Microsoft Macro Assembler – Wikipedia

Der Microsoft Macro Assembler (abgekürzt MASM) ist ein von Microsoft entwickelter Assembler für x86-Prozessoren. Er übersetzt Assemblerquelltext in ausführbaren, nativen Maschinencode.

Der Microsoft Macro Assembler entwickelte sich zeitweise zum meistbenutzten Assembler für die Entwicklung von MS-DOS-Programmen. Heutzutage ist MASM der bevorzugte Assembler für alle Microsoft-basierenden Betriebssysteme (wohl auch aufgrund des MASM32-SDK). Er ist in aktuellen Versionen in der Entwicklungsumgebung Microsoft Visual Studio (und Express) enthalten, es gibt ihn aber auch in einer separaten Download-Version. Die kostenlosen Versionen von MASM dürfen nicht für kommerzielle Zwecke verwendet werden. Zudem darf man sie nur zur Entwicklung für Microsoft-Betriebssysteme verwenden – alle anderen Betriebssysteme sind ausdrücklich durch die EULA (End-User License Agreement) ausgeschlossen.

Als kommerzieller Konkurrent zum Microsoft Macro Assembler behauptete sich besonders der Turbo Assembler von Borland.[1] Als kostenlose und freie Alternativen sind beispielsweise die beiden MASM kompatiblen Programme jWasm und UASM verfügbar. Außerdem gibt es noch den Netwide Assembler und Flat assembler mit eigner Syntax.

In der aktuellen Version 14.0 werden folgende Befehlssätze unterstützt: x86-Architektur, x87-fpu, MMX, 3DNow, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, SSE4.A, VMX, AVX, AVX2, AES-NI, CVT16, FMA3 und FMA4. Ab der Version 8.0 gibt es zwei Ausgaben unter derselben Versionsnummer, eine für die x86-32-Architektur und eine für die x86-64-Architektur.

Durch Microsofts Freigabe und Veröffentlichung des Quellcodes von MS-DOS 4.0[2] am 25. April 2024 ist MASM 5.10 mitsamt dem Microsoft C Compiler (Version 5.10), dessen Linker LINK.EXE (Version 3.65) und NMAKE.EXE (Version 1.00.05), sowie der dazugehörigen C Bibliothek als Binärcode öffentlich auf github verfügbar.[3]

Ausdrücke ähnlich den Hochsprachen

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MASM verfügt über Ausdrücke, wie man sie aus C kennt. Diese erleichtern die Programmierung und helfen, den Quelltext übersichtlicher zu halten.

  • .while / .endw
  • .repeat / .until
  • .break .continue
  • .if .elseif .else .endif
  • invoke (Funktionsaufruf)

Eine besonders hervorstechende Eigenschaft von MASM ist, wie der Name schon erahnen lässt, das äußerst mächtige Makrosystem. Mit ihm ist es sowohl möglich, Programmcode zu erstellen als auch Text zu verarbeiten. So ist es z. B. möglich, Konstrukte höherer Programmiersprachen wie „switch“ (Mehrfachauswahl in C) zu generieren.

Der IBM Macro Assembler und der IBM Macro Assembler/2 waren OEM-Versionen des MASM. Obwohl MASM kein kommerzielles Produkt mehr ist, wird es von Microsoft weiterhin unterstützt. Die letzte MASM-Version, die als einzelnes Softwarepaket verkauft wurde, war die Version 6.11.

MASM Version Datum Produkt Bemerkungen
1.0 1981 (IBM) für 8086
2.0 1984 (Einzelprodukt) für 8086/8087
3.0 1984 (Einzelprodukt)
4.0 1985 (Einzelprodukt)
5.0 1987 (Einzelprodukt)
5.1 1988 (Einzelprodukt) OS/2-Unterstützung
6.0 1991 (Einzelprodukt) 32bit- und OS/2-Unterstützung, mit der integrierten Entwicklungsumgebung Programmer’s WorkBench
6.1 1992 (Einzelprodukt)
6.11 1993 (Einzelprodukt)
6.11d 19.09.1995 Windows 95 Driver Developer Kit 6.11d ist die letzte Version für DOS
6.12 27.08.1997 (Update) Unterstützung für Intel MMX-Instruktionen; ohne DOS-Extender
6.13 05.12.1997 (Update) Unterstützung für AMD 3DNow-Instruktionen
6.14 12.04.1999 (Update) Unterstützung für SSE
6.15 2000 Visual C++ 6.0 Processor Pack Unterstützung für SSE2
7.0 2002 Visual C++ .NET 2002
7.1 2003 Visual C++ .NET 2003
8.0 2005 Visual C++ 2005 ab 8.0 zwei getrennte Versionen: x86-32(ml.exe) und x86-64(ml64.exe), SSE3/SSSE3
9.0 2008 Visual C++ 2008 SSE4.1/SSE4.2/SSE4.A
10.0 2010 Visual C++ 2010 AVX/AES
11.0 2011 Visual C++ 2011 AVX2/FMA/half-precision conversion
12.0 2013 Visual C++ 2013
14.0 2019 Visual Studio 2019

Beispielprogramme

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Dieses Programm zeigt ein Dialogfenster mit dem Text "Hello World" an:

.686 .model flat,stdcall option casemap:none     include windows.inc      ; MASM32 SDK    include user32.inc       ;    include kernel32.inc     ;                             ;    includelib user32.lib    ;    includelib kernel32.lib  ;  StrA macro text:=<> ;macro     IFNDEF some_cntr                                ;         some_cntr = 0                               ;     ELSE                                            ;         some_cntr = some_cntr + 1                   ;     ENDIF                                           ;                                                     ;     IFNB <text>                                     ;         .data                                       ;             @CatStr(_stra_,%some_cntr) db text,0    ;         .code                                       ;     %   EXITM <OFFSET @CatStr(_stra_,%some_cntr)>   ;     ELSE                                            ;         echo string required!                       ;         EXITM <>                                    ;     ENDIF                                           ; endm  .code start:                                                                         ;code     invoke MessageBox,NULL,StrA("Hello World"),StrA("Say hello"),MB_OK  ;     invoke ExitProcess,NULL                                             ;                                                                         ; end start 

Dieses Beispielprogramm zeigt ein Fenster mit dem Text "Hello World!":

include masm32rt.inc ; MASM32 SDK .data     ClassName   db "WinClass",0     AppName     db "Hello World App",0     Text        db "Hello World!",0 .data?     msg         MSG <>     wc          WNDCLASSEX <> .code start:     mov wc.hInstance,rv(GetModuleHandle,NULL)           ; fill WNDCLASSEX-struct     mov wc.cbSize,SIZEOF WNDCLASSEX                     ;     mov wc.style,CS_HREDRAW or CS_VREDRAW               ;     mov wc.lpfnWndProc,OFFSET WndProc                   ;     mov wc.hbrBackground,rv(CreateSolidBrush,0FFFFFFh)  ;     mov wc.lpszClassName,OFFSET ClassName               ;     mov wc.hIcon,rv(LoadIcon,NULL,IDI_APPLICATION)      ;     mov wc.hIconSm,eax                                  ;     mov wc.hCursor,rv(LoadCursor,NULL,IDC_ARROW)        ;      invoke RegisterClassEx,OFFSET wc     invoke CreateWindowEx,NULL\                       ; create window                          ,OFFSET ClassName\           ;                          ,OFFSET AppName\             ;                          ,WS_OVERLAPPEDWINDOW\        ;                          ,CW_USEDEFAULT,CW_USEDEFAULT\;                          ,CW_USEDEFAULT,CW_USEDEFAULT\;                          ,NULL\                       ;                          ,NULL\                       ;                          ,wc.hInstance\               ;                          ,NULL                        ;      push eax                                            ; tricky parameter passing ;)     invoke ShowWindow,DWORD ptr [esp+4],SW_SHOWNORMAL   ;     call UpdateWindow                                   ;      .while TRUE                               ; message loop         invoke GetMessage,OFFSET msg,NULL,0,0 ;         .break .if (!eax)                     ;         invoke TranslateMessage, OFFSET msg   ;         invoke DispatchMessage, OFFSET msg    ;     .endw                                     ;      invoke ExitProcess,0                      ; exit Program  WndProc proc hWnd:DWORD,uMsg:DWORD,wParam:DWORD,lParam:DWORD ; window call-back function LOCAL ps:PAINTSTRUCT LOCAL rect:RECT     .if uMsg == WM_DESTROY         invoke PostQuitMessage,NULL     .elseif uMsg == WM_PAINT         invoke BeginPaint,hWnd,ADDR ps                           ; paint text "Hello World!"         invoke GetClientRect,hWnd,ADDR rect                      ;         invoke DrawText,ps.hdc\                                  ;                        ,OFFSET Text\                             ;                        ,SIZEOF Text\                             ;                        ,ADDR rect\                               ;                        ,DT_CENTER or DT_VCENTER or DT_SINGLELINE ;         invoke EndPaint,hWnd,ADDR ps                             ;     .else         invoke DefWindowProc,hWnd,uMsg,wParam,lParam         ret     .endif     xor eax,eax     ret WndProc endp end start 

Dieses Programm demonstriert einen Algorithmus zur Bestimmung von Zeichenkettenlängen unter Zuhilfenahme von SSE2-Instruktionen:

include masm32rt.inc ; MASM32 SDK .686p ; choose instruction set .mmx ; .xmm ; szLenXmm proto :DWORD  .data     szTextA db "This string is 55 bytes long (without termination-zero)",0 .code  start:     invoke szLenXmm,OFFSET szTextA                                 ; call szLenXmm     invoke MessageBox,0,OFFSET szTextA\                        ,cat$(chr$("string size = "),udword$(eax))\ ; generate title using macros                        ,MB_OK     invoke ExitProcess,0                                           ; exit program      szLenXmm proc lpString:DWORD   ; determine string size         mov edx,lpString           ; using XMM-instrutions         pxor xmm1,xmm1             ;         xor ecx,ecx                ; PS: under extremely rarely         align 16                   ; conditions this func. may     @@: movdqu xmm0,OWORD ptr [edx]; cause an access violation         pcmpeqb xmm0,xmm1          ;         pmovmskb eax,xmm0          ;         test eax,eax               ;         lea ecx,[ecx+16]           ;         lea edx,[edx+16]           ;         jz @B                      ;     @@: lea ecx,[ecx-16]           ;         bsf eax,eax                ;         .if !ZERO?                 ;             lea ecx,[eax+ecx]      ;         .endif                     ; str. size returns         mov eax,ecx                ; through EAX         ret                        ;     szLenXmm endp                  ; end start 

Einzelnachweise

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  1. DOS International 06/1989 S. 50 - MASM 5.1 oder TASM 1.0 Die Qual der Wahl
  2. https://cloudblogs.microsoft.com/opensource/2024/04/25/open-sourcing-ms-dos-4-0/ Open sourcing MS-DOS 4.0
  3. https://github.com/microsoft/MS-DOS/tree/main/v4.0/src/TOOLS MASM Version 5.10 mitsamt dem Microsoft C Compiler sowie weiterer Tools aber ohne IDE aus der Quellcodeveröffentlichung von MS-DOS 4.0