Interested Article - NASM

breeze
  • 2020-12-31
  • 1

NASM ( Netwide Assembler ) — свободный ( LGPL и лицензия BSD ) ассемблер для архитектуры Intel x86 . Используется для написания 16-, 32- и 64-разрядных программ.

История

NASM был создан Саймоном Тэтхемом совместно с Юлианом Холлом и в настоящее время развивается небольшой командой разработчиков на SourceForge.net . Первоначально он был выпущен согласно своей собственной лицензии, но позже эта лицензия была заменена на GNU LGPL после множества проблем, вызванных выбором лицензии. Начиная с версии 2.07 лицензия заменена на «упрощённую BSD» ( BSD из 2 пунктов ).

NASM может работать на платформах, отличных от x86, таких как SPARC и PowerPC , однако код он генерирует только для x86 и x86-64 .

NASM успешно конкурирует со стандартным в Linux- и многих других UNIX-системах ассемблером gas . Считается, что качество документации у NASM выше, чем у gas. Кроме того, ассемблер gas по умолчанию использует AT&T-синтаксис , ориентированный на процессоры не от Intel, в то время как NASM использует вариант традиционного для x86-ассемблеров Intel-синтаксиса ; Intel-синтаксис используется всеми ассемблерами для DOS/Windows, например, MASM , TASM , fasm .

Синтаксис языка

В NASM используется Intel-синтаксис записи инструкций. Предложение языка ассемблера NASM (строка программы) может состоять из следующих элементов: 

Метка Инструкция Операнды Комментарий

Операнды разделяются между собой запятой. Перед строкой и после инструкции можно использовать любое количество пробельных символов. Комментарий начинается с точки с запятой, а концом комментария считается конец строки. В качестве инструкции может использоваться команда или псевдокоманда (директива компилятора). Если строка очень длинная, то её можно перенести на следующую, используя обратный слеш \ подобно тому, как это делается в языке Си .

Компиляция и компоновка

NASM компилирует программы под различные операционные системы в пределах x86-совместимых процессоров. Находясь в одной операционной системе, можно беспрепятственно откомпилировать исполняемый файл для другой. В общем встроенные средства NASM позволяет компилировать не только программы, но и файлы с любым содержимым. Также мощный макро-препроцессор значительно расширяет возможности для программирования.

Компиляция программ в NASM состоит из двух этапов. Первый — ассемблирование , второй — компоновка . На этапе ассемблирования создаётся объектный код. В нём содержится машинный код программы и данные, в соответствии с исходным кодом , но идентификаторы (переменные, символы) пока не привязаны к адресам памяти. На этапе компоновки из одного или нескольких объектных модулей создаётся исполняемый файл (программа). Операция компоновки связывает идентификаторы, определённые в основной программе, с идентификаторами, определёнными в остальных модулях, после чего всем идентификаторам даются окончательные адреса памяти или обеспечивается их динамическое выделение.

Для компоновки объектных файлов в исполняемые в Windows можно использовать свободный бесплатно распространяемый компоновщик alink (для 64-битных программ компоновщик GoLink), а в Linux — компоновщик ld, который есть в любой версии этой операционной системы.

Для ассемблирования файла нужно ввести следующую команду: 

nasm -f format filename -o output

Инструкции перехода

Компилятор обрабатывает текст программы в несколько проходов, благодаря чему можно инструкции перехода размещать до объявления соответствующих меток.

В командах условного и безусловного ( jmp ) переходов используется по умолчанию ближний тип переходов — near . Поэтому при возможности короткого перехода, чтобы не завысить размер программы на лишний байт, необходимо специально указать тип перехода short . С версии 0.98.09b были добавлены опции оптимизации -Ox , которые позволяют автоматически оптимизировать размер инструкций перехода , в более ранних версиях или без таких опций минимальный размер программы можно получить только ручной модификацией исходного кода.

Формат выходных файлов

NASM поддерживает множество форматов выходных файлов, среди них :

  • bin — файл произвольного формата, определяемого только исходным кодом . Пригоден как для файлов данных, так и для модулей с исполняемыми кодами — например, системных загрузчиков, образов ПЗУ , модулей операционных систем , драйверов .SYS в MS-DOS или исполняемых файлов .COM .
  • obj — объектный модуль в формате , совместимый с MASM и TASM .
  • win32 и win64 — объектный модуль для 32- и 64-битного кода, совместимый с Win32 - и Win64 -компиляторами Microsoft.
  • aout — объектный модуль в варианте формата a.out , использовавшегося в ранних Linux -системах.
  • aoutb — версия формата a.out для BSD -совместимых операционных систем.
  • coff — объектный модуль в формате COFF , совместимом с компоновщиком из DJGPP .
  • elf32 и elf64 — объектный модуль в форматах ELF32 и ELF64, используемых в Linux и Unix System V , включая Solaris x86, UnixWare и .

Формат выходного файла можно задать с помощью ключа командной строки -f . Форматы могут расширять синтаксис некоторых инструкций и добавлять собственные инструкции.

Примеры программы « Hello, world! » под разные ОС

Примеры программы Hello, world! , которая выводит соответствующее сообщение и завершается.

Под операционную систему Linux 
SECTION .data
msg     db "Hello, world!",0xa  
len     equ $ - msg
SECTION .text
global _start           ; the program entry point
_start:
        mov eax, 4      ; 'write' syscall
        mov ebx, 1      ; file descr. 1 (stdout)
        mov ecx, msg    ; pointer to the data
        mov edx, len    ; amount of data
        int 0x80        ; call to the kernel
        mov eax, 1      ; '_exit' syscall
        mov ebx, 0      ; zero exit code (success)
        int 0x80        ; call to the kernel
Под операционную систему Linux (x64) 
global  _start

section .text
_start:
        mov     rax, 1                  ; system call 1 is write
        mov     rdi, 1                  ; file handle 1 is stdout
        mov     rsi, message            ; address of string to output
        mov     rdx, 13                 ; number of bytes
        syscall                         ; invoke operating system to do the write

        mov     eax, 60                 ; system call 60 is exit
        xor     rdi, rdi                ; exit code 0
        syscall                         ; invoke operating system to exit
message:
        db      "Hello, World", 10      ; note the newline at the end
Под операционную систему DOS 
SECTION .text
org 0x100		; эта директива нужна только в случае .com файла, в котором нет никаких	секций
	mov ah, 0x9
	mov dx, hello
	int 0x21
	mov ax, 0x4c00		; ah == 0x4c al == 0x00
	int 0x21
SECTION .data
	hello DB "Hello, world!",0xd,0xa,'$'
Под операционную систему Windows (obj) 
%include 'WIN32N.INC'
EXTERN MessageBoxA
Import MessageBoxA user32.dll
EXTERN ExitProcess
Import ExitProcess kernel32.dll
SECTION CODE USE32 CLASS=CODE
..start:
	push UINT MB_OK
	push LPCTSTR title
	push LPCTSTR banner
	push HWND NULL
	call [MessageBoxA]
	push UINT NULL
	call [ExitProcess]
SECTION DATA USE32 CLASS=DATA
	banner db 'Hello, world!',0xD,0xA,0
	title db 'Hello',0
Под операционную систему Windows x64 (obj) 
; Hello.asm
EXTERN MessageBoxW
EXTERN ExitProcess
SECTION .text USE64
start:
	sub rsp, 28h         ; 32 bytes for Microsoft x64 calling convention "shadow space" + 8 bytes for stack aligning to 16 bytes boundry after call put on stack 8 bytes return address
	xor rcx, rcx         ; HWND hWnd = NULL
        lea rdx, [banner]    ; LPCTSTR lpText = banner
        lea r8, [title]      ; LPCTSTR lpCaption = title
        xor r9, r9           ; UINT uType =  MB_OK
        call MessageBoxW     ; MessageBox(hWnd, lpText, lpCaption, uType)
        xor rcx, rcx         ; UINT uExitCode = 0
        call ExitProcess     ; ExitProcess(uExitCode)
SECTION .data
        banner dw __utf16__('Hello, world!'),0
        title dw __utf16__('Hello!'),0

>nasm -f win64 Hello.asm
>golink Hello.obj kernel32.dll user32.dll

Под операционную систему FreeBSD 
SECTION .data
msg     db "Hello, world!",0xa  
len     equ $ - msg
SECTION .text
global _start            ; the program entry point
_start:
        push dword len
        push dword msg
        push dword 1     ; 1 is the file descriptor of stdout
        mov eax, 4       ; 4 is the 'write' syscall
        push eax         ; we must leave an extra dword on the stack
        int 0x80         ; call to the kernel
        add esp, 16      ; clean up the stack
        push dword 0     ; 0 is the exit code (success)
        mov eax, 1       ; 1 is the '_exit' syscall
        push eax         ; extra dword on the stack
        int 0x80         ; call to the kernel
                         ; no cleanup - we will never return
Под операционную систему KolibriOS 
bits 32
     %include 'mos.inc'
     section .text
     MOS_HEADER01 main,image_end,memory_end,stacktop,0,0
main:
redraw:
       call draw_window
wait_event:
	MOS_WAITEVENT
	dec eax
	jz redraw
	dec eax
	jz key
;button pressed; we have only one button, close
	MOS_EXIT
key:
;key pressed, read it and ignore
	mov eax, MOS_SC_GETKEY
	int 0x40
	jmp wait_event
draw_window:
	MOS_STARTREDRAW
	xor eax, eax
	mov ebx, 10*65536 + 150
	mov ecx, 40*65536 + 50
	mov edx, 0x33FFFFFF
	mov edi, header
	int 0x40 ;define&draw window
	mov eax, MOS_SC_WRITETEXT
	mov ebx, 30*65536 + 10
	mov ecx, 0x80000000
	mov edx, string
	int 0x40 ;display string
	MOS_ENDREDRAW
	ret
	section	.data
header db 'HelloWorld test',0
string db 'Hello, World!',0
image_end:
	section .bss
alignb 4
stack resb 1024
stacktop:
memory_end:

Известные программы, написанные на NASM

  • — набор системных утилит для операционных систем BSD, UnixWare, Solaris и AtheOS .
  • Проект — операционная система на ассемблере NASM (сейчас на стадии разработки).

Примечания

  1. — 2006.
  2. The Netwide Assembler: NASM . Официальный сайт. — «NASM, is an 80x86 and x86-64 assembler». Дата обращения: 14 июля 2010. Архивировано из 18 февраля 2012 года.
  3. . Дата обращения: 14 июля 2010. 16 августа 2011 года.
  4. ↑ . Дата обращения: 17 июля 2010. Архивировано из 20 июля 2009 года.
  5. ↑ Рэндолл Хайд. (англ.) . Дата обращения: 18 июля 2010. Архивировано из 18 февраля 2012 года.
  6. Поддержка Intel-синтаксиса, вызываемого через специальную директиву .intel_syntax , появилась в gas-2.10; см. (англ.) . Дата обращения: 18 июля 2010. Архивировано из 18 февраля 2012 года.
  7. . The Netwide Assembler: NASM. Appendix C: NASM Version History . Официальный сайт. Дата обращения: 18 июля 2010. Архивировано из 18 февраля 2012 года.
  8. . The Netwide Assembler: NASM . Официальный сайт. Дата обращения: 14 июля 2010. Архивировано из 18 февраля 2012 года.
  9. . Дата обращения: 10 февраля 2022. 10 февраля 2022 года.
  10. . Дата обращения: 5 июля 2010. 20 октября 2011 года.

Литература

  • Рудольф Марек. Ассемблер на примерах. Базовый курс. — СПб. : Наука и техника, 2005. — 240 с. — ISBN 5-94387-232-9 .
  • А. В. Столяров. . — М. : МАКС Пресс, 2011. — 188 с. — ISBN 978-5-317-03627-0 .

Ссылки

Источник —

breeze
  • 2020-12-31
  • 1
  • Tags:

Same as NASM

The title for the last searches