Home | History | Annotate | Line # | Download | only in libnvmm
libnvmm_x86.c revision 1.26
      1 /*	$NetBSD: libnvmm_x86.c,v 1.26 2019/02/26 12:23:12 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 	uint16_t *attr;
     64 	size_t i;
     65 	int ret;
     66 
     67 	const char *segnames[] = {
     68 		"ES", "CS", "SS", "DS", "FS", "GS", "GDT", "IDT", "LDT", "TR"
     69 	};
     70 
     71 	ret = nvmm_vcpu_getstate(mach, cpuid, &state, NVMM_X64_STATE_ALL);
     72 	if (ret == -1)
     73 		return -1;
     74 
     75 	printf("+ VCPU id=%d\n", (int)cpuid);
     76 	printf("| -> RIP=%"PRIx64"\n", state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP]);
     77 	printf("| -> RSP=%"PRIx64"\n", state.gprs[NVMM_X64_GPR_RSP]);
     78 	printf("| -> RAX=%"PRIx64"\n", state.gprs[NVMM_X64_GPR_RAX]);
     79 	printf("| -> RBX=%"PRIx64"\n", state.gprs[NVMM_X64_GPR_RBX]);
     80 	printf("| -> RCX=%"PRIx64"\n", state.gprs[NVMM_X64_GPR_RCX]);
     81 	printf("| -> RFLAGS=%p\n", (void *)state.gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS]);
     82 	for (i = 0; i < NVMM_X64_NSEG; i++) {
     83 		attr = (uint16_t *)&state.segs[i].attrib;
     84 		printf("| -> %s: sel=0x%x base=%"PRIx64", limit=%x, attrib=%x\n",
     85 		    segnames[i],
     86 		    state.segs[i].selector,
     87 		    state.segs[i].base,
     88 		    state.segs[i].limit,
     89 		    *attr);
     90 	}
     91 	printf("| -> MSR_EFER=%"PRIx64"\n", state.msrs[NVMM_X64_MSR_EFER]);
     92 	printf("| -> CR0=%"PRIx64"\n", state.crs[NVMM_X64_CR_CR0]);
     93 	printf("| -> CR3=%"PRIx64"\n", state.crs[NVMM_X64_CR_CR3]);
     94 	printf("| -> CR4=%"PRIx64"\n", state.crs[NVMM_X64_CR_CR4]);
     95 	printf("| -> CR8=%"PRIx64"\n", state.crs[NVMM_X64_CR_CR8]);
     96 
     97 	return 0;
     98 }
     99 
    100 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    101 
    102 #define PTE32_L1_SHIFT	12
    103 #define PTE32_L2_SHIFT	22
    104 
    105 #define PTE32_L2_MASK	0xffc00000
    106 #define PTE32_L1_MASK	0x003ff000
    107 
    108 #define PTE32_L2_FRAME	(PTE32_L2_MASK)
    109 #define PTE32_L1_FRAME	(PTE32_L2_FRAME|PTE32_L1_MASK)
    110 
    111 #define pte32_l1idx(va)	(((va) & PTE32_L1_MASK) >> PTE32_L1_SHIFT)
    112 #define pte32_l2idx(va)	(((va) & PTE32_L2_MASK) >> PTE32_L2_SHIFT)
    113 
    114 #define CR3_FRAME_32BIT	PG_FRAME
    115 
    116 typedef uint32_t pte_32bit_t;
    117 
    118 static int
    119 x86_gva_to_gpa_32bit(struct nvmm_machine *mach, uint64_t cr3,
    120     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, bool has_pse, nvmm_prot_t *prot)
    121 {
    122 	gpaddr_t L2gpa, L1gpa;
    123 	uintptr_t L2hva, L1hva;
    124 	pte_32bit_t *pdir, pte;
    125 
    126 	/* We begin with an RWXU access. */
    127 	*prot = NVMM_PROT_ALL;
    128 
    129 	/* Parse L2. */
    130 	L2gpa = (cr3 & CR3_FRAME_32BIT);
    131 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L2gpa, &L2hva) == -1)
    132 		return -1;
    133 	pdir = (pte_32bit_t *)L2hva;
    134 	pte = pdir[pte32_l2idx(gva)];
    135 	if ((pte & PG_V) == 0)
    136 		return -1;
    137 	if ((pte & PG_u) == 0)
    138 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    139 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    140 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    141 	if ((pte & PG_PS) && !has_pse)
    142 		return -1;
    143 	if (pte & PG_PS) {
    144 		*gpa = (pte & PTE32_L2_FRAME);
    145 		*gpa = *gpa + (gva & PTE32_L1_MASK);
    146 		return 0;
    147 	}
    148 
    149 	/* Parse L1. */
    150 	L1gpa = (pte & PG_FRAME);
    151 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L1gpa, &L1hva) == -1)
    152 		return -1;
    153 	pdir = (pte_32bit_t *)L1hva;
    154 	pte = pdir[pte32_l1idx(gva)];
    155 	if ((pte & PG_V) == 0)
    156 		return -1;
    157 	if ((pte & PG_u) == 0)
    158 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    159 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    160 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    161 	if (pte & PG_PS)
    162 		return -1;
    163 
    164 	*gpa = (pte & PG_FRAME);
    165 	return 0;
    166 }
    167 
    168 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    169 
    170 #define	PTE32_PAE_L1_SHIFT	12
    171 #define	PTE32_PAE_L2_SHIFT	21
    172 #define	PTE32_PAE_L3_SHIFT	30
    173 
    174 #define	PTE32_PAE_L3_MASK	0xc0000000
    175 #define	PTE32_PAE_L2_MASK	0x3fe00000
    176 #define	PTE32_PAE_L1_MASK	0x001ff000
    177 
    178 #define	PTE32_PAE_L3_FRAME	(PTE32_PAE_L3_MASK)
    179 #define	PTE32_PAE_L2_FRAME	(PTE32_PAE_L3_FRAME|PTE32_PAE_L2_MASK)
    180 #define	PTE32_PAE_L1_FRAME	(PTE32_PAE_L2_FRAME|PTE32_PAE_L1_MASK)
    181 
    182 #define pte32_pae_l1idx(va)	(((va) & PTE32_PAE_L1_MASK) >> PTE32_PAE_L1_SHIFT)
    183 #define pte32_pae_l2idx(va)	(((va) & PTE32_PAE_L2_MASK) >> PTE32_PAE_L2_SHIFT)
    184 #define pte32_pae_l3idx(va)	(((va) & PTE32_PAE_L3_MASK) >> PTE32_PAE_L3_SHIFT)
    185 
    186 #define CR3_FRAME_32BIT_PAE	__BITS(31, 5)
    187 
    188 typedef uint64_t pte_32bit_pae_t;
    189 
    190 static int
    191 x86_gva_to_gpa_32bit_pae(struct nvmm_machine *mach, uint64_t cr3,
    192     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, nvmm_prot_t *prot)
    193 {
    194 	gpaddr_t L3gpa, L2gpa, L1gpa;
    195 	uintptr_t L3hva, L2hva, L1hva;
    196 	pte_32bit_pae_t *pdir, pte;
    197 
    198 	/* We begin with an RWXU access. */
    199 	*prot = NVMM_PROT_ALL;
    200 
    201 	/* Parse L3. */
    202 	L3gpa = (cr3 & CR3_FRAME_32BIT_PAE);
    203 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L3gpa, &L3hva) == -1)
    204 		return -1;
    205 	pdir = (pte_32bit_pae_t *)L3hva;
    206 	pte = pdir[pte32_pae_l3idx(gva)];
    207 	if ((pte & PG_V) == 0)
    208 		return -1;
    209 	if (pte & PG_NX)
    210 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    211 	if (pte & PG_PS)
    212 		return -1;
    213 
    214 	/* Parse L2. */
    215 	L2gpa = (pte & PG_FRAME);
    216 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L2gpa, &L2hva) == -1)
    217 		return -1;
    218 	pdir = (pte_32bit_pae_t *)L2hva;
    219 	pte = pdir[pte32_pae_l2idx(gva)];
    220 	if ((pte & PG_V) == 0)
    221 		return -1;
    222 	if ((pte & PG_u) == 0)
    223 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    224 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    225 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    226 	if (pte & PG_NX)
    227 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    228 	if (pte & PG_PS) {
    229 		*gpa = (pte & PTE32_PAE_L2_FRAME);
    230 		*gpa = *gpa + (gva & PTE32_PAE_L1_MASK);
    231 		return 0;
    232 	}
    233 
    234 	/* Parse L1. */
    235 	L1gpa = (pte & PG_FRAME);
    236 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L1gpa, &L1hva) == -1)
    237 		return -1;
    238 	pdir = (pte_32bit_pae_t *)L1hva;
    239 	pte = pdir[pte32_pae_l1idx(gva)];
    240 	if ((pte & PG_V) == 0)
    241 		return -1;
    242 	if ((pte & PG_u) == 0)
    243 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    244 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    245 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    246 	if (pte & PG_NX)
    247 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    248 	if (pte & PG_PS)
    249 		return -1;
    250 
    251 	*gpa = (pte & PG_FRAME);
    252 	return 0;
    253 }
    254 
    255 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    256 
    257 #define PTE64_L1_SHIFT	12
    258 #define PTE64_L2_SHIFT	21
    259 #define PTE64_L3_SHIFT	30
    260 #define PTE64_L4_SHIFT	39
    261 
    262 #define PTE64_L4_MASK	0x0000ff8000000000
    263 #define PTE64_L3_MASK	0x0000007fc0000000
    264 #define PTE64_L2_MASK	0x000000003fe00000
    265 #define PTE64_L1_MASK	0x00000000001ff000
    266 
    267 #define PTE64_L4_FRAME	PTE64_L4_MASK
    268 #define PTE64_L3_FRAME	(PTE64_L4_FRAME|PTE64_L3_MASK)
    269 #define PTE64_L2_FRAME	(PTE64_L3_FRAME|PTE64_L2_MASK)
    270 #define PTE64_L1_FRAME	(PTE64_L2_FRAME|PTE64_L1_MASK)
    271 
    272 #define pte64_l1idx(va)	(((va) & PTE64_L1_MASK) >> PTE64_L1_SHIFT)
    273 #define pte64_l2idx(va)	(((va) & PTE64_L2_MASK) >> PTE64_L2_SHIFT)
    274 #define pte64_l3idx(va)	(((va) & PTE64_L3_MASK) >> PTE64_L3_SHIFT)
    275 #define pte64_l4idx(va)	(((va) & PTE64_L4_MASK) >> PTE64_L4_SHIFT)
    276 
    277 #define CR3_FRAME_64BIT	PG_FRAME
    278 
    279 typedef uint64_t pte_64bit_t;
    280 
    281 static inline bool
    282 x86_gva_64bit_canonical(gvaddr_t gva)
    283 {
    284 	/* Bits 63:47 must have the same value. */
    285 #define SIGN_EXTEND	0xffff800000000000ULL
    286 	return (gva & SIGN_EXTEND) == 0 || (gva & SIGN_EXTEND) == SIGN_EXTEND;
    287 }
    288 
    289 static int
    290 x86_gva_to_gpa_64bit(struct nvmm_machine *mach, uint64_t cr3,
    291     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, nvmm_prot_t *prot)
    292 {
    293 	gpaddr_t L4gpa, L3gpa, L2gpa, L1gpa;
    294 	uintptr_t L4hva, L3hva, L2hva, L1hva;
    295 	pte_64bit_t *pdir, pte;
    296 
    297 	/* We begin with an RWXU access. */
    298 	*prot = NVMM_PROT_ALL;
    299 
    300 	if (!x86_gva_64bit_canonical(gva))
    301 		return -1;
    302 
    303 	/* Parse L4. */
    304 	L4gpa = (cr3 & CR3_FRAME_64BIT);
    305 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L4gpa, &L4hva) == -1)
    306 		return -1;
    307 	pdir = (pte_64bit_t *)L4hva;
    308 	pte = pdir[pte64_l4idx(gva)];
    309 	if ((pte & PG_V) == 0)
    310 		return -1;
    311 	if ((pte & PG_u) == 0)
    312 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    313 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    314 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    315 	if (pte & PG_NX)
    316 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    317 	if (pte & PG_PS)
    318 		return -1;
    319 
    320 	/* Parse L3. */
    321 	L3gpa = (pte & PG_FRAME);
    322 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L3gpa, &L3hva) == -1)
    323 		return -1;
    324 	pdir = (pte_64bit_t *)L3hva;
    325 	pte = pdir[pte64_l3idx(gva)];
    326 	if ((pte & PG_V) == 0)
    327 		return -1;
    328 	if ((pte & PG_u) == 0)
    329 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    330 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    331 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    332 	if (pte & PG_NX)
    333 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    334 	if (pte & PG_PS) {
    335 		*gpa = (pte & PTE64_L3_FRAME);
    336 		*gpa = *gpa + (gva & (PTE64_L2_MASK|PTE64_L1_MASK));
    337 		return 0;
    338 	}
    339 
    340 	/* Parse L2. */
    341 	L2gpa = (pte & PG_FRAME);
    342 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L2gpa, &L2hva) == -1)
    343 		return -1;
    344 	pdir = (pte_64bit_t *)L2hva;
    345 	pte = pdir[pte64_l2idx(gva)];
    346 	if ((pte & PG_V) == 0)
    347 		return -1;
    348 	if ((pte & PG_u) == 0)
    349 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    350 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    351 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    352 	if (pte & PG_NX)
    353 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    354 	if (pte & PG_PS) {
    355 		*gpa = (pte & PTE64_L2_FRAME);
    356 		*gpa = *gpa + (gva & PTE64_L1_MASK);
    357 		return 0;
    358 	}
    359 
    360 	/* Parse L1. */
    361 	L1gpa = (pte & PG_FRAME);
    362 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L1gpa, &L1hva) == -1)
    363 		return -1;
    364 	pdir = (pte_64bit_t *)L1hva;
    365 	pte = pdir[pte64_l1idx(gva)];
    366 	if ((pte & PG_V) == 0)
    367 		return -1;
    368 	if ((pte & PG_u) == 0)
    369 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    370 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    371 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    372 	if (pte & PG_NX)
    373 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    374 	if (pte & PG_PS)
    375 		return -1;
    376 
    377 	*gpa = (pte & PG_FRAME);
    378 	return 0;
    379 }
    380 
    381 static inline int
    382 x86_gva_to_gpa(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    383     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, nvmm_prot_t *prot)
    384 {
    385 	bool is_pae, is_lng, has_pse;
    386 	uint64_t cr3;
    387 	size_t off;
    388 	int ret;
    389 
    390 	if ((state->crs[NVMM_X64_CR_CR0] & CR0_PG) == 0) {
    391 		/* No paging. */
    392 		*prot = NVMM_PROT_ALL;
    393 		*gpa = gva;
    394 		return 0;
    395 	}
    396 
    397 	off = (gva & PAGE_MASK);
    398 	gva &= ~PAGE_MASK;
    399 
    400 	is_pae = (state->crs[NVMM_X64_CR_CR4] & CR4_PAE) != 0;
    401 	is_lng = (state->msrs[NVMM_X64_MSR_EFER] & EFER_LMA) != 0;
    402 	has_pse = (state->crs[NVMM_X64_CR_CR4] & CR4_PSE) != 0;
    403 	cr3 = state->crs[NVMM_X64_CR_CR3];
    404 
    405 	if (is_pae && is_lng) {
    406 		/* 64bit */
    407 		ret = x86_gva_to_gpa_64bit(mach, cr3, gva, gpa, prot);
    408 	} else if (is_pae && !is_lng) {
    409 		/* 32bit PAE */
    410 		ret = x86_gva_to_gpa_32bit_pae(mach, cr3, gva, gpa, prot);
    411 	} else if (!is_pae && !is_lng) {
    412 		/* 32bit */
    413 		ret = x86_gva_to_gpa_32bit(mach, cr3, gva, gpa, has_pse, prot);
    414 	} else {
    415 		ret = -1;
    416 	}
    417 
    418 	if (ret == -1) {
    419 		errno = EFAULT;
    420 	}
    421 
    422 	*gpa = *gpa + off;
    423 
    424 	return ret;
    425 }
    426 
    427 int
    428 nvmm_gva_to_gpa(struct nvmm_machine *mach, nvmm_cpuid_t cpuid,
    429     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, nvmm_prot_t *prot)
    430 {
    431 	struct nvmm_x64_state state;
    432 	int ret;
    433 
    434 	ret = nvmm_vcpu_getstate(mach, cpuid, &state,
    435 	    NVMM_X64_STATE_CRS | NVMM_X64_STATE_MSRS);
    436 	if (ret == -1)
    437 		return -1;
    438 
    439 	return x86_gva_to_gpa(mach, &state, gva, gpa, prot);
    440 }
    441 
    442 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    443 
    444 static inline bool
    445 is_long_mode(struct nvmm_x64_state *state)
    446 {
    447 	return (state->msrs[NVMM_X64_MSR_EFER] & EFER_LMA) != 0;
    448 }
    449 
    450 static inline bool
    451 is_64bit(struct nvmm_x64_state *state)
    452 {
    453 	return (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.l != 0);
    454 }
    455 
    456 static inline bool
    457 is_32bit(struct nvmm_x64_state *state)
    458 {
    459 	return (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.l == 0) &&
    460 	    (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.def == 1);
    461 }
    462 
    463 static inline bool
    464 is_16bit(struct nvmm_x64_state *state)
    465 {
    466 	return (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.l == 0) &&
    467 	    (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.def == 0);
    468 }
    469 
    470 static int
    471 segment_check(struct nvmm_x64_state_seg *seg, gvaddr_t gva, size_t size)
    472 {
    473 	uint64_t limit;
    474 
    475 	/*
    476 	 * This is incomplete. We should check topdown, etc, really that's
    477 	 * tiring.
    478 	 */
    479 	if (__predict_false(!seg->attrib.p)) {
    480 		goto error;
    481 	}
    482 
    483 	limit = (uint64_t)seg->limit + 1;
    484 	if (__predict_true(seg->attrib.g)) {
    485 		limit *= PAGE_SIZE;
    486 	}
    487 
    488 	if (__predict_false(gva + size > limit)) {
    489 		goto error;
    490 	}
    491 
    492 	return 0;
    493 
    494 error:
    495 	errno = EFAULT;
    496 	return -1;
    497 }
    498 
    499 static inline void
    500 segment_apply(struct nvmm_x64_state_seg *seg, gvaddr_t *gva)
    501 {
    502 	*gva += seg->base;
    503 }
    504 
    505 static inline uint64_t
    506 size_to_mask(size_t size)
    507 {
    508 	switch (size) {
    509 	case 1:
    510 		return 0x00000000000000FF;
    511 	case 2:
    512 		return 0x000000000000FFFF;
    513 	case 4:
    514 		return 0x00000000FFFFFFFF;
    515 	case 8:
    516 	default:
    517 		return 0xFFFFFFFFFFFFFFFF;
    518 	}
    519 }
    520 
    521 static uint64_t
    522 rep_get_cnt(struct nvmm_x64_state *state, size_t adsize)
    523 {
    524 	uint64_t mask, cnt;
    525 
    526 	mask = size_to_mask(adsize);
    527 	cnt = state->gprs[NVMM_X64_GPR_RCX] & mask;
    528 
    529 	return cnt;
    530 }
    531 
    532 static void
    533 rep_set_cnt(struct nvmm_x64_state *state, size_t adsize, uint64_t cnt)
    534 {
    535 	uint64_t mask;
    536 
    537 	/* XXX: should we zero-extend? */
    538 	mask = size_to_mask(adsize);
    539 	state->gprs[NVMM_X64_GPR_RCX] &= ~mask;
    540 	state->gprs[NVMM_X64_GPR_RCX] |= cnt;
    541 }
    542 
    543 static int
    544 read_guest_memory(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    545     gvaddr_t gva, uint8_t *data, size_t size)
    546 {
    547 	struct nvmm_mem mem;
    548 	nvmm_prot_t prot;
    549 	gpaddr_t gpa;
    550 	uintptr_t hva;
    551 	bool is_mmio;
    552 	int ret, remain;
    553 
    554 	ret = x86_gva_to_gpa(mach, state, gva, &gpa, &prot);
    555 	if (__predict_false(ret == -1)) {
    556 		return -1;
    557 	}
    558 	if (__predict_false(!(prot & NVMM_PROT_READ))) {
    559 		errno = EFAULT;
    560 		return -1;
    561 	}
    562 
    563 	if ((gva & PAGE_MASK) + size > PAGE_SIZE) {
    564 		remain = ((gva & PAGE_MASK) + size - PAGE_SIZE);
    565 	} else {
    566 		remain = 0;
    567 	}
    568 	size -= remain;
    569 
    570 	ret = nvmm_gpa_to_hva(mach, gpa, &hva);
    571 	is_mmio = (ret == -1);
    572 
    573 	if (is_mmio) {
    574 		mem.data = data;
    575 		mem.gpa = gpa;
    576 		mem.write = false;
    577 		mem.size = size;
    578 		(*__callbacks.mem)(&mem);
    579 	} else {
    580 		memcpy(data, (uint8_t *)hva, size);
    581 	}
    582 
    583 	if (remain > 0) {
    584 		ret = read_guest_memory(mach, state, gva + size,
    585 		    data + size, remain);
    586 	} else {
    587 		ret = 0;
    588 	}
    589 
    590 	return ret;
    591 }
    592 
    593 static int
    594 write_guest_memory(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    595     gvaddr_t gva, uint8_t *data, size_t size)
    596 {
    597 	struct nvmm_mem mem;
    598 	nvmm_prot_t prot;
    599 	gpaddr_t gpa;
    600 	uintptr_t hva;
    601 	bool is_mmio;
    602 	int ret, remain;
    603 
    604 	ret = x86_gva_to_gpa(mach, state, gva, &gpa, &prot);
    605 	if (__predict_false(ret == -1)) {
    606 		return -1;
    607 	}
    608 	if (__predict_false(!(prot & NVMM_PROT_WRITE))) {
    609 		errno = EFAULT;
    610 		return -1;
    611 	}
    612 
    613 	if ((gva & PAGE_MASK) + size > PAGE_SIZE) {
    614 		remain = ((gva & PAGE_MASK) + size - PAGE_SIZE);
    615 	} else {
    616 		remain = 0;
    617 	}
    618 	size -= remain;
    619 
    620 	ret = nvmm_gpa_to_hva(mach, gpa, &hva);
    621 	is_mmio = (ret == -1);
    622 
    623 	if (is_mmio) {
    624 		mem.data = data;
    625 		mem.gpa = gpa;
    626 		mem.write = true;
    627 		mem.size = size;
    628 		(*__callbacks.mem)(&mem);
    629 	} else {
    630 		memcpy((uint8_t *)hva, data, size);
    631 	}
    632 
    633 	if (remain > 0) {
    634 		ret = write_guest_memory(mach, state, gva + size,
    635 		    data + size, remain);
    636 	} else {
    637 		ret = 0;
    638 	}
    639 
    640 	return ret;
    641 }
    642 
    643 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    644 
    645 static int fetch_segment(struct nvmm_machine *, struct nvmm_x64_state *);
    646 
    647 #define NVMM_IO_BATCH_SIZE	32
    648 
    649 static int
    650 assist_io_batch(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    651     struct nvmm_io *io, gvaddr_t gva, uint64_t cnt)
    652 {
    653 	uint8_t iobuf[NVMM_IO_BATCH_SIZE];
    654 	size_t i, iosize, iocnt;
    655 	int ret;
    656 
    657 	cnt = MIN(cnt, NVMM_IO_BATCH_SIZE);
    658 	iosize = MIN(io->size * cnt, NVMM_IO_BATCH_SIZE);
    659 	iocnt = iosize / io->size;
    660 
    661 	io->data = iobuf;
    662 
    663 	if (!io->in) {
    664 		ret = read_guest_memory(mach, state, gva, iobuf, iosize);
    665 		if (ret == -1)
    666 			return -1;
    667 	}
    668 
    669 	for (i = 0; i < iocnt; i++) {
    670 		(*__callbacks.io)(io);
    671 		io->data += io->size;
    672 	}
    673 
    674 	if (io->in) {
    675 		ret = write_guest_memory(mach, state, gva, iobuf, iosize);
    676 		if (ret == -1)
    677 			return -1;
    678 	}
    679 
    680 	return iocnt;
    681 }
    682 
    683 int
    684 nvmm_assist_io(struct nvmm_machine *mach, nvmm_cpuid_t cpuid,
    685     struct nvmm_exit *exit)
    686 {
    687 	struct nvmm_x64_state state;
    688 	struct nvmm_io io;
    689 	uint64_t cnt = 0; /* GCC */
    690 	uint8_t iobuf[8];
    691 	int iocnt = 1;
    692 	gvaddr_t gva = 0; /* GCC */
    693 	int reg = 0; /* GCC */
    694 	int ret, seg;
    695 	bool psld = false;
    696 
    697 	if (__predict_false(exit->reason != NVMM_EXIT_IO)) {
    698 		errno = EINVAL;
    699 		return -1;
    700 	}
    701 
    702 	io.port = exit->u.io.port;
    703 	io.in = (exit->u.io.type == NVMM_EXIT_IO_IN);
    704 	io.size = exit->u.io.operand_size;
    705 	io.data = iobuf;
    706 
    707 	ret = nvmm_vcpu_getstate(mach, cpuid, &state,
    708 	    NVMM_X64_STATE_GPRS | NVMM_X64_STATE_SEGS |
    709 	    NVMM_X64_STATE_CRS | NVMM_X64_STATE_MSRS);
    710 	if (ret == -1)
    711 		return -1;
    712 
    713 	if (exit->u.io.rep) {
    714 		cnt = rep_get_cnt(&state, exit->u.io.address_size);
    715 		if (__predict_false(cnt == 0)) {
    716 			state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] = exit->u.io.npc;
    717 			goto out;
    718 		}
    719 	}
    720 
    721 	if (__predict_false(state.gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D)) {
    722 		psld = true;
    723 	}
    724 
    725 	/*
    726 	 * Determine GVA.
    727 	 */
    728 	if (exit->u.io.str) {
    729 		if (io.in) {
    730 			reg = NVMM_X64_GPR_RDI;
    731 		} else {
    732 			reg = NVMM_X64_GPR_RSI;
    733 		}
    734 
    735 		gva = state.gprs[reg];
    736 		gva &= size_to_mask(exit->u.io.address_size);
    737 
    738 		if (exit->u.io.seg != -1) {
    739 			seg = exit->u.io.seg;
    740 		} else {
    741 			if (io.in) {
    742 				seg = NVMM_X64_SEG_ES;
    743 			} else {
    744 				seg = fetch_segment(mach, &state);
    745 				if (seg == -1)
    746 					return -1;
    747 			}
    748 		}
    749 
    750 		if (__predict_true(is_long_mode(&state))) {
    751 			if (seg == NVMM_X64_SEG_GS || seg == NVMM_X64_SEG_FS) {
    752 				segment_apply(&state.segs[seg], &gva);
    753 			}
    754 		} else {
    755 			ret = segment_check(&state.segs[seg], gva, io.size);
    756 			if (ret == -1)
    757 				return -1;
    758 			segment_apply(&state.segs[seg], &gva);
    759 		}
    760 
    761 		if (exit->u.io.rep && !psld) {
    762 			iocnt = assist_io_batch(mach, &state, &io, gva, cnt);
    763 			if (iocnt == -1)
    764 				return -1;
    765 			goto done;
    766 		}
    767 	}
    768 
    769 	if (!io.in) {
    770 		if (!exit->u.io.str) {
    771 			memcpy(io.data, &state.gprs[NVMM_X64_GPR_RAX], io.size);
    772 		} else {
    773 			ret = read_guest_memory(mach, &state, gva, io.data,
    774 			    io.size);
    775 			if (ret == -1)
    776 				return -1;
    777 		}
    778 	}
    779 
    780 	(*__callbacks.io)(&io);
    781 
    782 	if (io.in) {
    783 		if (!exit->u.io.str) {
    784 			memcpy(&state.gprs[NVMM_X64_GPR_RAX], io.data, io.size);
    785 			if (io.size == 4) {
    786 				/* Zero-extend to 64 bits. */
    787 				state.gprs[NVMM_X64_GPR_RAX] &= size_to_mask(4);
    788 			}
    789 		} else {
    790 			ret = write_guest_memory(mach, &state, gva, io.data,
    791 			    io.size);
    792 			if (ret == -1)
    793 				return -1;
    794 		}
    795 	}
    796 
    797 done:
    798 	if (exit->u.io.str) {
    799 		if (__predict_false(psld)) {
    800 			state.gprs[reg] -= iocnt * io.size;
    801 		} else {
    802 			state.gprs[reg] += iocnt * io.size;
    803 		}
    804 	}
    805 
    806 	if (exit->u.io.rep) {
    807 		cnt -= iocnt;
    808 		rep_set_cnt(&state, exit->u.io.address_size, cnt);
    809 		if (cnt == 0) {
    810 			state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] = exit->u.io.npc;
    811 		}
    812 	} else {
    813 		state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] = exit->u.io.npc;
    814 	}
    815 
    816 out:
    817 	ret = nvmm_vcpu_setstate(mach, cpuid, &state, NVMM_X64_STATE_GPRS);
    818 	if (ret == -1)
    819 		return -1;
    820 
    821 	return 0;
    822 }
    823 
    824 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    825 
    826 struct x86_emul {
    827 	bool read;
    828 	bool notouch;
    829 	void (*func)(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    830 };
    831 
    832 static void x86_func_or(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    833 static void x86_func_and(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    834 static void x86_func_sub(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    835 static void x86_func_xor(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    836 static void x86_func_cmp(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    837 static void x86_func_test(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    838 static void x86_func_mov(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    839 static void x86_func_stos(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    840 static void x86_func_lods(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    841 static void x86_func_movs(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    842 
    843 static const struct x86_emul x86_emul_or = {
    844 	.read = true,
    845 	.func = x86_func_or
    846 };
    847 
    848 static const struct x86_emul x86_emul_and = {
    849 	.read = true,
    850 	.func = x86_func_and
    851 };
    852 
    853 static const struct x86_emul x86_emul_sub = {
    854 	.read = true,
    855 	.func = x86_func_sub
    856 };
    857 
    858 static const struct x86_emul x86_emul_xor = {
    859 	.read = true,
    860 	.func = x86_func_xor
    861 };
    862 
    863 static const struct x86_emul x86_emul_cmp = {
    864 	.notouch = true,
    865 	.func = x86_func_cmp
    866 };
    867 
    868 static const struct x86_emul x86_emul_test = {
    869 	.notouch = true,
    870 	.func = x86_func_test
    871 };
    872 
    873 static const struct x86_emul x86_emul_mov = {
    874 	.func = x86_func_mov
    875 };
    876 
    877 static const struct x86_emul x86_emul_stos = {
    878 	.func = x86_func_stos
    879 };
    880 
    881 static const struct x86_emul x86_emul_lods = {
    882 	.func = x86_func_lods
    883 };
    884 
    885 static const struct x86_emul x86_emul_movs = {
    886 	.func = x86_func_movs
    887 };
    888 
    889 /* Legacy prefixes. */
    890 #define LEG_LOCK	0xF0
    891 #define LEG_REPN	0xF2
    892 #define LEG_REP		0xF3
    893 #define LEG_OVR_CS	0x2E
    894 #define LEG_OVR_SS	0x36
    895 #define LEG_OVR_DS	0x3E
    896 #define LEG_OVR_ES	0x26
    897 #define LEG_OVR_FS	0x64
    898 #define LEG_OVR_GS	0x65
    899 #define LEG_OPR_OVR	0x66
    900 #define LEG_ADR_OVR	0x67
    901 
    902 struct x86_legpref {
    903 	bool opr_ovr:1;
    904 	bool adr_ovr:1;
    905 	bool rep:1;
    906 	bool repn:1;
    907 	int seg;
    908 };
    909 
    910 struct x86_rexpref {
    911 	bool present;
    912 	bool w;
    913 	bool r;
    914 	bool x;
    915 	bool b;
    916 };
    917 
    918 struct x86_reg {
    919 	int num;	/* NVMM GPR state index */
    920 	uint64_t mask;
    921 };
    922 
    923 enum x86_disp_type {
    924 	DISP_NONE,
    925 	DISP_0,
    926 	DISP_1,
    927 	DISP_4
    928 };
    929 
    930 struct x86_disp {
    931 	enum x86_disp_type type;
    932 	uint64_t data; /* 4 bytes, but can be sign-extended */
    933 };
    934 
    935 enum REGMODRM__Mod {
    936 	MOD_DIS0, /* also, register indirect */
    937 	MOD_DIS1,
    938 	MOD_DIS4,
    939 	MOD_REG
    940 };
    941 
    942 enum REGMODRM__Reg {
    943 	REG_000, /* these fields are indexes to the register map */
    944 	REG_001,
    945 	REG_010,
    946 	REG_011,
    947 	REG_100,
    948 	REG_101,
    949 	REG_110,
    950 	REG_111
    951 };
    952 
    953 enum REGMODRM__Rm {
    954 	RM_000, /* reg */
    955 	RM_001, /* reg */
    956 	RM_010, /* reg */
    957 	RM_011, /* reg */
    958 	RM_RSP_SIB, /* reg or SIB, depending on the MOD */
    959 	RM_RBP_DISP32, /* reg or displacement-only (= RIP-relative on amd64) */
    960 	RM_110,
    961 	RM_111
    962 };
    963 
    964 struct x86_regmodrm {
    965 	bool present;
    966 	enum REGMODRM__Mod mod;
    967 	enum REGMODRM__Reg reg;
    968 	enum REGMODRM__Rm rm;
    969 };
    970 
    971 struct x86_immediate {
    972 	uint64_t data;
    973 };
    974 
    975 struct x86_sib {
    976 	uint8_t scale;
    977 	const struct x86_reg *idx;
    978 	const struct x86_reg *bas;
    979 };
    980 
    981 enum x86_store_type {
    982 	STORE_NONE,
    983 	STORE_REG,
    984 	STORE_IMM,
    985 	STORE_SIB,
    986 	STORE_DMO
    987 };
    988 
    989 struct x86_store {
    990 	enum x86_store_type type;
    991 	union {
    992 		const struct x86_reg *reg;
    993 		struct x86_immediate imm;
    994 		struct x86_sib sib;
    995 		uint64_t dmo;
    996 	} u;
    997 	struct x86_disp disp;
    998 	int hardseg;
    999 };
   1000 
   1001 struct x86_instr {
   1002 	size_t len;
   1003 	struct x86_legpref legpref;
   1004 	struct x86_rexpref rexpref;
   1005 	size_t operand_size;
   1006 	size_t address_size;
   1007 	uint64_t zeroextend_mask;
   1008 
   1009 	struct x86_regmodrm regmodrm;
   1010 
   1011 	const struct x86_opcode *opcode;
   1012 
   1013 	struct x86_store src;
   1014 	struct x86_store dst;
   1015 	struct x86_store *strm;
   1016 
   1017 	const struct x86_emul *emul;
   1018 };
   1019 
   1020 struct x86_decode_fsm {
   1021 	/* vcpu */
   1022 	bool is64bit;
   1023 	bool is32bit;
   1024 	bool is16bit;
   1025 
   1026 	/* fsm */
   1027 	int (*fn)(struct x86_decode_fsm *, struct x86_instr *);
   1028 	uint8_t *buf;
   1029 	uint8_t *end;
   1030 };
   1031 
   1032 struct x86_opcode {
   1033 	uint8_t byte;
   1034 	bool regmodrm;
   1035 	bool regtorm;
   1036 	bool dmo;
   1037 	bool todmo;
   1038 	bool movs;
   1039 	bool stos;
   1040 	bool lods;
   1041 	bool szoverride;
   1042 	int defsize;
   1043 	int allsize;
   1044 	bool group1;
   1045 	bool group3;
   1046 	bool group11;
   1047 	bool immediate;
   1048 	int flags;
   1049 	const struct x86_emul *emul;
   1050 };
   1051 
   1052 struct x86_group_entry {
   1053 	const struct x86_emul *emul;
   1054 };
   1055 
   1056 #define OPSIZE_BYTE 0x01
   1057 #define OPSIZE_WORD 0x02 /* 2 bytes */
   1058 #define OPSIZE_DOUB 0x04 /* 4 bytes */
   1059 #define OPSIZE_QUAD 0x08 /* 8 bytes */
   1060 
   1061 #define FLAG_imm8	0x01
   1062 #define FLAG_immz	0x02
   1063 #define FLAG_ze		0x04
   1064 
   1065 static const struct x86_group_entry group1[8] = {
   1066 	[1] = { .emul = &x86_emul_or },
   1067 	[4] = { .emul = &x86_emul_and },
   1068 	[6] = { .emul = &x86_emul_xor },
   1069 	[7] = { .emul = &x86_emul_cmp }
   1070 };
   1071 
   1072 static const struct x86_group_entry group3[8] = {
   1073 	[0] = { .emul = &x86_emul_test },
   1074 	[1] = { .emul = &x86_emul_test }
   1075 };
   1076 
   1077 static const struct x86_group_entry group11[8] = {
   1078 	[0] = { .emul = &x86_emul_mov }
   1079 };
   1080 
   1081 static const struct x86_opcode primary_opcode_table[] = {
   1082 	/*
   1083 	 * Group1
   1084 	 */
   1085 	{
   1086 		/* Eb, Ib */
   1087 		.byte = 0x80,
   1088 		.regmodrm = true,
   1089 		.regtorm = true,
   1090 		.szoverride = false,
   1091 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1092 		.allsize = -1,
   1093 		.group1 = true,
   1094 		.immediate = true,
   1095 		.emul = NULL /* group1 */
   1096 	},
   1097 	{
   1098 		/* Ev, Iz */
   1099 		.byte = 0x81,
   1100 		.regmodrm = true,
   1101 		.regtorm = true,
   1102 		.szoverride = true,
   1103 		.defsize = -1,
   1104 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1105 		.group1 = true,
   1106 		.immediate = true,
   1107 		.flags = FLAG_immz,
   1108 		.emul = NULL /* group1 */
   1109 	},
   1110 	{
   1111 		/* Ev, Ib */
   1112 		.byte = 0x83,
   1113 		.regmodrm = true,
   1114 		.regtorm = true,
   1115 		.szoverride = true,
   1116 		.defsize = -1,
   1117 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1118 		.group1 = true,
   1119 		.immediate = true,
   1120 		.flags = FLAG_imm8,
   1121 		.emul = NULL /* group1 */
   1122 	},
   1123 
   1124 	/*
   1125 	 * Group3
   1126 	 */
   1127 	{
   1128 		/* Eb, Ib */
   1129 		.byte = 0xF6,
   1130 		.regmodrm = true,
   1131 		.regtorm = true,
   1132 		.szoverride = false,
   1133 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1134 		.allsize = -1,
   1135 		.group3 = true,
   1136 		.immediate = true,
   1137 		.emul = NULL /* group3 */
   1138 	},
   1139 	{
   1140 		/* Ev, Iz */
   1141 		.byte = 0xF7,
   1142 		.regmodrm = true,
   1143 		.regtorm = true,
   1144 		.szoverride = true,
   1145 		.defsize = -1,
   1146 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1147 		.group3 = true,
   1148 		.immediate = true,
   1149 		.flags = FLAG_immz,
   1150 		.emul = NULL /* group3 */
   1151 	},
   1152 
   1153 	/*
   1154 	 * Group11
   1155 	 */
   1156 	{
   1157 		/* Eb, Ib */
   1158 		.byte = 0xC6,
   1159 		.regmodrm = true,
   1160 		.regtorm = true,
   1161 		.szoverride = false,
   1162 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1163 		.allsize = -1,
   1164 		.group11 = true,
   1165 		.immediate = true,
   1166 		.emul = NULL /* group11 */
   1167 	},
   1168 	{
   1169 		/* Ev, Iz */
   1170 		.byte = 0xC7,
   1171 		.regmodrm = true,
   1172 		.regtorm = true,
   1173 		.szoverride = true,
   1174 		.defsize = -1,
   1175 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1176 		.group11 = true,
   1177 		.immediate = true,
   1178 		.flags = FLAG_immz,
   1179 		.emul = NULL /* group11 */
   1180 	},
   1181 
   1182 	/*
   1183 	 * OR
   1184 	 */
   1185 	{
   1186 		/* Eb, Gb */
   1187 		.byte = 0x08,
   1188 		.regmodrm = true,
   1189 		.regtorm = true,
   1190 		.szoverride = false,
   1191 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1192 		.allsize = -1,
   1193 		.emul = &x86_emul_or
   1194 	},
   1195 	{
   1196 		/* Ev, Gv */
   1197 		.byte = 0x09,
   1198 		.regmodrm = true,
   1199 		.regtorm = true,
   1200 		.szoverride = true,
   1201 		.defsize = -1,
   1202 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1203 		.emul = &x86_emul_or
   1204 	},
   1205 	{
   1206 		/* Gb, Eb */
   1207 		.byte = 0x0A,
   1208 		.regmodrm = true,
   1209 		.regtorm = false,
   1210 		.szoverride = false,
   1211 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1212 		.allsize = -1,
   1213 		.emul = &x86_emul_or
   1214 	},
   1215 	{
   1216 		/* Gv, Ev */
   1217 		.byte = 0x0B,
   1218 		.regmodrm = true,
   1219 		.regtorm = false,
   1220 		.szoverride = true,
   1221 		.defsize = -1,
   1222 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1223 		.emul = &x86_emul_or
   1224 	},
   1225 
   1226 	/*
   1227 	 * AND
   1228 	 */
   1229 	{
   1230 		/* Eb, Gb */
   1231 		.byte = 0x20,
   1232 		.regmodrm = true,
   1233 		.regtorm = true,
   1234 		.szoverride = false,
   1235 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1236 		.allsize = -1,
   1237 		.emul = &x86_emul_and
   1238 	},
   1239 	{
   1240 		/* Ev, Gv */
   1241 		.byte = 0x21,
   1242 		.regmodrm = true,
   1243 		.regtorm = true,
   1244 		.szoverride = true,
   1245 		.defsize = -1,
   1246 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1247 		.emul = &x86_emul_and
   1248 	},
   1249 	{
   1250 		/* Gb, Eb */
   1251 		.byte = 0x22,
   1252 		.regmodrm = true,
   1253 		.regtorm = false,
   1254 		.szoverride = false,
   1255 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1256 		.allsize = -1,
   1257 		.emul = &x86_emul_and
   1258 	},
   1259 	{
   1260 		/* Gv, Ev */
   1261 		.byte = 0x23,
   1262 		.regmodrm = true,
   1263 		.regtorm = false,
   1264 		.szoverride = true,
   1265 		.defsize = -1,
   1266 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1267 		.emul = &x86_emul_and
   1268 	},
   1269 
   1270 	/*
   1271 	 * SUB
   1272 	 */
   1273 	{
   1274 		/* Eb, Gb */
   1275 		.byte = 0x28,
   1276 		.regmodrm = true,
   1277 		.regtorm = true,
   1278 		.szoverride = false,
   1279 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1280 		.allsize = -1,
   1281 		.emul = &x86_emul_sub
   1282 	},
   1283 	{
   1284 		/* Ev, Gv */
   1285 		.byte = 0x29,
   1286 		.regmodrm = true,
   1287 		.regtorm = true,
   1288 		.szoverride = true,
   1289 		.defsize = -1,
   1290 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1291 		.emul = &x86_emul_sub
   1292 	},
   1293 	{
   1294 		/* Gb, Eb */
   1295 		.byte = 0x2A,
   1296 		.regmodrm = true,
   1297 		.regtorm = false,
   1298 		.szoverride = false,
   1299 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1300 		.allsize = -1,
   1301 		.emul = &x86_emul_sub
   1302 	},
   1303 	{
   1304 		/* Gv, Ev */
   1305 		.byte = 0x2B,
   1306 		.regmodrm = true,
   1307 		.regtorm = false,
   1308 		.szoverride = true,
   1309 		.defsize = -1,
   1310 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1311 		.emul = &x86_emul_sub
   1312 	},
   1313 
   1314 	/*
   1315 	 * XOR
   1316 	 */
   1317 	{
   1318 		/* Eb, Gb */
   1319 		.byte = 0x30,
   1320 		.regmodrm = true,
   1321 		.regtorm = true,
   1322 		.szoverride = false,
   1323 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1324 		.allsize = -1,
   1325 		.emul = &x86_emul_xor
   1326 	},
   1327 	{
   1328 		/* Ev, Gv */
   1329 		.byte = 0x31,
   1330 		.regmodrm = true,
   1331 		.regtorm = true,
   1332 		.szoverride = true,
   1333 		.defsize = -1,
   1334 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1335 		.emul = &x86_emul_xor
   1336 	},
   1337 	{
   1338 		/* Gb, Eb */
   1339 		.byte = 0x32,
   1340 		.regmodrm = true,
   1341 		.regtorm = false,
   1342 		.szoverride = false,
   1343 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1344 		.allsize = -1,
   1345 		.emul = &x86_emul_xor
   1346 	},
   1347 	{
   1348 		/* Gv, Ev */
   1349 		.byte = 0x33,
   1350 		.regmodrm = true,
   1351 		.regtorm = false,
   1352 		.szoverride = true,
   1353 		.defsize = -1,
   1354 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1355 		.emul = &x86_emul_xor
   1356 	},
   1357 
   1358 	/*
   1359 	 * MOV
   1360 	 */
   1361 	{
   1362 		/* Eb, Gb */
   1363 		.byte = 0x88,
   1364 		.regmodrm = true,
   1365 		.regtorm = true,
   1366 		.szoverride = false,
   1367 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1368 		.allsize = -1,
   1369 		.emul = &x86_emul_mov
   1370 	},
   1371 	{
   1372 		/* Ev, Gv */
   1373 		.byte = 0x89,
   1374 		.regmodrm = true,
   1375 		.regtorm = true,
   1376 		.szoverride = true,
   1377 		.defsize = -1,
   1378 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1379 		.emul = &x86_emul_mov
   1380 	},
   1381 	{
   1382 		/* Gb, Eb */
   1383 		.byte = 0x8A,
   1384 		.regmodrm = true,
   1385 		.regtorm = false,
   1386 		.szoverride = false,
   1387 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1388 		.allsize = -1,
   1389 		.emul = &x86_emul_mov
   1390 	},
   1391 	{
   1392 		/* Gv, Ev */
   1393 		.byte = 0x8B,
   1394 		.regmodrm = true,
   1395 		.regtorm = false,
   1396 		.szoverride = true,
   1397 		.defsize = -1,
   1398 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1399 		.emul = &x86_emul_mov
   1400 	},
   1401 	{
   1402 		/* AL, Ob */
   1403 		.byte = 0xA0,
   1404 		.dmo = true,
   1405 		.todmo = false,
   1406 		.szoverride = false,
   1407 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1408 		.allsize = -1,
   1409 		.emul = &x86_emul_mov
   1410 	},
   1411 	{
   1412 		/* rAX, Ov */
   1413 		.byte = 0xA1,
   1414 		.dmo = true,
   1415 		.todmo = false,
   1416 		.szoverride = true,
   1417 		.defsize = -1,
   1418 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1419 		.emul = &x86_emul_mov
   1420 	},
   1421 	{
   1422 		/* Ob, AL */
   1423 		.byte = 0xA2,
   1424 		.dmo = true,
   1425 		.todmo = true,
   1426 		.szoverride = false,
   1427 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1428 		.allsize = -1,
   1429 		.emul = &x86_emul_mov
   1430 	},
   1431 	{
   1432 		/* Ov, rAX */
   1433 		.byte = 0xA3,
   1434 		.dmo = true,
   1435 		.todmo = true,
   1436 		.szoverride = true,
   1437 		.defsize = -1,
   1438 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1439 		.emul = &x86_emul_mov
   1440 	},
   1441 
   1442 	/*
   1443 	 * MOVS
   1444 	 */
   1445 	{
   1446 		/* Yb, Xb */
   1447 		.byte = 0xA4,
   1448 		.movs = true,
   1449 		.szoverride = false,
   1450 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1451 		.allsize = -1,
   1452 		.emul = &x86_emul_movs
   1453 	},
   1454 	{
   1455 		/* Yv, Xv */
   1456 		.byte = 0xA5,
   1457 		.movs = true,
   1458 		.szoverride = true,
   1459 		.defsize = -1,
   1460 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1461 		.emul = &x86_emul_movs
   1462 	},
   1463 
   1464 	/*
   1465 	 * STOS
   1466 	 */
   1467 	{
   1468 		/* Yb, AL */
   1469 		.byte = 0xAA,
   1470 		.stos = true,
   1471 		.szoverride = false,
   1472 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1473 		.allsize = -1,
   1474 		.emul = &x86_emul_stos
   1475 	},
   1476 	{
   1477 		/* Yv, rAX */
   1478 		.byte = 0xAB,
   1479 		.stos = true,
   1480 		.szoverride = true,
   1481 		.defsize = -1,
   1482 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1483 		.emul = &x86_emul_stos
   1484 	},
   1485 
   1486 	/*
   1487 	 * LODS
   1488 	 */
   1489 	{
   1490 		/* AL, Xb */
   1491 		.byte = 0xAC,
   1492 		.lods = true,
   1493 		.szoverride = false,
   1494 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1495 		.allsize = -1,
   1496 		.emul = &x86_emul_lods
   1497 	},
   1498 	{
   1499 		/* rAX, Xv */
   1500 		.byte = 0xAD,
   1501 		.lods = true,
   1502 		.szoverride = true,
   1503 		.defsize = -1,
   1504 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1505 		.emul = &x86_emul_lods
   1506 	},
   1507 };
   1508 
   1509 static const struct x86_opcode secondary_opcode_table[] = {
   1510 	/*
   1511 	 * MOVZX
   1512 	 */
   1513 	{
   1514 		/* Gv, Eb */
   1515 		.byte = 0xB6,
   1516 		.regmodrm = true,
   1517 		.regtorm = false,
   1518 		.szoverride = true,
   1519 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1520 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1521 		.flags = FLAG_ze,
   1522 		.emul = &x86_emul_mov
   1523 	},
   1524 	{
   1525 		/* Gv, Ew */
   1526 		.byte = 0xB7,
   1527 		.regmodrm = true,
   1528 		.regtorm = false,
   1529 		.szoverride = true,
   1530 		.defsize = OPSIZE_WORD,
   1531 		.allsize = OPSIZE_WORD|OPSIZE_DOUB|OPSIZE_QUAD,
   1532 		.flags = FLAG_ze,
   1533 		.emul = &x86_emul_mov
   1534 	},
   1535 };
   1536 
   1537 static const struct x86_reg gpr_map__rip = { NVMM_X64_GPR_RIP, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF };
   1538 
   1539 /* [REX-present][enc][opsize] */
   1540 static const struct x86_reg gpr_map__special[2][4][8] = {
   1541 	[false] = {
   1542 		/* No REX prefix. */
   1543 		[0b00] = {
   1544 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x000000000000FF00 }, /* AH */
   1545 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x000000000000FFFF }, /* SP */
   1546 			[2] = { -1, 0 },
   1547 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESP */
   1548 			[4] = { -1, 0 },
   1549 			[5] = { -1, 0 },
   1550 			[6] = { -1, 0 },
   1551 			[7] = { -1, 0 },
   1552 		},
   1553 		[0b01] = {
   1554 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x000000000000FF00 }, /* CH */
   1555 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x000000000000FFFF }, /* BP */
   1556 			[2] = { -1, 0 },
   1557 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x00000000FFFFFFFF },	/* EBP */
   1558 			[4] = { -1, 0 },
   1559 			[5] = { -1, 0 },
   1560 			[6] = { -1, 0 },
   1561 			[7] = { -1, 0 },
   1562 		},
   1563 		[0b10] = {
   1564 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x000000000000FF00 }, /* DH */
   1565 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x000000000000FFFF }, /* SI */
   1566 			[2] = { -1, 0 },
   1567 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESI */
   1568 			[4] = { -1, 0 },
   1569 			[5] = { -1, 0 },
   1570 			[6] = { -1, 0 },
   1571 			[7] = { -1, 0 },
   1572 		},
   1573 		[0b11] = {
   1574 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x000000000000FF00 }, /* BH */
   1575 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x000000000000FFFF }, /* DI */
   1576 			[2] = { -1, 0 },
   1577 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EDI */
   1578 			[4] = { -1, 0 },
   1579 			[5] = { -1, 0 },
   1580 			[6] = { -1, 0 },
   1581 			[7] = { -1, 0 },
   1582 		}
   1583 	},
   1584 	[true] = {
   1585 		/* Has REX prefix. */
   1586 		[0b00] = {
   1587 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x00000000000000FF }, /* SPL */
   1588 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x000000000000FFFF }, /* SP */
   1589 			[2] = { -1, 0 },
   1590 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESP */
   1591 			[4] = { -1, 0 },
   1592 			[5] = { -1, 0 },
   1593 			[6] = { -1, 0 },
   1594 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RSP */
   1595 		},
   1596 		[0b01] = {
   1597 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x00000000000000FF }, /* BPL */
   1598 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x000000000000FFFF }, /* BP */
   1599 			[2] = { -1, 0 },
   1600 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EBP */
   1601 			[4] = { -1, 0 },
   1602 			[5] = { -1, 0 },
   1603 			[6] = { -1, 0 },
   1604 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RBP */
   1605 		},
   1606 		[0b10] = {
   1607 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x00000000000000FF }, /* SIL */
   1608 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x000000000000FFFF }, /* SI */
   1609 			[2] = { -1, 0 },
   1610 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESI */
   1611 			[4] = { -1, 0 },
   1612 			[5] = { -1, 0 },
   1613 			[6] = { -1, 0 },
   1614 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RSI */
   1615 		},
   1616 		[0b11] = {
   1617 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x00000000000000FF }, /* DIL */
   1618 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x000000000000FFFF }, /* DI */
   1619 			[2] = { -1, 0 },
   1620 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EDI */
   1621 			[4] = { -1, 0 },
   1622 			[5] = { -1, 0 },
   1623 			[6] = { -1, 0 },
   1624 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RDI */
   1625 		}
   1626 	}
   1627 };
   1628 
   1629 /* [depends][enc][size] */
   1630 static const struct x86_reg gpr_map[2][8][8] = {
   1631 	[false] = {
   1632 		/* Not extended. */
   1633 		[0b000] = {
   1634 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x00000000000000FF }, /* AL */
   1635 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x000000000000FFFF }, /* AX */
   1636 			[2] = { -1, 0 },
   1637 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EAX */
   1638 			[4] = { -1, 0 },
   1639 			[5] = { -1, 0 },
   1640 			[6] = { -1, 0 },
   1641 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RAX */
   1642 		},
   1643 		[0b001] = {
   1644 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x00000000000000FF }, /* CL */
   1645 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x000000000000FFFF }, /* CX */
   1646 			[2] = { -1, 0 },
   1647 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ECX */
   1648 			[4] = { -1, 0 },
   1649 			[5] = { -1, 0 },
   1650 			[6] = { -1, 0 },
   1651 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RCX */
   1652 		},
   1653 		[0b010] = {
   1654 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x00000000000000FF }, /* DL */
   1655 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x000000000000FFFF }, /* DX */
   1656 			[2] = { -1, 0 },
   1657 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EDX */
   1658 			[4] = { -1, 0 },
   1659 			[5] = { -1, 0 },
   1660 			[6] = { -1, 0 },
   1661 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RDX */
   1662 		},
   1663 		[0b011] = {
   1664 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x00000000000000FF }, /* BL */
   1665 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x000000000000FFFF }, /* BX */
   1666 			[2] = { -1, 0 },
   1667 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EBX */
   1668 			[4] = { -1, 0 },
   1669 			[5] = { -1, 0 },
   1670 			[6] = { -1, 0 },
   1671 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RBX */
   1672 		},
   1673 		[0b100] = {
   1674 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1675 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1676 			[2] = { -1, 0 },
   1677 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1678 			[4] = { -1, 0 },
   1679 			[5] = { -1, 0 },
   1680 			[6] = { -1, 0 },
   1681 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1682 		},
   1683 		[0b101] = {
   1684 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1685 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1686 			[2] = { -1, 0 },
   1687 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1688 			[4] = { -1, 0 },
   1689 			[5] = { -1, 0 },
   1690 			[6] = { -1, 0 },
   1691 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1692 		},
   1693 		[0b110] = {
   1694 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1695 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1696 			[2] = { -1, 0 },
   1697 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1698 			[4] = { -1, 0 },
   1699 			[5] = { -1, 0 },
   1700 			[6] = { -1, 0 },
   1701 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1702 		},
   1703 		[0b111] = {
   1704 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1705 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1706 			[2] = { -1, 0 },
   1707 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1708 			[4] = { -1, 0 },
   1709 			[5] = { -1, 0 },
   1710 			[6] = { -1, 0 },
   1711 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1712 		},
   1713 	},
   1714 	[true] = {
   1715 		/* Extended. */
   1716 		[0b000] = {
   1717 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0x00000000000000FF }, /* R8B */
   1718 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0x000000000000FFFF }, /* R8W */
   1719 			[2] = { -1, 0 },
   1720 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R8D */
   1721 			[4] = { -1, 0 },
   1722 			[5] = { -1, 0 },
   1723 			[6] = { -1, 0 },
   1724 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R8 */
   1725 		},
   1726 		[0b001] = {
   1727 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0x00000000000000FF }, /* R9B */
   1728 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0x000000000000FFFF }, /* R9W */
   1729 			[2] = { -1, 0 },
   1730 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R9D */
   1731 			[4] = { -1, 0 },
   1732 			[5] = { -1, 0 },
   1733 			[6] = { -1, 0 },
   1734 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R9 */
   1735 		},
   1736 		[0b010] = {
   1737 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0x00000000000000FF }, /* R10B */
   1738 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0x000000000000FFFF }, /* R10W */
   1739 			[2] = { -1, 0 },
   1740 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R10D */
   1741 			[4] = { -1, 0 },
   1742 			[5] = { -1, 0 },
   1743 			[6] = { -1, 0 },
   1744 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R10 */
   1745 		},
   1746 		[0b011] = {
   1747 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0x00000000000000FF }, /* R11B */
   1748 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0x000000000000FFFF }, /* R11W */
   1749 			[2] = { -1, 0 },
   1750 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R11D */
   1751 			[4] = { -1, 0 },
   1752 			[5] = { -1, 0 },
   1753 			[6] = { -1, 0 },
   1754 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R11 */
   1755 		},
   1756 		[0b100] = {
   1757 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0x00000000000000FF }, /* R12B */
   1758 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0x000000000000FFFF }, /* R12W */
   1759 			[2] = { -1, 0 },
   1760 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R12D */
   1761 			[4] = { -1, 0 },
   1762 			[5] = { -1, 0 },
   1763 			[6] = { -1, 0 },
   1764 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R12 */
   1765 		},
   1766 		[0b101] = {
   1767 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0x00000000000000FF }, /* R13B */
   1768 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0x000000000000FFFF }, /* R13W */
   1769 			[2] = { -1, 0 },
   1770 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R13D */
   1771 			[4] = { -1, 0 },
   1772 			[5] = { -1, 0 },
   1773 			[6] = { -1, 0 },
   1774 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R13 */
   1775 		},
   1776 		[0b110] = {
   1777 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0x00000000000000FF }, /* R14B */
   1778 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0x000000000000FFFF }, /* R14W */
   1779 			[2] = { -1, 0 },
   1780 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R14D */
   1781 			[4] = { -1, 0 },
   1782 			[5] = { -1, 0 },
   1783 			[6] = { -1, 0 },
   1784 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R14 */
   1785 		},
   1786 		[0b111] = {
   1787 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0x00000000000000FF }, /* R15B */
   1788 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0x000000000000FFFF }, /* R15W */
   1789 			[2] = { -1, 0 },
   1790 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R15D */
   1791 			[4] = { -1, 0 },
   1792 			[5] = { -1, 0 },
   1793 			[6] = { -1, 0 },
   1794 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R15 */
   1795 		},
   1796 	}
   1797 };
   1798 
   1799 static int
   1800 node_overflow(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1801 {
   1802 	fsm->fn = NULL;
   1803 	return -1;
   1804 }
   1805 
   1806 static int
   1807 fsm_read(struct x86_decode_fsm *fsm, uint8_t *bytes, size_t n)
   1808 {
   1809 	if (fsm->buf + n > fsm->end) {
   1810 		return -1;
   1811 	}
   1812 	memcpy(bytes, fsm->buf, n);
   1813 	return 0;
   1814 }
   1815 
   1816 static void
   1817 fsm_advance(struct x86_decode_fsm *fsm, size_t n,
   1818     int (*fn)(struct x86_decode_fsm *, struct x86_instr *))
   1819 {
   1820 	fsm->buf += n;
   1821 	if (fsm->buf > fsm->end) {
   1822 		fsm->fn = node_overflow;
   1823 	} else {
   1824 		fsm->fn = fn;
   1825 	}
   1826 }
   1827 
   1828 static const struct x86_reg *
   1829 resolve_special_register(struct x86_instr *instr, uint8_t enc, size_t regsize)
   1830 {
   1831 	enc &= 0b11;
   1832 	if (regsize == 8) {
   1833 		/* May be 64bit without REX */
   1834 		return &gpr_map__special[1][enc][regsize-1];
   1835 	}
   1836 	return &gpr_map__special[instr->rexpref.present][enc][regsize-1];
   1837 }
   1838 
   1839 /*
   1840  * Special node, for MOVS. Fake two displacements of zero on the source and
   1841  * destination registers.
   1842  */
   1843 static int
   1844 node_movs(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1845 {
   1846 	size_t adrsize;
   1847 
   1848 	adrsize = instr->address_size;
   1849 
   1850 	/* DS:RSI */
   1851 	instr->src.type = STORE_REG;
   1852 	instr->src.u.reg = &gpr_map__special[1][2][adrsize-1];
   1853 	instr->src.disp.type = DISP_0;
   1854 
   1855 	/* ES:RDI, force ES */
   1856 	instr->dst.type = STORE_REG;
   1857 	instr->dst.u.reg = &gpr_map__special[1][3][adrsize-1];
   1858 	instr->dst.disp.type = DISP_0;
   1859 	instr->dst.hardseg = NVMM_X64_SEG_ES;
   1860 
   1861 	fsm_advance(fsm, 0, NULL);
   1862 
   1863 	return 0;
   1864 }
   1865 
   1866 /*
   1867  * Special node, for STOS and LODS. Fake a displacement of zero on the
   1868  * destination register.
   1869  */
   1870 static int
   1871 node_stlo(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1872 {
   1873 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1874 	struct x86_store *stlo, *streg;
   1875 	size_t adrsize, regsize;
   1876 
   1877 	adrsize = instr->address_size;
   1878 	regsize = instr->operand_size;
   1879 
   1880 	if (opcode->stos) {
   1881 		streg = &instr->src;
   1882 		stlo = &instr->dst;
   1883 	} else {
   1884 		streg = &instr->dst;
   1885 		stlo = &instr->src;
   1886 	}
   1887 
   1888 	streg->type = STORE_REG;
   1889 	streg->u.reg = &gpr_map[0][0][regsize-1]; /* ?AX */
   1890 
   1891 	stlo->type = STORE_REG;
   1892 	if (opcode->stos) {
   1893 		/* ES:RDI, force ES */
   1894 		stlo->u.reg = &gpr_map__special[1][3][adrsize-1];
   1895 		stlo->hardseg = NVMM_X64_SEG_ES;
   1896 	} else {
   1897 		/* DS:RSI */
   1898 		stlo->u.reg = &gpr_map__special[1][2][adrsize-1];
   1899 	}
   1900 	stlo->disp.type = DISP_0;
   1901 
   1902 	fsm_advance(fsm, 0, NULL);
   1903 
   1904 	return 0;
   1905 }
   1906 
   1907 static int
   1908 node_dmo(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1909 {
   1910 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1911 	struct x86_store *stdmo, *streg;
   1912 	size_t adrsize, regsize;
   1913 
   1914 	adrsize = instr->address_size;
   1915 	regsize = instr->operand_size;
   1916 
   1917 	if (opcode->todmo) {
   1918 		streg = &instr->src;
   1919 		stdmo = &instr->dst;
   1920 	} else {
   1921 		streg = &instr->dst;
   1922 		stdmo = &instr->src;
   1923 	}
   1924 
   1925 	streg->type = STORE_REG;
   1926 	streg->u.reg = &gpr_map[0][0][regsize-1]; /* ?AX */
   1927 
   1928 	stdmo->type = STORE_DMO;
   1929 	if (fsm_read(fsm, (uint8_t *)&stdmo->u.dmo, adrsize) == -1) {
   1930 		return -1;
   1931 	}
   1932 	fsm_advance(fsm, adrsize, NULL);
   1933 
   1934 	return 0;
   1935 }
   1936 
   1937 static inline uint64_t
   1938 sign_extend(uint64_t val, int size)
   1939 {
   1940 	if (size == 1) {
   1941 		if (val & __BIT(7))
   1942 			val |= 0xFFFFFFFFFFFFFF00;
   1943 	} else if (size == 2) {
   1944 		if (val & __BIT(15))
   1945 			val |= 0xFFFFFFFFFFFF0000;
   1946 	} else if (size == 4) {
   1947 		if (val & __BIT(31))
   1948 			val |= 0xFFFFFFFF00000000;
   1949 	}
   1950 	return val;
   1951 }
   1952 
   1953 static int
   1954 node_immediate(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1955 {
   1956 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1957 	struct x86_store *store;
   1958 	uint8_t immsize;
   1959 	size_t sesize = 0;
   1960 
   1961 	/* The immediate is the source */
   1962 	store = &instr->src;
   1963 	immsize = instr->operand_size;
   1964 
   1965 	if (opcode->flags & FLAG_imm8) {
   1966 		sesize = immsize;
   1967 		immsize = 1;
   1968 	} else if ((opcode->flags & FLAG_immz) && (immsize == 8)) {
   1969 		sesize = immsize;
   1970 		immsize = 4;
   1971 	}
   1972 
   1973 	store->type = STORE_IMM;
   1974 	if (fsm_read(fsm, (uint8_t *)&store->u.imm.data, immsize) == -1) {
   1975 		return -1;
   1976 	}
   1977 	fsm_advance(fsm, immsize, NULL);
   1978 
   1979 	if (sesize != 0) {
   1980 		store->u.imm.data = sign_extend(store->u.imm.data, sesize);
   1981 	}
   1982 
   1983 	return 0;
   1984 }
   1985 
   1986 static int
   1987 node_disp(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1988 {
   1989 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1990 	uint64_t data = 0;
   1991 	size_t n;
   1992 
   1993 	if (instr->strm->disp.type == DISP_1) {
   1994 		n = 1;
   1995 	} else { /* DISP4 */
   1996 		n = 4;
   1997 	}
   1998 
   1999 	if (fsm_read(fsm, (uint8_t *)&data, n) == -1) {
   2000 		return -1;
   2001 	}
   2002 
   2003 	if (__predict_true(fsm->is64bit)) {
   2004 		data = sign_extend(data, n);
   2005 	}
   2006 
   2007 	instr->strm->disp.data = data;
   2008 
   2009 	if (opcode->immediate) {
   2010 		fsm_advance(fsm, n, node_immediate);
   2011 	} else {
   2012 		fsm_advance(fsm, n, NULL);
   2013 	}
   2014 
   2015 	return 0;
   2016 }
   2017 
   2018 static const struct x86_reg *
   2019 get_register_idx(struct x86_instr *instr, uint8_t index)
   2020 {
   2021 	uint8_t enc = index;
   2022 	const struct x86_reg *reg;
   2023 	size_t regsize;
   2024 
   2025 	regsize = instr->address_size;
   2026 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.x][enc][regsize-1];
   2027 
   2028 	if (reg->num == -1) {
   2029 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   2030 	}
   2031 
   2032 	return reg;
   2033 }
   2034 
   2035 static const struct x86_reg *
   2036 get_register_bas(struct x86_instr *instr, uint8_t base)
   2037 {
   2038 	uint8_t enc = base;
   2039 	const struct x86_reg *reg;
   2040 	size_t regsize;
   2041 
   2042 	regsize = instr->address_size;
   2043 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.b][enc][regsize-1];
   2044 	if (reg->num == -1) {
   2045 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   2046 	}
   2047 
   2048 	return reg;
   2049 }
   2050 
   2051 static int
   2052 node_sib(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2053 {
   2054 	const struct x86_opcode *opcode;
   2055 	uint8_t scale, index, base;
   2056 	bool noindex, nobase;
   2057 	uint8_t byte;
   2058 
   2059 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2060 		return -1;
   2061 	}
   2062 
   2063 	scale = ((byte & 0b11000000) >> 6);
   2064 	index = ((byte & 0b00111000) >> 3);
   2065 	base  = ((byte & 0b00000111) >> 0);
   2066 
   2067 	opcode = instr->opcode;
   2068 
   2069 	noindex = false;
   2070 	nobase = false;
   2071 
   2072 	if (index == 0b100 && !instr->rexpref.x) {
   2073 		/* Special case: the index is null */
   2074 		noindex = true;
   2075 	}
   2076 
   2077 	if (instr->regmodrm.mod == 0b00 && base == 0b101) {
   2078 		/* Special case: the base is null + disp32 */
   2079 		instr->strm->disp.type = DISP_4;
   2080 		nobase = true;
   2081 	}
   2082 
   2083 	instr->strm->type = STORE_SIB;
   2084 	instr->strm->u.sib.scale = (1 << scale);
   2085 	if (!noindex)
   2086 		instr->strm->u.sib.idx = get_register_idx(instr, index);
   2087 	if (!nobase)
   2088 		instr->strm->u.sib.bas = get_register_bas(instr, base);
   2089 
   2090 	/* May have a displacement, or an immediate */
   2091 	if (instr->strm->disp.type == DISP_1 || instr->strm->disp.type == DISP_4) {
   2092 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   2093 	} else if (opcode->immediate) {
   2094 		fsm_advance(fsm, 1, node_immediate);
   2095 	} else {
   2096 		fsm_advance(fsm, 1, NULL);
   2097 	}
   2098 
   2099 	return 0;
   2100 }
   2101 
   2102 static const struct x86_reg *
   2103 get_register_reg(struct x86_instr *instr, const struct x86_opcode *opcode)
   2104 {
   2105 	uint8_t enc = instr->regmodrm.reg;
   2106 	const struct x86_reg *reg;
   2107 	size_t regsize;
   2108 
   2109 	regsize = instr->operand_size;
   2110 
   2111 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.r][enc][regsize-1];
   2112 	if (reg->num == -1) {
   2113 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   2114 	}
   2115 
   2116 	return reg;
   2117 }
   2118 
   2119 static const struct x86_reg *
   2120 get_register_rm(struct x86_instr *instr, const struct x86_opcode *opcode)
   2121 {
   2122 	uint8_t enc = instr->regmodrm.rm;
   2123 	const struct x86_reg *reg;
   2124 	size_t regsize;
   2125 
   2126 	if (instr->strm->disp.type == DISP_NONE) {
   2127 		regsize = instr->operand_size;
   2128 	} else {
   2129 		/* Indirect access, the size is that of the address. */
   2130 		regsize = instr->address_size;
   2131 	}
   2132 
   2133 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.b][enc][regsize-1];
   2134 	if (reg->num == -1) {
   2135 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   2136 	}
   2137 
   2138 	return reg;
   2139 }
   2140 
   2141 static inline bool
   2142 has_sib(struct x86_instr *instr)
   2143 {
   2144 	return (instr->regmodrm.mod != 3 && instr->regmodrm.rm == 4);
   2145 }
   2146 
   2147 static inline bool
   2148 is_rip_relative(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2149 {
   2150 	return (fsm->is64bit && instr->strm->disp.type == DISP_0 &&
   2151 	    instr->regmodrm.rm == RM_RBP_DISP32);
   2152 }
   2153 
   2154 static inline bool
   2155 is_disp32_only(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2156 {
   2157 	return (!fsm->is64bit && instr->strm->disp.type == DISP_0 &&
   2158 	    instr->regmodrm.rm == RM_RBP_DISP32);
   2159 }
   2160 
   2161 static enum x86_disp_type
   2162 get_disp_type(struct x86_instr *instr)
   2163 {
   2164 	switch (instr->regmodrm.mod) {
   2165 	case MOD_DIS0:	/* indirect */
   2166 		return DISP_0;
   2167 	case MOD_DIS1:	/* indirect+1 */
   2168 		return DISP_1;
   2169 	case MOD_DIS4:	/* indirect+4 */
   2170 		return DISP_4;
   2171 	case MOD_REG:	/* direct */
   2172 	default:	/* gcc */
   2173 		return DISP_NONE;
   2174 	}
   2175 }
   2176 
   2177 static int
   2178 node_regmodrm(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2179 {
   2180 	struct x86_store *strg, *strm;
   2181 	const struct x86_opcode *opcode;
   2182 	const struct x86_reg *reg;
   2183 	uint8_t byte;
   2184 
   2185 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2186 		return -1;
   2187 	}
   2188 
   2189 	opcode = instr->opcode;
   2190 
   2191 	instr->regmodrm.present = true;
   2192 	instr->regmodrm.mod = ((byte & 0b11000000) >> 6);
   2193 	instr->regmodrm.reg = ((byte & 0b00111000) >> 3);
   2194 	instr->regmodrm.rm  = ((byte & 0b00000111) >> 0);
   2195 
   2196 	if (opcode->regtorm) {
   2197 		strg = &instr->src;
   2198 		strm = &instr->dst;
   2199 	} else { /* RM to REG */
   2200 		strm = &instr->src;
   2201 		strg = &instr->dst;
   2202 	}
   2203 
   2204 	/* Save for later use. */
   2205 	instr->strm = strm;
   2206 
   2207 	/*
   2208 	 * Special cases: Groups. The REG field of REGMODRM is the index in
   2209 	 * the group. op1 gets overwritten in the Immediate node, if any.
   2210 	 */
   2211 	if (opcode->group1) {
   2212 		if (group1[instr->regmodrm.reg].emul == NULL) {
   2213 			return -1;
   2214 		}
   2215 		instr->emul = group1[instr->regmodrm.reg].emul;
   2216 	} else if (opcode->group3) {
   2217 		if (group3[instr->regmodrm.reg].emul == NULL) {
   2218 			return -1;
   2219 		}
   2220 		instr->emul = group3[instr->regmodrm.reg].emul;
   2221 	} else if (opcode->group11) {
   2222 		if (group11[instr->regmodrm.reg].emul == NULL) {
   2223 			return -1;
   2224 		}
   2225 		instr->emul = group11[instr->regmodrm.reg].emul;
   2226 	}
   2227 
   2228 	if (!opcode->immediate) {
   2229 		reg = get_register_reg(instr, opcode);
   2230 		if (reg == NULL) {
   2231 			return -1;
   2232 		}
   2233 		strg->type = STORE_REG;
   2234 		strg->u.reg = reg;
   2235 	}
   2236 
   2237 	/* The displacement applies to RM. */
   2238 	strm->disp.type = get_disp_type(instr);
   2239 
   2240 	if (has_sib(instr)) {
   2241 		/* Overwrites RM */
   2242 		fsm_advance(fsm, 1, node_sib);
   2243 		return 0;
   2244 	}
   2245 
   2246 	if (is_rip_relative(fsm, instr)) {
   2247 		/* Overwrites RM */
   2248 		strm->type = STORE_REG;
   2249 		strm->u.reg = &gpr_map__rip;
   2250 		strm->disp.type = DISP_4;
   2251 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   2252 		return 0;
   2253 	}
   2254 
   2255 	if (is_disp32_only(fsm, instr)) {
   2256 		/* Overwrites RM */
   2257 		strm->type = STORE_REG;
   2258 		strm->u.reg = NULL;
   2259 		strm->disp.type = DISP_4;
   2260 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   2261 		return 0;
   2262 	}
   2263 
   2264 	reg = get_register_rm(instr, opcode);
   2265 	if (reg == NULL) {
   2266 		return -1;
   2267 	}
   2268 	strm->type = STORE_REG;
   2269 	strm->u.reg = reg;
   2270 
   2271 	if (strm->disp.type == DISP_NONE) {
   2272 		/* Direct register addressing mode */
   2273 		if (opcode->immediate) {
   2274 			fsm_advance(fsm, 1, node_immediate);
   2275 		} else {
   2276 			fsm_advance(fsm, 1, NULL);
   2277 		}
   2278 	} else if (strm->disp.type == DISP_0) {
   2279 		/* Indirect register addressing mode */
   2280 		if (opcode->immediate) {
   2281 			fsm_advance(fsm, 1, node_immediate);
   2282 		} else {
   2283 			fsm_advance(fsm, 1, NULL);
   2284 		}
   2285 	} else {
   2286 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   2287 	}
   2288 
   2289 	return 0;
   2290 }
   2291 
   2292 static size_t
   2293 get_operand_size(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2294 {
   2295 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   2296 	int opsize;
   2297 
   2298 	/* Get the opsize */
   2299 	if (!opcode->szoverride) {
   2300 		opsize = opcode->defsize;
   2301 	} else if (instr->rexpref.present && instr->rexpref.w) {
   2302 		opsize = 8;
   2303 	} else {
   2304 		if (!fsm->is16bit) {
   2305 			if (instr->legpref.opr_ovr) {
   2306 				opsize = 2;
   2307 			} else {
   2308 				opsize = 4;
   2309 			}
   2310 		} else { /* 16bit */
   2311 			if (instr->legpref.opr_ovr) {
   2312 				opsize = 4;
   2313 			} else {
   2314 				opsize = 2;
   2315 			}
   2316 		}
   2317 	}
   2318 
   2319 	/* See if available */
   2320 	if ((opcode->allsize & opsize) == 0) {
   2321 		// XXX do we care?
   2322 	}
   2323 
   2324 	return opsize;
   2325 }
   2326 
   2327 static size_t
   2328 get_address_size(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2329 {
   2330 	if (fsm->is64bit) {
   2331 		if (__predict_false(instr->legpref.adr_ovr)) {
   2332 			return 4;
   2333 		}
   2334 		return 8;
   2335 	}
   2336 
   2337 	if (fsm->is32bit) {
   2338 		if (__predict_false(instr->legpref.adr_ovr)) {
   2339 			return 2;
   2340 		}
   2341 		return 4;
   2342 	}
   2343 
   2344 	/* 16bit. */
   2345 	if (__predict_false(instr->legpref.adr_ovr)) {
   2346 		return 4;
   2347 	}
   2348 	return 2;
   2349 }
   2350 
   2351 static int
   2352 node_primary_opcode(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2353 {
   2354 	const struct x86_opcode *opcode;
   2355 	uint8_t byte;
   2356 	size_t i, n;
   2357 
   2358 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2359 		return -1;
   2360 	}
   2361 
   2362 	n = sizeof(primary_opcode_table) / sizeof(primary_opcode_table[0]);
   2363 	for (i = 0; i < n; i++) {
   2364 		if (primary_opcode_table[i].byte == byte)
   2365 			break;
   2366 	}
   2367 	if (i == n) {
   2368 		return -1;
   2369 	}
   2370 	opcode = &primary_opcode_table[i];
   2371 
   2372 	instr->opcode = opcode;
   2373 	instr->emul = opcode->emul;
   2374 	instr->operand_size = get_operand_size(fsm, instr);
   2375 	instr->address_size = get_address_size(fsm, instr);
   2376 
   2377 	if (fsm->is64bit && (instr->operand_size == 4)) {
   2378 		/* Zero-extend to 64 bits. */
   2379 		instr->zeroextend_mask = ~size_to_mask(4);
   2380 	}
   2381 
   2382 	if (opcode->regmodrm) {
   2383 		fsm_advance(fsm, 1, node_regmodrm);
   2384 	} else if (opcode->dmo) {
   2385 		/* Direct-Memory Offsets */
   2386 		fsm_advance(fsm, 1, node_dmo);
   2387 	} else if (opcode->stos || opcode->lods) {
   2388 		fsm_advance(fsm, 1, node_stlo);
   2389 	} else if (opcode->movs) {
   2390 		fsm_advance(fsm, 1, node_movs);
   2391 	} else {
   2392 		return -1;
   2393 	}
   2394 
   2395 	return 0;
   2396 }
   2397 
   2398 static int
   2399 node_secondary_opcode(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2400 {
   2401 	const struct x86_opcode *opcode;
   2402 	uint8_t byte;
   2403 	size_t i, n;
   2404 
   2405 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2406 		return -1;
   2407 	}
   2408 
   2409 	n = sizeof(secondary_opcode_table) / sizeof(secondary_opcode_table[0]);
   2410 	for (i = 0; i < n; i++) {
   2411 		if (secondary_opcode_table[i].byte == byte)
   2412 			break;
   2413 	}
   2414 	if (i == n) {
   2415 		return -1;
   2416 	}
   2417 	opcode = &secondary_opcode_table[i];
   2418 
   2419 	instr->opcode = opcode;
   2420 	instr->emul = opcode->emul;
   2421 	instr->operand_size = get_operand_size(fsm, instr);
   2422 	instr->address_size = get_address_size(fsm, instr);
   2423 
   2424 	if (fsm->is64bit && (instr->operand_size == 4)) {
   2425 		/* Zero-extend to 64 bits. */
   2426 		instr->zeroextend_mask = ~size_to_mask(4);
   2427 	}
   2428 
   2429 	if (opcode->flags & FLAG_ze) {
   2430 		/*
   2431 		 * Compute the mask for zero-extend. Update the operand size,
   2432 		 * we move fewer bytes.
   2433 		 */
   2434 		instr->zeroextend_mask |= size_to_mask(instr->operand_size);
   2435 		instr->zeroextend_mask &= ~size_to_mask(opcode->defsize);
   2436 		instr->operand_size = opcode->defsize;
   2437 	}
   2438 
   2439 	if (opcode->regmodrm) {
   2440 		fsm_advance(fsm, 1, node_regmodrm);
   2441 	} else {
   2442 		return -1;
   2443 	}
   2444 
   2445 	return 0;
   2446 }
   2447 
   2448 static int
   2449 node_main(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2450 {
   2451 	uint8_t byte;
   2452 
   2453 #define ESCAPE	0x0F
   2454 #define VEX_1	0xC5
   2455 #define VEX_2	0xC4
   2456 #define XOP	0x8F
   2457 
   2458 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2459 		return -1;
   2460 	}
   2461 
   2462 	/*
   2463 	 * We don't take XOP. It is AMD-specific, and it was removed shortly
   2464 	 * after being introduced.
   2465 	 */
   2466 	if (byte == ESCAPE) {
   2467 		fsm_advance(fsm, 1, node_secondary_opcode);
   2468 	} else if (!instr->rexpref.present) {
   2469 		if (byte == VEX_1) {
   2470 			return -1;
   2471 		} else if (byte == VEX_2) {
   2472 			return -1;
   2473 		} else {
   2474 			fsm->fn = node_primary_opcode;
   2475 		}
   2476 	} else {
   2477 		fsm->fn = node_primary_opcode;
   2478 	}
   2479 
   2480 	return 0;
   2481 }
   2482 
   2483 static int
   2484 node_rex_prefix(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2485 {
   2486 	struct x86_rexpref *rexpref = &instr->rexpref;
   2487 	uint8_t byte;
   2488 	size_t n = 0;
   2489 
   2490 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2491 		return -1;
   2492 	}
   2493 
   2494 	if (byte >= 0x40 && byte <= 0x4F) {
   2495 		if (__predict_false(!fsm->is64bit)) {
   2496 			return -1;
   2497 		}
   2498 		rexpref->present = true;
   2499 		rexpref->w = ((byte & 0x8) != 0);
   2500 		rexpref->r = ((byte & 0x4) != 0);
   2501 		rexpref->x = ((byte & 0x2) != 0);
   2502 		rexpref->b = ((byte & 0x1) != 0);
   2503 		n = 1;
   2504 	}
   2505 
   2506 	fsm_advance(fsm, n, node_main);
   2507 	return 0;
   2508 }
   2509 
   2510 static int
   2511 node_legacy_prefix(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2512 {
   2513 	uint8_t byte;
   2514 
   2515 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2516 		return -1;
   2517 	}
   2518 
   2519 	if (byte == LEG_OPR_OVR) {
   2520 		instr->legpref.opr_ovr = 1;
   2521 	} else if (byte == LEG_OVR_DS) {
   2522 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2523 	} else if (byte == LEG_OVR_ES) {
   2524 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_ES;
   2525 	} else if (byte == LEG_REP) {
   2526 		instr->legpref.rep = 1;
   2527 	} else if (byte == LEG_OVR_GS) {
   2528 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_GS;
   2529 	} else if (byte == LEG_OVR_FS) {
   2530 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_FS;
   2531 	} else if (byte == LEG_ADR_OVR) {
   2532 		instr->legpref.adr_ovr = 1;
   2533 	} else if (byte == LEG_OVR_CS) {
   2534 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_CS;
   2535 	} else if (byte == LEG_OVR_SS) {
   2536 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_SS;
   2537 	} else if (byte == LEG_REPN) {
   2538 		instr->legpref.repn = 1;
   2539 	} else if (byte == LEG_LOCK) {
   2540 		/* ignore */
   2541 	} else {
   2542 		/* not a legacy prefix */
   2543 		fsm_advance(fsm, 0, node_rex_prefix);
   2544 		return 0;
   2545 	}
   2546 
   2547 	fsm_advance(fsm, 1, node_legacy_prefix);
   2548 	return 0;
   2549 }
   2550 
   2551 static int
   2552 x86_decode(uint8_t *inst_bytes, size_t inst_len, struct x86_instr *instr,
   2553     struct nvmm_x64_state *state)
   2554 {
   2555 	struct x86_decode_fsm fsm;
   2556 	int ret;
   2557 
   2558 	memset(instr, 0, sizeof(*instr));
   2559 	instr->legpref.seg = -1;
   2560 	instr->src.hardseg = -1;
   2561 	instr->dst.hardseg = -1;
   2562 
   2563 	fsm.is64bit = is_64bit(state);
   2564 	fsm.is32bit = is_32bit(state);
   2565 	fsm.is16bit = is_16bit(state);
   2566 
   2567 	fsm.fn = node_legacy_prefix;
   2568 	fsm.buf = inst_bytes;
   2569 	fsm.end = inst_bytes + inst_len;
   2570 
   2571 	while (fsm.fn != NULL) {
   2572 		ret = (*fsm.fn)(&fsm, instr);
   2573 		if (ret == -1)
   2574 			return -1;
   2575 	}
   2576 
   2577 	instr->len = fsm.buf - inst_bytes;
   2578 
   2579 	return 0;
   2580 }
   2581 
   2582 /* -------------------------------------------------------------------------- */
   2583 
   2584 #define EXEC_INSTR(sz, instr)						\
   2585 static uint##sz##_t							\
   2586 exec_##instr##sz(uint##sz##_t op1, uint##sz##_t op2, uint64_t *rflags)	\
   2587 {									\
   2588 	uint##sz##_t res;						\
   2589 	__asm __volatile (						\
   2590 		#instr " %2, %3;"					\
   2591 		"mov %3, %1;"						\
   2592 		"pushfq;"						\
   2593 		"popq %0"						\
   2594 	    : "=r" (*rflags), "=r" (res)				\
   2595 	    : "r" (op1), "r" (op2));					\
   2596 	return res;							\
   2597 }
   2598 
   2599 #define EXEC_DISPATCHER(instr)						\
   2600 static uint64_t								\
   2601 exec_##instr(uint64_t op1, uint64_t op2, uint64_t *rflags, size_t opsize) \
   2602 {									\
   2603 	switch (opsize) {						\
   2604 	case 1:								\
   2605 		return exec_##instr##8(op1, op2, rflags);		\
   2606 	case 2:								\
   2607 		return exec_##instr##16(op1, op2, rflags);		\
   2608 	case 4:								\
   2609 		return exec_##instr##32(op1, op2, rflags);		\
   2610 	default:							\
   2611 		return exec_##instr##64(op1, op2, rflags);		\
   2612 	}								\
   2613 }
   2614 
   2615 /* SUB: ret = op1 - op2 */
   2616 #define PSL_SUB_MASK	(PSL_V|PSL_C|PSL_Z|PSL_N|PSL_PF|PSL_AF)
   2617 EXEC_INSTR(8, sub)
   2618 EXEC_INSTR(16, sub)
   2619 EXEC_INSTR(32, sub)
   2620 EXEC_INSTR(64, sub)
   2621 EXEC_DISPATCHER(sub)
   2622 
   2623 /* OR:  ret = op1 | op2 */
   2624 #define PSL_OR_MASK	(PSL_V|PSL_C|PSL_Z|PSL_N|PSL_PF)
   2625 EXEC_INSTR(8, or)
   2626 EXEC_INSTR(16, or)
   2627 EXEC_INSTR(32, or)
   2628 EXEC_INSTR(64, or)
   2629 EXEC_DISPATCHER(or)
   2630 
   2631 /* AND: ret = op1 & op2 */
   2632 #define PSL_AND_MASK	(PSL_V|PSL_C|PSL_Z|PSL_N|PSL_PF)
   2633 EXEC_INSTR(8, and)
   2634 EXEC_INSTR(16, and)
   2635 EXEC_INSTR(32, and)
   2636 EXEC_INSTR(64, and)
   2637 EXEC_DISPATCHER(and)
   2638 
   2639 /* XOR: ret = op1 ^ op2 */
   2640 #define PSL_XOR_MASK	(PSL_V|PSL_C|PSL_Z|PSL_N|PSL_PF)
   2641 EXEC_INSTR(8, xor)
   2642 EXEC_INSTR(16, xor)
   2643 EXEC_INSTR(32, xor)
   2644 EXEC_INSTR(64, xor)
   2645 EXEC_DISPATCHER(xor)
   2646 
   2647 /* -------------------------------------------------------------------------- */
   2648 
   2649 /*
   2650  * Emulation functions. We don't care about the order of the operands, except
   2651  * for SUB, CMP and TEST. For these ones we look at mem->write todetermine who
   2652  * is op1 and who is op2.
   2653  */
   2654 
   2655 static void
   2656 x86_func_or(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2657 {
   2658 	uint64_t *retval = (uint64_t *)mem->data;
   2659 	const bool write = mem->write;
   2660 	uint64_t *op1, op2, fl, ret;
   2661 
   2662 	op1 = (uint64_t *)mem->data;
   2663 	op2 = 0;
   2664 
   2665 	/* Fetch the value to be OR'ed (op2). */
   2666 	mem->data = (uint8_t *)&op2;
   2667 	mem->write = false;
   2668 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2669 
   2670 	/* Perform the OR. */
   2671 	ret = exec_or(*op1, op2, &fl, mem->size);
   2672 
   2673 	if (write) {
   2674 		/* Write back the result. */
   2675 		mem->data = (uint8_t *)&ret;
   2676 		mem->write = true;
   2677 		(*__callbacks.mem)(mem);
   2678 	} else {
   2679 		/* Return data to the caller. */
   2680 		*retval = ret;
   2681 	}
   2682 
   2683 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_OR_MASK;
   2684 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_OR_MASK);
   2685 }
   2686 
   2687 static void
   2688 x86_func_and(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2689 {
   2690 	uint64_t *retval = (uint64_t *)mem->data;
   2691 	const bool write = mem->write;
   2692 	uint64_t *op1, op2, fl, ret;
   2693 
   2694 	op1 = (uint64_t *)mem->data;
   2695 	op2 = 0;
   2696 
   2697 	/* Fetch the value to be AND'ed (op2). */
   2698 	mem->data = (uint8_t *)&op2;
   2699 	mem->write = false;
   2700 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2701 
   2702 	/* Perform the AND. */
   2703 	ret = exec_and(*op1, op2, &fl, mem->size);
   2704 
   2705 	if (write) {
   2706 		/* Write back the result. */
   2707 		mem->data = (uint8_t *)&ret;
   2708 		mem->write = true;
   2709 		(*__callbacks.mem)(mem);
   2710 	} else {
   2711 		/* Return data to the caller. */
   2712 		*retval = ret;
   2713 	}
   2714 
   2715 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_AND_MASK;
   2716 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_AND_MASK);
   2717 }
   2718 
   2719 static void
   2720 x86_func_sub(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2721 {
   2722 	uint64_t *retval = (uint64_t *)mem->data;
   2723 	const bool write = mem->write;
   2724 	uint64_t *op1, *op2, fl, ret;
   2725 	uint64_t tmp;
   2726 	bool memop1;
   2727 
   2728 	memop1 = !mem->write;
   2729 	op1 = memop1 ? &tmp : (uint64_t *)mem->data;
   2730 	op2 = memop1 ? (uint64_t *)mem->data : &tmp;
   2731 
   2732 	/* Fetch the value to be SUB'ed (op1 or op2). */
   2733 	mem->data = (uint8_t *)&tmp;
   2734 	mem->write = false;
   2735 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2736 
   2737 	/* Perform the SUB. */
   2738 	ret = exec_sub(*op1, *op2, &fl, mem->size);
   2739 
   2740 	if (write) {
   2741 		/* Write back the result. */
   2742 		mem->data = (uint8_t *)&ret;
   2743 		mem->write = true;
   2744 		(*__callbacks.mem)(mem);
   2745 	} else {
   2746 		/* Return data to the caller. */
   2747 		*retval = ret;
   2748 	}
   2749 
   2750 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_SUB_MASK;
   2751 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_SUB_MASK);
   2752 }
   2753 
   2754 static void
   2755 x86_func_xor(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2756 {
   2757 	uint64_t *retval = (uint64_t *)mem->data;
   2758 	const bool write = mem->write;
   2759 	uint64_t *op1, op2, fl, ret;
   2760 
   2761 	op1 = (uint64_t *)mem->data;
   2762 	op2 = 0;
   2763 
   2764 	/* Fetch the value to be XOR'ed (op2). */
   2765 	mem->data = (uint8_t *)&op2;
   2766 	mem->write = false;
   2767 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2768 
   2769 	/* Perform the XOR. */
   2770 	ret = exec_xor(*op1, op2, &fl, mem->size);
   2771 
   2772 	if (write) {
   2773 		/* Write back the result. */
   2774 		mem->data = (uint8_t *)&ret;
   2775 		mem->write = true;
   2776 		(*__callbacks.mem)(mem);
   2777 	} else {
   2778 		/* Return data to the caller. */
   2779 		*retval = ret;
   2780 	}
   2781 
   2782 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_XOR_MASK;
   2783 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_XOR_MASK);
   2784 }
   2785 
   2786 static void
   2787 x86_func_cmp(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2788 {
   2789 	uint64_t *op1, *op2, fl;
   2790 	uint64_t tmp;
   2791 	bool memop1;
   2792 
   2793 	memop1 = !mem->write;
   2794 	op1 = memop1 ? &tmp : (uint64_t *)mem->data;
   2795 	op2 = memop1 ? (uint64_t *)mem->data : &tmp;
   2796 
   2797 	/* Fetch the value to be CMP'ed (op1 or op2). */
   2798 	mem->data = (uint8_t *)&tmp;
   2799 	mem->write = false;
   2800 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2801 
   2802 	/* Perform the CMP. */
   2803 	exec_sub(*op1, *op2, &fl, mem->size);
   2804 
   2805 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_SUB_MASK;
   2806 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_SUB_MASK);
   2807 }
   2808 
   2809 static void
   2810 x86_func_test(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2811 {
   2812 	uint64_t *op1, *op2, fl;
   2813 	uint64_t tmp;
   2814 	bool memop1;
   2815 
   2816 	memop1 = !mem->write;
   2817 	op1 = memop1 ? &tmp : (uint64_t *)mem->data;
   2818 	op2 = memop1 ? (uint64_t *)mem->data : &tmp;
   2819 
   2820 	/* Fetch the value to be TEST'ed (op1 or op2). */
   2821 	mem->data = (uint8_t *)&tmp;
   2822 	mem->write = false;
   2823 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2824 
   2825 	/* Perform the TEST. */
   2826 	exec_and(*op1, *op2, &fl, mem->size);
   2827 
   2828 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_AND_MASK;
   2829 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_AND_MASK);
   2830 }
   2831 
   2832 static void
   2833 x86_func_mov(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2834 {
   2835 	/*
   2836 	 * Nothing special, just move without emulation.
   2837 	 */
   2838 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2839 }
   2840 
   2841 static void
   2842 x86_func_stos(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2843 {
   2844 	/*
   2845 	 * Just move, and update RDI.
   2846 	 */
   2847 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2848 
   2849 	if (gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D) {
   2850 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] -= mem->size;
   2851 	} else {
   2852 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] += mem->size;
   2853 	}
   2854 }
   2855 
   2856 static void
   2857 x86_func_lods(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2858 {
   2859 	/*
   2860 	 * Just move, and update RSI.
   2861 	 */
   2862 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2863 
   2864 	if (gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D) {
   2865 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] -= mem->size;
   2866 	} else {
   2867 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] += mem->size;
   2868 	}
   2869 }
   2870 
   2871 static void
   2872 x86_func_movs(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2873 {
   2874 	/*
   2875 	 * Special instruction: double memory operand. Don't call the cb,
   2876 	 * because the storage has already been performed earlier.
   2877 	 */
   2878 
   2879 	if (gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D) {
   2880 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] -= mem->size;
   2881 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] -= mem->size;
   2882 	} else {
   2883 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] += mem->size;
   2884 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] += mem->size;
   2885 	}
   2886 }
   2887 
   2888 /* -------------------------------------------------------------------------- */
   2889 
   2890 static inline uint64_t
   2891 gpr_read_address(struct x86_instr *instr, struct nvmm_x64_state *state, int gpr)
   2892 {
   2893 	uint64_t val;
   2894 
   2895 	val = state->gprs[gpr];
   2896 	val &= size_to_mask(instr->address_size);
   2897 
   2898 	return val;
   2899 }
   2900 
   2901 static int
   2902 store_to_gva(struct nvmm_x64_state *state, struct x86_instr *instr,
   2903     struct x86_store *store, gvaddr_t *gvap, size_t size)
   2904 {
   2905 	struct x86_sib *sib;
   2906 	gvaddr_t gva = 0;
   2907 	uint64_t reg;
   2908 	int ret, seg;
   2909 
   2910 	if (store->type == STORE_SIB) {
   2911 		sib = &store->u.sib;
   2912 		if (sib->bas != NULL)
   2913 			gva += gpr_read_address(instr, state, sib->bas->num);
   2914 		if (sib->idx != NULL) {
   2915 			reg = gpr_read_address(instr, state, sib->idx->num);
   2916 			gva += sib->scale * reg;
   2917 		}
   2918 	} else if (store->type == STORE_REG) {
   2919 		if (store->u.reg == NULL) {
   2920 			/* The base is null. Happens with disp32-only. */
   2921 		} else {
   2922 			gva = gpr_read_address(instr, state, store->u.reg->num);
   2923 		}
   2924 	} else {
   2925 		gva = store->u.dmo;
   2926 	}
   2927 
   2928 	if (store->disp.type != DISP_NONE) {
   2929 		gva += store->disp.data;
   2930 	}
   2931 
   2932 	if (store->hardseg != -1) {
   2933 		seg = store->hardseg;
   2934 	} else {
   2935 		if (__predict_false(instr->legpref.seg != -1)) {
   2936 			seg = instr->legpref.seg;
   2937 		} else {
   2938 			seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2939 		}
   2940 	}
   2941 
   2942 	if (__predict_true(is_long_mode(state))) {
   2943 		if (seg == NVMM_X64_SEG_GS || seg == NVMM_X64_SEG_FS) {
   2944 			segment_apply(&state->segs[seg], &gva);
   2945 		}
   2946 	} else {
   2947 		ret = segment_check(&state->segs[seg], gva, size);
   2948 		if (ret == -1)
   2949 			return -1;
   2950 		segment_apply(&state->segs[seg], &gva);
   2951 	}
   2952 
   2953 	*gvap = gva;
   2954 	return 0;
   2955 }
   2956 
   2957 static int
   2958 fetch_segment(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state)
   2959 {
   2960 	uint8_t inst_bytes[5], byte;
   2961 	size_t i, fetchsize;
   2962 	gvaddr_t gva;
   2963 	int ret, seg;
   2964 
   2965 	fetchsize = sizeof(inst_bytes);
   2966 
   2967 	gva = state->gprs[NVMM_X64_GPR_RIP];
   2968 	if (__predict_false(!is_long_mode(state))) {
   2969 		ret = segment_check(&state->segs[NVMM_X64_SEG_CS], gva,
   2970 		    fetchsize);
   2971 		if (ret == -1)
   2972 			return -1;
   2973 		segment_apply(&state->segs[NVMM_X64_SEG_CS], &gva);
   2974 	}
   2975 
   2976 	ret = read_guest_memory(mach, state, gva, inst_bytes, fetchsize);
   2977 	if (ret == -1)
   2978 		return -1;
   2979 
   2980 	seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2981 	for (i = 0; i < fetchsize; i++) {
   2982 		byte = inst_bytes[i];
   2983 
   2984 		if (byte == LEG_OVR_DS) {
   2985 			seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2986 		} else if (byte == LEG_OVR_ES) {
   2987 			seg = NVMM_X64_SEG_ES;
   2988 		} else if (byte == LEG_OVR_GS) {
   2989 			seg = NVMM_X64_SEG_GS;
   2990 		} else if (byte == LEG_OVR_FS) {
   2991 			seg = NVMM_X64_SEG_FS;
   2992 		} else if (byte == LEG_OVR_CS) {
   2993 			seg = NVMM_X64_SEG_CS;
   2994 		} else if (byte == LEG_OVR_SS) {
   2995 			seg = NVMM_X64_SEG_SS;
   2996 		} else if (byte == LEG_OPR_OVR) {
   2997 			/* nothing */
   2998 		} else if (byte == LEG_ADR_OVR) {
   2999 			/* nothing */
   3000 		} else if (byte == LEG_REP) {
   3001 			/* nothing */
   3002 		} else if (byte == LEG_REPN) {
   3003 			/* nothing */
   3004 		} else if (byte == LEG_LOCK) {
   3005 			/* nothing */
   3006 		} else {
   3007 			return seg;
   3008 		}
   3009 	}
   3010 
   3011 	return seg;
   3012 }
   3013 
   3014 static int
   3015 fetch_instruction(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
   3016     struct nvmm_exit *exit)
   3017 {
   3018 	size_t fetchsize;
   3019 	gvaddr_t gva;
   3020 	int ret;
   3021 
   3022 	fetchsize = sizeof(exit->u.mem.inst_bytes);
   3023 
   3024 	gva = state->gprs[NVMM_X64_GPR_RIP];
   3025 	if (__predict_false(!is_long_mode(state))) {
   3026 		ret = segment_check(&state->segs[NVMM_X64_SEG_CS], gva,
   3027 		    fetchsize);
   3028 		if (ret == -1)
   3029 			return -1;
   3030 		segment_apply(&state->segs[NVMM_X64_SEG_CS], &gva);
   3031 	}
   3032 
   3033 	ret = read_guest_memory(mach, state, gva, exit->u.mem.inst_bytes,
   3034 	    fetchsize);
   3035 	if (ret == -1)
   3036 		return -1;
   3037 
   3038 	exit->u.mem.inst_len = fetchsize;
   3039 
   3040 	return 0;
   3041 }
   3042 
   3043 static int
   3044 assist_mem_double(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
   3045     struct x86_instr *instr)
   3046 {
   3047 	struct nvmm_mem mem;
   3048 	uint8_t data[8];
   3049 	gvaddr_t gva;
   3050 	size_t size;
   3051 	int ret;
   3052 
   3053 	size = instr->operand_size;
   3054 
   3055 	/* Source. */
   3056 	ret = store_to_gva(state, instr, &instr->src, &gva, size);
   3057 	if (ret == -1)
   3058 		return -1;
   3059 	ret = read_guest_memory(mach, state, gva, data, size);
   3060 	if (ret == -1)
   3061 		return -1;
   3062 
   3063 	/* Destination. */
   3064 	ret = store_to_gva(state, instr, &instr->dst, &gva, size);
   3065 	if (ret == -1)
   3066 		return -1;
   3067 	ret = write_guest_memory(mach, state, gva, data, size);
   3068 	if (ret == -1)
   3069 		return -1;
   3070 
   3071 	mem.size = size;
   3072 	(*instr->emul->func)(&mem, state->gprs);
   3073 
   3074 	return 0;
   3075 }
   3076 
   3077 #define DISASSEMBLER_BUG()	\
   3078 	do {			\
   3079 		errno = EINVAL;	\
   3080 		return -1;	\
   3081 	} while (0);
   3082 
   3083 static int
   3084 assist_mem_single(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
   3085     struct x86_instr *instr, struct nvmm_exit *exit)
   3086 {
   3087 	struct nvmm_mem mem;
   3088 	uint8_t membuf[8];
   3089 	uint64_t val;
   3090 
   3091 	memset(membuf, 0, sizeof(membuf));
   3092 
   3093 	mem.gpa = exit->u.mem.gpa;
   3094 	mem.size = instr->operand_size;
   3095 	mem.data = membuf;
   3096 
   3097 	/* Determine the direction. */
   3098 	switch (instr->src.type) {
   3099 	case STORE_REG:
   3100 		if (instr->src.disp.type != DISP_NONE) {
   3101 			/* Indirect access. */
   3102 			mem.write = false;
   3103 		} else {
   3104 			/* Direct access. */
   3105 			mem.write = true;
   3106 		}
   3107 		break;
   3108 	case STORE_IMM:
   3109 		mem.write = true;
   3110 		break;
   3111 	case STORE_SIB:
   3112 		mem.write = false;
   3113 		break;
   3114 	case STORE_DMO:
   3115 		mem.write = false;
   3116 		break;
   3117 	default:
   3118 		DISASSEMBLER_BUG();
   3119 	}
   3120 
   3121 	if (mem.write) {
   3122 		switch (instr->src.type) {
   3123 		case STORE_REG:
   3124 			if (instr->src.disp.type != DISP_NONE) {
   3125 				DISASSEMBLER_BUG();
   3126 			}
   3127 			val = state->gprs[instr->src.u.reg->num];
   3128 			val = __SHIFTOUT(val, instr->src.u.reg->mask);
   3129 			memcpy(mem.data, &val, mem.size);
   3130 			break;
   3131 		case STORE_IMM:
   3132 			memcpy(mem.data, &instr->src.u.imm.data, mem.size);
   3133 			break;
   3134 		default:
   3135 			DISASSEMBLER_BUG();
   3136 		}
   3137 	} else if (instr->emul->read) {
   3138 		if (instr->dst.type != STORE_REG) {
   3139 			DISASSEMBLER_BUG();
   3140 		}
   3141 		if (instr->dst.disp.type != DISP_NONE) {
   3142 			DISASSEMBLER_BUG();
   3143 		}
   3144 		val = state->gprs[instr->dst.u.reg->num];
   3145 		val = __SHIFTOUT(val, instr->dst.u.reg->mask);
   3146 		memcpy(mem.data, &val, mem.size);
   3147 	}
   3148 
   3149 	(*instr->emul->func)(&mem, state->gprs);
   3150 
   3151 	if (!instr->emul->notouch && !mem.write) {
   3152 		if (instr->dst.type != STORE_REG) {
   3153 			DISASSEMBLER_BUG();
   3154 		}
   3155 		memcpy(&val, membuf, sizeof(uint64_t));
   3156 		val = __SHIFTIN(val, instr->dst.u.reg->mask);
   3157 		state->gprs[instr->dst.u.reg->num] &= ~instr->dst.u.reg->mask;
   3158 		state->gprs[instr->dst.u.reg->num] |= val;
   3159 		state->gprs[instr->dst.u.reg->num] &= ~instr->zeroextend_mask;
   3160 	}
   3161 
   3162 	return 0;
   3163 }
   3164 
   3165 int
   3166 nvmm_assist_mem(struct nvmm_machine *mach, nvmm_cpuid_t cpuid,
   3167     struct nvmm_exit *exit)
   3168 {
   3169 	struct nvmm_x64_state state;
   3170 	struct x86_instr instr;
   3171 	uint64_t cnt = 0; /* GCC */
   3172 	int ret;
   3173 
   3174 	if (__predict_false(exit->reason != NVMM_EXIT_MEMORY)) {
   3175 		errno = EINVAL;
   3176 		return -1;
   3177 	}
   3178 
   3179 	ret = nvmm_vcpu_getstate(mach, cpuid, &state,
   3180 	    NVMM_X64_STATE_GPRS | NVMM_X64_STATE_SEGS |
   3181 	    NVMM_X64_STATE_CRS | NVMM_X64_STATE_MSRS);
   3182 	if (ret == -1)
   3183 		return -1;
   3184 
   3185 	if (exit->u.mem.inst_len == 0) {
   3186 		/*
   3187 		 * The instruction was not fetched from the kernel. Fetch
   3188 		 * it ourselves.
   3189 		 */
   3190 		ret = fetch_instruction(mach, &state, exit);
   3191 		if (ret == -1)
   3192 			return -1;
   3193 	}
   3194 
   3195 	ret = x86_decode(exit->u.mem.inst_bytes, exit->u.mem.inst_len,
   3196 	    &instr, &state);
   3197 	if (ret == -1) {
   3198 		errno = ENODEV;
   3199 		return -1;
   3200 	}
   3201 
   3202 	if (instr.legpref.rep || instr.legpref.repn) {
   3203 		cnt = rep_get_cnt(&state, instr.address_size);
   3204 		if (__predict_false(cnt == 0)) {
   3205 			state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] += instr.len;
   3206 			goto out;
   3207 		}
   3208 	}
   3209 
   3210 	if (instr.opcode->movs) {
   3211 		ret = assist_mem_double(mach, &state, &instr);
   3212 	} else {
   3213 		ret = assist_mem_single(mach, &state, &instr, exit);
   3214 	}
   3215 	if (ret == -1) {
   3216 		errno = ENODEV;
   3217 		return -1;
   3218 	}
   3219 
   3220 	if (instr.legpref.rep || instr.legpref.repn) {
   3221 		cnt -= 1;
   3222 		rep_set_cnt(&state, instr.address_size, cnt);
   3223 		if (cnt == 0) {
   3224 			state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] += instr.len;
   3225 		} else if (__predict_false(instr.legpref.repn)) {
   3226 			if (state.gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_Z) {
   3227 				state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] += instr.len;
   3228 			}
   3229 		}
   3230 	} else {
   3231 		state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] += instr.len;
   3232 	}
   3233 
   3234 out:
   3235 	ret = nvmm_vcpu_setstate(mach, cpuid, &state, NVMM_X64_STATE_GPRS);
   3236 	if (ret == -1)
   3237 		return -1;
   3238 
   3239 	return 0;
   3240 }
   3241