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