disasm.c

   1 /* disasm.c   where all the _work_ gets done in the Netwide Disassembler
   2  *
   3  * The Netwide Assembler is copyright (C) 1996 Simon Tatham and
   4  * Julian Hall. All rights reserved. The software is
   5  * redistributable under the license given in the file "LICENSE"
   6  * distributed in the NASM archive.
   7  *
   8  * initial version 27/iii/95 by Simon Tatham
   9  */
  10
  11 #include "compiler.h"
  12
  13 #include <stdio.h>
  14 #include <string.h>
  15 #include <limits.h>
  16 #include <inttypes.h>
  17
  18 #include "nasm.h"
  19 #include "disasm.h"
  20 #include "sync.h"
  21 #include "insns.h"
  22 #include "tables.h"
  23 #include "regdis.h"
  24
  25 /*
  26  * Flags that go into the `segment' field of `insn' structures
  27  * during disassembly.
  28  */
  29 #define SEG_RELATIVE      1
  30 #define SEG_32BIT         2
  31 #define SEG_RMREG         4
  32 #define SEG_DISP8         8
  33 #define SEG_DISP16       16
  34 #define SEG_DISP32       32
  35 #define SEG_NODISP       64
  36 #define SEG_SIGNED      128
  37 #define SEG_64BIT       256
  38
  39 /*
  40  * Prefix information
  41  */
  42 struct prefix_info {
  43     uint8_t osize;              /* Operand size */
  44     uint8_t asize;              /* Address size */
  45     uint8_t osp;                /* Operand size prefix present */
  46     uint8_t asp;                /* Address size prefix present */
  47     uint8_t rep;                /* Rep prefix present */
  48     uint8_t seg;                /* Segment override prefix present */
  49     uint8_t lock;               /* Lock prefix present */
  50     uint8_t vex[3];             /* VEX prefix present */
  51     uint8_t vex_m;              /* VEX.M field */
  52     uint8_t vex_v;
  53     uint8_t vex_lp;             /* VEX.LP fields */
  54     uint32_t rex;               /* REX prefix present */
  55 };
  56
  57 #define getu8(x) (*(uint8_t *)(x))
  58 #if X86_MEMORY
  59 /* Littleendian CPU which can handle unaligned references */
  60 #define getu16(x) (*(uint16_t *)(x))
  61 #define getu32(x) (*(uint32_t *)(x))
  62 #define getu64(x) (*(uint64_t *)(x))
  63 #else
  64 static uint16_t getu16(uint8_t *data)
  65 {
  66     return (uint16_t)data[0] + ((uint16_t)data[1] << 8);
  67 }
  68 static uint32_t getu32(uint8_t *data)
  69 {
  70     return (uint32_t)getu16(data) + ((uint32_t)getu16(data+2) << 16);
  71 }
  72 static uint64_t getu64(uint8_t *data)
  73 {
  74     return (uint64_t)getu32(data) + ((uint64_t)getu32(data+4) << 32);
  75 }
  76 #endif
  77
  78 #define gets8(x) ((int8_t)getu8(x))
  79 #define gets16(x) ((int16_t)getu16(x))
  80 #define gets32(x) ((int32_t)getu32(x))
  81 #define gets64(x) ((int64_t)getu64(x))
  82
  83 /* Important: regval must already have been adjusted for rex extensions */
  84 static enum reg_enum whichreg(int32_t regflags, int regval, int rex)
  85 {
  86     if (!(regflags & (REGISTER|REGMEM)))
  87         return 0;               /* Registers not permissible?! */
  88
  89     regflags |= REGISTER;
  90
  91     if (!(REG_AL & ~regflags))
  92         return R_AL;
  93     if (!(REG_AX & ~regflags))
  94         return R_AX;
  95     if (!(REG_EAX & ~regflags))
  96         return R_EAX;
  97     if (!(REG_RAX & ~regflags))
  98         return R_RAX;
  99     if (!(REG_DL & ~regflags))
 100         return R_DL;
 101     if (!(REG_DX & ~regflags))
 102         return R_DX;
 103     if (!(REG_EDX & ~regflags))
 104         return R_EDX;
 105     if (!(REG_RDX & ~regflags))
 106         return R_RDX;
 107     if (!(REG_CL & ~regflags))
 108         return R_CL;
 109     if (!(REG_CX & ~regflags))
 110         return R_CX;
 111     if (!(REG_ECX & ~regflags))
 112         return R_ECX;
 113     if (!(REG_RCX & ~regflags))
 114         return R_RCX;
 115     if (!(FPU0 & ~regflags))
 116         return R_ST0;
 117     if (!(XMM0 & ~regflags))
 118         return R_XMM0;
 119     if (!(YMM0 & ~regflags))
 120         return R_YMM0;
 121     if (!(REG_CS & ~regflags))
 122         return (regval == 1) ? R_CS : 0;
 123     if (!(REG_DESS & ~regflags))
 124         return (regval == 0 || regval == 2
 125                 || regval == 3 ? nasm_rd_sreg[regval] : 0);
 126     if (!(REG_FSGS & ~regflags))
 127         return (regval == 4 || regval == 5 ? nasm_rd_sreg[regval] : 0);
 128     if (!(REG_SEG67 & ~regflags))
 129         return (regval == 6 || regval == 7 ? nasm_rd_sreg[regval] : 0);
 130
 131     /* All the entries below look up regval in an 16-entry array */
 132     if (regval < 0 || regval > 15)
 133         return 0;
 134
 135     if (!(REG8 & ~regflags)) {
 136         if (rex & REX_P)
 137             return nasm_rd_reg8_rex[regval];
 138         else
 139             return nasm_rd_reg8[regval];
 140     }
 141     if (!(REG16 & ~regflags))
 142         return nasm_rd_reg16[regval];
 143     if (!(REG32 & ~regflags))
 144         return nasm_rd_reg32[regval];
 145     if (!(REG64 & ~regflags))
 146         return nasm_rd_reg64[regval];
 147     if (!(REG_SREG & ~regflags))
 148         return nasm_rd_sreg[regval & 7]; /* Ignore REX */
 149     if (!(REG_CREG & ~regflags))
 150         return nasm_rd_creg[regval];
 151     if (!(REG_DREG & ~regflags))
 152         return nasm_rd_dreg[regval];
 153     if (!(REG_TREG & ~regflags)) {
 154         if (rex & REX_P)
 155             return 0;           /* TR registers are ill-defined with rex */
 156         return nasm_rd_treg[regval];
 157     }
 158     if (!(FPUREG & ~regflags))
 159         return nasm_rd_fpureg[regval & 7]; /* Ignore REX */
 160     if (!(MMXREG & ~regflags))
 161         return nasm_rd_mmxreg[regval & 7]; /* Ignore REX */
 162     if (!(XMMREG & ~regflags))
 163         return nasm_rd_xmmreg[regval];
 164     if (!(YMMREG & ~regflags))
 165         return nasm_rd_ymmreg[regval];
 166
 167     return 0;
 168 }
 169
 170 /*
 171  * Process a DREX suffix
 172  */
 173 static uint8_t *do_drex(uint8_t *data, insn *ins)
 174 {
 175     uint8_t drex = *data++;
 176     operand *dst = &ins->oprs[ins->drexdst];
 177
 178     if ((drex & 8) != ((ins->rex & REX_OC) ? 8 : 0))
 179         return NULL;    /* OC0 mismatch */
 180     ins->rex = (ins->rex & ~7) | (drex & 7);
 181
 182     dst->segment = SEG_RMREG;
 183     dst->basereg = drex >> 4;
 184     return data;
 185 }
 186
 187
 188 /*
 189  * Process an effective address (ModRM) specification.
 190  */
 191 static uint8_t *do_ea(uint8_t *data, int modrm, int asize,
 192                       int segsize, operand * op, insn *ins)
 193 {
 194     int mod, rm, scale, index, base;
 195     int rex;
 196     uint8_t sib = 0;
 197
 198     mod = (modrm >> 6) & 03;
 199     rm = modrm & 07;
 200
 201     if (mod != 3 && rm == 4 && asize != 16)
 202         sib = *data++;
 203
 204     if (ins->rex & REX_D) {
 205         data = do_drex(data, ins);
 206         if (!data)
 207             return NULL;
 208     }
 209     rex = ins->rex;
 210
 211     if (mod == 3) {             /* pure register version */
 212         op->basereg = rm+(rex & REX_B ? 8 : 0);
 213         op->segment |= SEG_RMREG;
 214         return data;
 215     }
 216
 217     op->disp_size = 0;
 218     op->eaflags = 0;
 219
 220     if (asize == 16) {
 221         /*
 222          * <mod> specifies the displacement size (none, byte or
 223          * word), and <rm> specifies the register combination.
 224          * Exception: mod=0,rm=6 does not specify [BP] as one might
 225          * expect, but instead specifies [disp16].
 226          */
 227         op->indexreg = op->basereg = -1;
 228         op->scale = 1;          /* always, in 16 bits */
 229         switch (rm) {
 230         case 0:
 231             op->basereg = R_BX;
 232             op->indexreg = R_SI;
 233             break;
 234         case 1:
 235             op->basereg = R_BX;
 236             op->indexreg = R_DI;
 237             break;
 238         case 2:
 239             op->basereg = R_BP;
 240             op->indexreg = R_SI;
 241             break;
 242         case 3:
 243             op->basereg = R_BP;
 244             op->indexreg = R_DI;
 245             break;
 246         case 4:
 247             op->basereg = R_SI;
 248             break;
 249         case 5:
 250             op->basereg = R_DI;
 251             break;
 252         case 6:
 253             op->basereg = R_BP;
 254             break;
 255         case 7:
 256             op->basereg = R_BX;
 257             break;
 258         }
 259         if (rm == 6 && mod == 0) {      /* special case */
 260             op->basereg = -1;
 261             if (segsize != 16)
 262                 op->disp_size = 16;
 263             mod = 2;            /* fake disp16 */
 264         }
 265         switch (mod) {
 266         case 0:
 267             op->segment |= SEG_NODISP;
 268             break;
 269         case 1:
 270             op->segment |= SEG_DISP8;
 271             op->offset = (int8_t)*data++;
 272             break;
 273         case 2:
 274             op->segment |= SEG_DISP16;
 275             op->offset = *data++;
 276             op->offset |= ((unsigned)*data++) << 8;
 277             break;
 278         }
 279         return data;
 280     } else {
 281         /*
 282          * Once again, <mod> specifies displacement size (this time
 283          * none, byte or *dword*), while <rm> specifies the base
 284          * register. Again, [EBP] is missing, replaced by a pure
 285          * disp32 (this time that's mod=0,rm=*5*) in 32-bit mode,
 286          * and RIP-relative addressing in 64-bit mode.
 287          *
 288          * However, rm=4
 289          * indicates not a single base register, but instead the
 290          * presence of a SIB byte...
 291          */
 292         int a64 = asize == 64;
 293
 294         op->indexreg = -1;
 295
 296         if (a64)
 297             op->basereg = nasm_rd_reg64[rm | ((rex & REX_B) ? 8 : 0)];
 298         else
 299             op->basereg = nasm_rd_reg32[rm | ((rex & REX_B) ? 8 : 0)];
 300
 301         if (rm == 5 && mod == 0) {
 302             if (segsize == 64) {
 303                 op->eaflags |= EAF_REL;
 304                 op->segment |= SEG_RELATIVE;
 305                 mod = 2;        /* fake disp32 */
 306             }
 307
 308             if (asize != 64)
 309                 op->disp_size = asize;
 310
 311             op->basereg = -1;
 312             mod = 2;            /* fake disp32 */
 313         }
 314
 315         if (rm == 4) {          /* process SIB */
 316             scale = (sib >> 6) & 03;
 317             index = (sib >> 3) & 07;
 318             base = sib & 07;
 319
 320             op->scale = 1 << scale;
 321
 322             if (index == 4 && !(rex & REX_X))
 323                 op->indexreg = -1; /* ESP/RSP cannot be an index */
 324             else if (a64)
 325                 op->indexreg = nasm_rd_reg64[index | ((rex & REX_X) ? 8 : 0)];
 326             else
 327                 op->indexreg = nasm_rd_reg32[index | ((rex & REX_X) ? 8 : 0)];
 328
 329             if (base == 5 && mod == 0) {
 330                 op->basereg = -1;
 331                 mod = 2;        /* Fake disp32 */
 332             } else if (a64)
 333                 op->basereg = nasm_rd_reg64[base | ((rex & REX_B) ? 8 : 0)];
 334             else
 335                 op->basereg = nasm_rd_reg32[base | ((rex & REX_B) ? 8 : 0)];
 336
 337             if (segsize == 16)
 338                 op->disp_size = 32;
 339         }
 340
 341         switch (mod) {
 342         case 0:
 343             op->segment |= SEG_NODISP;
 344             break;
 345         case 1:
 346             op->segment |= SEG_DISP8;
 347             op->offset = gets8(data);
 348             data++;
 349             break;
 350         case 2:
 351             op->segment |= SEG_DISP32;
 352             op->offset = gets32(data);
 353             data += 4;
 354             break;
 355         }
 356         return data;
 357     }
 358 }
 359
 360 /*
 361  * Determine whether the instruction template in t corresponds to the data
 362  * stream in data. Return the number of bytes matched if so.
 363  */
 364 #define case4(x) case (x): case (x)+1: case (x)+2: case (x)+3
 365
 366 static int matches(const struct itemplate *t, uint8_t *data,
 367                    const struct prefix_info *prefix, int segsize, insn *ins)
 368 {
 369     uint8_t *r = (uint8_t *)(t->code);
 370     uint8_t *origdata = data;
 371     bool a_used = false, o_used = false;
 372     enum prefixes drep = 0;
 373     uint8_t lock = prefix->lock;
 374     int osize = prefix->osize;
 375     int asize = prefix->asize;
 376     int i, c;
 377     struct operand *opx;
 378     int s_field_for = -1;       /* No 144/154 series code encountered */
 379     bool vex_ok = false;
 380     int regmask = (segsize == 64) ? 15 : 7;
 381
 382     for (i = 0; i < MAX_OPERANDS; i++) {
 383         ins->oprs[i].segment = ins->oprs[i].disp_size =
 384             (segsize == 64 ? SEG_64BIT : segsize == 32 ? SEG_32BIT : 0);
 385     }
 386     ins->condition = -1;
 387     ins->rex = prefix->rex;
 388     memset(ins->prefixes, 0, sizeof ins->prefixes);
 389
 390     if (t->flags & (segsize == 64 ? IF_NOLONG : IF_LONG))
 391         return false;
 392
 393     if (prefix->rep == 0xF2)
 394         drep = P_REPNE;
 395     else if (prefix->rep == 0xF3)
 396         drep = P_REP;
 397
 398     while ((c = *r++) != 0) {
 399         opx = &ins->oprs[c & 3];
 400
 401         switch (c) {
 402         case 01:
 403         case 02:
 404         case 03:
 405             while (c--)
 406                 if (*r++ != *data++)
 407                     return false;
 408             break;
 409
 410         case 04:
 411             switch (*data++) {
 412             case 0x07:
 413                 ins->oprs[0].basereg = 0;
 414                 break;
 415             case 0x17:
 416                 ins->oprs[0].basereg = 2;
 417                 break;
 418             case 0x1F:
 419                 ins->oprs[0].basereg = 3;
 420                 break;
 421             default:
 422                 return false;
 423             }
 424             break;
 425
 426         case 05:
 427             switch (*data++) {
 428             case 0xA1:
 429                 ins->oprs[0].basereg = 4;
 430                 break;
 431             case 0xA9:
 432                 ins->oprs[0].basereg = 5;
 433                 break;
 434             default:
 435                 return false;
 436             }
 437             break;
 438
 439         case 06:
 440             switch (*data++) {
 441             case 0x06:
 442                 ins->oprs[0].basereg = 0;
 443                 break;
 444             case 0x0E:
 445                 ins->oprs[0].basereg = 1;
 446                 break;
 447             case 0x16:
 448                 ins->oprs[0].basereg = 2;
 449                 break;
 450             case 0x1E:
 451                 ins->oprs[0].basereg = 3;
 452                 break;
 453             default:
 454                 return false;
 455             }
 456             break;
 457
 458         case 07:
 459             switch (*data++) {
 460             case 0xA0:
 461                 ins->oprs[0].basereg = 4;
 462                 break;
 463             case 0xA8:
 464                 ins->oprs[0].basereg = 5;
 465                 break;
 466             default:
 467                 return false;
 468             }
 469             break;
 470
 471         case4(010):
 472         {
 473             int t = *r++, d = *data++;
 474             if (d < t || d > t + 7)
 475                 return false;
 476             else {
 477                 opx->basereg = (d-t)+
 478                     (ins->rex & REX_B ? 8 : 0);
 479                 opx->segment |= SEG_RMREG;
 480             }
 481             break;
 482         }
 483
 484         case4(014):
 485             opx->offset = (int8_t)*data++;
 486             opx->segment |= SEG_SIGNED;
 487             break;
 488
 489         case4(020):
 490             opx->offset = *data++;
 491             break;
 492
 493         case4(024):
 494             opx->offset = *data++;
 495             break;
 496
 497         case4(030):
 498             opx->offset = getu16(data);
 499             data += 2;
 500             break;
 501
 502         case4(034):
 503             if (osize == 32) {
 504                 opx->offset = getu32(data);
 505                 data += 4;
 506             } else {
 507                 opx->offset = getu16(data);
 508                 data += 2;
 509             }
 510             if (segsize != asize)
 511                 opx->disp_size = asize;
 512             break;
 513
 514         case4(040):
 515             opx->offset = getu32(data);
 516             data += 4;
 517             break;
 518
 519         case4(044):
 520             switch (asize) {
 521             case 16:
 522                 opx->offset = getu16(data);
 523                 data += 2;
 524                 if (segsize != 16)
 525                     opx->disp_size = 16;
 526                 break;
 527             case 32:
 528                 opx->offset = getu32(data);
 529                 data += 4;
 530                 if (segsize == 16)
 531                     opx->disp_size = 32;
 532                 break;
 533             case 64:
 534                 opx->offset = getu64(data);
 535                 opx->disp_size = 64;
 536                 data += 8;
 537                 break;
 538             }
 539             break;
 540
 541         case4(050):
 542             opx->offset = gets8(data++);
 543             opx->segment |= SEG_RELATIVE;
 544             break;
 545
 546         case4(054):
 547             opx->offset = getu64(data);
 548             data += 8;
 549             break;
 550
 551         case4(060):
 552             opx->offset = gets16(data);
 553             data += 2;
 554             opx->segment |= SEG_RELATIVE;
 555             opx->segment &= ~SEG_32BIT;
 556             break;
 557
 558         case4(064):
 559             opx->segment |= SEG_RELATIVE;
 560             if (osize == 16) {
 561                 opx->offset = gets16(data);
 562                 data += 2;
 563                 opx->segment &= ~(SEG_32BIT|SEG_64BIT);
 564             } else if (osize == 32) {
 565                 opx->offset = gets32(data);
 566                 data += 4;
 567                 opx->segment &= ~SEG_64BIT;
 568                 opx->segment |= SEG_32BIT;
 569             }
 570             if (segsize != osize) {
 571                 opx->type =
 572                     (opx->type & ~SIZE_MASK)
 573                     | ((osize == 16) ? BITS16 : BITS32);
 574             }
 575             break;
 576
 577         case4(070):
 578             opx->offset = gets32(data);
 579             data += 4;
 580             opx->segment |= SEG_32BIT | SEG_RELATIVE;
 581             break;
 582
 583         case4(0100):
 584         case4(0110):
 585         case4(0120):
 586         case4(0130):
 587         {
 588             int modrm = *data++;
 589             opx->segment |= SEG_RMREG;
 590             data = do_ea(data, modrm, asize, segsize,
 591                          &ins->oprs[(c >> 3) & 3], ins);
 592             if (!data)
 593                 return false;
 594             opx->basereg = ((modrm >> 3)&7)+
 595                 (ins->rex & REX_R ? 8 : 0);
 596             break;
 597         }
 598
 599         case4(0140):
 600             if (s_field_for == (c & 3)) {
 601                 opx->offset = gets8(data);
 602                 data++;
 603             } else {
 604                 opx->offset = getu16(data);
 605                 data += 2;
 606             }
 607             break;
 608
 609         case4(0144):
 610         case4(0154):
 611             s_field_for = (*data & 0x02) ? c & 3 : -1;
 612             if ((*data++ & ~0x02) != *r++)
 613                 return false;
 614             break;
 615
 616         case4(0150):
 617             if (s_field_for == (c & 3)) {
 618                 opx->offset = gets8(data);
 619                 data++;
 620             } else {
 621                 opx->offset = getu32(data);
 622                 data += 4;
 623             }
 624             break;
 625
 626         case4(0160):
 627             ins->rex |= REX_D;
 628             ins->drexdst = c & 3;
 629             break;
 630
 631         case4(0164):
 632             ins->rex |= REX_D|REX_OC;
 633             ins->drexdst = c & 3;
 634             break;
 635
 636         case 0171:
 637             data = do_drex(data, ins);
 638             if (!data)
 639                 return false;
 640             break;
 641
 642         case 0172:
 643         {
 644             uint8_t ximm = *data++;
 645             c = *r++;
 646             ins->oprs[c >> 3].basereg = (ximm >> 4) & regmask;
 647             ins->oprs[c >> 3].segment |= SEG_RMREG;
 648             ins->oprs[c & 7].offset = ximm & 15;
 649         }
 650         break;
 651
 652         case 0173:
 653         {
 654             uint8_t ximm = *data++;
 655             c = *r++;
 656
 657             if ((c ^ ximm) & 15)
 658                 return false;
 659
 660             ins->oprs[c >> 4].basereg = (ximm >> 4) & regmask;
 661             ins->oprs[c >> 4].segment |= SEG_RMREG;
 662         }
 663         break;
 664
 665         case 0174:
 666         {
 667             uint8_t ximm = *data++;
 668             c = *r++;
 669
 670             ins->oprs[c].basereg = (ximm >> 4) & regmask;
 671             ins->oprs[c].segment |= SEG_RMREG;
 672         }
 673         break;
 674
 675         case4(0200):
 676         case4(0204):
 677         case4(0210):
 678         case4(0214):
 679         case4(0220):
 680         case4(0224):
 681         case4(0230):
 682         case4(0234):
 683         {
 684             int modrm = *data++;
 685             if (((modrm >> 3) & 07) != (c & 07))
 686                 return false;   /* spare field doesn't match up */
 687             data = do_ea(data, modrm, asize, segsize,
 688                          &ins->oprs[(c >> 3) & 07], ins);
 689             if (!data)
 690                 return false;
 691             break;
 692         }
 693
 694         case4(0260):
 695         {
 696             int vexm   = *r++;
 697             int vexwlp = *r++;
 698             ins->rex |= REX_V;
 699             if ((prefix->rex & (REX_V|REX_D|REX_P)) != REX_V)
 700                 return false;
 701
 702             if ((vexm & 0x1f) != prefix->vex_m)
 703                 return false;
 704
 705             switch (vexwlp & 030) {
 706             case 000:
 707                 if (prefix->rex & REX_W)
 708                     return false;
 709                 break;
 710             case 010:
 711                 if (!(prefix->rex & REX_W))
 712                     return false;
 713                 ins->rex &= ~REX_W;
 714                 break;
 715             case 020:           /* VEX.W is a don't care */
 716                 ins->rex &= ~REX_W;
 717                 break;
 718             case 030:
 719                 break;
 720             }
 721
 722             if ((vexwlp & 007) != prefix->vex_lp)
 723                 return false;
 724
 725             opx->segment |= SEG_RMREG;
 726             opx->basereg = prefix->vex_v;
 727             vex_ok = true;
 728             break;
 729         }
 730
 731         case 0270:
 732         {
 733             int vexm   = *r++;
 734             int vexwlp = *r++;
 735             ins->rex |= REX_V;
 736             if ((prefix->rex & (REX_V|REX_D|REX_P)) != REX_V)
 737                 return false;
 738
 739             if ((vexm & 0x1f) != prefix->vex_m)
 740                 return false;
 741
 742             switch (vexwlp & 030) {
 743             case 000:
 744                 if (ins->rex & REX_W)
 745                     return false;
 746                 break;
 747             case 010:
 748                 if (!(ins->rex & REX_W))
 749                     return false;
 750                 break;
 751             default:
 752                 break;          /* Need to do anything special here? */
 753             }
 754
 755             if ((vexwlp & 007) != prefix->vex_lp)
 756                 return false;
 757
 758             if (prefix->vex_v != 0)
 759                 return false;
 760
 761             vex_ok = true;
 762             break;
 763         }
 764
 765         case 0310:
 766             if (asize != 16)
 767                 return false;
 768             else
 769                 a_used = true;
 770             break;
 771
 772         case 0311:
 773             if (asize == 16)
 774                 return false;
 775             else
 776                 a_used = true;
 777             break;
 778
 779         case 0312:
 780             if (asize != segsize)
 781                 return false;
 782             else
 783                 a_used = true;
 784             break;
 785
 786         case 0313:
 787             if (asize != 64)
 788                 return false;
 789             else
 790                 a_used = true;
 791             break;
 792
 793         case 0314:
 794             if (prefix->rex & REX_B)
 795                 return false;
 796             break;
 797
 798         case 0315:
 799             if (prefix->rex & REX_X)
 800                 return false;
 801             break;
 802
 803         case 0316:
 804             if (prefix->rex & REX_R)
 805                 return false;
 806             break;
 807
 808         case 0317:
 809             if (prefix->rex & REX_W)
 810                 return false;
 811             break;
 812
 813         case 0320:
 814             if (osize != 16)
 815                 return false;
 816             else
 817                 o_used = true;
 818             break;
 819
 820         case 0321:
 821             if (osize != 32)
 822                 return false;
 823             else
 824                 o_used = true;
 825             break;
 826
 827         case 0322:
 828             if (osize != (segsize == 16) ? 16 : 32)
 829                 return false;
 830             else
 831                 o_used = true;
 832             break;
 833
 834         case 0323:
 835             ins->rex |= REX_W;  /* 64-bit only instruction */
 836             osize = 64;
 837             o_used = true;
 838             break;
 839
 840         case 0324:
 841             if (!(ins->rex & (REX_P|REX_W)) || osize != 64)
 842                 return false;
 843             o_used = true;
 844             break;
 845
 846         case 0330:
 847         {
 848             int t = *r++, d = *data++;
 849             if (d < t || d > t + 15)
 850                 return false;
 851             else
 852                 ins->condition = d - t;
 853             break;
 854         }
 855
 856         case 0331:
 857             if (prefix->rep)
 858                 return false;
 859             break;
 860
 861         case 0332:
 862             if (prefix->rep != 0xF2)
 863                 return false;
 864             drep = 0;
 865             break;
 866
 867         case 0333:
 868             if (prefix->rep != 0xF3)
 869                 return false;
 870             drep = 0;
 871             break;
 872
 873         case 0334:
 874             if (lock) {
 875                 ins->rex |= REX_R;
 876                 lock = 0;
 877             }
 878             break;
 879
 880         case 0335:
 881             if (drep == P_REP)
 882                 drep = P_REPE;
 883             break;
 884
 885         case 0340:
 886             return false;
 887
 888         case 0360:
 889             if (prefix->osp || prefix->rep)
 890                 return false;
 891             break;
 892
 893         case 0361:
 894             if (!prefix->osp || prefix->rep)
 895                 return false;
 896             o_used = true;
 897             break;
 898
 899         case 0362:
 900             if (prefix->osp || prefix->rep != 0xf2)
 901                 return false;
 902             drep = 0;
 903             break;
 904
 905         case 0363:
 906             if (prefix->osp || prefix->rep != 0xf3)
 907                 return false;
 908             drep = 0;
 909             break;
 910
 911         case 0364:
 912             if (prefix->osp)
 913                 return false;
 914             break;
 915
 916         case 0365:
 917             if (prefix->asp)
 918                 return false;
 919             break;
 920
 921         case 0366:
 922             if (!prefix->osp)
 923                 return false;
 924             o_used = true;
 925             break;
 926
 927         case 0367:
 928             if (!prefix->asp)
 929                 return false;
 930             a_used = true;
 931             break;
 932
 933         default:
 934             return false;       /* Unknown code */
 935         }
 936     }
 937
 938     if (!vex_ok && (ins->rex & REX_V))
 939         return false;
 940
 941     /* REX cannot be combined with DREX or VEX */
 942     if ((ins->rex & (REX_D|REX_V)) && (prefix->rex & REX_P))
 943         return false;
 944
 945     /*
 946      * Check for unused rep or a/o prefixes.
 947      */
 948     for (i = 0; i < t->operands; i++) {
 949         if (ins->oprs[i].segment != SEG_RMREG)
 950             a_used = true;
 951     }
 952
 953     if (lock) {
 954         if (ins->prefixes[PPS_LREP])
 955             return false;
 956         ins->prefixes[PPS_LREP] = P_LOCK;
 957     }
 958     if (drep) {
 959         if (ins->prefixes[PPS_LREP])
 960             return false;
 961         ins->prefixes[PPS_LREP] = drep;
 962     }
 963     if (!o_used) {
 964         if (osize != ((segsize == 16) ? 16 : 32)) {
 965             enum prefixes pfx = 0;
 966
 967             switch (osize) {
 968             case 16:
 969                 pfx = P_O16;
 970                 break;
 971             case 32:
 972                 pfx = P_O32;
 973                 break;
 974             case 64:
 975                 pfx = P_O64;
 976                 break;
 977             }
 978
 979             if (ins->prefixes[PPS_OSIZE])
 980                 return false;
 981             ins->prefixes[PPS_OSIZE] = pfx;
 982         }
 983     }
 984     if (!a_used && asize != segsize) {
 985         if (ins->prefixes[PPS_ASIZE])
 986             return false;
 987         ins->prefixes[PPS_ASIZE] = asize == 16 ? P_A16 : P_A32;
 988     }
 989
 990     /* Fix: check for redundant REX prefixes */
 991
 992     return data - origdata;
 993 }
 994
 995 /* Condition names for disassembly, sorted by x86 code */
 996 static const char * const condition_name[16] = {
 997     "o", "no", "c", "nc", "z", "nz", "na", "a",
 998     "s", "ns", "pe", "po", "l", "nl", "ng", "g"
 999 };
1000
1001 int32_t disasm(uint8_t *data, char *output, int outbufsize, int segsize,
1002             int32_t offset, int autosync, uint32_t prefer)
1003 {
1004     const struct itemplate * const *p, * const *best_p;
1005     const struct disasm_index *ix;
1006     uint8_t *dp;
1007     int length, best_length = 0;
1008     char *segover;
1009     int i, slen, colon, n;
1010     uint8_t *origdata;
1011     int works;
1012     insn tmp_ins, ins;
1013     uint32_t goodness, best;
1014     int best_pref;
1015     struct prefix_info prefix;
1016     bool end_prefix;
1017
1018     memset(&ins, 0, sizeof ins);
1019
1020     /*
1021      * Scan for prefixes.
1022      */
1023     memset(&prefix, 0, sizeof prefix);
1024     prefix.asize = segsize;
1025     prefix.osize = (segsize == 64) ? 32 : segsize;
1026     segover = NULL;
1027     origdata = data;
1028
1029     ix = itable;
1030
1031     end_prefix = false;
1032     while (!end_prefix) {
1033         switch (*data) {
1034         case 0xF2:
1035         case 0xF3:
1036             prefix.rep = *data++;
1037             break;
1038
1039         case 0xF0:
1040             prefix.lock = *data++;
1041             break;
1042
1043         case 0x2E:
1044             segover = "cs", prefix.seg = *data++;
1045             break;
1046         case 0x36:
1047             segover = "ss", prefix.seg = *data++;
1048             break;
1049         case 0x3E:
1050             segover = "ds", prefix.seg = *data++;
1051             break;
1052         case 0x26:
1053             segover = "es", prefix.seg = *data++;
1054             break;
1055         case 0x64:
1056             segover = "fs", prefix.seg = *data++;
1057             break;
1058         case 0x65:
1059             segover = "gs", prefix.seg = *data++;
1060             break;
1061
1062         case 0x66:
1063             prefix.osize = (segsize == 16) ? 32 : 16;
1064             prefix.osp = *data++;
1065             break;
1066         case 0x67:
1067             prefix.asize = (segsize == 32) ? 16 : 32;
1068             prefix.asp = *data++;
1069             break;
1070
1071         case 0xC4:
1072         case 0xC5:
1073             if (segsize == 64 || (data[1] & 0xc0) == 0xc0) {
1074                 prefix.vex[0] = *data++;
1075                 prefix.vex[1] = *data++;
1076
1077                 prefix.rex = REX_V;
1078
1079                 if (prefix.vex[0] == 0xc4) {
1080                     prefix.vex[2] = *data++;
1081                     prefix.rex |= (~prefix.vex[1] >> 5) & 7; /* REX_RXB */
1082                     prefix.rex |= (prefix.vex[2] >> (7-3)) & REX_W;
1083                     prefix.vex_m = prefix.vex[1] & 0x1f;
1084                     prefix.vex_v = (~prefix.vex[2] >> 3) & 15;
1085                     prefix.vex_lp = prefix.vex[2] & 7;
1086                 } else {
1087                     prefix.rex |= (~prefix.vex[1] >> (7-2)) & REX_R;
1088                     prefix.vex_m = 1;
1089                     prefix.vex_v = (~prefix.vex[1] >> 3) & 15;
1090                     prefix.vex_lp = prefix.vex[1] & 7;
1091                 }
1092
1093                 ix = itable_VEX[prefix.vex_m][prefix.vex_lp];
1094             }
1095             end_prefix = true;
1096             break;
1097
1098         case REX_P + 0x0:
1099         case REX_P + 0x1:
1100         case REX_P + 0x2:
1101         case REX_P + 0x3:
1102         case REX_P + 0x4:
1103         case REX_P + 0x5:
1104         case REX_P + 0x6:
1105         case REX_P + 0x7:
1106         case REX_P + 0x8:
1107         case REX_P + 0x9:
1108         case REX_P + 0xA:
1109         case REX_P + 0xB:
1110         case REX_P + 0xC:
1111         case REX_P + 0xD:
1112         case REX_P + 0xE:
1113         case REX_P + 0xF:
1114             if (segsize == 64) {
1115                 prefix.rex = *data++;
1116                 if (prefix.rex & REX_W)
1117                     prefix.osize = 64;
1118             }
1119             end_prefix = true;
1120             break;
1121
1122         default:
1123             end_prefix = true;
1124             break;
1125         }
1126     }
1127
1128     best = -1;                  /* Worst possible */
1129     best_p = NULL;
1130     best_pref = INT_MAX;
1131
1132     if (!ix)
1133         return 0;               /* No instruction table at all... */
1134
1135     dp = data;
1136     ix += *dp++;
1137     while (ix->n == -1) {
1138         ix = (const struct disasm_index *)ix->p + *dp++;
1139     }
1140
1141     p = (const struct itemplate * const *)ix->p;
1142     for (n = ix->n; n; n--, p++) {
1143         if ((length = matches(*p, data, &prefix, segsize, &tmp_ins))) {
1144             works = true;
1145             /*
1146              * Final check to make sure the types of r/m match up.
1147              * XXX: Need to make sure this is actually correct.
1148              */
1149             for (i = 0; i < (*p)->operands; i++) {
1150                 if (!((*p)->opd[i] & SAME_AS) &&
1151                     (
1152                         /* If it's a mem-only EA but we have a
1153                            register, die. */
1154                         ((tmp_ins.oprs[i].segment & SEG_RMREG) &&
1155                          !(MEMORY & ~(*p)->opd[i])) ||
1156                         /* If it's a reg-only EA but we have a memory
1157                            ref, die. */
1158                         (!(tmp_ins.oprs[i].segment & SEG_RMREG) &&
1159                          !(REG_EA & ~(*p)->opd[i]) &&
1160                          !((*p)->opd[i] & REG_SMASK)) ||
1161                         /* Register type mismatch (eg FS vs REG_DESS):
1162                            die. */
1163                         ((((*p)->opd[i] & (REGISTER | FPUREG)) ||
1164                           (tmp_ins.oprs[i].segment & SEG_RMREG)) &&
1165                          !whichreg((*p)->opd[i],
1166                                    tmp_ins.oprs[i].basereg, tmp_ins.rex))
1167                         )) {
1168                     works = false;
1169                     break;
1170                 }
1171             }
1172
1173             /*
1174              * Note: we always prefer instructions which incorporate
1175              * prefixes in the instructions themselves.  This is to allow
1176              * e.g. PAUSE to be preferred to REP NOP, and deal with
1177              * MMX/SSE instructions where prefixes are used to select
1178              * between MMX and SSE register sets or outright opcode
1179              * selection.
1180              */
1181             if (works) {
1182                 int i, nprefix;
1183                 goodness = ((*p)->flags & IF_PFMASK) ^ prefer;
1184                 nprefix = 0;
1185                 for (i = 0; i < MAXPREFIX; i++)
1186                     if (tmp_ins.prefixes[i])
1187                         nprefix++;
1188                 if (nprefix < best_pref ||
1189                     (nprefix == best_pref && goodness < best)) {
1190                     /* This is the best one found so far */
1191                     best = goodness;
1192                     best_p = p;
1193                     best_pref = nprefix;
1194                     best_length = length;
1195                     ins = tmp_ins;
1196                 }
1197             }
1198         }
1199     }
1200
1201     if (!best_p)
1202         return 0;               /* no instruction was matched */
1203
1204     /* Pick the best match */
1205     p = best_p;
1206     length = best_length;
1207
1208     slen = 0;
1209
1210     /* TODO: snprintf returns the value that the string would have if
1211      *      the buffer were long enough, and not the actual length of
1212      *      the returned string, so each instance of using the return
1213      *      value of snprintf should actually be checked to assure that
1214      *      the return value is "sane."  Maybe a macro wrapper could
1215      *      be used for that purpose.
1216      */
1217     for (i = 0; i < MAXPREFIX; i++)
1218         switch (ins.prefixes[i]) {
1219         case P_LOCK:
1220             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "lock ");
1221             break;
1222         case P_REP:
1223             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "rep ");
1224             break;
1225         case P_REPE:
1226             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "repe ");
1227             break;
1228         case P_REPNE:
1229             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "repne ");
1230             break;
1231         case P_A16:
1232             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "a16 ");
1233             break;
1234         case P_A32:
1235             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "a32 ");
1236             break;
1237         case P_A64:
1238             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "a64 ");
1239             break;
1240         case P_O16:
1241             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "o16 ");
1242             break;
1243         case P_O32:
1244             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "o32 ");
1245             break;
1246         case P_O64:
1247             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "o64 ");
1248             break;
1249         default:
1250             break;
1251         }
1252
1253     i = (*p)->opcode;
1254     if (i >= FIRST_COND_OPCODE)
1255         slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s%s",
1256                          nasm_insn_names[i], condition_name[ins.condition]);
1257     else
1258         slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s",
1259                          nasm_insn_names[i]);
1260
1261     colon = false;
1262     length += data - origdata;  /* fix up for prefixes */
1263     for (i = 0; i < (*p)->operands; i++) {
1264         opflags_t t = (*p)->opd[i];
1265         const operand *o = &ins.oprs[i];
1266         int64_t offs;
1267
1268         if (t & SAME_AS) {
1269             o = &ins.oprs[t & ~SAME_AS];
1270             t = (*p)->opd[t & ~SAME_AS];
1271         }
1272
1273         output[slen++] = (colon ? ':' : i == 0 ? ' ' : ',');
1274
1275         offs = o->offset;
1276         if (o->segment & SEG_RELATIVE) {
1277             offs += offset + length;
1278             /*
1279              * sort out wraparound
1280              */
1281             if (!(o->segment & (SEG_32BIT|SEG_64BIT)))
1282                 offs &= 0xffff;
1283             else if (segsize != 64)
1284                 offs &= 0xffffffff;
1285
1286             /*
1287              * add sync marker, if autosync is on
1288              */
1289             if (autosync)
1290                 add_sync(offs, 0L);
1291         }
1292
1293         if (t & COLON)
1294             colon = true;
1295         else
1296             colon = false;
1297
1298         if ((t & (REGISTER | FPUREG)) ||
1299             (o->segment & SEG_RMREG)) {
1300             enum reg_enum reg;
1301             reg = whichreg(t, o->basereg, ins.rex);
1302             if (t & TO)
1303                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "to ");
1304             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s",
1305                              nasm_reg_names[reg-EXPR_REG_START]);
1306         } else if (!(UNITY & ~t)) {
1307             output[slen++] = '1';
1308         } else if (t & IMMEDIATE) {
1309             if (t & BITS8) {
1310                 slen +=
1311                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "byte ");
1312                 if (o->segment & SEG_SIGNED) {
1313                     if (offs < 0) {
1314                         offs *= -1;
1315                         output[slen++] = '-';
1316                     } else
1317                         output[slen++] = '+';
1318                 }
1319             } else if (t & BITS16) {
1320                 slen +=
1321                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "word ");
1322             } else if (t & BITS32) {
1323                 slen +=
1324                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "dword ");
1325             } else if (t & BITS64) {
1326                 slen +=
1327                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "qword ");
1328             } else if (t & NEAR) {
1329                 slen +=
1330                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "near ");
1331             } else if (t & SHORT) {
1332                 slen +=
1333                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "short ");
1334             }
1335             slen +=
1336                 snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "0x%"PRIx64"",
1337                          offs);
1338         } else if (!(MEM_OFFS & ~t)) {
1339             slen +=
1340                 snprintf(output + slen, outbufsize - slen,
1341                          "[%s%s%s0x%"PRIx64"]",
1342                          (segover ? segover : ""),
1343                          (segover ? ":" : ""),
1344                          (o->disp_size == 64 ? "qword " :
1345                           o->disp_size == 32 ? "dword " :
1346                           o->disp_size == 16 ? "word " : ""), offs);
1347             segover = NULL;
1348         } else if (!(REGMEM & ~t)) {
1349             int started = false;
1350             if (t & BITS8)
1351                 slen +=
1352                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "byte ");
1353             if (t & BITS16)
1354                 slen +=
1355                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "word ");
1356             if (t & BITS32)
1357                 slen +=
1358                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "dword ");
1359             if (t & BITS64)
1360                 slen +=
1361                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "qword ");
1362             if (t & BITS80)
1363                 slen +=
1364                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "tword ");
1365             if (t & BITS128)
1366                 slen +=
1367                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "oword ");
1368             if (t & BITS256)
1369                 slen +=
1370                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "yword ");
1371             if (t & FAR)
1372                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "far ");
1373             if (t & NEAR)
1374                 slen +=
1375                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "near ");
1376             output[slen++] = '[';
1377             if (o->disp_size)
1378                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s",
1379                                  (o->disp_size == 64 ? "qword " :
1380                                   o->disp_size == 32 ? "dword " :
1381                                   o->disp_size == 16 ? "word " :
1382                                   ""));
1383             if (o->eaflags & EAF_REL)
1384                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "rel ");
1385             if (segover) {
1386                 slen +=
1387                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s:",
1388                              segover);
1389                 segover = NULL;
1390             }
1391             if (o->basereg != -1) {
1392                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s",
1393                                  nasm_reg_names[(o->basereg-EXPR_REG_START)]);
1394                 started = true;
1395             }
1396             if (o->indexreg != -1) {
1397                 if (started)
1398                     output[slen++] = '+';
1399                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s",
1400                                  nasm_reg_names[(o->indexreg-EXPR_REG_START)]);
1401                 if (o->scale > 1)
1402                     slen +=
1403                         snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "*%d",
1404                                  o->scale);
1405                 started = true;
1406             }
1407
1408
1409             if (o->segment & SEG_DISP8) {
1410                 const char *prefix;
1411                 uint8_t offset = offs;
1412                 if ((int8_t)offset < 0) {
1413                     prefix = "-";
1414                     offset = -offset;
1415                 } else {
1416                     prefix = "+";
1417                 }
1418                 slen +=
1419                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s0x%"PRIx8"",
1420                              prefix, offset);
1421             } else if (o->segment & SEG_DISP16) {
1422                 const char *prefix;
1423                 uint16_t offset = offs;
1424                 if ((int16_t)offset < 0 && started) {
1425                     offset = -offset;
1426                     prefix = "-";
1427                 } else {
1428                     prefix = started ? "+" : "";
1429                 }
1430                 slen +=
1431                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen,
1432                              "%s0x%"PRIx16"", prefix, offset);
1433             } else if (o->segment & SEG_DISP32) {
1434                 if (prefix.asize == 64) {
1435                     const char *prefix;
1436                     uint64_t offset = (int64_t)(int32_t)offs;
1437                     if ((int32_t)offs < 0 && started) {
1438                         offset = -offset;
1439                         prefix = "-";
1440                     } else {
1441                         prefix = started ? "+" : "";
1442                     }
1443                     slen +=
1444                         snprintf(output + slen, outbufsize - slen,
1445                                  "%s0x%"PRIx64"", prefix, offset);
1446                 } else {
1447                     const char *prefix;
1448                     uint32_t offset = offs;
1449                     if ((int32_t) offset < 0 && started) {
1450                         offset = -offset;
1451                         prefix = "-";
1452                     } else {
1453                         prefix = started ? "+" : "";
1454                     }
1455                     slen +=
1456                         snprintf(output + slen, outbufsize - slen,
1457                                  "%s0x%"PRIx32"", prefix, offset);
1458                 }
1459             }
1460             output[slen++] = ']';
1461         } else {
1462             slen +=
1463                 snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "<operand%d>",
1464                          i);
1465         }
1466     }
1467     output[slen] = '\0';
1468     if (segover) {              /* unused segment override */
1469         char *p = output;
1470         int count = slen + 1;
1471         while (count--)
1472             p[count + 3] = p[count];
1473         strncpy(output, segover, 2);
1474         output[2] = ' ';
1475     }
1476     return length;
1477 }
1478
1479 int32_t eatbyte(uint8_t *data, char *output, int outbufsize)
1480 {
1481     snprintf(output, outbufsize, "db 0x%02X", *data);
1482     return 1;
1483 }