nasm 与 masm语法区别

看到一篇文章，是介绍nasm语法的：http://blog.csdn.net/hitop0609/article/details/4329454

masm是微软专门为windows下汇编而写的，而nasm可以在windows、linux等系统下汇编，故而个人推荐使用nasm。

3.1 nasm 是区分大小写

例如：符号 foo 与 FOO 是两个不同的标识符。

3.2 内存操作数表达式

3.2.1 在 nasm 语法里，对 memory 操作数需要加 [ ] 括号

下面的代码：

foo    equ
bar    dw     

    bits 

    mov eax, foo
    mov ebx, bar

第 2 指令的意图是：将 bar 内 的值赋给 ebx 寄存器。但这样是错误的，nasm 只会把 bar 当作是 immediate 赋给 ebx

                              ; bar 变量
  B801000000        mov eax,0x1
  BB00000000         mov ebx,0x0  ; 将 bar 地址作为 immediate 赋给 ebx 

因此，需要将 bar 用 [ ] 括起来

mov eax, foo
mov ebx, [bar]

nasm 就编译出正确的代码：

                                      ; bar
  B801000000        mov eax,0x1
  8B1D00000000       mov ebx,[dword 0x0]    ; bar 的内容赋给 ebx

3.2.2 给 memory 操作数提供一个 displacement 值

下面代码展示了 [base + disp] 的寻址方式：

section .bss

buffer  resb 

    section .text

    bits 

    mov byte [buffer + 0x01] , 'a'
    mov ebx, buffer
    movzx eax, byte [ebx + 0x01] 

3.2.3 指明 memory 操作数的 operand size

下面展示了为 memory 操作数提供一个 size 情况：

mov byte [buffer + 0x01] , 'a'
mov ebx, buffer
movzx eax, byte [ebx + 0x01]

代码中使用 byte 关键字对 memory 操作数进行了修饰，指明 memory 操作数的大小为 byte

在这方面，nasm 的语法与微软的 masm 的语法（Intel 语法）有些不同，masm 的语法是：

mov byte ptr [buffer + 0x01] , 'a'
mov ebx, buffer
movzx eax, byte ptr [ebx + 0x01]

在 masm 语法中需配合 ptr 指示字。

3.2.4 提供一个 segment

大多数 指令/内存操作数 缺省的 segment 是 DS ，x86/x64 允许为 memory 操作数提供另一个 segment 进行 segment override

在 nasm 语法中，如下：

mov byte [es: buffer + 0x01] , 'a'
mov ebx, buffer
movzx eax, byte [es: ebx + 0x01]

nasm 语法中，在 [ ] 括号内提供 segment ，不能在 [ ] 括号外提供 segment

而 masm 的语法中是在 [ ] 括号外提供 segment，如下：

    mov byte ptr es: [buffer + 0x01] , 'a'
    mov ebx, buffer
    movzx eax, byte ptr es: [ebx + 0x01]

3.2.5　指明 memory 操作数的 address size

有些情况下必须指明 memory 操作数的 address size ，否则编译结果可能不是你想要的结果。下面的例子说明，如何为 memory 操作数指明 address size

例 1：

    section .bss

    buffer resb 

    section .text

    bits 

    mov rax, [qword buffer]        ; 指明  位的 address size（绝对地址）
    mov rax, [buffer]              ; 使用  位的 address size（绝对地址）

在 nasm 中，对于 绝对地址 形式，缺省是 32 位的，因此，需要明确使用 qword 来指明 64 位的 address size

这段代码编译后为：

  48A11400000000000000   mov rax,[qword 0x14]    ;  位地址
0000000A  488B042514000000       mov rax,[0x14]          ;  位地址

它们的区别就是一个使用了 64 位地址，一个使用了 32 位地址。

例 2：

    section .bss

    buffer resb 

    section .text

    bits 

    mov byte [es:dword buffer + 0x01], 'a'          ; 指明为  位地址
    mov ebx, buffer
    movzx eax, byte [es:ebx+0x01]           

上面代码是 16 位代码，使用了 dword 指明 memory 操作数是 32 位的地址。

它被编译为：

  2667C6051D000000   mov byte [dword es:0x1d],0x61
         -
  66BB1C000000      mov ebx,0x1c
0000000F  2667660FB6830100  movzx eax,byte [es:ebx+0x1]
         -

16 位的 address size 被 override 为 32 位地址。

3.3 nasm 伪指令

伪指令不是 x86/x64 机器的真实指令，伪指令是用于给编译器指示如何进行编译。

3.3.1 nasm 定义的 7 种数据 size

• byte ： 8 位
• word ： 16 位
• dword ： 32 位
• qword ： 64 位
• tword ： 80 位
• oword ： 128 位
• yword ： 256 位

oword 可以对应 Microsoft MASM 的 xmmword 类型，yword 对应 Microsoft MASM 的 ymmword 类型。

tword, oword 以及 yword 使用在 非整型 数据，使用在 float 和 SSE 型数据。

3.3.2 定义初始化数据：db 家族

nasm 定义了用于初始化上面 7 种 size 的 db 家族，它们用于定义初化常量值。

• db : define byte
• dw ：define word
• dd ：define doubleword
• dq ：define quadword
• dt ：define tword
• do ：define oword
• dy ：define yword

正如前面所说的：dt , do , dy 不接受整型数值常量，它们被使用在定义 float 或 SSE 数据常量。dt 可以定义 extended-precision float 数据，do 可以定义 quad-precision float，dy 可定义 ymm 数据。而 dq 可以定义 double-precision float 数据，dd 可以定义 single-precision float 数据。

下面是 NASM Manual 上的例子：

      db    0x55                ; just the byte 0x55
      db    0x55,0x56,0x57      ; three bytes in succession
      db    'a',0x55            ; character constants are OK
      db    'hello',,,'$'   ; so are string constants
      dw    0x1234              ; 0x34 0x12
      dw    'a'                 ; 0x61 0x00 (it's just a number)
      dw    'ab'                ; 0x61 0x62 (character constant)
      dw    'abc'               ; 0x61 0x62 0x63 0x00 (string)
      dd    0x12345678          ; 0x78 0x56 0x34 0x12
      dd    1.234567e20         ; floating-point constant
      dq    0x123456789abcdef0  ; eight byte constant
      dq    1.234567e20         ; double-precision float
      dt    1.234567e20         ; extended-precision float

3.3.3 定义非初始化数据：resb 家族

程序中使用到的非初始化数据通常放在 bss section 里，bss 代表 uninitialized storage space

nasm 使用了 resb （reserve byte） 家族来定义非初始化数据。

• resb ：reserve byte
• resw ：reserve word
• resd ：reserve doubword
• resq ：reserve quadword
• rest ：reserve tword
• reso ：reserve oword
• resy ：reserve yword

resb 相当于 Microsoft MASM 语法中的 db ?

下面是 NASM Manual 的例子：

buffer:         resb                  ; reserve  bytes
wordvar:        resw                   ; reserve a word
realarray       resq                  ; array of ten reals
ymmval:         resy                   ; one YMM register

3.3.4 包含 binary 文件

nasm 提供了一种包含 binary（二进制）文件的方法：使用 incbin 伪指令。incbin 伪指令包含的 binary 文件将直将写入输出文件中。此伪指令的作用是包含 graphics 以及 sound 这类数据文件。

    incbin  "file.dat"             ; include the whole file
    incbin  "file.dat",        ; skip the first  bytes
    incbin  "file.dat",,    ; skip the first , and
                                   ; actually include at most 

3.3.5 使用 equ 定义常量

equ 用来为标识符定义一个 整型 常量，它的作用类似 C 语言中的 #define

a  equ                           ; OK
b  equ 'abcd'                     ; OK! b = 0x64636261
c  equ 'abcdefghi'                ; warning! c = 0x6867666564636261
d  equ 1.2                        ; error!

    section .data

string db 'hello,word',
len    equ $-string               ; OK! len = 0x0b

    section .text
textlen equ  _end - entry         ; OK! textlen = 0x05

_entry:
    mov ecx, textlen

_end: 

例子中： b 定义为常量 'abcd' 它将是字符串的 ASCII 码序列，‘abcdefghi' 常量将会被截断，整型常量最长为 quadword（8 bytes)，而 d 企图被定义为一个 float 常量，这产生会错误。len 和 textlen 被定义为编译期确定的数值。

3.3.6 使用 times 重复写数据或指令

times 是一个比较实用伪指令，用来重复定义数据或指令。

下面是一个经典的使用例子：

times -($-$$) db 

 dw 0xaa55

这段代码经常出现在 boot 磁盘 MBR 引导代码中，目的是除了最后 2 个字节和 code 代码外的区域全部写 0 值。

times 还可以使用在重复写某一条指令，如下：

times  nop

这段代码结果是重复填入了 10 条 nop 指令：

                  nop
                  nop
                  nop
                  nop
                  nop
                  nop
                  nop
                  nop
                  nop
                  nop

3.4 常量值

nasm 下可以接受 4 种常量：整型常量 ，字符常量 ，字符串常量 以及浮点常量

3.4.1 整型常量

在 nasm 中，常用的整型进制有 4 种：

• decimal ：十进制数
• hex    ：十六进制
• binary  ：二进制数
• octal  ：八进制数

每一种进制都有前缀 和后缀 表示法。当数值无前缀和后缀时，它是十进制数。因为缺省是十进制。

3.4.1.1 十进制数表示方法

看一看，下面的例子：

        mov     ax,          ; decimal
        mov     ax,         ; still decimal
        mov     ax,0200d        ; explicitly decimal
        mov     ax,0d200        ; also decimal 

十进制的前缀是：0d , 后缀是：d

3.4.1.2 十六进制数表示方法

十六进制使用 0123456789ABCDEF 来表示 16 个数值。类似地，它的前缀是：0h 或 0x (c/c++ 风格）以及 $0 （pascal 风格），后缀是：h

    mov ax, 0c8h         ; hex
    mov ax, 8h           ; hex

上面例子中的 hex 数，表明：当以 h 后缀结尾时，如果含有字母 ，必须要以 0 开头。

 mov     ax,$0c8         ; hex again: the  is required 

上面是 pascal 风格的十六进制表示法，使用前缀 $0 （0 是必须的）

        mov     ax,0xc8         ; hex yet again
        mov     ax,0hc8         ; still hex 

上面是使用 0h 前缀和 C/C++ 风格的 0x 表示十六进制数。

3.4.1.3 八进制数表示方法

八进制的前缀可以是：0o 或 0q 后缀可以是：o 或 q

        mov     ax,310q         ; octal
        mov     ax,310o         ; octal again
        mov     ax,0o310        ; octal yet again
        mov     ax,0q310        ; octal yet again 

3.4.1.4 二进制数表示方法

类似地，二进制的前缀是：0b 后缀是：b

        mov     ax,11001000b    ; binary
        mov     ax,1100_1000b   ; same binary constant
        mov     ax,0b1100_1000  ; same binary constant yet again

3.4.2 字符常量

在 nasm 中，可以使用 3 种引号来提供字符

• ' ...' （单引号）
• " ..." （双引号）
• ` ...` （反引号）

如下示例，它们的结果是一样的：

        db  'abcd'
        db  "abcd"
        db  `abcd`

3.4.2.1 提供字符常量

下面看看如何提供字符量：

          mov eax, 'a'                       ; eax = 0x61
          mov eax, 'abcd'                    ; eax = 0x64636261
          mov eax, 'abcdefghi'               ; eax = 0x64636261
          mov eax, `/x61/x62/x63/x64'        ; eax = 0x64636261   

第 3 条企图赋超过 4 bytes 的字符常量给 eax, 编译器会截断为 4bytes 再赋给 eax, 而第 4 条是另一种字符常量表示法，使用转义字符表示。

可见：字符常量是以 little-endian 排列

3.4.3 nasm 中的转义字符

在 nasm 中使用 c 风格的转义字符，在 / (反斜杠符）后面跟 转义码 ：/ escape-code

转义码（escape-code）包括：字符转义码 , 八进制转义码 , 十六进制转义码

注意：nasm 中的转义符必须要用 ` `（反引号）来引用

    db  `/x61`     ; right!  'a'
    db  '/x61'     ; wrong!  '/' , 'x' , '', ''

第 1 个用反引号来包含转义符是正确的。而第 2 个用单引号来包含转义符，nasm 却视它为一般的字符串对待

3.4.3.1 字符转义码

下面是一些例子：

      /'          single quote (')
      /"          double quote (")
      /`          backquote (`)
      //          backslash (/)
      /?          question mark (?)
      /a          BEL (ASCII )
      /b          BS  (ASCII )
      /t          TAB (ASCII )
      /n          LF  (ASCII )
      /v          VT  (ASCII )
      /f          FF  (ASCII )
      /r          CR  (ASCII )
      /e          ESC (ASCII ) 

3.4.3.2 八进制转义码

/ 后面最多可以跟着 3 位数字，构成八进制转义码，如下所示：

    /        Up to  octal digits - literal byte
    /        ; EOT
    /        ; ACK
    /        ; NAK
    /          ; NULL

3.4.3.3 十六进制转义码

十六进制转义码以 x 或 X 开头，如下所示：

    db `/x61`                            ; 'a'
    db `/x61/x62/x63/x64`                 ; 'abcd'    

上面所示：十六进制转义码可以连串提供。

3.4.4 字符串常量

字符串是逐个逐个提供字符，看以下例子：

      db    'hello'               ; string constant
      db    'h','e','l','l','o'   ; equivalent character constants

提供字符串常量，是从左到右依次写入到内存。

这里要注意的是：字符常量 与字符串常量 的区别 ，看一看下面的例子

buffer    db 'hello'                     ; 字符串常量
          ... ...

          mov eax, 'hello'               ; 字符常量       

字符常量与字符串常量最大区别就是：字符常以 littlen-endian 存储，而字符串常量是从左到度

3.4.5 Unicode 字符串

nasm 定义了两个操作数符来定义 Unicode 字符串：

• __utf16__
• __utf32__

下面是 nasm 里的例子：

%define u(x) __utf16__(x)
%define w(x) __utf32__(x)

      dw u('C:/WINDOWS'),        ; Pathname in UTF-
      dd w(`A + B = /u206a`),    ; String in UTF-

3.4.6 浮点数常量

浮点数变量 可以使用 DB , DW , DD , DQ , DT 以及 DO ，浮点数常量 使用 __float8__ , __float16__ , __float32__ , __float64__ , __float80m__ , __float80e__ , __float128l__ 以及 __float128h__ 来定义。

下面是 nasm 提供的例子：

      db    -0.2                    ; "Quarter precision"
      dw    -0.5                    ; IEEE 754r/SSE5 half precision
      dd    1.2                     ; an easy one
      dd    .222_222_222           ; underscores are permitted
      dd    0x1p+                  ; .0x2^ = 4.0
      dq    0x1p+                 ; .0x2^ =    296.0
      dq    .e10                   ;    000.0
      dq    .e+                  ; synonymous with .e10
      dq    .e-                  ; 0.000
      dt    3.141592653589793238462 ; pi
      do    .e+                ; IEEE 754r quad precision

3.5 表达式

在 nasm 里的表达式很像 C 表达式，对于熟悉 C 表达式的人来说几乎可以马上上手。

3.5.1 $ 与 $$ 标号

$ 标号表示 nasm 编译后当前指令位置

$$ 标号表示当前 section 起始位置

看看下面的例子：

bits 

section .rdata
    dq 

section .text

    mov rax,
    mov rax, $-$$

它的编译结果是：

  48B8000000000000  mov rax,0x0
         -
0000000A   48B80A0000000000  mov rax,0xa
         -
                add [rax],al
                add [rax],al
                add [rax],al
0000001A                add [rax],al

3.5.2 位运算符

与 C 一样，包括下面：

位运算符	描述
&	位与: AND
|	位或：OR
~	位非: NOT
^	位异或: XOR
<<	左移
>>	右移

3.5.3 算术运算符

下面是 nasm 所支持的算术运算符

算术运算符	描述
+	加
-	减
*	乘
/	除（无符号数）
//	除（符号数）
%	取模（无符号数）
%%	取模（符号数）