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         case4(010):
 411         {
 412             int t = *r++, d = *data++;
 413             if (d < t || d > t + 7)
 414                 return false;
 415             else {
 416                 opx->basereg = (d-t)+
 417                     (ins->rex & REX_B ? 8 : 0);
 418                 opx->segment |= SEG_RMREG;
 419             }
 420             break;
 421         }
 422
 423         case4(014):
 424         case4(0274):
 425             opx->offset = (int8_t)*data++;
 426             opx->segment |= SEG_SIGNED;
 427             break;
 428
 429         case4(020):
 430             opx->offset = *data++;
 431             break;
 432
 433         case4(024):
 434             opx->offset = *data++;
 435             break;
 436
 437         case4(030):
 438             opx->offset = getu16(data);
 439             data += 2;
 440             break;
 441
 442         case4(034):
 443             if (osize == 32) {
 444                 opx->offset = getu32(data);
 445                 data += 4;
 446             } else {
 447                 opx->offset = getu16(data);
 448                 data += 2;
 449             }
 450             if (segsize != asize)
 451                 opx->disp_size = asize;
 452             break;
 453
 454         case4(040):
 455         case4(0254):
 456             opx->offset = getu32(data);
 457             data += 4;
 458             break;
 459
 460         case4(044):
 461             switch (asize) {
 462             case 16:
 463                 opx->offset = getu16(data);
 464                 data += 2;
 465                 if (segsize != 16)
 466                     opx->disp_size = 16;
 467                 break;
 468             case 32:
 469                 opx->offset = getu32(data);
 470                 data += 4;
 471                 if (segsize == 16)
 472                     opx->disp_size = 32;
 473                 break;
 474             case 64:
 475                 opx->offset = getu64(data);
 476                 opx->disp_size = 64;
 477                 data += 8;
 478                 break;
 479             }
 480             break;
 481
 482         case4(050):
 483             opx->offset = gets8(data++);
 484             opx->segment |= SEG_RELATIVE;
 485             break;
 486
 487         case4(054):
 488             opx->offset = getu64(data);
 489             data += 8;
 490             break;
 491
 492         case4(060):
 493             opx->offset = gets16(data);
 494             data += 2;
 495             opx->segment |= SEG_RELATIVE;
 496             opx->segment &= ~SEG_32BIT;
 497             break;
 498
 499         case4(064):
 500             opx->segment |= SEG_RELATIVE;
 501             if (osize == 16) {
 502                 opx->offset = gets16(data);
 503                 data += 2;
 504                 opx->segment &= ~(SEG_32BIT|SEG_64BIT);
 505             } else if (osize == 32) {
 506                 opx->offset = gets32(data);
 507                 data += 4;
 508                 opx->segment &= ~SEG_64BIT;
 509                 opx->segment |= SEG_32BIT;
 510             }
 511             if (segsize != osize) {
 512                 opx->type =
 513                     (opx->type & ~SIZE_MASK)
 514                     | ((osize == 16) ? BITS16 : BITS32);
 515             }
 516             break;
 517
 518         case4(070):
 519             opx->offset = gets32(data);
 520             data += 4;
 521             opx->segment |= SEG_32BIT | SEG_RELATIVE;
 522             break;
 523
 524         case4(0100):
 525         case4(0110):
 526         case4(0120):
 527         case4(0130):
 528         {
 529             int modrm = *data++;
 530             opx->segment |= SEG_RMREG;
 531             data = do_ea(data, modrm, asize, segsize,
 532                          &ins->oprs[(c >> 3) & 3], ins);
 533             if (!data)
 534                 return false;
 535             opx->basereg = ((modrm >> 3)&7)+
 536                 (ins->rex & REX_R ? 8 : 0);
 537             break;
 538         }
 539
 540         case4(0140):
 541             if (s_field_for == (c & 3)) {
 542                 opx->offset = gets8(data);
 543                 data++;
 544             } else {
 545                 opx->offset = getu16(data);
 546                 data += 2;
 547             }
 548             break;
 549
 550         case4(0144):
 551         case4(0154):
 552             s_field_for = (*data & 0x02) ? c & 3 : -1;
 553             if ((*data++ & ~0x02) != *r++)
 554                 return false;
 555             break;
 556
 557         case4(0150):
 558             if (s_field_for == (c & 3)) {
 559                 opx->offset = gets8(data);
 560                 data++;
 561             } else {
 562                 opx->offset = getu32(data);
 563                 data += 4;
 564             }
 565             break;
 566
 567         case4(0160):
 568             ins->rex |= REX_D;
 569             ins->drexdst = c & 3;
 570             break;
 571
 572         case4(0164):
 573             ins->rex |= REX_D|REX_OC;
 574             ins->drexdst = c & 3;
 575             break;
 576
 577         case 0171:
 578             data = do_drex(data, ins);
 579             if (!data)
 580                 return false;
 581             break;
 582
 583         case 0172:
 584         {
 585             uint8_t ximm = *data++;
 586             c = *r++;
 587             ins->oprs[c >> 3].basereg = (ximm >> 4) & regmask;
 588             ins->oprs[c >> 3].segment |= SEG_RMREG;
 589             ins->oprs[c & 7].offset = ximm & 15;
 590         }
 591         break;
 592
 593         case 0173:
 594         {
 595             uint8_t ximm = *data++;
 596             c = *r++;
 597
 598             if ((c ^ ximm) & 15)
 599                 return false;
 600
 601             ins->oprs[c >> 4].basereg = (ximm >> 4) & regmask;
 602             ins->oprs[c >> 4].segment |= SEG_RMREG;
 603         }
 604         break;
 605
 606         case 0174:
 607         {
 608             uint8_t ximm = *data++;
 609             c = *r++;
 610
 611             ins->oprs[c].basereg = (ximm >> 4) & regmask;
 612             ins->oprs[c].segment |= SEG_RMREG;
 613         }
 614         break;
 615
 616         case4(0200):
 617         case4(0204):
 618         case4(0210):
 619         case4(0214):
 620         case4(0220):
 621         case4(0224):
 622         case4(0230):
 623         case4(0234):
 624         {
 625             int modrm = *data++;
 626             if (((modrm >> 3) & 07) != (c & 07))
 627                 return false;   /* spare field doesn't match up */
 628             data = do_ea(data, modrm, asize, segsize,
 629                          &ins->oprs[(c >> 3) & 07], ins);
 630             if (!data)
 631                 return false;
 632             break;
 633         }
 634
 635         case4(0260):
 636         {
 637             int vexm   = *r++;
 638             int vexwlp = *r++;
 639             ins->rex |= REX_V;
 640             if ((prefix->rex & (REX_V|REX_D|REX_P)) != REX_V)
 641                 return false;
 642
 643             if ((vexm & 0x1f) != prefix->vex_m)
 644                 return false;
 645
 646             switch (vexwlp & 030) {
 647             case 000:
 648                 if (prefix->rex & REX_W)
 649                     return false;
 650                 break;
 651             case 010:
 652                 if (!(prefix->rex & REX_W))
 653                     return false;
 654                 ins->rex &= ~REX_W;
 655                 break;
 656             case 020:           /* VEX.W is a don't care */
 657                 ins->rex &= ~REX_W;
 658                 break;
 659             case 030:
 660                 break;
 661             }
 662
 663             if ((vexwlp & 007) != prefix->vex_lp)
 664                 return false;
 665
 666             opx->segment |= SEG_RMREG;
 667             opx->basereg = prefix->vex_v;
 668             vex_ok = true;
 669             break;
 670         }
 671
 672         case 0270:
 673         {
 674             int vexm   = *r++;
 675             int vexwlp = *r++;
 676             ins->rex |= REX_V;
 677             if ((prefix->rex & (REX_V|REX_D|REX_P)) != REX_V)
 678                 return false;
 679
 680             if ((vexm & 0x1f) != prefix->vex_m)
 681                 return false;
 682
 683             switch (vexwlp & 030) {
 684             case 000:
 685                 if (ins->rex & REX_W)
 686                     return false;
 687                 break;
 688             case 010:
 689                 if (!(ins->rex & REX_W))
 690                     return false;
 691                 break;
 692             default:
 693                 break;          /* Need to do anything special here? */
 694             }
 695
 696             if ((vexwlp & 007) != prefix->vex_lp)
 697                 return false;
 698
 699             if (prefix->vex_v != 0)
 700                 return false;
 701
 702             vex_ok = true;
 703             break;
 704         }
 705
 706         case 0310:
 707             if (asize != 16)
 708                 return false;
 709             else
 710                 a_used = true;
 711             break;
 712
 713         case 0311:
 714             if (asize == 16)
 715                 return false;
 716             else
 717                 a_used = true;
 718             break;
 719
 720         case 0312:
 721             if (asize != segsize)
 722                 return false;
 723             else
 724                 a_used = true;
 725             break;
 726
 727         case 0313:
 728             if (asize != 64)
 729                 return false;
 730             else
 731                 a_used = true;
 732             break;
 733
 734         case 0314:
 735             if (prefix->rex & REX_B)
 736                 return false;
 737             break;
 738
 739         case 0315:
 740             if (prefix->rex & REX_X)
 741                 return false;
 742             break;
 743
 744         case 0316:
 745             if (prefix->rex & REX_R)
 746                 return false;
 747             break;
 748
 749         case 0317:
 750             if (prefix->rex & REX_W)
 751                 return false;
 752             break;
 753
 754         case 0320:
 755             if (osize != 16)
 756                 return false;
 757             else
 758                 o_used = true;
 759             break;
 760
 761         case 0321:
 762             if (osize != 32)
 763                 return false;
 764             else
 765                 o_used = true;
 766             break;
 767
 768         case 0322:
 769             if (osize != (segsize == 16) ? 16 : 32)
 770                 return false;
 771             else
 772                 o_used = true;
 773             break;
 774
 775         case 0323:
 776             ins->rex |= REX_W;  /* 64-bit only instruction */
 777             osize = 64;
 778             o_used = true;
 779             break;
 780
 781         case 0324:
 782             if (!(ins->rex & (REX_P|REX_W)) || osize != 64)
 783                 return false;
 784             o_used = true;
 785             break;
 786
 787         case 0330:
 788         {
 789             int t = *r++, d = *data++;
 790             if (d < t || d > t + 15)
 791                 return false;
 792             else
 793                 ins->condition = d - t;
 794             break;
 795         }
 796
 797         case 0331:
 798             if (prefix->rep)
 799                 return false;
 800             break;
 801
 802         case 0332:
 803             if (prefix->rep != 0xF2)
 804                 return false;
 805             drep = 0;
 806             break;
 807
 808         case 0333:
 809             if (prefix->rep != 0xF3)
 810                 return false;
 811             drep = 0;
 812             break;
 813
 814         case 0334:
 815             if (lock) {
 816                 ins->rex |= REX_R;
 817                 lock = 0;
 818             }
 819             break;
 820
 821         case 0335:
 822             if (drep == P_REP)
 823                 drep = P_REPE;
 824             break;
 825
 826         case 0336:
 827         case 0337:
 828             break;
 829
 830         case 0340:
 831             return false;
 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         default:
 883             return false;       /* Unknown code */
 884         }
 885     }
 886
 887     if (!vex_ok && (ins->rex & REX_V))
 888         return false;
 889
 890     /* REX cannot be combined with DREX or VEX */
 891     if ((ins->rex & (REX_D|REX_V)) && (prefix->rex & REX_P))
 892         return false;
 893
 894     /*
 895      * Check for unused rep or a/o prefixes.
 896      */
 897     for (i = 0; i < t->operands; i++) {
 898         if (ins->oprs[i].segment != SEG_RMREG)
 899             a_used = true;
 900     }
 901
 902     if (lock) {
 903         if (ins->prefixes[PPS_LREP])
 904             return false;
 905         ins->prefixes[PPS_LREP] = P_LOCK;
 906     }
 907     if (drep) {
 908         if (ins->prefixes[PPS_LREP])
 909             return false;
 910         ins->prefixes[PPS_LREP] = drep;
 911     }
 912     if (!o_used) {
 913         if (osize != ((segsize == 16) ? 16 : 32)) {
 914             enum prefixes pfx = 0;
 915
 916             switch (osize) {
 917             case 16:
 918                 pfx = P_O16;
 919                 break;
 920             case 32:
 921                 pfx = P_O32;
 922                 break;
 923             case 64:
 924                 pfx = P_O64;
 925                 break;
 926             }
 927
 928             if (ins->prefixes[PPS_OSIZE])
 929                 return false;
 930             ins->prefixes[PPS_OSIZE] = pfx;
 931         }
 932     }
 933     if (!a_used && asize != segsize) {
 934         if (ins->prefixes[PPS_ASIZE])
 935             return false;
 936         ins->prefixes[PPS_ASIZE] = asize == 16 ? P_A16 : P_A32;
 937     }
 938
 939     /* Fix: check for redundant REX prefixes */
 940
 941     return data - origdata;
 942 }
 943
 944 /* Condition names for disassembly, sorted by x86 code */
 945 static const char * const condition_name[16] = {
 946     "o", "no", "c", "nc", "z", "nz", "na", "a",
 947     "s", "ns", "pe", "po", "l", "nl", "ng", "g"
 948 };
 949
 950 int32_t disasm(uint8_t *data, char *output, int outbufsize, int segsize,
 951             int32_t offset, int autosync, uint32_t prefer)
 952 {
 953     const struct itemplate * const *p, * const *best_p;
 954     const struct disasm_index *ix;
 955     uint8_t *dp;
 956     int length, best_length = 0;
 957     char *segover;
 958     int i, slen, colon, n;
 959     uint8_t *origdata;
 960     int works;
 961     insn tmp_ins, ins;
 962     uint32_t goodness, best;
 963     int best_pref;
 964     struct prefix_info prefix;
 965     bool end_prefix;
 966
 967     memset(&ins, 0, sizeof ins);
 968
 969     /*
 970      * Scan for prefixes.
 971      */
 972     memset(&prefix, 0, sizeof prefix);
 973     prefix.asize = segsize;
 974     prefix.osize = (segsize == 64) ? 32 : segsize;
 975     segover = NULL;
 976     origdata = data;
 977
 978     ix = itable;
 979
 980     end_prefix = false;
 981     while (!end_prefix) {
 982         switch (*data) {
 983         case 0xF2:
 984         case 0xF3:
 985             prefix.rep = *data++;
 986             break;
 987
 988         case 0xF0:
 989             prefix.lock = *data++;
 990             break;
 991
 992         case 0x2E:
 993             segover = "cs", prefix.seg = *data++;
 994             break;
 995         case 0x36:
 996             segover = "ss", prefix.seg = *data++;
 997             break;
 998         case 0x3E:
 999             segover = "ds", prefix.seg = *data++;
1000             break;
1001         case 0x26:
1002             segover = "es", prefix.seg = *data++;
1003             break;
1004         case 0x64:
1005             segover = "fs", prefix.seg = *data++;
1006             break;
1007         case 0x65:
1008             segover = "gs", prefix.seg = *data++;
1009             break;
1010
1011         case 0x66:
1012             prefix.osize = (segsize == 16) ? 32 : 16;
1013             prefix.osp = *data++;
1014             break;
1015         case 0x67:
1016             prefix.asize = (segsize == 32) ? 16 : 32;
1017             prefix.asp = *data++;
1018             break;
1019
1020         case 0xC4:
1021         case 0xC5:
1022             if (segsize == 64 || (data[1] & 0xc0) == 0xc0) {
1023                 prefix.vex[0] = *data++;
1024                 prefix.vex[1] = *data++;
1025
1026                 prefix.rex = REX_V;
1027
1028                 if (prefix.vex[0] == 0xc4) {
1029                     prefix.vex[2] = *data++;
1030                     prefix.rex |= (~prefix.vex[1] >> 5) & 7; /* REX_RXB */
1031                     prefix.rex |= (prefix.vex[2] >> (7-3)) & REX_W;
1032                     prefix.vex_m = prefix.vex[1] & 0x1f;
1033                     prefix.vex_v = (~prefix.vex[2] >> 3) & 15;
1034                     prefix.vex_lp = prefix.vex[2] & 7;
1035                 } else {
1036                     prefix.rex |= (~prefix.vex[1] >> (7-2)) & REX_R;
1037                     prefix.vex_m = 1;
1038                     prefix.vex_v = (~prefix.vex[1] >> 3) & 15;
1039                     prefix.vex_lp = prefix.vex[1] & 7;
1040                 }
1041
1042                 ix = itable_VEX[prefix.vex_m][prefix.vex_lp];
1043             }
1044             end_prefix = true;
1045             break;
1046
1047         case REX_P + 0x0:
1048         case REX_P + 0x1:
1049         case REX_P + 0x2:
1050         case REX_P + 0x3:
1051         case REX_P + 0x4:
1052         case REX_P + 0x5:
1053         case REX_P + 0x6:
1054         case REX_P + 0x7:
1055         case REX_P + 0x8:
1056         case REX_P + 0x9:
1057         case REX_P + 0xA:
1058         case REX_P + 0xB:
1059         case REX_P + 0xC:
1060         case REX_P + 0xD:
1061         case REX_P + 0xE:
1062         case REX_P + 0xF:
1063             if (segsize == 64) {
1064                 prefix.rex = *data++;
1065                 if (prefix.rex & REX_W)
1066                     prefix.osize = 64;
1067             }
1068             end_prefix = true;
1069             break;
1070
1071         default:
1072             end_prefix = true;
1073             break;
1074         }
1075     }
1076
1077     best = -1;                  /* Worst possible */
1078     best_p = NULL;
1079     best_pref = INT_MAX;
1080
1081     if (!ix)
1082         return 0;               /* No instruction table at all... */
1083
1084     dp = data;
1085     ix += *dp++;
1086     while (ix->n == -1) {
1087         ix = (const struct disasm_index *)ix->p + *dp++;
1088     }
1089
1090     p = (const struct itemplate * const *)ix->p;
1091     for (n = ix->n; n; n--, p++) {
1092         if ((length = matches(*p, data, &prefix, segsize, &tmp_ins))) {
1093             works = true;
1094             /*
1095              * Final check to make sure the types of r/m match up.
1096              * XXX: Need to make sure this is actually correct.
1097              */
1098             for (i = 0; i < (*p)->operands; i++) {
1099                 if (!((*p)->opd[i] & SAME_AS) &&
1100                     (
1101                         /* If it's a mem-only EA but we have a
1102                            register, die. */
1103                         ((tmp_ins.oprs[i].segment & SEG_RMREG) &&
1104                          !(MEMORY & ~(*p)->opd[i])) ||
1105                         /* If it's a reg-only EA but we have a memory
1106                            ref, die. */
1107                         (!(tmp_ins.oprs[i].segment & SEG_RMREG) &&
1108                          !(REG_EA & ~(*p)->opd[i]) &&
1109                          !((*p)->opd[i] & REG_SMASK)) ||
1110                         /* Register type mismatch (eg FS vs REG_DESS):
1111                            die. */
1112                         ((((*p)->opd[i] & (REGISTER | FPUREG)) ||
1113                           (tmp_ins.oprs[i].segment & SEG_RMREG)) &&
1114                          !whichreg((*p)->opd[i],
1115                                    tmp_ins.oprs[i].basereg, tmp_ins.rex))
1116                         )) {
1117                     works = false;
1118                     break;
1119                 }
1120             }
1121
1122             /*
1123              * Note: we always prefer instructions which incorporate
1124              * prefixes in the instructions themselves.  This is to allow
1125              * e.g. PAUSE to be preferred to REP NOP, and deal with
1126              * MMX/SSE instructions where prefixes are used to select
1127              * between MMX and SSE register sets or outright opcode
1128              * selection.
1129              */
1130             if (works) {
1131                 int i, nprefix;
1132                 goodness = ((*p)->flags & IF_PFMASK) ^ prefer;
1133                 nprefix = 0;
1134                 for (i = 0; i < MAXPREFIX; i++)
1135                     if (tmp_ins.prefixes[i])
1136                         nprefix++;
1137                 if (nprefix < best_pref ||
1138                     (nprefix == best_pref && goodness < best)) {
1139                     /* This is the best one found so far */
1140                     best = goodness;
1141                     best_p = p;
1142                     best_pref = nprefix;
1143                     best_length = length;
1144                     ins = tmp_ins;
1145                 }
1146             }
1147         }
1148     }
1149
1150     if (!best_p)
1151         return 0;               /* no instruction was matched */
1152
1153     /* Pick the best match */
1154     p = best_p;
1155     length = best_length;
1156
1157     slen = 0;
1158
1159     /* TODO: snprintf returns the value that the string would have if
1160      *      the buffer were long enough, and not the actual length of
1161      *      the returned string, so each instance of using the return
1162      *      value of snprintf should actually be checked to assure that
1163      *      the return value is "sane."  Maybe a macro wrapper could
1164      *      be used for that purpose.
1165      */
1166     for (i = 0; i < MAXPREFIX; i++)
1167         switch (ins.prefixes[i]) {
1168         case P_LOCK:
1169             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "lock ");
1170             break;
1171         case P_REP:
1172             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "rep ");
1173             break;
1174         case P_REPE:
1175             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "repe ");
1176             break;
1177         case P_REPNE:
1178             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "repne ");
1179             break;
1180         case P_A16:
1181             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "a16 ");
1182             break;
1183         case P_A32:
1184             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "a32 ");
1185             break;
1186         case P_A64:
1187             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "a64 ");
1188             break;
1189         case P_O16:
1190             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "o16 ");
1191             break;
1192         case P_O32:
1193             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "o32 ");
1194             break;
1195         case P_O64:
1196             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "o64 ");
1197             break;
1198         default:
1199             break;
1200         }
1201
1202     i = (*p)->opcode;
1203     if (i >= FIRST_COND_OPCODE)
1204         slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s%s",
1205                          nasm_insn_names[i], condition_name[ins.condition]);
1206     else
1207         slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s",
1208                          nasm_insn_names[i]);
1209
1210     colon = false;
1211     length += data - origdata;  /* fix up for prefixes */
1212     for (i = 0; i < (*p)->operands; i++) {
1213         opflags_t t = (*p)->opd[i];
1214         const operand *o = &ins.oprs[i];
1215         int64_t offs;
1216
1217         if (t & SAME_AS) {
1218             o = &ins.oprs[t & ~SAME_AS];
1219             t = (*p)->opd[t & ~SAME_AS];
1220         }
1221
1222         output[slen++] = (colon ? ':' : i == 0 ? ' ' : ',');
1223
1224         offs = o->offset;
1225         if (o->segment & SEG_RELATIVE) {
1226             offs += offset + length;
1227             /*
1228              * sort out wraparound
1229              */
1230             if (!(o->segment & (SEG_32BIT|SEG_64BIT)))
1231                 offs &= 0xffff;
1232             else if (segsize != 64)
1233                 offs &= 0xffffffff;
1234
1235             /*
1236              * add sync marker, if autosync is on
1237              */
1238             if (autosync)
1239                 add_sync(offs, 0L);
1240         }
1241
1242         if (t & COLON)
1243             colon = true;
1244         else
1245             colon = false;
1246
1247         if ((t & (REGISTER | FPUREG)) ||
1248             (o->segment & SEG_RMREG)) {
1249             enum reg_enum reg;
1250             reg = whichreg(t, o->basereg, ins.rex);
1251             if (t & TO)
1252                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "to ");
1253             slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s",
1254                              nasm_reg_names[reg-EXPR_REG_START]);
1255         } else if (!(UNITY & ~t)) {
1256             output[slen++] = '1';
1257         } else if (t & IMMEDIATE) {
1258             if (t & BITS8) {
1259                 slen +=
1260                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "byte ");
1261                 if (o->segment & SEG_SIGNED) {
1262                     if (offs < 0) {
1263                         offs *= -1;
1264                         output[slen++] = '-';
1265                     } else
1266                         output[slen++] = '+';
1267                 }
1268             } else if (t & BITS16) {
1269                 slen +=
1270                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "word ");
1271             } else if (t & BITS32) {
1272                 slen +=
1273                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "dword ");
1274             } else if (t & BITS64) {
1275                 slen +=
1276                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "qword ");
1277             } else if (t & NEAR) {
1278                 slen +=
1279                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "near ");
1280             } else if (t & SHORT) {
1281                 slen +=
1282                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "short ");
1283             }
1284             slen +=
1285                 snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "0x%"PRIx64"",
1286                          offs);
1287         } else if (!(MEM_OFFS & ~t)) {
1288             slen +=
1289                 snprintf(output + slen, outbufsize - slen,
1290                          "[%s%s%s0x%"PRIx64"]",
1291                          (segover ? segover : ""),
1292                          (segover ? ":" : ""),
1293                          (o->disp_size == 64 ? "qword " :
1294                           o->disp_size == 32 ? "dword " :
1295                           o->disp_size == 16 ? "word " : ""), offs);
1296             segover = NULL;
1297         } else if (!(REGMEM & ~t)) {
1298             int started = false;
1299             if (t & BITS8)
1300                 slen +=
1301                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "byte ");
1302             if (t & BITS16)
1303                 slen +=
1304                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "word ");
1305             if (t & BITS32)
1306                 slen +=
1307                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "dword ");
1308             if (t & BITS64)
1309                 slen +=
1310                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "qword ");
1311             if (t & BITS80)
1312                 slen +=
1313                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "tword ");
1314             if (t & BITS128)
1315                 slen +=
1316                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "oword ");
1317             if (t & BITS256)
1318                 slen +=
1319                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "yword ");
1320             if (t & FAR)
1321                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "far ");
1322             if (t & NEAR)
1323                 slen +=
1324                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "near ");
1325             output[slen++] = '[';
1326             if (o->disp_size)
1327                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s",
1328                                  (o->disp_size == 64 ? "qword " :
1329                                   o->disp_size == 32 ? "dword " :
1330                                   o->disp_size == 16 ? "word " :
1331                                   ""));
1332             if (o->eaflags & EAF_REL)
1333                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "rel ");
1334             if (segover) {
1335                 slen +=
1336                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s:",
1337                              segover);
1338                 segover = NULL;
1339             }
1340             if (o->basereg != -1) {
1341                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s",
1342                                  nasm_reg_names[(o->basereg-EXPR_REG_START)]);
1343                 started = true;
1344             }
1345             if (o->indexreg != -1) {
1346                 if (started)
1347                     output[slen++] = '+';
1348                 slen += snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s",
1349                                  nasm_reg_names[(o->indexreg-EXPR_REG_START)]);
1350                 if (o->scale > 1)
1351                     slen +=
1352                         snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "*%d",
1353                                  o->scale);
1354                 started = true;
1355             }
1356
1357
1358             if (o->segment & SEG_DISP8) {
1359                 const char *prefix;
1360                 uint8_t offset = offs;
1361                 if ((int8_t)offset < 0) {
1362                     prefix = "-";
1363                     offset = -offset;
1364                 } else {
1365                     prefix = "+";
1366                 }
1367                 slen +=
1368                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "%s0x%"PRIx8"",
1369                              prefix, offset);
1370             } else if (o->segment & SEG_DISP16) {
1371                 const char *prefix;
1372                 uint16_t offset = offs;
1373                 if ((int16_t)offset < 0 && started) {
1374                     offset = -offset;
1375                     prefix = "-";
1376                 } else {
1377                     prefix = started ? "+" : "";
1378                 }
1379                 slen +=
1380                     snprintf(output + slen, outbufsize - slen,
1381                              "%s0x%"PRIx16"", prefix, offset);
1382             } else if (o->segment & SEG_DISP32) {
1383                 if (prefix.asize == 64) {
1384                     const char *prefix;
1385                     uint64_t offset = (int64_t)(int32_t)offs;
1386                     if ((int32_t)offs < 0 && started) {
1387                         offset = -offset;
1388                         prefix = "-";
1389                     } else {
1390                         prefix = started ? "+" : "";
1391                     }
1392                     slen +=
1393                         snprintf(output + slen, outbufsize - slen,
1394                                  "%s0x%"PRIx64"", prefix, offset);
1395                 } else {
1396                     const char *prefix;
1397                     uint32_t offset = offs;
1398                     if ((int32_t) offset < 0 && started) {
1399                         offset = -offset;
1400                         prefix = "-";
1401                     } else {
1402                         prefix = started ? "+" : "";
1403                     }
1404                     slen +=
1405                         snprintf(output + slen, outbufsize - slen,
1406                                  "%s0x%"PRIx32"", prefix, offset);
1407                 }
1408             }
1409             output[slen++] = ']';
1410         } else {
1411             slen +=
1412                 snprintf(output + slen, outbufsize - slen, "<operand%d>",
1413                          i);
1414         }
1415     }
1416     output[slen] = '\0';
1417     if (segover) {              /* unused segment override */
1418         char *p = output;
1419         int count = slen + 1;
1420         while (count--)
1421             p[count + 3] = p[count];
1422         strncpy(output, segover, 2);
1423         output[2] = ' ';
1424     }
1425     return length;
1426 }
1427
1428 int32_t eatbyte(uint8_t *data, char *output, int outbufsize)
1429 {
1430     snprintf(output, outbufsize, "db 0x%02X", *data);
1431     return 1;
1432 }