Remove +s
[platform/upstream/nasm.git] / disasm.c
1 /* ----------------------------------------------------------------------- *
2  *   
3  *   Copyright 1996-2012 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 an effective address (ModRM) specification.
201  */
202 static uint8_t *do_ea(uint8_t *data, int modrm, int asize,
203                       int segsize, enum ea_type type,
204                       operand *op, insn *ins)
205 {
206     int mod, rm, scale, index, base;
207     int rex;
208     uint8_t sib = 0;
209
210     mod = (modrm >> 6) & 03;
211     rm = modrm & 07;
212
213     if (mod != 3 && asize != 16 && rm == 4)
214         sib = *data++;
215
216     rex = ins->rex;
217
218     if (mod == 3) {             /* pure register version */
219         op->basereg = rm+(rex & REX_B ? 8 : 0);
220         op->segment |= SEG_RMREG;
221         return data;
222     }
223
224     op->disp_size = 0;
225     op->eaflags = 0;
226
227     if (asize == 16) {
228         /*
229          * <mod> specifies the displacement size (none, byte or
230          * word), and <rm> specifies the register combination.
231          * Exception: mod=0,rm=6 does not specify [BP] as one might
232          * expect, but instead specifies [disp16].
233          */
234
235         if (type != EA_SCALAR)
236             return NULL;
237
238         op->indexreg = op->basereg = -1;
239         op->scale = 1;          /* always, in 16 bits */
240         switch (rm) {
241         case 0:
242             op->basereg = R_BX;
243             op->indexreg = R_SI;
244             break;
245         case 1:
246             op->basereg = R_BX;
247             op->indexreg = R_DI;
248             break;
249         case 2:
250             op->basereg = R_BP;
251             op->indexreg = R_SI;
252             break;
253         case 3:
254             op->basereg = R_BP;
255             op->indexreg = R_DI;
256             break;
257         case 4:
258             op->basereg = R_SI;
259             break;
260         case 5:
261             op->basereg = R_DI;
262             break;
263         case 6:
264             op->basereg = R_BP;
265             break;
266         case 7:
267             op->basereg = R_BX;
268             break;
269         }
270         if (rm == 6 && mod == 0) {      /* special case */
271             op->basereg = -1;
272             if (segsize != 16)
273                 op->disp_size = 16;
274             mod = 2;            /* fake disp16 */
275         }
276         switch (mod) {
277         case 0:
278             op->segment |= SEG_NODISP;
279             break;
280         case 1:
281             op->segment |= SEG_DISP8;
282             op->offset = (int8_t)*data++;
283             break;
284         case 2:
285             op->segment |= SEG_DISP16;
286             op->offset = *data++;
287             op->offset |= ((unsigned)*data++) << 8;
288             break;
289         }
290         return data;
291     } else {
292         /*
293          * Once again, <mod> specifies displacement size (this time
294          * none, byte or *dword*), while <rm> specifies the base
295          * register. Again, [EBP] is missing, replaced by a pure
296          * disp32 (this time that's mod=0,rm=*5*) in 32-bit mode,
297          * and RIP-relative addressing in 64-bit mode.
298          *
299          * However, rm=4
300          * indicates not a single base register, but instead the
301          * presence of a SIB byte...
302          */
303         int a64 = asize == 64;
304
305         op->indexreg = -1;
306
307         if (a64)
308             op->basereg = nasm_rd_reg64[rm | ((rex & REX_B) ? 8 : 0)];
309         else
310             op->basereg = nasm_rd_reg32[rm | ((rex & REX_B) ? 8 : 0)];
311
312         if (rm == 5 && mod == 0) {
313             if (segsize == 64) {
314                 op->eaflags |= EAF_REL;
315                 op->segment |= SEG_RELATIVE;
316                 mod = 2;        /* fake disp32 */
317             }
318
319             if (asize != 64)
320                 op->disp_size = asize;
321
322             op->basereg = -1;
323             mod = 2;            /* fake disp32 */
324         }
325
326
327         if (rm == 4) {          /* process SIB */
328             scale = (sib >> 6) & 03;
329             index = (sib >> 3) & 07;
330             base = sib & 07;
331
332             op->scale = 1 << scale;
333
334             if (type == EA_XMMVSIB)
335                 op->indexreg = nasm_rd_xmmreg[index | ((rex & REX_X) ? 8 : 0)];
336             else if (type == EA_YMMVSIB)
337                 op->indexreg = nasm_rd_ymmreg[index | ((rex & REX_X) ? 8 : 0)];
338             else if (index == 4 && !(rex & REX_X))
339                 op->indexreg = -1; /* ESP/RSP cannot be an index */
340             else if (a64)
341                 op->indexreg = nasm_rd_reg64[index | ((rex & REX_X) ? 8 : 0)];
342             else
343                 op->indexreg = nasm_rd_reg32[index | ((rex & REX_X) ? 8 : 0)];
344
345             if (base == 5 && mod == 0) {
346                 op->basereg = -1;
347                 mod = 2;        /* Fake disp32 */
348             } else if (a64)
349                 op->basereg = nasm_rd_reg64[base | ((rex & REX_B) ? 8 : 0)];
350             else
351                 op->basereg = nasm_rd_reg32[base | ((rex & REX_B) ? 8 : 0)];
352
353             if (segsize == 16)
354                 op->disp_size = 32;
355         } else if (type != EA_SCALAR) {
356             /* Can't have VSIB without SIB */
357             return NULL;
358         }
359
360         switch (mod) {
361         case 0:
362             op->segment |= SEG_NODISP;
363             break;
364         case 1:
365             op->segment |= SEG_DISP8;
366             op->offset = gets8(data);
367             data++;
368             break;
369         case 2:
370             op->segment |= SEG_DISP32;
371             op->offset = gets32(data);
372             data += 4;
373             break;
374         }
375         return data;
376     }
377 }
378
379 /*
380  * Determine whether the instruction template in t corresponds to the data
381  * stream in data. Return the number of bytes matched if so.
382  */
383 #define case4(x) case (x): case (x)+1: case (x)+2: case (x)+3
384
385 static int matches(const struct itemplate *t, uint8_t *data,
386                    const struct prefix_info *prefix, int segsize, insn *ins)
387 {
388     uint8_t *r = (uint8_t *)(t->code);
389     uint8_t *origdata = data;
390     bool a_used = false, o_used = false;
391     enum prefixes drep = 0;
392     enum prefixes dwait = 0;
393     uint8_t lock = prefix->lock;
394     int osize = prefix->osize;
395     int asize = prefix->asize;
396     int i, c;
397     int op1, op2;
398     struct operand *opx, *opy;
399     uint8_t opex = 0;
400     bool vex_ok = false;
401     int regmask = (segsize == 64) ? 15 : 7;
402     enum ea_type eat = EA_SCALAR;
403
404     for (i = 0; i < MAX_OPERANDS; i++) {
405         ins->oprs[i].segment = ins->oprs[i].disp_size =
406             (segsize == 64 ? SEG_64BIT : segsize == 32 ? SEG_32BIT : 0);
407     }
408     ins->condition = -1;
409     ins->rex = prefix->rex;
410     memset(ins->prefixes, 0, sizeof ins->prefixes);
411
412     if (t->flags & (segsize == 64 ? IF_NOLONG : IF_LONG))
413         return false;
414
415     if (prefix->rep == 0xF2)
416         drep = P_REPNE;
417     else if (prefix->rep == 0xF3)
418         drep = P_REP;
419
420     dwait = prefix->wait ? P_WAIT : 0;
421
422     while ((c = *r++) != 0) {
423         op1 = (c & 3) + ((opex & 1) << 2);
424         op2 = ((c >> 3) & 3) + ((opex & 2) << 1);
425         opx = &ins->oprs[op1];
426         opy = &ins->oprs[op2];
427         opex = 0;
428
429         switch (c) {
430         case 01:
431         case 02:
432         case 03:
433         case 04:
434             while (c--)
435                 if (*r++ != *data++)
436                     return false;
437             break;
438
439         case 05:
440         case 06:
441         case 07:
442             opex = c;
443             break;
444
445         case4(010):
446         {
447             int t = *r++, d = *data++;
448             if (d < t || d > t + 7)
449                 return false;
450             else {
451                 opx->basereg = (d-t)+
452                     (ins->rex & REX_B ? 8 : 0);
453                 opx->segment |= SEG_RMREG;
454             }
455             break;
456         }
457
458         case4(0274):
459             opx->offset = (int8_t)*data++;
460             opx->segment |= SEG_SIGNED;
461             break;
462
463         case4(020):
464             opx->offset = *data++;
465             break;
466
467         case4(024):
468             opx->offset = *data++;
469             break;
470
471         case4(030):
472             opx->offset = getu16(data);
473             data += 2;
474             break;
475
476         case4(034):
477             if (osize == 32) {
478                 opx->offset = getu32(data);
479                 data += 4;
480             } else {
481                 opx->offset = getu16(data);
482                 data += 2;
483             }
484             if (segsize != asize)
485                 opx->disp_size = asize;
486             break;
487
488         case4(040):
489             opx->offset = getu32(data);
490             data += 4;
491             break;
492
493         case4(0254):
494             opx->offset = gets32(data);
495             data += 4;
496             break;
497
498         case4(044):
499             switch (asize) {
500             case 16:
501                 opx->offset = getu16(data);
502                 data += 2;
503                 if (segsize != 16)
504                     opx->disp_size = 16;
505                 break;
506             case 32:
507                 opx->offset = getu32(data);
508                 data += 4;
509                 if (segsize == 16)
510                     opx->disp_size = 32;
511                 break;
512             case 64:
513                 opx->offset = getu64(data);
514                 opx->disp_size = 64;
515                 data += 8;
516                 break;
517             }
518             break;
519
520         case4(050):
521             opx->offset = gets8(data++);
522             opx->segment |= SEG_RELATIVE;
523             break;
524
525         case4(054):
526             opx->offset = getu64(data);
527             data += 8;
528             break;
529
530         case4(060):
531             opx->offset = gets16(data);
532             data += 2;
533             opx->segment |= SEG_RELATIVE;
534             opx->segment &= ~SEG_32BIT;
535             break;
536
537         case4(064):  /* rel */
538             opx->segment |= SEG_RELATIVE;
539             /* In long mode rel is always 32 bits, sign extended. */
540             if (segsize == 64 || osize == 32) {
541                 opx->offset = gets32(data);
542                 data += 4;
543                 if (segsize != 64)
544                     opx->segment |= SEG_32BIT;
545                 opx->type = (opx->type & ~SIZE_MASK)
546                     | (segsize == 64 ? BITS64 : BITS32);
547             } else {
548                 opx->offset = gets16(data);
549                 data += 2;
550                 opx->segment &= ~SEG_32BIT;
551                 opx->type = (opx->type & ~SIZE_MASK) | BITS16;
552             }
553             break;
554
555         case4(070):
556             opx->offset = gets32(data);
557             data += 4;
558             opx->segment |= SEG_32BIT | SEG_RELATIVE;
559             break;
560
561         case4(0100):
562         case4(0110):
563         case4(0120):
564         case4(0130):
565         {
566             int modrm = *data++;
567             opx->segment |= SEG_RMREG;
568             data = do_ea(data, modrm, asize, segsize, eat, opy, ins);
569             if (!data)
570                 return false;
571             opx->basereg = ((modrm >> 3) & 7) + (ins->rex & REX_R ? 8 : 0);
572             break;
573         }
574
575         case 0172:
576         {
577             uint8_t ximm = *data++;
578             c = *r++;
579             ins->oprs[c >> 3].basereg = (ximm >> 4) & regmask;
580             ins->oprs[c >> 3].segment |= SEG_RMREG;
581             ins->oprs[c & 7].offset = ximm & 15;
582         }
583         break;
584
585         case 0173:
586         {
587             uint8_t ximm = *data++;
588             c = *r++;
589
590             if ((c ^ ximm) & 15)
591                 return false;
592
593             ins->oprs[c >> 4].basereg = (ximm >> 4) & regmask;
594             ins->oprs[c >> 4].segment |= SEG_RMREG;
595         }
596         break;
597
598         case4(0174):
599         {
600             uint8_t ximm = *data++;
601
602             opx->basereg = (ximm >> 4) & regmask;
603             opx->segment |= SEG_RMREG;
604         }
605         break;
606
607         case4(0200):
608         case4(0204):
609         case4(0210):
610         case4(0214):
611         case4(0220):
612         case4(0224):
613         case4(0230):
614         case4(0234):
615         {
616             int modrm = *data++;
617             if (((modrm >> 3) & 07) != (c & 07))
618                 return false;   /* spare field doesn't match up */
619             data = do_ea(data, modrm, asize, segsize, eat, opy, ins);
620             if (!data)
621                 return false;
622             break;
623         }
624
625         case4(0260):
626         case 0270:
627         {
628             int vexm   = *r++;
629             int vexwlp = *r++;
630
631             ins->rex |= REX_V;
632             if ((prefix->rex & (REX_V|REX_P)) != REX_V)
633                 return false;
634
635             if ((vexm & 0x1f) != prefix->vex_m)
636                 return false;
637
638             switch (vexwlp & 060) {
639             case 000:
640                 if (prefix->rex & REX_W)
641                     return false;
642                 break;
643             case 020:
644                 if (!(prefix->rex & REX_W))
645                     return false;
646                 ins->rex &= ~REX_W;
647                 break;
648             case 040:           /* VEX.W is a don't care */
649                 ins->rex &= ~REX_W;
650                 break;
651             case 060:
652                 break;
653             }
654
655             /* The 010 bit of vexwlp is set if VEX.L is ignored */
656             if ((vexwlp ^ prefix->vex_lp) & ((vexwlp & 010) ? 03 : 07))
657                 return false;
658
659             if (c == 0270) {
660                 if (prefix->vex_v != 0)
661                     return false;
662             } else {
663                 opx->segment |= SEG_RMREG;
664                 opx->basereg = prefix->vex_v;
665             }
666             vex_ok = true;
667             break;
668         }
669
670         case 0271:
671             if (prefix->rep == 0xF3)
672                 drep = P_XRELEASE;
673             break;
674
675         case 0272:
676             if (prefix->rep == 0xF2)
677                 drep = P_XACQUIRE;
678             else if (prefix->rep == 0xF3)
679                 drep = P_XRELEASE;
680             break;
681
682         case 0273:
683             if (prefix->lock == 0xF0) {
684                 if (prefix->rep == 0xF2)
685                     drep = P_XACQUIRE;
686                 else if (prefix->rep == 0xF3)
687                     drep = P_XRELEASE;
688             }
689             break;
690
691         case 0310:
692             if (asize != 16)
693                 return false;
694             else
695                 a_used = true;
696             break;
697
698         case 0311:
699             if (asize != 32)
700                 return false;
701             else
702                 a_used = true;
703             break;
704
705         case 0312:
706             if (asize != segsize)
707                 return false;
708             else
709                 a_used = true;
710             break;
711
712         case 0313:
713             if (asize != 64)
714                 return false;
715             else
716                 a_used = true;
717             break;
718
719         case 0314:
720             if (prefix->rex & REX_B)
721                 return false;
722             break;
723
724         case 0315:
725             if (prefix->rex & REX_X)
726                 return false;
727             break;
728
729         case 0316:
730             if (prefix->rex & REX_R)
731                 return false;
732             break;
733
734         case 0317:
735             if (prefix->rex & REX_W)
736                 return false;
737             break;
738
739         case 0320:
740             if (osize != 16)
741                 return false;
742             else
743                 o_used = true;
744             break;
745
746         case 0321:
747             if (osize != 32)
748                 return false;
749             else
750                 o_used = true;
751             break;
752
753         case 0322:
754             if (osize != (segsize == 16) ? 16 : 32)
755                 return false;
756             else
757                 o_used = true;
758             break;
759
760         case 0323:
761             ins->rex |= REX_W;  /* 64-bit only instruction */
762             osize = 64;
763             o_used = true;
764             break;
765
766         case 0324:
767             if (osize != 64)
768                 return false;
769             o_used = true;
770             break;
771
772         case 0325:
773             ins->rex |= REX_NH;
774             break;
775
776         case 0330:
777         {
778             int t = *r++, d = *data++;
779             if (d < t || d > t + 15)
780                 return false;
781             else
782                 ins->condition = d - t;
783             break;
784         }
785
786         case 0326:
787             if (prefix->rep == 0xF3)
788                 return false;
789             break;
790
791         case 0331:
792             if (prefix->rep)
793                 return false;
794             break;
795
796         case 0332:
797             if (prefix->rep != 0xF2)
798                 return false;
799             drep = 0;
800             break;
801
802         case 0333:
803             if (prefix->rep != 0xF3)
804                 return false;
805             drep = 0;
806             break;
807
808         case 0334:
809             if (lock) {
810                 ins->rex |= REX_R;
811                 lock = 0;
812             }
813             break;
814
815         case 0335:
816             if (drep == P_REP)
817                 drep = P_REPE;
818             break;
819
820         case 0336:
821         case 0337:
822             break;
823
824         case 0340:
825             return false;
826
827         case 0341:
828             if (prefix->wait != 0x9B)
829                 return false;
830             dwait = 0;
831             break;
832
833         case4(0344):
834             ins->oprs[0].basereg = (*data++ >> 3) & 7;
835             break;
836
837         case 0360:
838             if (prefix->osp || prefix->rep)
839                 return false;
840             break;
841
842         case 0361:
843             if (!prefix->osp || prefix->rep)
844                 return false;
845             o_used = true;
846             break;
847
848         case 0362:
849             if (prefix->osp || prefix->rep != 0xf2)
850                 return false;
851             drep = 0;
852             break;
853
854         case 0363:
855             if (prefix->osp || prefix->rep != 0xf3)
856                 return false;
857             drep = 0;
858             break;
859
860         case 0364:
861             if (prefix->osp)
862                 return false;
863             break;
864
865         case 0365:
866             if (prefix->asp)
867                 return false;
868             break;
869
870         case 0366:
871             if (!prefix->osp)
872                 return false;
873             o_used = true;
874             break;
875
876         case 0367:
877             if (!prefix->asp)
878                 return false;
879             a_used = true;
880             break;
881
882         case 0370:
883         case 0371:
884             break;
885
886         case 0374:
887             eat = EA_XMMVSIB;
888             break;
889
890         case 0375:
891             eat = EA_YMMVSIB;
892             break;
893
894         default:
895             return false;       /* Unknown code */
896         }
897     }
898
899     if (!vex_ok && (ins->rex & REX_V))
900         return false;
901
902     /* REX cannot be combined with VEX */
903     if ((ins->rex & REX_V) && (prefix->rex & REX_P))
904         return false;
905
906     /*
907      * Check for unused rep or a/o prefixes.
908      */
909     for (i = 0; i < t->operands; i++) {
910         if (ins->oprs[i].segment != SEG_RMREG)
911             a_used = true;
912     }
913
914     if (lock) {
915         if (ins->prefixes[PPS_LOCK])
916             return false;
917         ins->prefixes[PPS_LOCK] = P_LOCK;
918     }
919     if (drep) {
920         if (ins->prefixes[PPS_REP])
921             return false;
922         ins->prefixes[PPS_REP] = drep;
923     }
924     ins->prefixes[PPS_WAIT] = dwait;
925     if (!o_used) {
926         if (osize != ((segsize == 16) ? 16 : 32)) {
927             enum prefixes pfx = 0;
928
929             switch (osize) {
930             case 16:
931                 pfx = P_O16;
932                 break;
933             case 32:
934                 pfx = P_O32;
935                 break;
936             case 64:
937                 pfx = P_O64;
938                 break;
939             }
940
941             if (ins->prefixes[PPS_OSIZE])
942                 return false;
943             ins->prefixes[PPS_OSIZE] = pfx;
944         }
945     }
946     if (!a_used && asize != segsize) {
947         if (ins->prefixes[PPS_ASIZE])
948             return false;
949         ins->prefixes[PPS_ASIZE] = asize == 16 ? P_A16 : P_A32;
950     }
951
952     /* Fix: check for redundant REX prefixes */
953
954     return data - origdata;
955 }
956
957 /* Condition names for disassembly, sorted by x86 code */
958 static const char * const condition_name[16] = {
959     "o", "no", "c", "nc", "z", "nz", "na", "a",
960     "s", "ns", "pe", "po", "l", "nl", "ng", "g"
961 };
962
963 int32_t disasm(uint8_t *data, char *output, int outbufsize, int segsize,
964             int32_t offset, int autosync, uint32_t prefer)
965 {
966     const struct itemplate * const *p, * const *best_p;
967     const struct disasm_index *ix;
968     uint8_t *dp;
969     int length, best_length = 0;
970     char *segover;
971     int i, slen, colon, n;
972     uint8_t *origdata;
973     int works;
974     insn tmp_ins, ins;
975     uint32_t goodness, best;
976     int best_pref;
977     struct prefix_info prefix;
978     bool end_prefix;
979
980     memset(&ins, 0, sizeof ins);
981
982     /*
983      * Scan for prefixes.
984      */
985     memset(&prefix, 0, sizeof prefix);
986     prefix.asize = segsize;
987     prefix.osize = (segsize == 64) ? 32 : segsize;
988     segover = NULL;
989     origdata = data;
990
991     ix = itable;
992
993     end_prefix = false;
994     while (!end_prefix) {
995         switch (*data) {
996         case 0xF2:
997         case 0xF3:
998             prefix.rep = *data++;
999             break;
1000
1001         case 0x9B:
1002             prefix.wait = *data++;
1003             break;
1004
1005         case 0xF0:
1006             prefix.lock = *data++;
1007             break;
1008
1009         case 0x2E:
1010             segover = "cs", prefix.seg = *data++;
1011             break;
1012         case 0x36:
1013             segover = "ss", prefix.seg = *data++;
1014             break;
1015         case 0x3E:
1016             segover = "ds", prefix.seg = *data++;
1017             break;
1018         case 0x26:
1019             segover = "es", prefix.seg = *data++;
1020             break;
1021         case 0x64:
1022             segover = "fs", prefix.seg = *data++;
1023             break;
1024         case 0x65:
1025             segover = "gs", prefix.seg = *data++;
1026             break;
1027
1028         case 0x66:
1029             prefix.osize = (segsize == 16) ? 32 : 16;
1030             prefix.osp = *data++;
1031             break;
1032         case 0x67:
1033             prefix.asize = (segsize == 32) ? 16 : 32;
1034             prefix.asp = *data++;
1035             break;
1036
1037         case 0xC4:
1038         case 0xC5:
1039             if (segsize == 64 || (data[1] & 0xc0) == 0xc0) {
1040                 prefix.vex[0] = *data++;
1041                 prefix.vex[1] = *data++;
1042
1043                 prefix.rex = REX_V;
1044                 prefix.vex_c = RV_VEX;
1045
1046                 if (prefix.vex[0] == 0xc4) {
1047                     prefix.vex[2] = *data++;
1048                     prefix.rex |= (~prefix.vex[1] >> 5) & 7; /* REX_RXB */
1049                     prefix.rex |= (prefix.vex[2] >> (7-3)) & REX_W;
1050                     prefix.vex_m = prefix.vex[1] & 0x1f;
1051                     prefix.vex_v = (~prefix.vex[2] >> 3) & 15;
1052                     prefix.vex_lp = prefix.vex[2] & 7;
1053                 } else {
1054                     prefix.rex |= (~prefix.vex[1] >> (7-2)) & REX_R;
1055                     prefix.vex_m = 1;
1056                     prefix.vex_v = (~prefix.vex[1] >> 3) & 15;
1057                     prefix.vex_lp = prefix.vex[1] & 7;
1058                 }
1059
1060                 ix = itable_vex[RV_VEX][prefix.vex_m][prefix.vex_lp & 3];
1061             }
1062             end_prefix = true;
1063             break;
1064
1065         case 0x8F:
1066             if ((data[1] & 030) != 0 &&
1067                 (segsize == 64 || (data[1] & 0xc0) == 0xc0)) {
1068                 prefix.vex[0] = *data++;
1069                 prefix.vex[1] = *data++;
1070                 prefix.vex[2] = *data++;
1071
1072                 prefix.rex = REX_V;
1073                 prefix.vex_c = RV_XOP;
1074
1075                 prefix.rex |= (~prefix.vex[1] >> 5) & 7; /* REX_RXB */
1076                 prefix.rex |= (prefix.vex[2] >> (7-3)) & REX_W;
1077                 prefix.vex_m = prefix.vex[1] & 0x1f;
1078                 prefix.vex_v = (~prefix.vex[2] >> 3) & 15;
1079                 prefix.vex_lp = prefix.vex[2] & 7;
1080
1081                 ix = itable_vex[RV_XOP][prefix.vex_m][prefix.vex_lp & 3];
1082             }
1083             end_prefix = true;
1084             break;
1085
1086         case REX_P + 0x0:
1087         case REX_P + 0x1:
1088         case REX_P + 0x2:
1089         case REX_P + 0x3:
1090         case REX_P + 0x4:
1091         case REX_P + 0x5:
1092         case REX_P + 0x6:
1093         case REX_P + 0x7:
1094         case REX_P + 0x8:
1095         case REX_P + 0x9:
1096         case REX_P + 0xA:
1097         case REX_P + 0xB:
1098         case REX_P + 0xC:
1099         case REX_P + 0xD:
1100         case REX_P + 0xE:
1101         case REX_P + 0xF:
1102             if (segsize == 64) {
1103                 prefix.rex = *data++;
1104                 if (prefix.rex & REX_W)
1105                     prefix.osize = 64;
1106             }
1107             end_prefix = true;
1108             break;
1109
1110         default:
1111             end_prefix = true;
1112             break;
1113         }
1114     }
1115
1116     best = -1;                  /* Worst possible */
1117     best_p = NULL;
1118     best_pref = INT_MAX;
1119
1120     if (!ix)
1121         return 0;               /* No instruction table at all... */
1122
1123     dp = data;
1124     ix += *dp++;
1125     while (ix->n == -1) {
1126         ix = (const struct disasm_index *)ix->p + *dp++;
1127     }
1128
1129     p = (const struct itemplate * const *)ix->p;
1130     for (n = ix->n; n; n--, p++) {
1131         if ((length = matches(*p, data, &prefix, segsize, &tmp_ins))) {
1132             works = true;
1133             /*
1134              * Final check to make sure the types of r/m match up.
1135              * XXX: Need to make sure this is actually correct.
1136              */
1137             for (i = 0; i < (*p)->operands; i++) {
1138                 if (!((*p)->opd[i] & SAME_AS) &&
1139                     (
1140                         /* If it's a mem-only EA but we have a
1141                            register, die. */
1142                         ((tmp_ins.oprs[i].segment & SEG_RMREG) &&
1143                          is_class(MEMORY, (*p)->opd[i])) ||
1144                         /* If it's a reg-only EA but we have a memory
1145                            ref, die. */
1146                         (!(tmp_ins.oprs[i].segment & SEG_RMREG) &&
1147                          !(REG_EA & ~(*p)->opd[i]) &&
1148                          !((*p)->opd[i] & REG_SMASK)) ||
1149                         /* Register type mismatch (eg FS vs REG_DESS):
1150                            die. */
1151                         ((((*p)->opd[i] & (REGISTER | FPUREG)) ||
1152                           (tmp_ins.oprs[i].segment & SEG_RMREG)) &&
1153                          !whichreg((*p)->opd[i],
1154                                    tmp_ins.oprs[i].basereg, tmp_ins.rex))
1155                         )) {
1156                     works = false;
1157                     break;
1158                 }
1159             }
1160
1161             /*
1162              * Note: we always prefer instructions which incorporate
1163              * prefixes in the instructions themselves.  This is to allow
1164              * e.g. PAUSE to be preferred to REP NOP, and deal with
1165              * MMX/SSE instructions where prefixes are used to select
1166              * between MMX and SSE register sets or outright opcode
1167              * selection.
1168              */
1169             if (works) {
1170                 int i, nprefix;
1171                 goodness = ((*p)->flags & IF_PFMASK) ^ prefer;
1172                 nprefix = 0;
1173                 for (i = 0; i < MAXPREFIX; i++)
1174                     if (tmp_ins.prefixes[i])
1175                         nprefix++;
1176                 if (nprefix < best_pref ||
1177                     (nprefix == best_pref && goodness < best)) {
1178                     /* This is the best one found so far */
1179                     best = goodness;
1180                     best_p = p;
1181                     best_pref = nprefix;
1182                     best_length = length;
1183                     ins = tmp_ins;
1184                 }
1185             }
1186         }
1187     }
1188
1189     if (!best_p)
1190         return 0;               /* no instruction was matched */
1191
1192     /* Pick the best match */
1193     p = best_p;
1194     length = best_length;
1195
1196     slen = 0;
1197
1198     /* TODO: snprintf returns the value that the string would have if
1199      *      the buffer were long enough, and not the actual length of
1200      *      the returned string, so each instance of using the return
1201      *      value of snprintf should actually be checked to assure that
1202      *      the return value is "sane."  Maybe a macro wrapper could
1203      *      be used for that purpose.
1204      */
1205     for (i = 0; i < MAXPREFIX; i++) {
1206         const char *prefix = prefix_name(ins.prefixes[i]);
1207         if (prefix)
1208             slen += snprintf(output+slen, outbufsize-slen, "%s ", prefix);
1209     }
1210
1211     i = (*p)->opcode;
1212     if (i >= FIRST_COND_OPCODE)
1213         slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s%s",
1214                          nasm_insn_names[i], condition_name[ins.condition]);
1215     else
1216         slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s",
1217                          nasm_insn_names[i]);
1218
1219     colon = false;
1220     length += data - origdata;  /* fix up for prefixes */
1221     for (i = 0; i < (*p)->operands; i++) {
1222         opflags_t t = (*p)->opd[i];
1223         const operand *o = &ins.oprs[i];
1224         int64_t offs;
1225
1226         if (t & SAME_AS) {
1227             o = &ins.oprs[t & ~SAME_AS];
1228             t = (*p)->opd[t & ~SAME_AS];
1229         }
1230
1231         output[slen++] = (colon ? ':' : i == 0 ? ' ' : ',');
1232
1233         offs = o->offset;
1234         if (o->segment & SEG_RELATIVE) {
1235             offs += offset + length;
1236             /*
1237              * sort out wraparound
1238              */
1239             if (!(o->segment & (SEG_32BIT|SEG_64BIT)))
1240                 offs &= 0xffff;
1241             else if (segsize != 64)
1242                 offs &= 0xffffffff;
1243
1244             /*
1245              * add sync marker, if autosync is on
1246              */
1247             if (autosync)
1248                 add_sync(offs, 0L);
1249         }
1250
1251         if (t & COLON)
1252             colon = true;
1253         else
1254             colon = false;
1255
1256         if ((t & (REGISTER | FPUREG)) ||
1257             (o->segment & SEG_RMREG)) {
1258             enum reg_enum reg;
1259             reg = whichreg(t, o->basereg, ins.rex);
1260             if (t & TO)
1261                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "to ");
1262             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s",
1263                              nasm_reg_names[reg-EXPR_REG_START]);
1264         } else if (!(UNITY & ~t)) {
1265             output[slen++] = '1';
1266         } else if (t & IMMEDIATE) {
1267             if (t & BITS8) {
1268                 slen +=
1269                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "byte ");
1270                 if (o->segment & SEG_SIGNED) {
1271                     if (offs < 0) {
1272                         offs *= -1;
1273                         output[slen++] = '-';
1274                     } else
1275                         output[slen++] = '+';
1276                 }
1277             } else if (t & BITS16) {
1278                 slen +=
1279                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "word ");
1280             } else if (t & BITS32) {
1281                 slen +=
1282                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "dword ");
1283             } else if (t & BITS64) {
1284                 slen +=
1285                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "qword ");
1286             } else if (t & NEAR) {
1287                 slen +=
1288                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "near ");
1289             } else if (t & SHORT) {
1290                 slen +=
1291                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "short ");
1292             }
1293             slen +=
1294                 snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "0x%"PRIx64"",
1295                          offs);
1296         } else if (!(MEM_OFFS & ~t)) {
1297             slen +=
1298                 snprintf(output + slen, outbufsize - slen,
1299                          "[%s%s%s0x%"PRIx64"]",
1300                          (segover ? segover : ""),
1301                          (segover ? ":" : ""),
1302                          (o->disp_size == 64 ? "qword " :
1303                           o->disp_size == 32 ? "dword " :
1304                           o->disp_size == 16 ? "word " : ""), offs);
1305             segover = NULL;
1306         } else if (is_class(REGMEM, t)) {
1307             int started = false;
1308             if (t & BITS8)
1309                 slen +=
1310                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "byte ");
1311             if (t & BITS16)
1312                 slen +=
1313                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "word ");
1314             if (t & BITS32)
1315                 slen +=
1316                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "dword ");
1317             if (t & BITS64)
1318                 slen +=
1319                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "qword ");
1320             if (t & BITS80)
1321                 slen +=
1322                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "tword ");
1323             if (t & BITS128)
1324                 slen +=
1325                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "oword ");
1326             if (t & BITS256)
1327                 slen +=
1328                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "yword ");
1329             if (t & FAR)
1330                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "far ");
1331             if (t & NEAR)
1332                 slen +=
1333                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "near ");
1334             output[slen++] = '[';
1335             if (o->disp_size)
1336                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s",
1337                                  (o->disp_size == 64 ? "qword " :
1338                                   o->disp_size == 32 ? "dword " :
1339                                   o->disp_size == 16 ? "word " :
1340                                   ""));
1341             if (o->eaflags & EAF_REL)
1342                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "rel ");
1343             if (segover) {
1344                 slen +=
1345                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s:",
1346                              segover);
1347                 segover = NULL;
1348             }
1349             if (o->basereg != -1) {
1350                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s",
1351                                  nasm_reg_names[(o->basereg-EXPR_REG_START)]);
1352                 started = true;
1353             }
1354             if (o->indexreg != -1) {
1355                 if (started)
1356                     output[slen++] = '+';
1357                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s",
1358                                  nasm_reg_names[(o->indexreg-EXPR_REG_START)]);
1359                 if (o->scale > 1)
1360                     slen +=
1361                         snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "*%d",
1362                                  o->scale);
1363                 started = true;
1364             }
1365
1366
1367             if (o->segment & SEG_DISP8) {
1368                 const char *prefix;
1369                 uint8_t offset = offs;
1370                 if ((int8_t)offset < 0) {
1371                     prefix = "-";
1372                     offset = -offset;
1373                 } else {
1374                     prefix = "+";
1375                 }
1376                 slen +=
1377                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s0x%"PRIx8"",
1378                              prefix, offset);
1379             } else if (o->segment & SEG_DISP16) {
1380                 const char *prefix;
1381                 uint16_t offset = offs;
1382                 if ((int16_t)offset < 0 && started) {
1383                     offset = -offset;
1384                     prefix = "-";
1385                 } else {
1386                     prefix = started ? "+" : "";
1387                 }
1388                 slen +=
1389                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen,
1390                              "%s0x%"PRIx16"", prefix, offset);
1391             } else if (o->segment & SEG_DISP32) {
1392                 if (prefix.asize == 64) {
1393                     const char *prefix;
1394                     uint64_t offset = (int64_t)(int32_t)offs;
1395                     if ((int32_t)offs < 0 && started) {
1396                         offset = -offset;
1397                         prefix = "-";
1398                     } else {
1399                         prefix = started ? "+" : "";
1400                     }
1401                     slen +=
1402                         snprintf(output + slen, outbufsize - slen,
1403                                  "%s0x%"PRIx64"", prefix, offset);
1404                 } else {
1405                     const char *prefix;
1406                     uint32_t offset = offs;
1407                     if ((int32_t) offset < 0 && started) {
1408                         offset = -offset;
1409                         prefix = "-";
1410                     } else {
1411                         prefix = started ? "+" : "";
1412                     }
1413                     slen +=
1414                         snprintf(output + slen, outbufsize - slen,
1415                                  "%s0x%"PRIx32"", prefix, offset);
1416                 }
1417             }
1418             output[slen++] = ']';
1419         } else {
1420             slen +=
1421                 snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "<operand%d>",
1422                          i);
1423         }
1424     }
1425     output[slen] = '\0';
1426     if (segover) {              /* unused segment override */
1427         char *p = output;
1428         int count = slen + 1;
1429         while (count--)
1430             p[count + 3] = p[count];
1431         strncpy(output, segover, 2);
1432         output[2] = ' ';
1433     }
1434     return length;
1435 }
1436
1437 /*
1438  * This is called when we don't have a complete instruction.  If it
1439  * is a standalone *single-byte* prefix show it as such, otherwise
1440  * print it as a literal.
1441  */
1442 int32_t eatbyte(uint8_t *data, char *output, int outbufsize, int segsize)
1443 {
1444     uint8_t byte = *data;
1445     const char *str = NULL;
1446     
1447     switch (byte) {
1448     case 0xF2:
1449         str = "repne";
1450         break;
1451     case 0xF3:
1452         str = "rep";
1453         break;
1454     case 0x9B:
1455         str = "wait";
1456         break;
1457     case 0xF0:
1458         str = "lock";
1459         break;
1460     case 0x2E:
1461         str = "cs";
1462         break;
1463     case 0x36:
1464         str = "ss";
1465         break;
1466     case 0x3E:
1467         str = "ss";
1468         break;
1469     case 0x26:
1470         str = "es";
1471         break;
1472     case 0x64:
1473         str = "fs";
1474         break;
1475     case 0x65:
1476         str = "gs";
1477         break;
1478     case 0x66:
1479         str = (segsize == 16) ? "o32" : "o16";
1480         break;
1481     case 0x67:
1482         str = (segsize == 32) ? "a16" : "a32";
1483         break;
1484     case REX_P + 0x0:
1485     case REX_P + 0x1:
1486     case REX_P + 0x2:
1487     case REX_P + 0x3:
1488     case REX_P + 0x4:
1489     case REX_P + 0x5:
1490     case REX_P + 0x6:
1491     case REX_P + 0x7:
1492     case REX_P + 0x8:
1493     case REX_P + 0x9:
1494     case REX_P + 0xA:
1495     case REX_P + 0xB:
1496     case REX_P + 0xC:
1497     case REX_P + 0xD:
1498     case REX_P + 0xE:
1499     case REX_P + 0xF:
1500         if (segsize == 64) {
1501             snprintf(output, outbufsize, "rex%s%s%s%s%s",
1502                      (byte == REX_P) ? "" : ".",
1503                      (byte & REX_W) ? "w" : "",
1504                      (byte & REX_R) ? "r" : "",
1505                      (byte & REX_X) ? "x" : "",
1506                      (byte & REX_B) ? "b" : "");
1507             break;
1508         }
1509         /* else fall through */
1510     default:
1511         snprintf(output, outbufsize, "db 0x%02x", byte);
1512         break;
1513     }
1514
1515     if (str)
1516         snprintf(output, outbufsize, "%s", str);
1517
1518     return 1;
1519 }