o32 48+r             [386]
6407 \c DEC r/m8                      ; FE /1                [8086]
6408 \c DEC r/m16                     ; o16 FF /1            [8086]
6409 \c DEC r/m32                     ; o32 FF /1            [386]
6410
6411 \c{DEC} subtracts 1 from its operand. It does \e{not} affect the
6412 carry flag: to affect the carry flag, use \c{SUB something,1} (see
6413 \k{insSUB}). See also \c{INC} (\k{insINC}).
6414
6415 \H{insDIV} \i\c{DIV}: Unsigned Integer Divide
6416
6417 \c DIV r/m8                      ; F6 /6                [8086]
6418 \c DIV r/m16                     ; o16 F7 /6            [8086]
6419 \c DIV r/m32                     ; o32 F7 /6            [386]
6420
6421 \c{DIV} performs unsigned integer division. The explicit operand
6422 provided is the divisor; the dividend and destination operands are
6423 implicit, in the following way:
6424
6425 \b For \c{DIV r/m8}, \c{AX} is divided by the given operand; the
6426 quotient is stored in \c{AL} and the remainder in \c{AH}.
6427
6428 \b For \c{DIV r/m16}, \c{DX:AX} is divided by the given operand; the
6429 quotient is stored in \c{AX} and the remainder in \c{DX}.
6430
6431 \b For \c{DIV r/m32}, \c{EDX:EAX} is divided by the given operand;
6432 the quotient is stored in \c{EAX} and the remainder in \c{EDX}.
6433
6434 Signed integer division is performed by the \c{IDIV} instruction:
6435 see \k{insIDIV}.
6436
6437 \H{insDIVPS} \i\c{DIVPS}: Packed Single-FP Divide
6438
6439 \c DIVPS xmmreg,memory           ; 0F,5E,/r         [KATMAI,SSE] 
6440 \c DIVPS xmmreg,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6441
6442 \c{DIVPS}The DIVPS instruction divides the packed SP FP numbers
6443 of both their operands.
6444
6445
6446 \H{insDIVSS} \i\c{DIVSS}: Scalar Single-FP Divide
6447
6448 \c DIVSS xmmreg,memory           ; F3,0F,5E,/r [KATMAI,SSE] 
6449 \c DIVSS xmmreg,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
6450
6451 \c{DIVSS}-The DIVSS instructions divide the lowest SP FP numbers 
6452 of both operands; the upper three fields are passed through from xmm1.
6453
6454
6455 \H{insEMMS} \i\c{EMMS}: Empty MMX State
6456
6457 \c EMMS                          ; 0F 77                [PENT,MMX]
6458
6459 \c{EMMS} sets the FPU tag word (marking which floating-point
6460 registers are available) to all ones, meaning all registers are
6461 available for the FPU to use. It should be used after executing MMX
6462 instructions and before executing any subsequent floating-point
6463 operations.
6464
6465 \H{insENTER} \i\c{ENTER}: Create Stack Frame
6466
6467 \c ENTER imm,imm                 ; C8 iw ib             [186]
6468
6469 \c{ENTER} constructs a stack frame for a high-level language
6470 procedure call. The first operand (the \c{iw} in the opcode
6471 definition above refers to the first operand) gives the amount of
6472 stack space to allocate for local variables; the second (the \c{ib}
6473 above) gives the nesting level of the procedure (for languages like
6474 Pascal, with nested procedures).
6475
6476 The function of \c{ENTER}, with a nesting level of zero, is
6477 equivalent to
6478
6479 \c           PUSH EBP            ; or PUSH BP         in 16 bits
6480 \c           MOV EBP,ESP         ; or MOV BP,SP       in 16 bits
6481 \c           SUB ESP,operand1    ; or SUB SP,operand1 in 16 bits
6482
6483 This creates a stack frame with the procedure parameters accessible
6484 upwards from \c{EBP}, and local variables accessible downwards from
6485 \c{EBP}.
6486
6487 With a nesting level of one, the stack frame created is 4 (or 2)
6488 bytes bigger, and the value of the final frame pointer \c{EBP} is
6489 accessible in memory at \c{[EBP-4]}.
6490
6491 This allows \c{ENTER}, when called with a nesting level of two, to
6492 look at the stack frame described by the \e{previous} value of
6493 \c{EBP}, find the frame pointer at offset -4 from that, and push it
6494 along with its new frame pointer, so that when a level-two procedure
6495 is called from within a level-one procedure, \c{[EBP-4]} holds the
6496 frame pointer of the most recent level-one procedure call and
6497 \c{[EBP-8]} holds that of the most recent level-two call. And so on,
6498 for nesting levels up to 31.
6499
6500 Stack frames created by \c{ENTER} can be destroyed by the \c{LEAVE}
6501 instruction: see \k{insLEAVE}.
6502
6503 \H{insF2XM1} \i\c{F2XM1}: Calculate 2**X-1
6504
6505 \c F2XM1                         ; D9 F0                [8086,FPU]
6506
6507 \c{F2XM1} raises 2 to the power of \c{ST0}, subtracts one, and
6508 stores the result back into \c{ST0}. The initial contents of \c{ST0}
6509 must be a number in the range -1 to +1.
6510
6511 \H{insFABS} \i\c{FABS}: Floating-Point Absolute Value
6512
6513 \c FABS                          ; D9 E1                [8086,FPU]
6514
6515 \c{FABS} computes the absolute value of \c{ST0}, storing the result
6516 back in \c{ST0}.
6517
6518 \H{insFADD} \i\c{FADD}, \i\c{FADDP}: Floating-Point Addition
6519
6520 \c FADD mem32                    ; D8 /0                [8086,FPU]
6521 \c FADD mem64                    ; DC /0                [8086,FPU]
6522
6523 \c FADD fpureg                   ; D8 C0+r              [8086,FPU]
6524 \c FADD ST0,fpureg               ; D8 C0+r              [8086,FPU]
6525
6526 \c FADD TO fpureg                ; DC C0+r              [8086,FPU]
6527 \c FADD fpureg,ST0               ; DC C0+r              [8086,FPU]
6528
6529 \c FADDP fpureg                  ; DE C0+r              [8086,FPU]
6530 \c FADDP fpureg,ST0              ; DE C0+r              [8086,FPU]
6531
6532 \c{FADD}, given one operand, adds the operand to \c{ST0} and stores
6533 the result back in \c{ST0}. If the operand has the \c{TO} modifier,
6534 the result is stored in the register given rather than in \c{ST0}.
6535
6536 \c{FADDP} performs the same function as \c{FADD TO}, but pops the
6537 register stack after storing the result.
6538
6539 The given two-operand forms are synonyms for the one-operand forms.
6540
6541 \H{insFBLD} \i\c{FBLD}, \i\c{FBSTP}: BCD Floating-Point Load and Store
6542
6543 \c FBLD mem80                    ; DF /4                [8086,FPU]
6544 \c FBSTP mem80                   ; DF /6                [8086,FPU]
6545
6546 \c{FBLD} loads an 80-bit (ten-byte) packed binary-coded decimal
6547 number from the given memory address, converts it to a real, and
6548 pushes it on the register stack. \c{FBSTP} stores the value of
6549 \c{ST0}, in packed BCD, at the given address and then pops the
6550 register stack.
6551
6552 \H{insFCHS} \i\c{FCHS}: Floating-Point Change Sign
6553
6554 \c FCHS                          ; D9 E0                [8086,FPU]
6555
6556 \c{FCHS} negates the number in \c{ST0}: negative numbers become
6557 positive, and vice versa.
6558
6559 \H{insFCLEX} \i\c{FCLEX}, \c{FNCLEX}: Clear Floating-Point Exceptions
6560
6561 \c FCLEX                         ; 9B DB E2             [8086,FPU]
6562 \c FNCLEX                        ; DB E2                [8086,FPU]
6563
6564 \c{FCLEX} clears any floating-point exceptions which may be pending.
6565 \c{FNCLEX} does the same thing but doesn't wait for previous
6566 floating-point operations (including the \e{handling} of pending
6567 exceptions) to finish first.
6568
6569 \H{insFCMOVB} \i\c{FCMOVcc}: Floating-Point Conditional Move
6570
6571 \c FCMOVB fpureg                 ; DA C0+r              [P6,FPU]
6572 \c FCMOVB ST0,fpureg             ; DA C0+r              [P6,FPU]
6573
6574 \c FCMOVBE fpureg                ; DA D0+r              [P6,FPU]
6575 \c FCMOVBE ST0,fpureg            ; DA D0+r              [P6,FPU]
6576
6577 \c FCMOVE fpureg                 ; DA C8+r              [P6,FPU]
6578 \c FCMOVE ST0,fpureg             ; DA C8+r              [P6,FPU]
6579
6580 \c FCMOVNB fpureg                ; DB C0+r              [P6,FPU]
6581 \c FCMOVNB ST0,fpureg            ; DB C0+r              [P6,FPU]
6582
6583 \c FCMOVNBE fpureg               ; DB D0+r              [P6,FPU]
6584 \c FCMOVNBE ST0,fpureg           ; DB D0+r              [P6,FPU]
6585
6586 \c FCMOVNE fpureg                ; DB C8+r              [P6,FPU]
6587 \c FCMOVNE ST0,fpureg            ; DB C8+r              [P6,FPU]
6588
6589 \c FCMOVNU fpureg                ; DB D8+r              [P6,FPU]
6590 \c FCMOVNU ST0,fpureg            ; DB D8+r              [P6,FPU]
6591
6592 \c FCMOVU fpureg                 ; DA D8+r              [P6,FPU]
6593 \c FCMOVU ST0,fpureg             ; DA D8+r              [P6,FPU]
6594
6595 The \c{FCMOV} instructions perform conditional move operations: each
6596 of them moves the contents of the given register into \c{ST0} if its
6597 condition is satisfied, and does nothing if not.
6598
6599 The conditions are not the same as the standard condition codes used
6600 with conditional jump instructions. The conditions \c{B}, \c{BE},
6601 \c{NB}, \c{NBE}, \c{E} and \c{NE} are exactly as normal, but none of
6602 the other standard ones are supported. Instead, the condition \c{U}
6603 and its counterpart \c{NU} are provided; the \c{U} condition is
6604 satisfied if the last two floating-point numbers compared were
6605 \e{unordered}, i.e. they were not equal but neither one could be
6606 said to be greater than the other, for example if they were NaNs.
6607 (The flag state which signals this is the setting of the parity
6608 flag: so the \c{U} condition is notionally equivalent to \c{PE}, and
6609 \c{NU} is equivalent to \c{PO}.)
6610
6611 The \c{FCMOV} conditions test the main processor's status flags, not
6612 the FPU status flags, so using \c{FCMOV} directly after \c{FCOM}
6613 will not work. Instead, you should either use \c{FCOMI} which writes
6614 directly to the main CPU flags word, or use \c{FSTSW} to extract the
6615 FPU flags.
6616
6617 Although the \c{FCMOV} instructions are flagged \c{P6} above, they
6618 may not be supported by all Pentium Pro processors; the \c{CPUID}
6619 instruction (\k{insCPUID}) will return a bit which indicates whether
6620 conditional moves are supported.
6621
6622 \H{insFCOM} \i\c{FCOM}, \i\c{FCOMP}, \i\c{FCOMPP}, \i\c{FCOMI}, \i\c{FCOMIP}: Floating-Point Compare
6623
6624 \c FCOM mem32                    ; D8 /2                [8086,FPU]
6625 \c FCOM mem64                    ; DC /2                [8086,FPU]
6626 \c FCOM fpureg                   ; D8 D0+r              [8086,FPU]
6627 \c FCOM ST0,fpureg               ; D8 D0+r              [8086,FPU]
6628
6629 \c FCOMP mem32                   ; D8 /3                [8086,FPU]
6630 \c FCOMP mem64                   ; DC /3                [8086,FPU]
6631 \c FCOMP fpureg                  ; D8 D8+r              [8086,FPU]
6632 \c FCOMP ST0,fpureg              ; D8 D8+r              [8086,FPU]
6633
6634 \c FCOMPP                        ; DE D9                [8086,FPU]
6635
6636 \c FCOMI fpureg                  ; DB F0+r              [P6,FPU]
6637 \c FCOMI ST0,fpureg              ; DB F0+r              [P6,FPU]
6638
6639 \c FCOMIP fpureg                 ; DF F0+r              [P6,FPU]
6640 \c FCOMIP ST0,fpureg             ; DF F0+r              [P6,FPU]
6641
6642 \c{FCOM} compares \c{ST0} with the given operand, and sets the FPU
6643 flags accordingly. \c{ST0} is treated as the left-hand side of the
6644 comparison, so that the carry flag is set (for a `less-than' result)
6645 if \c{ST0} is less than the given operand.
6646
6647 \c{FCOMP} does the same as \c{FCOM}, but pops the register stack
6648 afterwards. \c{FCOMPP} compares \c{ST0} with \c{ST1} and then pops
6649 the register stack twice.
6650
6651 \c{FCOMI} and \c{FCOMIP} work like the corresponding forms of
6652 \c{FCOM} and \c{FCOMP}, but write their results directly to the CPU
6653 flags register rather than the FPU status word, so they can be
6654 immediately followed by conditional jump or conditional move
6655 instructions.
6656
6657 The \c{FCOM} instructions differ from the \c{FUCOM} instructions
6658 (\k{insFUCOM}) only in the way they handle quiet NaNs: \c{FUCOM}
6659 will handle them silently and set the condition code flags to an
6660 `unordered' result, whereas \c{FCOM} will generate an exception.
6661
6662 \H{insFCOS} \i\c{FCOS}: Cosine
6663
6664 \c FCOS                          ; D9 FF                [386,FPU]
6665
6666 \c{FCOS} computes the cosine of \c{ST0} (in radians), and stores the
6667 result in \c{ST0}. See also \c{FSINCOS} (\k{insFSIN}).
6668
6669 \H{insFDECSTP} \i\c{FDECSTP}: Decrement Floating-Point Stack Pointer
6670
6671 \c FDECSTP                       ; D9 F6                [8086,FPU]
6672
6673 \c{FDECSTP} decrements the `top' field in the floating-point status
6674 word. This has the effect of rotating the FPU register stack by one,
6675 as if the contents of \c{ST7} had been pushed on the stack. See also
6676 \c{FINCSTP} (\k{insFINCSTP}).
6677
6678 \H{insFDISI} \i\c{FxDISI}, \i\c{FxENI}: Disable and Enable Floating-Point Interrupts
6679
6680 \c FDISI                         ; 9B DB E1             [8086,FPU]
6681 \c FNDISI                        ; DB E1                [8086,FPU]
6682
6683 \c FENI                          ; 9B DB E0             [8086,FPU]
6684 \c FNENI                         ; DB E0                [8086,FPU]
6685
6686 \c{FDISI} and \c{FENI} disable and enable floating-point interrupts.
6687 These instructions are only meaningful on original 8087 processors:
6688 the 287 and above treat them as no-operation instructions.
6689
6690 \c{FNDISI} and \c{FNENI} do the same thing as \c{FDISI} and \c{FENI}
6691 respectively, but without waiting for the floating-point processor
6692 to finish what it was doing first.
6693
6694 \H{insFDIV} \i\c{FDIV}, \i\c{FDIVP}, \i\c{FDIVR}, \i\c{FDIVRP}: Floating-Point Division
6695
6696 \c FDIV mem32                    ; D8 /6                [8086,FPU]
6697 \c FDIV mem64                    ; DC /6                [8086,FPU]
6698
6699 \c FDIV fpureg                   ; D8 F0+r              [8086,FPU]
6700 \c FDIV ST0,fpureg               ; D8 F0+r              [8086,FPU]
6701
6702 \c FDIV TO fpureg                ; DC F8+r              [8086,FPU]
6703 \c FDIV fpureg,ST0               ; DC F8+r              [8086,FPU]
6704
6705 \c FDIVR mem32                   ; D8 /0                [8086,FPU]
6706 \c FDIVR mem64                   ; DC /0                [8086,FPU]
6707
6708 \c FDIVR fpureg                  ; D8 F8+r              [8086,FPU]
6709 \c FDIVR ST0,fpureg              ; D8 F8+r              [8086,FPU]
6710
6711 \c FDIVR TO fpureg               ; DC F0+r              [8086,FPU]
6712 \c FDIVR fpureg,ST0              ; DC F0+r              [8086,FPU]
6713
6714 \c FDIVP fpureg                  ; DE F8+r              [8086,FPU]
6715 \c FDIVP fpureg,ST0              ; DE F8+r              [8086,FPU]
6716
6717 \c FDIVRP fpureg                 ; DE F0+r              [8086,FPU]
6718 \c FDIVRP fpureg,ST0             ; DE F0+r              [8086,FPU]
6719
6720 \c{FDIV} divides \c{ST0} by the given operand and stores the result
6721 back in \c{ST0}, unless the \c{TO} qualifier is given, in which case
6722 it divides the given operand by \c{ST0} and stores the result in the
6723 operand.
6724
6725 \c{FDIVR} does the same thing, but does the division the other way
6726 up: so if \c{TO} is not given, it divides the given operand by
6727 \c{ST0} and stores the result in \c{ST0}, whereas if \c{TO} is given
6728 it divides \c{ST0} by its operand and stores the result in the
6729 operand.
6730
6731 \c{FDIVP} operates like \c{FDIV TO}, but pops the register stack
6732 once it has finished. \c{FDIVRP} operates like \c{FDIVR TO}, but
6733 pops the register stack once it has finished.
6734
6735
6736 \H{insFEMMS} \i\c{FEMMS}: 3dnow instruction (duh!)
6737
6738 \c FEMMS 0,0,0           ; ??                 [PENT,3DNOW] 
6739
6740 3dnow instruction (duh!)
6741
6742
6743 \H{insFFREE} \i\c{FFREE}: Flag Floating-Point Register as Unused
6744
6745 \c FFREE fpureg                  ; DD C0+r              [8086,FPU]
6746
6747 \c{FFREE} marks the given register as being empty.
6748
6749 \H{insFIADD} \i\c{FIADD}: Floating-Point/Integer Addition
6750
6751 \c FIADD mem16                   ; DE /0                [8086,FPU]
6752 \c FIADD mem32                   ; DA /0                [8086,FPU]
6753
6754 \c{FIADD} adds the 16-bit or 32-bit integer stored in the given
6755 memory location to \c{ST0}, storing the result in \c{ST0}.
6756
6757 \H{insFICOM} \i\c{FICOM}, \i\c{FICOMP}: Floating-Point/Integer Compare
6758
6759 \c FICOM mem16                   ; DE /2                [8086,FPU]
6760 \c FICOM mem32                   ; DA /2                [8086,FPU]
6761
6762 \c FICOMP mem16                  ; DE /3                [8086,FPU]
6763 \c FICOMP mem32                  ; DA /3                [8086,FPU]
6764
6765 \c{FICOM} compares \c{ST0} with the 16-bit or 32-bit integer stored
6766 in the given memory location, and sets the FPU flags accordingly.
6767 \c{FICOMP} does the same, but pops the register stack afterwards.
6768
6769 \H{insFIDIV} \i\c{FIDIV}, \i\c{FIDIVR}: Floating-Point/Integer Division
6770
6771 \c FIDIV mem16                   ; DE /6                [8086,FPU]
6772 \c FIDIV mem32                   ; DA /6                [8086,FPU]
6773
6774 \c FIDIVR mem16                  ; DE /0                [8086,FPU]
6775 \c FIDIVR mem32                  ; DA /0                [8086,FPU]
6776
6777 \c{FIDIV} divides \c{ST0} by the 16-bit or 32-bit integer stored in
6778 the given memory location, and stores the result in \c{ST0}.
6779 \c{FIDIVR} does the division the other way up: it divides the
6780 integer by \c{ST0}, but still stores the result in \c{ST0}.
6781
6782 \H{insFILD} \i\c{FILD}, \i\c{FIST}, \i\c{FISTP}: Floating-Point/Integer Conversion
6783
6784 \c FILD mem16                    ; DF /0                [8086,FPU]
6785 \c FILD mem32                    ; DB /0                [8086,FPU]
6786 \c FILD mem64                    ; DF /5                [8086,FPU]
6787
6788 \c FIST mem16                    ; DF /2                [8086,FPU]
6789 \c FIST mem32                    ; DB /2                [8086,FPU]
6790
6791 \c FISTP mem16                   ; DF /3                [8086,FPU]
6792 \c FISTP mem32                   ; DB /3                [8086,FPU]
6793 \c FISTP mem64                   ; DF /0                [8086,FPU]
6794
6795 \c{FILD} loads an integer out of a memory location, converts it to a
6796 real, and pushes it on the FPU register stack. \c{FIST} converts
6797 \c{ST0} to an integer and stores that in memory; \c{FISTP} does the
6798 same as \c{FIST}, but pops the register stack afterwards.
6799
6800 \H{insFIMUL} \i\c{FIMUL}: Floating-Point/Integer Multiplication
6801
6802 \c FIMUL mem16                   ; DE /1                [8086,FPU]
6803 \c FIMUL mem32                   ; DA /1                [8086,FPU]
6804
6805 \c{FIMUL} multiplies \c{ST0} by the 16-bit or 32-bit integer stored
6806 in the given memory location, and stores the result in \c{ST0}.
6807
6808 \H{insFINCSTP} \i\c{FINCSTP}: Increment Floating-Point Stack Pointer
6809
6810 \c FINCSTP                       ; D9 F7                [8086,FPU]
6811
6812 \c{FINCSTP} increments the `top' field in the floating-point status
6813 word. This has the effect of rotating the FPU register stack by one,
6814 as if the register stack had been popped; however, unlike the
6815 popping of the stack performed by many FPU instructions, it does not
6816 flag the new \c{ST7} (previously \c{ST0}) as empty. See also
6817 \c{FDECSTP} (\k{insFDECSTP}).
6818
6819 \H{insFINIT} \i\c{FINIT}, \i\c{FNINIT}: Initialise Floating-Point Unit
6820
6821 \c FINIT                         ; 9B DB E3             [8086,FPU]
6822 \c FNINIT                        ; DB E3                [8086,FPU]
6823
6824 \c{FINIT} initialises the FPU to its default state. It flags all
6825 registers as empty, though it does not actually change their values.
6826 \c{FNINIT} does the same, without first waiting for pending
6827 exceptions to clear.
6828
6829 \H{insFISUB} \i\c{FISUB}: Floating-Point/Integer Subtraction
6830
6831 \c FISUB mem16                   ; DE /4                [8086,FPU]
6832 \c FISUB mem32                   ; DA /4                [8086,FPU]
6833
6834 \c FISUBR mem16                  ; DE /5                [8086,FPU]
6835 \c FISUBR mem32                  ; DA /5                [8086,FPU]
6836
6837 \c{FISUB} subtracts the 16-bit or 32-bit integer stored in the given
6838 memory location from \c{ST0}, and stores the result in \c{ST0}.
6839 \c{FISUBR} does the subtraction the other way round, i.e. it
6840 subtracts \c{ST0} from the given integer, but still stores the
6841 result in \c{ST0}.
6842
6843 \H{insFLD} \i\c{FLD}: Floating-Point Load
6844
6845 \c FLD mem32                     ; D9 /0                [8086,FPU]
6846 \c FLD mem64                     ; DD /0                [8086,FPU]
6847 \c FLD mem80                     ; DB /5                [8086,FPU]
6848 \c FLD fpureg                    ; D9 C0+r              [8086,FPU]
6849
6850 \c{FLD} loads a floating-point value out of the given register or
6851 memory location, and pushes it on the FPU register stack.
6852
6853 \H{insFLD1} \i\c{FLDxx}: Floating-Point Load Constants
6854
6855 \c FLD1                          ; D9 E8                [8086,FPU]
6856 \c FLDL2E                        ; D9 EA                [8086,FPU]
6857 \c FLDL2T                        ; D9 E9                [8086,FPU]
6858 \c FLDLG2                        ; D9 EC                [8086,FPU]
6859 \c FLDLN2                        ; D9 ED                [8086,FPU]
6860 \c FLDPI                         ; D9 EB                [8086,FPU]
6861 \c FLDZ                          ; D9 EE                [8086,FPU]
6862
6863 These instructions push specific standard constants on the FPU
6864 register stack. \c{FLD1} pushes the value 1; \c{FLDL2E} pushes the
6865 base-2 logarithm of e; \c{FLDL2T} pushes the base-2 log of 10;
6866 \c{FLDLG2} pushes the base-10 log of 2; \c{FLDLN2} pushes the base-e
6867 log of 2; \c{FLDPI} pushes pi; and \c{FLDZ} pushes zero.
6868
6869 \H{insFLDCW} \i\c{FLDCW}: Load Floating-Point Control Word
6870
6871 \c FLDCW mem16                   ; D9 /5                [8086,FPU]
6872
6873 \c{FLDCW} loads a 16-bit value out of memory and stores it into the
6874 FPU control word (governing things like the rounding mode, the
6875 precision, and the exception masks). See also \c{FSTCW}
6876 (\k{insFSTCW}).
6877
6878 \H{insFLDENV} \i\c{FLDENV}: Load Floating-Point Environment
6879
6880 \c FLDENV mem                    ; D9 /4                [8086,FPU]
6881
6882 \c{FLDENV} loads the FPU operating environment (control word, status
6883 word, tag word, instruction pointer, data pointer and last opcode)
6884 from memory. The memory area is 14 or 28 bytes long, depending on
6885 the CPU mode at the time. See also \c{FSTENV} (\k{insFSTENV}).
6886
6887 \H{insFMUL} \i\c{FMUL}, \i\c{FMULP}: Floating-Point Multiply
6888
6889 \c FMUL mem32                    ; D8 /1                [8086,FPU]
6890 \c FMUL mem64                    ; DC /1                [8086,FPU]
6891
6892 \c FMUL fpureg                   ; D8 C8+r              [8086,FPU]
6893 \c FMUL ST0,fpureg               ; D8 C8+r              [8086,FPU]
6894
6895 \c FMUL TO fpureg                ; DC C8+r              [8086,FPU]
6896 \c FMUL fpureg,ST0               ; DC C8+r              [8086,FPU]
6897
6898 \c FMULP fpureg                  ; DE C8+r              [8086,FPU]
6899 \c FMULP fpureg,ST0              ; DE C8+r              [8086,FPU]
6900
6901 \c{FMUL} multiplies \c{ST0} by the given operand, and stores the
6902 result in \c{ST0}, unless the \c{TO} qualifier is used in which case
6903 it stores the result in the operand. \c{FMULP} performs the same
6904 operation as \c{FMUL TO}, and then pops the register stack.
6905
6906 \H{insFNOP} \i\c{FNOP}: Floating-Point No Operation
6907
6908 \c FNOP                          ; D9 D0                [8086,FPU]
6909
6910 \c{FNOP} does nothing.
6911
6912 \H{insFPATAN} \i\c{FPATAN}, \i\c{FPTAN}: Arctangent and Tangent
6913
6914 \c FPATAN                        ; D9 F3                [8086,FPU]
6915 \c FPTAN                         ; D9 F2                [8086,FPU]
6916
6917 \c{FPATAN} computes the arctangent, in radians, of the result of
6918 dividing \c{ST1} by \c{ST0}, stores the result in \c{ST1}, and pops
6919 the register stack. It works like the C \c{atan2} function, in that
6920 changing the sign of both \c{ST0} and \c{ST1} changes the output
6921 value by pi (so it performs true rectangular-to-polar coordinate
6922 conversion, with \c{ST1} being the Y coordinate and \c{ST0} being
6923 the X coordinate, not merely an arctangent).
6924
6925 \c{FPTAN} computes the tangent of the value in \c{ST0} (in radians),
6926 and stores the result back into \c{ST0}.
6927
6928 \H{insFPREM} \i\c{FPREM}, \i\c{FPREM1}: Floating-Point Partial Remainder
6929
6930 \c FPREM                         ; D9 F8                [8086,FPU]
6931 \c FPREM1                        ; D9 F5                [386,FPU]
6932
6933 These instructions both produce the remainder obtained by dividing
6934 \c{ST0} by \c{ST1}. This is calculated, notionally, by dividing
6935 \c{ST0} by \c{ST1}, rounding the result to an integer, multiplying
6936 by \c{ST1} again, and computing the value which would need to be
6937 added back on to the result to get back to the original value in
6938 \c{ST0}.
6939
6940 The two instructions differ in the way the notional round-to-integer
6941 operation is performed. \c{FPREM} does it by rounding towards zero,
6942 so that the remainder it returns always has the same sign as the
6943 original value in \c{ST0}; \c{FPREM1} does it by rounding to the
6944 nearest integer, so that the remainder always has at most half the
6945 magnitude of \c{ST1}.
6946
6947 Both instructions calculate \e{partial} remainders, meaning that
6948 they may not manage to provide the final result, but might leave
6949 intermediate results in \c{ST0} instead. If this happens, they will
6950 set the C2 flag in the FPU status word; therefore, to calculate a
6951 remainder, you should repeatedly execute \c{FPREM} or \c{FPREM1}
6952 until C2 becomes clear.
6953
6954 \H{insFRNDINT} \i\c{FRNDINT}: Floating-Point Round to Integer
6955
6956 \c FRNDINT                       ; D9 FC                [8086,FPU]
6957
6958 \c{FRNDINT} rounds the contents of \c{ST0} to an integer, according
6959 to the current rounding mode set in the FPU control word, and stores
6960 the result back in \c{ST0}.
6961
6962 \H{insFRSTOR} \i\c{FSAVE}, \i\c{FRSTOR}: Save/Restore Floating-Point State
6963
6964 \c FSAVE mem                     ; 9B DD /6             [8086,FPU]
6965 \c FNSAVE mem                    ; DD /6                [8086,FPU]
6966
6967 \c FRSTOR mem                    ; DD /4                [8086,FPU]
6968
6969 \c{FSAVE} saves the entire floating-point unit state, including all
6970 the information saved by \c{FSTENV} (\k{insFSTENV}) plus the
6971 contents of all the registers, to a 94 or 108 byte area of memory
6972 (depending on the CPU mode). \c{FRSTOR} restores the floating-point
6973 state from the same area of memory.
6974
6975 \c{FNSAVE} does the same as \c{FSAVE}, without first waiting for
6976 pending floating-point exceptions to clear.
6977
6978 \H{insFSCALE} \i\c{FSCALE}: Scale Floating-Point Value by Power of Two
6979
6980 \c FSCALE                        ; D9 FD                [8086,FPU]
6981
6982 \c{FSCALE} scales a number by a power of two: it rounds \c{ST1}
6983 towards zero to obtain an integer, then multiplies \c{ST0} by two to
6984 the power of that integer, and stores the result in \c{ST0}.
6985
6986 \H{insFSETPM} \i\c{FSETPM}: Set Protected Mode
6987
6988 \c FSETPM                        ; DB E4                [286,FPU]
6989
6990 This instruction initalises protected mode on the 287 floating-point
6991 coprocessor. It is only meaningful on that processor: the 387 and
6992 above treat the instruction as a no-operation.
6993
6994 \H{insFSIN} \i\c{FSIN}, \i\c{FSINCOS}: Sine and Cosine
6995
6996 \c FSIN                          ; D9 FE                [386,FPU]
6997 \c FSINCOS                       ; D9 FB                [386,FPU]
6998
6999 \c{FSIN} calculates the sine of \c{ST0} (in radians) and stores the
7000 result in \c{ST0}. \c{FSINCOS} does the same, but then pushes the
7001 cosine of the same value on the register stack, so that the sine
7002 ends up in \c{ST1} and the cosine in \c{ST0}. \c{FSINCOS} is faster
7003 than executing \c{FSIN} and \c{FCOS} (see \k{insFCOS}) in
7004 succession.
7005
7006 \H{insFSQRT} \i\c{FSQRT}: Floating-Point Square Root
7007
7008 \c FSQRT                         ; D9 FA                [8086,FPU]
7009
7010 \c{FSQRT} calculates the square root of \c{ST0} and stores the
7011 result in \c{ST0}.
7012
7013 \H{insFST} \i\c{FST}, \i\c{FSTP}: Floating-Point Store
7014
7015 \c FST mem32                     ; D9 /2                [8086,FPU]
7016 \c FST mem64                     ; DD /2                [8086,FPU]
7017 \c FST fpureg                    ; DD D0+r              [8086,FPU]
7018
7019 \c FSTP mem32                    ; D9 /3                [8086,FPU]
7020 \c FSTP mem64                    ; DD /3                [8086,FPU]
7021 \c FSTP mem80                    ; DB /0                [8086,FPU]
7022 \c FSTP fpureg                   ; DD D8+r              [8086,FPU]
7023
7024 \c{FST} stores the value in \c{ST0} into the given memory location
7025 or other FPU register. \c{FSTP} does the same, but then pops the
7026 register stack.
7027
7028 \H{insFSTCW} \i\c{FSTCW}: Store Floating-Point Control Word
7029
7030 \c FSTCW mem16                   ; 9B D9 /0             [8086,FPU]
7031 \c FNSTCW mem16                  ; D9 /0                [8086,FPU]
7032
7033 \c{FSTCW} stores the FPU control word (governing things like the
7034 rounding mode, the precision, and the exception masks) into a 2-byte
7035 memory area. See also \c{FLDCW} (\k{insFLDCW}).
7036
7037 \c{FNSTCW} does the same thing as \c{FSTCW}, without first waiting
7038 for pending floating-point exceptions to clear.
7039
7040 \H{insFSTENV} \i\c{FSTENV}: Store Floating-Point Environment
7041
7042 \c FSTENV mem                    ; 9B D9 /6             [8086,FPU]
7043 \c FNSTENV mem                   ; D9 /6                [8086,FPU]
7044
7045 \c{FSTENV} stores the FPU operating environment (control word,
7046 status word, tag word, instruction pointer, data pointer and last
7047 opcode) into memory. The memory area is 14 or 28 bytes long,
7048 depending on the CPU mode at the time. See also \c{FLDENV}
7049 (\k{insFLDENV}).
7050
7051 \c{FNSTENV} does the same thing as \c{FSTENV}, without first waiting
7052 for pending floating-point exceptions to clear.
7053
7054 \H{insFSTSW} \i\c{FSTSW}: Store Floating-Point Status Word
7055
7056 \c FSTSW mem16                   ; 9B DD /0             [8086,FPU]
7057 \c FSTSW AX                      ; 9B DF E0             [286,FPU]
7058
7059 \c FNSTSW mem16                  ; DD /0                [8086,FPU]
7060 \c FNSTSW AX                     ; DF E0                [286,FPU]
7061
7062 \c{FSTSW} stores the FPU status word into \c{AX} or into a 2-byte
7063 memory area.
7064
7065 \c{FNSTSW} does the same thing as \c{FSTSW}, without first waiting
7066 for pending floating-point exceptions to clear.
7067
7068 \H{insFSUB} \i\c{FSUB}, \i\c{FSUBP}, \i\c{FSUBR}, \i\c{FSUBRP}: Floating-Point Subtract
7069
7070 \c FSUB mem32                    ; D8 /4                [8086,FPU]
7071 \c FSUB mem64                    ; DC /4                [8086,FPU]
7072
7073 \c FSUB fpureg                   ; D8 E0+r              [8086,FPU]
7074 \c FSUB ST0,fpureg               ; D8 E0+r              [8086,FPU]
7075
7076 \c FSUB TO fpureg                ; DC E8+r              [8086,FPU]
7077 \c FSUB fpureg,ST0               ; DC E8+r              [8086,FPU]
7078
7079 \c FSUBR mem32                   ; D8 /5                [8086,FPU]
7080 \c FSUBR mem64                   ; DC /5                [8086,FPU]
7081
7082 \c FSUBR fpureg                  ; D8 E8+r              [8086,FPU]
7083 \c FSUBR ST0,fpureg              ; D8 E8+r              [8086,FPU]
7084
7085 \c FSUBR TO fpureg               ; DC E0+r              [8086,FPU]
7086 \c FSUBR fpureg,ST0              ; DC E0+r              [8086,FPU]
7087
7088 \c FSUBP fpureg                  ; DE E8+r              [8086,FPU]
7089 \c FSUBP fpureg,ST0              ; DE E8+r              [8086,FPU]
7090
7091 \c FSUBRP fpureg                 ; DE E0+r              [8086,FPU]
7092 \c FSUBRP fpureg,ST0             ; DE E0+r              [8086,FPU]
7093
7094 \c{FSUB} subtracts the given operand from \c{ST0} and stores the
7095 result back in \c{ST0}, unless the \c{TO} qualifier is given, in
7096 which case it subtracts \c{ST0} from the given operand and stores
7097 the result in the operand.
7098
7099 \c{FSUBR} does the same thing, but does the subtraction the other way
7100 up: so if \c{TO} is not given, it subtracts \c{ST0} from the given
7101 operand and stores the result in \c{ST0}, whereas if \c{TO} is given
7102 it subtracts its operand from \c{ST0} and stores the result in the
7103 operand.
7104
7105 \c{FSUBP} operates like \c{FSUB TO}, but pops the register stack
7106 once it has finished. \c{FSUBRP} operates like \c{FSUBR TO}, but
7107 pops the register stack once it has finished.
7108
7109 \H{insFTST} \i\c{FTST}: Test \c{ST0} Against Zero
7110
7111 \c FTST                          ; D9 E4                [8086,FPU]
7112
7113 \c{FTST} compares \c{ST0} with zero and sets the FPU flags
7114 accordingly. \c{ST0} is treated as the left-hand side of the
7115 comparison, so that a `less-than' result is generated if \c{ST0} is
7116 negative.
7117
7118 \H{insFUCOM} \i\c{FUCOMxx}: Floating-Point Unordered Compare
7119
7120 \c FUCOM fpureg                  ; DD E0+r              [386,FPU]
7121 \c FUCOM ST0,fpureg              ; DD E0+r              [386,FPU]
7122
7123 \c FUCOMP fpureg                 ; DD E8+r              [386,FPU]
7124 \c FUCOMP ST0,fpureg             ; DD E8+r              [386,FPU]
7125
7126 \c FUCOMPP                       ; DA E9                [386,FPU]
7127
7128 \c FUCOMI fpureg                 ; DB E8+r              [P6,FPU]
7129 \c FUCOMI ST0,fpureg             ; DB E8+r              [P6,FPU]
7130
7131 \c FUCOMIP fpureg                ; DF E8+r              [P6,FPU]
7132 \c FUCOMIP ST0,fpureg            ; DF E8+r              [P6,FPU]
7133
7134 \c{FUCOM} compares \c{ST0} with the given operand, and sets the FPU
7135 flags accordingly. \c{ST0} is treated as the left-hand side of the
7136 comparison, so that the carry flag is set (for a `less-than' result)
7137 if \c{ST0} is less than the given operand.
7138
7139 \c{FUCOMP} does the same as \c{FUCOM}, but pops the register stack
7140 afterwards. \c{FUCOMPP} compares \c{ST0} with \c{ST1} and then pops
7141 the register stack twice.
7142
7143 \c{FUCOMI} and \c{FUCOMIP} work like the corresponding forms of
7144 \c{FUCOM} and \c{FUCOMP}, but write their results directly to the CPU
7145 flags register rather than the FPU status word, so they can be
7146 immediately followed by conditional jump or conditional move
7147 instructions.
7148
7149 The \c{FUCOM} instructions differ from the \c{FCOM} instructions
7150 (\k{insFCOM}) only in the way they handle quiet NaNs: \c{FUCOM} will
7151 handle them silently and set the condition code flags to an
7152 `unordered' result, whereas \c{FCOM} will generate an exception.
7153
7154 \H{insFXAM} \i\c{FXAM}: Examine Class of Value in \c{ST0}
7155
7156 \c FXAM                          ; D9 E5                [8086,FPU]
7157
7158 \c{FXAM} sets the FPU flags C3, C2 and C0 depending on the type of
7159 value stored in \c{ST0}: 000 (respectively) for an unsupported
7160 format, 001 for a NaN, 010 for a normal finite number, 011 for an
7161 infinity, 100 for a zero, 101 for an empty register, and 110 for a
7162 denormal. It also sets the C1 flag to the sign of the number.
7163
7164 \H{insFXCH} \i\c{FXCH}: Floating-Point Exchange
7165
7166 \c FXCH                          ; D9 C9                [8086,FPU]
7167 \c FXCH fpureg                   ; D9 C8+r              [8086,FPU]
7168 \c FXCH fpureg,ST0               ; D9 C8+r              [8086,FPU]
7169 \c FXCH ST0,fpureg               ; D9 C8+r              [8086,FPU]
7170
7171 \c{FXCH} exchanges \c{ST0} with a given FPU register. The no-operand
7172 form exchanges \c{ST0} with \c{ST1}.
7173
7174 \H{insFXRSTOR} \i\c{FXRSTOR}: Restore FP and MMXTM State and 
7175 Streaming SIMD Extension State
7176
7177 \c FXRSTOR memory           ; 0F,AE,/1               [P6,SSE,FPU] 
7178
7179 \c{FXRSTOR}The FXRSTOR instruction reloads the FP and MMXTM technology
7180 state, and the Streaming SIMD Extension state (environment and registers),
7181 from the memory area defined by m512byte. This data should have been
7182 written by a previous FXSAVE.
7183
7184
7185 \H{insFXSAVE} \i\c{FXSAVE}: Store FP and MMXTM State
7186  and Streaming SIMD
7187
7188 \c FXSAVE memory           ; 0F,AE,/0         [P6,SSE,FPU] 
7189
7190
7191 \c{FXSAVE}The FXSAVE instruction writes the current FP and
7192  MMXTM technology state, and Streaming SIMD Extension state
7193  (environment and registers), to the specified destination
7194  defined by m512byte. It does this without checking for pending
7195  unmasked floating-point exceptions (similar to the operation of
7196  FNSAVE). Unlike the FSAVE/FNSAVE instructions, the processor
7197 retains the contents of the FP and MMXTM technology state and
7198  Streaming SIMD Extension state in the processor after the state
7199  has been saved. This instruction has been optimized to maximize
7200  floating-point save performance.
7201
7202
7203 \H{insFXTRACT} \i\c{FXTRACT}: Extract Exponent and Significand
7204
7205 \c FXTRACT                       ; D9 F4                [8086,FPU]
7206
7207 \c{FXTRACT} separates the number in \c{ST0} into its exponent and
7208 significand (mantissa), stores the exponent back into \c{ST0}, and
7209 then pushes the significand on the register stack (so that the
7210 significand ends up in \c{ST0}, and the exponent in \c{ST1}).
7211
7212 \H{insFYL2X} \i\c{FYL2X}, \i\c{FYL2XP1}: Compute Y times Log2(X) or Log2(X+1)
7213
7214 \c FYL2X                         ; D9 F1                [8086,FPU]
7215 \c FYL2XP1                       ; D9 F9                [8086,FPU]
7216
7217 \c{FYL2X} multiplies \c{ST1} by the base-2 logarithm of \c{ST0},
7218 stores the result in \c{ST1}, and pops the register stack (so that
7219 the result ends up in \c{ST0}). \c{ST0} must be non-zero and
7220 positive.
7221
7222 \c{FYL2XP1} works the same way, but replacing the base-2 log of
7223 \c{ST0} with that of \c{ST0} plus one. This time, \c{ST0} must have
7224 magnitude no greater than 1 minus half the square root of two.
7225
7226 \H{insHLT} \i\c{HLT}: Halt Processor
7227
7228 \c HLT                           ; F4                   [8086]
7229
7230 \c{HLT} puts the processor into a halted state, where it will
7231 perform no more operations until restarted by an interrupt or a
7232 reset.
7233
7234 \H{insIBTS} \i\c{IBTS}: Insert Bit String
7235
7236 \c IBTS r/m16,reg16              ; o16 0F A7 /r         [386,UNDOC]
7237 \c IBTS r/m32,reg32              ; o32 0F A7 /r         [386,UNDOC]
7238
7239 No clear documentation seems to be available for this instruction:
7240 the best I've been able to find reads `Takes a string of bits from
7241 the second operand and puts them in the first operand'. It is
7242 present only in early 386 processors, and conflicts with the opcodes
7243 for \c{CMPXCHG486}. NASM supports it only for completeness. Its
7244 counterpart is \c{XBTS} (see \k{insXBTS}).
7245
7246 \H{insIDIV} \i\c{IDIV}: Signed Integer Divide
7247
7248 \c IDIV r/m8                     ; F6 /7                [8086]
7249 \c IDIV r/m16                    ; o16 F7 /7            [8086]
7250 \c IDIV r/m32                    ; o32 F7 /7            [386]
7251
7252 \c{IDIV} performs signed integer division. The explicit operand
7253 provided is the divisor; the dividend and destination operands are
7254 implicit, in the following way:
7255
7256 \b For \c{IDIV r/m8}, \c{AX} is divided by the given operand; the
7257 quotient is stored in \c{AL} and the remainder in \c{AH}.
7258
7259 \b For \c{IDIV r/m16}, \c{DX:AX} is divided by the given operand; the
7260 quotient is stored in \c{AX} and the remainder in \c{DX}.
7261
7262 \b For \c{IDIV r/m32}, \c{EDX:EAX} is divided by the given operand;
7263 the quotient is stored in \c{EAX} and the remainder in \c{EDX}.
7264
7265 Unsigned integer division is performed by the \c{DIV} instruction:
7266 see \k{insDIV}.
7267
7268 \H{insIMUL} \i\c{IMUL}: Signed Integer Multiply
7269
7270 \c IMUL r/m8                     ; F6 /5                [8086]
7271 \c IMUL r/m16                    ; o16 F7 /5            [8086]
7272 \c IMUL r/m32                    ; o32 F7 /5            [386]
7273
7274 \c IMUL reg16,r/m16              ; o16 0F AF /r         [386]
7275 \c IMUL reg32,r/m32              ; o32 0F AF /r         [386]
7276
7277 \c IMUL reg16,imm8               ; o16 6B /r ib         [286]
7278 \c IMUL reg16,imm16              ; o16 69 /r iw         [286]
7279 \c IMUL reg32,imm8               ; o32 6B /r ib         [386]
7280 \c IMUL reg32,imm32              ; o32 69 /r id         [386]
7281
7282 \c IMUL reg16,r/m16,imm8         ; o16 6B /r ib         [286]
7283 \c IMUL reg16,r/m16,imm16        ; o16 69 /r iw         [286]
7284 \c IMUL reg32,r/m32,imm8         ; o32 6B /r ib         [386]
7285 \c IMUL reg32,r/m32,imm32        ; o32 69 /r id         [386]
7286
7287 \c{IMUL} performs signed integer multiplication. For the
7288 single-operand form, the other operand and destination are implicit,
7289 in the following way:
7290
7291 \b For \c{IMUL r/m8}, \c{AL} is multiplied by the given operand; the
7292 product is stored in \c{AX}.
7293
7294 \b For \c{IMUL r/m16}, \c{AX} is multiplied by the given operand;
7295 the product is stored in \c{DX:AX}.
7296
7297 \b For \c{IMUL r/m32}, \c{EAX} is multiplied by the given operand;
7298 the product is stored in \c{EDX:EAX}.
7299
7300 The two-operand form multiplies its two operands and stores the
7301 result in the destination (first) operand. The three-operand form
7302 multiplies its last two operands and stores the result in the first
7303 operand.
7304
7305 The two-operand form is in fact a shorthand for the three-operand
7306 form, as can be seen by examining the opcode descriptions: in the
7307 two-operand form, the code \c{/r} takes both its register and
7308 \c{r/m} parts from the same operand (the first one).
7309
7310 In the forms with an 8-bit immediate operand and another longer
7311 source operand, the immediate operand is considered to be signed,
7312 and is sign-extended to the length of the other source operand. In
7313 these cases, the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to
7314 generate this form of the instruction.
7315
7316 Unsigned integer multiplication is performed by the \c{MUL}
7317 instruction: see \k{insMUL}.
7318
7319 \H{insIN} \i\c{IN}: Input from I/O Port
7320
7321 \c IN AL,imm8                    ; E4 ib                [8086]
7322 \c IN AX,imm8                    ; o16 E5 ib            [8086]
7323 \c IN EAX,imm8                   ; o32 E5 ib            [386]
7324 \c IN AL,DX                      ; EC                   [8086]
7325 \c IN AX,DX                      ; o16 ED               [8086]
7326 \c IN EAX,DX                     ; o32 ED               [386]
7327
7328 \c{IN} reads a byte, word or doubleword from the specified I/O port,
7329 and stores it in the given destination register. The port number may
7330 be specified as an immediate value if it is between 0 and 255, and
7331 otherwise must be stored in \c{DX}. See also \c{OUT} (\k{insOUT}).
7332
7333 \H{insINC} \i\c{INC}: Increment Integer
7334
7335 \c INC reg16                     ; o16 40+r             [8086]
7336 \c INC reg32                     ; o32 40+r             [386]
7337 \c INC r/m8                      ; FE /0                [8086]
7338 \c INC r/m16                     ; o16 FF /0            [8086]
7339 \c INC r/m32                     ; o32 FF /0            [386]
7340
7341 \c{INC} adds 1 to its operand. It does \e{not} affect the carry
7342 flag: to affect the carry flag, use \c{ADD something,1} (see
7343 \k{insADD}). See also \c{DEC} (\k{insDEC}).
7344
7345 \H{insINSB} \i\c{INSB}, \i\c{INSW}, \i\c{INSD}: Input String from I/O Port
7346
7347 \c INSB                          ; 6C                   [186]
7348 \c INSW                          ; o16 6D               [186]
7349 \c INSD                          ; o32 6D               [386]
7350
7351 \c{INSB} inputs a byte from the I/O port specified in \c{DX} and
7352 stores it at \c{[ES:DI]} or \c{[ES:EDI]}. It then increments or
7353 decrements (depending on the direction flag: increments if the flag
7354 is clear, decrements if it is set) \c{DI} or \c{EDI}.
7355
7356 The register used is \c{DI} if the address size is 16 bits, and
7357 \c{EDI} if it is 32 bits. If you need to use an address size not
7358 equal to the current \c{BITS} setting, you can use an explicit
7359 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
7360
7361 Segment override prefixes have no effect for this instruction: the
7362 use of \c{ES} for the load from \c{[DI]} or \c{[EDI]} cannot be
7363 overridden.
7364
7365 \c{INSW} and \c{INSD} work in the same way, but they input a word or
7366 a doubleword instead of a byte, and increment or decrement the
7367 addressing register by 2 or 4 instead of 1.
7368
7369 The \c{REP} prefix may be used to repeat the instruction \c{CX} (or
7370 \c{ECX} - again, the address size chooses which) times.
7371
7372 See also \c{OUTSB}, \c{OUTSW} and \c{OUTSD} (\k{insOUTSB}).
7373
7374 \H{insINT} \i\c{INT}: Software Interrupt
7375
7376 \c INT imm8                      ; CD ib                [8086]
7377
7378 \c{INT} causes a software interrupt through a specified vector
7379 number from 0 to 255.
7380
7381 The code generated by the \c{INT} instruction is always two bytes
7382 long: although there are short forms for some \c{INT} instructions,
7383 NASM does not generate them when it sees the \c{INT} mnemonic. In
7384 order to generate single-byte breakpoint instructions, use the
7385 \c{INT3} or \c{INT1} instructions (see \k{insINT1}) instead.
7386
7387 \H{insINT1} \i\c{INT3}, \i\c{INT1}, \i\c{ICEBP}, \i\c{INT01}: Breakpoints
7388
7389 \c INT1                          ; F1                   [P6]
7390 \c ICEBP                         ; F1                   [P6]
7391 \c INT01                         ; F1                   [P6]
7392
7393 \c INT3                          ; CC                   [8086]
7394
7395 \c{INT1} and \c{INT3} are short one-byte forms of the instructions
7396 \c{INT 1} and \c{INT 3} (see \k{insINT}). They perform a similar
7397 function to their longer counterparts, but take up less code space.
7398 They are used as breakpoints by debuggers.
7399
7400 \c{INT1}, and its alternative synonyms \c{INT01} and \c{ICEBP}, is
7401 an instruction used by in-circuit emulators (ICEs). It is present,
7402 though not documented, on some processors down to the 286, but is
7403 only documented for the Pentium Pro. \c{INT3} is the instruction
7404 normally used as a breakpoint by debuggers.
7405
7406 \c{INT3} is not precisely equivalent to \c{INT 3}: the short form,
7407 since it is designed to be used as a breakpoint, bypasses the normal
7408 IOPL checks in virtual-8086 mode, and also does not go through
7409 interrupt redirection.
7410
7411 \H{insINTO} \i\c{INTO}: Interrupt if Overflow
7412
7413 \c INTO                          ; CE                   [8086]
7414
7415 \c{INTO} performs an \c{INT 4} software interrupt (see \k{insINT})
7416 if and only if the overflow flag is set.
7417
7418 \H{insINVD} \i\c{INVD}: Invalidate Internal Caches
7419
7420 \c INVD                          ; 0F 08                [486]
7421
7422 \c{INVD} invalidates and empties the processor's internal caches,
7423 and causes the processor to instruct external caches to do the same.
7424 It does not write the contents of the caches back to memory first:
7425 any modified data held in the caches will be lost. To write the data
7426 back first, use \c{WBINVD} (\k{insWBINVD}).
7427
7428 \H{insINVLPG} \i\c{INVLPG}: Invalidate TLB Entry
7429
7430 \c INVLPG mem                    ; 0F 01 /0             [486]
7431
7432 \c{INVLPG} invalidates the translation lookahead buffer (TLB) entry
7433 associated with the supplied memory address.
7434
7435 \H{insIRET} \i\c{IRET}, \i\c{IRETW}, \i\c{IRETD}: Return from Interrupt
7436
7437 \c IRET                          ; CF                   [8086]
7438 \c IRETW                         ; o16 CF               [8086]
7439 \c IRETD                         ; o32 CF               [386]
7440
7441 \c{IRET} returns from an interrupt (hardware or software) by means
7442 of popping \c{IP} (or \c{EIP}), \c{CS} and the flags off the stack
7443 and then continuing execution from the new \c{CS:IP}.
7444
7445 \c{IRETW} pops \c{IP}, \c{CS} and the flags as 2 bytes each, taking
7446 6 bytes off the stack in total. \c{IRETD} pops \c{EIP} as 4 bytes,
7447 pops a further 4 bytes of which the top two are discarded and the
7448 bottom two go into \c{CS}, and pops the flags as 4 bytes as well,
7449 taking 12 bytes off the stack.
7450
7451 \c{IRET} is a shorthand for either \c{IRETW} or \c{IRETD}, depending
7452 on the default \c{BITS} setting at the time.
7453
7454 \H{insJCXZ} \i\c{JCXZ}, \i\c{JECXZ}: Jump if CX/ECX Zero
7455
7456 \c JCXZ imm                      ; a16 E3 rb            [8086]
7457 \c JECXZ imm                     ; a32 E3 rb            [386]
7458
7459 \c{JCXZ} performs a short jump (with maximum range 128 bytes) if and
7460 only if the contents of the \c{CX} register is 0. \c{JECXZ} does the
7461 same thing, but with \c{ECX}.
7462
7463 \H{insJMP} \i\c{JMP}: Jump
7464
7465 \c JMP imm                       ; E9 rw/rd             [8086]
7466 \c JMP SHORT imm                 ; EB rb                [8086]
7467 \c JMP imm:imm16                 ; o16 EA iw iw         [8086]
7468 \c JMP imm:imm32                 ; o32 EA id iw         [386]
7469 \c JMP FAR mem                   ; o16 FF /5            [8086]
7470 \c JMP FAR mem                   ; o32 FF /5            [386]
7471 \c JMP r/m16                     ; o16 FF /4            [8086]
7472 \c JMP r/m32                     ; o32 FF /4            [386]
7473
7474 \c{JMP} jumps to a given address. The address may be specified as an
7475 absolute segment and offset, or as a relative jump within the
7476 current segment.
7477
7478 \c{JMP SHORT imm} has a maximum range of 128 bytes, since the
7479 displacement is specified as only 8 bits, but takes up less code
7480 space. NASM does not choose when to generate \c{JMP SHORT} for you:
7481 you must explicitly code \c{SHORT} every time you want a short jump.
7482
7483 You can choose between the two immediate \i{far jump} forms (\c{JMP
7484 imm:imm}) by the use of the \c{WORD} and \c{DWORD} keywords: \c{JMP
7485 WORD 0x1234:0x5678}) or \c{JMP DWORD 0x1234:0x56789abc}.
7486
7487 The \c{JMP FAR mem} forms execute a far jump by loading the
7488 destination address out of memory. The address loaded consists of 16
7489 or 32 bits of offset (depending on the operand size), and 16 bits of
7490 segment. The operand size may be overridden using \c{JMP WORD FAR
7491 mem} or \c{JMP DWORD FAR mem}.
7492
7493 The \c{JMP r/m} forms execute a \i{near jump} (within the same
7494 segment), loading the destination address out of memory or out of a
7495 register. The keyword \c{NEAR} may be specified, for clarity, in
7496 these forms, but is not necessary. Again, operand size can be
7497 overridden using \c{JMP WORD mem} or \c{JMP DWORD mem}.
7498
7499 As a convenience, NASM does not require you to jump to a far symbol
7500 by coding the cumbersome \c{JMP SEG routine:routine}, but instead
7501 allows the easier synonym \c{JMP FAR routine}.
7502
7503 The \c{CALL r/m} forms given above are near calls; NASM will accept
7504 the \c{NEAR} keyword (e.g. \c{CALL NEAR [address]}), even though it
7505 is not strictly necessary.
7506
7507 \H{insJcc} \i\c{Jcc}: Conditional Branch
7508
7509 \c Jcc imm                       ; 70+cc rb             [8086]
7510 \c Jcc NEAR imm                  ; 0F 80+cc rw/rd       [386]
7511
7512 The \i{conditional jump} instructions execute a near (same segment)
7513 jump if and only if their conditions are satisfied. For example,
7514 \c{JNZ} jumps only if the zero flag is not set.
7515
7516 The ordinary form of the instructions has only a 128-byte range; the
7517 \c{NEAR} form is a 386 extension to the instruction set, and can
7518 span the full size of a segment. NASM will not override your choice
7519 of jump instruction: if you want \c{Jcc NEAR}, you have to use the
7520 \c{NEAR} keyword.
7521
7522 The \c{SHORT} keyword is allowed on the first form of the
7523 instruction, for clarity, but is not necessary.
7524
7525 \H{insLAHF} \i\c{LAHF}: Load AH from Flags
7526
7527 \c LAHF                          ; 9F                   [8086]
7528
7529 \c{LAHF} sets the \c{AH} register according to the contents of the
7530 low byte of the flags word. See also \c{SAHF} (\k{insSAHF}).
7531
7532 \H{insLAR} \i\c{LAR}: Load Access Rights
7533
7534 \c LAR reg16,r/m16               ; o16 0F 02 /r         [286,PRIV]
7535 \c LAR reg32,r/m32               ; o32 0F 02 /r         [286,PRIV]
7536
7537 \c{LAR} takes the segment selector specified by its source (second)
7538 operand, finds the corresponding segment descriptor in the GDT or
7539 LDT, and loads the access-rights byte of the descriptor into its
7540 destination (first) operand.
7541
7542 \H{insLDS} \i\c{LDS}, \i\c{LES}, \i\c{LFS}, \i\c{LGS}, \i\c{LSS}: Load Far Pointer
7543
7544 \c LDS reg16,mem                 ; o16 C5 /r            [8086]
7545 \c LDS reg32,mem                 ; o32 C5 /r            [8086]
7546
7547 \c LES reg16,mem                 ; o16 C4 /r            [8086]
7548 \c LES reg32,mem                 ; o32 C4 /r            [8086]
7549
7550 \c LFS reg16,mem                 ; o16 0F B4 /r         [386]
7551 \c LFS reg32,mem                 ; o32 0F B4 /r         [386]
7552
7553 \c LGS reg16,mem                 ; o16 0F B5 /r         [386]
7554 \c LGS reg32,mem                 ; o32 0F B5 /r         [386]
7555
7556 \c LSS reg16,mem                 ; o16 0F B2 /r         [386]
7557 \c LSS reg32,mem                 ; o32 0F B2 /r         [386]
7558
7559 These instructions load an entire far pointer (16 or 32 bits of
7560 offset, plus 16 bits of segment) out of memory in one go. \c{LDS},
7561 for example, loads 16 or 32 bits from the given memory address into
7562 the given register (depending on the size of the register), then
7563 loads the \e{next} 16 bits from memory into \c{DS}. \c{LES},
7564 \c{LFS}, \c{LGS} and \c{LSS} work in the same way but use the other
7565 segment registers.
7566
7567
7568 \H{insLDMXCSR} \i\c{LDMXCSR}: Load Streaming SIMD Extension
7569  Control/Status
7570
7571 \c LDMXCSR memory           ; 0F,AE,/2            [KATMAI,SSE,SD]
7572
7573 \c{LDMXCSR} The MXCSR control/status register is used to enable
7574  masked/unmasked exception handling, to set rounding modes, to
7575   set flush-to-zero mode, and to view exception status flags.
7576
7577
7578 \H{insLEA} \i\c{LEA}: Load Effective Address
7579
7580 \c LEA reg16,mem                 ; o16 8D /r            [8086]
7581 \c LEA reg32,mem                 ; o32 8D /r            [8086]
7582
7583 \c{LEA}, despite its syntax, does not access memory. It calculates
7584 the effective address specified by its second operand as if it were
7585 going to load or store data from it, but instead it stores the
7586 calculated address into the register specified by its first operand.
7587 This can be used to perform quite complex calculations (e.g. \c{LEA
7588 EAX,[EBX+ECX*4+100]}) in one instruction.
7589
7590 \c{LEA}, despite being a purely arithmetic instruction which
7591 accesses no memory, still requires square brackets around its second
7592 operand, as if it were a memory reference.
7593
7594 \H{insLEAVE} \i\c{LEAVE}: Destroy Stack Frame
7595
7596 \c LEAVE                         ; C9                   [186]
7597
7598 \c{LEAVE} destroys a stack frame of the form created by the
7599 \c{ENTER} instruction (see \k{insENTER}). It is functionally
7600 equivalent to \c{MOV ESP,EBP} followed by \c{POP EBP} (or \c{MOV
7601 SP,BP} followed by \c{POP BP} in 16-bit mode).
7602
7603 \H{insLGDT} \i\c{LGDT}, \i\c{LIDT}, \i\c{LLDT}: Load Descriptor Tables
7604
7605 \c LGDT mem                      ; 0F 01 /2             [286,PRIV]
7606 \c LIDT mem                      ; 0F 01 /3             [286,PRIV]
7607 \c LLDT r/m16                    ; 0F 00 /2             [286,PRIV]
7608
7609 \c{LGDT} and \c{LIDT} both take a 6-byte memory area as an operand:
7610 they load a 32-bit linear address and a 16-bit size limit from that
7611 area (in the opposite order) into the GDTR (global descriptor table
7612 register) or IDTR (interrupt descriptor table register). These are
7613 the only instructions which directly use \e{linear} addresses,
7614 rather than segment/offset pairs.
7615
7616 \c{LLDT} takes a segment selector as an operand. The processor looks
7617 up that selector in the GDT and stores the limit and base address
7618 given there into the LDTR (local descriptor table register).
7619
7620 See also \c{SGDT}, \c{SIDT} and \c{SLDT} (\k{insSGDT}).
7621
7622 \H{insLMSW} \i\c{LMSW}: Load/Store Machine Status Word
7623
7624 \c LMSW r/m16                    ; 0F 01 /6             [286,PRIV]
7625
7626 \c{LMSW} loads the bottom four bits of the source operand into the
7627 bottom four bits of the \c{CR0} control register (or the Machine
7628 Status Word, on 286 processors). See also \c{SMSW} (\k{insSMSW}).
7629
7630 \H{insLOADALL} \i\c{LOADALL}, \i\c{LOADALL286}: Load Processor State
7631
7632 \c LOADALL                       ; 0F 07                [386,UNDOC]
7633 \c LOADALL286                    ; 0F 05                [286,UNDOC]
7634
7635 This instruction, in its two different-opcode forms, is apparently
7636 supported on most 286 processors, some 386 and possibly some 486.
7637 The opcode differs between the 286 and the 386.
7638
7639 The function of the instruction is to load all information relating
7640 to the state of the processor out of a block of memory: on the 286,
7641 this block is located implicitly at absolute address \c{0x800}, and
7642 on the 386 and 486 it is at \c{[ES:EDI]}.
7643
7644 \H{insLODSB} \i\c{LODSB}, \i\c{LODSW}, \i\c{LODSD}: Load from String
7645
7646 \c LODSB                         ; AC                   [8086]
7647 \c LODSW                         ; o16 AD               [8086]
7648 \c LODSD                         ; o32 AD               [386]
7649
7650 \c{LODSB} loads a byte from \c{[DS:SI]} or \c{[DS:ESI]} into \c{AL}.
7651 It then increments or decrements (depending on the direction flag:
7652 increments if the flag is clear, decrements if it is set) \c{SI} or
7653 \c{ESI}.
7654
7655 The register used is \c{SI} if the address size is 16 bits, and
7656 \c{ESI} if it is 32 bits. If you need to use an address size not
7657 equal to the current \c{BITS} setting, you can use an explicit
7658 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
7659
7660 The segment register used to load from \c{[SI]} or \c{[ESI]} can be
7661 overridden by using a segment register name as a prefix (for
7662 example, \c{es lodsb}).
7663
7664 \c{LODSW} and \c{LODSD} work in the same way, but they load a
7665 word or a doubleword instead of a byte, and increment or decrement
7666 the addressing registers by 2 or 4 instead of 1.
7667
7668 \H{insLOOP} \i\c{LOOP}, \i\c{LOOPE}, \i\c{LOOPZ}, \i\c{LOOPNE}, \i\c{LOOPNZ}: Loop with Counter
7669
7670 \c LOOP imm                      ; E2 rb                [8086]
7671 \c LOOP imm,CX                   ; a16 E2 rb            [8086]
7672 \c LOOP imm,ECX                  ; a32 E2 rb            [386]
7673
7674 \c LOOPE imm                     ; E1 rb                [8086]
7675 \c LOOPE imm,CX                  ; a16 E1 rb            [8086]
7676 \c LOOPE imm,ECX                 ; a32 E1 rb            [386]
7677 \c LOOPZ imm                     ; E1 rb                [8086]
7678 \c LOOPZ imm,CX                  ; a16 E1 rb            [8086]
7679 \c LOOPZ imm,ECX                 ; a32 E1 rb            [386]
7680
7681 \c LOOPNE imm                    ; E0 rb                [8086]
7682 \c LOOPNE imm,CX                 ; a16 E0 rb            [8086]
7683 \c LOOPNE imm,ECX                ; a32 E0 rb            [386]
7684 \c LOOPNZ imm                    ; E0 rb                [8086]
7685 \c LOOPNZ imm,CX                 ; a16 E0 rb            [8086]
7686 \c LOOPNZ imm,ECX                ; a32 E0 rb            [386]
7687
7688 \c{LOOP} decrements its counter register (either \c{CX} or \c{ECX} -
7689 if one is not specified explicitly, the \c{BITS} setting dictates
7690 which is used) by one, and if the counter does not become zero as a
7691 result of this operation, it jumps to the given label. The jump has
7692 a range of 128 bytes.
7693
7694 \c{LOOPE} (or its synonym \c{LOOPZ}) adds the additional condition
7695 that it only jumps if the counter is nonzero \e{and} the zero flag
7696 is set. Similarly, \c{LOOPNE} (and \c{LOOPNZ}) jumps only if the
7697 counter is nonzero and the zero flag is clear.
7698
7699 \H{insLSL} \i\c{LSL}: Load Segment Limit
7700
7701 \c LSL reg16,r/m16               ; o16 0F 03 /r         [286,PRIV]
7702 \c LSL reg32,r/m32               ; o32 0F 03 /r         [286,PRIV]
7703
7704 \c{LSL} is given a segment selector in its source (second) operand;
7705 it computes the segment limit value by loading the segment limit
7706 field from the associated segment descriptor in the GDT or LDT.
7707 (This involves shifting left by 12 bits if the segment limit is
7708 page-granular, and not if it is byte-granular; so you end up with a
7709 byte limit in either case.) The segment limit obtained is then
7710 loaded into the destination (first) operand.
7711
7712 \H{insLTR} \i\c{LTR}: Load Task Register
7713
7714 \c LTR r/m16                     ; 0F 00 /3             [286,PRIV]
7715
7716 \c{LTR} looks up the segment base and limit in the GDT or LDT
7717 descriptor specified by the segment selector given as its operand,
7718 and loads them into the Task Register.
7719
7720
7721 \H{insMASKMOVQ} \i\c{MASKMOVQ}: Byte Mask Write
7722
7723 \c MASKMOVQ mmxreg,mmxreg        ; 0F,F7,/r        [KATMAI,MMX] 
7724
7725 \c{MASKMOVQ} Data is stored from the mm1 register to the location
7726  specified by the di/edi register (using DS segment). The size
7727  of the store depends on the address-size attribute. The most
7728  significant bit in each byte of the mask register mm2 is used
7729  to selectively write the data (0 = no write, 1 = write) on a
7730  per-byte basis.
7731
7732
7733 \H{insMAXPS} \i\c{MAXPS}: Packed Single-FP Maximum
7734
7735 \c MAXPS xmmreg,memory           ; 0F,5F,/r   [KATMAI,SSE] 
7736 \c MAXPS xmmreg,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
7737
7738 \c{MAXPS}The MAXPS instruction returns the maximum SP FP numbers
7739  from XMM1 and XMM2/Mem.If the values being compared are both
7740  zeroes, source2 (xmm2/m128) would be returned. If source2
7741  (xmm2/m128) is an sNaN, this sNaN is forwarded unchanged
7742  to the destination (i.e., a quieted version of the sNaN
7743  is not returned).
7744
7745
7746 \H{insMAXSS} \i\c{MAXSS}: Scalar Single-FP Maximum
7747
7748 \c MAXSS xmmreg,memory           ; F3,0F,5F,/r  [KATMAI,SSE] 
7749 \c MAXSS xmmreg,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
7750
7751 \c{MAXSS}The MAXSS instruction returns the maximum SP FP number
7752  from the lower SP FP numbers of XMM1 and XMM2/Mem; the upper
7753  three fields are passed through from xmm1. If the values being
7754  compared are both zeroes, source2 (xmm2/m128) will be returned.
7755  If source2 (xmm2/m128) is an sNaN, this sNaN is forwarded
7756  unchanged to the destination (i.e., a quieted version of the
7757  sNaN is not returned).
7758
7759
7760 \H{insMINPS} \i\c{MINPS}: Packed Single-FP Minimum
7761
7762 \c MINPS xmmreg,memory           ; 0F,5D,/r   [KATMAI,SSE] 
7763 \c MINPS xmmreg,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
7764
7765 \c{MINPS} The MINPS instruction returns the minimum SP FP
7766  numbers from XMM1 and XMM2/Mem. If the values being compared
7767  are both zeroes, source2 (xmm2/m128) would be returned. If
7768  source2 (xmm2/m128) is an sNaN, this sNaN is forwarded unchanged
7769  to the destination (i.e., a quieted version of the sNaN is
7770  not returned).
7771
7772
7773 \H{insMINSS} \i\c{MINSS}: Scalar Single-FP Minimum
7774
7775 \c MINSS xmmreg,memory           ; F3,0F,5D,/r [KATMAI,SSE] 
7776 \c MINSS xmmreg,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
7777
7778 \c{MINSS} The MINSS instruction returns the minimum SP FP number
7779  from the lower SP FP numbers from XMM1 and XMM2/Mem; the upper
7780  three fields are passed through from xmm1. If the values being
7781  compared are both zeroes, source2 (xmm2/m128) would be returned.
7782  If source2 (xmm2/m128) is an sNaN, this sNaN is forwarded
7783  unchanged to the destination (i.e., a quieted version of the
7784  sNaN is not returned).
7785
7786
7787 \H{insMOV} \i\c{MOV}: Move Data
7788
7789 \c MOV r/m8,reg8                 ; 88 /r                [8086]
7790 \c MOV r/m16,reg16               ; o16 89 /r            [8086]
7791 \c MOV r/m32,reg32               ; o32 89 /r            [386]
7792 \c MOV reg8,r/m8                 ; 8A /r                [8086]
7793 \c MOV reg16,r/m16               ; o16 8B /r            [8086]
7794 \c MOV reg32,r/m32               ; o32 8B /r            [386]
7795
7796 \c MOV reg8,imm8                 ; B0+r ib              [8086]
7797 \c MOV reg16,imm16               ; o16 B8+r iw          [8086]
7798 \c MOV reg32,imm32               ; o32 B8+r id          [386]
7799 \c MOV r/m8,imm8                 ; C6 /0 ib             [8086]
7800 \c MOV r/m16,imm16               ; o16 C7 /0 iw         [8086]
7801 \c MOV r/m32,imm32               ; o32 C7 /0 id         [386]
7802
7803 \c MOV AL,memoffs8               ; A0 ow/od             [8086]
7804 \c MOV AX,memoffs16              ; o16 A1 ow/od         [8086]
7805 \c MOV EAX,memoffs32             ; o32 A1 ow/od         [386]
7806 \c MOV memoffs8,AL               ; A2 ow/od             [8086]
7807 \c MOV memoffs16,AX              ; o16 A3 ow/od         [8086]
7808 \c MOV memoffs32,EAX             ; o32 A3 ow/od         [386]
7809
7810 \c MOV r/m16,segreg              ; o16 8C /r            [8086]
7811 \c MOV r/m32,segreg              ; o32 8C /r            [386]
7812 \c MOV segreg,r/m16              ; o16 8E /r            [8086]
7813 \c MOV segreg,r/m32              ; o32 8E /r            [386]
7814
7815 \c MOV reg32,CR0/2/3/4           ; 0F 20 /r             [386]
7816 \c MOV reg32,DR0/1/2/3/6/7       ; 0F 21 /r             [386]
7817 \c MOV reg32,TR3/4/5/6/7         ; 0F 24 /r             [386]
7818 \c MOV CR0/2/3/4,reg32           ; 0F 22 /r             [386]
7819 \c MOV DR0/1/2/3/6/7,reg32       ; 0F 23 /r             [386]
7820 \c MOV TR3/4/5/6/7,reg32         ; 0F 26 /r             [386]
7821
7822 \c{MOV} copies the contents of its source (second) operand into its
7823 destination (first) operand.
7824
7825 In all forms of the \c{MOV} instruction, the two operands are the
7826 same size, except for moving between a segment register and an
7827 \c{r/m32} operand. These instructions are treated exactly like the
7828 corresponding 16-bit equivalent (so that, for example, \c{MOV
7829 DS,EAX} functions identically to \c{MOV DS,AX} but saves a prefix
7830 when in 32-bit mode), except that when a segment register is moved
7831 into a 32-bit destination, the top two bytes of the result are
7832 undefined.
7833
7834 \c{MOV} may not use \c{CS} as a destination.
7835
7836 \c{CR4} is only a supported register on the Pentium and above.
7837
7838 \H{insMOVAPS} \i\c{MOVAPS}: Move Aligned Four Packed Single-FP
7839
7840 \c MOVAPS xmmreg,memory           ; 0F,28,/r     [KATMAI,SSE] 
7841 \c MOVAPS memory,xmmreg           ; 0F,29,/r     [KATMAI,SSE] 
7842 \c MOVAPS xmmreg,xmmreg           ; ??           [KATMAI,SSE] 
7843 \c MOVAPS xmmreg,xmmreg           ; ??           [KATMAI,SSE] 
7844
7845 \c{MOVAPS} The linear address corresponds to the address of the
7846  least-significant byte of the referenced memory data. When a
7847  memory address is indicated, the 16 bytes of data at memory
7848  location m128 are loaded or stored. When the register-register
7849  form of this operation is used, the content of the 128-bit
7850  source register is copied into the 128-bit destination register.
7851
7852
7853 \H{insMOVD} \i\c{MOVD}: Move Doubleword to/from MMX Register
7854
7855 \c MOVD mmxreg,r/m32             ; 0F 6E /r             [PENT,MMX]
7856 \c MOVD r/m32,mmxreg             ; 0F 7E /r             [PENT,MMX]
7857
7858 \c{MOVD} copies 32 bits from its source (second) operand into its
7859 destination (first) operand. When the destination is a 64-bit MMX
7860 register, the top 32 bits are set to zero.
7861
7862
7863 \H{insMOVHLPS} \i\c{MOVHLPS}: High to Low Packed Single-FP
7864
7865 \c MOVHLPS xmmreg,xmmreg         ; OF,12,/r         [KATMAI,SSE] 
7866
7867 \c{MOVHLPS} The upper 64-bits of the source register xmm2 are
7868  loaded into the lower 64-bits of the 128-bit register xmm1,
7869  and the upper 64-bits of xmm1 are left unchanged.
7870
7871
7872 \H{insMOVHPS} \i\c{MOVHPS}: Move High Packed Single-FP
7873
7874 \c MOVHPS xmmreg,memory           ; 0F,16,/r     [KATMAI,SSE] 
7875 \c MOVHPS memory,xmmreg           ; 0F,17,/r     [KATMAI,SSE] 
7876 \c MOVHPS xmmreg,xmmreg           ; ??        [KATMAI,SSE,ND] 
7877
7878 \c{MOVHPS} The linear address corresponds to the address of the
7879  least-significant byte of the referenced memory data. When the
7880  load form of this operation is used, m64 is loaded into the
7881  upper 64-bits of the 128-bit register xmm, and the lower 64-bits
7882  are left unchanged.
7883
7884
7885 \H{insMOVMSKPS} \i\c{MOVMSKPS}: Move Mask To Integer
7886
7887 \c MOVMSKPS reg32,xmmreg           ; 0F,50,/r     [KATMAI,SSE] 
7888
7889 \c{MOVMSKPS} The MOVMSKPS instruction returns to the integer
7890  register r32 a 4-bit mask formed of the most significant bits
7891  of each SP FP number of its operand.
7892
7893
7894 \H{insMOVNTPS} \i\c{MOVNTPS}: Move Aligned Four Packed Single-FP
7895  Non Temporal
7896
7897 \c MOVNTPS memory,xmmreg           ; 0F,2B, /r     [KATMAI,SSE] 
7898
7899 \c{MOVNTPS} The linear address corresponds to the address of the
7900  least-significant byte of the referenced memory data. This store
7901  instruction minimizes cache pollution.
7902
7903
7904 \H{insMOVNTQ} \i\c{MOVNTQ}: Move 64 Bits Non Temporal
7905
7906 \c MOVNTQ memory,mmxreg           ; 0F,E7,/r   [KATMAI,MMX,SM] 
7907
7908 \c{MOVNTQ} The linear address corresponds to the address of the
7909  least-significant byte of the referenced memory data. This store
7910  instruction minimizes cache pollution.
7911
7912
7913 \H{insMOVQ} \i\c{MOVQ}: Move Quadword to/from MMX Register
7914
7915 \c MOVQ mmxreg,r/m64             ; 0F 6F /r             [PENT,MMX]
7916 \c MOVQ r/m64,mmxreg             ; 0F 7F /r             [PENT,MMX]
7917
7918 \c{MOVQ} copies 64 bits from its source (second) operand into its
7919 destination (first) operand.
7920
7921
7922
7923 \H{insMOVSB} \i\c{MOVSB}, \i\c{MOVSW}, \i\c{MOVSD}: Move String
7924
7925 \c MOVSB                         ; A4                   [8086]
7926 \c MOVSW                         ; o16 A5               [8086]
7927 \c MOVSD                         ; o32 A5               [386]
7928
7929 \c{MOVSB} copies the byte at \c{[DS:SI]} or \c{[DS:ESI]} to
7930 \c{[ES:DI]} or \c{[ES:EDI]}. It then increments or decrements
7931 (depending on the direction flag: increments if the flag is clear,
7932 decrements if it is set) \c{SI} and \c{DI} (or \c{ESI} and \c{EDI}).
7933
7934 The registers used are \c{SI} and \c{DI} if the address size is 16
7935 bits, and \c{ESI} and \c{EDI} if it is 32 bits. If you need to use
7936 an address size not equal to the current \c{BITS} setting, you can
7937 use an explicit \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
7938
7939 The segment register used to load from \c{[SI]} or \c{[ESI]} can be
7940 overridden by using a segment register name as a prefix (for
7941 example, \c{es movsb}). The use of \c{ES} for the store to \c{[DI]}
7942 or \c{[EDI]} cannot be overridden.
7943
7944 \c{MOVSW} and \c{MOVSD} work in the same way, but they copy a word
7945 or a doubleword instead of a byte, and increment or decrement the
7946 addressing registers by 2 or 4 instead of 1.
7947
7948 The \c{REP} prefix may be used to repeat the instruction \c{CX} (or
7949 \c{ECX} - again, the address size chooses which) times.
7950
7951 \H{insMOVSS} \i\c{MOVSS}: Move Scalar Single-FP
7952
7953 \c MOVSS xmmreg,memory           ; F3,0F,10,/r [KATMAI,SSE] 
7954 \c MOVSS memory,xmmreg           ; F3,0F,11,/r [KATMAI,SSE] 
7955 \c MOVSS xmmreg,xmmreg           ; ??          [KATMAI,SSE] 
7956 \c MOVSS xmmreg,xmmreg           ; ??          [KATMAI,SSE] 
7957
7958 \c{MOVSS} The linear address corresponds to the address of
7959  the least-significant byte of the referenced memory data.
7960  When a memory address is indicated, the four bytes of data
7961  at memory location m32 are loaded or stored. When the load
7962  form of this operation is used, the 32 bits from memory are
7963  copied into the lower 32 bits of the 128-bit register xmm,
7964  the 96 most significant bits being cleared.
7965
7966
7967 \H{insMOVSX} \i\c{MOVSX}, \i\c{MOVZX}: Move Data with Sign or Zero Extend
7968
7969 \c MOVSX reg16,r/m8              ; o16 0F BE /r         [386]
7970 \c MOVSX reg32,r/m8              ; o32 0F BE /r         [386]
7971 \c MOVSX reg32,r/m16             ; o32 0F BF /r         [386]
7972
7973 \c MOVZX reg16,r/m8              ; o16 0F B6 /r         [386]
7974 \c MOVZX reg32,r/m8              ; o32 0F B6 /r         [386]
7975 \c MOVZX reg32,r/m16             ; o32 0F B7 /r         [386]
7976
7977 \c{MOVSX} sign-extends its source (second) operand to the length of
7978 its destination (first) operand, and copies the result into the
7979 destination operand. \c{MOVZX} does the same, but zero-extends
7980 rather than sign-extending.
7981
7982
7983 \H{insMOVUPS} \i\c{MOVUPS}: Move Unaligned Four Packed Single-FP
7984
7985 \c MOVUPS xmmreg,memory           ; 0F,10,/r    [KATMAI,SSE] 
7986 \c MOVUPS memory,xmmreg           ; 0F,11,/r    [KATMAI,SSE] 
7987 \c MOVUPS xmmreg,xmmreg           ; ??          [KATMAI,SSE] 
7988 \c MOVUPS xmmreg,xmmreg           ; ??          [KATMAI,SSE] 
7989
7990 \c{MOVUPS} The linear address corresponds to the address of the
7991  least-significant byte of the referenced memory data. When a
7992  memory address is indicated, the 16 bytes of data at memory
7993  location m128 are loaded to the 128-bit multimedia register
7994  xmm or stored from the 128-bit multimedia register xmm. When
7995  the register-register form of this operation is used, the content
7996  of the 128-bit source register is copied into 128-bit register
7997  xmm. No assumption is made about alignment.
7998
7999
8000 \H{insMUL} \i\c{MUL}: Unsigned Integer Multiply
8001
8002 \c MUL r/m8                      ; F6 /4                [8086]
8003 \c MUL r/m16                     ; o16 F7 /4            [8086]
8004 \c MUL r/m32                     ; o32 F7 /4            [386]
8005
8006 \c{MUL} performs unsigned integer multiplication. The other operand
8007 to the multiplication, and the destination operand, are implicit, in
8008 the following way:
8009
8010 \b For \c{MUL r/m8}, \c{AL} is multiplied by the given operand; the
8011 product is stored in \c{AX}.
8012
8013 \b For \c{MUL r/m16}, \c{AX} is multiplied by the given operand;
8014 the product is stored in \c{DX:AX}.
8015
8016 \b For \c{MUL r/m32}, \c{EAX} is multiplied by the given operand;
8017 the product is stored in \c{EDX:EAX}.
8018
8019 Signed integer multiplication is performed by the \c{IMUL}
8020 instruction: see \k{insIMUL}.
8021
8022 \H{insMULPS} \i\c{MULPS}: Packed Single-FP Multiply
8023
8024 \c MULPS xmmreg,memory           ; 0F,59,/r   [KATMAI,SSE] 
8025 \c MULPS xmmreg,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
8026
8027
8028 \c{MULPS} The MULPS instructions multiply the packed SP FP
8029  numbers of both their operands.
8030
8031
8032 \H{insMULSS} \i\c{MULSS}: Scalar Single-FP Multiply
8033
8034
8035 \c MULSS xmmreg,memory           ; F3,0F,59,/r [KATMAI,SSE] 
8036 \c MULSS xmmreg,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
8037
8038 \c{MULSS}The MULSS instructions multiply the lowest SP FP
8039  numbers of both their operands; the upper three fields
8040  are passed through from xmm1.
8041
8042
8043 \H{insNEG} \i\c{NEG}, \i\c{NOT}: Two's and One's Complement
8044
8045 \c NEG r/m8                      ; F6 /3                [8086]
8046 \c NEG r/m16                     ; o16 F7 /3            [8086]
8047 \c NEG r/m32                     ; o32 F7 /3            [386]
8048
8049 \c NOT r/m8                      ; F6 /2                [8086]
8050 \c NOT r/m16                     ; o16 F7 /2            [8086]
8051 \c NOT r/m32                     ; o32 F7 /2            [386]
8052
8053 \c{NEG} replaces the contents of its operand by the two's complement
8054 negation (invert all the bits and then add one) of the original
8055 value. \c{NOT}, similarly, performs one's complement (inverts all
8056 the bits).
8057
8058 \H{insNOP} \i\c{NOP}: No Operation
8059
8060 \c NOP                           ; 90                   [8086]
8061
8062 \c{NOP} performs no operation. Its opcode is the same as that
8063 generated by \c{XCHG AX,AX} or \c{XCHG EAX,EAX} (depending on the
8064 processor mode; see \k{insXCHG}).
8065
8066 \H{insOR} \i\c{OR}: Bitwise OR
8067
8068 \c OR r/m8,reg8                  ; 08 /r                [8086]
8069 \c OR r/m16,reg16                ; o16 09 /r            [8086]
8070 \c OR r/m32,reg32                ; o32 09 /r            [386]
8071
8072 \c OR reg8,r/m8                  ; 0A /r                [8086]
8073 \c OR reg16,r/m16                ; o16 0B /r            [8086]
8074 \c OR reg32,r/m32                ; o32 0B /r            [386]
8075
8076 \c OR r/m8,imm8                  ; 80 /1 ib             [8086]
8077 \c OR r/m16,imm16                ; o16 81 /1 iw         [8086]
8078 \c OR r/m32,imm32                ; o32 81 /1 id         [386]
8079
8080 \c OR r/m16,imm8                 ; o16 83 /1 ib         [8086]
8081 \c OR r/m32,imm8                 ; o32 83 /1 ib         [386]
8082
8083 \c OR AL,imm8                    ; 0C ib                [8086]
8084 \c OR AX,imm16                   ; o16 0D iw            [8086]
8085 \c OR EAX,imm32                  ; o32 0D id            [386]
8086
8087 \c{OR} performs a bitwise OR operation between its two operands
8088 (i.e. each bit of the result is 1 if and only if at least one of the
8089 corresponding bits of the two inputs was 1), and stores the result
8090 in the destination (first) operand.
8091
8092 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
8093 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
8094 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
8095 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
8096 form of the instruction.
8097
8098 The MMX instruction \c{POR} (see \k{insPOR}) performs the same
8099 operation on the 64-bit MMX registers.
8100
8101 \H{insORPS} \i\c{ORPS}: Bit-wise Logical OR for Single-FP Data
8102
8103 \c ORPS xmmreg,memory           ; 0F,56,/r    [KATMAI,SSE] 
8104 \c ORPS xmmreg,xmmreg           ; ??          [KATMAI,SSE] 
8105
8106 \c{ORPS} The ORPS instructions return a bit-wise logical
8107  OR between xmm1 and xmm2/mem.
8108
8109
8110 \H{insOUT} \i\c{OUT}: Output Data to I/O Port
8111
8112 \c OUT imm8,AL                   ; E6 ib                [8086]
8113 \c OUT imm8,AX                   ; o16 E7 ib            [8086]
8114 \c OUT imm8,EAX                  ; o32 E7 ib            [386]
8115 \c OUT DX,AL                     ; EE                   [8086]
8116 \c OUT DX,AX                     ; o16 EF               [8086]
8117 \c OUT DX,EAX                    ; o32 EF               [386]
8118
8119 \c{OUT} writes the contents of the given source register to the
8120 specified I/O port. The port number may be specified as an immediate
8121 value if it is between 0 and 255, and otherwise must be stored in
8122 \c{DX}. See also \c{IN} (\k{insIN}).
8123
8124 \H{insOUTSB} \i\c{OUTSB}, \i\c{OUTSW}, \i\c{OUTSD}: Output String to I/O Port
8125
8126 \c OUTSB                         ; 6E                   [186]
8127
8128 \c OUTSW                         ; o16 6F               [186]
8129
8130 \c OUTSD                         ; o32 6F               [386]
8131
8132 \c{OUTSB} loads a byte from \c{[DS:SI]} or \c{[DS:ESI]} and writes
8133 it to the I/O port specified in \c{DX}. It then increments or
8134 decrements (depending on the direction flag: increments if the flag
8135 is clear, decrements if it is set) \c{SI} or \c{ESI}.
8136
8137 The register used is \c{SI} if the address size is 16 bits, and
8138 \c{ESI} if it is 32 bits. If you need to use an address size not
8139 equal to the current \c{BITS} setting, you can use an explicit
8140 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
8141
8142 The segment register used to load from \c{[SI]} or \c{[ESI]} can be
8143 overridden by using a segment register name as a prefix (for
8144 example, \c{es outsb}).
8145
8146 \c{OUTSW} and \c{OUTSD} work in the same way, but they output a
8147 word or a doubleword instead of a byte, and increment or decrement
8148 the addressing registers by 2 or 4 instead of 1.
8149
8150 The \c{REP} prefix may be used to repeat the instruction \c{CX} (or
8151 \c{ECX} - again, the address size chooses which) times.
8152
8153 \H{insPACKSSDW} \i\c{PACKSSDW}, \i\c{PACKSSWB}, \i\c{PACKUSWB}: Pack Data
8154
8155 \c PACKSSDW mmxreg,r/m64         ; 0F 6B /r             [PENT,MMX]
8156 \c PACKSSWB mmxreg,r/m64         ; 0F 63 /r             [PENT,MMX]
8157 \c PACKUSWB mmxreg,r/m64         ; 0F 67 /r             [PENT,MMX]
8158
8159 All these instructions start by forming a notional 128-bit word by
8160 placing the source (second) operand on the left of the destination
8161 (first) operand. \c{PACKSSDW} then splits this 128-bit word into
8162 four doublewords, converts each to a word, and loads them side by
8163 side into the destination register; \c{PACKSSWB} and \c{PACKUSWB}
8164 both split the 128-bit word into eight words, converts each to a
8165 byte, and loads \e{those} side by side into the destination
8166 register.
8167
8168 \c{PACKSSDW} and \c{PACKSSWB} perform signed saturation when
8169 reducing the length of numbers: if the number is too large to fit
8170 into the reduced space, they replace it by the largest signed number
8171 (\c{7FFFh} or \c{7Fh}) that \e{will} fit, and if it is too small
8172 then they replace it by the smallest signed number (\c{8000h} or
8173 \c{80h}) that will fit. \c{PACKUSWB} performs unsigned saturation:
8174 it treats its input as unsigned, and replaces it by the largest
8175 unsigned number that will fit.
8176
8177 \H{insPADDB} \i\c{PADDxx}: MMX Packed Addition
8178
8179 \c PADDB mmxreg,r/m64            ; 0F FC /r             [PENT,MMX]
8180 \c PADDW mmxreg,r/m64            ; 0F FD /r             [PENT,MMX]
8181 \c PADDD mmxreg,r/m64            ; 0F FE /r             [PENT,MMX]
8182
8183 \c PADDSB mmxreg,r/m64           ; 0F EC /r             [PENT,MMX]
8184 \c PADDSW mmxreg,r/m64           ; 0F ED /r             [PENT,MMX]
8185
8186 \c PADDUSB mmxreg,r/m64          ; 0F DC /r             [PENT,MMX]
8187 \c PADDUSW mmxreg,r/m64          ; 0F DD /r             [PENT,MMX]
8188
8189 \c{PADDxx} all perform packed addition between their two 64-bit
8190 operands, storing the result in the destination (first) operand. The
8191 \c{PADDxB} forms treat the 64-bit operands as vectors of eight
8192 bytes, and add each byte individually; \c{PADDxW} treat the operands
8193 as vectors of four words; and \c{PADDD} treats its operands as
8194 vectors of two doublewords.
8195
8196 \c{PADDSB} and \c{PADDSW} perform signed saturation on the sum of
8197 each pair of bytes or words: if the result of an addition is too
8198 large or too small to fit into a signed byte or word result, it is
8199 clipped (saturated) to the largest or smallest value which \e{will}
8200 fit. \c{PADDUSB} and \c{PADDUSW} similarly perform unsigned
8201 saturation, clipping to \c{0FFh} or \c{0FFFFh} if the result is
8202 larger than that.
8203
8204 \H{insPADDSIW} \i\c{PADDSIW}: MMX Packed Addition to Implicit
8205 Destination
8206
8207 \c PADDSIW mmxreg,r/m64          ; 0F 51 /r             [CYRIX,MMX]
8208
8209 \c{PADDSIW}, specific to the Cyrix extensions to the MMX instruction
8210 set, performs the same function as \c{PADDSW}, except that the
8211 result is not placed in the register specified by the first operand,
8212 but instead in the register whose number differs from the first
8213 operand only in the last bit. So \c{PADDSIW MM0,MM2} would put the
8214 result in \c{MM1}, but \c{PADDSIW MM1,MM2} would put the result in
8215 \c{MM0}.
8216
8217 \H{insPAND} \i\c{PAND}, \i\c{PANDN}: MMX Bitwise AND and AND-NOT
8218
8219 \c PAND mmxreg,r/m64             ; 0F DB /r             [PENT,MMX]
8220 \c PANDN mmxreg,r/m64            ; 0F DF /r             [PENT,MMX]
8221
8222 \c{PAND} performs a bitwise AND operation between its two operands
8223 (i.e. each bit of the result is 1 if and only if the corresponding
8224 bits of the two inputs were both 1), and stores the result in the
8225 destination (first) operand.
8226
8227 \c{PANDN} performs the same operation, but performs a one's
8228 complement operation on the destination (first) operand first.
8229
8230 \H{insPAVEB} \i\c{PAVEB}: MMX Packed Average
8231
8232 \c PAVEB mmxreg,r/m64            ; 0F 50 /r             [CYRIX,MMX]
8233
8234 \c{PAVEB}, specific to the Cyrix MMX extensions, treats its two
8235 operands as vectors of eight unsigned bytes, and calculates the
8236 average of the corresponding bytes in the operands. The resulting
8237 vector of eight averages is stored in the first operand.
8238
8239
8240 \H{insPAVGB} \i\c{PAVGB}: Packed Average
8241
8242 \c PAVGB mmxreg,mmxreg           ; 0F,E0, /r   [KATMAI,MMX] 
8243 \c PAVGB mmxreg,memory           ; 0F,E3, /r  [KATMAI,MMX,SM] 
8244
8245
8246 \H{insPAVGW} \i\c{PAVGW}: Packed Average
8247
8248 \c PAVGW mmxreg,mmxreg           ; ??          [KATMAI,MMX] 
8249 \c PAVGW mmxreg,memory           ; ??       [KATMAI,MMX,SM] 
8250
8251 \c{PAVGB} The PAVG instructions add the unsigned data elements
8252  of the source operand to the unsigned data elements of the
8253  destination register, along with a carry-in. The results of
8254  the add are then each independently right-shifted by one bit
8255  position. The high order bits of each element are filled with
8256  the carry bits of the corresponding sum. The destination operand
8257  is an MMXTM technology register. The source operand can either
8258  be an MMXTM technology register or a 64-bit memory operand.
8259     The PAVGB instruction operates on packed unsigned bytes, and
8260  the PAVGW instruction operates on packed unsigned words. 
8261
8262
8263 \H{insPAVGUSB} \i\c{PAVGUSB}: 3dnow instruction (duh!)
8264
8265 \c PAVGUSB mmxreg,memory           ; ??        [PENT,3DNOW,SM] 
8266 \c PAVGUSB mmxreg,mmxreg           ; ??           [PENT,3DNOW] 
8267
8268 3dnow instruction (duh!)
8269
8270
8271 \H{insPCMPEQB} \i\c{PCMPxx}: MMX Packed Comparison
8272
8273 \c PCMPEQB mmxreg,r/m64          ; 0F 74 /r             [PENT,MMX]
8274 \c PCMPEQW mmxreg,r/m64          ; 0F 75 /r             [PENT,MMX]
8275 \c PCMPEQD mmxreg,r/m64          ; 0F 76 /r             [PENT,MMX]
8276
8277 \c PCMPGTB mmxreg,r/m64          ; 0F 64 /r             [PENT,MMX]
8278 \c PCMPGTW mmxreg,r/m64          ; 0F 65 /r             [PENT,MMX]
8279 \c PCMPGTD mmxreg,r/m64          ; 0F 66 /r             [PENT,MMX]
8280
8281 The \c{PCMPxx} instructions all treat their operands as vectors of
8282 bytes, words, or doublewords; corresponding elements of the source
8283 and destination are compared, and the corresponding element of the
8284 destination (first) operand is set to all zeros or all ones
8285 depending on the result of the comparison.
8286
8287 \c{PCMPxxB} treats the operands as vectors of eight bytes,
8288 \c{PCMPxxW} treats them as vectors of four words, and \c{PCMPxxD} as
8289 two doublewords.
8290
8291 \c{PCMPEQx} sets the corresponding element of the destination
8292 operand to all ones if the two elements compared are equal;
8293 \c{PCMPGTx} sets the destination element to all ones if the element
8294 of the first (destination) operand is greater (treated as a signed
8295 integer) than that of the second (source) operand.
8296
8297 \H{insPDISTIB} \i\c{PDISTIB}: MMX Packed Distance and Accumulate
8298 with Implied Register
8299
8300 \c PDISTIB mmxreg,mem64          ; 0F 54 /r           [CYRIX,MMX]
8301
8302 \c{PDISTIB}, specific to the Cyrix MMX extensions, treats its two
8303 input operands as vectors of eight unsigned bytes. For each byte
8304 position, it finds the absolute difference between the bytes in that
8305 position in the two input operands, and adds that value to the byte
8306 in the same position in the implied output register. The addition is
8307 saturated to an unsigned byte in the same way as \c{PADDUSB}.
8308
8309 The implied output register is found in the same way as \c{PADDSIW}
8310 (\k{insPADDSIW}).
8311
8312 Note that \c{PDISTIB} cannot take a register as its second source
8313 operand.
8314
8315
8316 \H{insPEXTRW} \i\c{PEXTRW}: Extract Word
8317
8318 \c PEXTRW reg32,mmxreg,immediate ; 0F,C5,/r,ib [KATMAI,MMX,SB,AR2]
8319
8320 \c{PEXTRW}PEXTRW instruction moves the word in MM (selected by the
8321  two least significant bits of imm8) to the lower half of a 32-bit
8322  integer register.
8323
8324
8325 \H{insPF2ID} \i\c{PF2ID}: 3dnow instruction (duh!)
8326
8327 \c PF2ID mmxreg,memory           ; ??       [PENT,3DNOW,SM] 
8328 \c PF2ID mmxreg,mmxreg           ; ??          [PENT,3DNOW] 
8329
8330 3dnow instruction (duh!)
8331
8332
8333 \H{insPFACC} \i\c{PFACC}: 3dnow instruction (duh!)
8334
8335 \c PFACC mmxreg,memory           ; ??        [PENT,3DNOW,SM] 
8336 \c PFACC mmxreg,mmxreg           ; ??           [PENT,3DNOW] 
8337
8338 3dnow instruction (duh!)
8339
8340
8341 \H{insPFADD} \i\c{PFADD}: 3dnow instruction (duh!)
8342
8343 \c PFADD mmxreg,memory           ; ??        [PENT,3DNOW,SM] 
8344 \c PFADD mmxreg,mmxreg           ; ??           [PENT,3DNOW] 
8345
8346 3dnow instruction (duh!)
8347
8348
8349 \H{insPFCMPEQ} \i\c{PFCMPEQ}: 3dnow instruction (duh!)
8350
8351 \c PFCMPEQ mmxreg,memory           ; ??        [PENT,3DNOW,SM] 
8352 \c PFCMPEQ mmxreg,mmxreg           ; ??           [PENT,3DNOW] 
8353
8354 3dnow instruction (duh!)
8355
8356
8357 \H{insPFCMPGE} \i\c{PFCMPGE}: 3dnow instruction (duh!)
8358
8359 \c PFCMPGE mmxreg,memory           ; ??        [PENT,3DNOW,SM] 
8360 \c PFCMPGE mmxreg,mmxreg           ; ??           [PENT,3DNOW] 
8361
8362 3dnow instruction (duh!)
8363
8364
8365 \H{insPFCMPGT} \i\c{PFCMPGT}: 3dnow instruction (duh!)
8366
8367 \c PFCMPGT mmxreg,memory           ; ??        [PENT,3DNOW,SM] 
8368 \c PFCMPGT mmxreg,mmxreg           ; ??           [PENT,3DNOW] 
8369
8370 3dnow instruction (duh!)
8371
8372
8373 \H{insPFMAX} \i\c{PFMAX}: 3dnow instruction (duh!)
8374
8375 \c PFMAX mmxreg,memory           ; ??        [PENT,3DNOW,SM] 
8376 \c PFMAX mmxreg,mmxreg           ; ??           [PENT,3DNOW] 
8377
8378 3dnow instruction (duh!)
8379
8380
8381 \H{insPFMIN} \i\c{PFMIN}: 3dnow instruction (duh!)
8382
8383 \c PFMIN mmxreg,memory           ; ??        [PENT,3DNOW,SM] 
8384 \c PFMIN mmxreg,mmxreg           ; ??           [PENT,3DNOW] 
8385
8386 3dnow instruction (duh!)
8387
8388
8389 \H{insPFMUL} \i\c{PFMUL}: 3dnow instruction (duh!)
8390
8391 \c PFMUL mmxreg,memory           ; ??        [PENT,3DNOW,SM] 
8392 \c PFMUL mmxreg,mmxreg           ; ??           [PENT,3DNOW] 
8393
8394 3dnow instruction (duh!)
8395
8396
8397 \H{insPFRCP} \i\c{PFRCP}: 3dnow instruction (duh!)
8398
8399 \c PFRCP mmxreg,memory           ; ??        [PENT,3DNOW,SM] 
8400 \c PFRCP mmxreg,mmxreg           ; ??           [PENT,3DNOW] 
8401
8402 3dnow instruction (duh!)
8403
8404
8405 \H{insPFRCPIT1} \i\c{PFRCPIT1}: 3dnow instruction (duh!)
8406
8407 \c PFRCPIT1 mmxreg,memory           ; ??        [PENT,3DNOW,SM] 
8408 \c PFRCPIT1 mmxreg,mmxreg           ; ??           [PENT,3DNOW] 
8409
8410 3dnow instruction (duh!)
8411
8412
8413 \H{insPFRCPIT2} \i\c{PFRCPIT2}: 3dnow instruction (duh!)
8414
8415 \c PFRCPIT2 mmxreg,memory           ; ??       [PENT,3DNOW,SM] 
8416 \c PFRCPIT2 mmxreg,mmxreg           ; ??          [PENT,3DNOW] 
8417
8418 3dnow instruction (duh!)
8419
8420
8421 \H{insPFRSQIT1} \i\c{PFRSQIT1}: 3dnow instruction (duh!)
8422
8423 \c PFRSQIT1 mmxreg,memory           ; ??       [PENT,3DNOW,SM] 
8424 \c PFRSQIT1 mmxreg,mmxreg           ; ??          [PENT,3DNOW] 
8425
8426 3dnow instruction (duh!)
8427
8428
8429 \H{insPFRSQRT} \i\c{PFRSQRT}: 3dnow instruction (duh!)
8430
8431 \c PFRSQRT mmxreg,memory           ; ??       [PENT,3DNOW,SM] 
8432 \c PFRSQRT mmxreg,mmxreg           ; ??          [PENT,3DNOW] 
8433
8434 3dnow instruction (duh!)
8435
8436
8437 \H{insPFSUB} \i\c{PFSUB}: 3dnow instruction (duh!)
8438
8439 \c PFSUB mmxreg,memory           ; ??        [PENT,3DNOW,SM] 
8440 \c PFSUB mmxreg,mmxreg           ; ??           [PENT,3DNOW] 
8441
8442 3dnow instruction (duh!)
8443
8444
8445 \H{insPFSUBR} \i\c{PFSUBR}: 3dnow instruction (duh!)
8446
8447 \c PFSUBR mmxreg,memory           ; ??       [PENT,3DNOW,SM] 
8448 \c PFSUBR mmxreg,mmxreg           ; ??          [PENT,3DNOW] 
8449
8450 3dnow instruction (duh!)
8451
8452
8453 \H{insPI2FD} \i\c{PI2FD}: 3dnow instruction (duh!)
8454
8455 \c PI2FD mmxreg,memory           ; ??        [PENT,3DNOW,SM] 
8456 \c PI2FD mmxreg,mmxreg           ; ??           [PENT,3DNOW] 
8457
8458 3dnow instruction (duh!)
8459
8460
8461 \H{insPINSRW} \i\c{PINSRW}: Insert Word
8462
8463 \c PINSRW mmxreg,reg16,immediate     ;0F,C4,/r,ib [KATMAI,MMX,SB,AR2] 
8464 \c PINSRW mmxreg,reg32,immediate         ; ??  [KATMAI,MMX,SB,AR2,ND] 
8465 \c PINSRW mmxreg,memory,immediate        ; ??     [KATMAI,MMX,SB,AR2] 
8466 \c PINSRW mmxreg,memory|bits16,immediate ; ??  [KATMAI,MMX,SB,AR2,ND] 
8467
8468 \c{PINSRW} The PINSRW instruction loads a word from the lower half
8469  of a 32-bit integer register (or from memory) and inserts it in
8470  the MM destination register, at a position defined by the two
8471  least significant bits of the imm8 constant. The insertion is
8472  done in such a way that the three other words from the
8473  destination register are left untouched.
8474
8475
8476 \H{insPMACHRIW} \i\c{PMACHRIW}: MMX Packed Multiply and Accumulate
8477 with Rounding
8478
8479 \c PMACHRIW mmxreg,mem64         ; 0F 5E /r             [CYRIX,MMX]
8480
8481 \c{PMACHRIW} acts almost identically to \c{PMULHRIW}
8482 (\k{insPMULHRW}), but instead of \e{storing} its result in the
8483 implied destination register, it \e{adds} its result, as four packed
8484 words, to the implied destination register. No saturation is done:
8485 the addition can wrap around.
8486
8487 Note that \c{PMACHRIW} cannot take a register as its second source
8488 operand.
8489
8490 \H{insPMADDWD} \i\c{PMADDWD}: MMX Packed Multiply and Add
8491
8492 \c PMADDWD mmxreg,r/m64          ; 0F F5 /r             [PENT,MMX]
8493
8494 \c{PMADDWD} treats its two inputs as vectors of four signed words.
8495 It multiplies corresponding elements of the two operands, giving
8496 four signed doubleword results. The top two of these are added and
8497 placed in the top 32 bits of the destination (first) operand; the
8498 bottom two are added and placed in the bottom 32 bits.
8499
8500 \H{insPMAGW} \i\c{PMAGW}: MMX Packed Magnitude
8501
8502 \c PMAGW mmxreg,r/m64            ; 0F 52 /r             [CYRIX,MMX]
8503
8504 \c{PMAGW}, specific to the Cyrix MMX extensions, treats both its
8505 operands as vectors of four signed words. It compares the absolute
8506 values of the words in corresponding positions, and sets each word
8507 of the destination (first) operand to whichever of the two words in
8508 that position had the larger absolute value.
8509
8510 \H{insPMAXSW} \i\c{PMAXSW}: Packed Signed Integer Word Maximum
8511
8512 \c PMAXSW mmxreg,mmxreg           ; 0F,EE, /r  [KATMAI,MMX] 
8513 \c PMAXSW mmxreg,memory           ; ??         [KATMAI,MMX,SM] 
8514
8515 \c{PMAXSW} The PMAXSW instruction returns the maximum between
8516  the four signed words in MM1 and MM2/Mem.
8517
8518
8519 \H{insPMAXUB} \i\c{PMAXUB}: Packed Unsigned Integer Byte Maximum
8520
8521 \c PMAXUB mmxreg,mmxreg           ; 0F,DE, /r  [KATMAI,MMX] 
8522 \c PMAXUB mmxreg,memory           ; ??      [KATMAI,MMX,SM] 
8523
8524 \c{PMAXUB} The PMAXUB instruction returns the maximum between
8525  the eight unsigned words in MM1 and MM2/Mem.
8526
8527
8528 \H{insPMINSW} \i\c{PMINSW}: Packed Signed Integer Word Minimum
8529
8530 \c PMINSW mmxreg,mmxreg           ; 0F,EA, /r  [KATMAI,MMX] 
8531 \c PMINSW mmxreg,memory           ; ??      [KATMAI,MMX,SM] 
8532
8533 \c{PMINSW} The PMINSW instruction returns the minimum between
8534  the four signed words in MM1 and MM2/Mem.
8535
8536
8537 \H{insPMINUB} \i\c{PMINUB}: Packed Unsigned Integer Byte Minimum
8538
8539 \c PMINUB mmxreg,mmxreg           ; 0F,DA, /r  [KATMAI,MMX] 
8540 \c PMINUB mmxreg,memory           ; ??      [KATMAI,MMX,SM] 
8541
8542 \c{PMINUB}The PMINUB instruction returns the minimum between
8543  the eight unsigned words in MM1 and MM2/Mem.
8544
8545
8546 \H{insPMOVMSKB} \i\c{PMOVMSKB}: Move Byte Mask To Integer
8547
8548 \c PMOVMSKB reg32,mmxreg           ; 0F,D7,/r   [KATMAI,MMX] 
8549
8550 \c{PMOVMSKB} The PMOVMSKB instruction returns an 8-bit mask
8551  formed of the most significant bits of each byte of its
8552  source operand. 
8553
8554
8555 \H{insPMULHRW} \i\c{PMULHRW}, \i\c{PMULHRIW}: MMX Packed Multiply
8556 High with Rounding
8557
8558 \c PMULHRW mmxreg,r/m64          ; 0F 59 /r             [CYRIX,MMX]
8559 \c PMULHRIW mmxreg,r/m64         ; 0F 5D /r             [CYRIX,MMX]
8560
8561 These instructions, specific to the Cyrix MMX extensions, treat
8562 their operands as vectors of four signed words. Words in
8563 corresponding positions are multiplied, to give a 32-bit value in
8564 which bits 30 and 31 are guaranteed equal. Bits 30 to 15 of this
8565 value (bit mask \c{0x7FFF8000}) are taken and stored in the
8566 corresponding position of the destination operand, after first
8567 rounding the low bit (equivalent to adding \c{0x4000} before
8568 extracting bits 30 to 15).
8569
8570 For \c{PMULHRW}, the destination operand is the first operand; for
8571 \c{PMULHRIW} the destination operand is implied by the first operand
8572 in the manner of \c{PADDSIW} (\k{insPADDSIW}).
8573
8574
8575 \H{insPMULHRWA} \i\c{PMULHRWA}: 3dnow instruction (duh!)
8576
8577 \c PMULHRWA mmxreg,memory           ; ??        [PENT,3DNOW,SM]
8578 \c PMULHRWA mmxreg,mmxreg           ; ??           [PENT,3DNOW] 
8579
8580 3dnow instruction (duh!)
8581
8582
8583 \H{insPMULHUW} \i\c{PMULHUW}: Packed Multiply High Unsigned
8584
8585 \c PMULHUW mmxreg,mmxreg           ; 0F,E4,/r    [KATMAI,MMX] 
8586 \c PMULHUW mmxreg,memory           ; ??       [KATMAI,MMX,SM] 
8587
8588 \c{PMULHUW} The PMULHUW instruction multiplies the four unsigned
8589  words in the destination operand with the four unsigned words
8590  in the source operand. The high-order 16 bits of the 32-bit
8591  intermediate results are written to the destination operand. 
8592
8593
8594 \H{insPMULHW} \i\c{PMULHW}, \i\c{PMULLW}: MMX Packed Multiply
8595
8596 \c PMULHW mmxreg,r/m64           ; 0F E5 /r             [PENT,MMX]
8597 \c PMULLW mmxreg,r/m64           ; 0F D5 /r             [PENT,MMX]
8598
8599 \c{PMULxW} treats its two inputs as vectors of four signed words. It
8600 multiplies corresponding elements of the two operands, giving four
8601 signed doubleword results.
8602
8603 \c{PMULHW} then stores the top 16 bits of each doubleword in the
8604 destination (first) operand; \c{PMULLW} stores the bottom 16 bits of
8605 each doubleword in the destination operand.
8606
8607
8608 \H{insPMVccZB} \i\c{PMVccZB}: MMX Packed Conditional Move
8609
8610 \c PMVZB mmxreg,mem64            ; 0F 58 /r             [CYRIX,MMX]
8611 \c PMVNZB mmxreg,mem64           ; 0F 5A /r             [CYRIX,MMX]
8612 \c PMVLZB mmxreg,mem64           ; 0F 5B /r             [CYRIX,MMX]
8613 \c PMVGEZB mmxreg,mem64          ; 0F 5C /r             [CYRIX,MMX]
8614
8615 These instructions, specific to the Cyrix MMX extensions, perform
8616 parallel conditional moves. The two input operands are treated as
8617 vectors of eight bytes. Each byte of the destination (first) operand
8618 is either written from the corresponding byte of the source (second)
8619 operand, or left alone, depending on the value of the byte in the
8620 \e{implied} operand (specified in the same way as \c{PADDSIW}, in
8621 \k{insPADDSIW}).
8622
8623 \c{PMVZB} performs each move if the corresponding byte in the
8624 implied operand is zero. \c{PMVNZB} moves if the byte is non-zero.
8625 \c{PMVLZB} moves if the byte is less than zero, and \c{PMVGEZB}
8626 moves if the byte is greater than or equal to zero.
8627
8628 Note that these instructions cannot take a register as their second
8629 source operand.
8630
8631 \H{insPOP} \i\c{POP}: Pop Data from Stack
8632
8633 \c POP reg16                     ; o16 58+r             [8086]
8634 \c POP reg32                     ; o32 58+r             [386]
8635
8636 \c POP r/m16                     ; o16 8F /0            [8086]
8637 \c POP r/m32                     ; o32 8F /0            [386]
8638
8639 \c POP CS                        ; 0F               [8086,UNDOC]
8640 \c POP DS                        ; 1F                   [8086]
8641 \c POP ES                        ; 07                   [8086]
8642 \c POP SS                        ; 17                   [8086]
8643 \c POP FS                        ; 0F A1                [386]
8644 \c POP GS                        ; 0F A9                [386]
8645
8646 \c{POP} loads a value from the stack (from \c{[SS:SP]} or
8647 \c{[SS:ESP]}) and then increments the stack pointer.
8648
8649 The address-size attribute of the instruction determines whether
8650 \c{SP} or \c{ESP} is used as the stack pointer: to deliberately
8651 override the default given by the \c{BITS} setting, you can use an
8652 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
8653
8654 The operand-size attribute of the instruction determines whether the
8655 stack pointer is incremented by 2 or 4: this means that segment
8656 register pops in \c{BITS 32} mode will pop 4 bytes off the stack and
8657 discard the upper two of them. If you need to override that, you can
8658 use an \i\c{o16} or \i\c{o32} prefix.
8659
8660 The above opcode listings give two forms for general-purpose
8661 register pop instructions: for example, \c{POP BX} has the two forms
8662 \c{5B} and \c{8F C3}. NASM will always generate the shorter form
8663 when given \c{POP BX}. NDISASM will disassemble both.
8664
8665 \c{POP CS} is not a documented instruction, and is not supported on
8666 any processor above the 8086 (since they use \c{0Fh} as an opcode
8667 prefix for instruction set extensions). However, at least some 8086
8668 processors do support it, and so NASM generates it for completeness.
8669
8670 \H{insPOPA} \i\c{POPAx}: Pop All General-Purpose Registers
8671
8672 \c POPA                          ; 61                   [186]
8673 \c POPAW                         ; o16 61               [186]
8674 \c POPAD                         ; o32 61               [386]
8675
8676 \c{POPAW} pops a word from the stack into each of, successively,
8677 \c{DI}, \c{SI}, \c{BP}, nothing (it discards a word from the stack
8678 which was a placeholder for \c{SP}), \c{BX}, \c{DX}, \c{CX} and
8679 \c{AX}. It is intended to reverse the operation of \c{PUSHAW} (see
8680 \k{insPUSHA}), but it ignores the value for \c{SP} that was pushed
8681 on the stack by \c{PUSHAW}.
8682
8683 \c{POPAD} pops twice as much data, and places the results in
8684 \c{EDI}, \c{ESI}, \c{EBP}, nothing (placeholder for \c{ESP}),
8685 \c{EBX}, \c{EDX}, \c{ECX} and \c{EAX}. It reverses the operation of
8686 \c{PUSHAD}.
8687
8688 \c{POPA} is an alias mnemonic for either \c{POPAW} or \c{POPAD},
8689 depending on the current \c{BITS} setting.
8690
8691 Note that the registers are popped in reverse order of their numeric
8692 values in opcodes (see \k{iref-rv}).
8693
8694 \H{insPOPF} \i\c{POPFx}: Pop Flags Register
8695
8696 \c POPF                          ; 9D                   [186]
8697 \c POPFW                         ; o16 9D               [186]
8698 \c POPFD                         ; o32 9D               [386]
8699
8700 \c{POPFW} pops a word from the stack and stores it in the bottom 16
8701 bits of the flags register (or the whole flags register, on
8702 processors below a 386). \c{POPFD} pops a doubleword and stores it
8703 in the entire flags register.
8704
8705 \c{POPF} is an alias mnemonic for either \c{POPFW} or \c{POPFD},
8706 depending on the current \c{BITS} setting.
8707
8708 See also \c{PUSHF} (\k{insPUSHF}).
8709
8710 \H{insPOR} \i\c{POR}: MMX Bitwise OR
8711
8712 \c POR mmxreg,r/m64              ; 0F EB /r             [PENT,MMX]
8713
8714 \c{POR} performs a bitwise OR operation between its two operands
8715 (i.e. each bit of the result is 1 if and only if at least one of the
8716 corresponding bits of the two inputs was 1), and stores the result
8717 in the destination (first) operand.
8718
8719
8720 \H{insPREFETCHNTA} \i\c{PREFETCHNTA}: Prefetch 
8721
8722 \c PREFETCHNTA memory           ; 0F,18,/0       [KATMAI] 
8723
8724 \c{PREFETCHNTA} Move data specified by address closer to the
8725  processor using the nta hint.
8726
8727
8728 \H{insPREFETCHT0} \i\c{PREFETCHT0}: Prefetch
8729
8730 \c PREFETCHT0 memory           ; 0F,18,/1     [KATMAI] 
8731
8732 \c{PREFETCHT0} Move data specified by address closer to the
8733  processor using the t0 hint.
8734
8735
8736 \H{insPREFETCHT1} \i\c{PREFETCHT1}: Prefetch
8737
8738 \c PREFETCHT1 memory           ; 0F,18,/2     [KATMAI] 
8739
8740 \c{PREFETCHT1}Move data specified by address closer to the
8741  processor using the t1 hint.
8742
8743
8744 \H{insPREFETCHT2} \i\c{PREFETCHT2}: Prefetch
8745
8746 \c PREFETCHT2 memory           ; 0F,18,/3      [KATMAI] 
8747
8748 \c{PREFETCHT2} Move data specified by address closer to the
8749  processor using the t2 hint.
8750
8751
8752 \H{insPREFETCH} \i\c{PREFETCH}: 3dnow instruction (duh!)
8753
8754 \c PREFETCH memory           ; ??           [PENT,3DNOW,SM] 
8755
8756 3dnow instruction (duh!)
8757
8758
8759 \H{insPREFETCHW} \i\c{PREFETCHW}: 3dnow instruction (duh!)
8760
8761 \c PREFETCHW memory           ; ??           [PENT,3DNOW,SM] 
8762
8763 3dnow instruction (duh!)
8764
8765
8766
8767
8768
8769 \H{insPSADBW} \i\c{PSADBW}: Packed Sum of Absolute Differences
8770
8771 \c PSADBW mmxreg,mmxreg           ; 0F,F6, /r [KATMAI,MMX] 
8772 \c PSADBW mmxreg,memory           ; ??     [KATMAI,MMX,SM] 
8773
8774 \c{PSADBW} The PSADBW instruction computes the absolute value of
8775  the difference of unsigned bytes for mm1 and mm2/m64. These
8776  differences are then summed to produce a word result in the lower
8777  16-bit field; the upper three words are cleared. The destination
8778  operand is an MMXTM technology register. The source operand can
8779  either be an MMXTM technology register or a 64-bit memory operand.
8780
8781
8782 \H{insPSHUFW} \i\c{PSHUFW}: Packed Shuffle Word
8783
8784 \c PSHUFW mmxreg,mmxreg,immediate ; 0F,70,/r,ib [KATMAI,MMX,SB,AR2]
8785 \c PSHUFW mmxreg,memory,immediate ; ??   [KATMAI,MMX,SM2,SB,AR2] 
8786
8787 \c{PSHUFW} The PSHUF instruction uses the imm8 operand to select
8788  which of the four words in MM2/Mem will be placed in each of the
8789  words in MM1. Bits 1 and 0 of imm8 encode the source for
8790  destination word 0 (MM1[15-0]), bits 3 and 2 encode for word 1,
8791  bits 5 and 4 encode for word 2, and bits 7 and 6 encode for
8792  word 3 (MM1[63-48]). Similarly, the two-bit encoding represents
8793  which source word is to be used, e.g., a binary encoding of 10
8794  indicates that source word 2 (MM2/Mem[47-32]) will be used.
8795
8796
8797 \H{insPSLLD} \i\c{PSLLx}, \i\c{PSRLx}, \i\c{PSRAx}: MMX Bit Shifts
8798
8799 \c PSLLW mmxreg,r/m64            ; 0F F1 /r             [PENT,MMX]
8800 \c PSLLW mmxreg,imm8             ; 0F 71 /6 ib          [PENT,MMX]
8801
8802 \c PSLLD mmxreg,r/m64            ; 0F F2 /r             [PENT,MMX]
8803 \c PSLLD mmxreg,imm8             ; 0F 72 /6 ib          [PENT,MMX]
8804
8805 \c PSLLQ mmxreg,r/m64            ; 0F F3 /r             [PENT,MMX]
8806 \c PSLLQ mmxreg,imm8             ; 0F 73 /6 ib          [PENT,MMX]
8807
8808 \c PSRAW mmxreg,r/m64            ; 0F E1 /r             [PENT,MMX]
8809 \c PSRAW mmxreg,imm8             ; 0F 71 /4 ib          [PENT,MMX]
8810
8811 \c PSRAD mmxreg,r/m64            ; 0F E2 /r             [PENT,MMX]
8812 \c PSRAD mmxreg,imm8             ; 0F 72 /4 ib          [PENT,MMX]
8813
8814 \c PSRLW mmxreg,r/m64            ; 0F D1 /r             [PENT,MMX]
8815 \c PSRLW mmxreg,imm8             ; 0F 71 /2 ib          [PENT,MMX]
8816
8817 \c PSRLD mmxreg,r/m64            ; 0F D2 /r             [PENT,MMX]
8818 \c PSRLD mmxreg,imm8             ; 0F 72 /2 ib          [PENT,MMX]
8819
8820 \c PSRLQ mmxreg,r/m64            ; 0F D3 /r             [PENT,MMX]
8821 \c PSRLQ mmxreg,imm8             ; 0F 73 /2 ib          [PENT,MMX]
8822
8823 \c{PSxxQ} perform simple bit shifts on the 64-bit MMX registers: the
8824 destination (first) operand is shifted left or right by the number of
8825 bits given in the source (second) operand, and the vacated bits are
8826 filled in with zeros (for a logical shift) or copies of the original
8827 sign bit (for an arithmetic right shift).
8828
8829 \c{PSxxW} and \c{PSxxD} perform packed bit shifts: the destination
8830 operand is treated as a vector of four words or two doublewords, and
8831 each element is shifted individually, so bits shifted out of one
8832 element do not interfere with empty bits coming into the next.
8833
8834 \c{PSLLx} and \c{PSRLx} perform logical shifts: the vacated bits at
8835 one end of the shifted number are filled with zeros. \c{PSRAx}
8836 performs an arithmetic right shift: the vacated bits at the top of
8837 the shifted number are filled with copies of the original top (sign)
8838 bit.
8839
8840 \H{insPSUBB} \i\c{PSUBxx}: MMX Packed Subtraction
8841
8842 \c PSUBB mmxreg,r/m64            ; 0F F8 /r             [PENT,MMX]
8843 \c PSUBW mmxreg,r/m64            ; 0F F9 /r             [PENT,MMX]
8844 \c PSUBD mmxreg,r/m64            ; 0F FA /r             [PENT,MMX]
8845
8846 \c PSUBSB mmxreg,r/m64           ; 0F E8 /r             [PENT,MMX]
8847 \c PSUBSW mmxreg,r/m64           ; 0F E9 /r             [PENT,MMX]
8848
8849 \c PSUBUSB mmxreg,r/m64          ; 0F D8 /r             [PENT,MMX]
8850 \c PSUBUSW mmxreg,r/m64          ; 0F D9 /r             [PENT,MMX]
8851
8852 \c{PSUBxx} all perform packed subtraction between their two 64-bit
8853 operands, storing the result in the destination (first) operand. The
8854 \c{PSUBxB} forms treat the 64-bit operands as vectors of eight
8855 bytes, and subtract each byte individually; \c{PSUBxW} treat the operands
8856 as vectors of four words; and \c{PSUBD} treats its operands as
8857 vectors of two doublewords.
8858
8859 In all cases, the elements of the operand on the right are
8860 subtracted from the corresponding elements of the operand on the
8861 left, not the other way round.
8862
8863 \c{PSUBSB} and \c{PSUBSW} perform signed saturation on the sum of
8864 each pair of bytes or words: if the result of a subtraction is too
8865 large or too small to fit into a signed byte or word result, it is
8866 clipped (saturated) to the largest or smallest value which \e{will}
8867 fit. \c{PSUBUSB} and \c{PSUBUSW} similarly perform unsigned
8868 saturation, clipping to \c{0FFh} or \c{0FFFFh} if the result is
8869 larger than that.
8870
8871 \H{insPSUBSIW} \i\c{PSUBSIW}: MMX Packed Subtract with Saturation to
8872 Implied Destination
8873
8874 \c PSUBSIW mmxreg,r/m64          ; 0F 55 /r             [CYRIX,MMX]
8875
8876 \c{PSUBSIW}, specific to the Cyrix extensions to the MMX instruction
8877 set, performs the same function as \c{PSUBSW}, except that the
8878 result is not placed in the register specified by the first operand,
8879 but instead in the implied destination register, specified as for
8880 \c{PADDSIW} (\k{insPADDSIW}).
8881
8882 \H{insPUNPCKHBW} \i\c{PUNPCKxxx}: Unpack Data
8883
8884 \c PUNPCKHBW mmxreg,r/m64        ; 0F 68 /r             [PENT,MMX]
8885 \c PUNPCKHWD mmxreg,r/m64        ; 0F 69 /r             [PENT,MMX]
8886 \c PUNPCKHDQ mmxreg,r/m64        ; 0F 6A /r             [PENT,MMX]
8887
8888 \c PUNPCKLBW mmxreg,r/m64        ; 0F 60 /r             [PENT,MMX]
8889 \c PUNPCKLWD mmxreg,r/m64        ; 0F 61 /r             [PENT,MMX]
8890 \c PUNPCKLDQ mmxreg,r/m64        ; 0F 62 /r             [PENT,MMX]
8891
8892 \c{PUNPCKxx} all treat their operands as vectors, and produce a new
8893 vector generated by interleaving elements from the two inputs. The
8894 \c{PUNPCKHxx} instructions start by throwing away the bottom half of
8895 each input operand, and the \c{PUNPCKLxx} instructions throw away
8896 the top half.
8897
8898 The remaining elements, totalling 64 bits, are then interleaved into
8899 the destination, alternating elements from the second (source)
8900 operand and the first (destination) operand: so the leftmost element
8901 in the result always comes from the second operand, and the
8902 rightmost from the destination.
8903
8904 \c{PUNPCKxBW} works a byte at a time, \c{PUNPCKxWD} a word at a
8905 time, and \c{PUNPCKxDQ} a doubleword at a time.
8906
8907 So, for example, if the first operand held \c{0x7A6A5A4A3A2A1A0A}
8908 and the second held \c{0x7B6B5B4B3B2B1B0B}, then:
8909
8910 \b \c{PUNPCKHBW} would return \c{0x7B7A6B6A5B5A4B4A}.
8911
8912 \b \c{PUNPCKHWD} would return \c{0x7B6B7A6A5B4B5A4A}.
8913
8914 \b \c{PUNPCKHDQ} would return \c{0x7B6B5B4B7A6A5A4A}.
8915
8916 \b \c{PUNPCKLBW} would return \c{0x3B3A2B2A1B1A0B0A}.
8917
8918 \b \c{PUNPCKLWD} would return \c{0x3B2B3A2A1B0B1A0A}.
8919
8920 \b \c{PUNPCKLDQ} would return \c{0x3B2B1B0B3A2A1A0A}.
8921
8922 \H{insPUSH} \i\c{PUSH}: Push Data on Stack
8923
8924 \c PUSH reg16                    ; o16 50+r             [8086]
8925 \c PUSH reg32                    ; o32 50+r             [386]
8926
8927 \c PUSH r/m16                    ; o16 FF /6            [8086]
8928 \c PUSH r/m32                    ; o32 FF /6            [386]
8929
8930 \c PUSH CS                       ; 0E                   [8086]
8931 \c PUSH DS                       ; 1E                   [8086]
8932 \c PUSH ES                       ; 06                   [8086]
8933 \c PUSH SS                       ; 16                   [8086]
8934 \c PUSH FS                       ; 0F A0                [386]
8935 \c PUSH GS                       ; 0F A8                [386]
8936
8937 \c PUSH imm8                     ; 6A ib                [286]
8938 \c PUSH imm16                    ; o16 68 iw            [286]
8939 \c PUSH imm32                    ; o32 68 id            [386]
8940
8941 \c{PUSH} decrements the stack pointer (\c{SP} or \c{ESP}) by 2 or 4,
8942 and then stores the given value at \c{[SS:SP]} or \c{[SS:ESP]}.
8943
8944 The address-size attribute of the instruction determines whether
8945 \c{SP} or \c{ESP} is used as the stack pointer: to deliberately
8946 override the default given by the \c{BITS} setting, you can use an
8947 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
8948
8949 The operand-size attribute of the instruction determines whether the
8950 stack pointer is decremented by 2 or 4: this means that segment
8951 register pushes in \c{BITS 32} mode will push 4 bytes on the stack,
8952 of which the upper two are undefined. If you need to override that,
8953 you can use an \i\c{o16} or \i\c{o32} prefix.
8954
8955 The above opcode listings give two forms for general-purpose
8956 \i{register push} instructions: for example, \c{PUSH BX} has the two
8957 forms \c{53} and \c{FF F3}. NASM will always generate the shorter
8958 form when given \c{PUSH BX}. NDISASM will disassemble both.
8959
8960 Unlike the undocumented and barely supported \c{POP CS}, \c{PUSH CS}
8961 is a perfectly valid and sensible instruction, supported on all
8962 processors.
8963
8964 The instruction \c{PUSH SP} may be used to distinguish an 8086 from
8965 later processors: on an 8086, the value of \c{SP} stored is the
8966 value it has \e{after} the push instruction, whereas on later
8967 processors it is the value \e{before} the push instruction.
8968
8969 \H{insPUSHA} \i\c{PUSHAx}: Push All General-Purpose Registers
8970
8971 \c PUSHA                         ; 60                   [186]
8972 \c PUSHAD                        ; o32 60               [386]
8973 \c PUSHAW                        ; o16 60               [186]
8974
8975 \c{PUSHAW} pushes, in succession, \c{AX}, \c{CX}, \c{DX}, \c{BX},
8976 \c{SP}, \c{BP}, \c{SI} and \c{DI} on the stack, decrementing the
8977 stack pointer by a total of 16.
8978
8979 \c{PUSHAD} pushes, in succession, \c{EAX}, \c{ECX}, \c{EDX},
8980 \c{EBX}, \c{ESP}, \c{EBP}, \c{ESI} and \c{EDI} on the stack,
8981 decrementing the stack pointer by a total of 32.
8982
8983 In both cases, the value of \c{SP} or \c{ESP} pushed is its
8984 \e{original} value, as it had before the instruction was executed.
8985
8986 \c{PUSHA} is an alias mnemonic for either \c{PUSHAW} or \c{PUSHAD},
8987 depending on the current \c{BITS} setting.
8988
8989 Note that the registers are pushed in order of their numeric values
8990 in opcodes (see \k{iref-rv}).
8991
8992 See also \c{POPA} (\k{insPOPA}).
8993
8994 \H{insPUSHF} \i\c{PUSHFx}: Push Flags Register
8995
8996 \c PUSHF                         ; 9C                   [186]
8997 \c PUSHFD                        ; o32 9C               [386]
8998 \c PUSHFW                        ; o16 9C               [186]
8999
9000 \c{PUSHFW} pops a word from the stack and stores it in the bottom 16
9001 bits of the flags register (or the whole flags register, on
9002 processors below a 386). \c{PUSHFD} pops a doubleword and stores it
9003 in the entire flags register.
9004
9005 \c{PUSHF} is an alias mnemonic for either \c{PUSHFW} or \c{PUSHFD},
9006 depending on the current \c{BITS} setting.
9007
9008 See also \c{POPF} (\k{insPOPF}).
9009
9010 \H{insPXOR} \i\c{PXOR}: MMX Bitwise XOR
9011
9012 \c PXOR mmxreg,r/m64             ; 0F EF /r             [PENT,MMX]
9013
9014 \c{PXOR} performs a bitwise XOR operation between its two operands
9015 (i.e. each bit of the result is 1 if and only if exactly one of the
9016 corresponding bits of the two inputs was 1), and stores the result
9017 in the destination (first) operand.
9018
9019 \H{insRCL} \i\c{RCL}, \i\c{RCR}: Bitwise Rotate through Carry Bit
9020
9021 \c RCL r/m8,1                    ; D0 /2                [8086]
9022 \c RCL r/m8,CL                   ; D2 /2                [8086]
9023 \c RCL r/m8,imm8                 ; C0 /2 ib             [286]
9024 \c RCL r/m16,1                   ; o16 D1 /2            [8086]
9025 \c RCL r/m16,CL                  ; o16 D3 /2            [8086]
9026 \c RCL r/m16,imm8                ; o16 C1 /2 ib         [286]
9027 \c RCL r/m32,1                   ; o32 D1 /2            [386]
9028 \c RCL r/m32,CL                  ; o32 D3 /2            [386]
9029 \c RCL r/m32,imm8                ; o32 C1 /2 ib         [386]
9030
9031 \c RCR r/m8,1                    ; D0 /3                [8086]
9032 \c RCR r/m8,CL                   ; D2 /3                [8086]
9033 \c RCR r/m8,imm8                 ; C0 /3 ib             [286]
9034 \c RCR r/m16,1                   ; o16 D1 /3            [8086]
9035 \c RCR r/m16,CL                  ; o16 D3 /3            [8086]
9036 \c RCR r/m16,imm8                ; o16 C1 /3 ib         [286]
9037 \c RCR r/m32,1                   ; o32 D1 /3            [386]
9038 \c RCR r/m32,CL                  ; o32 D3 /3            [386]
9039 \c RCR r/m32,imm8                ; o32 C1 /3 ib         [386]
9040
9041 \c{RCL} and \c{RCR} perform a 9-bit, 17-bit or 33-bit bitwise
9042 rotation operation, involving the given source/destination (first)
9043 operand and the carry bit. Thus, for example, in the operation
9044 \c{RCR AL,1}, a 9-bit rotation is performed in which \c{AL} is
9045 shifted left by 1, the top bit of \c{AL} moves into the carry flag,
9046 and the original value of the carry flag is placed in the low bit of
9047 \c{AL}.
9048
9049 The number of bits to rotate by is given by the second operand. Only
9050 the bottom five bits of the rotation count are considered by
9051 processors above the 8086.
9052
9053 You can force the longer (286 and upwards, beginning with a \c{C1}
9054 byte) form of \c{RCL foo,1} by using a \c{BYTE} prefix: \c{RCL
9055 foo,BYTE 1}. Similarly with \c{RCR}.
9056
9057
9058 \H{insRCPPS} \i\c{RCPPS}: Packed Single-FP Reciprocal
9059
9060 \c RCPPS xmmreg,memory           ; 0F,53,/r   [KATMAI,SSE] 
9061 \c RCPPS xmmreg,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
9062
9063 \c{RCPPS}RCPPS returns an approximation of the reciprocal of the
9064  SP FP numbers from xmm2/m128. The maximum error for this
9065  approximation is: Error <=1.5x2-12
9066
9067
9068 \H{insRCPSS} \i\c{RCPSS}: Scalar Single-FP Reciprocal
9069
9070 \c RCPSS xmmreg,memory           ; F3,0F,53,/r [KATMAI,SSE] 
9071 \c RCPSS xmmreg,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
9072
9073 \c{RCPSS}RCPSS returns an approximation of the reciprocal of the
9074  lower SP FP number from xmm2/m32; the upper three fields are
9075  passed through from xmm1. The maximum error for this
9076  approximation is: |Error| <= 1.5x2-12
9077
9078
9079 \H{insRDMSR} \i\c{RDMSR}: Read Model-Specific Registers
9080
9081 \c RDMSR                         ; 0F 32                [PENT]
9082
9083 \c{RDMSR} reads the processor Model-Specific Register (MSR) whose
9084 index is stored in \c{ECX}, and stores the result in \c{EDX:EAX}.
9085 See also \c{WRMSR} (\k{insWRMSR}).
9086
9087 \H{insRDPMC} \i\c{RDPMC}: Read Performance-Monitoring Counters
9088
9089 \c RDPMC                         ; 0F 33                [P6]
9090
9091 \c{RDPMC} reads the processor performance-monitoring counter whose
9092 index is stored in \c{ECX}, and stores the result in \c{EDX:EAX}.
9093
9094 \H{insRDTSC} \i\c{RDTSC}: Read Time-Stamp Counter
9095
9096 \c RDTSC                         ; 0F 31                [PENT]
9097
9098 \c{RDTSC} reads the processor's time-stamp counter into \c{EDX:EAX}.
9099
9100 \H{insRET} \i\c{RET}, \i\c{RETF}, \i\c{RETN}: Return from Procedure Call
9101
9102 \c RET                           ; C3                   [8086]
9103 \c RET imm16                     ; C2 iw                [8086]
9104
9105 \c RETF                          ; CB                   [8086]
9106 \c RETF imm16                    ; CA iw                [8086]
9107
9108 \c RETN                          ; C3                   [8086]
9109 \c RETN imm16                    ; C2 iw                [8086]
9110
9111 \c{RET}, and its exact synonym \c{RETN}, pop \c{IP} or \c{EIP} from
9112 the stack and transfer control to the new address. Optionally, if a
9113 numeric second operand is provided, they increment the stack pointer
9114 by a further \c{imm16} bytes after popping the return address.
9115
9116 \c{RETF} executes a far return: after popping \c{IP}/\c{EIP}, it
9117 then pops \c{CS}, and \e{then} increments the stack pointer by the
9118 optional argument if present.
9119
9120 \H{insROL} \i\c{ROL}, \i\c{ROR}: Bitwise Rotate
9121
9122 \c ROL r/m8,1                    ; D0 /0                [8086]
9123 \c ROL r/m8,CL                   ; D2 /0                [8086]
9124 \c ROL r/m8,imm8                 ; C0 /0 ib             [286]
9125 \c ROL r/m16,1                   ; o16 D1 /0            [8086]
9126 \c ROL r/m16,CL                  ; o16 D3 /0            [8086]
9127 \c ROL r/m16,imm8                ; o16 C1 /0 ib         [286]
9128 \c ROL r/m32,1                   ; o32 D1 /0            [386]
9129 \c ROL r/m32,CL                  ; o32 D3 /0            [386]
9130 \c ROL r/m32,imm8                ; o32 C1 /0 ib         [386]
9131
9132 \c ROR r/m8,1                    ; D0 /1                [8086]
9133 \c ROR r/m8,CL                   ; D2 /1                [8086]
9134 \c ROR r/m8,imm8                 ; C0 /1 ib             [286]
9135 \c ROR r/m16,1                   ; o16 D1 /1            [8086]
9136 \c ROR r/m16,CL                  ; o16 D3 /1            [8086]
9137 \c ROR r/m16,imm8                ; o16 C1 /1 ib         [286]
9138 \c ROR r/m32,1                   ; o32 D1 /1            [386]
9139 \c ROR r/m32,CL                  ; o32 D3 /1            [386]
9140 \c ROR r/m32,imm8                ; o32 C1 /1 ib         [386]
9141
9142 \c{ROL} and \c{ROR} perform a bitwise rotation operation on the given
9143 source/destination (first) operand. Thus, for example, in the
9144 operation \c{ROR AL,1}, an 8-bit rotation is performed in which
9145 \c{AL} is shifted left by 1 and the original top bit of \c{AL} moves
9146 round into the low bit.
9147
9148 The number of bits to rotate by is given by the second operand. Only
9149 the bottom 3, 4 or 5 bits (depending on the source operand size) of
9150 the rotation count are considered by processors above the 8086.
9151
9152 You can force the longer (286 and upwards, beginning with a \c{C1}
9153 byte) form of \c{ROL foo,1} by using a \c{BYTE} prefix: \c{ROL
9154 foo,BYTE 1}. Similarly with \c{ROR}.
9155
9156 \H{insRSM} \i\c{RSM}: Resume from System-Management Mode
9157
9158 \c RSM                           ; 0F AA                [PENT]
9159
9160 \c{RSM} returns the processor to its normal operating mode when it
9161 was in System-Management Mode.
9162
9163
9164 \H{insRSQRTPS} \i\c{RSQRTPS}:Packed Single-FP Square Root Reciprocal
9165
9166 \c RSQRTPS xmmreg,memory           ; 0F,52,/r   [KATMAI,SSE] 
9167 \c RSQRTPS xmmreg,xmmreg           ; ??         [KATMAI,SSE] 
9168
9169 \c{RSQRTPS} RSQRTPS returns an approximation of the reciprocal
9170  of the square root of the SP FP numbers rom xmm2/m128. The
9171  maximum error for this approximation is: Error| <= 1.5x2-12
9172
9173
9174 \H{insRSQRTSS} \i\c{RSQRTSS}:Scalar Single-FP Square Root Reciprocal
9175
9176 \c RSQRTSS xmmreg,memory         ; F3,0F,52,/r  [KATMAI,SSE] 
9177 \c RSQRTSS xmmreg,xmmreg         ; ??           [KATMAI,SSE] 
9178
9179 \c{RSQRTSS} RSQRTSS returns an approximation of the reciprocal
9180  of the square root of the lowest SP FP number from xmm2/m32;
9181  the upper three fields are passed through from xmm1. The maximum
9182  error for this approximation is: |Error| <= 1.5x2-12
9183
9184
9185 \H{insSAHF} \i\c{SAHF}: Store AH to Flags
9186
9187 \c SAHF                          ; 9E                   [8086]
9188
9189 \c{SAHF} sets the low byte of the flags word according to the
9190 contents of the \c{AH} register. See also \c{LAHF} (\k{insLAHF}).
9191
9192 \H{insSAL} \i\c{SAL}, \i\c{SAR}: Bitwise Arithmetic Shifts
9193
9194 \c SAL r/m8,1                    ; D0 /4                [8086]
9195 \c SAL r/m8,CL                   ; D2 /4                [8086]
9196 \c SAL r/m8,imm8                 ; C0 /4 ib             [286]
9197 \c SAL r/m16,1                   ; o16 D1 /4            [8086]
9198 \c SAL r/m16,CL                  ; o16 D3 /4            [8086]
9199 \c SAL r/m16,imm8                ; o16 C1 /4 ib         [286]
9200 \c SAL r/m32,1                   ; o32 D1 /4            [386]
9201 \c SAL r/m32,CL                  ; o32 D3 /4            [386]
9202 \c SAL r/m32,imm8                ; o32 C1 /4 ib         [386]
9203
9204 \c SAR r/m8,1                    ; D0 /0                [8086]
9205 \c SAR r/m8,CL                   ; D2 /0                [8086]
9206 \c SAR r/m8,imm8                 ; C0 /0 ib             [286]
9207 \c SAR r/m16,1                   ; o16 D1 /0            [8086]
9208 \c SAR r/m16,CL                  ; o16 D3 /0            [8086]
9209 \c SAR r/m16,imm8                ; o16 C1 /0 ib         [286]
9210 \c SAR r/m32,1                   ; o32 D1 /0            [386]
9211 \c SAR r/m32,CL                  ; o32 D3 /0            [386]
9212 \c SAR r/m32,imm8                ; o32 C1 /0 ib         [386]
9213
9214 \c{SAL} and \c{SAR} perform an arithmetic shift operation on the given
9215 source/destination (first) operand. The vacated bits are filled with
9216 zero for \c{SAL}, and with copies of the original high bit of the
9217 source operand for \c{SAR}.
9218
9219 \c{SAL} is a synonym for \c{SHL} (see \k{insSHL}). NASM will
9220 assemble either one to the same code, but NDISASM will always
9221 disassemble that code as \c{SHL}.
9222
9223 The number of bits to shift by is given by the second operand. Only
9224 the bottom 3, 4 or 5 bits (depending on the source operand size) of
9225 the shift count are considered by processors above the 8086.
9226
9227 You can force the longer (286 and upwards, beginning with a \c{C1}
9228 byte) form of \c{SAL foo,1} by using a \c{BYTE} prefix: \c{SAL
9229 foo,BYTE 1}. Similarly with \c{SAR}.
9230
9231 \H{insSALC} \i\c{SALC}: Set AL from Carry Flag
9232
9233 \c SALC                          ; D6                  [8086,UNDOC]
9234
9235 \c{SALC} is an early undocumented instruction similar in concept to
9236 \c{SETcc} (\k{insSETcc}). Its function is to set \c{AL} to zero if
9237 the carry flag is clear, or to \c{0xFF} if it is set.
9238
9239 \H{insSBB} \i\c{SBB}: Subtract with Borrow
9240
9241 \c SBB r/m8,reg8                 ; 18 /r                [8086]
9242 \c SBB r/m16,reg16               ; o16 19 /r            [8086]
9243 \c SBB r/m32,reg32               ; o32 19 /r            [386]
9244
9245 \c SBB reg8,r/m8                 ; 1A /r                [8086]
9246 \c SBB reg16,r/m16               ; o16 1B /r            [8086]
9247 \c SBB reg32,r/m32               ; o32 1B /r            [386]
9248
9249 \c SBB r/m8,imm8                 ; 80 /3 ib             [8086]
9250 \c SBB r/m16,imm16               ; o16 81 /3 iw         [8086]
9251 \c SBB r/m32,imm32               ; o32 81 /3 id         [386]
9252
9253 \c SBB r/m16,imm8                ; o16 83 /3 ib         [8086]
9254 \c SBB r/m32,imm8                ; o32 83 /3 ib         [8086]
9255
9256 \c SBB AL,imm8                   ; 1C ib                [8086]
9257 \c SBB AX,imm16                  ; o16 1D iw            [8086]
9258 \c SBB EAX,imm32                 ; o32 1D id            [386]
9259
9260 \c{SBB} performs integer subtraction: it subtracts its second
9261 operand, plus the value of the carry flag, from its first, and
9262 leaves the result in its destination (first) operand. The flags are
9263 set according to the result of the operation: in particular, the
9264 carry flag is affected and can be used by a subsequent \c{SBB}
9265 instruction.
9266
9267 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
9268 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
9269 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
9270 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
9271 form of the instruction.
9272
9273 To subtract one number from another without also subtracting the
9274 contents of the carry flag, use \c{SUB} (\k{insSUB}).
9275
9276 \H{insSCASB} \i\c{SCASB}, \i\c{SCASW}, \i\c{SCASD}: Scan String
9277
9278 \c SCASB                         ; AE                   [8086]
9279 \c SCASW                         ; o16 AF               [8086]
9280 \c SCASD                         ; o32 AF               [386]
9281
9282 \c{SCASB} compares the byte in \c{AL} with the byte at \c{[ES:DI]}
9283 or \c{[ES:EDI]}, and sets the flags accordingly. It then increments
9284 or decrements (depending on the direction flag: increments if the
9285 flag is clear, decrements if it is set) \c{DI} (or \c{EDI}).
9286
9287 The register used is \c{DI} if the address size is 16 bits, and
9288 \c{EDI} if it is 32 bits. If you need to use an address size not
9289 equal to the current \c{BITS} setting, you can use an explicit
9290 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
9291
9292 Segment override prefixes have no effect for this instruction: the
9293 use of \c{ES} for the load from \c{[DI]} or \c{[EDI]} cannot be
9294 overridden.
9295
9296 \c{SCASW} and \c{SCASD} work in the same way, but they compare a
9297 word to \c{AX} or a doubleword to \c{EAX} instead of a byte to
9298 \c{AL}, and increment or decrement the addressing registers by 2 or
9299 4 instead of 1.
9300
9301 The \c{REPE} and \c{REPNE} prefixes (equivalently, \c{REPZ} and
9302 \c{REPNZ}) may be used to repeat the instruction up to \c{CX} (or
9303 \c{ECX} - again, the address size chooses which) times until the
9304 first unequal or equal byte is found.
9305
9306 \H{insSETcc} \i\c{SETcc}: Set Register from Condition
9307
9308 \c SETcc r/m8                    ; 0F 90+cc /2          [386]
9309
9310 \c{SETcc} sets the given 8-bit operand to zero if its condition is
9311 not satisfied, and to 1 if it is.
9312
9313
9314 \H{insSFENCE} \i\c{SFENCE}: Store Fence
9315
9316 \c SFENCE 0,0,0           ; 0F AE /7               [KATMAI] 
9317
9318 \c{SFENCE} Weakly ordered memory types can enable higher
9319  performance through such techniques as out-of-order issue,
9320  write-combining, and write-collapsing. Memory ordering issues
9321  can arise between a producer and a consumer of data and there
9322  are a number of common usage models which may be affected by
9323  weakly ordered stores: 
9324       1. library functions, which use weakly ordered memory
9325          to write results 
9326       2. compiler-generated code, which also benefit from writing
9327          weakly-ordered results 
9328       3. hand-written code
9329  The degree to which a consumer of data knows that the data is
9330  weakly ordered can vary for these cases. As a result, the SFENCE
9331  instruction provides a performance-efficient way of ensuring
9332  ordering between routines that produce weakly-ordered results
9333  and routines that consume this data. The SFENCE is ordered with
9334  respect to stores and  other SFENCE instructions. 
9335     SFENCE uses the following ModRM encoding:
9336            Mod (7:6) = 11B
9337            Reg/Opcode (5:3) = 111B
9338            R/M (2:0) = 000B
9339  All other ModRM encodings are defined to be reserved, and use
9340  of these encodings risks incompatibility with future processors.
9341
9342
9343 \H{insSGDT} \i\c{SGDT}, \i\c{SIDT}, \i\c{SLDT}: Store Descriptor Table Pointers
9344
9345 \c SGDT mem                      ; 0F 01 /0             [286,PRIV]
9346 \c SIDT mem                      ; 0F 01 /1             [286,PRIV]
9347 \c SLDT r/m16                    ; 0F 00 /0             [286,PRIV]
9348
9349 \c{SGDT} and \c{SIDT} both take a 6-byte memory area as an operand:
9350 they store the contents of the GDTR (global descriptor table
9351 register) or IDTR (interrupt descriptor table register) into that
9352 area as a 32-bit linear address and a 16-bit size limit from that
9353 area (in that order). These are the only instructions which directly
9354 use \e{linear} addresses, rather than segment/offset pairs.
9355
9356 \c{SLDT} stores the segment selector corresponding to the LDT (local
9357 descriptor table) into the given operand.
9358
9359 See also \c{LGDT}, \c{LIDT} and \c{LLDT} (\k{insLGDT}).
9360
9361 \H{insSHL} \i\c{SHL}, \i\c{SHR}: Bitwise Logical Shifts
9362
9363 \c SHL r/m8,1                    ; D0 /4                [8086]
9364 \c SHL r/m8,CL                   ; D2 /4                [8086]
9365 \c SHL r/m8,imm8                 ; C0 /4 ib             [286]
9366 \c SHL r/m16,1                   ; o16 D1 /4            [8086]
9367 \c SHL r/m16,CL                  ; o16 D3 /4            [8086]
9368 \c SHL r/m16,imm8                ; o16 C1 /4 ib         [286]
9369 \c SHL r/m32,1                   ; o32 D1 /4            [386]
9370 \c SHL r/m32,CL                  ; o32 D3 /4            [386]
9371 \c SHL r/m32,imm8                ; o32 C1 /4 ib         [386]
9372
9373 \c SHR r/m8,1                    ; D0 /5                [8086]
9374 \c SHR r/m8,CL                   ; D2 /5                [8086]
9375 \c SHR r/m8,imm8                 ; C0 /5 ib             [286]
9376 \c SHR r/m16,1                   ; o16 D1 /5            [8086]
9377 \c SHR r/m16,CL                  ; o16 D3 /5            [8086]
9378 \c SHR r/m16,imm8                ; o16 C1 /5 ib         [286]
9379 \c SHR r/m32,1                   ; o32 D1 /5            [386]
9380 \c SHR r/m32,CL                  ; o32 D3 /5            [386]
9381 \c SHR r/m32,imm8                ; o32 C1 /5 ib         [386]
9382
9383 \c{SHL} and \c{SHR} perform a logical shift operation on the given
9384 source/destination (first) operand. The vacated bits are filled with
9385 zero.
9386
9387 A synonym for \c{SHL} is \c{SAL} (see \k{insSAL}). NASM will
9388 assemble either one to the same code, but NDISASM will always
9389 disassemble that code as \c{SHL}.
9390
9391 The number of bits to shift by is given by the second operand. Only
9392 the bottom 3, 4 or 5 bits (depending on the source operand size) of
9393 the shift count are considered by processors above the 8086.
9394
9395 You can force the longer (286 and upwards, beginning with a \c{C1}
9396 byte) form of \c{SHL foo,1} by using a \c{BYTE} prefix: \c{SHL
9397 foo,BYTE 1}. Similarly with \c{SHR}.
9398
9399 \H{insSHLD} \i\c{SHLD}, \i\c{SHRD}: Bitwise Double-Precision Shifts
9400
9401 \c SHLD r/m16,reg16,imm8         ; o16 0F A4 /r ib      [386]
9402 \c SHLD r/m16,reg32,imm8         ; o32 0F A4 /r ib      [386]
9403 \c SHLD r/m16,reg16,CL           ; o16 0F A5 /r         [386]
9404 \c SHLD r/m16,reg32,CL           ; o32 0F A5 /r         [386]
9405
9406 \c SHRD r/m16,reg16,imm8         ; o16 0F AC /r ib      [386]
9407 \c SHRD r/m32,reg32,imm8         ; o32 0F AC /r ib      [386]
9408 \c SHRD r/m16,reg16,CL           ; o16 0F AD /r         [386]
9409 \c SHRD r/m32,reg32,CL           ; o32 0F AD /r         [386]
9410
9411 \c{SHLD} performs a double-precision left shift. It notionally places
9412 its second operand to the right of its first, then shifts the entire
9413 bit string thus generated to the left by a number of bits specified
9414 in the third operand. It then updates only the \e{first} operand
9415 according to the result of this. The second operand is not modified.
9416
9417 \c{SHRD} performs the corresponding right shift: it notionally
9418 places the second operand to the \e{left} of the first, shifts the
9419 whole bit string right, and updates only the first operand.
9420
9421 For example, if \c{EAX} holds \c{0x01234567} and \c{EBX} holds
9422 \c{0x89ABCDEF}, then the instruction \c{SHLD EAX,EBX,4} would update
9423 \c{EAX} to hold \c{0x12345678}. Under the same conditions, \c{SHRD
9424 EAX,EBX,4} would update \c{EAX} to hold \c{0xF0123456}.
9425
9426 The number of bits to shift by is given by the third operand. Only
9427 the bottom 5 bits of the shift count are considered.
9428
9429
9430 \H{insSHUFPS} \i\c{SHUFPS}: Shuffle Single-FP
9431
9432 \c SHUFPS xmmreg,memory,immediate ; 0F,C6,/r, ib [KATMAI,SSE,SB,AR2]
9433 \c SHUFPS xmmreg,xmmreg,immediate ; ??         [KATMAI,SSE,SB,AR2] 
9434
9435 \c{SHUFPS} The SHUFPS instruction is able to shuffle any of the
9436  four SP FP numbers from xmm1 to the lower two destination fields;
9437  the upper two destination fields are generated from a shuffle of
9438  any of the four SP FP numbers from xmm2/m128.
9439
9440
9441 \H{insSMI} \i\c{SMI}: System Management Interrupt
9442
9443 \c SMI                           ; F1                   [386,UNDOC]
9444
9445 This is an opcode apparently supported by some AMD processors (which
9446 is why it can generate the same opcode as \c{INT1}), and places the
9447 machine into system-management mode, a special debugging mode.
9448
9449 \H{insSMSW} \i\c{SMSW}: Store Machine Status Word
9450
9451 \c SMSW r/m16                    ; 0F 01 /4             [286,PRIV]
9452
9453 \c{SMSW} stores the bottom half of the \c{CR0} control register (or
9454 the Machine Status Word, on 286 processors) into the destination
9455 operand. See also \c{LMSW} (\k{insLMSW}).
9456
9457
9458 \H{insSQRTPS} \i\c{SQRTPS}: Packed Single-FP Square Root
9459
9460 \c SQRTPS xmmreg,memory           ; 0F,51,/r    [KATMAI,SSE] 
9461 \c SQRTPS xmmreg,xmmreg           ; ??          [KATMAI,SSE] 
9462
9463 \c{SQRTPS} The SQRTPS instruction returns the square root of
9464  the packed SP FP numbers from xmm2/m128.
9465
9466
9467 \H{insSQRTSS} \i\c{SQRTSS}: Scalar Single-FP Square Root
9468
9469 \c SQRTSS xmmreg,memory           ; F3,0F,51,/r [KATMAI,SSE] 
9470 \c SQRTSS xmmreg,xmmreg           ; ??          [KATMAI,SSE] 
9471
9472 \c{SQRTSS} The SQRTSS instructions return the square root of
9473  the lowest SP FP numbers of their operand.
9474
9475
9476 \H{insSTC} \i\c{STC}, \i\c{STD}, \i\c{STI}: Set Flags
9477
9478 \c STC                           ; F9                   [8086]
9479 \c STD                           ; FD                   [8086]
9480 \c STI                           ; FB                   [8086]
9481
9482 These instructions set various flags. \c{STC} sets the carry flag;
9483 \c{STD} sets the direction flag; and \c{STI} sets the interrupt flag
9484 (thus enabling interrupts).
9485
9486 To clear the carry, direction, or interrupt flags, use the \c{CLC},
9487 \c{CLD} and \c{CLI} instructions (\k{insCLC}). To invert the carry
9488 flag, use \c{CMC} (\k{insCMC}).
9489
9490
9491 \H{insSTMXCSR} \i\c{STMXCSR}: Store Streaming SIMD Extension
9492  Control/Status
9493
9494 \c STMXCSR memory           ; 0F,AE,/3       [KATMAI,SSE,SD] 
9495
9496 \c{STMXCSR} The MXCSR control/status register is used to enable
9497  masked/unmasked exception handling, to set rounding modes,
9498  to set flush-to-zero mode, and to view exception status flags.
9499  Refer to LDMXCSR for a description of the format of MXCSR.
9500  The linear address corresponds to the address of the
9501  least-significant byte of the referenced memory data.
9502  The reserved bits in the MXCSR are stored as zeroes.
9503
9504
9505 \H{insSTOSB} \i\c{STOSB}, \i\c{STOSW}, \i\c{STOSD}: Store Byte to String
9506
9507 \c STOSB                         ; AA                   [8086]
9508 \c STOSW                         ; o16 AB               [8086]
9509 \c STOSD                         ; o32 AB               [386]
9510
9511 \c{STOSB} stores the byte in \c{AL} at \c{[ES:DI]} or \c{[ES:EDI]},
9512 and sets the flags accordingly. It then increments or decrements
9513 (depending on the direction flag: increments if the flag is clear,
9514 decrements if it is set) \c{DI} (or \c{EDI}).
9515
9516 The register used is \c{DI} if the address size is 16 bits, and
9517 \c{EDI} if it is 32 bits. If you need to use an address size not
9518 equal to the current \c{BITS} setting, you can use an explicit
9519 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
9520
9521 Segment override prefixes have no effect for this instruction: the
9522 use of \c{ES} for the store to \c{[DI]} or \c{[EDI]} cannot be
9523 overridden.
9524
9525 \c{STOSW} and \c{STOSD} work in the same way, but they store the
9526 word in \c{AX} or the doubleword in \c{EAX} instead of the byte in
9527 \c{AL}, and increment or decrement the addressing registers by 2 or
9528 4 instead of 1.
9529
9530 The \c{REP} prefix may be used to repeat the instruction \c{CX} (or
9531 \c{ECX} - again, the address size chooses which) times.
9532
9533 \H{insSTR} \i\c{STR}: Store Task Register
9534
9535 \c STR r/m16                     ; 0F 00 /1             [286,PRIV]
9536
9537 \c{STR} stores the segment selector corresponding to the contents of
9538 the Task Register into its operand.
9539
9540 \H{insSUB} \i\c{SUB}: Subtract Integers
9541
9542 \c SUB r/m8,reg8                 ; 28 /r                [8086]
9543 \c SUB r/m16,reg16               ; o16 29 /r            [8086]
9544 \c SUB r/m32,reg32               ; o32 29 /r            [386]
9545
9546 \c SUB reg8,r/m8                 ; 2A /r                [8086]
9547 \c SUB reg16,r/m16               ; o16 2B /r            [8086]
9548 \c SUB reg32,r/m32               ; o32 2B /r            [386]
9549
9550 \c SUB r/m8,imm8                 ; 80 /5 ib             [8086]
9551 \c SUB r/m16,imm16               ; o16 81 /5 iw         [8086]
9552 \c SUB r/m32,imm32               ; o32 81 /5 id         [386]
9553
9554 \c SUB r/m16,imm8                ; o16 83 /5 ib         [8086]
9555 \c SUB r/m32,imm8                ; o32 83 /5 ib         [386]
9556
9557 \c SUB AL,imm8                   ; 2C ib                [8086]
9558 \c SUB AX,imm16                  ; o16 2D iw            [8086]
9559 \c SUB EAX,imm32                 ; o32 2D id            [386]
9560
9561 \c{SUB} performs integer subtraction: it subtracts its second
9562 operand from its first, and leaves the result in its destination
9563 (first) operand. The flags are set according to the result of the
9564 operation: in particular, the carry flag is affected and can be used
9565 by a subsequent \c{SBB} instruction (\k{insSBB}).
9566
9567 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
9568 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
9569 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
9570 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
9571 form of the instruction.
9572
9573 \H{insSUBPS} \i\c{SUBPS}: Packed Single-FP Subtract
9574
9575 \c SUBPS xmmreg,memory           ; 0F,5C,/r    [KATMAI,SSE] 
9576 \c SUBPS xmmreg,xmmreg           ; ??          [KATMAI,SSE] 
9577
9578 \c{SUBPS}T he SUBPS instruction subtracts the packed SP FP
9579  numbers of both their operands. 
9580
9581
9582 \H{insSUBSS} \i\c{SUBSS}: Scalar Single-FP Subtract
9583
9584 \c SUBSS xmmreg,memory           ; F3,0F,5C, /r [KATMAI,SSE] 
9585 \c SUBSS xmmreg,xmmreg           ; ??          [KATMAI,SSE] 
9586
9587 \c{SUBSS} The SUBSS instruction subtracts the lower SP FP
9588  numbers of both their operands.
9589
9590
9591 \H{insTEST} \i\c{TEST}: Test Bits (notional bitwise AND)
9592
9593 \c TEST r/m8,reg8                ; 84 /r                [8086]
9594 \c TEST r/m16,reg16              ; o16 85 /r            [8086]
9595 \c TEST r/m32,reg32              ; o32 85 /r            [386]
9596
9597 \c TEST r/m8,imm8                ; F6 /7 ib             [8086]
9598 \c TEST r/m16,imm16              ; o16 F7 /7 iw         [8086]
9599 \c TEST r/m32,imm32              ; o32 F7 /7 id         [386]
9600
9601 \c TEST AL,imm8                  ; A8 ib                [8086]
9602 \c TEST AX,imm16                 ; o16 A9 iw            [8086]
9603 \c TEST EAX,imm32                ; o32 A9 id            [386]
9604
9605 \c{TEST} performs a `mental' bitwise AND of its two operands, and
9606 affects the flags as if the operation had taken place, but does not
9607 store the result of the operation anywhere.
9608
9609 \H{insUCOMISS} \i\c{UCOMISS}: Unordered Scalar Single-FP compare
9610  and set EFLAGS
9611
9612 \c UCOMISS xmmreg,memory           ; 0F,2E,/r          [KATMAI,SSE] 
9613 \c UCOMISS xmmreg,xmmreg           ; ??          [KATMAI,SSE] 
9614
9615 \c{UCOMISS} The UCOMISS instructions compare the two lowest scalar
9616  SP FP numbers, and set the ZF,PF,CF bits in the EFLAGS register
9617  as described above. In addition, the OF, SF, and AF bits in the
9618  EFLAGS register are zeroed out. The unordered predicate is
9619  returned if either source operand is a NaN (qNaN or sNaN).
9620
9621
9622 \H{insUMOV} \i\c{UMOV}: User Move Data
9623
9624 \c UMOV r/m8,reg8                ; 0F 10 /r             [386,UNDOC]
9625 \c UMOV r/m16,reg16              ; o16 0F 11 /r         [386,UNDOC]
9626 \c UMOV r/m32,reg32              ; o32 0F 11 /r         [386,UNDOC]
9627
9628 \c UMOV reg8,r/m8                ; 0F 12 /r             [386,UNDOC]
9629 \c UMOV reg16,r/m16              ; o16 0F 13 /r         [386,UNDOC]
9630 \c UMOV reg32,r/m32              ; o32 0F 13 /r         [386,UNDOC]
9631
9632 This undocumented instruction is used by in-circuit emulators to
9633 access user memory (as opposed to host memory). It is used just like
9634 an ordinary memory/register or register/register \c{MOV}
9635 instruction, but accesses user space.
9636
9637
9638 \H{insUNPCKHPS} \i\c{UNPCKHPS}: Unpack High Packed Single-FP Data
9639
9640 \c UNPCKHPS xmmreg,memory           ; 0F,15,/r    [KATMAI,SSE] 
9641 \c UNPCKHPS xmmreg,xmmreg           ; ??          [KATMAI,SSE] 
9642
9643 \c{UNPCKHPS} The UNPCKHPS instruction performs an interleaved
9644  unpack of the high-order data elements of XMM1 and XMM2/Mem.
9645  It ignores the lower half of the sources. 
9646
9647
9648 \H{insUNPCKLPS} \i\c{UNPCKLPS}: Unpack Low Packed Single-FP Data
9649
9650 \c UNPCKLPS xmmreg,memory           ; 0F,14,/r    [KATMAI,SSE] 
9651 \c UNPCKLPS xmmreg,xmmreg           ; ??          [KATMAI,SSE] 
9652
9653 \c{UNPCKLPS} The UNPCKLPS instruction performs an interleaved
9654  unpack of the low-order data elements of XMM1 and XMM2/Mem.
9655  It ignores the upper half part of the sources. 
9656
9657
9658 \H{insVERR} \i\c{VERR}, \i\c{VERW}: Verify Segment Readability/Writability
9659
9660 \c VERR r/m16                    ; 0F 00 /4             [286,PRIV]
9661
9662 \c VERW r/m16                    ; 0F 00 /5             [286,PRIV]
9663
9664 \c{VERR} sets the zero flag if the segment specified by the selector
9665 in its operand can be read from at the current privilege level.
9666 \c{VERW} sets the zero flag if the segment can be written.
9667
9668 \H{insWAIT} \i\c{WAIT}: Wait for Floating-Point Processor
9669
9670 \c WAIT                          ; 9B                   [8086]
9671
9672 \c{WAIT}, on 8086 systems with a separate 8087 FPU, waits for the
9673 FPU to have finished any operation it is engaged in before
9674 continuing main processor operations, so that (for example) an FPU
9675 store to main memory can be guaranteed to have completed before the
9676 CPU tries to read the result back out.
9677
9678 On higher processors, \c{WAIT} is unnecessary for this purpose, and
9679 it has the alternative purpose of ensuring that any pending unmasked
9680 FPU exceptions have happened before execution continues.
9681
9682 \H{insWBINVD} \i\c{WBINVD}: Write Back and Invalidate Cache
9683
9684 \c WBINVD                        ; 0F 09                [486]
9685
9686 \c{WBINVD} invalidates and empties the processor's internal caches,
9687 and causes the processor to instruct external caches to do the same.
9688 It writes the contents of the caches back to memory first, so no
9689 data is lost. To flush the caches quickly without bothering to write
9690 the data back first, use \c{INVD} (\k{insINVD}).
9691
9692 \H{insWRMSR} \i\c{WRMSR}: Write Model-Specific Registers
9693
9694 \c WRMSR                         ; 0F 30                [PENT]
9695
9696 \c{WRMSR} writes the value in \c{EDX:EAX} to the processor
9697 Model-Specific Register (MSR) whose index is stored in \c{ECX}. See
9698 also \c{RDMSR} (\k{insRDMSR}).
9699
9700 \H{insXADD} \i\c{XADD}: Exchange and Add
9701
9702 \c XADD r/m8,reg8                ; 0F C0 /r             [486]
9703 \c XADD r/m16,reg16              ; o16 0F C1 /r         [486]
9704 \c XADD r/m32,reg32              ; o32 0F C1 /r         [486]
9705
9706 \c{XADD} exchanges the values in its two operands, and then adds
9707 them together and writes the result into the destination (first)
9708 operand. This instruction can be used with a \c{LOCK} prefix for
9709 multi-processor synchronisation purposes.
9710
9711 \H{insXBTS} \i\c{XBTS}: Extract Bit String
9712
9713 \c XBTS reg16,r/m16              ; o16 0F A6 /r         [386,UNDOC]
9714 \c XBTS reg32,r/m32              ; o32 0F A6 /r         [386,UNDOC]
9715
9716 No clear documentation seems to be available for this instruction:
9717 the best I've been able to find reads `Takes a string of bits from
9718 the first operand and puts them in the second operand'. It is
9719 present only in early 386 processors, and conflicts with the opcodes
9720 for \c{CMPXCHG486}. NASM supports it only for completeness. Its
9721 counterpart is \c{IBTS} (see \k{insIBTS}).
9722
9723 \H{insXCHG} \i\c{XCHG}: Exchange
9724
9725 \c XCHG reg8,r/m8                ; 86 /r                [8086]
9726 \c XCHG reg16,r/m8               ; o16 87 /r            [8086]
9727 \c XCHG reg32,r/m32              ; o32 87 /r            [386]
9728
9729 \c XCHG r/m8,reg8                ; 86 /r                [8086]
9730 \c XCHG r/m16,reg16              ; o16 87 /r            [8086]
9731 \c XCHG r/m32,reg32              ; o32 87 /r            [386]
9732
9733 \c XCHG AX,reg16                 ; o16 90+r             [8086]
9734 \c XCHG EAX,reg32                ; o32 90+r             [386]
9735 \c XCHG reg16,AX                 ; o16 90+r             [8086]
9736 \c XCHG reg32,EAX                ; o32 90+r             [386]
9737
9738 \c{XCHG} exchanges the values in its two operands. It can be used
9739 with a \c{LOCK} prefix for purposes of multi-processor
9740 synchronisation.
9741
9742 \c{XCHG AX,AX} or \c{XCHG EAX,EAX} (depending on the \c{BITS}
9743 setting) generates the opcode \c{90h}, and so is a synonym for
9744 \c{NOP} (\k{insNOP}).
9745
9746 \H{insXLATB} \i\c{XLATB}: Translate Byte in Lookup Table
9747
9748 \c XLATB                         ; D7                   [8086]
9749
9750 \c{XLATB} adds the value in \c{AL}, treated as an unsigned byte, to
9751 \c{BX} or \c{EBX}, and loads the byte from the resulting address (in
9752 the segment specified by \c{DS}) back into \c{AL}.
9753
9754 The base register used is \c{BX} if the address size is 16 bits, and
9755 \c{EBX} if it is 32 bits. If you need to use an address size not
9756 equal to the current \c{BITS} setting, you can use an explicit
9757 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
9758
9759 The segment register used to load from \c{[BX+AL]} or \c{[EBX+AL]}
9760 can be overridden by using a segment register name as a prefix (for
9761 example, \c{es xlatb}).
9762
9763 \H{insXOR} \i\c{XOR}: Bitwise Exclusive OR
9764
9765 \c XOR r/m8,reg8                 ; 30 /r                [8086]
9766 \c XOR r/m16,reg16               ; o16 31 /r            [8086]
9767 \c XOR r/m32,reg32               ; o32 31 /r            [386]
9768
9769 \c XOR reg8,r/m8                 ; 32 /r                [8086]
9770 \c XOR reg16,r/m16               ; o16 33 /r            [8086]
9771 \c XOR reg32,r/m32               ; o32 33 /r            [386]
9772
9773 \c XOR r/m8,imm8                 ; 80 /6 ib             [8086]
9774 \c XOR r/m16,imm16               ; o16 81 /6 iw         [8086]
9775 \c XOR r/m32,imm32               ; o32 81 /6 id         [386]
9776
9777 \c XOR r/m16,imm8                ; o16 83 /6 ib         [8086]
9778 \c XOR r/m32,imm8                ; o32 83 /6 ib         [386]
9779
9780 \c XOR AL,imm8                   ; 34 ib                [8086]
9781 \c XOR AX,imm16                  ; o16 35 iw            [8086]
9782 \c XOR EAX,imm32                 ; o32 35 id            [386]
9783
9784 \c{XOR} performs a bitwise XOR operation between its two operands
9785 (i.e. each bit of the result is 1 if and only if exactly one of the
9786 corresponding bits of the two inputs was 1), and stores the result
9787 in the destination (first) operand.
9788
9789 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
9790 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
9791 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
9792 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
9793 form of the instruction.
9794
9795 The MMX instruction \c{PXOR} (see \k{insPXOR}) performs the same
9796 operation on the 64-bit MMX registers.
9797
9798
9799 \H{insXORPS} \i\c{XORPS}: Bit-wise Logical Xor for Single-FP Data
9800
9801 \c XORPS xmmreg,memory           ; 0F,57,/r    [KATMAI,SSE] 
9802 \c XORPS xmmreg,xmmreg           ; ??          [KATMAI,SSE] 
9803
9804 \c{XORPS} The XORPS instruction returns a bit-wise logical XOR
9805  between XMM1 and XMM2/Mem.