Rename filenames to 8.3 format
[platform/upstream/nasm.git] / disasm.c
1 /* ----------------------------------------------------------------------- *
2  *   
3  *   Copyright 1996-2009 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  * disasm.c   where all the _work_ gets done in the Netwide Disassembler
36  */
37
38 #include "compiler.h"
39
40 #include <stdio.h>
41 #include <string.h>
42 #include <limits.h>
43 #include <inttypes.h>
44
45 #include "nasm.h"
46 #include "disasm.h"
47 #include "sync.h"
48 #include "insns.h"
49 #include "tables.h"
50 #include "regdis.h"
51
52 /*
53  * Flags that go into the `segment' field of `insn' structures
54  * during disassembly.
55  */
56 #define SEG_RELATIVE      1
57 #define SEG_32BIT         2
58 #define SEG_RMREG         4
59 #define SEG_DISP8         8
60 #define SEG_DISP16       16
61 #define SEG_DISP32       32
62 #define SEG_NODISP       64
63 #define SEG_SIGNED      128
64 #define SEG_64BIT       256
65
66 /*
67  * Prefix information
68  */
69 struct prefix_info {
70     uint8_t osize;              /* Operand size */
71     uint8_t asize;              /* Address size */
72     uint8_t osp;                /* Operand size prefix present */
73     uint8_t asp;                /* Address size prefix present */
74     uint8_t rep;                /* Rep prefix present */
75     uint8_t seg;                /* Segment override prefix present */
76     uint8_t wait;               /* WAIT "prefix" present */
77     uint8_t lock;               /* Lock prefix present */
78     uint8_t vex[3];             /* VEX prefix present */
79     uint8_t vex_c;              /* VEX "class" (VEX, XOP, ...) */
80     uint8_t vex_m;              /* VEX.M field */
81     uint8_t vex_v;
82     uint8_t vex_lp;             /* VEX.LP fields */
83     uint32_t rex;               /* REX prefix present */
84 };
85
86 #define getu8(x) (*(uint8_t *)(x))
87 #if X86_MEMORY
88 /* Littleendian CPU which can handle unaligned references */
89 #define getu16(x) (*(uint16_t *)(x))
90 #define getu32(x) (*(uint32_t *)(x))
91 #define getu64(x) (*(uint64_t *)(x))
92 #else
93 static uint16_t getu16(uint8_t *data)
94 {
95     return (uint16_t)data[0] + ((uint16_t)data[1] << 8);
96 }
97 static uint32_t getu32(uint8_t *data)
98 {
99     return (uint32_t)getu16(data) + ((uint32_t)getu16(data+2) << 16);
100 }
101 static uint64_t getu64(uint8_t *data)
102 {
103     return (uint64_t)getu32(data) + ((uint64_t)getu32(data+4) << 32);
104 }
105 #endif
106
107 #define gets8(x) ((int8_t)getu8(x))
108 #define gets16(x) ((int16_t)getu16(x))
109 #define gets32(x) ((int32_t)getu32(x))
110 #define gets64(x) ((int64_t)getu64(x))
111
112 /* Important: regval must already have been adjusted for rex extensions */
113 static enum reg_enum whichreg(opflags_t regflags, int regval, int rex)
114 {
115     if (!(regflags & (REGISTER|REGMEM)))
116         return 0;               /* Registers not permissible?! */
117
118     regflags |= REGISTER;
119
120     if (!(REG_AL & ~regflags))
121         return R_AL;
122     if (!(REG_AX & ~regflags))
123         return R_AX;
124     if (!(REG_EAX & ~regflags))
125         return R_EAX;
126     if (!(REG_RAX & ~regflags))
127         return R_RAX;
128     if (!(REG_DL & ~regflags))
129         return R_DL;
130     if (!(REG_DX & ~regflags))
131         return R_DX;
132     if (!(REG_EDX & ~regflags))
133         return R_EDX;
134     if (!(REG_RDX & ~regflags))
135         return R_RDX;
136     if (!(REG_CL & ~regflags))
137         return R_CL;
138     if (!(REG_CX & ~regflags))
139         return R_CX;
140     if (!(REG_ECX & ~regflags))
141         return R_ECX;
142     if (!(REG_RCX & ~regflags))
143         return R_RCX;
144     if (!(FPU0 & ~regflags))
145         return R_ST0;
146     if (!(XMM0 & ~regflags))
147         return R_XMM0;
148     if (!(YMM0 & ~regflags))
149         return R_YMM0;
150     if (!(REG_CS & ~regflags))
151         return (regval == 1) ? R_CS : 0;
152     if (!(REG_DESS & ~regflags))
153         return (regval == 0 || regval == 2
154                 || regval == 3 ? nasm_rd_sreg[regval] : 0);
155     if (!(REG_FSGS & ~regflags))
156         return (regval == 4 || regval == 5 ? nasm_rd_sreg[regval] : 0);
157     if (!(REG_SEG67 & ~regflags))
158         return (regval == 6 || regval == 7 ? nasm_rd_sreg[regval] : 0);
159
160     /* All the entries below look up regval in an 16-entry array */
161     if (regval < 0 || regval > 15)
162         return 0;
163
164     if (!(REG8 & ~regflags)) {
165         if (rex & (REX_P|REX_NH))
166             return nasm_rd_reg8_rex[regval];
167         else
168             return nasm_rd_reg8[regval];
169     }
170     if (!(REG16 & ~regflags))
171         return nasm_rd_reg16[regval];
172     if (!(REG32 & ~regflags))
173         return nasm_rd_reg32[regval];
174     if (!(REG64 & ~regflags))
175         return nasm_rd_reg64[regval];
176     if (!(REG_SREG & ~regflags))
177         return nasm_rd_sreg[regval & 7]; /* Ignore REX */
178     if (!(REG_CREG & ~regflags))
179         return nasm_rd_creg[regval];
180     if (!(REG_DREG & ~regflags))
181         return nasm_rd_dreg[regval];
182     if (!(REG_TREG & ~regflags)) {
183         if (regval > 7)
184             return 0;           /* TR registers are ill-defined with rex */
185         return nasm_rd_treg[regval];
186     }
187     if (!(FPUREG & ~regflags))
188         return nasm_rd_fpureg[regval & 7]; /* Ignore REX */
189     if (!(MMXREG & ~regflags))
190         return nasm_rd_mmxreg[regval & 7]; /* Ignore REX */
191     if (!(XMMREG & ~regflags))
192         return nasm_rd_xmmreg[regval];
193     if (!(YMMREG & ~regflags))
194         return nasm_rd_ymmreg[regval];
195
196     return 0;
197 }
198
199 /*
200  * Process a DREX suffix
201  */
202 static uint8_t *do_drex(uint8_t *data, insn *ins)
203 {
204     uint8_t drex = *data++;
205     operand *dst = &ins->oprs[ins->drexdst];
206
207     if ((drex & 8) != ((ins->rex & REX_OC) ? 8 : 0))
208         return NULL;    /* OC0 mismatch */
209     ins->rex = (ins->rex & ~7) | (drex & 7);
210
211     dst->segment = SEG_RMREG;
212     dst->basereg = drex >> 4;
213     return data;
214 }
215
216
217 /*
218  * Process an effective address (ModRM) specification.
219  */
220 static uint8_t *do_ea(uint8_t *data, int modrm, int asize,
221                       int segsize, operand * op, insn *ins)
222 {
223     int mod, rm, scale, index, base;
224     int rex;
225     uint8_t sib = 0;
226
227     mod = (modrm >> 6) & 03;
228     rm = modrm & 07;
229
230     if (mod != 3 && rm == 4 && asize != 16)
231         sib = *data++;
232
233     if (ins->rex & REX_D) {
234         data = do_drex(data, ins);
235         if (!data)
236             return NULL;
237     }
238     rex = ins->rex;
239
240     if (mod == 3) {             /* pure register version */
241         op->basereg = rm+(rex & REX_B ? 8 : 0);
242         op->segment |= SEG_RMREG;
243         return data;
244     }
245
246     op->disp_size = 0;
247     op->eaflags = 0;
248
249     if (asize == 16) {
250         /*
251          * <mod> specifies the displacement size (none, byte or
252          * word), and <rm> specifies the register combination.
253          * Exception: mod=0,rm=6 does not specify [BP] as one might
254          * expect, but instead specifies [disp16].
255          */
256         op->indexreg = op->basereg = -1;
257         op->scale = 1;          /* always, in 16 bits */
258         switch (rm) {
259         case 0:
260             op->basereg = R_BX;
261             op->indexreg = R_SI;
262             break;
263         case 1:
264             op->basereg = R_BX;
265             op->indexreg = R_DI;
266             break;
267         case 2:
268             op->basereg = R_BP;
269             op->indexreg = R_SI;
270             break;
271         case 3:
272             op->basereg = R_BP;
273             op->indexreg = R_DI;
274             break;
275         case 4:
276             op->basereg = R_SI;
277             break;
278         case 5:
279             op->basereg = R_DI;
280             break;
281         case 6:
282             op->basereg = R_BP;
283             break;
284         case 7:
285             op->basereg = R_BX;
286             break;
287         }
288         if (rm == 6 && mod == 0) {      /* special case */
289             op->basereg = -1;
290             if (segsize != 16)
291                 op->disp_size = 16;
292             mod = 2;            /* fake disp16 */
293         }
294         switch (mod) {
295         case 0:
296             op->segment |= SEG_NODISP;
297             break;
298         case 1:
299             op->segment |= SEG_DISP8;
300             op->offset = (int8_t)*data++;
301             break;
302         case 2:
303             op->segment |= SEG_DISP16;
304             op->offset = *data++;
305             op->offset |= ((unsigned)*data++) << 8;
306             break;
307         }
308         return data;
309     } else {
310         /*
311          * Once again, <mod> specifies displacement size (this time
312          * none, byte or *dword*), while <rm> specifies the base
313          * register. Again, [EBP] is missing, replaced by a pure
314          * disp32 (this time that's mod=0,rm=*5*) in 32-bit mode,
315          * and RIP-relative addressing in 64-bit mode.
316          *
317          * However, rm=4
318          * indicates not a single base register, but instead the
319          * presence of a SIB byte...
320          */
321         int a64 = asize == 64;
322
323         op->indexreg = -1;
324
325         if (a64)
326             op->basereg = nasm_rd_reg64[rm | ((rex & REX_B) ? 8 : 0)];
327         else
328             op->basereg = nasm_rd_reg32[rm | ((rex & REX_B) ? 8 : 0)];
329
330         if (rm == 5 && mod == 0) {
331             if (segsize == 64) {
332                 op->eaflags |= EAF_REL;
333                 op->segment |= SEG_RELATIVE;
334                 mod = 2;        /* fake disp32 */
335             }
336
337             if (asize != 64)
338                 op->disp_size = asize;
339
340             op->basereg = -1;
341             mod = 2;            /* fake disp32 */
342         }
343
344         if (rm == 4) {          /* process SIB */
345             scale = (sib >> 6) & 03;
346             index = (sib >> 3) & 07;
347             base = sib & 07;
348
349             op->scale = 1 << scale;
350
351             if (index == 4 && !(rex & REX_X))
352                 op->indexreg = -1; /* ESP/RSP cannot be an index */
353             else if (a64)
354                 op->indexreg = nasm_rd_reg64[index | ((rex & REX_X) ? 8 : 0)];
355             else
356                 op->indexreg = nasm_rd_reg32[index | ((rex & REX_X) ? 8 : 0)];
357
358             if (base == 5 && mod == 0) {
359                 op->basereg = -1;
360                 mod = 2;        /* Fake disp32 */
361             } else if (a64)
362                 op->basereg = nasm_rd_reg64[base | ((rex & REX_B) ? 8 : 0)];
363             else
364                 op->basereg = nasm_rd_reg32[base | ((rex & REX_B) ? 8 : 0)];
365
366             if (segsize == 16)
367                 op->disp_size = 32;
368         }
369
370         switch (mod) {
371         case 0:
372             op->segment |= SEG_NODISP;
373             break;
374         case 1:
375             op->segment |= SEG_DISP8;
376             op->offset = gets8(data);
377             data++;
378             break;
379         case 2:
380             op->segment |= SEG_DISP32;
381             op->offset = gets32(data);
382             data += 4;
383             break;
384         }
385         return data;
386     }
387 }
388
389 /*
390  * Determine whether the instruction template in t corresponds to the data
391  * stream in data. Return the number of bytes matched if so.
392  */
393 #define case4(x) case (x): case (x)+1: case (x)+2: case (x)+3
394
395 static int matches(const struct itemplate *t, uint8_t *data,
396                    const struct prefix_info *prefix, int segsize, insn *ins)
397 {
398     uint8_t *r = (uint8_t *)(t->code);
399     uint8_t *origdata = data;
400     bool a_used = false, o_used = false;
401     enum prefixes drep = 0;
402     enum prefixes dwait = 0;
403     uint8_t lock = prefix->lock;
404     int osize = prefix->osize;
405     int asize = prefix->asize;
406     int i, c;
407     int op1, op2;
408     struct operand *opx, *opy;
409     uint8_t opex = 0;
410     int s_field_for = -1;       /* No 144/154 series code encountered */
411     bool vex_ok = false;
412     int regmask = (segsize == 64) ? 15 : 7;
413
414     for (i = 0; i < MAX_OPERANDS; i++) {
415         ins->oprs[i].segment = ins->oprs[i].disp_size =
416             (segsize == 64 ? SEG_64BIT : segsize == 32 ? SEG_32BIT : 0);
417     }
418     ins->condition = -1;
419     ins->rex = prefix->rex;
420     memset(ins->prefixes, 0, sizeof ins->prefixes);
421
422     if (t->flags & (segsize == 64 ? IF_NOLONG : IF_LONG))
423         return false;
424
425     if (prefix->rep == 0xF2)
426         drep = P_REPNE;
427     else if (prefix->rep == 0xF3)
428         drep = P_REP;
429
430     dwait = prefix->wait ? P_WAIT : 0;
431
432     while ((c = *r++) != 0) {
433         op1 = (c & 3) + ((opex & 1) << 2);
434         op2 = ((c >> 3) & 3) + ((opex & 2) << 1);
435         opx = &ins->oprs[op1];
436         opy = &ins->oprs[op2];
437         opex = 0;
438
439         switch (c) {
440         case 01:
441         case 02:
442         case 03:
443         case 04:
444             while (c--)
445                 if (*r++ != *data++)
446                     return false;
447             break;
448
449         case 05:
450         case 06:
451         case 07:
452             opex = c;
453             break;
454
455         case4(010):
456         {
457             int t = *r++, d = *data++;
458             if (d < t || d > t + 7)
459                 return false;
460             else {
461                 opx->basereg = (d-t)+
462                     (ins->rex & REX_B ? 8 : 0);
463                 opx->segment |= SEG_RMREG;
464             }
465             break;
466         }
467
468         case4(014):
469         case4(0274):
470             opx->offset = (int8_t)*data++;
471             opx->segment |= SEG_SIGNED;
472             break;
473
474         case4(020):
475             opx->offset = *data++;
476             break;
477
478         case4(024):
479             opx->offset = *data++;
480             break;
481
482         case4(030):
483             opx->offset = getu16(data);
484             data += 2;
485             break;
486
487         case4(034):
488             if (osize == 32) {
489                 opx->offset = getu32(data);
490                 data += 4;
491             } else {
492                 opx->offset = getu16(data);
493                 data += 2;
494             }
495             if (segsize != asize)
496                 opx->disp_size = asize;
497             break;
498
499         case4(040):
500         case4(0254):
501             opx->offset = getu32(data);
502             data += 4;
503             break;
504
505         case4(044):
506             switch (asize) {
507             case 16:
508                 opx->offset = getu16(data);
509                 data += 2;
510                 if (segsize != 16)
511                     opx->disp_size = 16;
512                 break;
513             case 32:
514                 opx->offset = getu32(data);
515                 data += 4;
516                 if (segsize == 16)
517                     opx->disp_size = 32;
518                 break;
519             case 64:
520                 opx->offset = getu64(data);
521                 opx->disp_size = 64;
522                 data += 8;
523                 break;
524             }
525             break;
526
527         case4(050):
528             opx->offset = gets8(data++);
529             opx->segment |= SEG_RELATIVE;
530             break;
531
532         case4(054):
533             opx->offset = getu64(data);
534             data += 8;
535             break;
536
537         case4(060):
538             opx->offset = gets16(data);
539             data += 2;
540             opx->segment |= SEG_RELATIVE;
541             opx->segment &= ~SEG_32BIT;
542             break;
543
544         case4(064):
545             opx->segment |= SEG_RELATIVE;
546             if (osize == 16) {
547                 opx->offset = gets16(data);
548                 data += 2;
549                 opx->segment &= ~(SEG_32BIT|SEG_64BIT);
550             } else if (osize == 32) {
551                 opx->offset = gets32(data);
552                 data += 4;
553                 opx->segment &= ~SEG_64BIT;
554                 opx->segment |= SEG_32BIT;
555             }
556             if (segsize != osize) {
557                 opx->type =
558                     (opx->type & ~SIZE_MASK)
559                     | ((osize == 16) ? BITS16 : BITS32);
560             }
561             break;
562
563         case4(070):
564             opx->offset = gets32(data);
565             data += 4;
566             opx->segment |= SEG_32BIT | SEG_RELATIVE;
567             break;
568
569         case4(0100):
570         case4(0110):
571         case4(0120):
572         case4(0130):
573         {
574             int modrm = *data++;
575             opx->segment |= SEG_RMREG;
576             data = do_ea(data, modrm, asize, segsize, opy, ins);
577             if (!data)
578                 return false;
579             opx->basereg = ((modrm >> 3) & 7) + (ins->rex & REX_R ? 8 : 0);
580             break;
581         }
582
583         case4(0140):
584             if (s_field_for == op1) {
585                 opx->offset = gets8(data);
586                 data++;
587             } else {
588                 opx->offset = getu16(data);
589                 data += 2;
590             }
591             break;
592
593         case4(0144):
594         case4(0154):
595             s_field_for = (*data & 0x02) ? op1 : -1;
596             if ((*data++ & ~0x02) != *r++)
597                 return false;
598             break;
599
600         case4(0150):
601             if (s_field_for == op1) {
602                 opx->offset = gets8(data);
603                 data++;
604             } else {
605                 opx->offset = getu32(data);
606                 data += 4;
607             }
608             break;
609
610         case4(0160):
611             ins->rex |= REX_D;
612             ins->drexdst = op1;
613             break;
614
615         case4(0164):
616             ins->rex |= REX_D|REX_OC;
617             ins->drexdst = op1;
618             break;
619
620         case 0171:
621             data = do_drex(data, ins);
622             if (!data)
623                 return false;
624             break;
625
626         case 0172:
627         {
628             uint8_t ximm = *data++;
629             c = *r++;
630             ins->oprs[c >> 3].basereg = (ximm >> 4) & regmask;
631             ins->oprs[c >> 3].segment |= SEG_RMREG;
632             ins->oprs[c & 7].offset = ximm & 15;
633         }
634         break;
635
636         case 0173:
637         {
638             uint8_t ximm = *data++;
639             c = *r++;
640
641             if ((c ^ ximm) & 15)
642                 return false;
643
644             ins->oprs[c >> 4].basereg = (ximm >> 4) & regmask;
645             ins->oprs[c >> 4].segment |= SEG_RMREG;
646         }
647         break;
648
649         case 0174:
650         {
651             uint8_t ximm = *data++;
652             c = *r++;
653
654             ins->oprs[c].basereg = (ximm >> 4) & regmask;
655             ins->oprs[c].segment |= SEG_RMREG;
656         }
657         break;
658
659         case4(0200):
660         case4(0204):
661         case4(0210):
662         case4(0214):
663         case4(0220):
664         case4(0224):
665         case4(0230):
666         case4(0234):
667         {
668             int modrm = *data++;
669             if (((modrm >> 3) & 07) != (c & 07))
670                 return false;   /* spare field doesn't match up */
671             data = do_ea(data, modrm, asize, segsize, opy, ins);
672             if (!data)
673                 return false;
674             break;
675         }
676
677         case4(0260):
678         {
679             int vexm   = *r++;
680             int vexwlp = *r++;
681             ins->rex |= REX_V;
682             if ((prefix->rex & (REX_V|REX_D|REX_P)) != REX_V)
683                 return false;
684
685             if ((vexm & 0x1f) != prefix->vex_m)
686                 return false;
687
688             switch (vexwlp & 030) {
689             case 000:
690                 if (prefix->rex & REX_W)
691                     return false;
692                 break;
693             case 010:
694                 if (!(prefix->rex & REX_W))
695                     return false;
696                 ins->rex &= ~REX_W;
697                 break;
698             case 020:           /* VEX.W is a don't care */
699                 ins->rex &= ~REX_W;
700                 break;
701             case 030:
702                 break;
703             }
704
705             if ((vexwlp & 007) != prefix->vex_lp)
706                 return false;
707
708             opx->segment |= SEG_RMREG;
709             opx->basereg = prefix->vex_v;
710             vex_ok = true;
711             break;
712         }
713
714         case 0270:
715         {
716             int vexm   = *r++;
717             int vexwlp = *r++;
718             ins->rex |= REX_V;
719             if ((prefix->rex & (REX_V|REX_D|REX_P)) != REX_V)
720                 return false;
721
722             if ((vexm & 0x1f) != prefix->vex_m)
723                 return false;
724
725             switch (vexwlp & 030) {
726             case 000:
727                 if (ins->rex & REX_W)
728                     return false;
729                 break;
730             case 010:
731                 if (!(ins->rex & REX_W))
732                     return false;
733                 break;
734             default:
735                 break;          /* Need to do anything special here? */
736             }
737
738             if ((vexwlp & 007) != prefix->vex_lp)
739                 return false;
740
741             if (prefix->vex_v != 0)
742                 return false;
743
744             vex_ok = true;
745             break;
746         }
747
748         case 0310:
749             if (asize != 16)
750                 return false;
751             else
752                 a_used = true;
753             break;
754
755         case 0311:
756             if (asize != 32)
757                 return false;
758             else
759                 a_used = true;
760             break;
761
762         case 0312:
763             if (asize != segsize)
764                 return false;
765             else
766                 a_used = true;
767             break;
768
769         case 0313:
770             if (asize != 64)
771                 return false;
772             else
773                 a_used = true;
774             break;
775
776         case 0314:
777             if (prefix->rex & REX_B)
778                 return false;
779             break;
780
781         case 0315:
782             if (prefix->rex & REX_X)
783                 return false;
784             break;
785
786         case 0316:
787             if (prefix->rex & REX_R)
788                 return false;
789             break;
790
791         case 0317:
792             if (prefix->rex & REX_W)
793                 return false;
794             break;
795
796         case 0320:
797             if (osize != 16)
798                 return false;
799             else
800                 o_used = true;
801             break;
802
803         case 0321:
804             if (osize != 32)
805                 return false;
806             else
807                 o_used = true;
808             break;
809
810         case 0322:
811             if (osize != (segsize == 16) ? 16 : 32)
812                 return false;
813             else
814                 o_used = true;
815             break;
816
817         case 0323:
818             ins->rex |= REX_W;  /* 64-bit only instruction */
819             osize = 64;
820             o_used = true;
821             break;
822
823         case 0324:
824             if (!(ins->rex & (REX_P|REX_W)) || osize != 64)
825                 return false;
826             o_used = true;
827             break;
828
829         case 0325:
830             ins->rex |= REX_NH;
831             break;
832
833         case 0330:
834         {
835             int t = *r++, d = *data++;
836             if (d < t || d > t + 15)
837                 return false;
838             else
839                 ins->condition = d - t;
840             break;
841         }
842
843         case 0331:
844             if (prefix->rep)
845                 return false;
846             break;
847
848         case 0332:
849             if (prefix->rep != 0xF2)
850                 return false;
851             drep = 0;
852             break;
853
854         case 0333:
855             if (prefix->rep != 0xF3)
856                 return false;
857             drep = 0;
858             break;
859
860         case 0334:
861             if (lock) {
862                 ins->rex |= REX_R;
863                 lock = 0;
864             }
865             break;
866
867         case 0335:
868             if (drep == P_REP)
869                 drep = P_REPE;
870             break;
871
872         case 0336:
873         case 0337:
874             break;
875
876         case 0340:
877             return false;
878
879         case 0341:
880             if (prefix->wait != 0x9B)
881                 return false;
882             dwait = 0;
883             break;
884
885         case4(0344):
886             ins->oprs[0].basereg = (*data++ >> 3) & 7;
887             break;
888
889         case 0360:
890             if (prefix->osp || prefix->rep)
891                 return false;
892             break;
893
894         case 0361:
895             if (!prefix->osp || prefix->rep)
896                 return false;
897             o_used = true;
898             break;
899
900         case 0362:
901             if (prefix->osp || prefix->rep != 0xf2)
902                 return false;
903             drep = 0;
904             break;
905
906         case 0363:
907             if (prefix->osp || prefix->rep != 0xf3)
908                 return false;
909             drep = 0;
910             break;
911
912         case 0364:
913             if (prefix->osp)
914                 return false;
915             break;
916
917         case 0365:
918             if (prefix->asp)
919                 return false;
920             break;
921
922         case 0366:
923             if (!prefix->osp)
924                 return false;
925             o_used = true;
926             break;
927
928         case 0367:
929             if (!prefix->asp)
930                 return false;
931             a_used = true;
932             break;
933
934         default:
935             return false;       /* Unknown code */
936         }
937     }
938
939     if (!vex_ok && (ins->rex & REX_V))
940         return false;
941
942     /* REX cannot be combined with DREX or VEX */
943     if ((ins->rex & (REX_D|REX_V)) && (prefix->rex & REX_P))
944         return false;
945
946     /*
947      * Check for unused rep or a/o prefixes.
948      */
949     for (i = 0; i < t->operands; i++) {
950         if (ins->oprs[i].segment != SEG_RMREG)
951             a_used = true;
952     }
953
954     if (lock) {
955         if (ins->prefixes[PPS_LREP])
956             return false;
957         ins->prefixes[PPS_LREP] = P_LOCK;
958     }
959     if (drep) {
960         if (ins->prefixes[PPS_LREP])
961             return false;
962         ins->prefixes[PPS_LREP] = drep;
963     }
964     ins->prefixes[PPS_WAIT] = dwait;
965     if (!o_used) {
966         if (osize != ((segsize == 16) ? 16 : 32)) {
967             enum prefixes pfx = 0;
968
969             switch (osize) {
970             case 16:
971                 pfx = P_O16;
972                 break;
973             case 32:
974                 pfx = P_O32;
975                 break;
976             case 64:
977                 pfx = P_O64;
978                 break;
979             }
980
981             if (ins->prefixes[PPS_OSIZE])
982                 return false;
983             ins->prefixes[PPS_OSIZE] = pfx;
984         }
985     }
986     if (!a_used && asize != segsize) {
987         if (ins->prefixes[PPS_ASIZE])
988             return false;
989         ins->prefixes[PPS_ASIZE] = asize == 16 ? P_A16 : P_A32;
990     }
991
992     /* Fix: check for redundant REX prefixes */
993
994     return data - origdata;
995 }
996
997 /* Condition names for disassembly, sorted by x86 code */
998 static const char * const condition_name[16] = {
999     "o", "no", "c", "nc", "z", "nz", "na", "a",
1000     "s", "ns", "pe", "po", "l", "nl", "ng", "g"
1001 };
1002
1003 int32_t disasm(uint8_t *data, char *output, int outbufsize, int segsize,
1004             int32_t offset, int autosync, uint32_t prefer)
1005 {
1006     const struct itemplate * const *p, * const *best_p;
1007     const struct disasm_index *ix;
1008     uint8_t *dp;
1009     int length, best_length = 0;
1010     char *segover;
1011     int i, slen, colon, n;
1012     uint8_t *origdata;
1013     int works;
1014     insn tmp_ins, ins;
1015     uint32_t goodness, best;
1016     int best_pref;
1017     struct prefix_info prefix;
1018     bool end_prefix;
1019
1020     memset(&ins, 0, sizeof ins);
1021
1022     /*
1023      * Scan for prefixes.
1024      */
1025     memset(&prefix, 0, sizeof prefix);
1026     prefix.asize = segsize;
1027     prefix.osize = (segsize == 64) ? 32 : segsize;
1028     segover = NULL;
1029     origdata = data;
1030
1031     ix = itable;
1032
1033     end_prefix = false;
1034     while (!end_prefix) {
1035         switch (*data) {
1036         case 0xF2:
1037         case 0xF3:
1038             prefix.rep = *data++;
1039             break;
1040
1041         case 0x9B:
1042             prefix.wait = *data++;
1043             break;
1044
1045         case 0xF0:
1046             prefix.lock = *data++;
1047             break;
1048
1049         case 0x2E:
1050             segover = "cs", prefix.seg = *data++;
1051             break;
1052         case 0x36:
1053             segover = "ss", prefix.seg = *data++;
1054             break;
1055         case 0x3E:
1056             segover = "ds", prefix.seg = *data++;
1057             break;
1058         case 0x26:
1059             segover = "es", prefix.seg = *data++;
1060             break;
1061         case 0x64:
1062             segover = "fs", prefix.seg = *data++;
1063             break;
1064         case 0x65:
1065             segover = "gs", prefix.seg = *data++;
1066             break;
1067
1068         case 0x66:
1069             prefix.osize = (segsize == 16) ? 32 : 16;
1070             prefix.osp = *data++;
1071             break;
1072         case 0x67:
1073             prefix.asize = (segsize == 32) ? 16 : 32;
1074             prefix.asp = *data++;
1075             break;
1076
1077         case 0xC4:
1078         case 0xC5:
1079             if (segsize == 64 || (data[1] & 0xc0) == 0xc0) {
1080                 prefix.vex[0] = *data++;
1081                 prefix.vex[1] = *data++;
1082
1083                 prefix.rex = REX_V;
1084                 prefix.vex_c = RV_VEX;
1085
1086                 if (prefix.vex[0] == 0xc4) {
1087                     prefix.vex[2] = *data++;
1088                     prefix.rex |= (~prefix.vex[1] >> 5) & 7; /* REX_RXB */
1089                     prefix.rex |= (prefix.vex[2] >> (7-3)) & REX_W;
1090                     prefix.vex_m = prefix.vex[1] & 0x1f;
1091                     prefix.vex_v = (~prefix.vex[2] >> 3) & 15;
1092                     prefix.vex_lp = prefix.vex[2] & 7;
1093                 } else {
1094                     prefix.rex |= (~prefix.vex[1] >> (7-2)) & REX_R;
1095                     prefix.vex_m = 1;
1096                     prefix.vex_v = (~prefix.vex[1] >> 3) & 15;
1097                     prefix.vex_lp = prefix.vex[1] & 7;
1098                 }
1099
1100                 ix = itable_vex[RV_VEX][prefix.vex_m][prefix.vex_lp];
1101             }
1102             end_prefix = true;
1103             break;
1104
1105         case 0x8F:
1106             if ((data[1] & 030) != 0 &&
1107                 (segsize == 64 || (data[1] & 0xc0) == 0xc0)) {
1108                 prefix.vex[0] = *data++;
1109                 prefix.vex[1] = *data++;
1110                 prefix.vex[2] = *data++;
1111
1112                 prefix.rex = REX_V;
1113                 prefix.vex_c = RV_XOP;
1114
1115                 prefix.rex |= (~prefix.vex[1] >> 5) & 7; /* REX_RXB */
1116                 prefix.rex |= (prefix.vex[2] >> (7-3)) & REX_W;
1117                 prefix.vex_m = prefix.vex[1] & 0x1f;
1118                 prefix.vex_v = (~prefix.vex[2] >> 3) & 15;
1119                 prefix.vex_lp = prefix.vex[2] & 7;
1120
1121                 ix = itable_vex[RV_XOP][prefix.vex_m][prefix.vex_lp];
1122             }
1123             end_prefix = true;
1124             break;
1125
1126         case REX_P + 0x0:
1127         case REX_P + 0x1:
1128         case REX_P + 0x2:
1129         case REX_P + 0x3:
1130         case REX_P + 0x4:
1131         case REX_P + 0x5:
1132         case REX_P + 0x6:
1133         case REX_P + 0x7:
1134         case REX_P + 0x8:
1135         case REX_P + 0x9:
1136         case REX_P + 0xA:
1137         case REX_P + 0xB:
1138         case REX_P + 0xC:
1139         case REX_P + 0xD:
1140         case REX_P + 0xE:
1141         case REX_P + 0xF:
1142             if (segsize == 64) {
1143                 prefix.rex = *data++;
1144                 if (prefix.rex & REX_W)
1145                     prefix.osize = 64;
1146             }
1147             end_prefix = true;
1148             break;
1149
1150         default:
1151             end_prefix = true;
1152             break;
1153         }
1154     }
1155
1156     best = -1;                  /* Worst possible */
1157     best_p = NULL;
1158     best_pref = INT_MAX;
1159
1160     if (!ix)
1161         return 0;               /* No instruction table at all... */
1162
1163     dp = data;
1164     ix += *dp++;
1165     while (ix->n == -1) {
1166         ix = (const struct disasm_index *)ix->p + *dp++;
1167     }
1168
1169     p = (const struct itemplate * const *)ix->p;
1170     for (n = ix->n; n; n--, p++) {
1171         if ((length = matches(*p, data, &prefix, segsize, &tmp_ins))) {
1172             works = true;
1173             /*
1174              * Final check to make sure the types of r/m match up.
1175              * XXX: Need to make sure this is actually correct.
1176              */
1177             for (i = 0; i < (*p)->operands; i++) {
1178                 if (!((*p)->opd[i] & SAME_AS) &&
1179                     (
1180                         /* If it's a mem-only EA but we have a
1181                            register, die. */
1182                         ((tmp_ins.oprs[i].segment & SEG_RMREG) &&
1183                          is_class(MEMORY, (*p)->opd[i])) ||
1184                         /* If it's a reg-only EA but we have a memory
1185                            ref, die. */
1186                         (!(tmp_ins.oprs[i].segment & SEG_RMREG) &&
1187                          !(REG_EA & ~(*p)->opd[i]) &&
1188                          !((*p)->opd[i] & REG_SMASK)) ||
1189                         /* Register type mismatch (eg FS vs REG_DESS):
1190                            die. */
1191                         ((((*p)->opd[i] & (REGISTER | FPUREG)) ||
1192                           (tmp_ins.oprs[i].segment & SEG_RMREG)) &&
1193                          !whichreg((*p)->opd[i],
1194                                    tmp_ins.oprs[i].basereg, tmp_ins.rex))
1195                         )) {
1196                     works = false;
1197                     break;
1198                 }
1199             }
1200
1201             /*
1202              * Note: we always prefer instructions which incorporate
1203              * prefixes in the instructions themselves.  This is to allow
1204              * e.g. PAUSE to be preferred to REP NOP, and deal with
1205              * MMX/SSE instructions where prefixes are used to select
1206              * between MMX and SSE register sets or outright opcode
1207              * selection.
1208              */
1209             if (works) {
1210                 int i, nprefix;
1211                 goodness = ((*p)->flags & IF_PFMASK) ^ prefer;
1212                 nprefix = 0;
1213                 for (i = 0; i < MAXPREFIX; i++)
1214                     if (tmp_ins.prefixes[i])
1215                         nprefix++;
1216                 if (nprefix < best_pref ||
1217                     (nprefix == best_pref && goodness < best)) {
1218                     /* This is the best one found so far */
1219                     best = goodness;
1220                     best_p = p;
1221                     best_pref = nprefix;
1222                     best_length = length;
1223                     ins = tmp_ins;
1224                 }
1225             }
1226         }
1227     }
1228
1229     if (!best_p)
1230         return 0;               /* no instruction was matched */
1231
1232     /* Pick the best match */
1233     p = best_p;
1234     length = best_length;
1235
1236     slen = 0;
1237
1238     /* TODO: snprintf returns the value that the string would have if
1239      *      the buffer were long enough, and not the actual length of
1240      *      the returned string, so each instance of using the return
1241      *      value of snprintf should actually be checked to assure that
1242      *      the return value is "sane."  Maybe a macro wrapper could
1243      *      be used for that purpose.
1244      */
1245     for (i = 0; i < MAXPREFIX; i++) {
1246         const char *prefix = prefix_name(ins.prefixes[i]);
1247         if (prefix)
1248             slen += snprintf(output+slen, outbufsize-slen, "%s ", prefix);
1249     }
1250
1251     i = (*p)->opcode;
1252     if (i >= FIRST_COND_OPCODE)
1253         slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s%s",
1254                          nasm_insn_names[i], condition_name[ins.condition]);
1255     else
1256         slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s",
1257                          nasm_insn_names[i]);
1258
1259     colon = false;
1260     length += data - origdata;  /* fix up for prefixes */
1261     for (i = 0; i < (*p)->operands; i++) {
1262         opflags_t t = (*p)->opd[i];
1263         const operand *o = &ins.oprs[i];
1264         int64_t offs;
1265
1266         if (t & SAME_AS) {
1267             o = &ins.oprs[t & ~SAME_AS];
1268             t = (*p)->opd[t & ~SAME_AS];
1269         }
1270
1271         output[slen++] = (colon ? ':' : i == 0 ? ' ' : ',');
1272
1273         offs = o->offset;
1274         if (o->segment & SEG_RELATIVE) {
1275             offs += offset + length;
1276             /*
1277              * sort out wraparound
1278              */
1279             if (!(o->segment & (SEG_32BIT|SEG_64BIT)))
1280                 offs &= 0xffff;
1281             else if (segsize != 64)
1282                 offs &= 0xffffffff;
1283
1284             /*
1285              * add sync marker, if autosync is on
1286              */
1287             if (autosync)
1288                 add_sync(offs, 0L);
1289         }
1290
1291         if (t & COLON)
1292             colon = true;
1293         else
1294             colon = false;
1295
1296         if ((t & (REGISTER | FPUREG)) ||
1297             (o->segment & SEG_RMREG)) {
1298             enum reg_enum reg;
1299             reg = whichreg(t, o->basereg, ins.rex);
1300             if (t & TO)
1301                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "to ");
1302             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s",
1303                              nasm_reg_names[reg-EXPR_REG_START]);
1304         } else if (!(UNITY & ~t)) {
1305             output[slen++] = '1';
1306         } else if (t & IMMEDIATE) {
1307             if (t & BITS8) {
1308                 slen +=
1309                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "byte ");
1310                 if (o->segment & SEG_SIGNED) {
1311                     if (offs < 0) {
1312                         offs *= -1;
1313                         output[slen++] = '-';
1314                     } else
1315                         output[slen++] = '+';
1316                 }
1317             } else if (t & BITS16) {
1318                 slen +=
1319                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "word ");
1320             } else if (t & BITS32) {
1321                 slen +=
1322                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "dword ");
1323             } else if (t & BITS64) {
1324                 slen +=
1325                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "qword ");
1326             } else if (t & NEAR) {
1327                 slen +=
1328                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "near ");
1329             } else if (t & SHORT) {
1330                 slen +=
1331                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "short ");
1332             }
1333             slen +=
1334                 snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "0x%"PRIx64"",
1335                          offs);
1336         } else if (!(MEM_OFFS & ~t)) {
1337             slen +=
1338                 snprintf(output + slen, outbufsize - slen,
1339                          "[%s%s%s0x%"PRIx64"]",
1340                          (segover ? segover : ""),
1341                          (segover ? ":" : ""),
1342                          (o->disp_size == 64 ? "qword " :
1343                           o->disp_size == 32 ? "dword " :
1344                           o->disp_size == 16 ? "word " : ""), offs);
1345             segover = NULL;
1346         } else if (is_class(REGMEM, t)) {
1347             int started = false;
1348             if (t & BITS8)
1349                 slen +=
1350                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "byte ");
1351             if (t & BITS16)
1352                 slen +=
1353                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "word ");
1354             if (t & BITS32)
1355                 slen +=
1356                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "dword ");
1357             if (t & BITS64)
1358                 slen +=
1359                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "qword ");
1360             if (t & BITS80)
1361                 slen +=
1362                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "tword ");
1363             if (t & BITS128)
1364                 slen +=
1365                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "oword ");
1366             if (t & BITS256)
1367                 slen +=
1368                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "yword ");
1369             if (t & FAR)
1370                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "far ");
1371             if (t & NEAR)
1372                 slen +=
1373                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "near ");
1374             output[slen++] = '[';
1375             if (o->disp_size)
1376                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s",
1377                                  (o->disp_size == 64 ? "qword " :
1378                                   o->disp_size == 32 ? "dword " :
1379                                   o->disp_size == 16 ? "word " :
1380                                   ""));
1381             if (o->eaflags & EAF_REL)
1382                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "rel ");
1383             if (segover) {
1384                 slen +=
1385                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s:",
1386                              segover);
1387                 segover = NULL;
1388             }
1389             if (o->basereg != -1) {
1390                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s",
1391                                  nasm_reg_names[(o->basereg-EXPR_REG_START)]);
1392                 started = true;
1393             }
1394             if (o->indexreg != -1) {
1395                 if (started)
1396                     output[slen++] = '+';
1397                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s",
1398                                  nasm_reg_names[(o->indexreg-EXPR_REG_START)]);
1399                 if (o->scale > 1)
1400                     slen +=
1401                         snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "*%d",
1402                                  o->scale);
1403                 started = true;
1404             }
1405
1406
1407             if (o->segment & SEG_DISP8) {
1408                 const char *prefix;
1409                 uint8_t offset = offs;
1410                 if ((int8_t)offset < 0) {
1411                     prefix = "-";
1412                     offset = -offset;
1413                 } else {
1414                     prefix = "+";
1415                 }
1416                 slen +=
1417                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s0x%"PRIx8"",
1418                              prefix, offset);
1419             } else if (o->segment & SEG_DISP16) {
1420                 const char *prefix;
1421                 uint16_t offset = offs;
1422                 if ((int16_t)offset < 0 && started) {
1423                     offset = -offset;
1424                     prefix = "-";
1425                 } else {
1426                     prefix = started ? "+" : "";
1427                 }
1428                 slen +=
1429                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen,
1430                              "%s0x%"PRIx16"", prefix, offset);
1431             } else if (o->segment & SEG_DISP32) {
1432                 if (prefix.asize == 64) {
1433                     const char *prefix;
1434                     uint64_t offset = (int64_t)(int32_t)offs;
1435                     if ((int32_t)offs < 0 && started) {
1436                         offset = -offset;
1437                         prefix = "-";
1438                     } else {
1439                         prefix = started ? "+" : "";
1440                     }
1441                     slen +=
1442                         snprintf(output + slen, outbufsize - slen,
1443                                  "%s0x%"PRIx64"", prefix, offset);
1444                 } else {
1445                     const char *prefix;
1446                     uint32_t offset = offs;
1447                     if ((int32_t) offset < 0 && started) {
1448                         offset = -offset;
1449                         prefix = "-";
1450                     } else {
1451                         prefix = started ? "+" : "";
1452                     }
1453                     slen +=
1454                         snprintf(output + slen, outbufsize - slen,
1455                                  "%s0x%"PRIx32"", prefix, offset);
1456                 }
1457             }
1458             output[slen++] = ']';
1459         } else {
1460             slen +=
1461                 snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "<operand%d>",
1462                          i);
1463         }
1464     }
1465     output[slen] = '\0';
1466     if (segover) {              /* unused segment override */
1467         char *p = output;
1468         int count = slen + 1;
1469         while (count--)
1470             p[count + 3] = p[count];
1471         strncpy(output, segover, 2);
1472         output[2] = ' ';
1473     }
1474     return length;
1475 }
1476
1477 /*
1478  * This is called when we don't have a complete instruction.  If it
1479  * is a standalone *single-byte* prefix show it as such, otherwise
1480  * print it as a literal.
1481  */
1482 int32_t eatbyte(uint8_t *data, char *output, int outbufsize, int segsize)
1483 {
1484     uint8_t byte = *data;
1485     const char *str = NULL;
1486     
1487     switch (byte) {
1488     case 0xF2:
1489         str = "repne";
1490         break;
1491     case 0xF3:
1492         str = "rep";
1493         break;
1494     case 0x9B:
1495         str = "wait";
1496         break;
1497     case 0xF0:
1498         str = "lock";
1499         break;
1500     case 0x2E:
1501         str = "cs";
1502         break;
1503     case 0x36:
1504         str = "ss";
1505         break;
1506     case 0x3E:
1507         str = "ss";
1508         break;
1509     case 0x26:
1510         str = "es";
1511         break;
1512     case 0x64:
1513         str = "fs";
1514         break;
1515     case 0x65:
1516         str = "gs";
1517         break;
1518     case 0x66:
1519         str = (segsize == 16) ? "o32" : "o16";
1520         break;
1521     case 0x67:
1522         str = (segsize == 32) ? "a16" : "a32";
1523         break;
1524     case REX_P + 0x0:
1525     case REX_P + 0x1:
1526     case REX_P + 0x2:
1527     case REX_P + 0x3:
1528     case REX_P + 0x4:
1529     case REX_P + 0x5:
1530     case REX_P + 0x6:
1531     case REX_P + 0x7:
1532     case REX_P + 0x8:
1533     case REX_P + 0x9:
1534     case REX_P + 0xA:
1535     case REX_P + 0xB:
1536     case REX_P + 0xC:
1537     case REX_P + 0xD:
1538     case REX_P + 0xE:
1539     case REX_P + 0xF:
1540         if (segsize == 64) {
1541             snprintf(output, outbufsize, "rex%s%s%s%s%s",
1542                      (byte == REX_P) ? "" : ".",
1543                      (byte & REX_W) ? "w" : "",
1544                      (byte & REX_R) ? "r" : "",
1545                      (byte & REX_X) ? "x" : "",
1546                      (byte & REX_B) ? "b" : "");
1547             break;
1548         }
1549         /* else fall through */
1550     default:
1551         snprintf(output, outbufsize, "db 0x%02x", byte);
1552         break;
1553     }
1554
1555     if (str)
1556         snprintf(output, outbufsize, "%s", str);
1557
1558     return 1;
1559 }