学习 nasm 语言
3. nasm assembly 语法
- 3.1 nasm 是匹分大小写
- 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
- 3.2.2 给 memory 操作数提供一个 displacement 值
- 3.2.3 指明 memory 操作数的 operand size
- 3.2.4 提供一个 segment
- 3.2.5 指明 memory 操作数的 address size
- 3.3 nasm 伪指令
- 3.3.1 nasm 定义的 7 种数据 size
- 3.3.2 定义初始化数据：db 家族
- 3.3.3 定义非初始化数据：resb 家族
- 3.3.4 包含 binary 文件
- 3.3.5 使用 equ 定义常量
- 3.3.6 使用 times 重复写数据或指令
- 3.4 常量值
- 3.4.3 nasm 中的转义字符
- 3.4.4 字符串常
- 3.4.5 Unicode 字符串
- 3.4.6 浮点数常量
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 1 bits 32 mov eax, foo |
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
| 00000000 0200 ; bar 变量 |
因此，需要将 bar 用 [ ] 括起来
| mov eax, foo |
nasm 就编译出正确的代码：
| 00000000 0200 ; bar |
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 10
bits 32 mov byte [buffer + 0x01], 'a' |
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' |
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' |
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' |
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' |
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 10
bits 64 mov rax, [qword buffer] ; 指明 64 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：
| 00000000 48A11400000000000000 mov rax,[qword 0x14] ; 64 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 10
bits 16 mov byte [es:dword buffer + 0x01], 'a' ; 指明为 32 位地址 |
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：
| 00000000 2667C6051D000000 mov byte [dword es:0x1d],0x61 |
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 |
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 64 ; reserve 64 bytes |
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 |
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 0 ; OK
string db 'hello,word',0 section .text _entry: |
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 510-($-$$) db 0 |
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 10 nop |
这段代码结果是重复填入了 10 条 nop 指令：
| 00000000 90 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,200 ; 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 |
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 0 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 |
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 |
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 |
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' |
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 |
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' |
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 (') |
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：
| \377 Up to 3 octal digits - literal byte |
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' |
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 |
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) |
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" |
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 64 section .rdata |
它的编译结果是：
| 00000000 48B8000000000000 mov rax,0x0 |
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）
|
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