match: Improve broadcast opsize matching
[platform/upstream/nasm.git] / assemble.c
1 /* ----------------------------------------------------------------------- *
2  *
3  *   Copyright 1996-2013 The NASM Authors - All Rights Reserved
4  *   See the file AUTHORS included with the NASM distribution for
5  *   the specific copyright holders.
6  *
7  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8  *   modification, are permitted provided that the following
9  *   conditions are met:
10  *
11  *   * Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *     notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  *   * Redistributions in binary form must reproduce the above
14  *     copyright notice, this list of conditions and the following
15  *     disclaimer in the documentation and/or other materials provided
16  *     with the distribution.
17  *
18  *     THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND
19  *     CONTRIBUTORS "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES,
20  *     INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
21  *     MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
22  *     DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR
23  *     CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
24  *     SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
25  *     NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
26  *     LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
27  *     HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
28  *     CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR
29  *     OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE,
30  *     EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
31  *
32  * ----------------------------------------------------------------------- */
33
34 /*
35  * assemble.c   code generation for the Netwide Assembler
36  *
37  * the actual codes (C syntax, i.e. octal):
38  * \0            - terminates the code. (Unless it's a literal of course.)
39  * \1..\4        - that many literal bytes follow in the code stream
40  * \5            - add 4 to the primary operand number (b, low octdigit)
41  * \6            - add 4 to the secondary operand number (a, middle octdigit)
42  * \7            - add 4 to both the primary and the secondary operand number
43  * \10..\13      - a literal byte follows in the code stream, to be added
44  *                 to the register value of operand 0..3
45  * \14..\17      - the position of index register operand in MIB (BND insns)
46  * \20..\23      - a byte immediate operand, from operand 0..3
47  * \24..\27      - a zero-extended byte immediate operand, from operand 0..3
48  * \30..\33      - a word immediate operand, from operand 0..3
49  * \34..\37      - select between \3[0-3] and \4[0-3] depending on 16/32 bit
50  *                 assembly mode or the operand-size override on the operand
51  * \40..\43      - a long immediate operand, from operand 0..3
52  * \44..\47      - select between \3[0-3], \4[0-3] and \5[4-7]
53  *                 depending on the address size of the instruction.
54  * \50..\53      - a byte relative operand, from operand 0..3
55  * \54..\57      - a qword immediate operand, from operand 0..3
56  * \60..\63      - a word relative operand, from operand 0..3
57  * \64..\67      - select between \6[0-3] and \7[0-3] depending on 16/32 bit
58  *                 assembly mode or the operand-size override on the operand
59  * \70..\73      - a long relative operand, from operand 0..3
60  * \74..\77      - a word constant, from the _segment_ part of operand 0..3
61  * \1ab          - a ModRM, calculated on EA in operand a, with the spare
62  *                 field the register value of operand b.
63  * \172\ab       - the register number from operand a in bits 7..4, with
64  *                 the 4-bit immediate from operand b in bits 3..0.
65  * \173\xab      - the register number from operand a in bits 7..4, with
66  *                 the value b in bits 3..0.
67  * \174..\177    - the register number from operand 0..3 in bits 7..4, and
68  *                 an arbitrary value in bits 3..0 (assembled as zero.)
69  * \2ab          - a ModRM, calculated on EA in operand a, with the spare
70  *                 field equal to digit b.
71  *
72  * \240..\243    - this instruction uses EVEX rather than REX or VEX/XOP, with the
73  *                 V field taken from operand 0..3.
74  * \250          - this instruction uses EVEX rather than REX or VEX/XOP, with the
75  *                 V field set to 1111b.
76  * EVEX prefixes are followed by the sequence:
77  * \cm\wlp\tup    where cm is:
78  *                  cc 000 0mm
79  *                  c = 2 for EVEX and m is the legacy escape (0f, 0f38, 0f3a)
80  *                and wlp is:
81  *                  00 wwl lpp
82  *                  [l0]  ll = 0 (.128, .lz)
83  *                  [l1]  ll = 1 (.256)
84  *                  [l2]  ll = 2 (.512)
85  *                  [lig] ll = 3 for EVEX.L'L don't care (always assembled as 0)
86  *
87  *                  [w0]  ww = 0 for W = 0
88  *                  [w1]  ww = 1 for W = 1
89  *                  [wig] ww = 2 for W don't care (always assembled as 0)
90  *                  [ww]  ww = 3 for W used as REX.W
91  *
92  *                  [p0]  pp = 0 for no prefix
93  *                  [60]  pp = 1 for legacy prefix 60
94  *                  [f3]  pp = 2
95  *                  [f2]  pp = 3
96  *
97  *                tup is tuple type for Disp8*N from %tuple_codes in insns.pl
98  *                    (compressed displacement encoding)
99  *
100  * \254..\257    - a signed 32-bit operand to be extended to 64 bits.
101  * \260..\263    - this instruction uses VEX/XOP rather than REX, with the
102  *                 V field taken from operand 0..3.
103  * \270          - this instruction uses VEX/XOP rather than REX, with the
104  *                 V field set to 1111b.
105  *
106  * VEX/XOP prefixes are followed by the sequence:
107  * \tmm\wlp        where mm is the M field; and wlp is:
108  *                 00 wwl lpp
109  *                 [l0]  ll = 0 for L = 0 (.128, .lz)
110  *                 [l1]  ll = 1 for L = 1 (.256)
111  *                 [lig] ll = 2 for L don't care (always assembled as 0)
112  *
113  *                 [w0]  ww = 0 for W = 0
114  *                 [w1 ] ww = 1 for W = 1
115  *                 [wig] ww = 2 for W don't care (always assembled as 0)
116  *                 [ww]  ww = 3 for W used as REX.W
117  *
118  * t = 0 for VEX (C4/C5), t = 1 for XOP (8F).
119  *
120  * \271          - instruction takes XRELEASE (F3) with or without lock
121  * \272          - instruction takes XACQUIRE/XRELEASE with or without lock
122  * \273          - instruction takes XACQUIRE/XRELEASE with lock only
123  * \274..\277    - a byte immediate operand, from operand 0..3, sign-extended
124  *                 to the operand size (if o16/o32/o64 present) or the bit size
125  * \310          - indicates fixed 16-bit address size, i.e. optional 0x67.
126  * \311          - indicates fixed 32-bit address size, i.e. optional 0x67.
127  * \312          - (disassembler only) invalid with non-default address size.
128  * \313          - indicates fixed 64-bit address size, 0x67 invalid.
129  * \314          - (disassembler only) invalid with REX.B
130  * \315          - (disassembler only) invalid with REX.X
131  * \316          - (disassembler only) invalid with REX.R
132  * \317          - (disassembler only) invalid with REX.W
133  * \320          - indicates fixed 16-bit operand size, i.e. optional 0x66.
134  * \321          - indicates fixed 32-bit operand size, i.e. optional 0x66.
135  * \322          - indicates that this instruction is only valid when the
136  *                 operand size is the default (instruction to disassembler,
137  *                 generates no code in the assembler)
138  * \323          - indicates fixed 64-bit operand size, REX on extensions only.
139  * \324          - indicates 64-bit operand size requiring REX prefix.
140  * \325          - instruction which always uses spl/bpl/sil/dil
141  * \326          - instruction not valid with 0xF3 REP prefix.  Hint for
142                    disassembler only; for SSE instructions.
143  * \330          - a literal byte follows in the code stream, to be added
144  *                 to the condition code value of the instruction.
145  * \331          - instruction not valid with REP prefix.  Hint for
146  *                 disassembler only; for SSE instructions.
147  * \332          - REP prefix (0xF2 byte) used as opcode extension.
148  * \333          - REP prefix (0xF3 byte) used as opcode extension.
149  * \334          - LOCK prefix used as REX.R (used in non-64-bit mode)
150  * \335          - disassemble a rep (0xF3 byte) prefix as repe not rep.
151  * \336          - force a REP(E) prefix (0xF3) even if not specified.
152  * \337          - force a REPNE prefix (0xF2) even if not specified.
153  *                 \336-\337 are still listed as prefixes in the disassembler.
154  * \340          - reserve <operand 0> bytes of uninitialized storage.
155  *                 Operand 0 had better be a segmentless constant.
156  * \341          - this instruction needs a WAIT "prefix"
157  * \360          - no SSE prefix (== \364\331)
158  * \361          - 66 SSE prefix (== \366\331)
159  * \364          - operand-size prefix (0x66) not permitted
160  * \365          - address-size prefix (0x67) not permitted
161  * \366          - operand-size prefix (0x66) used as opcode extension
162  * \367          - address-size prefix (0x67) used as opcode extension
163  * \370,\371     - match only if operand 0 meets byte jump criteria.
164  *                 370 is used for Jcc, 371 is used for JMP.
165  * \373          - assemble 0x03 if bits==16, 0x05 if bits==32;
166  *                 used for conditional jump over longer jump
167  * \374          - this instruction takes an XMM VSIB memory EA
168  * \375          - this instruction takes an YMM VSIB memory EA
169  * \376          - this instruction takes an ZMM VSIB memory EA
170  */
171
172 #include "compiler.h"
173
174 #include <stdio.h>
175 #include <string.h>
176 #include <inttypes.h>
177
178 #include "nasm.h"
179 #include "nasmlib.h"
180 #include "assemble.h"
181 #include "insns.h"
182 #include "tables.h"
183
184 enum match_result {
185     /*
186      * Matching errors.  These should be sorted so that more specific
187      * errors come later in the sequence.
188      */
189     MERR_INVALOP,
190     MERR_OPSIZEMISSING,
191     MERR_OPSIZEMISMATCH,
192     MERR_BADCPU,
193     MERR_BADMODE,
194     MERR_BADHLE,
195     MERR_ENCMISMATCH,
196     MERR_BADBND,
197     /*
198      * Matching success; the conditional ones first
199      */
200     MOK_JUMP,   /* Matching OK but needs jmp_match() */
201     MOK_GOOD    /* Matching unconditionally OK */
202 };
203
204 typedef struct {
205     enum ea_type type;            /* what kind of EA is this? */
206     int sib_present;              /* is a SIB byte necessary? */
207     int bytes;                    /* # of bytes of offset needed */
208     int size;                     /* lazy - this is sib+bytes+1 */
209     uint8_t modrm, sib, rex, rip; /* the bytes themselves */
210     int8_t disp8;                  /* compressed displacement for EVEX */
211 } ea;
212
213 #define GEN_SIB(scale, index, base)                 \
214         (((scale) << 6) | ((index) << 3) | ((base)))
215
216 #define GEN_MODRM(mod, reg, rm)                     \
217         (((mod) << 6) | (((reg) & 7) << 3) | ((rm) & 7))
218
219 static iflags_t cpu;            /* cpu level received from nasm.c */
220 static efunc errfunc;
221 static struct ofmt *outfmt;
222 static ListGen *list;
223
224 static int64_t calcsize(int32_t, int64_t, int, insn *,
225                         const struct itemplate *);
226 static void gencode(int32_t segment, int64_t offset, int bits,
227                     insn * ins, const struct itemplate *temp,
228                     int64_t insn_end);
229 static enum match_result find_match(const struct itemplate **tempp,
230                                     insn *instruction,
231                                     int32_t segment, int64_t offset, int bits);
232 static enum match_result matches(const struct itemplate *, insn *, int bits);
233 static opflags_t regflag(const operand *);
234 static int32_t regval(const operand *);
235 static int rexflags(int, opflags_t, int);
236 static int op_rexflags(const operand *, int);
237 static int op_evexflags(const operand *, int, uint8_t);
238 static void add_asp(insn *, int);
239
240 static enum ea_type process_ea(operand *, ea *, int, int, opflags_t, insn *);
241
242 static int has_prefix(insn * ins, enum prefix_pos pos, int prefix)
243 {
244     return ins->prefixes[pos] == prefix;
245 }
246
247 static void assert_no_prefix(insn * ins, enum prefix_pos pos)
248 {
249     if (ins->prefixes[pos])
250         errfunc(ERR_NONFATAL, "invalid %s prefix",
251                 prefix_name(ins->prefixes[pos]));
252 }
253
254 static const char *size_name(int size)
255 {
256     switch (size) {
257     case 1:
258         return "byte";
259     case 2:
260         return "word";
261     case 4:
262         return "dword";
263     case 8:
264         return "qword";
265     case 10:
266         return "tword";
267     case 16:
268         return "oword";
269     case 32:
270         return "yword";
271     case 64:
272         return "zword";
273     default:
274         return "???";
275     }
276 }
277
278 static void warn_overflow(int pass, int size)
279 {
280     errfunc(ERR_WARNING | pass | ERR_WARN_NOV,
281             "%s data exceeds bounds", size_name(size));
282 }
283
284 static void warn_overflow_const(int64_t data, int size)
285 {
286     if (overflow_general(data, size))
287         warn_overflow(ERR_PASS1, size);
288 }
289
290 static void warn_overflow_opd(const struct operand *o, int size)
291 {
292     if (o->wrt == NO_SEG && o->segment == NO_SEG) {
293         if (overflow_general(o->offset, size))
294             warn_overflow(ERR_PASS2, size);
295     }
296 }
297
298 /*
299  * This routine wrappers the real output format's output routine,
300  * in order to pass a copy of the data off to the listing file
301  * generator at the same time.
302  */
303 static void out(int64_t offset, int32_t segto, const void *data,
304                 enum out_type type, uint64_t size,
305                 int32_t segment, int32_t wrt)
306 {
307     static int32_t lineno = 0;     /* static!!! */
308     static char *lnfname = NULL;
309     uint8_t p[8];
310
311     if (type == OUT_ADDRESS && segment == NO_SEG && wrt == NO_SEG) {
312         /*
313          * This is a non-relocated address, and we're going to
314          * convert it into RAWDATA format.
315          */
316         uint8_t *q = p;
317
318         if (size > 8) {
319             errfunc(ERR_PANIC, "OUT_ADDRESS with size > 8");
320             return;
321         }
322
323         WRITEADDR(q, *(int64_t *)data, size);
324         data = p;
325         type = OUT_RAWDATA;
326     }
327
328     list->output(offset, data, type, size);
329
330     /*
331      * this call to src_get determines when we call the
332      * debug-format-specific "linenum" function
333      * it updates lineno and lnfname to the current values
334      * returning 0 if "same as last time", -2 if lnfname
335      * changed, and the amount by which lineno changed,
336      * if it did. thus, these variables must be static
337      */
338
339     if (src_get(&lineno, &lnfname))
340         outfmt->current_dfmt->linenum(lnfname, lineno, segto);
341
342     outfmt->output(segto, data, type, size, segment, wrt);
343 }
344
345 static void out_imm8(int64_t offset, int32_t segment, struct operand *opx)
346 {
347     if (opx->segment != NO_SEG) {
348         uint64_t data = opx->offset;
349         out(offset, segment, &data, OUT_ADDRESS, 1, opx->segment, opx->wrt);
350     } else {
351         uint8_t byte = opx->offset;
352         out(offset, segment, &byte, OUT_RAWDATA, 1, NO_SEG, NO_SEG);
353     }
354 }
355
356 static bool jmp_match(int32_t segment, int64_t offset, int bits,
357                       insn * ins, const struct itemplate *temp)
358 {
359     int64_t isize;
360     const uint8_t *code = temp->code;
361     uint8_t c = code[0];
362
363     if (((c & ~1) != 0370) || (ins->oprs[0].type & STRICT))
364         return false;
365     if (!optimizing)
366         return false;
367     if (optimizing < 0 && c == 0371)
368         return false;
369
370     isize = calcsize(segment, offset, bits, ins, temp);
371
372     if (ins->oprs[0].opflags & OPFLAG_UNKNOWN)
373         /* Be optimistic in pass 1 */
374         return true;
375
376     if (ins->oprs[0].segment != segment)
377         return false;
378
379     isize = ins->oprs[0].offset - offset - isize; /* isize is delta */
380     return (isize >= -128 && isize <= 127); /* is it byte size? */
381 }
382
383 int64_t assemble(int32_t segment, int64_t offset, int bits, iflags_t cp,
384                  insn * instruction, struct ofmt *output, efunc error,
385                  ListGen * listgen)
386 {
387     const struct itemplate *temp;
388     int j;
389     enum match_result m;
390     int64_t insn_end;
391     int32_t itimes;
392     int64_t start = offset;
393     int64_t wsize;              /* size for DB etc. */
394
395     errfunc = error;            /* to pass to other functions */
396     cpu = cp;
397     outfmt = output;            /* likewise */
398     list = listgen;             /* and again */
399
400     wsize = idata_bytes(instruction->opcode);
401     if (wsize == -1)
402         return 0;
403
404     if (wsize) {
405         extop *e;
406         int32_t t = instruction->times;
407         if (t < 0)
408             errfunc(ERR_PANIC,
409                     "instruction->times < 0 (%ld) in assemble()", t);
410
411         while (t--) {           /* repeat TIMES times */
412             list_for_each(e, instruction->eops) {
413                 if (e->type == EOT_DB_NUMBER) {
414                     if (wsize > 8) {
415                         errfunc(ERR_NONFATAL,
416                                 "integer supplied to a DT, DO or DY"
417                                 " instruction");
418                     } else {
419                         out(offset, segment, &e->offset,
420                             OUT_ADDRESS, wsize, e->segment, e->wrt);
421                         offset += wsize;
422                     }
423                 } else if (e->type == EOT_DB_STRING ||
424                            e->type == EOT_DB_STRING_FREE) {
425                     int align;
426
427                     out(offset, segment, e->stringval,
428                         OUT_RAWDATA, e->stringlen, NO_SEG, NO_SEG);
429                     align = e->stringlen % wsize;
430
431                     if (align) {
432                         align = wsize - align;
433                         out(offset, segment, zero_buffer,
434                             OUT_RAWDATA, align, NO_SEG, NO_SEG);
435                     }
436                     offset += e->stringlen + align;
437                 }
438             }
439             if (t > 0 && t == instruction->times - 1) {
440                 /*
441                  * Dummy call to list->output to give the offset to the
442                  * listing module.
443                  */
444                 list->output(offset, NULL, OUT_RAWDATA, 0);
445                 list->uplevel(LIST_TIMES);
446             }
447         }
448         if (instruction->times > 1)
449             list->downlevel(LIST_TIMES);
450         return offset - start;
451     }
452
453     if (instruction->opcode == I_INCBIN) {
454         const char *fname = instruction->eops->stringval;
455         FILE *fp;
456
457         fp = fopen(fname, "rb");
458         if (!fp) {
459             error(ERR_NONFATAL, "`incbin': unable to open file `%s'",
460                   fname);
461         } else if (fseek(fp, 0L, SEEK_END) < 0) {
462             error(ERR_NONFATAL, "`incbin': unable to seek on file `%s'",
463                   fname);
464             fclose(fp);
465         } else {
466             static char buf[4096];
467             size_t t = instruction->times;
468             size_t base = 0;
469             size_t len;
470
471             len = ftell(fp);
472             if (instruction->eops->next) {
473                 base = instruction->eops->next->offset;
474                 len -= base;
475                 if (instruction->eops->next->next &&
476                     len > (size_t)instruction->eops->next->next->offset)
477                     len = (size_t)instruction->eops->next->next->offset;
478             }
479             /*
480              * Dummy call to list->output to give the offset to the
481              * listing module.
482              */
483             list->output(offset, NULL, OUT_RAWDATA, 0);
484             list->uplevel(LIST_INCBIN);
485             while (t--) {
486                 size_t l;
487
488                 fseek(fp, base, SEEK_SET);
489                 l = len;
490                 while (l > 0) {
491                     int32_t m;
492                     m = fread(buf, 1, l > sizeof(buf) ? sizeof(buf) : l, fp);
493                     if (!m) {
494                         /*
495                          * This shouldn't happen unless the file
496                          * actually changes while we are reading
497                          * it.
498                          */
499                         error(ERR_NONFATAL,
500                               "`incbin': unexpected EOF while"
501                               " reading file `%s'", fname);
502                         t = 0;  /* Try to exit cleanly */
503                         break;
504                     }
505                     out(offset, segment, buf, OUT_RAWDATA, m,
506                         NO_SEG, NO_SEG);
507                     l -= m;
508                 }
509             }
510             list->downlevel(LIST_INCBIN);
511             if (instruction->times > 1) {
512                 /*
513                  * Dummy call to list->output to give the offset to the
514                  * listing module.
515                  */
516                 list->output(offset, NULL, OUT_RAWDATA, 0);
517                 list->uplevel(LIST_TIMES);
518                 list->downlevel(LIST_TIMES);
519             }
520             fclose(fp);
521             return instruction->times * len;
522         }
523         return 0;               /* if we're here, there's an error */
524     }
525
526     /* Check to see if we need an address-size prefix */
527     add_asp(instruction, bits);
528
529     m = find_match(&temp, instruction, segment, offset, bits);
530
531     if (m == MOK_GOOD) {
532         /* Matches! */
533         int64_t insn_size = calcsize(segment, offset, bits, instruction, temp);
534         itimes = instruction->times;
535         if (insn_size < 0)  /* shouldn't be, on pass two */
536             error(ERR_PANIC, "errors made it through from pass one");
537         else
538             while (itimes--) {
539                 for (j = 0; j < MAXPREFIX; j++) {
540                     uint8_t c = 0;
541                     switch (instruction->prefixes[j]) {
542                     case P_WAIT:
543                         c = 0x9B;
544                         break;
545                     case P_LOCK:
546                         c = 0xF0;
547                         break;
548                     case P_REPNE:
549                     case P_REPNZ:
550                     case P_XACQUIRE:
551                     case P_BND:
552                         c = 0xF2;
553                         break;
554                     case P_REPE:
555                     case P_REPZ:
556                     case P_REP:
557                     case P_XRELEASE:
558                         c = 0xF3;
559                         break;
560                     case R_CS:
561                         if (bits == 64) {
562                             error(ERR_WARNING | ERR_PASS2,
563                                   "cs segment base generated, but will be ignored in 64-bit mode");
564                         }
565                         c = 0x2E;
566                         break;
567                     case R_DS:
568                         if (bits == 64) {
569                             error(ERR_WARNING | ERR_PASS2,
570                                   "ds segment base generated, but will be ignored in 64-bit mode");
571                         }
572                         c = 0x3E;
573                         break;
574                     case R_ES:
575                         if (bits == 64) {
576                             error(ERR_WARNING | ERR_PASS2,
577                                   "es segment base generated, but will be ignored in 64-bit mode");
578                         }
579                         c = 0x26;
580                         break;
581                     case R_FS:
582                         c = 0x64;
583                         break;
584                     case R_GS:
585                         c = 0x65;
586                         break;
587                     case R_SS:
588                         if (bits == 64) {
589                             error(ERR_WARNING | ERR_PASS2,
590                                   "ss segment base generated, but will be ignored in 64-bit mode");
591                         }
592                         c = 0x36;
593                         break;
594                     case R_SEGR6:
595                     case R_SEGR7:
596                         error(ERR_NONFATAL,
597                               "segr6 and segr7 cannot be used as prefixes");
598                         break;
599                     case P_A16:
600                         if (bits == 64) {
601                             error(ERR_NONFATAL,
602                                   "16-bit addressing is not supported "
603                                   "in 64-bit mode");
604                         } else if (bits != 16)
605                             c = 0x67;
606                         break;
607                     case P_A32:
608                         if (bits != 32)
609                             c = 0x67;
610                         break;
611                     case P_A64:
612                         if (bits != 64) {
613                             error(ERR_NONFATAL,
614                                   "64-bit addressing is only supported "
615                                   "in 64-bit mode");
616                         }
617                         break;
618                     case P_ASP:
619                         c = 0x67;
620                         break;
621                     case P_O16:
622                         if (bits != 16)
623                             c = 0x66;
624                         break;
625                     case P_O32:
626                         if (bits == 16)
627                             c = 0x66;
628                         break;
629                     case P_O64:
630                         /* REX.W */
631                         break;
632                     case P_OSP:
633                         c = 0x66;
634                         break;
635                     case P_EVEX:
636                         /* EVEX */
637                         break;
638                     case P_none:
639                         break;
640                     default:
641                         error(ERR_PANIC, "invalid instruction prefix");
642                     }
643                     if (c != 0) {
644                         out(offset, segment, &c, OUT_RAWDATA, 1,
645                             NO_SEG, NO_SEG);
646                         offset++;
647                     }
648                 }
649                 insn_end = offset + insn_size;
650                 gencode(segment, offset, bits, instruction,
651                         temp, insn_end);
652                 offset += insn_size;
653                 if (itimes > 0 && itimes == instruction->times - 1) {
654                     /*
655                      * Dummy call to list->output to give the offset to the
656                      * listing module.
657                      */
658                     list->output(offset, NULL, OUT_RAWDATA, 0);
659                     list->uplevel(LIST_TIMES);
660                 }
661             }
662         if (instruction->times > 1)
663             list->downlevel(LIST_TIMES);
664         return offset - start;
665     } else {
666         /* No match */
667         switch (m) {
668         case MERR_OPSIZEMISSING:
669             error(ERR_NONFATAL, "operation size not specified");
670             break;
671         case MERR_OPSIZEMISMATCH:
672             error(ERR_NONFATAL, "mismatch in operand sizes");
673             break;
674         case MERR_BADCPU:
675             error(ERR_NONFATAL, "no instruction for this cpu level");
676             break;
677         case MERR_BADMODE:
678             error(ERR_NONFATAL, "instruction not supported in %d-bit mode",
679                   bits);
680             break;
681         default:
682             error(ERR_NONFATAL,
683                   "invalid combination of opcode and operands");
684             break;
685         }
686     }
687     return 0;
688 }
689
690 int64_t insn_size(int32_t segment, int64_t offset, int bits, iflags_t cp,
691                   insn * instruction, efunc error)
692 {
693     const struct itemplate *temp;
694     enum match_result m;
695
696     errfunc = error;            /* to pass to other functions */
697     cpu = cp;
698
699     if (instruction->opcode == I_none)
700         return 0;
701
702     if (instruction->opcode == I_DB || instruction->opcode == I_DW ||
703         instruction->opcode == I_DD || instruction->opcode == I_DQ ||
704         instruction->opcode == I_DT || instruction->opcode == I_DO ||
705         instruction->opcode == I_DY) {
706         extop *e;
707         int32_t isize, osize, wsize;
708
709         isize = 0;
710         wsize = idata_bytes(instruction->opcode);
711
712         list_for_each(e, instruction->eops) {
713             int32_t align;
714
715             osize = 0;
716             if (e->type == EOT_DB_NUMBER) {
717                 osize = 1;
718                 warn_overflow_const(e->offset, wsize);
719             } else if (e->type == EOT_DB_STRING ||
720                        e->type == EOT_DB_STRING_FREE)
721                 osize = e->stringlen;
722
723             align = (-osize) % wsize;
724             if (align < 0)
725                 align += wsize;
726             isize += osize + align;
727         }
728         return isize * instruction->times;
729     }
730
731     if (instruction->opcode == I_INCBIN) {
732         const char *fname = instruction->eops->stringval;
733         FILE *fp;
734         int64_t val = 0;
735         size_t len;
736
737         fp = fopen(fname, "rb");
738         if (!fp)
739             error(ERR_NONFATAL, "`incbin': unable to open file `%s'",
740                   fname);
741         else if (fseek(fp, 0L, SEEK_END) < 0)
742             error(ERR_NONFATAL, "`incbin': unable to seek on file `%s'",
743                   fname);
744         else {
745             len = ftell(fp);
746             if (instruction->eops->next) {
747                 len -= instruction->eops->next->offset;
748                 if (instruction->eops->next->next &&
749                     len > (size_t)instruction->eops->next->next->offset) {
750                     len = (size_t)instruction->eops->next->next->offset;
751                 }
752             }
753             val = instruction->times * len;
754         }
755         if (fp)
756             fclose(fp);
757         return val;
758     }
759
760     /* Check to see if we need an address-size prefix */
761     add_asp(instruction, bits);
762
763     m = find_match(&temp, instruction, segment, offset, bits);
764     if (m == MOK_GOOD) {
765         /* we've matched an instruction. */
766         int64_t isize;
767         int j;
768
769         isize = calcsize(segment, offset, bits, instruction, temp);
770         if (isize < 0)
771             return -1;
772         for (j = 0; j < MAXPREFIX; j++) {
773             switch (instruction->prefixes[j]) {
774             case P_A16:
775                 if (bits != 16)
776                     isize++;
777                 break;
778             case P_A32:
779                 if (bits != 32)
780                     isize++;
781                 break;
782             case P_O16:
783                 if (bits != 16)
784                     isize++;
785                 break;
786             case P_O32:
787                 if (bits == 16)
788                     isize++;
789                 break;
790             case P_A64:
791             case P_O64:
792             case P_EVEX:
793             case P_none:
794                 break;
795             default:
796                 isize++;
797                 break;
798             }
799         }
800         return isize * instruction->times;
801     } else {
802         return -1;                  /* didn't match any instruction */
803     }
804 }
805
806 static void bad_hle_warn(const insn * ins, uint8_t hleok)
807 {
808     enum prefixes rep_pfx = ins->prefixes[PPS_REP];
809     enum whatwarn { w_none, w_lock, w_inval } ww;
810     static const enum whatwarn warn[2][4] =
811     {
812         { w_inval, w_inval, w_none, w_lock }, /* XACQUIRE */
813         { w_inval, w_none,  w_none, w_lock }, /* XRELEASE */
814     };
815     unsigned int n;
816
817     n = (unsigned int)rep_pfx - P_XACQUIRE;
818     if (n > 1)
819         return;                 /* Not XACQUIRE/XRELEASE */
820
821     ww = warn[n][hleok];
822     if (!is_class(MEMORY, ins->oprs[0].type))
823         ww = w_inval;           /* HLE requires operand 0 to be memory */
824
825     switch (ww) {
826     case w_none:
827         break;
828
829     case w_lock:
830         if (ins->prefixes[PPS_LOCK] != P_LOCK) {
831             errfunc(ERR_WARNING | ERR_WARN_HLE | ERR_PASS2,
832                     "%s with this instruction requires lock",
833                     prefix_name(rep_pfx));
834         }
835         break;
836
837     case w_inval:
838         errfunc(ERR_WARNING | ERR_WARN_HLE | ERR_PASS2,
839                 "%s invalid with this instruction",
840                 prefix_name(rep_pfx));
841         break;
842     }
843 }
844
845 /* Common construct */
846 #define case3(x) case (x): case (x)+1: case (x)+2
847 #define case4(x) case3(x): case (x)+3
848
849 static int64_t calcsize(int32_t segment, int64_t offset, int bits,
850                         insn * ins, const struct itemplate *temp)
851 {
852     const uint8_t *codes = temp->code;
853     int64_t length = 0;
854     uint8_t c;
855     int rex_mask = ~0;
856     int op1, op2;
857     struct operand *opx;
858     uint8_t opex = 0;
859     enum ea_type eat;
860     uint8_t hleok = 0;
861     bool lockcheck = true;
862     enum reg_enum mib_index = R_none;   /* For a separate index MIB reg form */
863
864     ins->rex = 0;               /* Ensure REX is reset */
865     eat = EA_SCALAR;            /* Expect a scalar EA */
866     memset(ins->evex_p, 0, 3);  /* Ensure EVEX is reset */
867
868     if (ins->prefixes[PPS_OSIZE] == P_O64)
869         ins->rex |= REX_W;
870
871     (void)segment;              /* Don't warn that this parameter is unused */
872     (void)offset;               /* Don't warn that this parameter is unused */
873
874     while (*codes) {
875         c = *codes++;
876         op1 = (c & 3) + ((opex & 1) << 2);
877         op2 = ((c >> 3) & 3) + ((opex & 2) << 1);
878         opx = &ins->oprs[op1];
879         opex = 0;               /* For the next iteration */
880
881         switch (c) {
882         case4(01):
883             codes += c, length += c;
884             break;
885
886         case3(05):
887             opex = c;
888             break;
889
890         case4(010):
891             ins->rex |=
892                 op_rexflags(opx, REX_B|REX_H|REX_P|REX_W);
893             codes++, length++;
894             break;
895
896         case4(014):
897             /* this is an index reg of MIB operand */
898             mib_index = opx->basereg;
899             break;
900
901         case4(020):
902         case4(024):
903             length++;
904             break;
905
906         case4(030):
907             length += 2;
908             break;
909
910         case4(034):
911             if (opx->type & (BITS16 | BITS32 | BITS64))
912                 length += (opx->type & BITS16) ? 2 : 4;
913             else
914                 length += (bits == 16) ? 2 : 4;
915             break;
916
917         case4(040):
918             length += 4;
919             break;
920
921         case4(044):
922             length += ins->addr_size >> 3;
923             break;
924
925         case4(050):
926             length++;
927             break;
928
929         case4(054):
930             length += 8; /* MOV reg64/imm */
931             break;
932
933         case4(060):
934             length += 2;
935             break;
936
937         case4(064):
938             if (opx->type & (BITS16 | BITS32 | BITS64))
939                 length += (opx->type & BITS16) ? 2 : 4;
940             else
941                 length += (bits == 16) ? 2 : 4;
942             break;
943
944         case4(070):
945             length += 4;
946             break;
947
948         case4(074):
949             length += 2;
950             break;
951
952         case 0172:
953         case 0173:
954             codes++;
955             length++;
956             break;
957
958         case4(0174):
959             length++;
960             break;
961
962         case4(0240):
963             ins->rex |= REX_EV;
964             ins->vexreg = regval(opx);
965             ins->evex_p[2] |= op_evexflags(opx, EVEX_P2VP, 2); /* High-16 NDS */
966             ins->vex_cm = *codes++;
967             ins->vex_wlp = *codes++;
968             ins->evex_tuple = (*codes++ - 0300);
969             break;
970
971         case 0250:
972             ins->rex |= REX_EV;
973             ins->vexreg = 0;
974             ins->vex_cm = *codes++;
975             ins->vex_wlp = *codes++;
976             ins->evex_tuple = (*codes++ - 0300);
977             break;
978
979         case4(0254):
980             length += 4;
981             break;
982
983         case4(0260):
984             ins->rex |= REX_V;
985             ins->vexreg = regval(opx);
986             ins->vex_cm = *codes++;
987             ins->vex_wlp = *codes++;
988             break;
989
990         case 0270:
991             ins->rex |= REX_V;
992             ins->vexreg = 0;
993             ins->vex_cm = *codes++;
994             ins->vex_wlp = *codes++;
995             break;
996
997         case3(0271):
998             hleok = c & 3;
999             break;
1000
1001         case4(0274):
1002             length++;
1003             break;
1004
1005         case4(0300):
1006             break;
1007
1008         case 0310:
1009             if (bits == 64)
1010                 return -1;
1011             length += (bits != 16) && !has_prefix(ins, PPS_ASIZE, P_A16);
1012             break;
1013
1014         case 0311:
1015             length += (bits != 32) && !has_prefix(ins, PPS_ASIZE, P_A32);
1016             break;
1017
1018         case 0312:
1019             break;
1020
1021         case 0313:
1022             if (bits != 64 || has_prefix(ins, PPS_ASIZE, P_A16) ||
1023                 has_prefix(ins, PPS_ASIZE, P_A32))
1024                 return -1;
1025             break;
1026
1027         case4(0314):
1028             break;
1029
1030         case 0320:
1031         {
1032             enum prefixes pfx = ins->prefixes[PPS_OSIZE];
1033             if (pfx == P_O16)
1034                 break;
1035             if (pfx != P_none)
1036                 errfunc(ERR_WARNING | ERR_PASS2, "invalid operand size prefix");
1037             else
1038                 ins->prefixes[PPS_OSIZE] = P_O16;
1039             break;
1040         }
1041
1042         case 0321:
1043         {
1044             enum prefixes pfx = ins->prefixes[PPS_OSIZE];
1045             if (pfx == P_O32)
1046                 break;
1047             if (pfx != P_none)
1048                 errfunc(ERR_WARNING | ERR_PASS2, "invalid operand size prefix");
1049             else
1050                 ins->prefixes[PPS_OSIZE] = P_O32;
1051             break;
1052         }
1053
1054         case 0322:
1055             break;
1056
1057         case 0323:
1058             rex_mask &= ~REX_W;
1059             break;
1060
1061         case 0324:
1062             ins->rex |= REX_W;
1063             break;
1064
1065         case 0325:
1066             ins->rex |= REX_NH;
1067             break;
1068
1069         case 0326:
1070             break;
1071
1072         case 0330:
1073             codes++, length++;
1074             break;
1075
1076         case 0331:
1077             break;
1078
1079         case 0332:
1080         case 0333:
1081             length++;
1082             break;
1083
1084         case 0334:
1085             ins->rex |= REX_L;
1086             break;
1087
1088         case 0335:
1089             break;
1090
1091         case 0336:
1092             if (!ins->prefixes[PPS_REP])
1093                 ins->prefixes[PPS_REP] = P_REP;
1094             break;
1095
1096         case 0337:
1097             if (!ins->prefixes[PPS_REP])
1098                 ins->prefixes[PPS_REP] = P_REPNE;
1099             break;
1100
1101         case 0340:
1102             if (ins->oprs[0].segment != NO_SEG)
1103                 errfunc(ERR_NONFATAL, "attempt to reserve non-constant"
1104                         " quantity of BSS space");
1105             else
1106                 length += ins->oprs[0].offset;
1107             break;
1108
1109         case 0341:
1110             if (!ins->prefixes[PPS_WAIT])
1111                 ins->prefixes[PPS_WAIT] = P_WAIT;
1112             break;
1113
1114         case 0360:
1115             break;
1116
1117         case 0361:
1118             length++;
1119             break;
1120
1121         case 0364:
1122         case 0365:
1123             break;
1124
1125         case 0366:
1126         case 0367:
1127             length++;
1128             break;
1129
1130         case 0370:
1131         case 0371:
1132             break;
1133
1134         case 0373:
1135             length++;
1136             break;
1137
1138         case 0374:
1139             eat = EA_XMMVSIB;
1140             break;
1141
1142         case 0375:
1143             eat = EA_YMMVSIB;
1144             break;
1145
1146         case 0376:
1147             eat = EA_ZMMVSIB;
1148             break;
1149
1150         case4(0100):
1151         case4(0110):
1152         case4(0120):
1153         case4(0130):
1154         case4(0200):
1155         case4(0204):
1156         case4(0210):
1157         case4(0214):
1158         case4(0220):
1159         case4(0224):
1160         case4(0230):
1161         case4(0234):
1162             {
1163                 ea ea_data;
1164                 int rfield;
1165                 opflags_t rflags;
1166                 struct operand *opy = &ins->oprs[op2];
1167                 struct operand *op_er_sae;
1168
1169                 ea_data.rex = 0;           /* Ensure ea.REX is initially 0 */
1170
1171                 if (c <= 0177) {
1172                     /* pick rfield from operand b (opx) */
1173                     rflags = regflag(opx);
1174                     rfield = nasm_regvals[opx->basereg];
1175                 } else {
1176                     rflags = 0;
1177                     rfield = c & 7;
1178                 }
1179
1180                 /* EVEX.b1 : evex_brerop contains the operand position */
1181                 op_er_sae = (ins->evex_brerop >= 0 ?
1182                              &ins->oprs[ins->evex_brerop] : NULL);
1183
1184                 if (op_er_sae && (op_er_sae->decoflags & (ER | SAE))) {
1185                     /* set EVEX.b */
1186                     ins->evex_p[2] |= EVEX_P2B;
1187                     if (op_er_sae->decoflags & ER) {
1188                         /* set EVEX.RC (rounding control) */
1189                         ins->evex_p[2] |= ((ins->evex_rm - BRC_RN) << 5)
1190                                           & EVEX_P2RC;
1191                     }
1192                 } else {
1193                     /* set EVEX.L'L (vector length) */
1194                     ins->evex_p[2] |= ((ins->vex_wlp << (5 - 2)) & EVEX_P2LL);
1195                     if (opy->decoflags & BRDCAST_MASK) {
1196                         /* set EVEX.b */
1197                         ins->evex_p[2] |= EVEX_P2B;
1198                     }
1199                 }
1200
1201                 /*
1202                  * if a separate form of MIB (ICC style) is used,
1203                  * the index reg info is merged into mem operand
1204                  */
1205                 if (mib_index != R_none) {
1206                     opy->indexreg = mib_index;
1207                     opy->scale = 1;
1208                     opy->hintbase = mib_index;
1209                     opy->hinttype = EAH_NOTBASE;
1210                 }
1211
1212                 /*
1213                  * only for mib operands, make a single reg index [reg*1].
1214                  * gas uses this form to explicitly denote index register.
1215                  */
1216                 if ((temp->flags & IF_MIB) &&
1217                     (opy->indexreg == -1 && opy->hintbase == opy->basereg &&
1218                      opy->hinttype == EAH_NOTBASE)) {
1219                     opy->indexreg = opy->basereg;
1220                     opy->basereg  = -1;
1221                     opy->scale    = 1;
1222                 }
1223
1224                 if (process_ea(opy, &ea_data, bits,
1225                                rfield, rflags, ins) != eat) {
1226                     errfunc(ERR_NONFATAL, "invalid effective address");
1227                     return -1;
1228                 } else {
1229                     ins->rex |= ea_data.rex;
1230                     length += ea_data.size;
1231                 }
1232             }
1233             break;
1234
1235         default:
1236             errfunc(ERR_PANIC, "internal instruction table corrupt"
1237                     ": instruction code \\%o (0x%02X) given", c, c);
1238             break;
1239         }
1240     }
1241
1242     ins->rex &= rex_mask;
1243
1244     if (ins->rex & REX_NH) {
1245         if (ins->rex & REX_H) {
1246             errfunc(ERR_NONFATAL, "instruction cannot use high registers");
1247             return -1;
1248         }
1249         ins->rex &= ~REX_P;        /* Don't force REX prefix due to high reg */
1250     }
1251
1252     if (ins->rex & (REX_V | REX_EV)) {
1253         int bad32 = REX_R|REX_W|REX_X|REX_B;
1254
1255         if (ins->rex & REX_H) {
1256             errfunc(ERR_NONFATAL, "cannot use high register in AVX instruction");
1257             return -1;
1258         }
1259         switch (ins->vex_wlp & 060) {
1260         case 000:
1261         case 040:
1262             ins->rex &= ~REX_W;
1263             break;
1264         case 020:
1265             ins->rex |= REX_W;
1266             bad32 &= ~REX_W;
1267             break;
1268         case 060:
1269             /* Follow REX_W */
1270             break;
1271         }
1272
1273         if (bits != 64 && ((ins->rex & bad32) || ins->vexreg > 7)) {
1274             errfunc(ERR_NONFATAL, "invalid operands in non-64-bit mode");
1275             return -1;
1276         } else if (!(ins->rex & REX_EV) &&
1277                    ((ins->vexreg > 15) || (ins->evex_p[0] & 0xf0))) {
1278             errfunc(ERR_NONFATAL, "invalid high-16 register in non-AVX-512");
1279             return -1;
1280         }
1281         if (ins->rex & REX_EV)
1282             length += 4;
1283         else if (ins->vex_cm != 1 || (ins->rex & (REX_W|REX_X|REX_B)))
1284             length += 3;
1285         else
1286             length += 2;
1287     } else if (ins->rex & REX_REAL) {
1288         if (ins->rex & REX_H) {
1289             errfunc(ERR_NONFATAL, "cannot use high register in rex instruction");
1290             return -1;
1291         } else if (bits == 64) {
1292             length++;
1293         } else if ((ins->rex & REX_L) &&
1294                    !(ins->rex & (REX_P|REX_W|REX_X|REX_B)) &&
1295                    cpu >= IF_X86_64) {
1296             /* LOCK-as-REX.R */
1297             assert_no_prefix(ins, PPS_LOCK);
1298             lockcheck = false;  /* Already errored, no need for warning */
1299             length++;
1300         } else {
1301             errfunc(ERR_NONFATAL, "invalid operands in non-64-bit mode");
1302             return -1;
1303         }
1304     }
1305
1306     if (has_prefix(ins, PPS_LOCK, P_LOCK) && lockcheck &&
1307         (!(temp->flags & IF_LOCK) || !is_class(MEMORY, ins->oprs[0].type))) {
1308         errfunc(ERR_WARNING | ERR_WARN_LOCK | ERR_PASS2 ,
1309                 "instruction is not lockable");
1310     }
1311
1312     bad_hle_warn(ins, hleok);
1313
1314     return length;
1315 }
1316
1317 static inline unsigned int emit_rex(insn *ins, int32_t segment, int64_t offset, int bits)
1318 {
1319     if (bits == 64) {
1320         if ((ins->rex & REX_REAL) && !(ins->rex & (REX_V | REX_EV))) {
1321             ins->rex = (ins->rex & REX_REAL) | REX_P;
1322             out(offset, segment, &ins->rex, OUT_RAWDATA, 1, NO_SEG, NO_SEG);
1323             ins->rex = 0;
1324             return 1;
1325         }
1326     }
1327
1328     return 0;
1329 }
1330
1331 static void gencode(int32_t segment, int64_t offset, int bits,
1332                     insn * ins, const struct itemplate *temp,
1333                     int64_t insn_end)
1334 {
1335     uint8_t c;
1336     uint8_t bytes[4];
1337     int64_t size;
1338     int64_t data;
1339     int op1, op2;
1340     struct operand *opx;
1341     const uint8_t *codes = temp->code;
1342     uint8_t opex = 0;
1343     enum ea_type eat = EA_SCALAR;
1344
1345     while (*codes) {
1346         c = *codes++;
1347         op1 = (c & 3) + ((opex & 1) << 2);
1348         op2 = ((c >> 3) & 3) + ((opex & 2) << 1);
1349         opx = &ins->oprs[op1];
1350         opex = 0;                /* For the next iteration */
1351
1352         switch (c) {
1353         case 01:
1354         case 02:
1355         case 03:
1356         case 04:
1357             offset += emit_rex(ins, segment, offset, bits);
1358             out(offset, segment, codes, OUT_RAWDATA, c, NO_SEG, NO_SEG);
1359             codes += c;
1360             offset += c;
1361             break;
1362
1363         case 05:
1364         case 06:
1365         case 07:
1366             opex = c;
1367             break;
1368
1369         case4(010):
1370             offset += emit_rex(ins, segment, offset, bits);
1371             bytes[0] = *codes++ + (regval(opx) & 7);
1372             out(offset, segment, bytes, OUT_RAWDATA, 1, NO_SEG, NO_SEG);
1373             offset += 1;
1374             break;
1375
1376         case4(014):
1377             break;
1378
1379         case4(020):
1380             if (opx->offset < -256 || opx->offset > 255) {
1381                 errfunc(ERR_WARNING | ERR_PASS2 | ERR_WARN_NOV,
1382                         "byte value exceeds bounds");
1383             }
1384             out_imm8(offset, segment, opx);
1385             offset += 1;
1386             break;
1387
1388         case4(024):
1389             if (opx->offset < 0 || opx->offset > 255)
1390                 errfunc(ERR_WARNING | ERR_PASS2 | ERR_WARN_NOV,
1391                         "unsigned byte value exceeds bounds");
1392             out_imm8(offset, segment, opx);
1393             offset += 1;
1394             break;
1395
1396         case4(030):
1397             warn_overflow_opd(opx, 2);
1398             data = opx->offset;
1399             out(offset, segment, &data, OUT_ADDRESS, 2,
1400                 opx->segment, opx->wrt);
1401             offset += 2;
1402             break;
1403
1404         case4(034):
1405             if (opx->type & (BITS16 | BITS32))
1406                 size = (opx->type & BITS16) ? 2 : 4;
1407             else
1408                 size = (bits == 16) ? 2 : 4;
1409             warn_overflow_opd(opx, size);
1410             data = opx->offset;
1411             out(offset, segment, &data, OUT_ADDRESS, size,
1412                 opx->segment, opx->wrt);
1413             offset += size;
1414             break;
1415
1416         case4(040):
1417             warn_overflow_opd(opx, 4);
1418             data = opx->offset;
1419             out(offset, segment, &data, OUT_ADDRESS, 4,
1420                 opx->segment, opx->wrt);
1421             offset += 4;
1422             break;
1423
1424         case4(044):
1425             data = opx->offset;
1426             size = ins->addr_size >> 3;
1427             warn_overflow_opd(opx, size);
1428             out(offset, segment, &data, OUT_ADDRESS, size,
1429                 opx->segment, opx->wrt);
1430             offset += size;
1431             break;
1432
1433         case4(050):
1434             if (opx->segment != segment) {
1435                 data = opx->offset;
1436                 out(offset, segment, &data,
1437                     OUT_REL1ADR, insn_end - offset,
1438                     opx->segment, opx->wrt);
1439             } else {
1440                 data = opx->offset - insn_end;
1441                 if (data > 127 || data < -128)
1442                     errfunc(ERR_NONFATAL, "short jump is out of range");
1443                 out(offset, segment, &data,
1444                     OUT_ADDRESS, 1, NO_SEG, NO_SEG);
1445             }
1446             offset += 1;
1447             break;
1448
1449         case4(054):
1450             data = (int64_t)opx->offset;
1451             out(offset, segment, &data, OUT_ADDRESS, 8,
1452                 opx->segment, opx->wrt);
1453             offset += 8;
1454             break;
1455
1456         case4(060):
1457             if (opx->segment != segment) {
1458                 data = opx->offset;
1459                 out(offset, segment, &data,
1460                     OUT_REL2ADR, insn_end - offset,
1461                     opx->segment, opx->wrt);
1462             } else {
1463                 data = opx->offset - insn_end;
1464                 out(offset, segment, &data,
1465                     OUT_ADDRESS, 2, NO_SEG, NO_SEG);
1466             }
1467             offset += 2;
1468             break;
1469
1470         case4(064):
1471             if (opx->type & (BITS16 | BITS32 | BITS64))
1472                 size = (opx->type & BITS16) ? 2 : 4;
1473             else
1474                 size = (bits == 16) ? 2 : 4;
1475             if (opx->segment != segment) {
1476                 data = opx->offset;
1477                 out(offset, segment, &data,
1478                     size == 2 ? OUT_REL2ADR : OUT_REL4ADR,
1479                     insn_end - offset, opx->segment, opx->wrt);
1480             } else {
1481                 data = opx->offset - insn_end;
1482                 out(offset, segment, &data,
1483                     OUT_ADDRESS, size, NO_SEG, NO_SEG);
1484             }
1485             offset += size;
1486             break;
1487
1488         case4(070):
1489             if (opx->segment != segment) {
1490                 data = opx->offset;
1491                 out(offset, segment, &data,
1492                     OUT_REL4ADR, insn_end - offset,
1493                     opx->segment, opx->wrt);
1494             } else {
1495                 data = opx->offset - insn_end;
1496                 out(offset, segment, &data,
1497                     OUT_ADDRESS, 4, NO_SEG, NO_SEG);
1498             }
1499             offset += 4;
1500             break;
1501
1502         case4(074):
1503             if (opx->segment == NO_SEG)
1504                 errfunc(ERR_NONFATAL, "value referenced by FAR is not"
1505                         " relocatable");
1506             data = 0;
1507             out(offset, segment, &data, OUT_ADDRESS, 2,
1508                 outfmt->segbase(1 + opx->segment),
1509                 opx->wrt);
1510             offset += 2;
1511             break;
1512
1513         case 0172:
1514             c = *codes++;
1515             opx = &ins->oprs[c >> 3];
1516             bytes[0] = nasm_regvals[opx->basereg] << 4;
1517             opx = &ins->oprs[c & 7];
1518             if (opx->segment != NO_SEG || opx->wrt != NO_SEG) {
1519                 errfunc(ERR_NONFATAL,
1520                         "non-absolute expression not permitted as argument %d",
1521                         c & 7);
1522             } else {
1523                 if (opx->offset & ~15) {
1524                     errfunc(ERR_WARNING | ERR_PASS2 | ERR_WARN_NOV,
1525                             "four-bit argument exceeds bounds");
1526                 }
1527                 bytes[0] |= opx->offset & 15;
1528             }
1529             out(offset, segment, bytes, OUT_RAWDATA, 1, NO_SEG, NO_SEG);
1530             offset++;
1531             break;
1532
1533         case 0173:
1534             c = *codes++;
1535             opx = &ins->oprs[c >> 4];
1536             bytes[0] = nasm_regvals[opx->basereg] << 4;
1537             bytes[0] |= c & 15;
1538             out(offset, segment, bytes, OUT_RAWDATA, 1, NO_SEG, NO_SEG);
1539             offset++;
1540             break;
1541
1542         case4(0174):
1543             bytes[0] = nasm_regvals[opx->basereg] << 4;
1544             out(offset, segment, bytes, OUT_RAWDATA, 1, NO_SEG, NO_SEG);
1545             offset++;
1546             break;
1547
1548         case4(0254):
1549             data = opx->offset;
1550             if (opx->wrt == NO_SEG && opx->segment == NO_SEG &&
1551                 (int32_t)data != (int64_t)data) {
1552                 errfunc(ERR_WARNING | ERR_PASS2 | ERR_WARN_NOV,
1553                         "signed dword immediate exceeds bounds");
1554             }
1555             out(offset, segment, &data, OUT_ADDRESS, 4,
1556                 opx->segment, opx->wrt);
1557             offset += 4;
1558             break;
1559
1560         case4(0240):
1561         case 0250:
1562             codes += 3;
1563             ins->evex_p[2] |= op_evexflags(&ins->oprs[0],
1564                                            EVEX_P2Z | EVEX_P2AAA, 2);
1565             ins->evex_p[2] ^= EVEX_P2VP;        /* 1's complement */
1566             bytes[0] = 0x62;
1567             /* EVEX.X can be set by either REX or EVEX for different reasons */
1568             bytes[1] = ((((ins->rex & 7) << 5) |
1569                          (ins->evex_p[0] & (EVEX_P0X | EVEX_P0RP))) ^ 0xf0) |
1570                        (ins->vex_cm & 3);
1571             bytes[2] = ((ins->rex & REX_W) << (7 - 3)) |
1572                        ((~ins->vexreg & 15) << 3) |
1573                        (1 << 2) | (ins->vex_wlp & 3);
1574             bytes[3] = ins->evex_p[2];
1575             out(offset, segment, &bytes, OUT_RAWDATA, 4, NO_SEG, NO_SEG);
1576             offset += 4;
1577             break;
1578
1579         case4(0260):
1580         case 0270:
1581             codes += 2;
1582             if (ins->vex_cm != 1 || (ins->rex & (REX_W|REX_X|REX_B))) {
1583                 bytes[0] = (ins->vex_cm >> 6) ? 0x8f : 0xc4;
1584                 bytes[1] = (ins->vex_cm & 31) | ((~ins->rex & 7) << 5);
1585                 bytes[2] = ((ins->rex & REX_W) << (7-3)) |
1586                     ((~ins->vexreg & 15)<< 3) | (ins->vex_wlp & 07);
1587                 out(offset, segment, &bytes, OUT_RAWDATA, 3, NO_SEG, NO_SEG);
1588                 offset += 3;
1589             } else {
1590                 bytes[0] = 0xc5;
1591                 bytes[1] = ((~ins->rex & REX_R) << (7-2)) |
1592                     ((~ins->vexreg & 15) << 3) | (ins->vex_wlp & 07);
1593                 out(offset, segment, &bytes, OUT_RAWDATA, 2, NO_SEG, NO_SEG);
1594                 offset += 2;
1595             }
1596             break;
1597
1598         case 0271:
1599         case 0272:
1600         case 0273:
1601             break;
1602
1603         case4(0274):
1604         {
1605             uint64_t uv, um;
1606             int s;
1607
1608             if (ins->rex & REX_W)
1609                 s = 64;
1610             else if (ins->prefixes[PPS_OSIZE] == P_O16)
1611                 s = 16;
1612             else if (ins->prefixes[PPS_OSIZE] == P_O32)
1613                 s = 32;
1614             else
1615                 s = bits;
1616
1617             um = (uint64_t)2 << (s-1);
1618             uv = opx->offset;
1619
1620             if (uv > 127 && uv < (uint64_t)-128 &&
1621                 (uv < um-128 || uv > um-1)) {
1622                 /* If this wasn't explicitly byte-sized, warn as though we
1623                  * had fallen through to the imm16/32/64 case.
1624                  */
1625                 errfunc(ERR_WARNING | ERR_PASS2 | ERR_WARN_NOV,
1626                         "%s value exceeds bounds",
1627                         (opx->type & BITS8) ? "signed byte" :
1628                         s == 16 ? "word" :
1629                         s == 32 ? "dword" :
1630                         "signed dword");
1631             }
1632             if (opx->segment != NO_SEG) {
1633                 data = uv;
1634                 out(offset, segment, &data, OUT_ADDRESS, 1,
1635                     opx->segment, opx->wrt);
1636             } else {
1637                 bytes[0] = uv;
1638                 out(offset, segment, bytes, OUT_RAWDATA, 1, NO_SEG,
1639                     NO_SEG);
1640             }
1641             offset += 1;
1642             break;
1643         }
1644
1645         case4(0300):
1646             break;
1647
1648         case 0310:
1649             if (bits == 32 && !has_prefix(ins, PPS_ASIZE, P_A16)) {
1650                 *bytes = 0x67;
1651                 out(offset, segment, bytes, OUT_RAWDATA, 1, NO_SEG, NO_SEG);
1652                 offset += 1;
1653             } else
1654                 offset += 0;
1655             break;
1656
1657         case 0311:
1658             if (bits != 32 && !has_prefix(ins, PPS_ASIZE, P_A32)) {
1659                 *bytes = 0x67;
1660                 out(offset, segment, bytes, OUT_RAWDATA, 1, NO_SEG, NO_SEG);
1661                 offset += 1;
1662             } else
1663                 offset += 0;
1664             break;
1665
1666         case 0312:
1667             break;
1668
1669         case 0313:
1670             ins->rex = 0;
1671             break;
1672
1673         case4(0314):
1674             break;
1675
1676         case 0320:
1677         case 0321:
1678             break;
1679
1680         case 0322:
1681         case 0323:
1682             break;
1683
1684         case 0324:
1685             ins->rex |= REX_W;
1686             break;
1687
1688         case 0325:
1689             break;
1690
1691         case 0326:
1692             break;
1693
1694         case 0330:
1695             *bytes = *codes++ ^ get_cond_opcode(ins->condition);
1696             out(offset, segment, bytes, OUT_RAWDATA, 1, NO_SEG, NO_SEG);
1697             offset += 1;
1698             break;
1699
1700         case 0331:
1701             break;
1702
1703         case 0332:
1704         case 0333:
1705             *bytes = c - 0332 + 0xF2;
1706             out(offset, segment, bytes, OUT_RAWDATA, 1, NO_SEG, NO_SEG);
1707             offset += 1;
1708             break;
1709
1710         case 0334:
1711             if (ins->rex & REX_R) {
1712                 *bytes = 0xF0;
1713                 out(offset, segment, bytes, OUT_RAWDATA, 1, NO_SEG, NO_SEG);
1714                 offset += 1;
1715             }
1716             ins->rex &= ~(REX_L|REX_R);
1717             break;
1718
1719         case 0335:
1720             break;
1721
1722         case 0336:
1723         case 0337:
1724             break;
1725
1726         case 0340:
1727             if (ins->oprs[0].segment != NO_SEG)
1728                 errfunc(ERR_PANIC, "non-constant BSS size in pass two");
1729             else {
1730                 int64_t size = ins->oprs[0].offset;
1731                 if (size > 0)
1732                     out(offset, segment, NULL,
1733                         OUT_RESERVE, size, NO_SEG, NO_SEG);
1734                 offset += size;
1735             }
1736             break;
1737
1738         case 0341:
1739             break;
1740
1741         case 0360:
1742             break;
1743
1744         case 0361:
1745             bytes[0] = 0x66;
1746             out(offset, segment, bytes, OUT_RAWDATA, 1, NO_SEG, NO_SEG);
1747             offset += 1;
1748             break;
1749
1750         case 0364:
1751         case 0365:
1752             break;
1753
1754         case 0366:
1755         case 0367:
1756             *bytes = c - 0366 + 0x66;
1757             out(offset, segment, bytes, OUT_RAWDATA, 1, NO_SEG, NO_SEG);
1758             offset += 1;
1759             break;
1760
1761         case3(0370):
1762             break;
1763
1764         case 0373:
1765             *bytes = bits == 16 ? 3 : 5;
1766             out(offset, segment, bytes, OUT_RAWDATA, 1, NO_SEG, NO_SEG);
1767             offset += 1;
1768             break;
1769
1770         case 0374:
1771             eat = EA_XMMVSIB;
1772             break;
1773
1774         case 0375:
1775             eat = EA_YMMVSIB;
1776             break;
1777
1778         case 0376:
1779             eat = EA_ZMMVSIB;
1780             break;
1781
1782         case4(0100):
1783         case4(0110):
1784         case4(0120):
1785         case4(0130):
1786         case4(0200):
1787         case4(0204):
1788         case4(0210):
1789         case4(0214):
1790         case4(0220):
1791         case4(0224):
1792         case4(0230):
1793         case4(0234):
1794             {
1795                 ea ea_data;
1796                 int rfield;
1797                 opflags_t rflags;
1798                 uint8_t *p;
1799                 int32_t s;
1800                 struct operand *opy = &ins->oprs[op2];
1801
1802                 if (c <= 0177) {
1803                     /* pick rfield from operand b (opx) */
1804                     rflags = regflag(opx);
1805                     rfield = nasm_regvals[opx->basereg];
1806                 } else {
1807                     /* rfield is constant */
1808                     rflags = 0;
1809                     rfield = c & 7;
1810                 }
1811
1812                 if (process_ea(opy, &ea_data, bits,
1813                                rfield, rflags, ins) != eat)
1814                     errfunc(ERR_NONFATAL, "invalid effective address");
1815
1816                 p = bytes;
1817                 *p++ = ea_data.modrm;
1818                 if (ea_data.sib_present)
1819                     *p++ = ea_data.sib;
1820
1821                 s = p - bytes;
1822                 out(offset, segment, bytes, OUT_RAWDATA, s, NO_SEG, NO_SEG);
1823
1824                 /*
1825                  * Make sure the address gets the right offset in case
1826                  * the line breaks in the .lst file (BR 1197827)
1827                  */
1828                 offset += s;
1829                 s = 0;
1830
1831                 switch (ea_data.bytes) {
1832                 case 0:
1833                     break;
1834                 case 1:
1835                 case 2:
1836                 case 4:
1837                 case 8:
1838                     /* use compressed displacement, if available */
1839                     data = ea_data.disp8 ? ea_data.disp8 : opy->offset;
1840                     s += ea_data.bytes;
1841                     if (ea_data.rip) {
1842                         if (opy->segment == segment) {
1843                             data -= insn_end;
1844                             if (overflow_signed(data, ea_data.bytes))
1845                                 warn_overflow(ERR_PASS2, ea_data.bytes);
1846                             out(offset, segment, &data, OUT_ADDRESS,
1847                                 ea_data.bytes, NO_SEG, NO_SEG);
1848                         } else {
1849                             /* overflow check in output/linker? */
1850                             out(offset, segment, &data,        OUT_REL4ADR,
1851                                 insn_end - offset, opy->segment, opy->wrt);
1852                         }
1853                     } else {
1854                         if (overflow_general(data, ins->addr_size >> 3) ||
1855                             signed_bits(data, ins->addr_size) !=
1856                             signed_bits(data, ea_data.bytes * 8))
1857                             warn_overflow(ERR_PASS2, ea_data.bytes);
1858
1859                         out(offset, segment, &data, OUT_ADDRESS,
1860                             ea_data.bytes, opy->segment, opy->wrt);
1861                     }
1862                     break;
1863                 default:
1864                     /* Impossible! */
1865                     errfunc(ERR_PANIC,
1866                             "Invalid amount of bytes (%d) for offset?!",
1867                             ea_data.bytes);
1868                     break;
1869                 }
1870                 offset += s;
1871             }
1872             break;
1873
1874         default:
1875             errfunc(ERR_PANIC, "internal instruction table corrupt"
1876                     ": instruction code \\%o (0x%02X) given", c, c);
1877             break;
1878         }
1879     }
1880 }
1881
1882 static opflags_t regflag(const operand * o)
1883 {
1884     if (!is_register(o->basereg))
1885         errfunc(ERR_PANIC, "invalid operand passed to regflag()");
1886     return nasm_reg_flags[o->basereg];
1887 }
1888
1889 static int32_t regval(const operand * o)
1890 {
1891     if (!is_register(o->basereg))
1892         errfunc(ERR_PANIC, "invalid operand passed to regval()");
1893     return nasm_regvals[o->basereg];
1894 }
1895
1896 static int op_rexflags(const operand * o, int mask)
1897 {
1898     opflags_t flags;
1899     int val;
1900
1901     if (!is_register(o->basereg))
1902         errfunc(ERR_PANIC, "invalid operand passed to op_rexflags()");
1903
1904     flags = nasm_reg_flags[o->basereg];
1905     val = nasm_regvals[o->basereg];
1906
1907     return rexflags(val, flags, mask);
1908 }
1909
1910 static int rexflags(int val, opflags_t flags, int mask)
1911 {
1912     int rex = 0;
1913
1914     if (val >= 0 && (val & 8))
1915         rex |= REX_B|REX_X|REX_R;
1916     if (flags & BITS64)
1917         rex |= REX_W;
1918     if (!(REG_HIGH & ~flags))                   /* AH, CH, DH, BH */
1919         rex |= REX_H;
1920     else if (!(REG8 & ~flags) && val >= 4)      /* SPL, BPL, SIL, DIL */
1921         rex |= REX_P;
1922
1923     return rex & mask;
1924 }
1925
1926 static int evexflags(int val, decoflags_t deco,
1927                      int mask, uint8_t byte)
1928 {
1929     int evex = 0;
1930
1931     switch (byte) {
1932     case 0:
1933         if (val >= 0 && (val & 16))
1934             evex |= (EVEX_P0RP | EVEX_P0X);
1935         break;
1936     case 2:
1937         if (val >= 0 && (val & 16))
1938             evex |= EVEX_P2VP;
1939         if (deco & Z)
1940             evex |= EVEX_P2Z;
1941         if (deco & OPMASK_MASK)
1942             evex |= deco & EVEX_P2AAA;
1943         break;
1944     }
1945     return evex & mask;
1946 }
1947
1948 static int op_evexflags(const operand * o, int mask, uint8_t byte)
1949 {
1950     int val;
1951
1952     if (!is_register(o->basereg))
1953         errfunc(ERR_PANIC, "invalid operand passed to op_evexflags()");
1954
1955     val = nasm_regvals[o->basereg];
1956
1957     return evexflags(val, o->decoflags, mask, byte);
1958 }
1959
1960 static enum match_result find_match(const struct itemplate **tempp,
1961                                     insn *instruction,
1962                                     int32_t segment, int64_t offset, int bits)
1963 {
1964     const struct itemplate *temp;
1965     enum match_result m, merr;
1966     opflags_t xsizeflags[MAX_OPERANDS];
1967     bool opsizemissing = false;
1968     int8_t broadcast = instruction->evex_brerop;
1969     int i;
1970
1971     /* broadcasting uses a different data element size */
1972     for (i = 0; i < instruction->operands; i++)
1973         if (i == broadcast)
1974             xsizeflags[i] = instruction->oprs[i].decoflags & BRSIZE_MASK;
1975         else
1976             xsizeflags[i] = instruction->oprs[i].type & SIZE_MASK;
1977
1978     merr = MERR_INVALOP;
1979
1980     for (temp = nasm_instructions[instruction->opcode];
1981          temp->opcode != I_none; temp++) {
1982         m = matches(temp, instruction, bits);
1983         if (m == MOK_JUMP) {
1984             if (jmp_match(segment, offset, bits, instruction, temp))
1985                 m = MOK_GOOD;
1986             else
1987                 m = MERR_INVALOP;
1988         } else if (m == MERR_OPSIZEMISSING &&
1989                    (temp->flags & IF_SMASK) != IF_SX) {
1990             /*
1991              * Missing operand size and a candidate for fuzzy matching...
1992              */
1993             for (i = 0; i < temp->operands; i++)
1994                 if (i == broadcast)
1995                     xsizeflags[i] |= temp->deco[i] & BRSIZE_MASK;
1996                 else
1997                     xsizeflags[i] |= temp->opd[i] & SIZE_MASK;
1998             opsizemissing = true;
1999         }
2000         if (m > merr)
2001             merr = m;
2002         if (merr == MOK_GOOD)
2003             goto done;
2004     }
2005
2006     /* No match, but see if we can get a fuzzy operand size match... */
2007     if (!opsizemissing)
2008         goto done;
2009
2010     for (i = 0; i < instruction->operands; i++) {
2011         /*
2012          * We ignore extrinsic operand sizes on registers, so we should
2013          * never try to fuzzy-match on them.  This also resolves the case
2014          * when we have e.g. "xmmrm128" in two different positions.
2015          */
2016         if (is_class(REGISTER, instruction->oprs[i].type))
2017             continue;
2018
2019         /* This tests if xsizeflags[i] has more than one bit set */
2020         if ((xsizeflags[i] & (xsizeflags[i]-1)))
2021             goto done;                /* No luck */
2022
2023         if (i == broadcast) {
2024             instruction->oprs[i].decoflags |= xsizeflags[i];
2025             instruction->oprs[i].type |= (xsizeflags[i] == BR_BITS32 ?
2026                                           BITS32 : BITS64);
2027         } else {
2028             instruction->oprs[i].type |= xsizeflags[i]; /* Set the size */
2029         }
2030     }
2031
2032     /* Try matching again... */
2033     for (temp = nasm_instructions[instruction->opcode];
2034          temp->opcode != I_none; temp++) {
2035         m = matches(temp, instruction, bits);
2036         if (m == MOK_JUMP) {
2037             if (jmp_match(segment, offset, bits, instruction, temp))
2038                 m = MOK_GOOD;
2039             else
2040                 m = MERR_INVALOP;
2041         }
2042         if (m > merr)
2043             merr = m;
2044         if (merr == MOK_GOOD)
2045             goto done;
2046     }
2047
2048 done:
2049     *tempp = temp;
2050     return merr;
2051 }
2052
2053 static enum match_result matches(const struct itemplate *itemp,
2054                                  insn *instruction, int bits)
2055 {
2056     opflags_t size[MAX_OPERANDS], asize;
2057     bool opsizemissing = false;
2058     int i, oprs;
2059
2060     /*
2061      * Check the opcode
2062      */
2063     if (itemp->opcode != instruction->opcode)
2064         return MERR_INVALOP;
2065
2066     /*
2067      * Count the operands
2068      */
2069     if (itemp->operands != instruction->operands)
2070         return MERR_INVALOP;
2071
2072     /*
2073      * Is it legal?
2074      */
2075     if (!(optimizing > 0) && (itemp->flags & IF_OPT))
2076         return MERR_INVALOP;
2077
2078     /*
2079      * Check that no spurious colons or TOs are present
2080      */
2081     for (i = 0; i < itemp->operands; i++)
2082         if (instruction->oprs[i].type & ~itemp->opd[i] & (COLON | TO))
2083             return MERR_INVALOP;
2084
2085     /*
2086      * Process size flags
2087      */
2088     switch (itemp->flags & IF_SMASK) {
2089     case IF_SB:
2090         asize = BITS8;
2091         break;
2092     case IF_SW:
2093         asize = BITS16;
2094         break;
2095     case IF_SD:
2096         asize = BITS32;
2097         break;
2098     case IF_SQ:
2099         asize = BITS64;
2100         break;
2101     case IF_SO:
2102         asize = BITS128;
2103         break;
2104     case IF_SY:
2105         asize = BITS256;
2106         break;
2107     case IF_SZ:
2108         asize = BITS512;
2109         break;
2110     case IF_SIZE:
2111         switch (bits) {
2112         case 16:
2113             asize = BITS16;
2114             break;
2115         case 32:
2116             asize = BITS32;
2117             break;
2118         case 64:
2119             asize = BITS64;
2120             break;
2121         default:
2122             asize = 0;
2123             break;
2124         }
2125         break;
2126     default:
2127         asize = 0;
2128         break;
2129     }
2130
2131     if (itemp->flags & IF_ARMASK) {
2132         /* S- flags only apply to a specific operand */
2133         i = ((itemp->flags & IF_ARMASK) >> IF_ARSHFT) - 1;
2134         memset(size, 0, sizeof size);
2135         size[i] = asize;
2136     } else {
2137         /* S- flags apply to all operands */
2138         for (i = 0; i < MAX_OPERANDS; i++)
2139             size[i] = asize;
2140     }
2141
2142     /*
2143      * Check that the operand flags all match up,
2144      * it's a bit tricky so lets be verbose:
2145      *
2146      * 1) Find out the size of operand. If instruction
2147      *    doesn't have one specified -- we're trying to
2148      *    guess it either from template (IF_S* flag) or
2149      *    from code bits.
2150      *
2151      * 2) If template operand do not match the instruction OR
2152      *    template has an operand size specified AND this size differ
2153      *    from which instruction has (perhaps we got it from code bits)
2154      *    we are:
2155      *      a)  Check that only size of instruction and operand is differ
2156      *          other characteristics do match
2157      *      b)  Perhaps it's a register specified in instruction so
2158      *          for such a case we just mark that operand as "size
2159      *          missing" and this will turn on fuzzy operand size
2160      *          logic facility (handled by a caller)
2161      */
2162     for (i = 0; i < itemp->operands; i++) {
2163         opflags_t type = instruction->oprs[i].type;
2164         decoflags_t deco = instruction->oprs[i].decoflags;
2165         bool is_broadcast = deco & BRDCAST_MASK;
2166         opflags_t template_opsize, insn_opsize;
2167
2168         if (!(type & SIZE_MASK))
2169             type |= size[i];
2170
2171         insn_opsize     = type & SIZE_MASK;
2172         if (!is_broadcast) {
2173             template_opsize = itemp->opd[i] & SIZE_MASK;
2174         } else {
2175             decoflags_t deco_brsize = itemp->deco[i] & BRSIZE_MASK;
2176             /*
2177              * when broadcasting, the element size depends on
2178              * the instruction type. decorator flag should match.
2179              */
2180
2181             if (deco_brsize) {
2182                 template_opsize = (deco_brsize == BR_BITS32 ? BITS32 : BITS64);
2183             } else {
2184                 template_opsize = 0;
2185             }
2186         }
2187
2188         if ((itemp->opd[i] & ~type & ~SIZE_MASK) ||
2189             (itemp->deco[i] & deco) != deco) {
2190             return MERR_INVALOP;
2191         } else if (template_opsize) {
2192             if (template_opsize != insn_opsize) {
2193                 if (insn_opsize) {
2194                     return MERR_INVALOP;
2195                 } else if (!is_class(REGISTER, type)) {
2196                     /*
2197                      * Note: we don't honor extrinsic operand sizes for registers,
2198                      * so "missing operand size" for a register should be
2199                      * considered a wildcard match rather than an error.
2200                      */
2201                     opsizemissing = true;
2202                 }
2203             }
2204         } else if (is_register(instruction->oprs[i].basereg) &&
2205                    nasm_regvals[instruction->oprs[i].basereg] >= 16 &&
2206                    !(itemp->flags & IF_AVX512)) {
2207             return MERR_ENCMISMATCH;
2208         } else if (instruction->prefixes[PPS_EVEX] &&
2209                    !(itemp->flags & IF_AVX512)) {
2210             return MERR_ENCMISMATCH;
2211         }
2212     }
2213
2214     if (opsizemissing)
2215         return MERR_OPSIZEMISSING;
2216
2217     /*
2218      * Check operand sizes
2219      */
2220     if (itemp->flags & (IF_SM | IF_SM2)) {
2221         oprs = (itemp->flags & IF_SM2 ? 2 : itemp->operands);
2222         for (i = 0; i < oprs; i++) {
2223             asize = itemp->opd[i] & SIZE_MASK;
2224             if (asize) {
2225                 for (i = 0; i < oprs; i++)
2226                     size[i] = asize;
2227                 break;
2228             }
2229         }
2230     } else {
2231         oprs = itemp->operands;
2232     }
2233
2234     for (i = 0; i < itemp->operands; i++) {
2235         if (!(itemp->opd[i] & SIZE_MASK) &&
2236             (instruction->oprs[i].type & SIZE_MASK & ~size[i]))
2237             return MERR_OPSIZEMISMATCH;
2238     }
2239
2240     /*
2241      * Check template is okay at the set cpu level
2242      */
2243     if (((itemp->flags & IF_PLEVEL) > cpu))
2244         return MERR_BADCPU;
2245
2246     /*
2247      * Verify the appropriate long mode flag.
2248      */
2249     if ((itemp->flags & (bits == 64 ? IF_NOLONG : IF_LONG)))
2250         return MERR_BADMODE;
2251
2252     /*
2253      * If we have a HLE prefix, look for the NOHLE flag
2254      */
2255     if ((itemp->flags & IF_NOHLE) &&
2256         (has_prefix(instruction, PPS_REP, P_XACQUIRE) ||
2257          has_prefix(instruction, PPS_REP, P_XRELEASE)))
2258         return MERR_BADHLE;
2259
2260     /*
2261      * Check if special handling needed for Jumps
2262      */
2263     if ((itemp->code[0] & ~1) == 0370)
2264         return MOK_JUMP;
2265
2266     /*
2267      * Check if BND prefix is allowed
2268      */
2269     if ((IF_BND & ~itemp->flags) &&
2270         has_prefix(instruction, PPS_REP, P_BND))
2271         return MERR_BADBND;
2272
2273     return MOK_GOOD;
2274 }
2275
2276 /*
2277  * Check if offset is a multiple of N with corresponding tuple type
2278  * if Disp8*N is available, compressed displacement is stored in compdisp
2279  */
2280 static bool is_disp8n(operand *input, insn *ins, int8_t *compdisp)
2281 {
2282     const uint8_t fv_n[2][2][VLMAX] = {{{16, 32, 64}, {4, 4, 4}},
2283                                        {{16, 32, 64}, {8, 8, 8}}};
2284     const uint8_t hv_n[2][VLMAX]    =  {{8, 16, 32}, {4, 4, 4}};
2285     const uint8_t dup_n[VLMAX]      =   {8, 32, 64};
2286
2287     bool evex_b           = input->decoflags & BRDCAST_MASK;
2288     enum ttypes   tuple   = ins->evex_tuple;
2289     /* vex_wlp composed as [wwllpp] */
2290     enum vectlens vectlen = (ins->vex_wlp & 0x0c) >> 2;
2291     /* wig(=2) is treated as w0(=0) */
2292     bool evex_w           = (ins->vex_wlp & 0x10) >> 4;
2293     int32_t off           = input->offset;
2294     uint8_t n = 0;
2295     int32_t disp8;
2296
2297     switch(tuple) {
2298     case FV:
2299         n = fv_n[evex_w][evex_b][vectlen];
2300         break;
2301     case HV:
2302         n = hv_n[evex_b][vectlen];
2303         break;
2304
2305     case FVM:
2306         /* 16, 32, 64 for VL 128, 256, 512 respectively*/
2307         n = 1 << (vectlen + 4);
2308         break;
2309     case T1S8:  /* N = 1 */
2310     case T1S16: /* N = 2 */
2311         n = tuple - T1S8 + 1;
2312         break;
2313     case T1S:
2314         /* N = 4 for 32bit, 8 for 64bit */
2315         n = evex_w ? 8 : 4;
2316         break;
2317     case T1F32:
2318     case T1F64:
2319         /* N = 4 for 32bit, 8 for 64bit */
2320         n = (tuple == T1F32 ? 4 : 8);
2321         break;
2322     case T2:
2323     case T4:
2324     case T8:
2325         if (vectlen + 7 <= (evex_w + 5) + (tuple - T2 + 1))
2326             n = 0;
2327         else
2328             n = 1 << (tuple - T2 + evex_w + 3);
2329         break;
2330     case HVM:
2331     case QVM:
2332     case OVM:
2333         n = 1 << (OVM - tuple + vectlen + 1);
2334         break;
2335     case M128:
2336         n = 16;
2337         break;
2338     case DUP:
2339         n = dup_n[vectlen];
2340         break;
2341
2342     default:
2343         break;
2344     }
2345
2346     if (n && !(off & (n - 1))) {
2347         disp8 = off / n;
2348         /* if it fits in Disp8 */
2349         if (disp8 >= -128 && disp8 <= 127) {
2350             *compdisp = disp8;
2351             return true;
2352         }
2353     }
2354
2355     *compdisp = 0;
2356     return false;
2357 }
2358
2359 /*
2360  * Check if ModR/M.mod should/can be 01.
2361  * - EAF_BYTEOFFS is set
2362  * - offset can fit in a byte when EVEX is not used
2363  * - offset can be compressed when EVEX is used
2364  */
2365 #define IS_MOD_01()     (input->eaflags & EAF_BYTEOFFS ||       \
2366                          (o >= -128 && o <= 127 &&              \
2367                           seg == NO_SEG && !forw_ref &&         \
2368                           !(input->eaflags & EAF_WORDOFFS) &&   \
2369                           !(ins->rex & REX_EV)) ||              \
2370                          (ins->rex & REX_EV &&                  \
2371                           is_disp8n(input, ins, &output->disp8)))
2372
2373 static enum ea_type process_ea(operand *input, ea *output, int bits,
2374                                int rfield, opflags_t rflags, insn *ins)
2375 {
2376     bool forw_ref = !!(input->opflags & OPFLAG_UNKNOWN);
2377     int addrbits = ins->addr_size;
2378
2379     output->type    = EA_SCALAR;
2380     output->rip     = false;
2381     output->disp8   = 0;
2382
2383     /* REX flags for the rfield operand */
2384     output->rex     |= rexflags(rfield, rflags, REX_R | REX_P | REX_W | REX_H);
2385     /* EVEX.R' flag for the REG operand */
2386     ins->evex_p[0]  |= evexflags(rfield, 0, EVEX_P0RP, 0);
2387
2388     if (is_class(REGISTER, input->type)) {
2389         /*
2390          * It's a direct register.
2391          */
2392         if (!is_register(input->basereg))
2393             goto err;
2394
2395         if (!is_reg_class(REG_EA, input->basereg))
2396             goto err;
2397
2398         /* broadcasting is not available with a direct register operand. */
2399         if (input->decoflags & BRDCAST_MASK) {
2400             nasm_error(ERR_NONFATAL, "Broadcasting not allowed from a register");
2401             goto err;
2402         }
2403
2404         output->rex         |= op_rexflags(input, REX_B | REX_P | REX_W | REX_H);
2405         ins->evex_p[0]      |= op_evexflags(input, EVEX_P0X, 0);
2406         output->sib_present = false;    /* no SIB necessary */
2407         output->bytes       = 0;        /* no offset necessary either */
2408         output->modrm       = GEN_MODRM(3, rfield, nasm_regvals[input->basereg]);
2409     } else {
2410         /*
2411          * It's a memory reference.
2412          */
2413
2414         /* Embedded rounding or SAE is not available with a mem ref operand. */
2415         if (input->decoflags & (ER | SAE)) {
2416             nasm_error(ERR_NONFATAL,
2417                        "Embedded rounding is available only with reg-reg op.");
2418             return -1;
2419         }
2420
2421         if (input->basereg == -1 &&
2422             (input->indexreg == -1 || input->scale == 0)) {
2423             /*
2424              * It's a pure offset.
2425              */
2426             if (bits == 64 && ((input->type & IP_REL) == IP_REL) &&
2427                 input->segment == NO_SEG) {
2428                 nasm_error(ERR_WARNING | ERR_PASS1, "absolute address can not be RIP-relative");
2429                 input->type &= ~IP_REL;
2430                 input->type |= MEMORY;
2431             }
2432
2433             if (input->eaflags & EAF_BYTEOFFS ||
2434                 (input->eaflags & EAF_WORDOFFS &&
2435                  input->disp_size != (addrbits != 16 ? 32 : 16))) {
2436                 nasm_error(ERR_WARNING | ERR_PASS1, "displacement size ignored on absolute address");
2437             }
2438
2439             if (bits == 64 && (~input->type & IP_REL)) {
2440                 output->sib_present = true;
2441                 output->sib         = GEN_SIB(0, 4, 5);
2442                 output->bytes       = 4;
2443                 output->modrm       = GEN_MODRM(0, rfield, 4);
2444                 output->rip         = false;
2445             } else {
2446                 output->sib_present = false;
2447                 output->bytes       = (addrbits != 16 ? 4 : 2);
2448                 output->modrm       = GEN_MODRM(0, rfield, (addrbits != 16 ? 5 : 6));
2449                 output->rip         = bits == 64;
2450             }
2451         } else {
2452             /*
2453              * It's an indirection.
2454              */
2455             int i = input->indexreg, b = input->basereg, s = input->scale;
2456             int32_t seg = input->segment;
2457             int hb = input->hintbase, ht = input->hinttype;
2458             int t, it, bt;              /* register numbers */
2459             opflags_t x, ix, bx;        /* register flags */
2460
2461             if (s == 0)
2462                 i = -1;         /* make this easy, at least */
2463
2464             if (is_register(i)) {
2465                 it = nasm_regvals[i];
2466                 ix = nasm_reg_flags[i];
2467             } else {
2468                 it = -1;
2469                 ix = 0;
2470             }
2471
2472             if (is_register(b)) {
2473                 bt = nasm_regvals[b];
2474                 bx = nasm_reg_flags[b];
2475             } else {
2476                 bt = -1;
2477                 bx = 0;
2478             }
2479
2480             /* if either one are a vector register... */
2481             if ((ix|bx) & (XMMREG|YMMREG|ZMMREG) & ~REG_EA) {
2482                 opflags_t sok = BITS32 | BITS64;
2483                 int32_t o = input->offset;
2484                 int mod, scale, index, base;
2485
2486                 /*
2487                  * For a vector SIB, one has to be a vector and the other,
2488                  * if present, a GPR.  The vector must be the index operand.
2489                  */
2490                 if (it == -1 || (bx & (XMMREG|YMMREG|ZMMREG) & ~REG_EA)) {
2491                     if (s == 0)
2492                         s = 1;
2493                     else if (s != 1)
2494                         goto err;
2495
2496                     t = bt, bt = it, it = t;
2497                     x = bx, bx = ix, ix = x;
2498                 }
2499
2500                 if (bt != -1) {
2501                     if (REG_GPR & ~bx)
2502                         goto err;
2503                     if (!(REG64 & ~bx) || !(REG32 & ~bx))
2504                         sok &= bx;
2505                     else
2506                         goto err;
2507                 }
2508
2509                 /*
2510                  * While we're here, ensure the user didn't specify
2511                  * WORD or QWORD
2512                  */
2513                 if (input->disp_size == 16 || input->disp_size == 64)
2514                     goto err;
2515
2516                 if (addrbits == 16 ||
2517                     (addrbits == 32 && !(sok & BITS32)) ||
2518                     (addrbits == 64 && !(sok & BITS64)))
2519                     goto err;
2520
2521                 output->type = ((ix & ZMMREG & ~REG_EA) ? EA_ZMMVSIB
2522                                 : ((ix & YMMREG & ~REG_EA)
2523                                 ? EA_YMMVSIB : EA_XMMVSIB));
2524
2525                 output->rex    |= rexflags(it, ix, REX_X);
2526                 output->rex    |= rexflags(bt, bx, REX_B);
2527                 ins->evex_p[2] |= evexflags(it, 0, EVEX_P2VP, 2);
2528
2529                 index = it & 7; /* it is known to be != -1 */
2530
2531                 switch (s) {
2532                 case 1:
2533                     scale = 0;
2534                     break;
2535                 case 2:
2536                     scale = 1;
2537                     break;
2538                 case 4:
2539                     scale = 2;
2540                     break;
2541                 case 8:
2542                     scale = 3;
2543                     break;
2544                 default:   /* then what the smeg is it? */
2545                     goto err;    /* panic */
2546                 }
2547                 
2548                 if (bt == -1) {
2549                     base = 5;
2550                     mod = 0;
2551                 } else {
2552                     base = (bt & 7);
2553                     if (base != REG_NUM_EBP && o == 0 &&
2554                         seg == NO_SEG && !forw_ref &&
2555                         !(input->eaflags & (EAF_BYTEOFFS | EAF_WORDOFFS)))
2556                         mod = 0;
2557                     else if (IS_MOD_01())
2558                         mod = 1;
2559                     else
2560                         mod = 2;
2561                 }
2562
2563                 output->sib_present = true;
2564                 output->bytes       = (bt == -1 || mod == 2 ? 4 : mod);
2565                 output->modrm       = GEN_MODRM(mod, rfield, 4);
2566                 output->sib         = GEN_SIB(scale, index, base);
2567             } else if ((ix|bx) & (BITS32|BITS64)) {
2568                 /*
2569                  * it must be a 32/64-bit memory reference. Firstly we have
2570                  * to check that all registers involved are type E/Rxx.
2571                  */
2572                 opflags_t sok = BITS32 | BITS64;
2573                 int32_t o = input->offset;
2574
2575                 if (it != -1) {
2576                     if (!(REG64 & ~ix) || !(REG32 & ~ix))
2577                         sok &= ix;
2578                     else
2579                         goto err;
2580                 }
2581
2582                 if (bt != -1) {
2583                     if (REG_GPR & ~bx)
2584                         goto err; /* Invalid register */
2585                     if (~sok & bx & SIZE_MASK)
2586                         goto err; /* Invalid size */
2587                     sok &= bx;
2588                 }
2589
2590                 /*
2591                  * While we're here, ensure the user didn't specify
2592                  * WORD or QWORD
2593                  */
2594                 if (input->disp_size == 16 || input->disp_size == 64)
2595                     goto err;
2596
2597                 if (addrbits == 16 ||
2598                     (addrbits == 32 && !(sok & BITS32)) ||
2599                     (addrbits == 64 && !(sok & BITS64)))
2600                     goto err;
2601
2602                 /* now reorganize base/index */
2603                 if (s == 1 && bt != it && bt != -1 && it != -1 &&
2604                     ((hb == b && ht == EAH_NOTBASE) ||
2605                      (hb == i && ht == EAH_MAKEBASE))) {
2606                     /* swap if hints say so */
2607                     t = bt, bt = it, it = t;
2608                     x = bx, bx = ix, ix = x;
2609                 }
2610                 if (bt == it)     /* convert EAX+2*EAX to 3*EAX */
2611                     bt = -1, bx = 0, s++;
2612                 if (bt == -1 && s == 1 && !(hb == i && ht == EAH_NOTBASE)) {
2613                     /* make single reg base, unless hint */
2614                     bt = it, bx = ix, it = -1, ix = 0;
2615                 }
2616                 if (((s == 2 && it != REG_NUM_ESP && !(input->eaflags & EAF_TIMESTWO)) ||
2617                       s == 3 || s == 5 || s == 9) && bt == -1)
2618                     bt = it, bx = ix, s--; /* convert 3*EAX to EAX+2*EAX */
2619                 if (it == -1 && (bt & 7) != REG_NUM_ESP &&
2620                     (input->eaflags & EAF_TIMESTWO))
2621                     it = bt, ix = bx, bt = -1, bx = 0, s = 1;
2622                 /* convert [NOSPLIT EAX] to sib format with 0x0 displacement */
2623                 if (s == 1 && it == REG_NUM_ESP) {
2624                     /* swap ESP into base if scale is 1 */
2625                     t = it, it = bt, bt = t;
2626                     x = ix, ix = bx, bx = x;
2627                 }
2628                 if (it == REG_NUM_ESP ||
2629                     (s != 1 && s != 2 && s != 4 && s != 8 && it != -1))
2630                     goto err;        /* wrong, for various reasons */
2631
2632                 output->rex |= rexflags(it, ix, REX_X);
2633                 output->rex |= rexflags(bt, bx, REX_B);
2634
2635                 if (it == -1 && (bt & 7) != REG_NUM_ESP) {
2636                     /* no SIB needed */
2637                     int mod, rm;
2638
2639                     if (bt == -1) {
2640                         rm = 5;
2641                         mod = 0;
2642                     } else {
2643                         rm = (bt & 7);
2644                         if (rm != REG_NUM_EBP && o == 0 &&
2645                             seg == NO_SEG && !forw_ref &&
2646                             !(input->eaflags & (EAF_BYTEOFFS | EAF_WORDOFFS)))
2647                             mod = 0;
2648                         else if (IS_MOD_01())
2649                             mod = 1;
2650                         else
2651                             mod = 2;
2652                     }
2653
2654                     output->sib_present = false;
2655                     output->bytes       = (bt == -1 || mod == 2 ? 4 : mod);
2656                     output->modrm       = GEN_MODRM(mod, rfield, rm);
2657                 } else {
2658                     /* we need a SIB */
2659                     int mod, scale, index, base;
2660
2661                     if (it == -1)
2662                         index = 4, s = 1;
2663                     else
2664                         index = (it & 7);
2665
2666                     switch (s) {
2667                     case 1:
2668                         scale = 0;
2669                         break;
2670                     case 2:
2671                         scale = 1;
2672                         break;
2673                     case 4:
2674                         scale = 2;
2675                         break;
2676                     case 8:
2677                         scale = 3;
2678                         break;
2679                     default:   /* then what the smeg is it? */
2680                         goto err;    /* panic */
2681                     }
2682
2683                     if (bt == -1) {
2684                         base = 5;
2685                         mod = 0;
2686                     } else {
2687                         base = (bt & 7);
2688                         if (base != REG_NUM_EBP && o == 0 &&
2689                             seg == NO_SEG && !forw_ref &&
2690                             !(input->eaflags & (EAF_BYTEOFFS | EAF_WORDOFFS)))
2691                             mod = 0;
2692                         else if (IS_MOD_01())
2693                             mod = 1;
2694                         else
2695                             mod = 2;
2696                     }
2697
2698                     output->sib_present = true;
2699                     output->bytes       = (bt == -1 || mod == 2 ? 4 : mod);
2700                     output->modrm       = GEN_MODRM(mod, rfield, 4);
2701                     output->sib         = GEN_SIB(scale, index, base);
2702                 }
2703             } else {            /* it's 16-bit */
2704                 int mod, rm;
2705                 int16_t o = input->offset;
2706
2707                 /* check for 64-bit long mode */
2708                 if (addrbits == 64)
2709                     goto err;
2710
2711                 /* check all registers are BX, BP, SI or DI */
2712                 if ((b != -1 && b != R_BP && b != R_BX && b != R_SI && b != R_DI) ||
2713                     (i != -1 && i != R_BP && i != R_BX && i != R_SI && i != R_DI))
2714                     goto err;
2715
2716                 /* ensure the user didn't specify DWORD/QWORD */
2717                 if (input->disp_size == 32 || input->disp_size == 64)
2718                     goto err;
2719
2720                 if (s != 1 && i != -1)
2721                     goto err;        /* no can do, in 16-bit EA */
2722                 if (b == -1 && i != -1) {
2723                     int tmp = b;
2724                     b = i;
2725                     i = tmp;
2726                 }               /* swap */
2727                 if ((b == R_SI || b == R_DI) && i != -1) {
2728                     int tmp = b;
2729                     b = i;
2730                     i = tmp;
2731                 }
2732                 /* have BX/BP as base, SI/DI index */
2733                 if (b == i)
2734                     goto err;        /* shouldn't ever happen, in theory */
2735                 if (i != -1 && b != -1 &&
2736                     (i == R_BP || i == R_BX || b == R_SI || b == R_DI))
2737                     goto err;        /* invalid combinations */
2738                 if (b == -1)            /* pure offset: handled above */
2739                     goto err;        /* so if it gets to here, panic! */
2740
2741                 rm = -1;
2742                 if (i != -1)
2743                     switch (i * 256 + b) {
2744                     case R_SI * 256 + R_BX:
2745                         rm = 0;
2746                         break;
2747                     case R_DI * 256 + R_BX:
2748                         rm = 1;
2749                         break;
2750                     case R_SI * 256 + R_BP:
2751                         rm = 2;
2752                         break;
2753                     case R_DI * 256 + R_BP:
2754                         rm = 3;
2755                         break;
2756                 } else
2757                     switch (b) {
2758                     case R_SI:
2759                         rm = 4;
2760                         break;
2761                     case R_DI:
2762                         rm = 5;
2763                         break;
2764                     case R_BP:
2765                         rm = 6;
2766                         break;
2767                     case R_BX:
2768                         rm = 7;
2769                         break;
2770                     }
2771                 if (rm == -1)           /* can't happen, in theory */
2772                     goto err;        /* so panic if it does */
2773
2774                 if (o == 0 && seg == NO_SEG && !forw_ref && rm != 6 &&
2775                     !(input->eaflags & (EAF_BYTEOFFS | EAF_WORDOFFS)))
2776                     mod = 0;
2777                 else if (IS_MOD_01())
2778                     mod = 1;
2779                 else
2780                     mod = 2;
2781
2782                 output->sib_present = false;    /* no SIB - it's 16-bit */
2783                 output->bytes       = mod;      /* bytes of offset needed */
2784                 output->modrm       = GEN_MODRM(mod, rfield, rm);
2785             }
2786         }
2787     }
2788
2789     output->size = 1 + output->sib_present + output->bytes;
2790     return output->type;
2791
2792 err:
2793     return output->type = EA_INVALID;
2794 }
2795
2796 static void add_asp(insn *ins, int addrbits)
2797 {
2798     int j, valid;
2799     int defdisp;
2800
2801     valid = (addrbits == 64) ? 64|32 : 32|16;
2802
2803     switch (ins->prefixes[PPS_ASIZE]) {
2804     case P_A16:
2805         valid &= 16;
2806         break;
2807     case P_A32:
2808         valid &= 32;
2809         break;
2810     case P_A64:
2811         valid &= 64;
2812         break;
2813     case P_ASP:
2814         valid &= (addrbits == 32) ? 16 : 32;
2815         break;
2816     default:
2817         break;
2818     }
2819
2820     for (j = 0; j < ins->operands; j++) {
2821         if (is_class(MEMORY, ins->oprs[j].type)) {
2822             opflags_t i, b;
2823
2824             /* Verify as Register */
2825             if (!is_register(ins->oprs[j].indexreg))
2826                 i = 0;
2827             else
2828                 i = nasm_reg_flags[ins->oprs[j].indexreg];
2829
2830             /* Verify as Register */
2831             if (!is_register(ins->oprs[j].basereg))
2832                 b = 0;
2833             else
2834                 b = nasm_reg_flags[ins->oprs[j].basereg];
2835
2836             if (ins->oprs[j].scale == 0)
2837                 i = 0;
2838
2839             if (!i && !b) {
2840                 int ds = ins->oprs[j].disp_size;
2841                 if ((addrbits != 64 && ds > 8) ||
2842                     (addrbits == 64 && ds == 16))
2843                     valid &= ds;
2844             } else {
2845                 if (!(REG16 & ~b))
2846                     valid &= 16;
2847                 if (!(REG32 & ~b))
2848                     valid &= 32;
2849                 if (!(REG64 & ~b))
2850                     valid &= 64;
2851
2852                 if (!(REG16 & ~i))
2853                     valid &= 16;
2854                 if (!(REG32 & ~i))
2855                     valid &= 32;
2856                 if (!(REG64 & ~i))
2857                     valid &= 64;
2858             }
2859         }
2860     }
2861
2862     if (valid & addrbits) {
2863         ins->addr_size = addrbits;
2864     } else if (valid & ((addrbits == 32) ? 16 : 32)) {
2865         /* Add an address size prefix */
2866         ins->prefixes[PPS_ASIZE] = (addrbits == 32) ? P_A16 : P_A32;;
2867         ins->addr_size = (addrbits == 32) ? 16 : 32;
2868     } else {
2869         /* Impossible... */
2870         errfunc(ERR_NONFATAL, "impossible combination of address sizes");
2871         ins->addr_size = addrbits; /* Error recovery */
2872     }
2873
2874     defdisp = ins->addr_size == 16 ? 16 : 32;
2875
2876     for (j = 0; j < ins->operands; j++) {
2877         if (!(MEM_OFFS & ~ins->oprs[j].type) &&
2878             (ins->oprs[j].disp_size ? ins->oprs[j].disp_size : defdisp) != ins->addr_size) {
2879             /*
2880              * mem_offs sizes must match the address size; if not,
2881              * strip the MEM_OFFS bit and match only EA instructions
2882              */
2883             ins->oprs[j].type &= ~(MEM_OFFS & ~MEMORY);
2884         }
2885     }
2886 }