Директивы ассемблера NASM
Хотя NASM и пытается избежать бюрократизм ассемблеров наподобие MASM и TASM, он вынужден поддерживать несколько директив. Все они описаны в этой главе.Существует два типа директив NASM: пользовательские и примитивные. Обычно каждая директива имеет как пользовательскую, так и примитивную форму. В большинстве случаев рекомендуется использовать пользовательскую форму директив, которая реализована как макрос, вызывающий примитивные формы. Примитивные директивы заключаются в квадратные скобки; для пользовательских директив этого не требуется.
В дополнение к описанным в этой главе универсальным директивам каждый объектный формат может опционально предоставлять дополнительные директивы, служащие для управления особенностями этого формата. Такие дополнительные директивы описываются далее в главе, посвященной выходным форматам файлов (глава 6).
5.1 BITS: Указание разрядности выполняемого кода
Директива BITS указывает, код какой разрядности должен генерировать NASM: для процессора, работающего в 16-битном режиме, или для процессора в 32-битном режиме. Соответствующим синтаксисом будет BITS 16 или BITS 32.
В большинстве случаев вам не потребуется использовать BITS явно. Объектные форматы aout, coff, elf и win32, разработанные для 32-битных операционных систем, вынуждают NASM выбирать 32-битный режим по умолчанию. Объектный формат obj позволяет вам описывать каждый сегмент как USE16 или USE32, поэтому NASM будет соответственно настраивать режим работы и здесь использование директивы BITS также не требуется.
Наиболее вероятным использование директивы BITS представляется при написании 32-битного плоского бинарного файла. (Выходной формат bin по умолчанию предназначен для 16-битного режима, т.к. он наиболее часто используется для написания DOS .COM программ, DOS .SYS драйверов устройств, а также загрузчиков).
Не нужно задавать BITS 32 для использования 32-битных инструкций в 16-битных DOS-программах; если вы это сделаете, ассемблер сгенерирует некорректный код, так как он получится 32-битным и на 16-битных платформах будет не работоспособен.
Когда NASM находится в состоянии BITS 16, инструкции, использующие 32-битные данные, префиксируются байтом 0х66, а 32-битные адреса – байтом 0х67. В состоянии BITS 32 справедливо обратное: 32-битные инструкции не нуждаются в префиксе, инструкции, использующие 16-битные данные, префиксируются байтом 0х66, а 16-битные адреса – байтом 0х67.
Директива BITS имеет абсолютно эквивалентные примитивные формы: [BITS 16] и [BITS 32]. Пользовательская форма инструкции является макросом, который не делает ничего, кроме как вызывает соответствующую примитивную форму.
5.2 SECTION или SEGMENT: Описание и изменение секций
Директива SECTION (SEGMENT — это абсолютно эквивалентный синоним) указывает, в какую секцию выходного файла будет ассемблирован код, который вы пишете. В некоторых объектных форматах количество и имена секций фиксированы; в других пользователь может сделать их столько, сколько захочет. Поэтому если вы захотите переключиться на секцию, которая в данный момент не существует, директива SECTION может либо вызвать сообщение об ошибке, либо создать новую секцию.
Объектные форматы Unix и bin поддерживают стандартизованные имена секций: .text — для кода, .data — для данных и .bss — для неинициализированных данных. Формат obj наоборот, не признает эти имена секций специальными и более того, удаляет ведущую точку в имени любой секции.
5.2.1 Макрос __SECT__
Директива SECTION необычна тем, что ее пользовательская форма функционально отличается от примитивной. Примитивная форма [SECTION xyz] просто переключает текущую секцию на указанную. Пользовательская форма SECTION xyz сначала определяет однострочный макрос __SECT__ для примитивной директивы [SECTION], которую собирается выдать, и затем выдает ее. Таким образом, пользовательская директива
SECTION .text
развернется в две строки:
%define __SECT__ [SECTION .text]
[SECTION .text]
Пользователи могут использовать это в своих собственных макросах. Например, макрос writefile, описанный в параграфе 4.2.3, может быть с успехом переписан в следующей, более изощренной форме:
%macro writefile 2+
[section .data]
%%str: db %2
%%endstr:
__SECT__
mov dx,%%str
mov cx,%%endstr-%%str
mov bx,%1
mov ah,0x40
int 0x21
%endmacro
Данная форма макроса, записывающего строку в файл, сначала временно переключается на секцию данных, используя при этом примитивную форму директивы SECTION, не модифицирующую __SECT__. Далее в секции данных объявляется строка и затем вызывается __SECT__, переключающий контекст на любую секцию, в которой пользователь работал до этого. Это исключает необходимость использования инструкции JMP (как в предыдущей версии макроса) для "перескакивания" данных, а также предотвращает возникновение ошибок в модуле OBJ формата, где пользователь потенциально может использовать различные секции кода.
5.3 ABSOLUTE: Определение абсолютных меток
О директиве ABSOLUTE можно думать как об альтернативной форме SECTION: она направляет последующий код не в физическую секцию, а в гипотетическую, начинающуюся с указанного абсолютного адреса. В данном режиме вы можете использовать только инструкции семейства RESB.
ABSOLUTE используется следующим образом:
absolute 0x1A
kbuf_chr resw 1
kbuf_free resw 1
kbuf resw 16
В данном примере область данных PC BIOS описана как сегмент, начинающийся с адреса 0х1А: приведенный выше код определяет kbuf_chr по адресу 0x1A, kbuf_free по адресу 0x1C и kbuf по адресу 0x1E.
Пользовательская форма ABSOLUTE, так же, как и SECTION, переопределяет макрос __SECT__ в месте своего вызова. Директивы STRUC и ENDSTRUC определены как макросы, использующие директиву ABSOLUTE (и соответственно, __SECT__).
ABSOLUTE в качестве аргумента принимает не только абсолютные константы: это может быть выражение (на самом деле критическое выражение: см. параграф 3.7), а также какое-то значение в сегменте. Например, TSR может реутилизировать свой настроечный код в качестве run-time BSS следующим образом:
org 100h ; это .COM - программа
jmp setup ; код setup идет последним
; здесь расположена резидентная часть TSR
setup: ; теперь идет код, инсталлирующий TSR
absolute setup
runtimevar1 resw 1
runtimevar2 resd 20
tsr_end:
Здесь определяется несколько переменных "на верхушке" setup-кода, так что после завершения его работы это пространство может быть реутилизировано как хранилище данных для работающей TSR. Символ 'tsr_end' может быть использован для расчета общего размера резидентной части TSR.
5.4 EXTERN: Импорт символов из других модулей
Директива EXTERN подобна директиве MASM EXTRN и ключевому слову extern в С: она используется для объявления символа, который определен в некотором другом модуле. Не все объектные форматы поддерживают внешние переменные: формат bin этого не может.
Директива EXTERN принимает столько аргументов, сколько вам необходимо. Каждый аргумент является именем символа:
extern _printf
extern _sscanf,_fscanf
Некоторые объектные форматы обеспечивают дополнительные возможности директивы EXTERN. В любом случае, дополнительный синтаксис отделяется от имени символа двоеточием. Например, формат obj при помощи следующей директивы позволяет вам объявить, что базой сегмента внешних символов по умолчанию должна быть группа dgroup:
extern _variable:wrt dgroup
Примитивная форма EXTERN отличается от пользовательской тем, что одновременно может принять только один аргумент: поддержка списка аргументов реализуется на уровне препроцессора.
Вы можете объявить одну и ту же переменную как EXTERN более одного раза: NASM спокойно проигнорирует второе и последующие переопределения.
5.5 GLOBAL: Экспорт символов в другие модули
Директива GLOBAL — это обратная сторона EXTERN: если один модуль объявляет символ как EXTERN и ссылается на него, то для предотвращения ошибок компоновщика необходимо, чтобы некоторый другой модуль определил этот символ и объявил его как GLOBAL. Некоторые ассемблеры для этой цели используют директиву PUBLIC.
Директива GLOBAL, применяемая к символу, должна появляться перед определением этого символа. Она использует тот же самый синтаксис, что и EXTERN, за исключением того, что ссылается на символ, определяемый в этом же модуле. Например:
global _main
_main: ; некоторый код
GLOBAL, как и EXTERN, позволяет вводить после двоеточия специфичный синтаксис объектных форматов. К примеру объектный формат elf позволяет вам указать, чем являются глобальные символы: функциями или данными:
global hashlookup:function, hashtable:data
Как и в случае EXTERN, примитивная форма GLOBAL отличается от пользовательской восприятием одновременно только одного аргумента.
5.6 COMMON: Определение общих данных
Директива COMMON используется для объявления общих переменных. Общая переменная — это глобальная переменная, объявленная в секции неинициализированных данных, поэтому
common intvar 4
работает так же, как и
global intvar
section .bss
intvar resd 1
Отличие состоит в том, что если одна и та же переменная определена в разных модулях, во время связывания (сборки) эти переменные будут объединены и ссылки на intvar во всех модулях будут указывать на одно и то же место в памяти.
Директива COMMON, так же как GLOBAL и EXTERN, поддерживает специфичный синтаксис объектных форматов. Например, формат obj позволяет общим переменным быть близкими (near) или дальними (far), а формат elf — задать их выравнивание:
common commvar 4:near ; работает в OBJ
common intarray 100:4 ; работает в ELF: выравнивание про 4-байтной границе
И наконец, примитивная форма COMMON, как и в случае
EXTERN и GLOBAL, отличается
от пользовательской тем, что одновременно принимает только один аргумент.