Update documentation
[platform/upstream/nasm.git] / nasm.h
1 /* nasm.h   main header file for the Netwide Assembler: inter-module interface
2  *
3  * The Netwide Assembler is copyright (C) 1996 Simon Tatham and
4  * Julian Hall. All rights reserved. The software is
5  * redistributable under the licence given in the file "Licence"
6  * distributed in the NASM archive.
7  *
8  * initial version: 27/iii/95 by Simon Tatham
9  */
10
11 #ifndef NASM_NASM_H
12 #define NASM_NASM_H
13
14 #include <stdio.h>
15 #include <inttypes.h>
16 #include "version.h"            /* generated NASM version macros */
17 #include "compiler.h"
18 #include "insnsi.h"             /* For enum opcode */
19
20 #ifndef NULL
21 #define NULL 0
22 #endif
23
24 #ifndef FALSE
25 #define FALSE 0                 /* comes in handy */
26 #endif
27 #ifndef TRUE
28 #define TRUE 1
29 #endif
30
31 #define NO_SEG -1L              /* null segment value */
32 #define SEG_ABS 0x40000000L     /* mask for far-absolute segments */
33
34 #ifndef FILENAME_MAX
35 #define FILENAME_MAX 256
36 #endif
37
38 #ifndef PREFIX_MAX
39 #define PREFIX_MAX 10
40 #endif
41
42 #ifndef POSTFIX_MAX
43 #define POSTFIX_MAX 10
44 #endif
45
46 #define IDLEN_MAX 4096
47
48 /*
49  * Name pollution problems: <time.h> on Digital UNIX pulls in some
50  * strange hardware header file which sees fit to define R_SP. We
51  * undefine it here so as not to break the enum below.
52  */
53 #ifdef R_SP
54 #undef R_SP
55 #endif
56
57 /*
58  * We must declare the existence of this structure type up here,
59  * since we have to reference it before we define it...
60  */
61 struct ofmt;
62
63 /*
64  * -------------------------
65  * Error reporting functions
66  * -------------------------
67  */
68
69 /*
70  * An error reporting function should look like this.
71  */
72 typedef void (*efunc) (int severity, const char *fmt, ...);
73
74 /*
75  * These are the error severity codes which get passed as the first
76  * argument to an efunc.
77  */
78
79 #define ERR_DEBUG       0x00000008      /* put out debugging message */
80 #define ERR_WARNING     0x00000000      /* warn only: no further action */
81 #define ERR_NONFATAL    0x00000001      /* terminate assembly after phase */
82 #define ERR_FATAL       0x00000002      /* instantly fatal: exit with error */
83 #define ERR_PANIC       0x00000003      /* internal error: panic instantly
84                                          * and dump core for reference */
85 #define ERR_MASK        0x0000000F      /* mask off the above codes */
86 #define ERR_NOFILE      0x00000010      /* don't give source file name/line */
87 #define ERR_USAGE       0x00000020      /* print a usage message */
88 #define ERR_PASS1       0x00000040      /* only print this error on pass one */
89
90 /*
91  * These codes define specific types of suppressible warning.
92  */
93
94 #define ERR_WARN_MASK   0x0000FF00      /* the mask for this feature */
95 #define ERR_WARN_SHR  8         /* how far to shift right */
96
97 #define ERR_WARN_MNP    0x00000100      /* macro-num-parameters warning */
98 #define ERR_WARN_MSR    0x00000200      /* macro self-reference */
99 #define ERR_WARN_OL     0x00000300      /* orphan label (no colon, and
100                                          * alone on line) */
101 #define ERR_WARN_NOV    0x00000400      /* numeric overflow */
102 #define ERR_WARN_GNUELF 0x00000500      /* using GNU ELF extensions */
103 #define ERR_WARN_MAX    5       /* the highest numbered one */
104
105 /*
106  * -----------------------
107  * Other function typedefs
108  * -----------------------
109  */
110
111 /*
112  * A label-lookup function should look like this.
113  */
114 typedef int (*lfunc) (char *label, int32_t *segment, int32_t *offset);
115
116 /*
117  * And a label-definition function like this. The boolean parameter
118  * `is_norm' states whether the label is a `normal' label (which
119  * should affect the local-label system), or something odder like
120  * an EQU or a segment-base symbol, which shouldn't.
121  */
122 typedef void (*ldfunc) (char *label, int32_t segment, int32_t offset,
123                         char *special, int is_norm, int isextrn,
124                         struct ofmt * ofmt, efunc error);
125
126 /*
127  * List-file generators should look like this:
128  */
129 typedef struct {
130     /*
131      * Called to initialize the listing file generator. Before this
132      * is called, the other routines will silently do nothing when
133      * called. The `char *' parameter is the file name to write the
134      * listing to.
135      */
136     void (*init) (char *, efunc);
137
138     /*
139      * Called to clear stuff up and close the listing file.
140      */
141     void (*cleanup) (void);
142
143     /*
144      * Called to output binary data. Parameters are: the offset;
145      * the data; the data type. Data types are similar to the
146      * output-format interface, only OUT_ADDRESS will _always_ be
147      * displayed as if it's relocatable, so ensure that any non-
148      * relocatable address has been converted to OUT_RAWDATA by
149      * then. Note that OUT_RAWDATA+0 is a valid data type, and is a
150      * dummy call used to give the listing generator an offset to
151      * work with when doing things like uplevel(LIST_TIMES) or
152      * uplevel(LIST_INCBIN).
153      */
154     void (*output) (int32_t, const void *, uint32_t);
155
156     /*
157      * Called to send a text line to the listing generator. The
158      * `int' parameter is LIST_READ or LIST_MACRO depending on
159      * whether the line came directly from an input file or is the
160      * result of a multi-line macro expansion.
161      */
162     void (*line) (int, char *);
163
164     /*
165      * Called to change one of the various levelled mechanisms in
166      * the listing generator. LIST_INCLUDE and LIST_MACRO can be
167      * used to increase the nesting level of include files and
168      * macro expansions; LIST_TIMES and LIST_INCBIN switch on the
169      * two binary-output-suppression mechanisms for large-scale
170      * pseudo-instructions.
171      *
172      * LIST_MACRO_NOLIST is synonymous with LIST_MACRO except that
173      * it indicates the beginning of the expansion of a `nolist'
174      * macro, so anything under that level won't be expanded unless
175      * it includes another file.
176      */
177     void (*uplevel) (int);
178
179     /*
180      * Reverse the effects of uplevel.
181      */
182     void (*downlevel) (int);
183 } ListGen;
184
185 /*
186  * The expression evaluator must be passed a scanner function; a
187  * standard scanner is provided as part of nasmlib.c. The
188  * preprocessor will use a different one. Scanners, and the
189  * token-value structures they return, look like this.
190  *
191  * The return value from the scanner is always a copy of the
192  * `t_type' field in the structure.
193  */
194 struct tokenval {
195     int t_type;
196     int64_t t_integer, t_inttwo;
197     char *t_charptr;
198 };
199 typedef int (*scanner) (void *private_data, struct tokenval * tv);
200
201 /*
202  * Token types returned by the scanner, in addition to ordinary
203  * ASCII character values, and zero for end-of-string.
204  */
205 enum {                          /* token types, other than chars */
206     TOKEN_INVALID = -1,         /* a placeholder value */
207     TOKEN_EOS = 0,              /* end of string */
208     TOKEN_EQ = '=', TOKEN_GT = '>', TOKEN_LT = '<',     /* aliases */
209     TOKEN_ID = 256, TOKEN_NUM, TOKEN_REG, TOKEN_INSN,   /* major token types */
210     TOKEN_ERRNUM,               /* numeric constant with error in */
211     TOKEN_HERE, TOKEN_BASE,     /* $ and $$ */
212     TOKEN_SPECIAL,              /* BYTE, WORD, DWORD, QWORD, FAR, NEAR, etc */
213     TOKEN_PREFIX,               /* A32, O16, LOCK, REPNZ, TIMES, etc */
214     TOKEN_SHL, TOKEN_SHR,       /* << and >> */
215     TOKEN_SDIV, TOKEN_SMOD,     /* // and %% */
216     TOKEN_GE, TOKEN_LE, TOKEN_NE,       /* >=, <= and <> (!= is same as <>) */
217     TOKEN_DBL_AND, TOKEN_DBL_OR, TOKEN_DBL_XOR, /* &&, || and ^^ */
218     TOKEN_SEG, TOKEN_WRT,       /* SEG and WRT */
219     TOKEN_FLOAT                 /* floating-point constant */
220 };
221
222 typedef struct {
223     int32_t segment;
224     int64_t offset;
225     int known;
226 } loc_t;
227
228 /*
229  * Expression-evaluator datatype. Expressions, within the
230  * evaluator, are stored as an array of these beasts, terminated by
231  * a record with type==0. Mostly, it's a vector type: each type
232  * denotes some kind of a component, and the value denotes the
233  * multiple of that component present in the expression. The
234  * exception is the WRT type, whose `value' field denotes the
235  * segment to which the expression is relative. These segments will
236  * be segment-base types, i.e. either odd segment values or SEG_ABS
237  * types. So it is still valid to assume that anything with a
238  * `value' field of zero is insignificant.
239  */
240 typedef struct {
241     int32_t type;                  /* a register, or EXPR_xxx */
242     int64_t value;                 /* must be >= 32 bits */
243 } expr;
244
245 /*
246  * The evaluator can also return hints about which of two registers
247  * used in an expression should be the base register. See also the
248  * `operand' structure.
249  */
250 struct eval_hints {
251     int64_t base;
252     int type;
253 };
254
255 /*
256  * The actual expression evaluator function looks like this. When
257  * called, it expects the first token of its expression to already
258  * be in `*tv'; if it is not, set tv->t_type to TOKEN_INVALID and
259  * it will start by calling the scanner.
260  *
261  * If a forward reference happens during evaluation, the evaluator
262  * must set `*fwref' to TRUE if `fwref' is non-NULL.
263  *
264  * `critical' is non-zero if the expression may not contain forward
265  * references. The evaluator will report its own error if this
266  * occurs; if `critical' is 1, the error will be "symbol not
267  * defined before use", whereas if `critical' is 2, the error will
268  * be "symbol undefined".
269  *
270  * If `critical' has bit 8 set (in addition to its main value: 0x101
271  * and 0x102 correspond to 1 and 2) then an extended expression
272  * syntax is recognised, in which relational operators such as =, <
273  * and >= are accepted, as well as low-precedence logical operators
274  * &&, ^^ and ||.
275  *
276  * If `hints' is non-NULL, it gets filled in with some hints as to
277  * the base register in complex effective addresses.
278  */
279 #define CRITICAL 0x100
280 typedef expr *(*evalfunc) (scanner sc, void *scprivate,
281                            struct tokenval * tv, int *fwref, int critical,
282                            efunc error, struct eval_hints * hints);
283
284 /*
285  * Special values for expr->type.  These come after EXPR_REG_END
286  * as defined in regs.h.
287  */
288
289 #define EXPR_UNKNOWN    (EXPR_REG_END+1) /* forward references */
290 #define EXPR_SIMPLE     (EXPR_REG_END+2)
291 #define EXPR_WRT        (EXPR_REG_END+3)
292 #define EXPR_SEGBASE    (EXPR_REG_END+4)
293
294 /*
295  * Preprocessors ought to look like this:
296  */
297 typedef struct preproc_ops {
298     /*
299      * Called at the start of a pass; given a file name, the number
300      * of the pass, an error reporting function, an evaluator
301      * function, and a listing generator to talk to.
302      */
303     void (*reset) (char *, int, efunc, evalfunc, ListGen *);
304
305     /*
306      * Called to fetch a line of preprocessed source. The line
307      * returned has been malloc'ed, and so should be freed after
308      * use.
309      */
310     char *(*getline) (void);
311
312     /*
313      * Called at the end of a pass.
314      */
315     void (*cleanup) (int);
316 } Preproc;
317
318 extern Preproc nasmpp;
319
320 /*
321  * ----------------------------------------------------------------
322  * Some lexical properties of the NASM source language, included
323  * here because they are shared between the parser and preprocessor
324  * ----------------------------------------------------------------
325  */
326
327 /*
328  * isidstart matches any character that may start an identifier, and isidchar
329  * matches any character that may appear at places other than the start of an
330  * identifier. E.g. a period may only appear at the start of an identifier
331  * (for local labels), whereas a number may appear anywhere *but* at the
332  * start. 
333  */
334
335 #define isidstart(c) ( isalpha(c) || (c)=='_' || (c)=='.' || (c)=='?' \
336                                   || (c)=='@' )
337 #define isidchar(c)  ( isidstart(c) || isdigit(c) || (c)=='$' || (c)=='#' \
338                                                   || (c)=='~' )
339
340 /* Ditto for numeric constants. */
341
342 #define isnumstart(c)  ( isdigit(c) || (c)=='$' )
343 #define isnumchar(c)   ( isalnum(c) )
344
345 /* This returns the numeric value of a given 'digit'. */
346
347 #define numvalue(c)  ((c)>='a' ? (c)-'a'+10 : (c)>='A' ? (c)-'A'+10 : (c)-'0')
348
349 /*
350  * Data-type flags that get passed to listing-file routines.
351  */
352 enum {
353     LIST_READ, LIST_MACRO, LIST_MACRO_NOLIST, LIST_INCLUDE,
354     LIST_INCBIN, LIST_TIMES
355 };
356
357 /*
358  * -----------------------------------------------------------
359  * Format of the `insn' structure returned from `parser.c' and
360  * passed into `assemble.c'
361  * -----------------------------------------------------------
362  */
363
364 /*
365  * Here we define the operand types. These are implemented as bit
366  * masks, since some are subsets of others; e.g. AX in a MOV
367  * instruction is a special operand type, whereas AX in other
368  * contexts is just another 16-bit register. (Also, consider CL in
369  * shift instructions, DX in OUT, etc.)
370  *
371  * The basic concept here is that
372  *    (class & ~operand) == 0
373  *
374  * if and only if "operand" belongs to class type "class".
375  *
376  * The bits are assigned as follows:
377  *
378  * Bits 0-7, 29: sizes
379  *  0:  8 bits (BYTE)
380  *  1: 16 bits (WORD)
381  *  2: 32 bits (DWORD)
382  *  3: 64 bits (QWORD)
383  *  4: 80 bits (TWORD)
384  *  5: FAR
385  *  6: NEAR
386  *  7: SHORT
387  * 29: 128 bits (OWORD)
388  *
389  * Bits 8-11 modifiers
390  *  8: TO
391  *  9: COLON
392  * 10: STRICT
393  * 11: (reserved)
394  *
395  * Bits 12-15: type of operand
396  * 12: REGISTER
397  * 13: IMMEDIATE
398  * 14: MEMORY (always has REGMEM attribute as well)
399  * 15: REGMEM (valid EA operand)
400  *
401  * Bits 16-19: subclasses
402  * With REG_CDT:
403  * 16: REG_CREG (CRx)
404  * 17: REG_DREG (DRx)
405  * 18: REG_TREG (TRx)
406
407  * With REG_GPR:
408  * 16: REG_ACCUM (AL, AX, EAX, RAX)
409  * 17: REG_COUNT (CL, CX, ECX, RCX)
410  * 18: REG_DATA  (DL, DX, EDX, RDX)
411  * 19: REG_HIGH  (AH, CH, DH, BH)
412  *
413  * With REG_SREG:
414  * 16: REG_CS
415  * 17: REG_DESS (DS, ES, SS)
416  * 18: REG_FSGS
417  * 19: REG_SEG67
418  *
419  * With FPUREG:
420  * 16: FPU0
421  *
422  * With XMMREG:
423  * 16: XMM0
424  *
425  * With MEMORY:
426  * 16: MEM_OFFS (this is a simple offset)
427  * 17: IP_REL (IP-relative offset)
428  *
429  * With IMMEDIATE:
430  * 16: UNITY (1)
431  * 17: BYTENESS (-128..127)
432  *
433  * Bits 20-26: register classes
434  * 20: REG_CDT (CRx, DRx, TRx)
435  * 21: RM_GPR (REG_GPR) (integer register)
436  * 22: REG_SREG
437  * 23: IP_REG (RIP or EIP) [unused]
438  * 24: FPUREG
439  * 25: RM_MMX (MMXREG)
440  * 26: RM_XMM (XMMREG)
441  *
442  * Bits 27-29 & 31 are currently unallocated.
443  *
444  * 30: SAME_AS
445  * Special flag only used in instruction patterns; means this operand
446  * has to be identical to another operand.  Currently only supported
447  * for registers.
448  */
449
450 typedef uint32_t opflags_t;
451
452 /* Size, and other attributes, of the operand */
453 #define BITS8           0x00000001L
454 #define BITS16          0x00000002L
455 #define BITS32          0x00000004L
456 #define BITS64          0x00000008L   /* x64 and FPU only */
457 #define BITS80          0x00000010L   /* FPU only */
458 #define BITS128         0x20000000L
459 #define FAR             0x00000020L   /* grotty: this means 16:16 or */
460                                        /* 16:32, like in CALL/JMP */
461 #define NEAR            0x00000040L
462 #define SHORT           0x00000080L   /* and this means what it says :) */
463
464 #define SIZE_MASK       0x200000FFL   /* all the size attributes */
465
466 /* Modifiers */
467 #define MODIFIER_MASK   0x00000f00L
468 #define TO              0x00000100L   /* reverse effect in FADD, FSUB &c */
469 #define COLON           0x00000200L   /* operand is followed by a colon */
470 #define STRICT          0x00000400L   /* do not optimize this operand */
471
472 /* Type of operand: memory reference, register, etc. */
473 #define OPTYPE_MASK     0x0000f000L
474 #define REGISTER        0x00001000L   /* register number in 'basereg' */
475 #define IMMEDIATE       0x00002000L
476 #define MEMORY          0x0000c000L
477 #define REGMEM          0x00008000L   /* for r/m, ie EA, operands */
478
479 /* Register classes */
480 #define REG_EA          0x00009000L   /* 'normal' reg, qualifies as EA */
481 #define RM_GPR          0x00208000L   /* integer operand */
482 #define REG_GPR         0x00209000L   /* integer register */
483 #define REG8            0x00209001L   /*  8-bit GPR  */
484 #define REG16           0x00209002L   /* 16-bit GPR */
485 #define REG32           0x00209004L   /* 32-bit GPR */
486 #define REG64           0x00209008L   /* 64-bit GPR */
487 #define IP_REG          0x00801000L   /* RIP or EIP register */
488 #define RIPREG          0x00801008L   /* RIP */
489 #define EIPREG          0x00801004L   /* EIP */
490 #define FPUREG          0x01001000L   /* floating point stack registers */
491 #define FPU0            0x01011000L   /* FPU stack register zero */
492 #define RM_MMX          0x02008000L   /* MMX operand */
493 #define MMXREG          0x02009000L   /* MMX register */
494 #define RM_XMM          0x04008000L   /* XMM (SSE) operand */
495 #define XMMREG          0x04009000L   /* XMM (SSE) register */
496 #define XMM0            0x04019000L   /* XMM register zero */
497 #define REG_CDT         0x00101004L   /* CRn, DRn and TRn */
498 #define REG_CREG        0x00111004L   /* CRn */
499 #define REG_DREG        0x00121004L   /* DRn */
500 #define REG_TREG        0x00141004L   /* TRn */
501 #define REG_SREG        0x00401002L   /* any segment register */
502 #define REG_CS          0x00411002L   /* CS */
503 #define REG_DESS        0x00421002L   /* DS, ES, SS */
504 #define REG_FSGS        0x00441002L   /* FS, GS */
505 #define REG_SEG67       0x00481002L   /* Unimplemented segment registers */
506
507 #define REG_RIP         0x00801008L   /* RIP relative addressing */
508 #define REG_EIP         0x00801004L   /* EIP relative addressing */
509
510 /* Special GPRs */
511 #define REG_SMASK       0x000f0000L   /* a mask for the following */
512 #define REG_ACCUM       0x00219000L   /* accumulator: AL, AX, EAX, RAX */
513 #define REG_AL          0x00219001L
514 #define REG_AX          0x00219002L
515 #define REG_EAX         0x00219004L
516 #define REG_RAX         0x00219008L
517 #define REG_COUNT       0x00229000L   /* counter: CL, CX, ECX, RCX */
518 #define REG_CL          0x00229001L
519 #define REG_CX          0x00229002L
520 #define REG_ECX         0x00229004L
521 #define REG_RCX         0x00229008L
522 #define REG_DL          0x00249001L   /* data: DL, DX, EDX, RDX */
523 #define REG_DX          0x00249002L
524 #define REG_EDX         0x00249004L
525 #define REG_RDX         0x00249008L
526 #define REG_HIGH        0x00289001L   /* high regs: AH, CH, DH, BH */
527
528 /* special types of EAs */
529 #define MEM_OFFS        0x0001c000L   /* simple [address] offset - absolute! */
530 #define IP_REL          0x0002c000L   /* IP-relative offset */
531
532 /* memory which matches any type of r/m operand */
533 #define MEMORY_ANY      (MEMORY|RM_GPR|RM_MMX|RM_XMM)
534
535 /* special type of immediate operand */
536 #define UNITY           0x00012000L   /* for shift/rotate instructions */
537 #define SBYTE           0x00022000L   /* for op r16/32,immediate instrs. */
538
539 /* special flags */
540 #define SAME_AS         0x40000000L
541
542 /* Register names automatically generated from regs.dat */
543 #include "regs.h"
544
545 enum ccode {                    /* condition code names */
546     C_A, C_AE, C_B, C_BE, C_C, C_E, C_G, C_GE, C_L, C_LE, C_NA, C_NAE,
547     C_NB, C_NBE, C_NC, C_NE, C_NG, C_NGE, C_NL, C_NLE, C_NO, C_NP,
548     C_NS, C_NZ, C_O, C_P, C_PE, C_PO, C_S, C_Z,
549     C_none = -1
550 };
551
552 /*
553  * REX flags
554  */
555 #define REX_OC          0x0200  /* DREX suffix has the OC0 bit set */
556 #define REX_D           0x0100  /* Instruction uses DREX instead of REX */
557 #define REX_H           0x80    /* High register present, REX forbidden */
558 #define REX_P           0x40    /* REX prefix present/required */
559 #define REX_L           0x20    /* Use LOCK prefix instead of REX.R */
560 #define REX_W           0x08    /* 64-bit operand size */
561 #define REX_R           0x04    /* ModRM reg extension */
562 #define REX_X           0x02    /* SIB index extension */
563 #define REX_B           0x01    /* ModRM r/m extension */
564 #define REX_REAL        0x4f    /* Actual REX prefix bits */
565
566 /*
567  * Note that because segment registers may be used as instruction
568  * prefixes, we must ensure the enumerations for prefixes and
569  * register names do not overlap.
570  */
571 enum prefixes {                 /* instruction prefixes */
572     PREFIX_ENUM_START = REG_ENUM_LIMIT,
573     P_A16 = PREFIX_ENUM_START, P_A32, P_LOCK, P_O16, P_O32,
574     P_REP, P_REPE, P_REPNE, P_REPNZ, P_REPZ, P_TIMES
575 };
576
577 enum {                          /* extended operand types */
578     EOT_NOTHING, EOT_DB_STRING, EOT_DB_NUMBER
579 };
580
581 enum {                          /* special EA flags */
582     EAF_BYTEOFFS =  1,          /* force offset part to byte size */
583     EAF_WORDOFFS =  2,          /* force offset part to [d]word size */
584     EAF_TIMESTWO =  4,          /* really do EAX*2 not EAX+EAX */
585     EAF_REL      =  8,          /* IP-relative addressing */
586     EAF_ABS      = 16,          /* non-IP-relative addressing */
587     EAF_FSGS     = 32           /* fs/gs segment override present */
588 };
589
590 enum eval_hint {                /* values for `hinttype' */
591     EAH_NOHINT   = 0,           /* no hint at all - our discretion */
592     EAH_MAKEBASE = 1,           /* try to make given reg the base */
593     EAH_NOTBASE  = 2            /* try _not_ to make reg the base */
594 };
595
596 typedef struct {                /* operand to an instruction */
597     int32_t type;               /* type of operand */
598     int addr_size;              /* 0 means default; 16; 32; 64 */
599     enum reg_enum basereg, indexreg; /* address registers */
600     int scale;                  /* index scale */
601     int hintbase;
602     enum eval_hint hinttype;    /* hint as to real base register */
603     int32_t segment;            /* immediate segment, if needed */
604     int64_t offset;             /* any immediate number */
605     int32_t wrt;                /* segment base it's relative to */
606     int eaflags;                /* special EA flags */
607     int opflags;                /* see OPFLAG_* defines below */
608 } operand;
609
610 #define OPFLAG_FORWARD          1       /* operand is a forward reference */
611 #define OPFLAG_EXTERN           2       /* operand is an external reference */
612
613 typedef struct extop {          /* extended operand */
614     struct extop *next;         /* linked list */
615     int32_t type;               /* defined above */
616     char *stringval;          /* if it's a string, then here it is */
617     int stringlen;              /* ... and here's how long it is */
618     int32_t segment;            /* if it's a number/address, then... */
619     int64_t offset;             /* ... it's given here ... */
620     int32_t wrt;                /* ... and here */
621 } extop;
622
623 #define MAXPREFIX 4
624 #define MAX_OPERANDS 4
625
626 typedef struct {                /* an instruction itself */
627     char *label;              /* the label defined, or NULL */
628     enum prefixes prefixes[MAXPREFIX]; /* instruction prefixes, if any */
629     int nprefix;                /* number of entries in above */
630     enum opcode opcode;         /* the opcode - not just the string */
631     enum ccode condition;       /* the condition code, if Jcc/SETcc */
632     int operands;               /* how many operands? 0-3 
633                                  * (more if db et al) */
634     operand oprs[MAX_OPERANDS]; /* the operands, defined as above */
635     extop *eops;                /* extended operands */
636     int eops_float;             /* true if DD and floating */
637     int32_t times;              /* repeat count (TIMES prefix) */
638     int forw_ref;               /* is there a forward reference? */
639     int rex;                    /* Special REX Prefix */
640     int drexdst;                /* Destination register for DREX suffix */
641 } insn;
642
643 enum geninfo { GI_SWITCH };
644 /*
645  * ------------------------------------------------------------
646  * The data structure defining an output format driver, and the
647  * interfaces to the functions therein.
648  * ------------------------------------------------------------
649  */
650
651 struct ofmt {
652     /*
653      * This is a short (one-liner) description of the type of
654      * output generated by the driver.
655      */
656     const char *fullname;
657
658     /*
659      * This is a single keyword used to select the driver.
660      */
661     const char *shortname;
662     
663
664     /*
665      * this is reserved for out module specific help.
666      * It is set to NULL in all the out modules and is not implemented
667      * in the main program
668      */
669     const char *helpstring;
670
671     /*
672      * this is a pointer to the first element of the debug information
673      */
674     struct dfmt **debug_formats;
675
676     /*
677      * and a pointer to the element that is being used
678      * note: this is set to the default at compile time and changed if the
679      * -F option is selected.  If developing a set of new debug formats for
680      * an output format, be sure to set this to whatever default you want
681      *
682      */
683     struct dfmt *current_dfmt;
684
685     /*
686      * This, if non-NULL, is a NULL-terminated list of `char *'s
687      * pointing to extra standard macros supplied by the object
688      * format (e.g. a sensible initial default value of __SECT__,
689      * and user-level equivalents for any format-specific
690      * directives).
691      */
692     const char **stdmac;
693
694     /*
695      * This procedure is called at the start of an output session.
696      * It tells the output format what file it will be writing to,
697      * what routine to report errors through, and how to interface
698      * to the label manager and expression evaluator if necessary.
699      * It also gives it a chance to do other initialisation.
700      */
701     void (*init) (FILE * fp, efunc error, ldfunc ldef, evalfunc eval);
702
703     /*
704      * This procedure is called to pass generic information to the
705      * object file.  The first parameter gives the information type
706      * (currently only command line switches)
707      * and the second parameter gives the value.  This function returns
708      * 1 if recognized, 0 if unrecognized
709      */
710     int (*setinfo) (enum geninfo type, char **string);
711
712     /*
713      * This procedure is called by assemble() to write actual
714      * generated code or data to the object file. Typically it
715      * doesn't have to actually _write_ it, just store it for
716      * later.
717      *
718      * The `type' argument specifies the type of output data, and
719      * usually the size as well: its contents are described below.
720      */
721     void (*output) (int32_t segto, const void *data, uint32_t type,
722                     int32_t segment, int32_t wrt);
723
724     /*
725      * This procedure is called once for every symbol defined in
726      * the module being assembled. It gives the name and value of
727      * the symbol, in NASM's terms, and indicates whether it has
728      * been declared to be global. Note that the parameter "name",
729      * when passed, will point to a piece of static storage
730      * allocated inside the label manager - it's safe to keep using
731      * that pointer, because the label manager doesn't clean up
732      * until after the output driver has.
733      *
734      * Values of `is_global' are: 0 means the symbol is local; 1
735      * means the symbol is global; 2 means the symbol is common (in
736      * which case `offset' holds the _size_ of the variable).
737      * Anything else is available for the output driver to use
738      * internally.
739      *
740      * This routine explicitly _is_ allowed to call the label
741      * manager to define further symbols, if it wants to, even
742      * though it's been called _from_ the label manager. That much
743      * re-entrancy is guaranteed in the label manager. However, the
744      * label manager will in turn call this routine, so it should
745      * be prepared to be re-entrant itself.
746      *
747      * The `special' parameter contains special information passed
748      * through from the command that defined the label: it may have
749      * been an EXTERN, a COMMON or a GLOBAL. The distinction should
750      * be obvious to the output format from the other parameters.
751      */
752     void (*symdef) (char *name, int32_t segment, int32_t offset, int is_global,
753                     char *special);
754
755     /*
756      * This procedure is called when the source code requests a
757      * segment change. It should return the corresponding segment
758      * _number_ for the name, or NO_SEG if the name is not a valid
759      * segment name.
760      *
761      * It may also be called with NULL, in which case it is to
762      * return the _default_ section number for starting assembly in.
763      *
764      * It is allowed to modify the string it is given a pointer to.
765      *
766      * It is also allowed to specify a default instruction size for
767      * the segment, by setting `*bits' to 16 or 32. Or, if it
768      * doesn't wish to define a default, it can leave `bits' alone.
769      */
770     int32_t (*section) (char *name, int pass, int *bits);
771
772     /*
773      * This procedure is called to modify the segment base values
774      * returned from the SEG operator. It is given a segment base
775      * value (i.e. a segment value with the low bit set), and is
776      * required to produce in return a segment value which may be
777      * different. It can map segment bases to absolute numbers by
778      * means of returning SEG_ABS types.
779      *
780      * It should return NO_SEG if the segment base cannot be
781      * determined; the evaluator (which calls this routine) is
782      * responsible for throwing an error condition if that occurs
783      * in pass two or in a critical expression.
784      */
785     int32_t (*segbase) (int32_t segment);
786
787     /*
788      * This procedure is called to allow the output driver to
789      * process its own specific directives. When called, it has the
790      * directive word in `directive' and the parameter string in
791      * `value'. It is called in both assembly passes, and `pass'
792      * will be either 1 or 2.
793      *
794      * This procedure should return zero if it does not _recognise_
795      * the directive, so that the main program can report an error.
796      * If it recognises the directive but then has its own errors,
797      * it should report them itself and then return non-zero. It
798      * should also return non-zero if it correctly processes the
799      * directive.
800      */
801     int (*directive) (char *directive, char *value, int pass);
802
803     /*
804      * This procedure is called before anything else - even before
805      * the "init" routine - and is passed the name of the input
806      * file from which this output file is being generated. It
807      * should return its preferred name for the output file in
808      * `outname', if outname[0] is not '\0', and do nothing to
809      * `outname' otherwise. Since it is called before the driver is
810      * properly initialized, it has to be passed its error handler
811      * separately.
812      *
813      * This procedure may also take its own copy of the input file
814      * name for use in writing the output file: it is _guaranteed_
815      * that it will be called before the "init" routine.
816      *
817      * The parameter `outname' points to an area of storage
818      * guaranteed to be at least FILENAME_MAX in size.
819      */
820     void (*filename) (char *inname, char *outname, efunc error);
821
822     /*
823      * This procedure is called after assembly finishes, to allow
824      * the output driver to clean itself up and free its memory.
825      * Typically, it will also be the point at which the object
826      * file actually gets _written_.
827      *
828      * One thing the cleanup routine should always do is to close
829      * the output file pointer.
830      */
831     void (*cleanup) (int debuginfo);
832 };
833
834 /*
835  * values for the `type' parameter to an output function. Each one
836  * must have the actual number of _bytes_ added to it.
837  *
838  * Exceptions are OUT_RELxADR, which denote an x-byte relocation
839  * which will be a relative jump. For this we need to know the
840  * distance in bytes from the start of the relocated record until
841  * the end of the containing instruction. _This_ is what is stored
842  * in the size part of the parameter, in this case.
843  *
844  * Also OUT_RESERVE denotes reservation of N bytes of BSS space,
845  * and the contents of the "data" parameter is irrelevant.
846  *
847  * The "data" parameter for the output function points to a "int32_t",
848  * containing the address in question, unless the type is
849  * OUT_RAWDATA, in which case it points to an "uint8_t"
850  * array.
851  */
852 #define OUT_RAWDATA 0x00000000UL
853 #define OUT_ADDRESS 0x10000000UL
854 #define OUT_REL2ADR 0x20000000UL
855 #define OUT_REL4ADR 0x30000000UL
856 #define OUT_RESERVE 0x40000000UL
857 #define OUT_TYPMASK 0xF0000000UL
858 #define OUT_SIZMASK 0x0FFFFFFFUL
859
860 /*
861  * ------------------------------------------------------------
862  * The data structure defining a debug format driver, and the
863  * interfaces to the functions therein.
864  * ------------------------------------------------------------
865  */
866
867 struct dfmt {
868
869     /*
870      * This is a short (one-liner) description of the type of
871      * output generated by the driver.
872      */
873     const char *fullname;
874
875     /*
876      * This is a single keyword used to select the driver.
877      */
878     const char *shortname;
879
880     /*
881      * init - called initially to set up local pointer to object format, 
882      * void pointer to implementation defined data, file pointer (which
883      * probably won't be used, but who knows?), and error function.
884      */
885     void (*init) (struct ofmt * of, void *id, FILE * fp, efunc error);
886
887     /*
888      * linenum - called any time there is output with a change of
889      * line number or file.
890      */
891     void (*linenum) (const char *filename, int32_t linenumber, int32_t segto);
892
893     /*
894      * debug_deflabel - called whenever a label is defined. Parameters
895      * are the same as to 'symdef()' in the output format. This function
896      * would be called before the output format version.
897      */
898
899     void (*debug_deflabel) (char *name, int32_t segment, int32_t offset,
900                             int is_global, char *special);
901     /*
902      * debug_directive - called whenever a DEBUG directive other than 'LINE'
903      * is encountered. 'directive' contains the first parameter to the
904      * DEBUG directive, and params contains the rest. For example,
905      * 'DEBUG VAR _somevar:int' would translate to a call to this
906      * function with 'directive' equal to "VAR" and 'params' equal to 
907      * "_somevar:int".
908      */
909     void (*debug_directive) (const char *directive, const char *params);
910
911     /*
912      * typevalue - called whenever the assembler wishes to register a type
913      * for the last defined label.  This routine MUST detect if a type was
914      * already registered and not re-register it.
915      */
916     void (*debug_typevalue) (int32_t type);
917
918     /*
919      * debug_output - called whenever output is required
920      * 'type' is the type of info required, and this is format-specific
921      */
922     void (*debug_output) (int type, void *param);
923
924     /*
925      * cleanup - called after processing of file is complete
926      */
927     void (*cleanup) (void);
928
929 };
930 /*
931  * The type definition macros
932  * for debugging
933  *
934  * low 3 bits: reserved
935  * next 5 bits: type
936  * next 24 bits: number of elements for arrays (0 for labels)
937  */
938
939 #define TY_UNKNOWN 0x00
940 #define TY_LABEL   0x08
941 #define TY_BYTE    0x10
942 #define TY_WORD    0x18
943 #define TY_DWORD   0x20
944 #define TY_FLOAT   0x28
945 #define TY_QWORD   0x30
946 #define TY_TBYTE   0x38
947 #define TY_COMMON  0xE0
948 #define TY_SEG     0xE8
949 #define TY_EXTERN  0xF0
950 #define TY_EQU     0xF8
951
952 #define TYM_TYPE(x) ((x) & 0xF8)
953 #define TYM_ELEMENTS(x) (((x) & 0xFFFFFF00) >> 8)
954
955 #define TYS_ELEMENTS(x)  ((x) << 8)
956
957 /*
958  * -----
959  * Special tokens
960  * -----
961  */
962
963 enum special_tokens {
964     S_ABS, S_BYTE, S_DWORD, S_FAR, S_LONG, S_NEAR, S_NOSPLIT,
965     S_OWORD, S_QWORD, S_REL, S_SHORT, S_STRICT, S_TO, S_TWORD, S_WORD
966 };
967
968 /*
969  * -----
970  * Other
971  * -----
972  */
973
974 /*
975  * This is a useful #define which I keep meaning to use more often:
976  * the number of elements of a statically defined array.
977  */
978
979 #define elements(x)     ( sizeof(x) / sizeof(*(x)) )
980
981 /*
982  * -----
983  * Global modes
984  * -----
985  */
986
987 /*
988  * This declaration passes the "pass" number to all other modules
989  * "pass0" assumes the values: 0, 0, ..., 0, 1, 2
990  * where 0 = optimizing pass
991  *       1 = pass 1
992  *       2 = pass 2
993  */
994
995 extern int pass0;
996
997 extern int tasm_compatible_mode;
998 extern int optimizing;
999 extern int globalbits;          /* 16, 32 or 64-bit mode */
1000 extern int globalrel;           /* default to relative addressing? */
1001 extern int maxbits;             /* max bits supported by output */
1002
1003 #endif