ম্যাগাজিন লেআউট

ম্যাক্রো

হাতে লেখা অ্যাসেম্বলি পুনরাবৃত্তিতে ভরপুর। একই ছোট ইন্সট্রাকশনের ধারা সামান্য ভিন্নতাসহ বারবার ফিরে আসে, আর বয়লারপ্লেট কমানোর মতো বিমূর্ততা খুব কমই থাকে। শুধু তা-ই নয়, অ্যাসেম্বলিতে কোড লেখার সময় এমন মান সামলাতে হয় যাদের স্পষ্ট কোনো অর্থ নেই। নামযুক্ত প্যারামিটার নেই, আর ভিত্তি যন্ত্রের বেশিরভাগ খুঁটিনাটি প্রোগ্রামারকে নিজ হাতেই সামলাতে হয়।

ট্র্যাক যে অ্যাসেম্বলার ব্যবহার করে, সেই NASM দুটি সমস্যার জন্যই কিছু সহায়ক টুল দেয়। এসব টুল চলে অ্যাসেম্বল টাইমে, অর্থাৎ কোনো ইন্সট্রাকশন প্রসেসরে পৌঁছানোর আগেই। সোর্স টেক্সট মেশিন কোডে রূপান্তরিত হওয়ার আগেই কীভাবে তা নতুন করে লেখা হবে, সেটা এরা অ্যাসেম্বলারকে জানিয়ে দেয়।

এসব টুলের মধ্যে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ হলো ম্যাক্রো, যা অ্যাসেম্বলারের জন্য এক ধরনের রেসিপি হিসেবে ভাবা যায়। যে জায়গায় ব্যবহার করা হয়, ঠিক সেখানেই এগুলো প্রসারিত হয়, যেন কোডটা হাতে সেখানেই লেখা হয়েছিল।

ম্যাক্রো প্যারামিটার হিসেবে কিছু লিটারাল টোকেন নিতে পারে, ফলে বিভিন্ন প্রসঙ্গে এগুলো পুনরায় ব্যবহার করা যায়। তবে এগুলো ফাংশন নয়: কোনো call নেই, ret নেই, কোডের অন্য কোনো বিন্দুতে নিয়ন্ত্রণ হস্তান্তরও নেই।

একক-লাইন ম্যাক্রো

সবচেয়ে সরল সংজ্ঞাটি %define দিয়ে একটি মান বা ছোট একটি এক্সপ্রেশনকে একটি নাম দেয়:

%define WIDTH 8
%define BUFFER_SIZE (WIDTH * 16)

এর পরে WIDTH যেখানে যেখানে আছে, অ্যাসেম্বলির আগেই তা 8 দিয়ে বদলে যায়। বদলটা টেক্সটগত, তাই নামটি যেখানেই থাকুক, অপারেন্ডে হোক বা অন্য কোনো সংজ্ঞার ভেতরে, সেখানেই তা বসে যায়।

একটি %define নামযুক্ত প্যারামিটারও নিতে পারে, যা ছোট একটি ইনলাইন ফাংশনের মতো আচরণ করে:

%define double(x) ((x) + (x))

    mov eax, double(WIDTH)   ; assembled as mov eax, ((8) + (8))

%define দিয়ে সংজ্ঞায়িত নাম কেস-সংবেদনশীল। চাইলে %idefine রূপটি নামটিকে কেস-অসংবেদনশীল করে দেয়।

কোডের নানা অংশকে অর্থবহ করে তুলতে একক-লাইন ম্যাক্রো কাজে লাগে। সতর্কতার সাথে ব্যবহার করলে এটি পড়ার সহজতা বাড়ায় এবং টাইপো হওয়ার সম্ভাবনা কমায়। উদাহরণস্বরূপ, কোনো ফাংশনের ভেতরে নির্দিষ্ট কাজে ব্যবহৃত একটি রেজিস্টারকে তার উদ্দেশ্য দিয়েই সংজ্ঞায়িত করা যায়:

%define COUNTER rcx
    ...
.loop:
    ...
    dec COUNTER
    jnz .loop
    ...

বহু-লাইন ম্যাক্রো

যেকোনো সংখ্যক লাইনের গোটা কোড-ধারা %macro দিয়ে ধরা হয়, আর %endmacro দিয়ে বন্ধ করা হয়। নামের পরে একটি সংখ্যা বোঝায় ম্যাক্রোটি কতটি আর্গুমেন্ট নেয়, যা শূন্যও হতে পারে। আর্গুমেন্ট পাঠানোর সময় সেগুলো কমা (,) দিয়ে আলাদা করা হয়:

%macro example_macro 0
...
%endmacro

বহু-লাইন ম্যাক্রোতে আর্গুমেন্টের নাম থাকে না। যে ক্রমে পাঠানো হয়, সেই ক্রমে এদের %1, %2 ইত্যাদি নামে ডাকা হয়:

; Multiplies two values, returning the result in the first argument
%macro mult_two 2        ; %1 = accumulator, %2 = value
    imul %1, %2
%endmacro

    mult_two eax, ecx    ; multiplies eax and ecx and returns the result into eax
    mult_two r8, r9      ; multiplies r8 and r9 and returns the result into r8

মনে রাখবেন, ম্যাক্রোর বডিতে যে কাজগুলো করা হয়, তার জন্য আর্গুমেন্টগুলো বৈধ সিনট্যাক্স হতে হবে। এখানে mult_two eax, ecx আর mult_two r8, r9 দুটোই অ্যাসেম্বল হয়, কিন্তু mult_two eax, cl হবে না, কারণ imul eax, cl সংজ্ঞায়িত নয়।

ম্যাক্রোর ভেতরে লেবেল

সাধারণ লেবেল সংজ্ঞায়িত করা কোনো ম্যাক্রো দুবার ব্যবহার করলেই ভেঙে পড়ে, কারণ তখন লেবেলটিও দুবার সংজ্ঞায়িত হয়ে যাবে। একবারের বেশি কল করা হতে পারে এমন ম্যাক্রোর ভেতরে লেবেল ব্যবহার করতে হলে লেবেলটির আগে %% বসাতে হয়। এটি অ্যাসেম্বলারকে নির্দেশ দেয়, প্রতিবার প্রসারণের সময় এই লেবেলকে আলাদা, অনন্য একটি নাম দিতে:

; clobbers rcx
%macro clear_n 2         ; %1 = base address, %2 = count of dwords to clear
    xor ecx, ecx
%%loop:
    mov dword [%1 + rcx*4], 0
    inc ecx
    cmp ecx, %2          ; %2 is compared with ecx: it is an immediate or a 32-bit operand
    jb %%loop
%endmacro

    clear_n rdi, 4       ; gets its own %%loop
    clear_n rsi, 8       ; a different %%loop, no clash

অ্যাসেম্বল টাইমে পুনরাবৃত্তি

times ব্যবহার করে এক লাইনের কোড ব্লক পুনরাবৃত্তি করা সম্ভব। মেমোরিতে একই মান বারবার ঘোষণা করার সময় এটি বিশেষভাবে কাজে লাগে:

section .data
negative_block: times 16 db -1
; this assembles to 16 db -1 in sequence, i.e., an array of 16 bytes, all equal to -1

বহু-লাইনের কোড পুনরাবৃত্তির জন্য বদলে %rep ব্যবহার করা যায়:

%rep 2          ; number of repetitions: 2
    add rcx, 32
    mov dword [rsi + rcx], 0
%endrep

মনে রাখবেন, পুনরাবৃত্তির সংখ্যা %rep-এর ঠিক পরেই লেখা হয়, আর পুনরাবৃত্ত ব্লক বন্ধ করতে একটি %endrep থাকে।

রান-টাইম লুপ যেমন কাউন্টার ব্যবহার করে, অনেকটা তেমনি %rep ব্লকের ভেতরে অ্যাসেম্বল-টাইম কাউন্টার ব্যবহার করা সাধারণ ব্যাপার। অ্যাসেম্বল-টাইম ইন্টিজার কনস্ট্যান্ট equ দিয়ে ঘোষণা করা গেলেও, অ্যাসেম্বল-টাইম ইন্টিজার ভ্যারিয়েবলের জন্য আমরা বদলে %assign ব্যবহার করি। %define-এর বিপরীতে %assign সঙ্গে সঙ্গে একটি সংখ্যায় মূল্যায়িত হয় এবং পুনরায় অ্যাসাইন করা যায়:

    xor eax, eax
%assign i 0
%rep 4
    add eax, i           ; add 0, then 1, then 2, then 3
%assign i i + 1
%endrep

প্রিপ্রসেসর চলা শেষ হলে লুপটি আর থাকে না, শুধু চারটি add ইন্সট্রাকশন পড়ে থাকে, যেখানে 0, 1, 2 আর 3 ইমিডিয়েট গেঁথে দেওয়া থাকে। এটি অ্যাসেম্বলারের করা লুপ আনরোলিং: কোনো কাউন্টার রেজিস্টার নেই, কোনো ব্রাঞ্চ নেই, শুধু সোজা-সরল কোড।

কন্ডিশনাল অ্যাসেম্বলি

প্রিপ্রসেসরের জন্য নানা ধরনের কন্ডিশনাল আছে। এরা কয়েকটি আলাদা পথের মধ্যে একটি বেছে নেয় এবং নিজের বডি ঠিক সেই জায়গাতেই প্রসারিত করে, তবে কেবল তখনই যখন নিজের শর্ত সত্য হয়।

%if ... %elif ... %else ... %endif একটি সংখ্যাগত পরীক্ষা থেকে একটি শাখা বেছে নেয়:

%if WIDTH > 4
    mov eax, 2
%elif WIDTH > 2
    mov eax, 1
%else
    mov eax, 0
%endif

ফাইলে ভাগ করা

ম্যাক্রোগুলো প্রায়ই আলাদা একটি ফাইলে রাখা হয় এবং যেসব সোর্সের দরকার, সেগুলোতে %include দিয়ে টেনে আনা হয়:

%include "patterns.mac"

নাম দেওয়া ফাইলটি অ্যাসেম্বলির আগে ঠিক সেই জায়গায় হুবহু ঢুকিয়ে দেওয়া হয়, যেন তার ভেতরের সবকিছু সেখানেই টাইপ করা হয়েছিল। এতে সংজ্ঞাগুলো এক জায়গায় থাকে এবং কয়েকটি সোর্স ফাইল সেগুলো ভাগ করে নিতে পারে।

ম্যাক্রো ফাইলটি যদি আলাদাভাবে অ্যাসেম্বল করা হতে পারে, তবে তার .asm ফাইল এক্সটেনশন থাকা উচিত। মনে রাখবেন, ম্যাক্রোর কোনো লিংকেজ থাকে না। ম্যাক্রো ফাইলটি অ্যাসেম্বল করা হলেও তার ম্যাক্রোগুলো কেবল সেই অন্য ফাইলের কাছেই দৃশ্যমান, যে ফাইলটি %include দিয়ে এটিকে ধরে।

নাহলে কেবল %include করার জন্য রাখা ফাইলে যেকোনো ফাইল এক্সটেনশনই চলতে পারে। .asm বা .mac, দুটোর যেকোনোটির ব্যবহারই একটি প্রচলিত রীতি।