fe1819646bd2a37b312da80e6e25aaab532409b9
[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 "compiler.h"
15
16 #include <stdio.h>
17 #include <inttypes.h>
18 #include "version.h"            /* generated NASM version macros */
19 #include "nasmlib.h"
20 #include "insnsi.h"             /* For enum opcode */
21
22 #define NO_SEG -1L              /* null segment value */
23 #define SEG_ABS 0x40000000L     /* mask for far-absolute segments */
24
25 #ifndef FILENAME_MAX
26 #define FILENAME_MAX 256
27 #endif
28
29 #ifndef PREFIX_MAX
30 #define PREFIX_MAX 10
31 #endif
32
33 #ifndef POSTFIX_MAX
34 #define POSTFIX_MAX 10
35 #endif
36
37 #define IDLEN_MAX 4096
38
39 /*
40  * Name pollution problems: <time.h> on Digital UNIX pulls in some
41  * strange hardware header file which sees fit to define R_SP. We
42  * undefine it here so as not to break the enum below.
43  */
44 #ifdef R_SP
45 #undef R_SP
46 #endif
47
48 /*
49  * We must declare the existence of this structure type up here,
50  * since we have to reference it before we define it...
51  */
52 struct ofmt;
53
54 /*
55  * -----------------------
56  * Other function typedefs
57  * -----------------------
58  */
59
60 /*
61  * A label-lookup function should look like this.
62  */
63 typedef bool (*lfunc) (char *label, int32_t *segment, int32_t *offset);
64
65 /*
66  * And a label-definition function like this. The boolean parameter
67  * `is_norm' states whether the label is a `normal' label (which
68  * should affect the local-label system), or something odder like
69  * an EQU or a segment-base symbol, which shouldn't.
70  */
71 typedef void (*ldfunc) (char *label, int32_t segment, int32_t offset,
72                         char *special, bool is_norm, bool isextrn,
73                         struct ofmt * ofmt, efunc error);
74
75 /*
76  * List-file generators should look like this:
77  */
78 typedef struct {
79     /*
80      * Called to initialize the listing file generator. Before this
81      * is called, the other routines will silently do nothing when
82      * called. The `char *' parameter is the file name to write the
83      * listing to.
84      */
85     void (*init) (char *, efunc);
86
87     /*
88      * Called to clear stuff up and close the listing file.
89      */
90     void (*cleanup) (void);
91
92     /*
93      * Called to output binary data. Parameters are: the offset;
94      * the data; the data type. Data types are similar to the
95      * output-format interface, only OUT_ADDRESS will _always_ be
96      * displayed as if it's relocatable, so ensure that any non-
97      * relocatable address has been converted to OUT_RAWDATA by
98      * then. Note that OUT_RAWDATA+0 is a valid data type, and is a
99      * dummy call used to give the listing generator an offset to
100      * work with when doing things like uplevel(LIST_TIMES) or
101      * uplevel(LIST_INCBIN).
102      */
103     void (*output) (int32_t, const void *, uint32_t);
104
105     /*
106      * Called to send a text line to the listing generator. The
107      * `int' parameter is LIST_READ or LIST_MACRO depending on
108      * whether the line came directly from an input file or is the
109      * result of a multi-line macro expansion.
110      */
111     void (*line) (int, char *);
112
113     /*
114      * Called to change one of the various levelled mechanisms in
115      * the listing generator. LIST_INCLUDE and LIST_MACRO can be
116      * used to increase the nesting level of include files and
117      * macro expansions; LIST_TIMES and LIST_INCBIN switch on the
118      * two binary-output-suppression mechanisms for large-scale
119      * pseudo-instructions.
120      *
121      * LIST_MACRO_NOLIST is synonymous with LIST_MACRO except that
122      * it indicates the beginning of the expansion of a `nolist'
123      * macro, so anything under that level won't be expanded unless
124      * it includes another file.
125      */
126     void (*uplevel) (int);
127
128     /*
129      * Reverse the effects of uplevel.
130      */
131     void (*downlevel) (int);
132 } ListGen;
133
134 /*
135  * The expression evaluator must be passed a scanner function; a
136  * standard scanner is provided as part of nasmlib.c. The
137  * preprocessor will use a different one. Scanners, and the
138  * token-value structures they return, look like this.
139  *
140  * The return value from the scanner is always a copy of the
141  * `t_type' field in the structure.
142  */
143 struct tokenval {
144     int t_type;
145     int64_t t_integer, t_inttwo;
146     char *t_charptr;
147 };
148 typedef int (*scanner) (void *private_data, struct tokenval * tv);
149
150 /*
151  * Token types returned by the scanner, in addition to ordinary
152  * ASCII character values, and zero for end-of-string.
153  */
154 enum {                          /* token types, other than chars */
155     TOKEN_INVALID = -1,         /* a placeholder value */
156     TOKEN_EOS = 0,              /* end of string */
157     TOKEN_EQ = '=', TOKEN_GT = '>', TOKEN_LT = '<',     /* aliases */
158     TOKEN_ID = 256, TOKEN_NUM, TOKEN_REG, TOKEN_INSN,   /* major token types */
159     TOKEN_ERRNUM,               /* numeric constant with error in */
160     TOKEN_HERE, TOKEN_BASE,     /* $ and $$ */
161     TOKEN_SPECIAL,              /* BYTE, WORD, DWORD, QWORD, FAR, NEAR, etc */
162     TOKEN_PREFIX,               /* A32, O16, LOCK, REPNZ, TIMES, etc */
163     TOKEN_SHL, TOKEN_SHR,       /* << and >> */
164     TOKEN_SDIV, TOKEN_SMOD,     /* // and %% */
165     TOKEN_GE, TOKEN_LE, TOKEN_NE,       /* >=, <= and <> (!= is same as <>) */
166     TOKEN_DBL_AND, TOKEN_DBL_OR, TOKEN_DBL_XOR, /* &&, || and ^^ */
167     TOKEN_SEG, TOKEN_WRT,       /* SEG and WRT */
168     TOKEN_FLOAT,                /* floating-point constant */
169     TOKEN_FLOATIZE,             /* __floatX__ */
170 };
171
172 enum floatize {
173     FLOAT_8,
174     FLOAT_16,
175     FLOAT_32,
176     FLOAT_64,
177     FLOAT_80M,
178     FLOAT_80E,
179     FLOAT_128L,
180     FLOAT_128H,
181 };
182
183 struct location {
184     int64_t offset;
185     int32_t segment;
186     int known;
187 };
188
189 /*
190  * Expression-evaluator datatype. Expressions, within the
191  * evaluator, are stored as an array of these beasts, terminated by
192  * a record with type==0. Mostly, it's a vector type: each type
193  * denotes some kind of a component, and the value denotes the
194  * multiple of that component present in the expression. The
195  * exception is the WRT type, whose `value' field denotes the
196  * segment to which the expression is relative. These segments will
197  * be segment-base types, i.e. either odd segment values or SEG_ABS
198  * types. So it is still valid to assume that anything with a
199  * `value' field of zero is insignificant.
200  */
201 typedef struct {
202     int32_t type;                  /* a register, or EXPR_xxx */
203     int64_t value;                 /* must be >= 32 bits */
204 } expr;
205
206 /*
207  * Library routines to manipulate expression data types.
208  */
209 int is_reloc(expr *);
210 int is_simple(expr *);
211 int is_really_simple(expr *);
212 int is_unknown(expr *);
213 int is_just_unknown(expr *);
214 int64_t reloc_value(expr *);
215 int32_t reloc_seg(expr *);
216 int32_t reloc_wrt(expr *);
217
218 /*
219  * The evaluator can also return hints about which of two registers
220  * used in an expression should be the base register. See also the
221  * `operand' structure.
222  */
223 struct eval_hints {
224     int64_t base;
225     int type;
226 };
227
228 /*
229  * The actual expression evaluator function looks like this. When
230  * called, it expects the first token of its expression to already
231  * be in `*tv'; if it is not, set tv->t_type to TOKEN_INVALID and
232  * it will start by calling the scanner.
233  *
234  * If a forward reference happens during evaluation, the evaluator
235  * must set `*fwref' to true if `fwref' is non-NULL.
236  *
237  * `critical' is non-zero if the expression may not contain forward
238  * references. The evaluator will report its own error if this
239  * occurs; if `critical' is 1, the error will be "symbol not
240  * defined before use", whereas if `critical' is 2, the error will
241  * be "symbol undefined".
242  *
243  * If `critical' has bit 8 set (in addition to its main value: 0x101
244  * and 0x102 correspond to 1 and 2) then an extended expression
245  * syntax is recognised, in which relational operators such as =, <
246  * and >= are accepted, as well as low-precedence logical operators
247  * &&, ^^ and ||.
248  *
249  * If `hints' is non-NULL, it gets filled in with some hints as to
250  * the base register in complex effective addresses.
251  */
252 #define CRITICAL 0x100
253 typedef expr *(*evalfunc) (scanner sc, void *scprivate,
254                            struct tokenval * tv, int *fwref, int critical,
255                            efunc error, struct eval_hints * hints);
256
257 /*
258  * Special values for expr->type.  These come after EXPR_REG_END
259  * as defined in regs.h.
260  */
261
262 #define EXPR_UNKNOWN    (EXPR_REG_END+1) /* forward references */
263 #define EXPR_SIMPLE     (EXPR_REG_END+2)
264 #define EXPR_WRT        (EXPR_REG_END+3)
265 #define EXPR_SEGBASE    (EXPR_REG_END+4)
266
267 /*
268  * Preprocessors ought to look like this:
269  */
270 typedef struct preproc_ops {
271     /*
272      * Called at the start of a pass; given a file name, the number
273      * of the pass, an error reporting function, an evaluator
274      * function, and a listing generator to talk to.
275      */
276     void (*reset) (char *, int, efunc, evalfunc, ListGen *);
277
278     /*
279      * Called to fetch a line of preprocessed source. The line
280      * returned has been malloc'ed, and so should be freed after
281      * use.
282      */
283     char *(*getline) (void);
284
285     /*
286      * Called at the end of a pass.
287      */
288     void (*cleanup) (int);
289 } Preproc;
290
291 extern Preproc nasmpp;
292
293 /*
294  * ----------------------------------------------------------------
295  * Some lexical properties of the NASM source language, included
296  * here because they are shared between the parser and preprocessor
297  * ----------------------------------------------------------------
298  */
299
300 /*
301  * isidstart matches any character that may start an identifier, and isidchar
302  * matches any character that may appear at places other than the start of an
303  * identifier. E.g. a period may only appear at the start of an identifier
304  * (for local labels), whereas a number may appear anywhere *but* at the
305  * start.
306  */
307
308 #define isidstart(c) ( isalpha(c) || (c)=='_' || (c)=='.' || (c)=='?' \
309                                   || (c)=='@' )
310 #define isidchar(c)  ( isidstart(c) || isdigit(c) || (c)=='$' || (c)=='#' \
311                                                   || (c)=='~' )
312
313 /* Ditto for numeric constants. */
314
315 #define isnumstart(c)  ( isdigit(c) || (c)=='$' )
316 #define isnumchar(c)   ( isalnum(c) || (c)=='_' )
317
318 /* This returns the numeric value of a given 'digit'. */
319
320 #define numvalue(c)  ((c)>='a' ? (c)-'a'+10 : (c)>='A' ? (c)-'A'+10 : (c)-'0')
321
322 /*
323  * Data-type flags that get passed to listing-file routines.
324  */
325 enum {
326     LIST_READ, LIST_MACRO, LIST_MACRO_NOLIST, LIST_INCLUDE,
327     LIST_INCBIN, LIST_TIMES
328 };
329
330 /*
331  * -----------------------------------------------------------
332  * Format of the `insn' structure returned from `parser.c' and
333  * passed into `assemble.c'
334  * -----------------------------------------------------------
335  */
336
337 /*
338  * Here we define the operand types. These are implemented as bit
339  * masks, since some are subsets of others; e.g. AX in a MOV
340  * instruction is a special operand type, whereas AX in other
341  * contexts is just another 16-bit register. (Also, consider CL in
342  * shift instructions, DX in OUT, etc.)
343  *
344  * The basic concept here is that
345  *    (class & ~operand) == 0
346  *
347  * if and only if "operand" belongs to class type "class".
348  *
349  * The bits are assigned as follows:
350  *
351  * Bits 0-7, 29: sizes
352  *  0:  8 bits (BYTE)
353  *  1: 16 bits (WORD)
354  *  2: 32 bits (DWORD)
355  *  3: 64 bits (QWORD)
356  *  4: 80 bits (TWORD)
357  *  5: FAR
358  *  6: NEAR
359  *  7: SHORT
360  * 29: 128 bits (OWORD)
361  *
362  * Bits 8-11 modifiers
363  *  8: TO
364  *  9: COLON
365  * 10: STRICT
366  * 11: (reserved)
367  *
368  * Bits 12-15: type of operand
369  * 12: REGISTER
370  * 13: IMMEDIATE
371  * 14: MEMORY (always has REGMEM attribute as well)
372  * 15: REGMEM (valid EA operand)
373  *
374  * Bits 16-19: subclasses
375  * With REG_CDT:
376  * 16: REG_CREG (CRx)
377  * 17: REG_DREG (DRx)
378  * 18: REG_TREG (TRx)
379
380  * With REG_GPR:
381  * 16: REG_ACCUM (AL, AX, EAX, RAX)
382  * 17: REG_COUNT (CL, CX, ECX, RCX)
383  * 18: REG_DATA  (DL, DX, EDX, RDX)
384  * 19: REG_HIGH  (AH, CH, DH, BH)
385  *
386  * With REG_SREG:
387  * 16: REG_CS
388  * 17: REG_DESS (DS, ES, SS)
389  * 18: REG_FSGS
390  * 19: REG_SEG67
391  *
392  * With FPUREG:
393  * 16: FPU0
394  *
395  * With XMMREG:
396  * 16: XMM0
397  *
398  * With MEMORY:
399  * 16: MEM_OFFS (this is a simple offset)
400  * 17: IP_REL (IP-relative offset)
401  *
402  * With IMMEDIATE:
403  * 16: UNITY (1)
404  * 17: BYTENESS (-128..127)
405  *
406  * Bits 20-26: register classes
407  * 20: REG_CDT (CRx, DRx, TRx)
408  * 21: RM_GPR (REG_GPR) (integer register)
409  * 22: REG_SREG
410  * 23: IP_REG (RIP or EIP) [unused]
411  * 24: FPUREG
412  * 25: RM_MMX (MMXREG)
413  * 26: RM_XMM (XMMREG)
414  *
415  * Bits 27-29 & 31 are currently unallocated.
416  *
417  * 30: SAME_AS
418  * Special flag only used in instruction patterns; means this operand
419  * has to be identical to another operand.  Currently only supported
420  * for registers.
421  */
422
423 typedef uint32_t opflags_t;
424
425 /* Size, and other attributes, of the operand */
426 #define BITS8           0x00000001L
427 #define BITS16          0x00000002L
428 #define BITS32          0x00000004L
429 #define BITS64          0x00000008L   /* x64 and FPU only */
430 #define BITS80          0x00000010L   /* FPU only */
431 #define BITS128         0x20000000L
432 #define FAR             0x00000020L   /* grotty: this means 16:16 or */
433                                        /* 16:32, like in CALL/JMP */
434 #define NEAR            0x00000040L
435 #define SHORT           0x00000080L   /* and this means what it says :) */
436
437 #define SIZE_MASK       0x200000FFL   /* all the size attributes */
438
439 /* Modifiers */
440 #define MODIFIER_MASK   0x00000f00L
441 #define TO              0x00000100L   /* reverse effect in FADD, FSUB &c */
442 #define COLON           0x00000200L   /* operand is followed by a colon */
443 #define STRICT          0x00000400L   /* do not optimize this operand */
444
445 /* Type of operand: memory reference, register, etc. */
446 #define OPTYPE_MASK     0x0000f000L
447 #define REGISTER        0x00001000L   /* register number in 'basereg' */
448 #define IMMEDIATE       0x00002000L
449 #define MEMORY          0x0000c000L
450 #define REGMEM          0x00008000L   /* for r/m, ie EA, operands */
451
452 /* Register classes */
453 #define REG_EA          0x00009000L   /* 'normal' reg, qualifies as EA */
454 #define RM_GPR          0x00208000L   /* integer operand */
455 #define REG_GPR         0x00209000L   /* integer register */
456 #define REG8            0x00209001L   /*  8-bit GPR  */
457 #define REG16           0x00209002L   /* 16-bit GPR */
458 #define REG32           0x00209004L   /* 32-bit GPR */
459 #define REG64           0x00209008L   /* 64-bit GPR */
460 #define IP_REG          0x00801000L   /* RIP or EIP register */
461 #define RIPREG          0x00801008L   /* RIP */
462 #define EIPREG          0x00801004L   /* EIP */
463 #define FPUREG          0x01001000L   /* floating point stack registers */
464 #define FPU0            0x01011000L   /* FPU stack register zero */
465 #define RM_MMX          0x02008000L   /* MMX operand */
466 #define MMXREG          0x02009000L   /* MMX register */
467 #define RM_XMM          0x04008000L   /* XMM (SSE) operand */
468 #define XMMREG          0x04009000L   /* XMM (SSE) register */
469 #define XMM0            0x04019000L   /* XMM register zero */
470 #define REG_CDT         0x00101004L   /* CRn, DRn and TRn */
471 #define REG_CREG        0x00111004L   /* CRn */
472 #define REG_DREG        0x00121004L   /* DRn */
473 #define REG_TREG        0x00141004L   /* TRn */
474 #define REG_SREG        0x00401002L   /* any segment register */
475 #define REG_CS          0x00411002L   /* CS */
476 #define REG_DESS        0x00421002L   /* DS, ES, SS */
477 #define REG_FSGS        0x00441002L   /* FS, GS */
478 #define REG_SEG67       0x00481002L   /* Unimplemented segment registers */
479
480 #define REG_RIP         0x00801008L   /* RIP relative addressing */
481 #define REG_EIP         0x00801004L   /* EIP relative addressing */
482
483 /* Special GPRs */
484 #define REG_SMASK       0x000f0000L   /* a mask for the following */
485 #define REG_ACCUM       0x00219000L   /* accumulator: AL, AX, EAX, RAX */
486 #define REG_AL          0x00219001L
487 #define REG_AX          0x00219002L
488 #define REG_EAX         0x00219004L
489 #define REG_RAX         0x00219008L
490 #define REG_COUNT       0x00229000L   /* counter: CL, CX, ECX, RCX */
491 #define REG_CL          0x00229001L
492 #define REG_CX          0x00229002L
493 #define REG_ECX         0x00229004L
494 #define REG_RCX         0x00229008L
495 #define REG_DL          0x00249001L   /* data: DL, DX, EDX, RDX */
496 #define REG_DX          0x00249002L
497 #define REG_EDX         0x00249004L
498 #define REG_RDX         0x00249008L
499 #define REG_HIGH        0x00289001L   /* high regs: AH, CH, DH, BH */
500
501 /* special types of EAs */
502 #define MEM_OFFS        0x0001c000L   /* simple [address] offset - absolute! */
503 #define IP_REL          0x0002c000L   /* IP-relative offset */
504
505 /* memory which matches any type of r/m operand */
506 #define MEMORY_ANY      (MEMORY|RM_GPR|RM_MMX|RM_XMM)
507
508 /* special type of immediate operand */
509 #define UNITY           0x00012000L   /* for shift/rotate instructions */
510 #define SBYTE           0x00022000L   /* for op r16/32,immediate instrs. */
511
512 /* special flags */
513 #define SAME_AS         0x40000000L
514
515 /* Register names automatically generated from regs.dat */
516 #include "regs.h"
517
518 enum ccode {                    /* condition code names */
519     C_A, C_AE, C_B, C_BE, C_C, C_E, C_G, C_GE, C_L, C_LE, C_NA, C_NAE,
520     C_NB, C_NBE, C_NC, C_NE, C_NG, C_NGE, C_NL, C_NLE, C_NO, C_NP,
521     C_NS, C_NZ, C_O, C_P, C_PE, C_PO, C_S, C_Z,
522     C_none = -1
523 };
524
525 /*
526  * REX flags
527  */
528 #define REX_OC          0x0200  /* DREX suffix has the OC0 bit set */
529 #define REX_D           0x0100  /* Instruction uses DREX instead of REX */
530 #define REX_H           0x80    /* High register present, REX forbidden */
531 #define REX_P           0x40    /* REX prefix present/required */
532 #define REX_L           0x20    /* Use LOCK prefix instead of REX.R */
533 #define REX_W           0x08    /* 64-bit operand size */
534 #define REX_R           0x04    /* ModRM reg extension */
535 #define REX_X           0x02    /* SIB index extension */
536 #define REX_B           0x01    /* ModRM r/m extension */
537 #define REX_REAL        0x4f    /* Actual REX prefix bits */
538
539 /*
540  * Note that because segment registers may be used as instruction
541  * prefixes, we must ensure the enumerations for prefixes and
542  * register names do not overlap.
543  */
544 enum prefixes {                 /* instruction prefixes */
545     P_none = 0,
546     PREFIX_ENUM_START = REG_ENUM_LIMIT,
547     P_A16 = PREFIX_ENUM_START, P_A32, P_A64, P_ASP,
548     P_LOCK, P_O16, P_O32, P_O64, P_OSP,
549     P_REP, P_REPE, P_REPNE, P_REPNZ, P_REPZ, P_TIMES,
550     PREFIX_ENUM_LIMIT
551 };
552
553 enum {                          /* extended operand types */
554     EOT_NOTHING, EOT_DB_STRING, EOT_DB_NUMBER
555 };
556
557 enum {                          /* special EA flags */
558     EAF_BYTEOFFS =  1,          /* force offset part to byte size */
559     EAF_WORDOFFS =  2,          /* force offset part to [d]word size */
560     EAF_TIMESTWO =  4,          /* really do EAX*2 not EAX+EAX */
561     EAF_REL      =  8,          /* IP-relative addressing */
562     EAF_ABS      = 16,          /* non-IP-relative addressing */
563     EAF_FSGS     = 32           /* fs/gs segment override present */
564 };
565
566 enum eval_hint {                /* values for `hinttype' */
567     EAH_NOHINT   = 0,           /* no hint at all - our discretion */
568     EAH_MAKEBASE = 1,           /* try to make given reg the base */
569     EAH_NOTBASE  = 2            /* try _not_ to make reg the base */
570 };
571
572 typedef struct operand {        /* operand to an instruction */
573     int32_t type;               /* type of operand */
574     int disp_size;              /* 0 means default; 16; 32; 64 */
575     enum reg_enum basereg, indexreg; /* address registers */
576     int scale;                  /* index scale */
577     int hintbase;
578     enum eval_hint hinttype;    /* hint as to real base register */
579     int32_t segment;            /* immediate segment, if needed */
580     int64_t offset;             /* any immediate number */
581     int32_t wrt;                /* segment base it's relative to */
582     int eaflags;                /* special EA flags */
583     int opflags;                /* see OPFLAG_* defines below */
584 } operand;
585
586 #define OPFLAG_FORWARD          1       /* operand is a forward reference */
587 #define OPFLAG_EXTERN           2       /* operand is an external reference */
588
589 typedef struct extop {          /* extended operand */
590     struct extop *next;         /* linked list */
591     int32_t type;               /* defined above */
592     char *stringval;          /* if it's a string, then here it is */
593     int stringlen;              /* ... and here's how long it is */
594     int32_t segment;            /* if it's a number/address, then... */
595     int64_t offset;             /* ... it's given here ... */
596     int32_t wrt;                /* ... and here */
597 } extop;
598
599 /* Prefix positions: each type of prefix goes in a specific slot.
600    This affects the final ordering of the assembled output, which
601    shouldn't matter to the processor, but if you have stylistic
602    preferences, you can change this.  REX prefixes are handled
603    differently for the time being.
604
605    Note that LOCK and REP are in the same slot.  This is
606    an x86 architectural constraint. */
607 enum prefix_pos {
608     PPS_LREP,                   /* Lock or REP prefix */
609     PPS_SEG,                    /* Segment override prefix */
610     PPS_OSIZE,                  /* Operand size prefix */
611     PPS_ASIZE,                  /* Address size prefix */
612     MAXPREFIX                   /* Total number of prefix slots */
613 };
614
615 #define MAX_OPERANDS 4
616
617 typedef struct insn {           /* an instruction itself */
618     char *label;                /* the label defined, or NULL */
619     enum prefixes prefixes[MAXPREFIX]; /* instruction prefixes, if any */
620     enum opcode opcode;         /* the opcode - not just the string */
621     enum ccode condition;       /* the condition code, if Jcc/SETcc */
622     int operands;               /* how many operands? 0-3
623                                  * (more if db et al) */
624     int addr_size;              /* address size */
625     operand oprs[MAX_OPERANDS]; /* the operands, defined as above */
626     extop *eops;                /* extended operands */
627     int eops_float;             /* true if DD and floating */
628     int32_t times;              /* repeat count (TIMES prefix) */
629     int forw_ref;               /* is there a forward reference? */
630     int rex;                    /* Special REX Prefix */
631     int drexdst;                /* Destination register for DREX suffix */
632 } insn;
633
634 enum geninfo { GI_SWITCH };
635 /*
636  * ------------------------------------------------------------
637  * The data structure defining an output format driver, and the
638  * interfaces to the functions therein.
639  * ------------------------------------------------------------
640  */
641
642 struct ofmt {
643     /*
644      * This is a short (one-liner) description of the type of
645      * output generated by the driver.
646      */
647     const char *fullname;
648
649     /*
650      * This is a single keyword used to select the driver.
651      */
652     const char *shortname;
653
654
655     /*
656      * this is reserved for out module specific help.
657      * It is set to NULL in all the out modules and is not implemented
658      * in the main program
659      */
660     const char *helpstring;
661
662     /*
663      * this is a pointer to the first element of the debug information
664      */
665     struct dfmt **debug_formats;
666
667     /*
668      * and a pointer to the element that is being used
669      * note: this is set to the default at compile time and changed if the
670      * -F option is selected.  If developing a set of new debug formats for
671      * an output format, be sure to set this to whatever default you want
672      *
673      */
674     struct dfmt *current_dfmt;
675
676     /*
677      * This, if non-NULL, is a NULL-terminated list of `char *'s
678      * pointing to extra standard macros supplied by the object
679      * format (e.g. a sensible initial default value of __SECT__,
680      * and user-level equivalents for any format-specific
681      * directives).
682      */
683     const char **stdmac;
684
685     /*
686      * This procedure is called at the start of an output session.
687      * It tells the output format what file it will be writing to,
688      * what routine to report errors through, and how to interface
689      * to the label manager and expression evaluator if necessary.
690      * It also gives it a chance to do other initialisation.
691      */
692     void (*init) (FILE * fp, efunc error, ldfunc ldef, evalfunc eval);
693
694     /*
695      * This procedure is called to pass generic information to the
696      * object file.  The first parameter gives the information type
697      * (currently only command line switches)
698      * and the second parameter gives the value.  This function returns
699      * 1 if recognized, 0 if unrecognized
700      */
701     int (*setinfo) (enum geninfo type, char **string);
702
703     /*
704      * This procedure is called by assemble() to write actual
705      * generated code or data to the object file. Typically it
706      * doesn't have to actually _write_ it, just store it for
707      * later.
708      *
709      * The `type' argument specifies the type of output data, and
710      * usually the size as well: its contents are described below.
711      */
712     void (*output) (int32_t segto, const void *data, uint32_t type,
713                     int32_t segment, int32_t wrt);
714
715     /*
716      * This procedure is called once for every symbol defined in
717      * the module being assembled. It gives the name and value of
718      * the symbol, in NASM's terms, and indicates whether it has
719      * been declared to be global. Note that the parameter "name",
720      * when passed, will point to a piece of static storage
721      * allocated inside the label manager - it's safe to keep using
722      * that pointer, because the label manager doesn't clean up
723      * until after the output driver has.
724      *
725      * Values of `is_global' are: 0 means the symbol is local; 1
726      * means the symbol is global; 2 means the symbol is common (in
727      * which case `offset' holds the _size_ of the variable).
728      * Anything else is available for the output driver to use
729      * internally.
730      *
731      * This routine explicitly _is_ allowed to call the label
732      * manager to define further symbols, if it wants to, even
733      * though it's been called _from_ the label manager. That much
734      * re-entrancy is guaranteed in the label manager. However, the
735      * label manager will in turn call this routine, so it should
736      * be prepared to be re-entrant itself.
737      *
738      * The `special' parameter contains special information passed
739      * through from the command that defined the label: it may have
740      * been an EXTERN, a COMMON or a GLOBAL. The distinction should
741      * be obvious to the output format from the other parameters.
742      */
743     void (*symdef) (char *name, int32_t segment, int32_t offset,
744                     int is_global, char *special);
745
746     /*
747      * This procedure is called when the source code requests a
748      * segment change. It should return the corresponding segment
749      * _number_ for the name, or NO_SEG if the name is not a valid
750      * segment name.
751      *
752      * It may also be called with NULL, in which case it is to
753      * return the _default_ section number for starting assembly in.
754      *
755      * It is allowed to modify the string it is given a pointer to.
756      *
757      * It is also allowed to specify a default instruction size for
758      * the segment, by setting `*bits' to 16 or 32. Or, if it
759      * doesn't wish to define a default, it can leave `bits' alone.
760      */
761     int32_t (*section) (char *name, int pass, int *bits);
762
763     /*
764      * This procedure is called to modify the segment base values
765      * returned from the SEG operator. It is given a segment base
766      * value (i.e. a segment value with the low bit set), and is
767      * required to produce in return a segment value which may be
768      * different. It can map segment bases to absolute numbers by
769      * means of returning SEG_ABS types.
770      *
771      * It should return NO_SEG if the segment base cannot be
772      * determined; the evaluator (which calls this routine) is
773      * responsible for throwing an error condition if that occurs
774      * in pass two or in a critical expression.
775      */
776     int32_t (*segbase) (int32_t segment);
777
778     /*
779      * This procedure is called to allow the output driver to
780      * process its own specific directives. When called, it has the
781      * directive word in `directive' and the parameter string in
782      * `value'. It is called in both assembly passes, and `pass'
783      * will be either 1 or 2.
784      *
785      * This procedure should return zero if it does not _recognise_
786      * the directive, so that the main program can report an error.
787      * If it recognises the directive but then has its own errors,
788      * it should report them itself and then return non-zero. It
789      * should also return non-zero if it correctly processes the
790      * directive.
791      */
792     int (*directive) (char *directive, char *value, int pass);
793
794     /*
795      * This procedure is called before anything else - even before
796      * the "init" routine - and is passed the name of the input
797      * file from which this output file is being generated. It
798      * should return its preferred name for the output file in
799      * `outname', if outname[0] is not '\0', and do nothing to
800      * `outname' otherwise. Since it is called before the driver is
801      * properly initialized, it has to be passed its error handler
802      * separately.
803      *
804      * This procedure may also take its own copy of the input file
805      * name for use in writing the output file: it is _guaranteed_
806      * that it will be called before the "init" routine.
807      *
808      * The parameter `outname' points to an area of storage
809      * guaranteed to be at least FILENAME_MAX in size.
810      */
811     void (*filename) (char *inname, char *outname, efunc error);
812
813     /*
814      * This procedure is called after assembly finishes, to allow
815      * the output driver to clean itself up and free its memory.
816      * Typically, it will also be the point at which the object
817      * file actually gets _written_.
818      *
819      * One thing the cleanup routine should always do is to close
820      * the output file pointer.
821      */
822     void (*cleanup) (int debuginfo);
823 };
824
825 /*
826  * values for the `type' parameter to an output function. Each one
827  * must have the actual number of _bytes_ added to it.
828  *
829  * Exceptions are OUT_RELxADR, which denote an x-byte relocation
830  * which will be a relative jump. For this we need to know the
831  * distance in bytes from the start of the relocated record until
832  * the end of the containing instruction. _This_ is what is stored
833  * in the size part of the parameter, in this case.
834  *
835  * Also OUT_RESERVE denotes reservation of N bytes of BSS space,
836  * and the contents of the "data" parameter is irrelevant.
837  *
838  * The "data" parameter for the output function points to a "int32_t",
839  * containing the address in question, unless the type is
840  * OUT_RAWDATA, in which case it points to an "uint8_t"
841  * array.
842  */
843 #define OUT_RAWDATA 0x00000000UL
844 #define OUT_ADDRESS 0x10000000UL
845 #define OUT_REL2ADR 0x20000000UL
846 #define OUT_REL4ADR 0x30000000UL
847 #define OUT_RESERVE 0x40000000UL
848 #define OUT_TYPMASK 0xF0000000UL
849 #define OUT_SIZMASK 0x0FFFFFFFUL
850
851 /*
852  * ------------------------------------------------------------
853  * The data structure defining a debug format driver, and the
854  * interfaces to the functions therein.
855  * ------------------------------------------------------------
856  */
857
858 struct dfmt {
859
860     /*
861      * This is a short (one-liner) description of the type of
862      * output generated by the driver.
863      */
864     const char *fullname;
865
866     /*
867      * This is a single keyword used to select the driver.
868      */
869     const char *shortname;
870
871     /*
872      * init - called initially to set up local pointer to object format,
873      * void pointer to implementation defined data, file pointer (which
874      * probably won't be used, but who knows?), and error function.
875      */
876     void (*init) (struct ofmt * of, void *id, FILE * fp, efunc error);
877
878     /*
879      * linenum - called any time there is output with a change of
880      * line number or file.
881      */
882     void (*linenum) (const char *filename, int32_t linenumber, int32_t segto);
883
884     /*
885      * debug_deflabel - called whenever a label is defined. Parameters
886      * are the same as to 'symdef()' in the output format. This function
887      * would be called before the output format version.
888      */
889
890     void (*debug_deflabel) (char *name, int32_t segment, int32_t offset,
891                             int is_global, char *special);
892     /*
893      * debug_directive - called whenever a DEBUG directive other than 'LINE'
894      * is encountered. 'directive' contains the first parameter to the
895      * DEBUG directive, and params contains the rest. For example,
896      * 'DEBUG VAR _somevar:int' would translate to a call to this
897      * function with 'directive' equal to "VAR" and 'params' equal to
898      * "_somevar:int".
899      */
900     void (*debug_directive) (const char *directive, const char *params);
901
902     /*
903      * typevalue - called whenever the assembler wishes to register a type
904      * for the last defined label.  This routine MUST detect if a type was
905      * already registered and not re-register it.
906      */
907     void (*debug_typevalue) (int32_t type);
908
909     /*
910      * debug_output - called whenever output is required
911      * 'type' is the type of info required, and this is format-specific
912      */
913     void (*debug_output) (int type, void *param);
914
915     /*
916      * cleanup - called after processing of file is complete
917      */
918     void (*cleanup) (void);
919
920 };
921 /*
922  * The type definition macros
923  * for debugging
924  *
925  * low 3 bits: reserved
926  * next 5 bits: type
927  * next 24 bits: number of elements for arrays (0 for labels)
928  */
929
930 #define TY_UNKNOWN 0x00
931 #define TY_LABEL   0x08
932 #define TY_BYTE    0x10
933 #define TY_WORD    0x18
934 #define TY_DWORD   0x20
935 #define TY_FLOAT   0x28
936 #define TY_QWORD   0x30
937 #define TY_TBYTE   0x38
938 #define TY_OWORD   0x40
939 #define TY_COMMON  0xE0
940 #define TY_SEG     0xE8
941 #define TY_EXTERN  0xF0
942 #define TY_EQU     0xF8
943
944 #define TYM_TYPE(x) ((x) & 0xF8)
945 #define TYM_ELEMENTS(x) (((x) & 0xFFFFFF00) >> 8)
946
947 #define TYS_ELEMENTS(x)  ((x) << 8)
948
949 /*
950  * -----
951  * Special tokens
952  * -----
953  */
954
955 enum special_tokens {
956     SPECIAL_ENUM_START = PREFIX_ENUM_LIMIT,
957     S_ABS = SPECIAL_ENUM_START,
958     S_BYTE, S_DWORD, S_FAR, S_LONG, S_NEAR, S_NOSPLIT,
959     S_OWORD, S_QWORD, S_REL, S_SHORT, S_STRICT, S_TO, S_TWORD, S_WORD,
960     SPECIAL_ENUM_LIMIT
961 };
962
963 /*
964  * -----
965  * Other
966  * -----
967  */
968
969 /*
970  * This is a useful #define which I keep meaning to use more often:
971  * the number of elements of a statically defined array.
972  */
973
974 #define elements(x)     ( sizeof(x) / sizeof(*(x)) )
975
976 /*
977  * -----
978  * Global modes
979  * -----
980  */
981
982 /*
983  * This declaration passes the "pass" number to all other modules
984  * "pass0" assumes the values: 0, 0, ..., 0, 1, 2
985  * where 0 = optimizing pass
986  *       1 = pass 1
987  *       2 = pass 2
988  */
989
990 extern int pass0;
991
992 extern bool tasm_compatible_mode;
993 extern int optimizing;
994 extern int globalbits;          /* 16, 32 or 64-bit mode */
995 extern int globalrel;           /* default to relative addressing? */
996 extern int maxbits;             /* max bits supported by output */
997
998 #endif