Netwide Assembler

Netwide Assembler (簡稱 NASM)是一款基於英特爾 x86 架構的匯編與反匯編工具。它可以用來編寫 16位32位IA-32)和 64位x86-64)的程序。 NASM 被認為是 Linux 平台上最受歡迎的匯編工具之一。[1]

Netwide Assembler
NASM logo
原作者Simon Tatham, Julian Hall
開發者H. Peter Anvin, et al.
當前版本2.15.05(2020年8月28日,​4年前​(2020-08-28
源代碼庫 編輯維基數據鏈接
操作系統Windows, Unix-like, OS/2, MS-DOS
語言English
類型x86 assembler
許可協議BSD 2-clause
網站www.nasm.us

NASM 最初是在朱利安·霍爾的協助下由西蒙·泰瑟姆開發的。 截至2016年 (2016-Missing required parameter 1=month!),它被一個由 H.Peter Anvin 領導的小團隊所維護。[2] 它是一款基於簡化版(二句版)BSD許可證開放源代碼軟件[3]

功能

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NASM 可以輸出包括 COFF、OMF、a.out、可執行與可鏈接格式(ELF)、Mach-O 和二進制文件(.bin,二進制磁盤映像,用於編譯操作系統)等多種二進制格式,而地址無關代碼僅支持 ELF 對象文件。 NASM 也有自己的二進位格式,稱為 RDOFF。[4]

輸出格式的廣泛性允許將程序重定向到任何 x86 操作系統(OS)。 此外,NASM 可以創建浮動二進制文件,它可用於寫入引導加載程序、只讀存儲器(ROM)映像以及操作系統開發的各個方面。 NASM 可以作為交叉匯編程序(如 PowerPC 和 SPARC)在非 x86 平台上運行,儘管它不能生成這些機器可用的程序。

NASM 使用英特爾組合語言語法的變體而不是 AT&T 語法(GNU 匯編器採用的語法)。 [5]它還避免了 MASM 和兼容匯編器使用的自動生成區段覆蓋(以及相關的 ASSUME 指令)等功能。

用於各種操作系統的示例程序

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這是一個 DOS 操作系統下的 "Hello world!" 程序

section .text
org 0x100
	mov	ah, 0x9
	mov	dx, hello
	int	0x21

	mov	ax, 0x4c00
	int	0x21

section .data
hello:	db 'Hello, world!', 13, 10, '$'

一個類似程序在 Microsoft Windows 下的示例:

global _main
extern _MessageBoxA@16
extern _ExitProcess@4

section code use32 class=code
_main:
	push	dword 0      ; UINT uType = MB_OK
	push	dword title  ; LPCSTR lpCaption
	push	dword banner ; LPCSTR lpText
	push	dword 0      ; HWND hWnd = NULL
	call	_MessageBoxA@16

	push	dword 0      ; UINT uExitCode
	call	_ExitProcess@4

section data use32 class=data
	banner:	db 'Hello, world!', 0
	title:	db 'Hello', 0

一段 Linux 下的等價程序:

global _start

section .text
_start:
	mov	eax, 4 ; write
	mov	ebx, 1 ; stdout
	mov	ecx, msg
	mov	edx, msg.len
	int	0x80   ; write(stdout, msg, strlen(msg));

	mov	eax, 1 ; exit
	mov	ebx, 0
	int	0x80   ; exit(0)

section .data
msg:	db	"Hello, world!", 10
.len:	equ	$ - msg

下面是一個用於蘋果 macOS(原為 OS X)的 64 位元程序,用於輸入按鍵並將其顯示在屏幕上:

global _start

section .data

	query_string:		db	"Enter a character:  "
	query_string_len:	equ	$ - query_string
	out_string:			db	"You have input:  "
	out_string_len:		equ	$ - out_string

section .bss

	in_char:			resw 4

section .text

_start:

	mov	rax, 0x2000004	 	; put the write-system-call-code into register rax
	mov	rdi, 1				; tell kernel to use stdout
	mov	rsi, query_string	; rsi is where the kernel expects to find the address of the message
	mov	rdx, query_string_len	; and rdx is where the kernel expects to find the length of the message 
	syscall

	; read in the character
	mov	rax, 0x2000003		; read system call
	mov	rdi, 0				; stdin
	mov	rsi, in_char		; address for storage, declared in section .bss
	mov	rdx, 2				; get 2 bytes from the kernel's buffer (one for the carriage return)
	syscall

	; show user the output
	mov	rax, 0x2000004		; write system call
	mov	rdi, 1				; stdout
	mov	rsi, out_string
	mov	rdx, out_string_len
	syscall

	mov	rax, 0x2000004		; write system call
	mov	rdi, 1				; stdout
	mov	rsi, in_char
	mov	rdx, 2				; the second byte is to apply the carriage return expected in the string
	syscall

	; exit system call
	mov	rax, 0x2000001		; exit system call
        xor     rdi, rdi
	syscall

鏈接

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NASM 主要輸出目標文件(擴展名一般為 .obj),這些目標文件通常不能自行執行。唯一的例外是浮動二進制文件(例如 .COM) ,它們在現代使用中固有地受到限制。 要將目標文件轉換為可執行程序,必須使用適當的鏈接程序,例如用於 Windows 的 Visual Studio「LINK」實用程序或用於類 Unix 系統的 ld。

發展

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第一版(版本號0.90)發布於1996年10月。[6]

2007年11月28日,2.00版本發布,增加對 x86-64 擴展的支持。 開發版本不再上傳到 SourceForge.net;相反,它們會被檢入到項目自己的 Git 存儲庫中,而其二進制程序的快照可在項目官網上找到。

一個用於 NASM 文檔的搜索引擎也已可用。[7]

截至 2.07 版本,NASM 在簡化 BSD 許可證(二句版)下發布。

RDOFF
開發者Julian Hall
格式類型Object file format
作為容器Object code

開發人員使用可重定位的動態對象文件格式(RDOFF)來測試 NASM 的目標文件輸出能力的完整性。它很大程度上基於 NASM 的內部結構,[8]主要由一個頭部組成,頭部包含輸出驅動程序函數調用的序列化,後跟包含可執行代碼或數據的部分數組。 NASM 發行版中包含了使用該格式的工具,包括鏈接程序 (linker) 和加載程序 (loader)。

直到1996年10月發布 0.90 版,NASM 才支持只輸出浮動格式的可執行文件(例如 DOS 的 COM 文件)。在版本 0.90 中,Simon Tatham 增加了對一個目標文件輸出接口的支持,並且只支持用於 16 位元代碼的 DOS 的 .OBJ 文件。[9]

NASM 因此缺少一個 32 位元的目的檔格式。 為了解決這個問題,作為學習對象文件接口的練習,開發人員朱利安·霍爾將第一版 RDOFF 發布於 NASM 0.91 版本。

自從這個初始版本以來,對 RDOFF 格式進行了一次重大更新,它在每個標題記錄上增加了一個記錄長度指示器,[10] 允許程序跳過它們無法識別格式的記錄,並支持多個區段;RDOFF1 僅支持三個區段:text,data和 bss(包含未初始化的數據)。

另請參見

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參考文獻

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  1. ^ Ram Narayan. Linux assemblers: A comparison of GAS and NASM. [2018-03-29]. (原始內容存檔於2013-10-03). two of the most popular assemblers for Linux, GNU Assembler (GAS) and Netwide Assembler (NASM) 
  2. ^ The Netwide Assembler. [2008-06-27]. (原始內容存檔於2008-07-24). 
  3. ^ NASM Version History. [2009-07-19]. (原始內容存檔於2009-07-04). 
  4. ^ NASM Manual. [2009-08-15]. (原始內容存檔於2009-02-23). 
  5. ^ Randall Hyde. NASM: The Netwide Assembler. [2008-06-27]. (原始內容存檔於2010-09-12). 
  6. ^ NASM Version History. [2017-04-23]. (原始內容存檔於2017-05-01). 
  7. ^ NASM Doc Search Engine. [2009-09-14]. (原始內容存檔於2010-01-23). 
  8. ^ NASM Manual Ch. 6. [2008-06-27]. (原始內容存檔於2008-07-24). 
  9. ^ NASM CVS. 2008-06-08 [2008-06-27]. (原始內容存檔於2022-04-07). 
  10. ^ V1-V2.txt. 2002-12-04 [2008-06-27]. (原始內容存檔於2022-04-07). 

進一步閱讀

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外部連結

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