Home | History | Annotate | Line # | Download | only in libnvmm
libnvmm_x86.c revision 1.14
      1 /*	$NetBSD: libnvmm_x86.c,v 1.14 2019/01/08 07:34:22 maxv Exp $	*/
      2 
      3 /*
      4  * Copyright (c) 2018 The NetBSD Foundation, Inc.
      5  * All rights reserved.
      6  *
      7  * This code is derived from software contributed to The NetBSD Foundation
      8  * by Maxime Villard.
      9  *
     10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
     11  * modification, are permitted provided that the following conditions
     12  * are met:
     13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
     14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
     15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
     16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
     17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
     18  *
     19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE NETBSD FOUNDATION, INC. AND CONTRIBUTORS
     20  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED
     21  * TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
     22  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR CONTRIBUTORS
     23  * BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
     24  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
     25  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
     26  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
     27  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
     28  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
     29  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
     30  */
     31 
     32 #include <sys/cdefs.h>
     33 
     34 #include <stdio.h>
     35 #include <stdlib.h>
     36 #include <string.h>
     37 #include <unistd.h>
     38 #include <fcntl.h>
     39 #include <errno.h>
     40 #include <sys/ioctl.h>
     41 #include <sys/mman.h>
     42 #include <machine/vmparam.h>
     43 #include <machine/pte.h>
     44 #include <machine/psl.h>
     45 
     46 #include "nvmm.h"
     47 
     48 #define MIN(X, Y) (((X) < (Y)) ? (X) : (Y))
     49 
     50 #include <x86/specialreg.h>
     51 
     52 extern struct nvmm_callbacks __callbacks;
     53 
     54 /* -------------------------------------------------------------------------- */
     55 
     56 /*
     57  * Undocumented debugging function. Helpful.
     58  */
     59 int
     60 nvmm_vcpu_dump(struct nvmm_machine *mach, nvmm_cpuid_t cpuid)
     61 {
     62 	struct nvmm_x64_state state;
     63 	size_t i;
     64 	int ret;
     65 
     66 	const char *segnames[] = {
     67 		"CS", "DS", "ES", "FS", "GS", "SS", "GDT", "IDT", "LDT", "TR"
     68 	};
     69 
     70 	ret = nvmm_vcpu_getstate(mach, cpuid, &state, NVMM_X64_STATE_ALL);
     71 	if (ret == -1)
     72 		return -1;
     73 
     74 	printf("+ VCPU id=%d\n", (int)cpuid);
     75 	printf("| -> RIP=%p\n", (void *)state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP]);
     76 	printf("| -> RSP=%p\n", (void *)state.gprs[NVMM_X64_GPR_RSP]);
     77 	printf("| -> RAX=%p\n", (void *)state.gprs[NVMM_X64_GPR_RAX]);
     78 	printf("| -> RBX=%p\n", (void *)state.gprs[NVMM_X64_GPR_RBX]);
     79 	printf("| -> RCX=%p\n", (void *)state.gprs[NVMM_X64_GPR_RCX]);
     80 	for (i = 0; i < NVMM_X64_NSEG; i++) {
     81 		printf("| -> %s: sel=0x%lx base=%p, limit=%p, P=%d, D=%d\n",
     82 		    segnames[i],
     83 		    state.segs[i].selector,
     84 		    (void *)state.segs[i].base,
     85 		    (void *)state.segs[i].limit,
     86 		    state.segs[i].attrib.p, state.segs[i].attrib.def32);
     87 	}
     88 	printf("| -> MSR_EFER=%p\n", (void *)state.msrs[NVMM_X64_MSR_EFER]);
     89 	printf("| -> CR0=%p\n", (void *)state.crs[NVMM_X64_CR_CR0]);
     90 	printf("| -> CR3=%p\n", (void *)state.crs[NVMM_X64_CR_CR3]);
     91 	printf("| -> CR4=%p\n", (void *)state.crs[NVMM_X64_CR_CR4]);
     92 	printf("| -> CR8=%p\n", (void *)state.crs[NVMM_X64_CR_CR8]);
     93 	printf("| -> CPL=%p\n", (void *)state.misc[NVMM_X64_MISC_CPL]);
     94 
     95 	return 0;
     96 }
     97 
     98 /* -------------------------------------------------------------------------- */
     99 
    100 #define PTE32_L1_SHIFT	12
    101 #define PTE32_L2_SHIFT	22
    102 
    103 #define PTE32_L2_MASK	0xffc00000
    104 #define PTE32_L1_MASK	0x003ff000
    105 
    106 #define PTE32_L2_FRAME	(PTE32_L2_MASK)
    107 #define PTE32_L1_FRAME	(PTE32_L2_FRAME|PTE32_L1_MASK)
    108 
    109 #define pte32_l1idx(va)	(((va) & PTE32_L1_MASK) >> PTE32_L1_SHIFT)
    110 #define pte32_l2idx(va)	(((va) & PTE32_L2_MASK) >> PTE32_L2_SHIFT)
    111 
    112 typedef uint32_t pte_32bit_t;
    113 
    114 static int
    115 x86_gva_to_gpa_32bit(struct nvmm_machine *mach, uint64_t cr3,
    116     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, bool has_pse, nvmm_prot_t *prot)
    117 {
    118 	gpaddr_t L2gpa, L1gpa;
    119 	uintptr_t L2hva, L1hva;
    120 	pte_32bit_t *pdir, pte;
    121 
    122 	/* We begin with an RWXU access. */
    123 	*prot = NVMM_PROT_ALL;
    124 
    125 	/* Parse L2. */
    126 	L2gpa = (cr3 & PG_FRAME);
    127 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L2gpa, &L2hva) == -1)
    128 		return -1;
    129 	pdir = (pte_32bit_t *)L2hva;
    130 	pte = pdir[pte32_l2idx(gva)];
    131 	if ((pte & PG_V) == 0)
    132 		return -1;
    133 	if ((pte & PG_u) == 0)
    134 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    135 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    136 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    137 	if ((pte & PG_PS) && !has_pse)
    138 		return -1;
    139 	if (pte & PG_PS) {
    140 		*gpa = (pte & PTE32_L2_FRAME);
    141 		*gpa = *gpa + (gva & PTE32_L1_MASK);
    142 		return 0;
    143 	}
    144 
    145 	/* Parse L1. */
    146 	L1gpa = (pte & PG_FRAME);
    147 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L1gpa, &L1hva) == -1)
    148 		return -1;
    149 	pdir = (pte_32bit_t *)L1hva;
    150 	pte = pdir[pte32_l1idx(gva)];
    151 	if ((pte & PG_V) == 0)
    152 		return -1;
    153 	if ((pte & PG_u) == 0)
    154 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    155 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    156 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    157 	if (pte & PG_PS)
    158 		return -1;
    159 
    160 	*gpa = (pte & PG_FRAME);
    161 	return 0;
    162 }
    163 
    164 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    165 
    166 #define	PTE32_PAE_L1_SHIFT	12
    167 #define	PTE32_PAE_L2_SHIFT	21
    168 #define	PTE32_PAE_L3_SHIFT	30
    169 
    170 #define	PTE32_PAE_L3_MASK	0xc0000000
    171 #define	PTE32_PAE_L2_MASK	0x3fe00000
    172 #define	PTE32_PAE_L1_MASK	0x001ff000
    173 
    174 #define	PTE32_PAE_L3_FRAME	(PTE32_PAE_L3_MASK)
    175 #define	PTE32_PAE_L2_FRAME	(PTE32_PAE_L3_FRAME|PTE32_PAE_L2_MASK)
    176 #define	PTE32_PAE_L1_FRAME	(PTE32_PAE_L2_FRAME|PTE32_PAE_L1_MASK)
    177 
    178 #define pte32_pae_l1idx(va)	(((va) & PTE32_PAE_L1_MASK) >> PTE32_PAE_L1_SHIFT)
    179 #define pte32_pae_l2idx(va)	(((va) & PTE32_PAE_L2_MASK) >> PTE32_PAE_L2_SHIFT)
    180 #define pte32_pae_l3idx(va)	(((va) & PTE32_PAE_L3_MASK) >> PTE32_PAE_L3_SHIFT)
    181 
    182 typedef uint64_t pte_32bit_pae_t;
    183 
    184 static int
    185 x86_gva_to_gpa_32bit_pae(struct nvmm_machine *mach, uint64_t cr3,
    186     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, bool has_pse, nvmm_prot_t *prot)
    187 {
    188 	gpaddr_t L3gpa, L2gpa, L1gpa;
    189 	uintptr_t L3hva, L2hva, L1hva;
    190 	pte_32bit_pae_t *pdir, pte;
    191 
    192 	/* We begin with an RWXU access. */
    193 	*prot = NVMM_PROT_ALL;
    194 
    195 	/* Parse L3. */
    196 	L3gpa = (cr3 & PG_FRAME);
    197 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L3gpa, &L3hva) == -1)
    198 		return -1;
    199 	pdir = (pte_32bit_pae_t *)L3hva;
    200 	pte = pdir[pte32_pae_l3idx(gva)];
    201 	if ((pte & PG_V) == 0)
    202 		return -1;
    203 	if (pte & PG_NX)
    204 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    205 	if (pte & PG_PS)
    206 		return -1;
    207 
    208 	/* Parse L2. */
    209 	L2gpa = (pte & PG_FRAME);
    210 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L2gpa, &L2hva) == -1)
    211 		return -1;
    212 	pdir = (pte_32bit_pae_t *)L2hva;
    213 	pte = pdir[pte32_pae_l2idx(gva)];
    214 	if ((pte & PG_V) == 0)
    215 		return -1;
    216 	if ((pte & PG_u) == 0)
    217 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    218 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    219 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    220 	if (pte & PG_NX)
    221 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    222 	if ((pte & PG_PS) && !has_pse)
    223 		return -1;
    224 	if (pte & PG_PS) {
    225 		*gpa = (pte & PTE32_PAE_L2_FRAME);
    226 		*gpa = *gpa + (gva & PTE32_PAE_L1_MASK);
    227 		return 0;
    228 	}
    229 
    230 	/* Parse L1. */
    231 	L1gpa = (pte & PG_FRAME);
    232 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L1gpa, &L1hva) == -1)
    233 		return -1;
    234 	pdir = (pte_32bit_pae_t *)L1hva;
    235 	pte = pdir[pte32_pae_l1idx(gva)];
    236 	if ((pte & PG_V) == 0)
    237 		return -1;
    238 	if ((pte & PG_u) == 0)
    239 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    240 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    241 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    242 	if (pte & PG_NX)
    243 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    244 	if (pte & PG_PS)
    245 		return -1;
    246 
    247 	*gpa = (pte & PG_FRAME);
    248 	return 0;
    249 }
    250 
    251 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    252 
    253 #define PTE64_L1_SHIFT	12
    254 #define PTE64_L2_SHIFT	21
    255 #define PTE64_L3_SHIFT	30
    256 #define PTE64_L4_SHIFT	39
    257 
    258 #define PTE64_L4_MASK	0x0000ff8000000000
    259 #define PTE64_L3_MASK	0x0000007fc0000000
    260 #define PTE64_L2_MASK	0x000000003fe00000
    261 #define PTE64_L1_MASK	0x00000000001ff000
    262 
    263 #define PTE64_L4_FRAME	PTE64_L4_MASK
    264 #define PTE64_L3_FRAME	(PTE64_L4_FRAME|PTE64_L3_MASK)
    265 #define PTE64_L2_FRAME	(PTE64_L3_FRAME|PTE64_L2_MASK)
    266 #define PTE64_L1_FRAME	(PTE64_L2_FRAME|PTE64_L1_MASK)
    267 
    268 #define pte64_l1idx(va)	(((va) & PTE64_L1_MASK) >> PTE64_L1_SHIFT)
    269 #define pte64_l2idx(va)	(((va) & PTE64_L2_MASK) >> PTE64_L2_SHIFT)
    270 #define pte64_l3idx(va)	(((va) & PTE64_L3_MASK) >> PTE64_L3_SHIFT)
    271 #define pte64_l4idx(va)	(((va) & PTE64_L4_MASK) >> PTE64_L4_SHIFT)
    272 
    273 typedef uint64_t pte_64bit_t;
    274 
    275 static inline bool
    276 x86_gva_64bit_canonical(gvaddr_t gva)
    277 {
    278 	/* Bits 63:47 must have the same value. */
    279 #define SIGN_EXTEND	0xffff800000000000ULL
    280 	return (gva & SIGN_EXTEND) == 0 || (gva & SIGN_EXTEND) == SIGN_EXTEND;
    281 }
    282 
    283 static int
    284 x86_gva_to_gpa_64bit(struct nvmm_machine *mach, uint64_t cr3,
    285     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, nvmm_prot_t *prot)
    286 {
    287 	gpaddr_t L4gpa, L3gpa, L2gpa, L1gpa;
    288 	uintptr_t L4hva, L3hva, L2hva, L1hva;
    289 	pte_64bit_t *pdir, pte;
    290 
    291 	/* We begin with an RWXU access. */
    292 	*prot = NVMM_PROT_ALL;
    293 
    294 	if (!x86_gva_64bit_canonical(gva))
    295 		return -1;
    296 
    297 	/* Parse L4. */
    298 	L4gpa = (cr3 & PG_FRAME);
    299 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L4gpa, &L4hva) == -1)
    300 		return -1;
    301 	pdir = (pte_64bit_t *)L4hva;
    302 	pte = pdir[pte64_l4idx(gva)];
    303 	if ((pte & PG_V) == 0)
    304 		return -1;
    305 	if ((pte & PG_u) == 0)
    306 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    307 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    308 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    309 	if (pte & PG_NX)
    310 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    311 	if (pte & PG_PS)
    312 		return -1;
    313 
    314 	/* Parse L3. */
    315 	L3gpa = (pte & PG_FRAME);
    316 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L3gpa, &L3hva) == -1)
    317 		return -1;
    318 	pdir = (pte_64bit_t *)L3hva;
    319 	pte = pdir[pte64_l3idx(gva)];
    320 	if ((pte & PG_V) == 0)
    321 		return -1;
    322 	if ((pte & PG_u) == 0)
    323 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    324 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    325 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    326 	if (pte & PG_NX)
    327 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    328 	if (pte & PG_PS) {
    329 		*gpa = (pte & PTE64_L3_FRAME);
    330 		*gpa = *gpa + (gva & (PTE64_L2_MASK|PTE64_L1_MASK));
    331 		return 0;
    332 	}
    333 
    334 	/* Parse L2. */
    335 	L2gpa = (pte & PG_FRAME);
    336 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L2gpa, &L2hva) == -1)
    337 		return -1;
    338 	pdir = (pte_64bit_t *)L2hva;
    339 	pte = pdir[pte64_l2idx(gva)];
    340 	if ((pte & PG_V) == 0)
    341 		return -1;
    342 	if ((pte & PG_u) == 0)
    343 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    344 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    345 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    346 	if (pte & PG_NX)
    347 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    348 	if (pte & PG_PS) {
    349 		*gpa = (pte & PTE64_L2_FRAME);
    350 		*gpa = *gpa + (gva & PTE64_L1_MASK);
    351 		return 0;
    352 	}
    353 
    354 	/* Parse L1. */
    355 	L1gpa = (pte & PG_FRAME);
    356 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L1gpa, &L1hva) == -1)
    357 		return -1;
    358 	pdir = (pte_64bit_t *)L1hva;
    359 	pte = pdir[pte64_l1idx(gva)];
    360 	if ((pte & PG_V) == 0)
    361 		return -1;
    362 	if ((pte & PG_u) == 0)
    363 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    364 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    365 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    366 	if (pte & PG_NX)
    367 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    368 	if (pte & PG_PS)
    369 		return -1;
    370 
    371 	*gpa = (pte & PG_FRAME);
    372 	return 0;
    373 }
    374 
    375 static inline int
    376 x86_gva_to_gpa(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    377     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, nvmm_prot_t *prot)
    378 {
    379 	bool is_pae, is_lng, has_pse;
    380 	uint64_t cr3;
    381 	size_t off;
    382 	int ret;
    383 
    384 	if ((state->crs[NVMM_X64_CR_CR0] & CR0_PG) == 0) {
    385 		/* No paging. */
    386 		*prot = NVMM_PROT_ALL;
    387 		*gpa = gva;
    388 		return 0;
    389 	}
    390 
    391 	off = (gva & PAGE_MASK);
    392 	gva &= ~PAGE_MASK;
    393 
    394 	is_pae = (state->crs[NVMM_X64_CR_CR4] & CR4_PAE) != 0;
    395 	is_lng = (state->msrs[NVMM_X64_MSR_EFER] & EFER_LME) != 0;
    396 	has_pse = (state->crs[NVMM_X64_CR_CR4] & CR4_PSE) != 0;
    397 	cr3 = state->crs[NVMM_X64_CR_CR3];
    398 
    399 	if (is_pae && is_lng) {
    400 		/* 64bit */
    401 		ret = x86_gva_to_gpa_64bit(mach, cr3, gva, gpa, prot);
    402 	} else if (is_pae && !is_lng) {
    403 		/* 32bit PAE */
    404 		ret = x86_gva_to_gpa_32bit_pae(mach, cr3, gva, gpa, has_pse,
    405 		    prot);
    406 	} else if (!is_pae && !is_lng) {
    407 		/* 32bit */
    408 		ret = x86_gva_to_gpa_32bit(mach, cr3, gva, gpa, has_pse, prot);
    409 	} else {
    410 		ret = -1;
    411 	}
    412 
    413 	if (ret == -1) {
    414 		errno = EFAULT;
    415 	}
    416 
    417 	*gpa = *gpa + off;
    418 
    419 	return ret;
    420 }
    421 
    422 int
    423 nvmm_gva_to_gpa(struct nvmm_machine *mach, nvmm_cpuid_t cpuid,
    424     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, nvmm_prot_t *prot)
    425 {
    426 	struct nvmm_x64_state state;
    427 	int ret;
    428 
    429 	ret = nvmm_vcpu_getstate(mach, cpuid, &state,
    430 	    NVMM_X64_STATE_CRS | NVMM_X64_STATE_MSRS);
    431 	if (ret == -1)
    432 		return -1;
    433 
    434 	return x86_gva_to_gpa(mach, &state, gva, gpa, prot);
    435 }
    436 
    437 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    438 
    439 static inline bool
    440 is_64bit(struct nvmm_x64_state *state)
    441 {
    442 	return (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.lng != 0);
    443 }
    444 
    445 static inline bool
    446 is_32bit(struct nvmm_x64_state *state)
    447 {
    448 	return (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.lng == 0) &&
    449 	    (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.def32 == 1);
    450 }
    451 
    452 static inline bool
    453 is_16bit(struct nvmm_x64_state *state)
    454 {
    455 	return (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.lng == 0) &&
    456 	    (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.def32 == 0);
    457 }
    458 
    459 static inline bool
    460 is_long_mode(struct nvmm_x64_state *state)
    461 {
    462 	return (state->msrs[NVMM_X64_MSR_EFER] & EFER_LME) != 0;
    463 }
    464 
    465 static int
    466 segment_apply(struct nvmm_x64_state_seg *seg, gvaddr_t *gva, size_t size)
    467 {
    468 	uint64_t limit;
    469 
    470 	/*
    471 	 * This is incomplete. We should check topdown, etc, really that's
    472 	 * tiring.
    473 	 */
    474 	if (__predict_false(!seg->attrib.p)) {
    475 		goto error;
    476 	}
    477 
    478 	limit = (seg->limit + 1);
    479 	if (__predict_true(seg->attrib.gran)) {
    480 		limit *= PAGE_SIZE;
    481 	}
    482 
    483 	if (__predict_false(*gva + size > limit)) {
    484 		goto error;
    485 	}
    486 
    487 	*gva += seg->base;
    488 	return 0;
    489 
    490 error:
    491 	errno = EFAULT;
    492 	return -1;
    493 }
    494 
    495 static uint64_t
    496 mask_from_adsize(size_t adsize)
    497 {
    498 	switch (adsize) {
    499 	case 8:
    500 		return 0xFFFFFFFFFFFFFFFF;
    501 	case 4:
    502 		return 0x00000000FFFFFFFF;
    503 	case 2:
    504 	default: /* impossible */
    505 		return 0x000000000000FFFF;
    506 	}
    507 }
    508 
    509 static uint64_t
    510 rep_get_cnt(struct nvmm_x64_state *state, size_t adsize)
    511 {
    512 	uint64_t mask, cnt;
    513 
    514 	mask = mask_from_adsize(adsize);
    515 	cnt = state->gprs[NVMM_X64_GPR_RCX] & mask;
    516 
    517 	return cnt;
    518 }
    519 
    520 static void
    521 rep_set_cnt(struct nvmm_x64_state *state, size_t adsize, uint64_t cnt)
    522 {
    523 	uint64_t mask;
    524 
    525 	mask = mask_from_adsize(adsize);
    526 	state->gprs[NVMM_X64_GPR_RCX] &= ~mask;
    527 	state->gprs[NVMM_X64_GPR_RCX] |= cnt;
    528 }
    529 
    530 static uint64_t
    531 rep_dec_apply(struct nvmm_x64_state *state, size_t adsize)
    532 {
    533 	uint64_t mask, cnt;
    534 
    535 	mask = mask_from_adsize(adsize);
    536 
    537 	cnt = state->gprs[NVMM_X64_GPR_RCX] & mask;
    538 	cnt -= 1;
    539 	cnt &= mask;
    540 
    541 	state->gprs[NVMM_X64_GPR_RCX] &= ~mask;
    542 	state->gprs[NVMM_X64_GPR_RCX] |= cnt;
    543 
    544 	return cnt;
    545 }
    546 
    547 static int
    548 read_guest_memory(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    549     gvaddr_t gva, uint8_t *data, size_t size)
    550 {
    551 	struct nvmm_mem mem;
    552 	nvmm_prot_t prot;
    553 	gpaddr_t gpa;
    554 	uintptr_t hva;
    555 	bool is_mmio;
    556 	int ret, remain;
    557 
    558 	ret = x86_gva_to_gpa(mach, state, gva, &gpa, &prot);
    559 	if (__predict_false(ret == -1)) {
    560 		return -1;
    561 	}
    562 	if (__predict_false(!(prot & NVMM_PROT_READ))) {
    563 		errno = EFAULT;
    564 		return -1;
    565 	}
    566 
    567 	if ((gva & PAGE_MASK) + size > PAGE_SIZE) {
    568 		remain = ((gva & PAGE_MASK) + size - PAGE_SIZE);
    569 	} else {
    570 		remain = 0;
    571 	}
    572 	size -= remain;
    573 
    574 	ret = nvmm_gpa_to_hva(mach, gpa, &hva);
    575 	is_mmio = (ret == -1);
    576 
    577 	if (is_mmio) {
    578 		mem.data = data;
    579 		mem.gpa = gpa;
    580 		mem.write = false;
    581 		mem.size = size;
    582 		(*__callbacks.mem)(&mem);
    583 	} else {
    584 		memcpy(data, (uint8_t *)hva, size);
    585 	}
    586 
    587 	if (remain > 0) {
    588 		ret = read_guest_memory(mach, state, gva + size,
    589 		    data + size, remain);
    590 	} else {
    591 		ret = 0;
    592 	}
    593 
    594 	return ret;
    595 }
    596 
    597 static int
    598 write_guest_memory(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    599     gvaddr_t gva, uint8_t *data, size_t size)
    600 {
    601 	struct nvmm_mem mem;
    602 	nvmm_prot_t prot;
    603 	gpaddr_t gpa;
    604 	uintptr_t hva;
    605 	bool is_mmio;
    606 	int ret, remain;
    607 
    608 	ret = x86_gva_to_gpa(mach, state, gva, &gpa, &prot);
    609 	if (__predict_false(ret == -1)) {
    610 		return -1;
    611 	}
    612 	if (__predict_false(!(prot & NVMM_PROT_WRITE))) {
    613 		errno = EFAULT;
    614 		return -1;
    615 	}
    616 
    617 	if ((gva & PAGE_MASK) + size > PAGE_SIZE) {
    618 		remain = ((gva & PAGE_MASK) + size - PAGE_SIZE);
    619 	} else {
    620 		remain = 0;
    621 	}
    622 	size -= remain;
    623 
    624 	ret = nvmm_gpa_to_hva(mach, gpa, &hva);
    625 	is_mmio = (ret == -1);
    626 
    627 	if (is_mmio) {
    628 		mem.data = data;
    629 		mem.gpa = gpa;
    630 		mem.write = true;
    631 		mem.size = size;
    632 		(*__callbacks.mem)(&mem);
    633 	} else {
    634 		memcpy((uint8_t *)hva, data, size);
    635 	}
    636 
    637 	if (remain > 0) {
    638 		ret = write_guest_memory(mach, state, gva + size,
    639 		    data + size, remain);
    640 	} else {
    641 		ret = 0;
    642 	}
    643 
    644 	return ret;
    645 }
    646 
    647 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    648 
    649 static int fetch_segment(struct nvmm_machine *, struct nvmm_x64_state *);
    650 
    651 #define NVMM_IO_BATCH_SIZE	32
    652 
    653 static int
    654 assist_io_batch(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    655     struct nvmm_io *io, gvaddr_t gva, uint64_t cnt)
    656 {
    657 	uint8_t iobuf[NVMM_IO_BATCH_SIZE];
    658 	size_t i, iosize, iocnt;
    659 	int ret;
    660 
    661 	cnt = MIN(cnt, NVMM_IO_BATCH_SIZE);
    662 	iosize = MIN(io->size * cnt, NVMM_IO_BATCH_SIZE);
    663 	iocnt = iosize / io->size;
    664 
    665 	io->data = iobuf;
    666 
    667 	if (!io->in) {
    668 		ret = read_guest_memory(mach, state, gva, iobuf, iosize);
    669 		if (ret == -1)
    670 			return -1;
    671 	}
    672 
    673 	for (i = 0; i < iocnt; i++) {
    674 		(*__callbacks.io)(io);
    675 		io->data += io->size;
    676 	}
    677 
    678 	if (io->in) {
    679 		ret = write_guest_memory(mach, state, gva, iobuf, iosize);
    680 		if (ret == -1)
    681 			return -1;
    682 	}
    683 
    684 	return iocnt;
    685 }
    686 
    687 int
    688 nvmm_assist_io(struct nvmm_machine *mach, nvmm_cpuid_t cpuid,
    689     struct nvmm_exit *exit)
    690 {
    691 	struct nvmm_x64_state state;
    692 	struct nvmm_io io;
    693 	uint64_t cnt = 0; /* GCC */
    694 	uint8_t iobuf[8];
    695 	int iocnt = 1;
    696 	gvaddr_t gva;
    697 	int reg = 0; /* GCC */
    698 	int ret, seg;
    699 	bool psld = false;
    700 
    701 	if (__predict_false(exit->reason != NVMM_EXIT_IO)) {
    702 		errno = EINVAL;
    703 		return -1;
    704 	}
    705 
    706 	io.port = exit->u.io.port;
    707 	io.in = (exit->u.io.type == NVMM_EXIT_IO_IN);
    708 	io.size = exit->u.io.operand_size;
    709 	io.data = iobuf;
    710 
    711 	ret = nvmm_vcpu_getstate(mach, cpuid, &state,
    712 	    NVMM_X64_STATE_GPRS | NVMM_X64_STATE_SEGS |
    713 	    NVMM_X64_STATE_CRS | NVMM_X64_STATE_MSRS);
    714 	if (ret == -1)
    715 		return -1;
    716 
    717 	if (exit->u.io.rep) {
    718 		cnt = rep_get_cnt(&state, exit->u.io.address_size);
    719 		if (__predict_false(cnt == 0)) {
    720 			return 0;
    721 		}
    722 	}
    723 
    724 	if (__predict_false(state.gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D)) {
    725 		psld = true;
    726 	}
    727 
    728 	/*
    729 	 * Determine GVA.
    730 	 */
    731 	if (exit->u.io.str) {
    732 		if (io.in) {
    733 			reg = NVMM_X64_GPR_RDI;
    734 		} else {
    735 			reg = NVMM_X64_GPR_RSI;
    736 		}
    737 
    738 		gva = state.gprs[reg];
    739 		gva &= mask_from_adsize(exit->u.io.address_size);
    740 
    741 		if (!is_long_mode(&state)) {
    742 			if (exit->u.io.seg != -1) {
    743 				seg = exit->u.io.seg;
    744 			} else {
    745 				if (io.in) {
    746 					seg = NVMM_X64_SEG_ES;
    747 				} else {
    748 					seg = fetch_segment(mach, &state);
    749 					if (seg == -1)
    750 						return -1;
    751 				}
    752 			}
    753 
    754 			ret = segment_apply(&state.segs[seg], &gva, io.size);
    755 			if (ret == -1)
    756 				return -1;
    757 		}
    758 
    759 		if (exit->u.io.rep && !psld) {
    760 			iocnt = assist_io_batch(mach, &state, &io, gva, cnt);
    761 			if (iocnt == -1)
    762 				return -1;
    763 			goto done;
    764 		}
    765 	}
    766 
    767 	if (!io.in) {
    768 		if (!exit->u.io.str) {
    769 			memcpy(io.data, &state.gprs[NVMM_X64_GPR_RAX], io.size);
    770 		} else {
    771 			ret = read_guest_memory(mach, &state, gva, io.data,
    772 			    io.size);
    773 			if (ret == -1)
    774 				return -1;
    775 		}
    776 	}
    777 
    778 	(*__callbacks.io)(&io);
    779 
    780 	if (io.in) {
    781 		if (!exit->u.io.str) {
    782 			memcpy(&state.gprs[NVMM_X64_GPR_RAX], io.data, io.size);
    783 		} else {
    784 			ret = write_guest_memory(mach, &state, gva, io.data,
    785 			    io.size);
    786 			if (ret == -1)
    787 				return -1;
    788 		}
    789 	}
    790 
    791 done:
    792 	if (exit->u.io.str) {
    793 		if (__predict_false(psld)) {
    794 			state.gprs[reg] -= iocnt * io.size;
    795 		} else {
    796 			state.gprs[reg] += iocnt * io.size;
    797 		}
    798 	}
    799 
    800 	if (exit->u.io.rep) {
    801 		cnt -= iocnt;
    802 		rep_set_cnt(&state, exit->u.io.address_size, cnt);
    803 		if (cnt == 0) {
    804 			state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] = exit->u.io.npc;
    805 		}
    806 	} else {
    807 		state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] = exit->u.io.npc;
    808 	}
    809 
    810 	ret = nvmm_vcpu_setstate(mach, cpuid, &state, NVMM_X64_STATE_GPRS);
    811 	if (ret == -1)
    812 		return -1;
    813 
    814 	return 0;
    815 }
    816 
    817 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    818 
    819 static void x86_emul_or(struct nvmm_mem *, void (*)(struct nvmm_mem *), uint64_t *);
    820 static void x86_emul_and(struct nvmm_mem *, void (*)(struct nvmm_mem *), uint64_t *);
    821 static void x86_emul_xor(struct nvmm_mem *, void (*)(struct nvmm_mem *), uint64_t *);
    822 static void x86_emul_mov(struct nvmm_mem *, void (*)(struct nvmm_mem *), uint64_t *);
    823 static void x86_emul_stos(struct nvmm_mem *, void (*)(struct nvmm_mem *), uint64_t *);
    824 static void x86_emul_lods(struct nvmm_mem *, void (*)(struct nvmm_mem *), uint64_t *);
    825 static void x86_emul_movs(struct nvmm_mem *, void (*)(struct nvmm_mem *), uint64_t *);
    826 
    827 /* Legacy prefixes. */
    828 #define LEG_LOCK	0xF0
    829 #define LEG_REPN	0xF2
    830 #define LEG_REP		0xF3
    831 #define LEG_OVR_CS	0x2E
    832 #define LEG_OVR_SS	0x36
    833 #define LEG_OVR_DS	0x3E
    834 #define LEG_OVR_ES	0x26
    835 #define LEG_OVR_FS	0x64
    836 #define LEG_OVR_GS	0x65
    837 #define LEG_OPR_OVR	0x66
    838 #define LEG_ADR_OVR	0x67
    839 
    840 struct x86_legpref {
    841 	bool opr_ovr:1;
    842 	bool adr_ovr:1;
    843 	bool rep:1;
    844 	bool repn:1;
    845 	int seg;
    846 };
    847 
    848 struct x86_rexpref {
    849 	bool present;
    850 	bool w;
    851 	bool r;
    852 	bool x;
    853 	bool b;
    854 };
    855 
    856 struct x86_reg {
    857 	int num;	/* NVMM GPR state index */
    858 	uint64_t mask;
    859 };
    860 
    861 enum x86_disp_type {
    862 	DISP_NONE,
    863 	DISP_0,
    864 	DISP_1,
    865 	DISP_4
    866 };
    867 
    868 struct x86_disp {
    869 	enum x86_disp_type type;
    870 	uint64_t data; /* 4 bytes, but can be sign-extended */
    871 };
    872 
    873 enum REGMODRM__Mod {
    874 	MOD_DIS0, /* also, register indirect */
    875 	MOD_DIS1,
    876 	MOD_DIS4,
    877 	MOD_REG
    878 };
    879 
    880 enum REGMODRM__Reg {
    881 	REG_000, /* these fields are indexes to the register map */
    882 	REG_001,
    883 	REG_010,
    884 	REG_011,
    885 	REG_100,
    886 	REG_101,
    887 	REG_110,
    888 	REG_111
    889 };
    890 
    891 enum REGMODRM__Rm {
    892 	RM_000, /* reg */
    893 	RM_001, /* reg */
    894 	RM_010, /* reg */
    895 	RM_011, /* reg */
    896 	RM_RSP_SIB, /* reg or SIB, depending on the MOD */
    897 	RM_RBP_DISP32, /* reg or displacement-only (= RIP-relative on amd64) */
    898 	RM_110,
    899 	RM_111
    900 };
    901 
    902 struct x86_regmodrm {
    903 	bool present;
    904 	enum REGMODRM__Mod mod;
    905 	enum REGMODRM__Reg reg;
    906 	enum REGMODRM__Rm rm;
    907 };
    908 
    909 struct x86_immediate {
    910 	size_t size;	/* 1/2/4/8 */
    911 	uint64_t data;
    912 };
    913 
    914 struct x86_sib {
    915 	uint8_t scale;
    916 	const struct x86_reg *idx;
    917 	const struct x86_reg *bas;
    918 };
    919 
    920 enum x86_store_type {
    921 	STORE_NONE,
    922 	STORE_REG,
    923 	STORE_IMM,
    924 	STORE_SIB,
    925 	STORE_DMO
    926 };
    927 
    928 struct x86_store {
    929 	enum x86_store_type type;
    930 	union {
    931 		const struct x86_reg *reg;
    932 		struct x86_immediate imm;
    933 		struct x86_sib sib;
    934 		uint64_t dmo;
    935 	} u;
    936 	struct x86_disp disp;
    937 	int hardseg;
    938 };
    939 
    940 struct x86_instr {
    941 	size_t len;
    942 	struct x86_legpref legpref;
    943 	struct x86_rexpref rexpref;
    944 	size_t operand_size;
    945 	size_t address_size;
    946 	uint64_t zeroextend_mask;
    947 
    948 	struct x86_regmodrm regmodrm;
    949 
    950 	const struct x86_opcode *opcode;
    951 
    952 	struct x86_store src;
    953 	struct x86_store dst;
    954 
    955 	struct x86_store *strm;
    956 
    957 	void (*emul)(struct nvmm_mem *, void (*)(struct nvmm_mem *), uint64_t *);
    958 };
    959 
    960 struct x86_decode_fsm {
    961 	/* vcpu */
    962 	bool is64bit;
    963 	bool is32bit;
    964 	bool is16bit;
    965 
    966 	/* fsm */
    967 	int (*fn)(struct x86_decode_fsm *, struct x86_instr *);
    968 	uint8_t *buf;
    969 	uint8_t *end;
    970 };
    971 
    972 struct x86_opcode {
    973 	uint8_t byte;
    974 	bool regmodrm;
    975 	bool regtorm;
    976 	bool dmo;
    977 	bool todmo;
    978 	bool movs;
    979 	bool stos;
    980 	bool lods;
    981 	bool szoverride;
    982 	int defsize;
    983 	int allsize;
    984 	bool group1;
    985 	bool group11;
    986 	bool immediate;
    987 	int flags;
    988 	void (*emul)(struct nvmm_mem *, void (*)(struct nvmm_mem *), uint64_t *);
    989 };
    990 
    991 struct x86_group_entry {
    992 	void (*emul)(struct nvmm_mem *, void (*)(struct nvmm_mem *), uint64_t *);
    993 };
    994 
    995 #define OPSIZE_BYTE 0x01
    996 #define OPSIZE_WORD 0x02 /* 2 bytes */
    997 #define OPSIZE_DOUB 0x04 /* 4 bytes */
    998 #define OPSIZE_QUAD 0x08 /* 8 bytes */
    999 
   1000 #define FLAG_imm8	0x01
   1001 #define FLAG_immz	0x02
   1002 #define FLAG_ze		0x04
   1003 
   1004 static const struct x86_group_entry group1[8] = {
   1005 	[1] = { .emul = x86_emul_or },
   1006 	[4] = { .emul = x86_emul_and },
   1007 	[6] = { .emul = x86_emul_xor }
   1008 };
   1009 
   1010 static const struct x86_group_entry group11[8] = {
   1011 	[0] = { .emul = x86_emul_mov }
   1012 };
   1013 
   1014 static const struct x86_opcode primary_opcode_table[] = {
   1015 	/*
   1016 	 * Group1
   1017 	 */
   1018 	{
   1019 		/* Ev, Ib */
   1020 		.byte = 0x83,
   1021 		.regmodrm = true,
   1022 		.regtorm = true,
   1023 		.szoverride = true,
   1024 		.defsize = -1,
   1025 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1026 		.group1 = true,
   1027 		.immediate = true,
   1028 		.flags = FLAG_imm8,
   1029 		.emul = NULL /* group1 */
   1030 	},
   1031 
   1032 	/*
   1033 	 * Group11
   1034 	 */
   1035 	{
   1036 		/* Eb, Ib */
   1037 		.byte = 0xC6,
   1038 		.regmodrm = true,
   1039 		.regtorm = true,
   1040 		.szoverride = false,
   1041 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1042 		.allsize = -1,
   1043 		.group11 = true,
   1044 		.immediate = true,
   1045 		.emul = NULL /* group11 */
   1046 	},
   1047 	{
   1048 		/* Ev, Iz */
   1049 		.byte = 0xC7,
   1050 		.regmodrm = true,
   1051 		.regtorm = true,
   1052 		.szoverride = true,
   1053 		.defsize = -1,
   1054 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1055 		.group11 = true,
   1056 		.immediate = true,
   1057 		.flags = FLAG_immz,
   1058 		.emul = NULL /* group11 */
   1059 	},
   1060 
   1061 	/*
   1062 	 * OR
   1063 	 */
   1064 	{
   1065 		/* Eb, Gb */
   1066 		.byte = 0x08,
   1067 		.regmodrm = true,
   1068 		.regtorm = true,
   1069 		.szoverride = false,
   1070 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1071 		.allsize = -1,
   1072 		.emul = x86_emul_or
   1073 	},
   1074 	{
   1075 		/* Ev, Gv */
   1076 		.byte = 0x09,
   1077 		.regmodrm = true,
   1078 		.regtorm = true,
   1079 		.szoverride = true,
   1080 		.defsize = -1,
   1081 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1082 		.emul = x86_emul_or
   1083 	},
   1084 	{
   1085 		/* Gb, Eb */
   1086 		.byte = 0x0A,
   1087 		.regmodrm = true,
   1088 		.regtorm = false,
   1089 		.szoverride = false,
   1090 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1091 		.allsize = -1,
   1092 		.emul = x86_emul_or
   1093 	},
   1094 	{
   1095 		/* Gv, Ev */
   1096 		.byte = 0x0B,
   1097 		.regmodrm = true,
   1098 		.regtorm = false,
   1099 		.szoverride = true,
   1100 		.defsize = -1,
   1101 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1102 		.emul = x86_emul_or
   1103 	},
   1104 
   1105 	/*
   1106 	 * AND
   1107 	 */
   1108 	{
   1109 		/* Eb, Gb */
   1110 		.byte = 0x20,
   1111 		.regmodrm = true,
   1112 		.regtorm = true,
   1113 		.szoverride = false,
   1114 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1115 		.allsize = -1,
   1116 		.emul = x86_emul_and
   1117 	},
   1118 	{
   1119 		/* Ev, Gv */
   1120 		.byte = 0x21,
   1121 		.regmodrm = true,
   1122 		.regtorm = true,
   1123 		.szoverride = true,
   1124 		.defsize = -1,
   1125 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1126 		.emul = x86_emul_and
   1127 	},
   1128 	{
   1129 		/* Gb, Eb */
   1130 		.byte = 0x22,
   1131 		.regmodrm = true,
   1132 		.regtorm = false,
   1133 		.szoverride = false,
   1134 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1135 		.allsize = -1,
   1136 		.emul = x86_emul_and
   1137 	},
   1138 	{
   1139 		/* Gv, Ev */
   1140 		.byte = 0x23,
   1141 		.regmodrm = true,
   1142 		.regtorm = false,
   1143 		.szoverride = true,
   1144 		.defsize = -1,
   1145 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1146 		.emul = x86_emul_and
   1147 	},
   1148 
   1149 	/*
   1150 	 * XOR
   1151 	 */
   1152 	{
   1153 		/* Eb, Gb */
   1154 		.byte = 0x30,
   1155 		.regmodrm = true,
   1156 		.regtorm = true,
   1157 		.szoverride = false,
   1158 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1159 		.allsize = -1,
   1160 		.emul = x86_emul_xor
   1161 	},
   1162 	{
   1163 		/* Ev, Gv */
   1164 		.byte = 0x31,
   1165 		.regmodrm = true,
   1166 		.regtorm = true,
   1167 		.szoverride = true,
   1168 		.defsize = -1,
   1169 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1170 		.emul = x86_emul_xor
   1171 	},
   1172 	{
   1173 		/* Gb, Eb */
   1174 		.byte = 0x32,
   1175 		.regmodrm = true,
   1176 		.regtorm = false,
   1177 		.szoverride = false,
   1178 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1179 		.allsize = -1,
   1180 		.emul = x86_emul_xor
   1181 	},
   1182 	{
   1183 		/* Gv, Ev */
   1184 		.byte = 0x33,
   1185 		.regmodrm = true,
   1186 		.regtorm = false,
   1187 		.szoverride = true,
   1188 		.defsize = -1,
   1189 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1190 		.emul = x86_emul_xor
   1191 	},
   1192 
   1193 	/*
   1194 	 * MOV
   1195 	 */
   1196 	{
   1197 		/* Eb, Gb */
   1198 		.byte = 0x88,
   1199 		.regmodrm = true,
   1200 		.regtorm = true,
   1201 		.szoverride = false,
   1202 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1203 		.allsize = -1,
   1204 		.emul = x86_emul_mov
   1205 	},
   1206 	{
   1207 		/* Ev, Gv */
   1208 		.byte = 0x89,
   1209 		.regmodrm = true,
   1210 		.regtorm = true,
   1211 		.szoverride = true,
   1212 		.defsize = -1,
   1213 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1214 		.emul = x86_emul_mov
   1215 	},
   1216 	{
   1217 		/* Gb, Eb */
   1218 		.byte = 0x8A,
   1219 		.regmodrm = true,
   1220 		.regtorm = false,
   1221 		.szoverride = false,
   1222 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1223 		.allsize = -1,
   1224 		.emul = x86_emul_mov
   1225 	},
   1226 	{
   1227 		/* Gv, Ev */
   1228 		.byte = 0x8B,
   1229 		.regmodrm = true,
   1230 		.regtorm = false,
   1231 		.szoverride = true,
   1232 		.defsize = -1,
   1233 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1234 		.emul = x86_emul_mov
   1235 	},
   1236 	{
   1237 		/* AL, Ob */
   1238 		.byte = 0xA0,
   1239 		.dmo = true,
   1240 		.todmo = false,
   1241 		.szoverride = false,
   1242 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1243 		.allsize = -1,
   1244 		.emul = x86_emul_mov
   1245 	},
   1246 	{
   1247 		/* rAX, Ov */
   1248 		.byte = 0xA1,
   1249 		.dmo = true,
   1250 		.todmo = false,
   1251 		.szoverride = true,
   1252 		.defsize = -1,
   1253 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1254 		.emul = x86_emul_mov
   1255 	},
   1256 	{
   1257 		/* Ob, AL */
   1258 		.byte = 0xA2,
   1259 		.dmo = true,
   1260 		.todmo = true,
   1261 		.szoverride = false,
   1262 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1263 		.allsize = -1,
   1264 		.emul = x86_emul_mov
   1265 	},
   1266 	{
   1267 		/* Ov, rAX */
   1268 		.byte = 0xA3,
   1269 		.dmo = true,
   1270 		.todmo = true,
   1271 		.szoverride = true,
   1272 		.defsize = -1,
   1273 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1274 		.emul = x86_emul_mov
   1275 	},
   1276 
   1277 	/*
   1278 	 * MOVS
   1279 	 */
   1280 	{
   1281 		/* Yb, Xb */
   1282 		.byte = 0xA4,
   1283 		.movs = true,
   1284 		.szoverride = false,
   1285 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1286 		.allsize = -1,
   1287 		.emul = x86_emul_movs
   1288 	},
   1289 	{
   1290 		/* Yv, Xv */
   1291 		.byte = 0xA5,
   1292 		.movs = true,
   1293 		.szoverride = true,
   1294 		.defsize = -1,
   1295 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1296 		.emul = x86_emul_movs
   1297 	},
   1298 
   1299 	/*
   1300 	 * STOS
   1301 	 */
   1302 	{
   1303 		/* Yb, AL */
   1304 		.byte = 0xAA,
   1305 		.stos = true,
   1306 		.szoverride = false,
   1307 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1308 		.allsize = -1,
   1309 		.emul = x86_emul_stos
   1310 	},
   1311 	{
   1312 		/* Yv, rAX */
   1313 		.byte = 0xAB,
   1314 		.stos = true,
   1315 		.szoverride = true,
   1316 		.defsize = -1,
   1317 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1318 		.emul = x86_emul_stos
   1319 	},
   1320 
   1321 	/*
   1322 	 * LODS
   1323 	 */
   1324 	{
   1325 		/* AL, Xb */
   1326 		.byte = 0xAC,
   1327 		.lods = true,
   1328 		.szoverride = false,
   1329 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1330 		.allsize = -1,
   1331 		.emul = x86_emul_lods
   1332 	},
   1333 	{
   1334 		/* rAX, Xv */
   1335 		.byte = 0xAD,
   1336 		.lods = true,
   1337 		.szoverride = true,
   1338 		.defsize = -1,
   1339 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1340 		.emul = x86_emul_lods
   1341 	},
   1342 };
   1343 
   1344 static const struct x86_opcode secondary_opcode_table[] = {
   1345 	/*
   1346 	 * MOVZX
   1347 	 */
   1348 	{
   1349 		/* Gv, Eb */
   1350 		.byte = 0xB6,
   1351 		.regmodrm = true,
   1352 		.regtorm = false,
   1353 		.szoverride = true,
   1354 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1355 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1356 		.flags = FLAG_ze,
   1357 		.emul = x86_emul_mov
   1358 	},
   1359 	{
   1360 		/* Gv, Ew */
   1361 		.byte = 0xB7,
   1362 		.regmodrm = true,
   1363 		.regtorm = false,
   1364 		.szoverride = true,
   1365 		.defsize = OPSIZE_WORD,
   1366 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1367 		.flags = FLAG_ze,
   1368 		.emul = x86_emul_mov
   1369 	},
   1370 };
   1371 
   1372 static const struct x86_reg gpr_map__rip = { NVMM_X64_GPR_RIP, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF };
   1373 
   1374 /* [REX-present][enc][opsize] */
   1375 static const struct x86_reg gpr_map__special[2][4][8] = {
   1376 	[false] = {
   1377 		/* No REX prefix. */
   1378 		[0b00] = {
   1379 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x000000000000FF00 }, /* AH */
   1380 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x000000000000FFFF }, /* SP */
   1381 			[2] = { -1, 0 },
   1382 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESP */
   1383 			[4] = { -1, 0 },
   1384 			[5] = { -1, 0 },
   1385 			[6] = { -1, 0 },
   1386 			[7] = { -1, 0 },
   1387 		},
   1388 		[0b01] = {
   1389 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x000000000000FF00 }, /* CH */
   1390 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x000000000000FFFF }, /* BP */
   1391 			[2] = { -1, 0 },
   1392 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x00000000FFFFFFFF },	/* EBP */
   1393 			[4] = { -1, 0 },
   1394 			[5] = { -1, 0 },
   1395 			[6] = { -1, 0 },
   1396 			[7] = { -1, 0 },
   1397 		},
   1398 		[0b10] = {
   1399 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x000000000000FF00 }, /* DH */
   1400 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x000000000000FFFF }, /* SI */
   1401 			[2] = { -1, 0 },
   1402 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESI */
   1403 			[4] = { -1, 0 },
   1404 			[5] = { -1, 0 },
   1405 			[6] = { -1, 0 },
   1406 			[7] = { -1, 0 },
   1407 		},
   1408 		[0b11] = {
   1409 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x000000000000FF00 }, /* BH */
   1410 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x000000000000FFFF }, /* DI */
   1411 			[2] = { -1, 0 },
   1412 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EDI */
   1413 			[4] = { -1, 0 },
   1414 			[5] = { -1, 0 },
   1415 			[6] = { -1, 0 },
   1416 			[7] = { -1, 0 },
   1417 		}
   1418 	},
   1419 	[true] = {
   1420 		/* Has REX prefix. */
   1421 		[0b00] = {
   1422 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x00000000000000FF }, /* SPL */
   1423 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x000000000000FFFF }, /* SP */
   1424 			[2] = { -1, 0 },
   1425 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESP */
   1426 			[4] = { -1, 0 },
   1427 			[5] = { -1, 0 },
   1428 			[6] = { -1, 0 },
   1429 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RSP */
   1430 		},
   1431 		[0b01] = {
   1432 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x00000000000000FF }, /* BPL */
   1433 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x000000000000FFFF }, /* BP */
   1434 			[2] = { -1, 0 },
   1435 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EBP */
   1436 			[4] = { -1, 0 },
   1437 			[5] = { -1, 0 },
   1438 			[6] = { -1, 0 },
   1439 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RBP */
   1440 		},
   1441 		[0b10] = {
   1442 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x00000000000000FF }, /* SIL */
   1443 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x000000000000FFFF }, /* SI */
   1444 			[2] = { -1, 0 },
   1445 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESI */
   1446 			[4] = { -1, 0 },
   1447 			[5] = { -1, 0 },
   1448 			[6] = { -1, 0 },
   1449 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RSI */
   1450 		},
   1451 		[0b11] = {
   1452 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x00000000000000FF }, /* DIL */
   1453 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x000000000000FFFF }, /* DI */
   1454 			[2] = { -1, 0 },
   1455 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EDI */
   1456 			[4] = { -1, 0 },
   1457 			[5] = { -1, 0 },
   1458 			[6] = { -1, 0 },
   1459 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RDI */
   1460 		}
   1461 	}
   1462 };
   1463 
   1464 /* [depends][enc][size] */
   1465 static const struct x86_reg gpr_map[2][8][8] = {
   1466 	[false] = {
   1467 		/* Not extended. */
   1468 		[0b000] = {
   1469 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x00000000000000FF }, /* AL */
   1470 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x000000000000FFFF }, /* AX */
   1471 			[2] = { -1, 0 },
   1472 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EAX */
   1473 			[4] = { -1, 0 },
   1474 			[5] = { -1, 0 },
   1475 			[6] = { -1, 0 },
   1476 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* RAX */
   1477 		},
   1478 		[0b001] = {
   1479 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x00000000000000FF }, /* CL */
   1480 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x000000000000FFFF }, /* CX */
   1481 			[2] = { -1, 0 },
   1482 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ECX */
   1483 			[4] = { -1, 0 },
   1484 			[5] = { -1, 0 },
   1485 			[6] = { -1, 0 },
   1486 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* RCX */
   1487 		},
   1488 		[0b010] = {
   1489 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x00000000000000FF }, /* DL */
   1490 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x000000000000FFFF }, /* DX */
   1491 			[2] = { -1, 0 },
   1492 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EDX */
   1493 			[4] = { -1, 0 },
   1494 			[5] = { -1, 0 },
   1495 			[6] = { -1, 0 },
   1496 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* RDX */
   1497 		},
   1498 		[0b011] = {
   1499 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x00000000000000FF }, /* BL */
   1500 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x000000000000FFFF }, /* BX */
   1501 			[2] = { -1, 0 },
   1502 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EBX */
   1503 			[4] = { -1, 0 },
   1504 			[5] = { -1, 0 },
   1505 			[6] = { -1, 0 },
   1506 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* RBX */
   1507 		},
   1508 		[0b100] = {
   1509 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1510 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1511 			[2] = { -1, 0 },
   1512 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1513 			[4] = { -1, 0 },
   1514 			[5] = { -1, 0 },
   1515 			[6] = { -1, 0 },
   1516 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1517 		},
   1518 		[0b101] = {
   1519 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1520 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1521 			[2] = { -1, 0 },
   1522 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1523 			[4] = { -1, 0 },
   1524 			[5] = { -1, 0 },
   1525 			[6] = { -1, 0 },
   1526 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1527 		},
   1528 		[0b110] = {
   1529 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1530 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1531 			[2] = { -1, 0 },
   1532 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1533 			[4] = { -1, 0 },
   1534 			[5] = { -1, 0 },
   1535 			[6] = { -1, 0 },
   1536 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1537 		},
   1538 		[0b111] = {
   1539 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1540 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1541 			[2] = { -1, 0 },
   1542 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1543 			[4] = { -1, 0 },
   1544 			[5] = { -1, 0 },
   1545 			[6] = { -1, 0 },
   1546 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1547 		},
   1548 	},
   1549 	[true] = {
   1550 		/* Extended. */
   1551 		[0b000] = {
   1552 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0x00000000000000FF }, /* R8B */
   1553 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0x000000000000FFFF }, /* R8W */
   1554 			[2] = { -1, 0 },
   1555 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R8D */
   1556 			[4] = { -1, 0 },
   1557 			[5] = { -1, 0 },
   1558 			[6] = { -1, 0 },
   1559 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R8 */
   1560 		},
   1561 		[0b001] = {
   1562 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0x00000000000000FF }, /* R9B */
   1563 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0x000000000000FFFF }, /* R9W */
   1564 			[2] = { -1, 0 },
   1565 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R9D */
   1566 			[4] = { -1, 0 },
   1567 			[5] = { -1, 0 },
   1568 			[6] = { -1, 0 },
   1569 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R9 */
   1570 		},
   1571 		[0b010] = {
   1572 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0x00000000000000FF }, /* R10B */
   1573 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0x000000000000FFFF }, /* R10W */
   1574 			[2] = { -1, 0 },
   1575 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R10D */
   1576 			[4] = { -1, 0 },
   1577 			[5] = { -1, 0 },
   1578 			[6] = { -1, 0 },
   1579 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R10 */
   1580 		},
   1581 		[0b011] = {
   1582 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0x00000000000000FF }, /* R11B */
   1583 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0x000000000000FFFF }, /* R11W */
   1584 			[2] = { -1, 0 },
   1585 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R11D */
   1586 			[4] = { -1, 0 },
   1587 			[5] = { -1, 0 },
   1588 			[6] = { -1, 0 },
   1589 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R11 */
   1590 		},
   1591 		[0b100] = {
   1592 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0x00000000000000FF }, /* R12B */
   1593 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0x000000000000FFFF }, /* R12W */
   1594 			[2] = { -1, 0 },
   1595 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R12D */
   1596 			[4] = { -1, 0 },
   1597 			[5] = { -1, 0 },
   1598 			[6] = { -1, 0 },
   1599 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R12 */
   1600 		},
   1601 		[0b101] = {
   1602 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0x00000000000000FF }, /* R13B */
   1603 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0x000000000000FFFF }, /* R13W */
   1604 			[2] = { -1, 0 },
   1605 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R13D */
   1606 			[4] = { -1, 0 },
   1607 			[5] = { -1, 0 },
   1608 			[6] = { -1, 0 },
   1609 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R13 */
   1610 		},
   1611 		[0b110] = {
   1612 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0x00000000000000FF }, /* R14B */
   1613 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0x000000000000FFFF }, /* R14W */
   1614 			[2] = { -1, 0 },
   1615 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R14D */
   1616 			[4] = { -1, 0 },
   1617 			[5] = { -1, 0 },
   1618 			[6] = { -1, 0 },
   1619 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R14 */
   1620 		},
   1621 		[0b111] = {
   1622 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0x00000000000000FF }, /* R15B */
   1623 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0x000000000000FFFF }, /* R15W */
   1624 			[2] = { -1, 0 },
   1625 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R15D */
   1626 			[4] = { -1, 0 },
   1627 			[5] = { -1, 0 },
   1628 			[6] = { -1, 0 },
   1629 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R15 */
   1630 		},
   1631 	}
   1632 };
   1633 
   1634 static int
   1635 node_overflow(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1636 {
   1637 	fsm->fn = NULL;
   1638 	return -1;
   1639 }
   1640 
   1641 static int
   1642 fsm_read(struct x86_decode_fsm *fsm, uint8_t *bytes, size_t n)
   1643 {
   1644 	if (fsm->buf + n > fsm->end) {
   1645 		return -1;
   1646 	}
   1647 	memcpy(bytes, fsm->buf, n);
   1648 	return 0;
   1649 }
   1650 
   1651 static void
   1652 fsm_advance(struct x86_decode_fsm *fsm, size_t n,
   1653     int (*fn)(struct x86_decode_fsm *, struct x86_instr *))
   1654 {
   1655 	fsm->buf += n;
   1656 	if (fsm->buf > fsm->end) {
   1657 		fsm->fn = node_overflow;
   1658 	} else {
   1659 		fsm->fn = fn;
   1660 	}
   1661 }
   1662 
   1663 static const struct x86_reg *
   1664 resolve_special_register(struct x86_instr *instr, uint8_t enc, size_t regsize)
   1665 {
   1666 	enc &= 0b11;
   1667 	if (regsize == 8) {
   1668 		/* May be 64bit without REX */
   1669 		return &gpr_map__special[1][enc][regsize-1];
   1670 	}
   1671 	return &gpr_map__special[instr->rexpref.present][enc][regsize-1];
   1672 }
   1673 
   1674 /*
   1675  * Special node, for MOVS. Fake two displacements of zero on the source and
   1676  * destination registers.
   1677  */
   1678 static int
   1679 node_movs(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1680 {
   1681 	size_t adrsize;
   1682 
   1683 	adrsize = instr->address_size;
   1684 
   1685 	/* DS:RSI */
   1686 	instr->src.type = STORE_REG;
   1687 	instr->src.u.reg = &gpr_map__special[1][2][adrsize-1];
   1688 	instr->src.disp.type = DISP_0;
   1689 
   1690 	/* ES:RDI, force ES */
   1691 	instr->dst.type = STORE_REG;
   1692 	instr->dst.u.reg = &gpr_map__special[1][3][adrsize-1];
   1693 	instr->dst.disp.type = DISP_0;
   1694 	instr->dst.hardseg = NVMM_X64_SEG_ES;
   1695 
   1696 	fsm_advance(fsm, 0, NULL);
   1697 
   1698 	return 0;
   1699 }
   1700 
   1701 /*
   1702  * Special node, for STOS and LODS. Fake a displacement of zero on the
   1703  * destination register.
   1704  */
   1705 static int
   1706 node_stlo(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1707 {
   1708 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1709 	struct x86_store *stlo, *streg;
   1710 	size_t adrsize, regsize;
   1711 
   1712 	adrsize = instr->address_size;
   1713 	regsize = instr->operand_size;
   1714 
   1715 	if (opcode->stos) {
   1716 		streg = &instr->src;
   1717 		stlo = &instr->dst;
   1718 	} else {
   1719 		streg = &instr->dst;
   1720 		stlo = &instr->src;
   1721 	}
   1722 
   1723 	streg->type = STORE_REG;
   1724 	streg->u.reg = &gpr_map[0][0][regsize-1]; /* ?AX */
   1725 
   1726 	stlo->type = STORE_REG;
   1727 	if (opcode->stos) {
   1728 		/* ES:RDI, force ES */
   1729 		stlo->u.reg = &gpr_map__special[1][3][adrsize-1];
   1730 		stlo->hardseg = NVMM_X64_SEG_ES;
   1731 	} else {
   1732 		/* DS:RSI */
   1733 		stlo->u.reg = &gpr_map__special[1][2][adrsize-1];
   1734 	}
   1735 	stlo->disp.type = DISP_0;
   1736 
   1737 	fsm_advance(fsm, 0, NULL);
   1738 
   1739 	return 0;
   1740 }
   1741 
   1742 static int
   1743 node_dmo(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1744 {
   1745 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1746 	struct x86_store *stdmo, *streg;
   1747 	size_t adrsize, regsize;
   1748 
   1749 	adrsize = instr->address_size;
   1750 	regsize = instr->operand_size;
   1751 
   1752 	if (opcode->todmo) {
   1753 		streg = &instr->src;
   1754 		stdmo = &instr->dst;
   1755 	} else {
   1756 		streg = &instr->dst;
   1757 		stdmo = &instr->src;
   1758 	}
   1759 
   1760 	streg->type = STORE_REG;
   1761 	streg->u.reg = &gpr_map[0][0][regsize-1]; /* ?AX */
   1762 
   1763 	stdmo->type = STORE_DMO;
   1764 	if (fsm_read(fsm, (uint8_t *)&stdmo->u.dmo, adrsize) == -1) {
   1765 		return -1;
   1766 	}
   1767 	fsm_advance(fsm, adrsize, NULL);
   1768 
   1769 	return 0;
   1770 }
   1771 
   1772 static uint64_t
   1773 sign_extend(uint64_t val, int size)
   1774 {
   1775 	if (size == 1) {
   1776 		if (val & __BIT(7))
   1777 			val |= 0xFFFFFFFFFFFFFF00;
   1778 	} else if (size == 2) {
   1779 		if (val & __BIT(15))
   1780 			val |= 0xFFFFFFFFFFFF0000;
   1781 	} else if (size == 4) {
   1782 		if (val & __BIT(31))
   1783 			val |= 0xFFFFFFFF00000000;
   1784 	}
   1785 	return val;
   1786 }
   1787 
   1788 static int
   1789 node_immediate(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1790 {
   1791 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1792 	struct x86_store *store;
   1793 	uint8_t immsize;
   1794 	size_t sesize = 0;
   1795 
   1796 	/* The immediate is the source */
   1797 	store = &instr->src;
   1798 	immsize = instr->operand_size;
   1799 
   1800 	if (opcode->flags & FLAG_imm8) {
   1801 		sesize = immsize;
   1802 		immsize = 1;
   1803 	} else if ((opcode->flags & FLAG_immz) && (immsize == 8)) {
   1804 		sesize = immsize;
   1805 		immsize = 4;
   1806 	}
   1807 
   1808 	store->type = STORE_IMM;
   1809 	store->u.imm.size = immsize;
   1810 	if (fsm_read(fsm, (uint8_t *)&store->u.imm.data, immsize) == -1) {
   1811 		return -1;
   1812 	}
   1813 	fsm_advance(fsm, store->u.imm.size, NULL);
   1814 
   1815 	if (sesize != 0) {
   1816 		store->u.imm.data = sign_extend(store->u.imm.data, sesize);
   1817 		store->u.imm.size = sesize;
   1818 	}
   1819 
   1820 	return 0;
   1821 }
   1822 
   1823 static int
   1824 node_disp(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1825 {
   1826 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1827 	uint64_t data = 0;
   1828 	size_t n;
   1829 
   1830 	if (instr->strm->disp.type == DISP_1) {
   1831 		n = 1;
   1832 	} else { /* DISP4 */
   1833 		n = 4;
   1834 	}
   1835 
   1836 	if (fsm_read(fsm, (uint8_t *)&data, n) == -1) {
   1837 		return -1;
   1838 	}
   1839 
   1840 	if (__predict_true(fsm->is64bit)) {
   1841 		data = sign_extend(data, n);
   1842 	}
   1843 
   1844 	instr->strm->disp.data = data;
   1845 
   1846 	if (opcode->immediate) {
   1847 		fsm_advance(fsm, n, node_immediate);
   1848 	} else {
   1849 		fsm_advance(fsm, n, NULL);
   1850 	}
   1851 
   1852 	return 0;
   1853 }
   1854 
   1855 static const struct x86_reg *
   1856 get_register_idx(struct x86_instr *instr, uint8_t index)
   1857 {
   1858 	uint8_t enc = index;
   1859 	const struct x86_reg *reg;
   1860 	size_t regsize;
   1861 
   1862 	regsize = instr->address_size;
   1863 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.x][enc][regsize-1];
   1864 
   1865 	if (reg->num == -1) {
   1866 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   1867 	}
   1868 
   1869 	return reg;
   1870 }
   1871 
   1872 static const struct x86_reg *
   1873 get_register_bas(struct x86_instr *instr, uint8_t base)
   1874 {
   1875 	uint8_t enc = base;
   1876 	const struct x86_reg *reg;
   1877 	size_t regsize;
   1878 
   1879 	regsize = instr->address_size;
   1880 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.b][enc][regsize-1];
   1881 	if (reg->num == -1) {
   1882 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   1883 	}
   1884 
   1885 	return reg;
   1886 }
   1887 
   1888 static int
   1889 node_sib(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1890 {
   1891 	const struct x86_opcode *opcode;
   1892 	uint8_t scale, index, base;
   1893 	bool noindex, nobase;
   1894 	uint8_t byte;
   1895 
   1896 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   1897 		return -1;
   1898 	}
   1899 
   1900 	scale = ((byte & 0b11000000) >> 6);
   1901 	index = ((byte & 0b00111000) >> 3);
   1902 	base  = ((byte & 0b00000111) >> 0);
   1903 
   1904 	opcode = instr->opcode;
   1905 
   1906 	noindex = false;
   1907 	nobase = false;
   1908 
   1909 	if (index == 0b100 && !instr->rexpref.x) {
   1910 		/* Special case: the index is null */
   1911 		noindex = true;
   1912 	}
   1913 
   1914 	if (instr->regmodrm.mod == 0b00 && base == 0b101) {
   1915 		/* Special case: the base is null + disp32 */
   1916 		instr->strm->disp.type = DISP_4;
   1917 		nobase = true;
   1918 	}
   1919 
   1920 	instr->strm->type = STORE_SIB;
   1921 	instr->strm->u.sib.scale = (1 << scale);
   1922 	if (!noindex)
   1923 		instr->strm->u.sib.idx = get_register_idx(instr, index);
   1924 	if (!nobase)
   1925 		instr->strm->u.sib.bas = get_register_bas(instr, base);
   1926 
   1927 	/* May have a displacement, or an immediate */
   1928 	if (instr->strm->disp.type == DISP_1 || instr->strm->disp.type == DISP_4) {
   1929 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   1930 	} else if (opcode->immediate) {
   1931 		fsm_advance(fsm, 1, node_immediate);
   1932 	} else {
   1933 		fsm_advance(fsm, 1, NULL);
   1934 	}
   1935 
   1936 	return 0;
   1937 }
   1938 
   1939 static const struct x86_reg *
   1940 get_register_reg(struct x86_instr *instr, const struct x86_opcode *opcode)
   1941 {
   1942 	uint8_t enc = instr->regmodrm.reg;
   1943 	const struct x86_reg *reg;
   1944 	size_t regsize;
   1945 
   1946 	regsize = instr->operand_size;
   1947 
   1948 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.r][enc][regsize-1];
   1949 	if (reg->num == -1) {
   1950 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   1951 	}
   1952 
   1953 	return reg;
   1954 }
   1955 
   1956 static const struct x86_reg *
   1957 get_register_rm(struct x86_instr *instr, const struct x86_opcode *opcode)
   1958 {
   1959 	uint8_t enc = instr->regmodrm.rm;
   1960 	const struct x86_reg *reg;
   1961 	size_t regsize;
   1962 
   1963 	if (instr->strm->disp.type == DISP_NONE) {
   1964 		regsize = instr->operand_size;
   1965 	} else {
   1966 		/* Indirect access, the size is that of the address. */
   1967 		regsize = instr->address_size;
   1968 	}
   1969 
   1970 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.b][enc][regsize-1];
   1971 	if (reg->num == -1) {
   1972 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   1973 	}
   1974 
   1975 	return reg;
   1976 }
   1977 
   1978 static inline bool
   1979 has_sib(struct x86_instr *instr)
   1980 {
   1981 	return (instr->regmodrm.mod != 3 && instr->regmodrm.rm == 4);
   1982 }
   1983 
   1984 static inline bool
   1985 is_rip_relative(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1986 {
   1987 	return (fsm->is64bit && instr->strm->disp.type == DISP_0 &&
   1988 	    instr->regmodrm.rm == RM_RBP_DISP32);
   1989 }
   1990 
   1991 static inline bool
   1992 is_disp32_only(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1993 {
   1994 	return (!fsm->is64bit && instr->strm->disp.type == DISP_0 &&
   1995 	    instr->regmodrm.rm == RM_RBP_DISP32);
   1996 }
   1997 
   1998 static enum x86_disp_type
   1999 get_disp_type(struct x86_instr *instr)
   2000 {
   2001 	switch (instr->regmodrm.mod) {
   2002 	case MOD_DIS0:	/* indirect */
   2003 		return DISP_0;
   2004 	case MOD_DIS1:	/* indirect+1 */
   2005 		return DISP_1;
   2006 	case MOD_DIS4:	/* indirect+4 */
   2007 		return DISP_4;
   2008 	case MOD_REG:	/* direct */
   2009 	default:	/* gcc */
   2010 		return DISP_NONE;
   2011 	}
   2012 }
   2013 
   2014 static int
   2015 node_regmodrm(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2016 {
   2017 	struct x86_store *strg, *strm;
   2018 	const struct x86_opcode *opcode;
   2019 	const struct x86_reg *reg;
   2020 	uint8_t byte;
   2021 
   2022 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2023 		return -1;
   2024 	}
   2025 
   2026 	opcode = instr->opcode;
   2027 
   2028 	instr->regmodrm.present = true;
   2029 	instr->regmodrm.mod = ((byte & 0b11000000) >> 6);
   2030 	instr->regmodrm.reg = ((byte & 0b00111000) >> 3);
   2031 	instr->regmodrm.rm  = ((byte & 0b00000111) >> 0);
   2032 
   2033 	if (opcode->regtorm) {
   2034 		strg = &instr->src;
   2035 		strm = &instr->dst;
   2036 	} else { /* RM to REG */
   2037 		strm = &instr->src;
   2038 		strg = &instr->dst;
   2039 	}
   2040 
   2041 	/* Save for later use. */
   2042 	instr->strm = strm;
   2043 
   2044 	/*
   2045 	 * Special cases: Groups. The REG field of REGMODRM is the index in
   2046 	 * the group. op1 gets overwritten in the Immediate node, if any.
   2047 	 */
   2048 	if (opcode->group1) {
   2049 		if (group1[instr->regmodrm.reg].emul == NULL) {
   2050 			return -1;
   2051 		}
   2052 		instr->emul = group1[instr->regmodrm.reg].emul;
   2053 	} else if (opcode->group11) {
   2054 		if (group11[instr->regmodrm.reg].emul == NULL) {
   2055 			return -1;
   2056 		}
   2057 		instr->emul = group11[instr->regmodrm.reg].emul;
   2058 	}
   2059 
   2060 	reg = get_register_reg(instr, opcode);
   2061 	if (reg == NULL) {
   2062 		return -1;
   2063 	}
   2064 	strg->type = STORE_REG;
   2065 	strg->u.reg = reg;
   2066 
   2067 	if (has_sib(instr)) {
   2068 		/* Overwrites RM */
   2069 		fsm_advance(fsm, 1, node_sib);
   2070 		return 0;
   2071 	}
   2072 
   2073 	/* The displacement applies to RM. */
   2074 	strm->disp.type = get_disp_type(instr);
   2075 
   2076 	if (is_rip_relative(fsm, instr)) {
   2077 		/* Overwrites RM */
   2078 		strm->type = STORE_REG;
   2079 		strm->u.reg = &gpr_map__rip;
   2080 		strm->disp.type = DISP_4;
   2081 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   2082 		return 0;
   2083 	}
   2084 
   2085 	if (is_disp32_only(fsm, instr)) {
   2086 		/* Overwrites RM */
   2087 		strm->type = STORE_REG;
   2088 		strm->u.reg = NULL;
   2089 		strm->disp.type = DISP_4;
   2090 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   2091 		return 0;
   2092 	}
   2093 
   2094 	reg = get_register_rm(instr, opcode);
   2095 	if (reg == NULL) {
   2096 		return -1;
   2097 	}
   2098 	strm->type = STORE_REG;
   2099 	strm->u.reg = reg;
   2100 
   2101 	if (strm->disp.type == DISP_NONE) {
   2102 		/* Direct register addressing mode */
   2103 		if (opcode->immediate) {
   2104 			fsm_advance(fsm, 1, node_immediate);
   2105 		} else {
   2106 			fsm_advance(fsm, 1, NULL);
   2107 		}
   2108 	} else if (strm->disp.type == DISP_0) {
   2109 		/* Indirect register addressing mode */
   2110 		if (opcode->immediate) {
   2111 			fsm_advance(fsm, 1, node_immediate);
   2112 		} else {
   2113 			fsm_advance(fsm, 1, NULL);
   2114 		}
   2115 	} else {
   2116 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   2117 	}
   2118 
   2119 	return 0;
   2120 }
   2121 
   2122 static size_t
   2123 get_operand_size(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2124 {
   2125 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   2126 	int opsize;
   2127 
   2128 	/* Get the opsize */
   2129 	if (!opcode->szoverride) {
   2130 		opsize = opcode->defsize;
   2131 	} else if (instr->rexpref.present && instr->rexpref.w) {
   2132 		opsize = 8;
   2133 	} else {
   2134 		if (!fsm->is16bit) {
   2135 			if (instr->legpref.opr_ovr) {
   2136 				opsize = 2;
   2137 			} else {
   2138 				opsize = 4;
   2139 			}
   2140 		} else { /* 16bit */
   2141 			if (instr->legpref.opr_ovr) {
   2142 				opsize = 4;
   2143 			} else {
   2144 				opsize = 2;
   2145 			}
   2146 		}
   2147 	}
   2148 
   2149 	/* See if available */
   2150 	if ((opcode->allsize & opsize) == 0) {
   2151 		// XXX do we care?
   2152 	}
   2153 
   2154 	return opsize;
   2155 }
   2156 
   2157 static size_t
   2158 get_address_size(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2159 {
   2160 	if (fsm->is64bit) {
   2161 		if (__predict_false(instr->legpref.adr_ovr)) {
   2162 			return 4;
   2163 		}
   2164 		return 8;
   2165 	}
   2166 
   2167 	if (fsm->is32bit) {
   2168 		if (__predict_false(instr->legpref.adr_ovr)) {
   2169 			return 2;
   2170 		}
   2171 		return 4;
   2172 	}
   2173 
   2174 	/* 16bit. */
   2175 	if (__predict_false(instr->legpref.adr_ovr)) {
   2176 		return 4;
   2177 	}
   2178 	return 2;
   2179 }
   2180 
   2181 static int
   2182 node_primary_opcode(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2183 {
   2184 	const struct x86_opcode *opcode;
   2185 	uint8_t byte;
   2186 	size_t i, n;
   2187 
   2188 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2189 		return -1;
   2190 	}
   2191 
   2192 	n = sizeof(primary_opcode_table) / sizeof(primary_opcode_table[0]);
   2193 	for (i = 0; i < n; i++) {
   2194 		if (primary_opcode_table[i].byte == byte)
   2195 			break;
   2196 	}
   2197 	if (i == n) {
   2198 		return -1;
   2199 	}
   2200 	opcode = &primary_opcode_table[i];
   2201 
   2202 	instr->opcode = opcode;
   2203 	instr->emul = opcode->emul;
   2204 	instr->operand_size = get_operand_size(fsm, instr);
   2205 	instr->address_size = get_address_size(fsm, instr);
   2206 
   2207 	if (opcode->regmodrm) {
   2208 		fsm_advance(fsm, 1, node_regmodrm);
   2209 	} else if (opcode->dmo) {
   2210 		/* Direct-Memory Offsets */
   2211 		fsm_advance(fsm, 1, node_dmo);
   2212 	} else if (opcode->stos || opcode->lods) {
   2213 		fsm_advance(fsm, 1, node_stlo);
   2214 	} else if (opcode->movs) {
   2215 		fsm_advance(fsm, 1, node_movs);
   2216 	} else {
   2217 		return -1;
   2218 	}
   2219 
   2220 	return 0;
   2221 }
   2222 
   2223 static uint64_t
   2224 size_to_mask(size_t size)
   2225 {
   2226 	switch (size) {
   2227 	case 1:
   2228 		return 0x00000000000000FF;
   2229 	case 2:
   2230 		return 0x000000000000FFFF;
   2231 	case 4:
   2232 		return 0x00000000FFFFFFFF;
   2233 	case 8:
   2234 	default:
   2235 		return 0xFFFFFFFFFFFFFFFF;
   2236 	}
   2237 }
   2238 
   2239 static int
   2240 node_secondary_opcode(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2241 {
   2242 	const struct x86_opcode *opcode;
   2243 	uint8_t byte;
   2244 	size_t i, n;
   2245 
   2246 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2247 		return -1;
   2248 	}
   2249 
   2250 	n = sizeof(secondary_opcode_table) / sizeof(secondary_opcode_table[0]);
   2251 	for (i = 0; i < n; i++) {
   2252 		if (secondary_opcode_table[i].byte == byte)
   2253 			break;
   2254 	}
   2255 	if (i == n) {
   2256 		return -1;
   2257 	}
   2258 	opcode = &secondary_opcode_table[i];
   2259 
   2260 	instr->opcode = opcode;
   2261 	instr->emul = opcode->emul;
   2262 	instr->operand_size = get_operand_size(fsm, instr);
   2263 	instr->address_size = get_address_size(fsm, instr);
   2264 
   2265 	if (opcode->flags & FLAG_ze) {
   2266 		/*
   2267 		 * Compute the mask for zero-extend. Update the operand size,
   2268 		 * we move fewer bytes.
   2269 		 */
   2270 		instr->zeroextend_mask = size_to_mask(instr->operand_size);
   2271 		instr->zeroextend_mask &= ~size_to_mask(opcode->defsize);
   2272 		instr->operand_size = opcode->defsize;
   2273 	}
   2274 
   2275 	if (opcode->regmodrm) {
   2276 		fsm_advance(fsm, 1, node_regmodrm);
   2277 	} else {
   2278 		return -1;
   2279 	}
   2280 
   2281 	return 0;
   2282 }
   2283 
   2284 static int
   2285 node_main(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2286 {
   2287 	uint8_t byte;
   2288 
   2289 #define ESCAPE	0x0F
   2290 #define VEX_1	0xC5
   2291 #define VEX_2	0xC4
   2292 #define XOP	0x8F
   2293 
   2294 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2295 		return -1;
   2296 	}
   2297 
   2298 	/*
   2299 	 * We don't take XOP. It is AMD-specific, and it was removed shortly
   2300 	 * after being introduced.
   2301 	 */
   2302 	if (byte == ESCAPE) {
   2303 		fsm_advance(fsm, 1, node_secondary_opcode);
   2304 	} else if (!instr->rexpref.present) {
   2305 		if (byte == VEX_1) {
   2306 			return -1;
   2307 		} else if (byte == VEX_2) {
   2308 			return -1;
   2309 		} else {
   2310 			fsm->fn = node_primary_opcode;
   2311 		}
   2312 	} else {
   2313 		fsm->fn = node_primary_opcode;
   2314 	}
   2315 
   2316 	return 0;
   2317 }
   2318 
   2319 static int
   2320 node_rex_prefix(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2321 {
   2322 	struct x86_rexpref *rexpref = &instr->rexpref;
   2323 	uint8_t byte;
   2324 	size_t n = 0;
   2325 
   2326 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2327 		return -1;
   2328 	}
   2329 
   2330 	if (byte >= 0x40 && byte <= 0x4F) {
   2331 		if (__predict_false(!fsm->is64bit)) {
   2332 			return -1;
   2333 		}
   2334 		rexpref->present = true;
   2335 		rexpref->w = ((byte & 0x8) != 0);
   2336 		rexpref->r = ((byte & 0x4) != 0);
   2337 		rexpref->x = ((byte & 0x2) != 0);
   2338 		rexpref->b = ((byte & 0x1) != 0);
   2339 		n = 1;
   2340 	}
   2341 
   2342 	fsm_advance(fsm, n, node_main);
   2343 	return 0;
   2344 }
   2345 
   2346 static int
   2347 node_legacy_prefix(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2348 {
   2349 	uint8_t byte;
   2350 
   2351 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2352 		return -1;
   2353 	}
   2354 
   2355 	if (byte == LEG_OPR_OVR) {
   2356 		instr->legpref.opr_ovr = 1;
   2357 	} else if (byte == LEG_OVR_DS) {
   2358 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2359 	} else if (byte == LEG_OVR_ES) {
   2360 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_ES;
   2361 	} else if (byte == LEG_REP) {
   2362 		instr->legpref.rep = 1;
   2363 	} else if (byte == LEG_OVR_GS) {
   2364 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_GS;
   2365 	} else if (byte == LEG_OVR_FS) {
   2366 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_FS;
   2367 	} else if (byte == LEG_ADR_OVR) {
   2368 		instr->legpref.adr_ovr = 1;
   2369 	} else if (byte == LEG_OVR_CS) {
   2370 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_CS;
   2371 	} else if (byte == LEG_OVR_SS) {
   2372 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_SS;
   2373 	} else if (byte == LEG_REPN) {
   2374 		instr->legpref.repn = 1;
   2375 	} else if (byte == LEG_LOCK) {
   2376 		/* ignore */
   2377 	} else {
   2378 		/* not a legacy prefix */
   2379 		fsm_advance(fsm, 0, node_rex_prefix);
   2380 		return 0;
   2381 	}
   2382 
   2383 	fsm_advance(fsm, 1, node_legacy_prefix);
   2384 	return 0;
   2385 }
   2386 
   2387 static int
   2388 x86_decode(uint8_t *inst_bytes, size_t inst_len, struct x86_instr *instr,
   2389     struct nvmm_x64_state *state)
   2390 {
   2391 	struct x86_decode_fsm fsm;
   2392 	int ret;
   2393 
   2394 	memset(instr, 0, sizeof(*instr));
   2395 	instr->legpref.seg = -1;
   2396 
   2397 	fsm.is64bit = is_64bit(state);
   2398 	fsm.is32bit = is_32bit(state);
   2399 	fsm.is16bit = is_16bit(state);
   2400 
   2401 	fsm.fn = node_legacy_prefix;
   2402 	fsm.buf = inst_bytes;
   2403 	fsm.end = inst_bytes + inst_len;
   2404 
   2405 	while (fsm.fn != NULL) {
   2406 		ret = (*fsm.fn)(&fsm, instr);
   2407 		if (ret == -1)
   2408 			return -1;
   2409 	}
   2410 
   2411 	instr->len = fsm.buf - inst_bytes;
   2412 
   2413 	return 0;
   2414 }
   2415 
   2416 /* -------------------------------------------------------------------------- */
   2417 
   2418 static inline uint8_t
   2419 compute_parity(uint8_t *data)
   2420 {
   2421 	uint64_t *ptr = (uint64_t *)data;
   2422 	uint64_t val = *ptr;
   2423 
   2424 	val ^= val >> 32;
   2425 	val ^= val >> 16;
   2426 	val ^= val >> 8;
   2427 	val ^= val >> 4;
   2428 	val ^= val >> 2;
   2429 	val ^= val >> 1;
   2430 	return (~val) & 1;
   2431 }
   2432 
   2433 static void
   2434 x86_emul_or(struct nvmm_mem *mem, void (*cb)(struct nvmm_mem *),
   2435     uint64_t *gprs)
   2436 {
   2437 	const bool write = mem->write;
   2438 	uint64_t fl = gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS];
   2439 	uint8_t data[8];
   2440 	size_t i;
   2441 
   2442 	fl &= ~(PSL_V|PSL_C|PSL_Z|PSL_N|PSL_PF);
   2443 
   2444 	memcpy(data, mem->data, sizeof(data));
   2445 
   2446 	/* Fetch the value to be OR'ed. */
   2447 	mem->write = false;
   2448 	(*cb)(mem);
   2449 
   2450 	/* Perform the OR. */
   2451 	for (i = 0; i < mem->size; i++) {
   2452 		mem->data[i] |= data[i];
   2453 		if (mem->data[i] != 0)
   2454 			fl |= PSL_Z;
   2455 	}
   2456 	if (mem->data[mem->size-1] & __BIT(7))
   2457 		fl |= PSL_N;
   2458 	if (compute_parity(mem->data))
   2459 		fl |= PSL_PF;
   2460 
   2461 	if (write) {
   2462 		/* Write back the result. */
   2463 		mem->write = true;
   2464 		(*cb)(mem);
   2465 	}
   2466 
   2467 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] = fl;
   2468 }
   2469 
   2470 static void
   2471 x86_emul_and(struct nvmm_mem *mem, void (*cb)(struct nvmm_mem *),
   2472     uint64_t *gprs)
   2473 {
   2474 	const bool write = mem->write;
   2475 	uint64_t fl = gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS];
   2476 	uint8_t data[8];
   2477 	size_t i;
   2478 
   2479 	fl &= ~(PSL_V|PSL_C|PSL_Z|PSL_N|PSL_PF);
   2480 
   2481 	memcpy(data, mem->data, sizeof(data));
   2482 
   2483 	/* Fetch the value to be AND'ed. */
   2484 	mem->write = false;
   2485 	(*cb)(mem);
   2486 
   2487 	/* Perform the AND. */
   2488 	for (i = 0; i < mem->size; i++) {
   2489 		mem->data[i] &= data[i];
   2490 		if (mem->data[i] != 0)
   2491 			fl |= PSL_Z;
   2492 	}
   2493 	if (mem->data[mem->size-1] & __BIT(7))
   2494 		fl |= PSL_N;
   2495 	if (compute_parity(mem->data))
   2496 		fl |= PSL_PF;
   2497 
   2498 	if (write) {
   2499 		/* Write back the result. */
   2500 		mem->write = true;
   2501 		(*cb)(mem);
   2502 	}
   2503 
   2504 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] = fl;
   2505 }
   2506 
   2507 static void
   2508 x86_emul_xor(struct nvmm_mem *mem, void (*cb)(struct nvmm_mem *),
   2509     uint64_t *gprs)
   2510 {
   2511 	const bool write = mem->write;
   2512 	uint64_t fl = gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS];
   2513 	uint8_t data[8];
   2514 	size_t i;
   2515 
   2516 	fl &= ~(PSL_V|PSL_C|PSL_Z|PSL_N|PSL_PF);
   2517 
   2518 	memcpy(data, mem->data, sizeof(data));
   2519 
   2520 	/* Fetch the value to be XOR'ed. */
   2521 	mem->write = false;
   2522 	(*cb)(mem);
   2523 
   2524 	/* Perform the XOR. */
   2525 	for (i = 0; i < mem->size; i++) {
   2526 		mem->data[i] ^= data[i];
   2527 		if (mem->data[i] != 0)
   2528 			fl |= PSL_Z;
   2529 	}
   2530 	if (mem->data[mem->size-1] & __BIT(7))
   2531 		fl |= PSL_N;
   2532 	if (compute_parity(mem->data))
   2533 		fl |= PSL_PF;
   2534 
   2535 	if (write) {
   2536 		/* Write back the result. */
   2537 		mem->write = true;
   2538 		(*cb)(mem);
   2539 	}
   2540 
   2541 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] = fl;
   2542 }
   2543 
   2544 static void
   2545 x86_emul_mov(struct nvmm_mem *mem, void (*cb)(struct nvmm_mem *),
   2546     uint64_t *gprs)
   2547 {
   2548 	/*
   2549 	 * Nothing special, just move without emulation.
   2550 	 */
   2551 	(*cb)(mem);
   2552 }
   2553 
   2554 static void
   2555 x86_emul_stos(struct nvmm_mem *mem, void (*cb)(struct nvmm_mem *),
   2556     uint64_t *gprs)
   2557 {
   2558 	/*
   2559 	 * Just move, and update RDI.
   2560 	 */
   2561 	(*cb)(mem);
   2562 
   2563 	if (gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D) {
   2564 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] -= mem->size;
   2565 	} else {
   2566 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] += mem->size;
   2567 	}
   2568 }
   2569 
   2570 static void
   2571 x86_emul_lods(struct nvmm_mem *mem, void (*cb)(struct nvmm_mem *),
   2572     uint64_t *gprs)
   2573 {
   2574 	/*
   2575 	 * Just move, and update RSI.
   2576 	 */
   2577 	(*cb)(mem);
   2578 
   2579 	if (gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D) {
   2580 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] -= mem->size;
   2581 	} else {
   2582 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] += mem->size;
   2583 	}
   2584 }
   2585 
   2586 static void
   2587 x86_emul_movs(struct nvmm_mem *mem, void (*cb)(struct nvmm_mem *),
   2588     uint64_t *gprs)
   2589 {
   2590 	/*
   2591 	 * Special instruction: double memory operand. Don't call the cb,
   2592 	 * because the storage has already been performed earlier.
   2593 	 */
   2594 
   2595 	if (gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D) {
   2596 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] -= mem->size;
   2597 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] -= mem->size;
   2598 	} else {
   2599 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] += mem->size;
   2600 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] += mem->size;
   2601 	}
   2602 }
   2603 
   2604 /* -------------------------------------------------------------------------- */
   2605 
   2606 static inline uint64_t
   2607 gpr_read_address(struct x86_instr *instr, struct nvmm_x64_state *state, int gpr)
   2608 {
   2609 	uint64_t val;
   2610 
   2611 	val = state->gprs[gpr];
   2612 	if (__predict_false(instr->address_size == 4)) {
   2613 		val &= 0x00000000FFFFFFFF;
   2614 	} else if (__predict_false(instr->address_size == 2)) {
   2615 		val &= 0x000000000000FFFF;
   2616 	}
   2617 
   2618 	return val;
   2619 }
   2620 
   2621 static int
   2622 store_to_gva(struct nvmm_x64_state *state, struct x86_instr *instr,
   2623     struct x86_store *store, gvaddr_t *gvap, size_t size)
   2624 {
   2625 	struct x86_sib *sib;
   2626 	gvaddr_t gva = 0;
   2627 	uint64_t reg;
   2628 	int ret, seg;
   2629 
   2630 	if (store->type == STORE_SIB) {
   2631 		sib = &store->u.sib;
   2632 		if (sib->bas != NULL)
   2633 			gva += gpr_read_address(instr, state, sib->bas->num);
   2634 		if (sib->idx != NULL) {
   2635 			reg = gpr_read_address(instr, state, sib->idx->num);
   2636 			gva += sib->scale * reg;
   2637 		}
   2638 	} else if (store->type == STORE_REG) {
   2639 		if (store->u.reg == NULL) {
   2640 			/* The base is null. Happens with disp32-only. */
   2641 		} else {
   2642 			gva = gpr_read_address(instr, state, store->u.reg->num);
   2643 		}
   2644 	} else {
   2645 		gva = store->u.dmo;
   2646 	}
   2647 
   2648 	if (store->disp.type != DISP_NONE) {
   2649 		gva += store->disp.data;
   2650 	}
   2651 
   2652 	if (!is_long_mode(state)) {
   2653 		if (store->hardseg != 0) {
   2654 			seg = store->hardseg;
   2655 		} else {
   2656 			if (__predict_false(instr->legpref.seg != -1)) {
   2657 				seg = instr->legpref.seg;
   2658 			} else {
   2659 				seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2660 			}
   2661 		}
   2662 
   2663 		ret = segment_apply(&state->segs[seg], &gva, size);
   2664 		if (ret == -1)
   2665 			return -1;
   2666 	}
   2667 
   2668 	*gvap = gva;
   2669 	return 0;
   2670 }
   2671 
   2672 static int
   2673 fetch_segment(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state)
   2674 {
   2675 	uint8_t inst_bytes[15], byte;
   2676 	size_t i, fetchsize;
   2677 	gvaddr_t gva;
   2678 	int ret, seg;
   2679 
   2680 	fetchsize = sizeof(inst_bytes);
   2681 
   2682 	gva = state->gprs[NVMM_X64_GPR_RIP];
   2683 	if (!is_long_mode(state)) {
   2684 		ret = segment_apply(&state->segs[NVMM_X64_SEG_CS], &gva,
   2685 		    fetchsize);
   2686 		if (ret == -1)
   2687 			return -1;
   2688 	}
   2689 
   2690 	ret = read_guest_memory(mach, state, gva, inst_bytes, fetchsize);
   2691 	if (ret == -1)
   2692 		return -1;
   2693 
   2694 	seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2695 	for (i = 0; i < fetchsize; i++) {
   2696 		byte = inst_bytes[i];
   2697 
   2698 		if (byte == LEG_OVR_DS) {
   2699 			seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2700 		} else if (byte == LEG_OVR_ES) {
   2701 			seg = NVMM_X64_SEG_ES;
   2702 		} else if (byte == LEG_OVR_GS) {
   2703 			seg = NVMM_X64_SEG_GS;
   2704 		} else if (byte == LEG_OVR_FS) {
   2705 			seg = NVMM_X64_SEG_FS;
   2706 		} else if (byte == LEG_OVR_CS) {
   2707 			seg = NVMM_X64_SEG_CS;
   2708 		} else if (byte == LEG_OVR_SS) {
   2709 			seg = NVMM_X64_SEG_SS;
   2710 		} else if (byte == LEG_OPR_OVR) {
   2711 			/* nothing */
   2712 		} else if (byte == LEG_ADR_OVR) {
   2713 			/* nothing */
   2714 		} else if (byte == LEG_REP) {
   2715 			/* nothing */
   2716 		} else if (byte == LEG_REPN) {
   2717 			/* nothing */
   2718 		} else if (byte == LEG_LOCK) {
   2719 			/* nothing */
   2720 		} else {
   2721 			return seg;
   2722 		}
   2723 	}
   2724 
   2725 	return seg;
   2726 }
   2727 
   2728 static int
   2729 fetch_instruction(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
   2730     struct nvmm_exit *exit)
   2731 {
   2732 	size_t fetchsize;
   2733 	gvaddr_t gva;
   2734 	int ret;
   2735 
   2736 	fetchsize = sizeof(exit->u.mem.inst_bytes);
   2737 
   2738 	gva = state->gprs[NVMM_X64_GPR_RIP];
   2739 	if (!is_long_mode(state)) {
   2740 		ret = segment_apply(&state->segs[NVMM_X64_SEG_CS], &gva,
   2741 		    fetchsize);
   2742 		if (ret == -1)
   2743 			return -1;
   2744 	}
   2745 
   2746 	ret = read_guest_memory(mach, state, gva, exit->u.mem.inst_bytes,
   2747 	    fetchsize);
   2748 	if (ret == -1)
   2749 		return -1;
   2750 
   2751 	exit->u.mem.inst_len = fetchsize;
   2752 
   2753 	return 0;
   2754 }
   2755 
   2756 static int
   2757 assist_mem_double(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
   2758     struct x86_instr *instr)
   2759 {
   2760 	struct nvmm_mem mem;
   2761 	uint8_t data[8];
   2762 	gvaddr_t gva;
   2763 	size_t size;
   2764 	int ret;
   2765 
   2766 	size = instr->operand_size;
   2767 
   2768 	/* Source. */
   2769 	ret = store_to_gva(state, instr, &instr->src, &gva, size);
   2770 	if (ret == -1)
   2771 		return -1;
   2772 	ret = read_guest_memory(mach, state, gva, data, size);
   2773 	if (ret == -1)
   2774 		return -1;
   2775 
   2776 	/* Destination. */
   2777 	ret = store_to_gva(state, instr, &instr->dst, &gva, size);
   2778 	if (ret == -1)
   2779 		return -1;
   2780 	ret = write_guest_memory(mach, state, gva, data, size);
   2781 	if (ret == -1)
   2782 		return -1;
   2783 
   2784 	mem.size = size;
   2785 	(*instr->emul)(&mem, NULL, state->gprs);
   2786 
   2787 	return 0;
   2788 }
   2789 
   2790 #define DISASSEMBLER_BUG()	\
   2791 	do {			\
   2792 		errno = EINVAL;	\
   2793 		return -1;	\
   2794 	} while (0);
   2795 
   2796 static int
   2797 assist_mem_single(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
   2798     struct x86_instr *instr, struct nvmm_exit *exit)
   2799 {
   2800 	struct nvmm_mem mem;
   2801 	uint8_t membuf[8];
   2802 	uint64_t val;
   2803 
   2804 	memset(membuf, 0, sizeof(membuf));
   2805 
   2806 	mem.gpa = exit->u.mem.gpa;
   2807 	mem.size = instr->operand_size;
   2808 	mem.data = membuf;
   2809 
   2810 	/* Determine the direction. */
   2811 	switch (instr->src.type) {
   2812 	case STORE_REG:
   2813 		if (instr->src.disp.type != DISP_NONE) {
   2814 			/* Indirect access. */
   2815 			mem.write = false;
   2816 		} else {
   2817 			/* Direct access. */
   2818 			mem.write = true;
   2819 		}
   2820 		break;
   2821 	case STORE_IMM:
   2822 		mem.write = true;
   2823 		break;
   2824 	case STORE_SIB:
   2825 		mem.write = false;
   2826 		break;
   2827 	case STORE_DMO:
   2828 		mem.write = false;
   2829 		break;
   2830 	default:
   2831 		DISASSEMBLER_BUG();
   2832 	}
   2833 
   2834 	if (mem.write) {
   2835 		switch (instr->src.type) {
   2836 		case STORE_REG:
   2837 			if (instr->src.disp.type != DISP_NONE) {
   2838 				DISASSEMBLER_BUG();
   2839 			}
   2840 			val = state->gprs[instr->src.u.reg->num];
   2841 			val = __SHIFTOUT(val, instr->src.u.reg->mask);
   2842 			memcpy(mem.data, &val, mem.size);
   2843 			break;
   2844 		case STORE_IMM:
   2845 			memcpy(mem.data, &instr->src.u.imm.data, mem.size);
   2846 			break;
   2847 		default:
   2848 			DISASSEMBLER_BUG();
   2849 		}
   2850 	}
   2851 
   2852 	(*instr->emul)(&mem, __callbacks.mem, state->gprs);
   2853 
   2854 	if (!mem.write) {
   2855 		if (instr->dst.type != STORE_REG) {
   2856 			DISASSEMBLER_BUG();
   2857 		}
   2858 		memcpy(&val, mem.data, sizeof(uint64_t));
   2859 		val = __SHIFTIN(val, instr->dst.u.reg->mask);
   2860 		state->gprs[instr->dst.u.reg->num] &= ~instr->dst.u.reg->mask;
   2861 		state->gprs[instr->dst.u.reg->num] |= val;
   2862 		state->gprs[instr->dst.u.reg->num] &= ~instr->zeroextend_mask;
   2863 	}
   2864 
   2865 	return 0;
   2866 }
   2867 
   2868 int
   2869 nvmm_assist_mem(struct nvmm_machine *mach, nvmm_cpuid_t cpuid,
   2870     struct nvmm_exit *exit)
   2871 {
   2872 	struct nvmm_x64_state state;
   2873 	struct x86_instr instr;
   2874 	uint64_t cnt;
   2875 	int ret;
   2876 
   2877 	if (__predict_false(exit->reason != NVMM_EXIT_MEMORY)) {
   2878 		errno = EINVAL;
   2879 		return -1;
   2880 	}
   2881 
   2882 	ret = nvmm_vcpu_getstate(mach, cpuid, &state,
   2883 	    NVMM_X64_STATE_GPRS | NVMM_X64_STATE_SEGS | NVMM_X64_STATE_CRS |
   2884 	    NVMM_X64_STATE_MSRS);
   2885 	if (ret == -1)
   2886 		return -1;
   2887 
   2888 	if (exit->u.mem.inst_len == 0) {
   2889 		/*
   2890 		 * The instruction was not fetched from the kernel. Fetch
   2891 		 * it ourselves.
   2892 		 */
   2893 		ret = fetch_instruction(mach, &state, exit);
   2894 		if (ret == -1)
   2895 			return -1;
   2896 	}
   2897 
   2898 	ret = x86_decode(exit->u.mem.inst_bytes, exit->u.mem.inst_len,
   2899 	    &instr, &state);
   2900 	if (ret == -1) {
   2901 		errno = ENODEV;
   2902 		return -1;
   2903 	}
   2904 
   2905 	if (instr.opcode->movs) {
   2906 		ret = assist_mem_double(mach, &state, &instr);
   2907 	} else {
   2908 		ret = assist_mem_single(mach, &state, &instr, exit);
   2909 	}
   2910 	if (ret == -1) {
   2911 		errno = ENODEV;
   2912 		return -1;
   2913 	}
   2914 
   2915 	if (instr.legpref.rep || instr.legpref.repn) {
   2916 		cnt = rep_dec_apply(&state, instr.address_size);
   2917 		if (cnt == 0) {
   2918 			state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] += instr.len;
   2919 		} else if (__predict_false(instr.legpref.repn)) {
   2920 			if (state.gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_Z) {
   2921 				state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] += instr.len;
   2922 			}
   2923 		}
   2924 	} else {
   2925 		state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] += instr.len;
   2926 	}
   2927 
   2928 	ret = nvmm_vcpu_setstate(mach, cpuid, &state, NVMM_X64_STATE_GPRS);
   2929 	if (ret == -1)
   2930 		return -1;
   2931 
   2932 	return 0;
   2933 }
   2934