Home | History | Annotate | Line # | Download | only in libnvmm
libnvmm_x86.c revision 1.27
      1 /*	$NetBSD: libnvmm_x86.c,v 1.27 2019/03/07 15:47:34 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 #define __cacheline_aligned __attribute__((__aligned__(64)))
     50 
     51 #include <x86/specialreg.h>
     52 
     53 extern struct nvmm_callbacks __callbacks;
     54 
     55 /* -------------------------------------------------------------------------- */
     56 
     57 /*
     58  * Undocumented debugging function. Helpful.
     59  */
     60 int
     61 nvmm_vcpu_dump(struct nvmm_machine *mach, nvmm_cpuid_t cpuid)
     62 {
     63 	struct nvmm_x64_state state;
     64 	uint16_t *attr;
     65 	size_t i;
     66 	int ret;
     67 
     68 	const char *segnames[] = {
     69 		"ES", "CS", "SS", "DS", "FS", "GS", "GDT", "IDT", "LDT", "TR"
     70 	};
     71 
     72 	ret = nvmm_vcpu_getstate(mach, cpuid, &state, NVMM_X64_STATE_ALL);
     73 	if (ret == -1)
     74 		return -1;
     75 
     76 	printf("+ VCPU id=%d\n", (int)cpuid);
     77 	printf("| -> RIP=%"PRIx64"\n", state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP]);
     78 	printf("| -> RSP=%"PRIx64"\n", state.gprs[NVMM_X64_GPR_RSP]);
     79 	printf("| -> RAX=%"PRIx64"\n", state.gprs[NVMM_X64_GPR_RAX]);
     80 	printf("| -> RBX=%"PRIx64"\n", state.gprs[NVMM_X64_GPR_RBX]);
     81 	printf("| -> RCX=%"PRIx64"\n", state.gprs[NVMM_X64_GPR_RCX]);
     82 	printf("| -> RFLAGS=%p\n", (void *)state.gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS]);
     83 	for (i = 0; i < NVMM_X64_NSEG; i++) {
     84 		attr = (uint16_t *)&state.segs[i].attrib;
     85 		printf("| -> %s: sel=0x%x base=%"PRIx64", limit=%x, attrib=%x\n",
     86 		    segnames[i],
     87 		    state.segs[i].selector,
     88 		    state.segs[i].base,
     89 		    state.segs[i].limit,
     90 		    *attr);
     91 	}
     92 	printf("| -> MSR_EFER=%"PRIx64"\n", state.msrs[NVMM_X64_MSR_EFER]);
     93 	printf("| -> CR0=%"PRIx64"\n", state.crs[NVMM_X64_CR_CR0]);
     94 	printf("| -> CR3=%"PRIx64"\n", state.crs[NVMM_X64_CR_CR3]);
     95 	printf("| -> CR4=%"PRIx64"\n", state.crs[NVMM_X64_CR_CR4]);
     96 	printf("| -> CR8=%"PRIx64"\n", state.crs[NVMM_X64_CR_CR8]);
     97 
     98 	return 0;
     99 }
    100 
    101 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    102 
    103 #define PTE32_L1_SHIFT	12
    104 #define PTE32_L2_SHIFT	22
    105 
    106 #define PTE32_L2_MASK	0xffc00000
    107 #define PTE32_L1_MASK	0x003ff000
    108 
    109 #define PTE32_L2_FRAME	(PTE32_L2_MASK)
    110 #define PTE32_L1_FRAME	(PTE32_L2_FRAME|PTE32_L1_MASK)
    111 
    112 #define pte32_l1idx(va)	(((va) & PTE32_L1_MASK) >> PTE32_L1_SHIFT)
    113 #define pte32_l2idx(va)	(((va) & PTE32_L2_MASK) >> PTE32_L2_SHIFT)
    114 
    115 #define CR3_FRAME_32BIT	PG_FRAME
    116 
    117 typedef uint32_t pte_32bit_t;
    118 
    119 static int
    120 x86_gva_to_gpa_32bit(struct nvmm_machine *mach, uint64_t cr3,
    121     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, bool has_pse, nvmm_prot_t *prot)
    122 {
    123 	gpaddr_t L2gpa, L1gpa;
    124 	uintptr_t L2hva, L1hva;
    125 	pte_32bit_t *pdir, pte;
    126 
    127 	/* We begin with an RWXU access. */
    128 	*prot = NVMM_PROT_ALL;
    129 
    130 	/* Parse L2. */
    131 	L2gpa = (cr3 & CR3_FRAME_32BIT);
    132 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L2gpa, &L2hva) == -1)
    133 		return -1;
    134 	pdir = (pte_32bit_t *)L2hva;
    135 	pte = pdir[pte32_l2idx(gva)];
    136 	if ((pte & PG_V) == 0)
    137 		return -1;
    138 	if ((pte & PG_u) == 0)
    139 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    140 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    141 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    142 	if ((pte & PG_PS) && !has_pse)
    143 		return -1;
    144 	if (pte & PG_PS) {
    145 		*gpa = (pte & PTE32_L2_FRAME);
    146 		*gpa = *gpa + (gva & PTE32_L1_MASK);
    147 		return 0;
    148 	}
    149 
    150 	/* Parse L1. */
    151 	L1gpa = (pte & PG_FRAME);
    152 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L1gpa, &L1hva) == -1)
    153 		return -1;
    154 	pdir = (pte_32bit_t *)L1hva;
    155 	pte = pdir[pte32_l1idx(gva)];
    156 	if ((pte & PG_V) == 0)
    157 		return -1;
    158 	if ((pte & PG_u) == 0)
    159 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    160 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    161 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    162 	if (pte & PG_PS)
    163 		return -1;
    164 
    165 	*gpa = (pte & PG_FRAME);
    166 	return 0;
    167 }
    168 
    169 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    170 
    171 #define	PTE32_PAE_L1_SHIFT	12
    172 #define	PTE32_PAE_L2_SHIFT	21
    173 #define	PTE32_PAE_L3_SHIFT	30
    174 
    175 #define	PTE32_PAE_L3_MASK	0xc0000000
    176 #define	PTE32_PAE_L2_MASK	0x3fe00000
    177 #define	PTE32_PAE_L1_MASK	0x001ff000
    178 
    179 #define	PTE32_PAE_L3_FRAME	(PTE32_PAE_L3_MASK)
    180 #define	PTE32_PAE_L2_FRAME	(PTE32_PAE_L3_FRAME|PTE32_PAE_L2_MASK)
    181 #define	PTE32_PAE_L1_FRAME	(PTE32_PAE_L2_FRAME|PTE32_PAE_L1_MASK)
    182 
    183 #define pte32_pae_l1idx(va)	(((va) & PTE32_PAE_L1_MASK) >> PTE32_PAE_L1_SHIFT)
    184 #define pte32_pae_l2idx(va)	(((va) & PTE32_PAE_L2_MASK) >> PTE32_PAE_L2_SHIFT)
    185 #define pte32_pae_l3idx(va)	(((va) & PTE32_PAE_L3_MASK) >> PTE32_PAE_L3_SHIFT)
    186 
    187 #define CR3_FRAME_32BIT_PAE	__BITS(31, 5)
    188 
    189 typedef uint64_t pte_32bit_pae_t;
    190 
    191 static int
    192 x86_gva_to_gpa_32bit_pae(struct nvmm_machine *mach, uint64_t cr3,
    193     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, nvmm_prot_t *prot)
    194 {
    195 	gpaddr_t L3gpa, L2gpa, L1gpa;
    196 	uintptr_t L3hva, L2hva, L1hva;
    197 	pte_32bit_pae_t *pdir, pte;
    198 
    199 	/* We begin with an RWXU access. */
    200 	*prot = NVMM_PROT_ALL;
    201 
    202 	/* Parse L3. */
    203 	L3gpa = (cr3 & CR3_FRAME_32BIT_PAE);
    204 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L3gpa, &L3hva) == -1)
    205 		return -1;
    206 	pdir = (pte_32bit_pae_t *)L3hva;
    207 	pte = pdir[pte32_pae_l3idx(gva)];
    208 	if ((pte & PG_V) == 0)
    209 		return -1;
    210 	if (pte & PG_NX)
    211 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    212 	if (pte & PG_PS)
    213 		return -1;
    214 
    215 	/* Parse L2. */
    216 	L2gpa = (pte & PG_FRAME);
    217 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L2gpa, &L2hva) == -1)
    218 		return -1;
    219 	pdir = (pte_32bit_pae_t *)L2hva;
    220 	pte = pdir[pte32_pae_l2idx(gva)];
    221 	if ((pte & PG_V) == 0)
    222 		return -1;
    223 	if ((pte & PG_u) == 0)
    224 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    225 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    226 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    227 	if (pte & PG_NX)
    228 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    229 	if (pte & PG_PS) {
    230 		*gpa = (pte & PTE32_PAE_L2_FRAME);
    231 		*gpa = *gpa + (gva & PTE32_PAE_L1_MASK);
    232 		return 0;
    233 	}
    234 
    235 	/* Parse L1. */
    236 	L1gpa = (pte & PG_FRAME);
    237 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L1gpa, &L1hva) == -1)
    238 		return -1;
    239 	pdir = (pte_32bit_pae_t *)L1hva;
    240 	pte = pdir[pte32_pae_l1idx(gva)];
    241 	if ((pte & PG_V) == 0)
    242 		return -1;
    243 	if ((pte & PG_u) == 0)
    244 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    245 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    246 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    247 	if (pte & PG_NX)
    248 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    249 	if (pte & PG_PS)
    250 		return -1;
    251 
    252 	*gpa = (pte & PG_FRAME);
    253 	return 0;
    254 }
    255 
    256 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    257 
    258 #define PTE64_L1_SHIFT	12
    259 #define PTE64_L2_SHIFT	21
    260 #define PTE64_L3_SHIFT	30
    261 #define PTE64_L4_SHIFT	39
    262 
    263 #define PTE64_L4_MASK	0x0000ff8000000000
    264 #define PTE64_L3_MASK	0x0000007fc0000000
    265 #define PTE64_L2_MASK	0x000000003fe00000
    266 #define PTE64_L1_MASK	0x00000000001ff000
    267 
    268 #define PTE64_L4_FRAME	PTE64_L4_MASK
    269 #define PTE64_L3_FRAME	(PTE64_L4_FRAME|PTE64_L3_MASK)
    270 #define PTE64_L2_FRAME	(PTE64_L3_FRAME|PTE64_L2_MASK)
    271 #define PTE64_L1_FRAME	(PTE64_L2_FRAME|PTE64_L1_MASK)
    272 
    273 #define pte64_l1idx(va)	(((va) & PTE64_L1_MASK) >> PTE64_L1_SHIFT)
    274 #define pte64_l2idx(va)	(((va) & PTE64_L2_MASK) >> PTE64_L2_SHIFT)
    275 #define pte64_l3idx(va)	(((va) & PTE64_L3_MASK) >> PTE64_L3_SHIFT)
    276 #define pte64_l4idx(va)	(((va) & PTE64_L4_MASK) >> PTE64_L4_SHIFT)
    277 
    278 #define CR3_FRAME_64BIT	PG_FRAME
    279 
    280 typedef uint64_t pte_64bit_t;
    281 
    282 static inline bool
    283 x86_gva_64bit_canonical(gvaddr_t gva)
    284 {
    285 	/* Bits 63:47 must have the same value. */
    286 #define SIGN_EXTEND	0xffff800000000000ULL
    287 	return (gva & SIGN_EXTEND) == 0 || (gva & SIGN_EXTEND) == SIGN_EXTEND;
    288 }
    289 
    290 static int
    291 x86_gva_to_gpa_64bit(struct nvmm_machine *mach, uint64_t cr3,
    292     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, nvmm_prot_t *prot)
    293 {
    294 	gpaddr_t L4gpa, L3gpa, L2gpa, L1gpa;
    295 	uintptr_t L4hva, L3hva, L2hva, L1hva;
    296 	pte_64bit_t *pdir, pte;
    297 
    298 	/* We begin with an RWXU access. */
    299 	*prot = NVMM_PROT_ALL;
    300 
    301 	if (!x86_gva_64bit_canonical(gva))
    302 		return -1;
    303 
    304 	/* Parse L4. */
    305 	L4gpa = (cr3 & CR3_FRAME_64BIT);
    306 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L4gpa, &L4hva) == -1)
    307 		return -1;
    308 	pdir = (pte_64bit_t *)L4hva;
    309 	pte = pdir[pte64_l4idx(gva)];
    310 	if ((pte & PG_V) == 0)
    311 		return -1;
    312 	if ((pte & PG_u) == 0)
    313 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    314 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    315 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    316 	if (pte & PG_NX)
    317 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    318 	if (pte & PG_PS)
    319 		return -1;
    320 
    321 	/* Parse L3. */
    322 	L3gpa = (pte & PG_FRAME);
    323 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L3gpa, &L3hva) == -1)
    324 		return -1;
    325 	pdir = (pte_64bit_t *)L3hva;
    326 	pte = pdir[pte64_l3idx(gva)];
    327 	if ((pte & PG_V) == 0)
    328 		return -1;
    329 	if ((pte & PG_u) == 0)
    330 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    331 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    332 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    333 	if (pte & PG_NX)
    334 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    335 	if (pte & PG_PS) {
    336 		*gpa = (pte & PTE64_L3_FRAME);
    337 		*gpa = *gpa + (gva & (PTE64_L2_MASK|PTE64_L1_MASK));
    338 		return 0;
    339 	}
    340 
    341 	/* Parse L2. */
    342 	L2gpa = (pte & PG_FRAME);
    343 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L2gpa, &L2hva) == -1)
    344 		return -1;
    345 	pdir = (pte_64bit_t *)L2hva;
    346 	pte = pdir[pte64_l2idx(gva)];
    347 	if ((pte & PG_V) == 0)
    348 		return -1;
    349 	if ((pte & PG_u) == 0)
    350 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    351 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    352 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    353 	if (pte & PG_NX)
    354 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    355 	if (pte & PG_PS) {
    356 		*gpa = (pte & PTE64_L2_FRAME);
    357 		*gpa = *gpa + (gva & PTE64_L1_MASK);
    358 		return 0;
    359 	}
    360 
    361 	/* Parse L1. */
    362 	L1gpa = (pte & PG_FRAME);
    363 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L1gpa, &L1hva) == -1)
    364 		return -1;
    365 	pdir = (pte_64bit_t *)L1hva;
    366 	pte = pdir[pte64_l1idx(gva)];
    367 	if ((pte & PG_V) == 0)
    368 		return -1;
    369 	if ((pte & PG_u) == 0)
    370 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    371 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    372 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    373 	if (pte & PG_NX)
    374 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    375 	if (pte & PG_PS)
    376 		return -1;
    377 
    378 	*gpa = (pte & PG_FRAME);
    379 	return 0;
    380 }
    381 
    382 static inline int
    383 x86_gva_to_gpa(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    384     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, nvmm_prot_t *prot)
    385 {
    386 	bool is_pae, is_lng, has_pse;
    387 	uint64_t cr3;
    388 	size_t off;
    389 	int ret;
    390 
    391 	if ((state->crs[NVMM_X64_CR_CR0] & CR0_PG) == 0) {
    392 		/* No paging. */
    393 		*prot = NVMM_PROT_ALL;
    394 		*gpa = gva;
    395 		return 0;
    396 	}
    397 
    398 	off = (gva & PAGE_MASK);
    399 	gva &= ~PAGE_MASK;
    400 
    401 	is_pae = (state->crs[NVMM_X64_CR_CR4] & CR4_PAE) != 0;
    402 	is_lng = (state->msrs[NVMM_X64_MSR_EFER] & EFER_LMA) != 0;
    403 	has_pse = (state->crs[NVMM_X64_CR_CR4] & CR4_PSE) != 0;
    404 	cr3 = state->crs[NVMM_X64_CR_CR3];
    405 
    406 	if (is_pae && is_lng) {
    407 		/* 64bit */
    408 		ret = x86_gva_to_gpa_64bit(mach, cr3, gva, gpa, prot);
    409 	} else if (is_pae && !is_lng) {
    410 		/* 32bit PAE */
    411 		ret = x86_gva_to_gpa_32bit_pae(mach, cr3, gva, gpa, prot);
    412 	} else if (!is_pae && !is_lng) {
    413 		/* 32bit */
    414 		ret = x86_gva_to_gpa_32bit(mach, cr3, gva, gpa, has_pse, prot);
    415 	} else {
    416 		ret = -1;
    417 	}
    418 
    419 	if (ret == -1) {
    420 		errno = EFAULT;
    421 	}
    422 
    423 	*gpa = *gpa + off;
    424 
    425 	return ret;
    426 }
    427 
    428 int
    429 nvmm_gva_to_gpa(struct nvmm_machine *mach, nvmm_cpuid_t cpuid,
    430     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, nvmm_prot_t *prot)
    431 {
    432 	struct nvmm_x64_state state;
    433 	int ret;
    434 
    435 	ret = nvmm_vcpu_getstate(mach, cpuid, &state,
    436 	    NVMM_X64_STATE_CRS | NVMM_X64_STATE_MSRS);
    437 	if (ret == -1)
    438 		return -1;
    439 
    440 	return x86_gva_to_gpa(mach, &state, gva, gpa, prot);
    441 }
    442 
    443 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    444 
    445 static inline bool
    446 is_long_mode(struct nvmm_x64_state *state)
    447 {
    448 	return (state->msrs[NVMM_X64_MSR_EFER] & EFER_LMA) != 0;
    449 }
    450 
    451 static inline bool
    452 is_64bit(struct nvmm_x64_state *state)
    453 {
    454 	return (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.l != 0);
    455 }
    456 
    457 static inline bool
    458 is_32bit(struct nvmm_x64_state *state)
    459 {
    460 	return (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.l == 0) &&
    461 	    (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.def == 1);
    462 }
    463 
    464 static inline bool
    465 is_16bit(struct nvmm_x64_state *state)
    466 {
    467 	return (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.l == 0) &&
    468 	    (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.def == 0);
    469 }
    470 
    471 static int
    472 segment_check(struct nvmm_x64_state_seg *seg, gvaddr_t gva, size_t size)
    473 {
    474 	uint64_t limit;
    475 
    476 	/*
    477 	 * This is incomplete. We should check topdown, etc, really that's
    478 	 * tiring.
    479 	 */
    480 	if (__predict_false(!seg->attrib.p)) {
    481 		goto error;
    482 	}
    483 
    484 	limit = (uint64_t)seg->limit + 1;
    485 	if (__predict_true(seg->attrib.g)) {
    486 		limit *= PAGE_SIZE;
    487 	}
    488 
    489 	if (__predict_false(gva + size > limit)) {
    490 		goto error;
    491 	}
    492 
    493 	return 0;
    494 
    495 error:
    496 	errno = EFAULT;
    497 	return -1;
    498 }
    499 
    500 static inline void
    501 segment_apply(struct nvmm_x64_state_seg *seg, gvaddr_t *gva)
    502 {
    503 	*gva += seg->base;
    504 }
    505 
    506 static inline uint64_t
    507 size_to_mask(size_t size)
    508 {
    509 	switch (size) {
    510 	case 1:
    511 		return 0x00000000000000FF;
    512 	case 2:
    513 		return 0x000000000000FFFF;
    514 	case 4:
    515 		return 0x00000000FFFFFFFF;
    516 	case 8:
    517 	default:
    518 		return 0xFFFFFFFFFFFFFFFF;
    519 	}
    520 }
    521 
    522 static uint64_t
    523 rep_get_cnt(struct nvmm_x64_state *state, size_t adsize)
    524 {
    525 	uint64_t mask, cnt;
    526 
    527 	mask = size_to_mask(adsize);
    528 	cnt = state->gprs[NVMM_X64_GPR_RCX] & mask;
    529 
    530 	return cnt;
    531 }
    532 
    533 static void
    534 rep_set_cnt(struct nvmm_x64_state *state, size_t adsize, uint64_t cnt)
    535 {
    536 	uint64_t mask;
    537 
    538 	/* XXX: should we zero-extend? */
    539 	mask = size_to_mask(adsize);
    540 	state->gprs[NVMM_X64_GPR_RCX] &= ~mask;
    541 	state->gprs[NVMM_X64_GPR_RCX] |= cnt;
    542 }
    543 
    544 static int
    545 read_guest_memory(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    546     gvaddr_t gva, uint8_t *data, size_t size)
    547 {
    548 	struct nvmm_mem mem;
    549 	nvmm_prot_t prot;
    550 	gpaddr_t gpa;
    551 	uintptr_t hva;
    552 	bool is_mmio;
    553 	int ret, remain;
    554 
    555 	ret = x86_gva_to_gpa(mach, state, gva, &gpa, &prot);
    556 	if (__predict_false(ret == -1)) {
    557 		return -1;
    558 	}
    559 	if (__predict_false(!(prot & NVMM_PROT_READ))) {
    560 		errno = EFAULT;
    561 		return -1;
    562 	}
    563 
    564 	if ((gva & PAGE_MASK) + size > PAGE_SIZE) {
    565 		remain = ((gva & PAGE_MASK) + size - PAGE_SIZE);
    566 	} else {
    567 		remain = 0;
    568 	}
    569 	size -= remain;
    570 
    571 	ret = nvmm_gpa_to_hva(mach, gpa, &hva);
    572 	is_mmio = (ret == -1);
    573 
    574 	if (is_mmio) {
    575 		mem.data = data;
    576 		mem.gpa = gpa;
    577 		mem.write = false;
    578 		mem.size = size;
    579 		(*__callbacks.mem)(&mem);
    580 	} else {
    581 		memcpy(data, (uint8_t *)hva, size);
    582 	}
    583 
    584 	if (remain > 0) {
    585 		ret = read_guest_memory(mach, state, gva + size,
    586 		    data + size, remain);
    587 	} else {
    588 		ret = 0;
    589 	}
    590 
    591 	return ret;
    592 }
    593 
    594 static int
    595 write_guest_memory(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    596     gvaddr_t gva, uint8_t *data, size_t size)
    597 {
    598 	struct nvmm_mem mem;
    599 	nvmm_prot_t prot;
    600 	gpaddr_t gpa;
    601 	uintptr_t hva;
    602 	bool is_mmio;
    603 	int ret, remain;
    604 
    605 	ret = x86_gva_to_gpa(mach, state, gva, &gpa, &prot);
    606 	if (__predict_false(ret == -1)) {
    607 		return -1;
    608 	}
    609 	if (__predict_false(!(prot & NVMM_PROT_WRITE))) {
    610 		errno = EFAULT;
    611 		return -1;
    612 	}
    613 
    614 	if ((gva & PAGE_MASK) + size > PAGE_SIZE) {
    615 		remain = ((gva & PAGE_MASK) + size - PAGE_SIZE);
    616 	} else {
    617 		remain = 0;
    618 	}
    619 	size -= remain;
    620 
    621 	ret = nvmm_gpa_to_hva(mach, gpa, &hva);
    622 	is_mmio = (ret == -1);
    623 
    624 	if (is_mmio) {
    625 		mem.data = data;
    626 		mem.gpa = gpa;
    627 		mem.write = true;
    628 		mem.size = size;
    629 		(*__callbacks.mem)(&mem);
    630 	} else {
    631 		memcpy((uint8_t *)hva, data, size);
    632 	}
    633 
    634 	if (remain > 0) {
    635 		ret = write_guest_memory(mach, state, gva + size,
    636 		    data + size, remain);
    637 	} else {
    638 		ret = 0;
    639 	}
    640 
    641 	return ret;
    642 }
    643 
    644 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    645 
    646 static int fetch_segment(struct nvmm_machine *, struct nvmm_x64_state *);
    647 
    648 #define NVMM_IO_BATCH_SIZE	32
    649 
    650 static int
    651 assist_io_batch(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    652     struct nvmm_io *io, gvaddr_t gva, uint64_t cnt)
    653 {
    654 	uint8_t iobuf[NVMM_IO_BATCH_SIZE];
    655 	size_t i, iosize, iocnt;
    656 	int ret;
    657 
    658 	cnt = MIN(cnt, NVMM_IO_BATCH_SIZE);
    659 	iosize = MIN(io->size * cnt, NVMM_IO_BATCH_SIZE);
    660 	iocnt = iosize / io->size;
    661 
    662 	io->data = iobuf;
    663 
    664 	if (!io->in) {
    665 		ret = read_guest_memory(mach, state, gva, iobuf, iosize);
    666 		if (ret == -1)
    667 			return -1;
    668 	}
    669 
    670 	for (i = 0; i < iocnt; i++) {
    671 		(*__callbacks.io)(io);
    672 		io->data += io->size;
    673 	}
    674 
    675 	if (io->in) {
    676 		ret = write_guest_memory(mach, state, gva, iobuf, iosize);
    677 		if (ret == -1)
    678 			return -1;
    679 	}
    680 
    681 	return iocnt;
    682 }
    683 
    684 int
    685 nvmm_assist_io(struct nvmm_machine *mach, nvmm_cpuid_t cpuid,
    686     struct nvmm_exit *exit)
    687 {
    688 	struct nvmm_x64_state state;
    689 	struct nvmm_io io;
    690 	uint64_t cnt = 0; /* GCC */
    691 	uint8_t iobuf[8];
    692 	int iocnt = 1;
    693 	gvaddr_t gva = 0; /* GCC */
    694 	int reg = 0; /* GCC */
    695 	int ret, seg;
    696 	bool psld = false;
    697 
    698 	if (__predict_false(exit->reason != NVMM_EXIT_IO)) {
    699 		errno = EINVAL;
    700 		return -1;
    701 	}
    702 
    703 	io.port = exit->u.io.port;
    704 	io.in = (exit->u.io.type == NVMM_EXIT_IO_IN);
    705 	io.size = exit->u.io.operand_size;
    706 	io.data = iobuf;
    707 
    708 	ret = nvmm_vcpu_getstate(mach, cpuid, &state,
    709 	    NVMM_X64_STATE_GPRS | NVMM_X64_STATE_SEGS |
    710 	    NVMM_X64_STATE_CRS | NVMM_X64_STATE_MSRS);
    711 	if (ret == -1)
    712 		return -1;
    713 
    714 	if (exit->u.io.rep) {
    715 		cnt = rep_get_cnt(&state, exit->u.io.address_size);
    716 		if (__predict_false(cnt == 0)) {
    717 			state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] = exit->u.io.npc;
    718 			goto out;
    719 		}
    720 	}
    721 
    722 	if (__predict_false(state.gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D)) {
    723 		psld = true;
    724 	}
    725 
    726 	/*
    727 	 * Determine GVA.
    728 	 */
    729 	if (exit->u.io.str) {
    730 		if (io.in) {
    731 			reg = NVMM_X64_GPR_RDI;
    732 		} else {
    733 			reg = NVMM_X64_GPR_RSI;
    734 		}
    735 
    736 		gva = state.gprs[reg];
    737 		gva &= size_to_mask(exit->u.io.address_size);
    738 
    739 		if (exit->u.io.seg != -1) {
    740 			seg = exit->u.io.seg;
    741 		} else {
    742 			if (io.in) {
    743 				seg = NVMM_X64_SEG_ES;
    744 			} else {
    745 				seg = fetch_segment(mach, &state);
    746 				if (seg == -1)
    747 					return -1;
    748 			}
    749 		}
    750 
    751 		if (__predict_true(is_long_mode(&state))) {
    752 			if (seg == NVMM_X64_SEG_GS || seg == NVMM_X64_SEG_FS) {
    753 				segment_apply(&state.segs[seg], &gva);
    754 			}
    755 		} else {
    756 			ret = segment_check(&state.segs[seg], gva, io.size);
    757 			if (ret == -1)
    758 				return -1;
    759 			segment_apply(&state.segs[seg], &gva);
    760 		}
    761 
    762 		if (exit->u.io.rep && !psld) {
    763 			iocnt = assist_io_batch(mach, &state, &io, gva, cnt);
    764 			if (iocnt == -1)
    765 				return -1;
    766 			goto done;
    767 		}
    768 	}
    769 
    770 	if (!io.in) {
    771 		if (!exit->u.io.str) {
    772 			memcpy(io.data, &state.gprs[NVMM_X64_GPR_RAX], io.size);
    773 		} else {
    774 			ret = read_guest_memory(mach, &state, gva, io.data,
    775 			    io.size);
    776 			if (ret == -1)
    777 				return -1;
    778 		}
    779 	}
    780 
    781 	(*__callbacks.io)(&io);
    782 
    783 	if (io.in) {
    784 		if (!exit->u.io.str) {
    785 			memcpy(&state.gprs[NVMM_X64_GPR_RAX], io.data, io.size);
    786 			if (io.size == 4) {
    787 				/* Zero-extend to 64 bits. */
    788 				state.gprs[NVMM_X64_GPR_RAX] &= size_to_mask(4);
    789 			}
    790 		} else {
    791 			ret = write_guest_memory(mach, &state, gva, io.data,
    792 			    io.size);
    793 			if (ret == -1)
    794 				return -1;
    795 		}
    796 	}
    797 
    798 done:
    799 	if (exit->u.io.str) {
    800 		if (__predict_false(psld)) {
    801 			state.gprs[reg] -= iocnt * io.size;
    802 		} else {
    803 			state.gprs[reg] += iocnt * io.size;
    804 		}
    805 	}
    806 
    807 	if (exit->u.io.rep) {
    808 		cnt -= iocnt;
    809 		rep_set_cnt(&state, exit->u.io.address_size, cnt);
    810 		if (cnt == 0) {
    811 			state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] = exit->u.io.npc;
    812 		}
    813 	} else {
    814 		state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] = exit->u.io.npc;
    815 	}
    816 
    817 out:
    818 	ret = nvmm_vcpu_setstate(mach, cpuid, &state, NVMM_X64_STATE_GPRS);
    819 	if (ret == -1)
    820 		return -1;
    821 
    822 	return 0;
    823 }
    824 
    825 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    826 
    827 struct x86_emul {
    828 	bool read;
    829 	bool notouch;
    830 	void (*func)(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    831 };
    832 
    833 static void x86_func_or(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    834 static void x86_func_and(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    835 static void x86_func_sub(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    836 static void x86_func_xor(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    837 static void x86_func_cmp(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    838 static void x86_func_test(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    839 static void x86_func_mov(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    840 static void x86_func_stos(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    841 static void x86_func_lods(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    842 static void x86_func_movs(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    843 
    844 static const struct x86_emul x86_emul_or = {
    845 	.read = true,
    846 	.func = x86_func_or
    847 };
    848 
    849 static const struct x86_emul x86_emul_and = {
    850 	.read = true,
    851 	.func = x86_func_and
    852 };
    853 
    854 static const struct x86_emul x86_emul_sub = {
    855 	.read = true,
    856 	.func = x86_func_sub
    857 };
    858 
    859 static const struct x86_emul x86_emul_xor = {
    860 	.read = true,
    861 	.func = x86_func_xor
    862 };
    863 
    864 static const struct x86_emul x86_emul_cmp = {
    865 	.notouch = true,
    866 	.func = x86_func_cmp
    867 };
    868 
    869 static const struct x86_emul x86_emul_test = {
    870 	.notouch = true,
    871 	.func = x86_func_test
    872 };
    873 
    874 static const struct x86_emul x86_emul_mov = {
    875 	.func = x86_func_mov
    876 };
    877 
    878 static const struct x86_emul x86_emul_stos = {
    879 	.func = x86_func_stos
    880 };
    881 
    882 static const struct x86_emul x86_emul_lods = {
    883 	.func = x86_func_lods
    884 };
    885 
    886 static const struct x86_emul x86_emul_movs = {
    887 	.func = x86_func_movs
    888 };
    889 
    890 /* Legacy prefixes. */
    891 #define LEG_LOCK	0xF0
    892 #define LEG_REPN	0xF2
    893 #define LEG_REP		0xF3
    894 #define LEG_OVR_CS	0x2E
    895 #define LEG_OVR_SS	0x36
    896 #define LEG_OVR_DS	0x3E
    897 #define LEG_OVR_ES	0x26
    898 #define LEG_OVR_FS	0x64
    899 #define LEG_OVR_GS	0x65
    900 #define LEG_OPR_OVR	0x66
    901 #define LEG_ADR_OVR	0x67
    902 
    903 struct x86_legpref {
    904 	bool opr_ovr:1;
    905 	bool adr_ovr:1;
    906 	bool rep:1;
    907 	bool repn:1;
    908 	int8_t seg;
    909 };
    910 
    911 struct x86_rexpref {
    912 	bool b:1;
    913 	bool x:1;
    914 	bool r:1;
    915 	bool w:1;
    916 	bool present:1;
    917 };
    918 
    919 struct x86_reg {
    920 	int num;	/* NVMM GPR state index */
    921 	uint64_t mask;
    922 };
    923 
    924 enum x86_disp_type {
    925 	DISP_NONE,
    926 	DISP_0,
    927 	DISP_1,
    928 	DISP_4
    929 };
    930 
    931 struct x86_disp {
    932 	enum x86_disp_type type;
    933 	uint64_t data; /* 4 bytes, but can be sign-extended */
    934 };
    935 
    936 enum REGMODRM__Mod {
    937 	MOD_DIS0, /* also, register indirect */
    938 	MOD_DIS1,
    939 	MOD_DIS4,
    940 	MOD_REG
    941 };
    942 
    943 enum REGMODRM__Reg {
    944 	REG_000, /* these fields are indexes to the register map */
    945 	REG_001,
    946 	REG_010,
    947 	REG_011,
    948 	REG_100,
    949 	REG_101,
    950 	REG_110,
    951 	REG_111
    952 };
    953 
    954 enum REGMODRM__Rm {
    955 	RM_000, /* reg */
    956 	RM_001, /* reg */
    957 	RM_010, /* reg */
    958 	RM_011, /* reg */
    959 	RM_RSP_SIB, /* reg or SIB, depending on the MOD */
    960 	RM_RBP_DISP32, /* reg or displacement-only (= RIP-relative on amd64) */
    961 	RM_110,
    962 	RM_111
    963 };
    964 
    965 struct x86_regmodrm {
    966 	uint8_t mod:2;
    967 	uint8_t reg:3;
    968 	uint8_t rm:3;
    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 	uint8_t len;
   1003 	struct x86_legpref legpref;
   1004 	struct x86_rexpref rexpref;
   1005 	struct x86_regmodrm regmodrm;
   1006 	uint8_t operand_size;
   1007 	uint8_t address_size;
   1008 	uint64_t zeroextend_mask;
   1009 
   1010 	const struct x86_opcode *opcode;
   1011 	const struct x86_emul *emul;
   1012 
   1013 	struct x86_store src;
   1014 	struct x86_store dst;
   1015 	struct x86_store *strm;
   1016 };
   1017 
   1018 struct x86_decode_fsm {
   1019 	/* vcpu */
   1020 	bool is64bit;
   1021 	bool is32bit;
   1022 	bool is16bit;
   1023 
   1024 	/* fsm */
   1025 	int (*fn)(struct x86_decode_fsm *, struct x86_instr *);
   1026 	uint8_t *buf;
   1027 	uint8_t *end;
   1028 };
   1029 
   1030 struct x86_opcode {
   1031 	bool valid:1;
   1032 	bool regmodrm:1;
   1033 	bool regtorm:1;
   1034 	bool dmo:1;
   1035 	bool todmo:1;
   1036 	bool movs:1;
   1037 	bool stos:1;
   1038 	bool lods:1;
   1039 	bool szoverride:1;
   1040 	bool group1:1;
   1041 	bool group3:1;
   1042 	bool group11:1;
   1043 	bool immediate:1;
   1044 	uint8_t defsize;
   1045 	uint8_t flags;
   1046 	const struct x86_emul *emul;
   1047 };
   1048 
   1049 struct x86_group_entry {
   1050 	const struct x86_emul *emul;
   1051 };
   1052 
   1053 #define OPSIZE_BYTE 0x01
   1054 #define OPSIZE_WORD 0x02 /* 2 bytes */
   1055 #define OPSIZE_DOUB 0x04 /* 4 bytes */
   1056 #define OPSIZE_QUAD 0x08 /* 8 bytes */
   1057 
   1058 #define FLAG_imm8	0x01
   1059 #define FLAG_immz	0x02
   1060 #define FLAG_ze		0x04
   1061 
   1062 static const struct x86_group_entry group1[8] __cacheline_aligned = {
   1063 	[1] = { .emul = &x86_emul_or },
   1064 	[4] = { .emul = &x86_emul_and },
   1065 	[6] = { .emul = &x86_emul_xor },
   1066 	[7] = { .emul = &x86_emul_cmp }
   1067 };
   1068 
   1069 static const struct x86_group_entry group3[8] __cacheline_aligned = {
   1070 	[0] = { .emul = &x86_emul_test },
   1071 	[1] = { .emul = &x86_emul_test }
   1072 };
   1073 
   1074 static const struct x86_group_entry group11[8] __cacheline_aligned = {
   1075 	[0] = { .emul = &x86_emul_mov }
   1076 };
   1077 
   1078 static const struct x86_opcode primary_opcode_table[256] __cacheline_aligned = {
   1079 	/*
   1080 	 * Group1
   1081 	 */
   1082 	[0x80] = {
   1083 		/* Eb, Ib */
   1084 		.valid = true,
   1085 		.regmodrm = true,
   1086 		.regtorm = true,
   1087 		.szoverride = false,
   1088 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1089 		.group1 = true,
   1090 		.immediate = true,
   1091 		.emul = NULL /* group1 */
   1092 	},
   1093 	[0x81] = {
   1094 		/* Ev, Iz */
   1095 		.valid = true,
   1096 		.regmodrm = true,
   1097 		.regtorm = true,
   1098 		.szoverride = true,
   1099 		.defsize = -1,
   1100 		.group1 = true,
   1101 		.immediate = true,
   1102 		.flags = FLAG_immz,
   1103 		.emul = NULL /* group1 */
   1104 	},
   1105 	[0x83] = {
   1106 		/* Ev, Ib */
   1107 		.valid = true,
   1108 		.regmodrm = true,
   1109 		.regtorm = true,
   1110 		.szoverride = true,
   1111 		.defsize = -1,
   1112 		.group1 = true,
   1113 		.immediate = true,
   1114 		.flags = FLAG_imm8,
   1115 		.emul = NULL /* group1 */
   1116 	},
   1117 
   1118 	/*
   1119 	 * Group3
   1120 	 */
   1121 	[0xF6] = {
   1122 		/* Eb, Ib */
   1123 		.valid = true,
   1124 		.regmodrm = true,
   1125 		.regtorm = true,
   1126 		.szoverride = false,
   1127 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1128 		.group3 = true,
   1129 		.immediate = true,
   1130 		.emul = NULL /* group3 */
   1131 	},
   1132 	[0xF7] = {
   1133 		/* Ev, Iz */
   1134 		.valid = true,
   1135 		.regmodrm = true,
   1136 		.regtorm = true,
   1137 		.szoverride = true,
   1138 		.defsize = -1,
   1139 		.group3 = true,
   1140 		.immediate = true,
   1141 		.flags = FLAG_immz,
   1142 		.emul = NULL /* group3 */
   1143 	},
   1144 
   1145 	/*
   1146 	 * Group11
   1147 	 */
   1148 	[0xC6] = {
   1149 		/* Eb, Ib */
   1150 		.valid = true,
   1151 		.regmodrm = true,
   1152 		.regtorm = true,
   1153 		.szoverride = false,
   1154 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1155 		.group11 = true,
   1156 		.immediate = true,
   1157 		.emul = NULL /* group11 */
   1158 	},
   1159 	[0xC7] = {
   1160 		/* Ev, Iz */
   1161 		.valid = true,
   1162 		.regmodrm = true,
   1163 		.regtorm = true,
   1164 		.szoverride = true,
   1165 		.defsize = -1,
   1166 		.group11 = true,
   1167 		.immediate = true,
   1168 		.flags = FLAG_immz,
   1169 		.emul = NULL /* group11 */
   1170 	},
   1171 
   1172 	/*
   1173 	 * OR
   1174 	 */
   1175 	[0x08] = {
   1176 		/* Eb, Gb */
   1177 		.valid = true,
   1178 		.regmodrm = true,
   1179 		.regtorm = true,
   1180 		.szoverride = false,
   1181 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1182 		.emul = &x86_emul_or
   1183 	},
   1184 	[0x09] = {
   1185 		/* Ev, Gv */
   1186 		.valid = true,
   1187 		.regmodrm = true,
   1188 		.regtorm = true,
   1189 		.szoverride = true,
   1190 		.defsize = -1,
   1191 		.emul = &x86_emul_or
   1192 	},
   1193 	[0x0A] = {
   1194 		/* Gb, Eb */
   1195 		.valid = true,
   1196 		.regmodrm = true,
   1197 		.regtorm = false,
   1198 		.szoverride = false,
   1199 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1200 		.emul = &x86_emul_or
   1201 	},
   1202 	[0x0B] = {
   1203 		/* Gv, Ev */
   1204 		.valid = true,
   1205 		.regmodrm = true,
   1206 		.regtorm = false,
   1207 		.szoverride = true,
   1208 		.defsize = -1,
   1209 		.emul = &x86_emul_or
   1210 	},
   1211 
   1212 	/*
   1213 	 * AND
   1214 	 */
   1215 	[0x20] = {
   1216 		/* Eb, Gb */
   1217 		.valid = true,
   1218 		.regmodrm = true,
   1219 		.regtorm = true,
   1220 		.szoverride = false,
   1221 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1222 		.emul = &x86_emul_and
   1223 	},
   1224 	[0x21] = {
   1225 		/* Ev, Gv */
   1226 		.valid = true,
   1227 		.regmodrm = true,
   1228 		.regtorm = true,
   1229 		.szoverride = true,
   1230 		.defsize = -1,
   1231 		.emul = &x86_emul_and
   1232 	},
   1233 	[0x22] = {
   1234 		/* Gb, Eb */
   1235 		.valid = true,
   1236 		.regmodrm = true,
   1237 		.regtorm = false,
   1238 		.szoverride = false,
   1239 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1240 		.emul = &x86_emul_and
   1241 	},
   1242 	[0x23] = {
   1243 		/* Gv, Ev */
   1244 		.valid = true,
   1245 		.regmodrm = true,
   1246 		.regtorm = false,
   1247 		.szoverride = true,
   1248 		.defsize = -1,
   1249 		.emul = &x86_emul_and
   1250 	},
   1251 
   1252 	/*
   1253 	 * SUB
   1254 	 */
   1255 	[0x28] = {
   1256 		/* Eb, Gb */
   1257 		.valid = true,
   1258 		.regmodrm = true,
   1259 		.regtorm = true,
   1260 		.szoverride = false,
   1261 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1262 		.emul = &x86_emul_sub
   1263 	},
   1264 	[0x29] = {
   1265 		/* Ev, Gv */
   1266 		.valid = true,
   1267 		.regmodrm = true,
   1268 		.regtorm = true,
   1269 		.szoverride = true,
   1270 		.defsize = -1,
   1271 		.emul = &x86_emul_sub
   1272 	},
   1273 	[0x2A] = {
   1274 		/* Gb, Eb */
   1275 		.valid = true,
   1276 		.regmodrm = true,
   1277 		.regtorm = false,
   1278 		.szoverride = false,
   1279 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1280 		.emul = &x86_emul_sub
   1281 	},
   1282 	[0x2B] = {
   1283 		/* Gv, Ev */
   1284 		.valid = true,
   1285 		.regmodrm = true,
   1286 		.regtorm = false,
   1287 		.szoverride = true,
   1288 		.defsize = -1,
   1289 		.emul = &x86_emul_sub
   1290 	},
   1291 
   1292 	/*
   1293 	 * XOR
   1294 	 */
   1295 	[0x30] = {
   1296 		/* Eb, Gb */
   1297 		.valid = true,
   1298 		.regmodrm = true,
   1299 		.regtorm = true,
   1300 		.szoverride = false,
   1301 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1302 		.emul = &x86_emul_xor
   1303 	},
   1304 	[0x31] = {
   1305 		/* Ev, Gv */
   1306 		.valid = true,
   1307 		.regmodrm = true,
   1308 		.regtorm = true,
   1309 		.szoverride = true,
   1310 		.defsize = -1,
   1311 		.emul = &x86_emul_xor
   1312 	},
   1313 	[0x32] = {
   1314 		/* Gb, Eb */
   1315 		.valid = true,
   1316 		.regmodrm = true,
   1317 		.regtorm = false,
   1318 		.szoverride = false,
   1319 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1320 		.emul = &x86_emul_xor
   1321 	},
   1322 	[0x33] = {
   1323 		/* Gv, Ev */
   1324 		.valid = true,
   1325 		.regmodrm = true,
   1326 		.regtorm = false,
   1327 		.szoverride = true,
   1328 		.defsize = -1,
   1329 		.emul = &x86_emul_xor
   1330 	},
   1331 
   1332 	/*
   1333 	 * MOV
   1334 	 */
   1335 	[0x88] = {
   1336 		/* Eb, Gb */
   1337 		.valid = true,
   1338 		.regmodrm = true,
   1339 		.regtorm = true,
   1340 		.szoverride = false,
   1341 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1342 		.emul = &x86_emul_mov
   1343 	},
   1344 	[0x89] = {
   1345 		/* Ev, Gv */
   1346 		.valid = true,
   1347 		.regmodrm = true,
   1348 		.regtorm = true,
   1349 		.szoverride = true,
   1350 		.defsize = -1,
   1351 		.emul = &x86_emul_mov
   1352 	},
   1353 	[0x8A] = {
   1354 		/* Gb, Eb */
   1355 		.valid = true,
   1356 		.regmodrm = true,
   1357 		.regtorm = false,
   1358 		.szoverride = false,
   1359 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1360 		.emul = &x86_emul_mov
   1361 	},
   1362 	[0x8B] = {
   1363 		/* Gv, Ev */
   1364 		.valid = true,
   1365 		.regmodrm = true,
   1366 		.regtorm = false,
   1367 		.szoverride = true,
   1368 		.defsize = -1,
   1369 		.emul = &x86_emul_mov
   1370 	},
   1371 	[0xA0] = {
   1372 		/* AL, Ob */
   1373 		.valid = true,
   1374 		.dmo = true,
   1375 		.todmo = false,
   1376 		.szoverride = false,
   1377 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1378 		.emul = &x86_emul_mov
   1379 	},
   1380 	[0xA1] = {
   1381 		/* rAX, Ov */
   1382 		.valid = true,
   1383 		.dmo = true,
   1384 		.todmo = false,
   1385 		.szoverride = true,
   1386 		.defsize = -1,
   1387 		.emul = &x86_emul_mov
   1388 	},
   1389 	[0xA2] = {
   1390 		/* Ob, AL */
   1391 		.valid = true,
   1392 		.dmo = true,
   1393 		.todmo = true,
   1394 		.szoverride = false,
   1395 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1396 		.emul = &x86_emul_mov
   1397 	},
   1398 	[0xA3] = {
   1399 		/* Ov, rAX */
   1400 		.valid = true,
   1401 		.dmo = true,
   1402 		.todmo = true,
   1403 		.szoverride = true,
   1404 		.defsize = -1,
   1405 		.emul = &x86_emul_mov
   1406 	},
   1407 
   1408 	/*
   1409 	 * MOVS
   1410 	 */
   1411 	[0xA4] = {
   1412 		/* Yb, Xb */
   1413 		.valid = true,
   1414 		.movs = true,
   1415 		.szoverride = false,
   1416 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1417 		.emul = &x86_emul_movs
   1418 	},
   1419 	[0xA5] = {
   1420 		/* Yv, Xv */
   1421 		.valid = true,
   1422 		.movs = true,
   1423 		.szoverride = true,
   1424 		.defsize = -1,
   1425 		.emul = &x86_emul_movs
   1426 	},
   1427 
   1428 	/*
   1429 	 * STOS
   1430 	 */
   1431 	[0xAA] = {
   1432 		/* Yb, AL */
   1433 		.valid = true,
   1434 		.stos = true,
   1435 		.szoverride = false,
   1436 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1437 		.emul = &x86_emul_stos
   1438 	},
   1439 	[0xAB] = {
   1440 		/* Yv, rAX */
   1441 		.valid = true,
   1442 		.stos = true,
   1443 		.szoverride = true,
   1444 		.defsize = -1,
   1445 		.emul = &x86_emul_stos
   1446 	},
   1447 
   1448 	/*
   1449 	 * LODS
   1450 	 */
   1451 	[0xAC] = {
   1452 		/* AL, Xb */
   1453 		.valid = true,
   1454 		.lods = true,
   1455 		.szoverride = false,
   1456 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1457 		.emul = &x86_emul_lods
   1458 	},
   1459 	[0xAD] = {
   1460 		/* rAX, Xv */
   1461 		.valid = true,
   1462 		.lods = true,
   1463 		.szoverride = true,
   1464 		.defsize = -1,
   1465 		.emul = &x86_emul_lods
   1466 	},
   1467 };
   1468 
   1469 static const struct x86_opcode secondary_opcode_table[256] __cacheline_aligned = {
   1470 	/*
   1471 	 * MOVZX
   1472 	 */
   1473 	[0xB6] = {
   1474 		/* Gv, Eb */
   1475 		.valid = true,
   1476 		.regmodrm = true,
   1477 		.regtorm = false,
   1478 		.szoverride = true,
   1479 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1480 		.flags = FLAG_ze,
   1481 		.emul = &x86_emul_mov
   1482 	},
   1483 	[0xB7] = {
   1484 		/* Gv, Ew */
   1485 		.valid = true,
   1486 		.regmodrm = true,
   1487 		.regtorm = false,
   1488 		.szoverride = true,
   1489 		.defsize = OPSIZE_WORD,
   1490 		.flags = FLAG_ze,
   1491 		.emul = &x86_emul_mov
   1492 	},
   1493 };
   1494 
   1495 static const struct x86_reg gpr_map__rip = { NVMM_X64_GPR_RIP, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF };
   1496 
   1497 /* [REX-present][enc][opsize] */
   1498 static const struct x86_reg gpr_map__special[2][4][8] __cacheline_aligned = {
   1499 	[false] = {
   1500 		/* No REX prefix. */
   1501 		[0b00] = {
   1502 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x000000000000FF00 }, /* AH */
   1503 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x000000000000FFFF }, /* SP */
   1504 			[2] = { -1, 0 },
   1505 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESP */
   1506 			[4] = { -1, 0 },
   1507 			[5] = { -1, 0 },
   1508 			[6] = { -1, 0 },
   1509 			[7] = { -1, 0 },
   1510 		},
   1511 		[0b01] = {
   1512 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x000000000000FF00 }, /* CH */
   1513 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x000000000000FFFF }, /* BP */
   1514 			[2] = { -1, 0 },
   1515 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x00000000FFFFFFFF },	/* EBP */
   1516 			[4] = { -1, 0 },
   1517 			[5] = { -1, 0 },
   1518 			[6] = { -1, 0 },
   1519 			[7] = { -1, 0 },
   1520 		},
   1521 		[0b10] = {
   1522 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x000000000000FF00 }, /* DH */
   1523 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x000000000000FFFF }, /* SI */
   1524 			[2] = { -1, 0 },
   1525 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESI */
   1526 			[4] = { -1, 0 },
   1527 			[5] = { -1, 0 },
   1528 			[6] = { -1, 0 },
   1529 			[7] = { -1, 0 },
   1530 		},
   1531 		[0b11] = {
   1532 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x000000000000FF00 }, /* BH */
   1533 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x000000000000FFFF }, /* DI */
   1534 			[2] = { -1, 0 },
   1535 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EDI */
   1536 			[4] = { -1, 0 },
   1537 			[5] = { -1, 0 },
   1538 			[6] = { -1, 0 },
   1539 			[7] = { -1, 0 },
   1540 		}
   1541 	},
   1542 	[true] = {
   1543 		/* Has REX prefix. */
   1544 		[0b00] = {
   1545 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x00000000000000FF }, /* SPL */
   1546 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x000000000000FFFF }, /* SP */
   1547 			[2] = { -1, 0 },
   1548 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESP */
   1549 			[4] = { -1, 0 },
   1550 			[5] = { -1, 0 },
   1551 			[6] = { -1, 0 },
   1552 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RSP */
   1553 		},
   1554 		[0b01] = {
   1555 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x00000000000000FF }, /* BPL */
   1556 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x000000000000FFFF }, /* BP */
   1557 			[2] = { -1, 0 },
   1558 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EBP */
   1559 			[4] = { -1, 0 },
   1560 			[5] = { -1, 0 },
   1561 			[6] = { -1, 0 },
   1562 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RBP */
   1563 		},
   1564 		[0b10] = {
   1565 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x00000000000000FF }, /* SIL */
   1566 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x000000000000FFFF }, /* SI */
   1567 			[2] = { -1, 0 },
   1568 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESI */
   1569 			[4] = { -1, 0 },
   1570 			[5] = { -1, 0 },
   1571 			[6] = { -1, 0 },
   1572 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RSI */
   1573 		},
   1574 		[0b11] = {
   1575 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x00000000000000FF }, /* DIL */
   1576 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x000000000000FFFF }, /* DI */
   1577 			[2] = { -1, 0 },
   1578 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EDI */
   1579 			[4] = { -1, 0 },
   1580 			[5] = { -1, 0 },
   1581 			[6] = { -1, 0 },
   1582 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RDI */
   1583 		}
   1584 	}
   1585 };
   1586 
   1587 /* [depends][enc][size] */
   1588 static const struct x86_reg gpr_map[2][8][8] __cacheline_aligned = {
   1589 	[false] = {
   1590 		/* Not extended. */
   1591 		[0b000] = {
   1592 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x00000000000000FF }, /* AL */
   1593 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x000000000000FFFF }, /* AX */
   1594 			[2] = { -1, 0 },
   1595 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EAX */
   1596 			[4] = { -1, 0 },
   1597 			[5] = { -1, 0 },
   1598 			[6] = { -1, 0 },
   1599 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RAX */
   1600 		},
   1601 		[0b001] = {
   1602 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x00000000000000FF }, /* CL */
   1603 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x000000000000FFFF }, /* CX */
   1604 			[2] = { -1, 0 },
   1605 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ECX */
   1606 			[4] = { -1, 0 },
   1607 			[5] = { -1, 0 },
   1608 			[6] = { -1, 0 },
   1609 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RCX */
   1610 		},
   1611 		[0b010] = {
   1612 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x00000000000000FF }, /* DL */
   1613 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x000000000000FFFF }, /* DX */
   1614 			[2] = { -1, 0 },
   1615 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EDX */
   1616 			[4] = { -1, 0 },
   1617 			[5] = { -1, 0 },
   1618 			[6] = { -1, 0 },
   1619 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RDX */
   1620 		},
   1621 		[0b011] = {
   1622 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x00000000000000FF }, /* BL */
   1623 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x000000000000FFFF }, /* BX */
   1624 			[2] = { -1, 0 },
   1625 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EBX */
   1626 			[4] = { -1, 0 },
   1627 			[5] = { -1, 0 },
   1628 			[6] = { -1, 0 },
   1629 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RBX */
   1630 		},
   1631 		[0b100] = {
   1632 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1633 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1634 			[2] = { -1, 0 },
   1635 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1636 			[4] = { -1, 0 },
   1637 			[5] = { -1, 0 },
   1638 			[6] = { -1, 0 },
   1639 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1640 		},
   1641 		[0b101] = {
   1642 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1643 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1644 			[2] = { -1, 0 },
   1645 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1646 			[4] = { -1, 0 },
   1647 			[5] = { -1, 0 },
   1648 			[6] = { -1, 0 },
   1649 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1650 		},
   1651 		[0b110] = {
   1652 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1653 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1654 			[2] = { -1, 0 },
   1655 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1656 			[4] = { -1, 0 },
   1657 			[5] = { -1, 0 },
   1658 			[6] = { -1, 0 },
   1659 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1660 		},
   1661 		[0b111] = {
   1662 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1663 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1664 			[2] = { -1, 0 },
   1665 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1666 			[4] = { -1, 0 },
   1667 			[5] = { -1, 0 },
   1668 			[6] = { -1, 0 },
   1669 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1670 		},
   1671 	},
   1672 	[true] = {
   1673 		/* Extended. */
   1674 		[0b000] = {
   1675 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0x00000000000000FF }, /* R8B */
   1676 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0x000000000000FFFF }, /* R8W */
   1677 			[2] = { -1, 0 },
   1678 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R8D */
   1679 			[4] = { -1, 0 },
   1680 			[5] = { -1, 0 },
   1681 			[6] = { -1, 0 },
   1682 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R8 */
   1683 		},
   1684 		[0b001] = {
   1685 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0x00000000000000FF }, /* R9B */
   1686 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0x000000000000FFFF }, /* R9W */
   1687 			[2] = { -1, 0 },
   1688 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R9D */
   1689 			[4] = { -1, 0 },
   1690 			[5] = { -1, 0 },
   1691 			[6] = { -1, 0 },
   1692 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R9 */
   1693 		},
   1694 		[0b010] = {
   1695 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0x00000000000000FF }, /* R10B */
   1696 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0x000000000000FFFF }, /* R10W */
   1697 			[2] = { -1, 0 },
   1698 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R10D */
   1699 			[4] = { -1, 0 },
   1700 			[5] = { -1, 0 },
   1701 			[6] = { -1, 0 },
   1702 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R10 */
   1703 		},
   1704 		[0b011] = {
   1705 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0x00000000000000FF }, /* R11B */
   1706 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0x000000000000FFFF }, /* R11W */
   1707 			[2] = { -1, 0 },
   1708 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R11D */
   1709 			[4] = { -1, 0 },
   1710 			[5] = { -1, 0 },
   1711 			[6] = { -1, 0 },
   1712 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R11 */
   1713 		},
   1714 		[0b100] = {
   1715 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0x00000000000000FF }, /* R12B */
   1716 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0x000000000000FFFF }, /* R12W */
   1717 			[2] = { -1, 0 },
   1718 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R12D */
   1719 			[4] = { -1, 0 },
   1720 			[5] = { -1, 0 },
   1721 			[6] = { -1, 0 },
   1722 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R12 */
   1723 		},
   1724 		[0b101] = {
   1725 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0x00000000000000FF }, /* R13B */
   1726 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0x000000000000FFFF }, /* R13W */
   1727 			[2] = { -1, 0 },
   1728 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R13D */
   1729 			[4] = { -1, 0 },
   1730 			[5] = { -1, 0 },
   1731 			[6] = { -1, 0 },
   1732 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R13 */
   1733 		},
   1734 		[0b110] = {
   1735 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0x00000000000000FF }, /* R14B */
   1736 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0x000000000000FFFF }, /* R14W */
   1737 			[2] = { -1, 0 },
   1738 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R14D */
   1739 			[4] = { -1, 0 },
   1740 			[5] = { -1, 0 },
   1741 			[6] = { -1, 0 },
   1742 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R14 */
   1743 		},
   1744 		[0b111] = {
   1745 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0x00000000000000FF }, /* R15B */
   1746 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0x000000000000FFFF }, /* R15W */
   1747 			[2] = { -1, 0 },
   1748 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R15D */
   1749 			[4] = { -1, 0 },
   1750 			[5] = { -1, 0 },
   1751 			[6] = { -1, 0 },
   1752 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R15 */
   1753 		},
   1754 	}
   1755 };
   1756 
   1757 static int
   1758 node_overflow(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1759 {
   1760 	fsm->fn = NULL;
   1761 	return -1;
   1762 }
   1763 
   1764 static int
   1765 fsm_read(struct x86_decode_fsm *fsm, uint8_t *bytes, size_t n)
   1766 {
   1767 	if (fsm->buf + n > fsm->end) {
   1768 		return -1;
   1769 	}
   1770 	memcpy(bytes, fsm->buf, n);
   1771 	return 0;
   1772 }
   1773 
   1774 static inline void
   1775 fsm_advance(struct x86_decode_fsm *fsm, size_t n,
   1776     int (*fn)(struct x86_decode_fsm *, struct x86_instr *))
   1777 {
   1778 	fsm->buf += n;
   1779 	if (fsm->buf > fsm->end) {
   1780 		fsm->fn = node_overflow;
   1781 	} else {
   1782 		fsm->fn = fn;
   1783 	}
   1784 }
   1785 
   1786 static const struct x86_reg *
   1787 resolve_special_register(struct x86_instr *instr, uint8_t enc, size_t regsize)
   1788 {
   1789 	enc &= 0b11;
   1790 	if (regsize == 8) {
   1791 		/* May be 64bit without REX */
   1792 		return &gpr_map__special[1][enc][regsize-1];
   1793 	}
   1794 	return &gpr_map__special[instr->rexpref.present][enc][regsize-1];
   1795 }
   1796 
   1797 /*
   1798  * Special node, for MOVS. Fake two displacements of zero on the source and
   1799  * destination registers.
   1800  */
   1801 static int
   1802 node_movs(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1803 {
   1804 	size_t adrsize;
   1805 
   1806 	adrsize = instr->address_size;
   1807 
   1808 	/* DS:RSI */
   1809 	instr->src.type = STORE_REG;
   1810 	instr->src.u.reg = &gpr_map__special[1][2][adrsize-1];
   1811 	instr->src.disp.type = DISP_0;
   1812 
   1813 	/* ES:RDI, force ES */
   1814 	instr->dst.type = STORE_REG;
   1815 	instr->dst.u.reg = &gpr_map__special[1][3][adrsize-1];
   1816 	instr->dst.disp.type = DISP_0;
   1817 	instr->dst.hardseg = NVMM_X64_SEG_ES;
   1818 
   1819 	fsm_advance(fsm, 0, NULL);
   1820 
   1821 	return 0;
   1822 }
   1823 
   1824 /*
   1825  * Special node, for STOS and LODS. Fake a displacement of zero on the
   1826  * destination register.
   1827  */
   1828 static int
   1829 node_stlo(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1830 {
   1831 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1832 	struct x86_store *stlo, *streg;
   1833 	size_t adrsize, regsize;
   1834 
   1835 	adrsize = instr->address_size;
   1836 	regsize = instr->operand_size;
   1837 
   1838 	if (opcode->stos) {
   1839 		streg = &instr->src;
   1840 		stlo = &instr->dst;
   1841 	} else {
   1842 		streg = &instr->dst;
   1843 		stlo = &instr->src;
   1844 	}
   1845 
   1846 	streg->type = STORE_REG;
   1847 	streg->u.reg = &gpr_map[0][0][regsize-1]; /* ?AX */
   1848 
   1849 	stlo->type = STORE_REG;
   1850 	if (opcode->stos) {
   1851 		/* ES:RDI, force ES */
   1852 		stlo->u.reg = &gpr_map__special[1][3][adrsize-1];
   1853 		stlo->hardseg = NVMM_X64_SEG_ES;
   1854 	} else {
   1855 		/* DS:RSI */
   1856 		stlo->u.reg = &gpr_map__special[1][2][adrsize-1];
   1857 	}
   1858 	stlo->disp.type = DISP_0;
   1859 
   1860 	fsm_advance(fsm, 0, NULL);
   1861 
   1862 	return 0;
   1863 }
   1864 
   1865 static int
   1866 node_dmo(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1867 {
   1868 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1869 	struct x86_store *stdmo, *streg;
   1870 	size_t adrsize, regsize;
   1871 
   1872 	adrsize = instr->address_size;
   1873 	regsize = instr->operand_size;
   1874 
   1875 	if (opcode->todmo) {
   1876 		streg = &instr->src;
   1877 		stdmo = &instr->dst;
   1878 	} else {
   1879 		streg = &instr->dst;
   1880 		stdmo = &instr->src;
   1881 	}
   1882 
   1883 	streg->type = STORE_REG;
   1884 	streg->u.reg = &gpr_map[0][0][regsize-1]; /* ?AX */
   1885 
   1886 	stdmo->type = STORE_DMO;
   1887 	if (fsm_read(fsm, (uint8_t *)&stdmo->u.dmo, adrsize) == -1) {
   1888 		return -1;
   1889 	}
   1890 	fsm_advance(fsm, adrsize, NULL);
   1891 
   1892 	return 0;
   1893 }
   1894 
   1895 static inline uint64_t
   1896 sign_extend(uint64_t val, int size)
   1897 {
   1898 	if (size == 1) {
   1899 		if (val & __BIT(7))
   1900 			val |= 0xFFFFFFFFFFFFFF00;
   1901 	} else if (size == 2) {
   1902 		if (val & __BIT(15))
   1903 			val |= 0xFFFFFFFFFFFF0000;
   1904 	} else if (size == 4) {
   1905 		if (val & __BIT(31))
   1906 			val |= 0xFFFFFFFF00000000;
   1907 	}
   1908 	return val;
   1909 }
   1910 
   1911 static int
   1912 node_immediate(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1913 {
   1914 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1915 	struct x86_store *store;
   1916 	uint8_t immsize;
   1917 	size_t sesize = 0;
   1918 
   1919 	/* The immediate is the source */
   1920 	store = &instr->src;
   1921 	immsize = instr->operand_size;
   1922 
   1923 	if (opcode->flags & FLAG_imm8) {
   1924 		sesize = immsize;
   1925 		immsize = 1;
   1926 	} else if ((opcode->flags & FLAG_immz) && (immsize == 8)) {
   1927 		sesize = immsize;
   1928 		immsize = 4;
   1929 	}
   1930 
   1931 	store->type = STORE_IMM;
   1932 	if (fsm_read(fsm, (uint8_t *)&store->u.imm.data, immsize) == -1) {
   1933 		return -1;
   1934 	}
   1935 	fsm_advance(fsm, immsize, NULL);
   1936 
   1937 	if (sesize != 0) {
   1938 		store->u.imm.data = sign_extend(store->u.imm.data, sesize);
   1939 	}
   1940 
   1941 	return 0;
   1942 }
   1943 
   1944 static int
   1945 node_disp(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1946 {
   1947 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1948 	uint64_t data = 0;
   1949 	size_t n;
   1950 
   1951 	if (instr->strm->disp.type == DISP_1) {
   1952 		n = 1;
   1953 	} else { /* DISP4 */
   1954 		n = 4;
   1955 	}
   1956 
   1957 	if (fsm_read(fsm, (uint8_t *)&data, n) == -1) {
   1958 		return -1;
   1959 	}
   1960 
   1961 	if (__predict_true(fsm->is64bit)) {
   1962 		data = sign_extend(data, n);
   1963 	}
   1964 
   1965 	instr->strm->disp.data = data;
   1966 
   1967 	if (opcode->immediate) {
   1968 		fsm_advance(fsm, n, node_immediate);
   1969 	} else {
   1970 		fsm_advance(fsm, n, NULL);
   1971 	}
   1972 
   1973 	return 0;
   1974 }
   1975 
   1976 static const struct x86_reg *
   1977 get_register_idx(struct x86_instr *instr, uint8_t index)
   1978 {
   1979 	uint8_t enc = index;
   1980 	const struct x86_reg *reg;
   1981 	size_t regsize;
   1982 
   1983 	regsize = instr->address_size;
   1984 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.x][enc][regsize-1];
   1985 
   1986 	if (reg->num == -1) {
   1987 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   1988 	}
   1989 
   1990 	return reg;
   1991 }
   1992 
   1993 static const struct x86_reg *
   1994 get_register_bas(struct x86_instr *instr, uint8_t base)
   1995 {
   1996 	uint8_t enc = base;
   1997 	const struct x86_reg *reg;
   1998 	size_t regsize;
   1999 
   2000 	regsize = instr->address_size;
   2001 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.b][enc][regsize-1];
   2002 	if (reg->num == -1) {
   2003 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   2004 	}
   2005 
   2006 	return reg;
   2007 }
   2008 
   2009 static int
   2010 node_sib(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2011 {
   2012 	const struct x86_opcode *opcode;
   2013 	uint8_t scale, index, base;
   2014 	bool noindex, nobase;
   2015 	uint8_t byte;
   2016 
   2017 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2018 		return -1;
   2019 	}
   2020 
   2021 	scale = ((byte & 0b11000000) >> 6);
   2022 	index = ((byte & 0b00111000) >> 3);
   2023 	base  = ((byte & 0b00000111) >> 0);
   2024 
   2025 	opcode = instr->opcode;
   2026 
   2027 	noindex = false;
   2028 	nobase = false;
   2029 
   2030 	if (index == 0b100 && !instr->rexpref.x) {
   2031 		/* Special case: the index is null */
   2032 		noindex = true;
   2033 	}
   2034 
   2035 	if (instr->regmodrm.mod == 0b00 && base == 0b101) {
   2036 		/* Special case: the base is null + disp32 */
   2037 		instr->strm->disp.type = DISP_4;
   2038 		nobase = true;
   2039 	}
   2040 
   2041 	instr->strm->type = STORE_SIB;
   2042 	instr->strm->u.sib.scale = (1 << scale);
   2043 	if (!noindex)
   2044 		instr->strm->u.sib.idx = get_register_idx(instr, index);
   2045 	if (!nobase)
   2046 		instr->strm->u.sib.bas = get_register_bas(instr, base);
   2047 
   2048 	/* May have a displacement, or an immediate */
   2049 	if (instr->strm->disp.type == DISP_1 || instr->strm->disp.type == DISP_4) {
   2050 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   2051 	} else if (opcode->immediate) {
   2052 		fsm_advance(fsm, 1, node_immediate);
   2053 	} else {
   2054 		fsm_advance(fsm, 1, NULL);
   2055 	}
   2056 
   2057 	return 0;
   2058 }
   2059 
   2060 static const struct x86_reg *
   2061 get_register_reg(struct x86_instr *instr, const struct x86_opcode *opcode)
   2062 {
   2063 	uint8_t enc = instr->regmodrm.reg;
   2064 	const struct x86_reg *reg;
   2065 	size_t regsize;
   2066 
   2067 	regsize = instr->operand_size;
   2068 
   2069 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.r][enc][regsize-1];
   2070 	if (reg->num == -1) {
   2071 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   2072 	}
   2073 
   2074 	return reg;
   2075 }
   2076 
   2077 static const struct x86_reg *
   2078 get_register_rm(struct x86_instr *instr, const struct x86_opcode *opcode)
   2079 {
   2080 	uint8_t enc = instr->regmodrm.rm;
   2081 	const struct x86_reg *reg;
   2082 	size_t regsize;
   2083 
   2084 	if (instr->strm->disp.type == DISP_NONE) {
   2085 		regsize = instr->operand_size;
   2086 	} else {
   2087 		/* Indirect access, the size is that of the address. */
   2088 		regsize = instr->address_size;
   2089 	}
   2090 
   2091 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.b][enc][regsize-1];
   2092 	if (reg->num == -1) {
   2093 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   2094 	}
   2095 
   2096 	return reg;
   2097 }
   2098 
   2099 static inline bool
   2100 has_sib(struct x86_instr *instr)
   2101 {
   2102 	return (instr->regmodrm.mod != 3 && instr->regmodrm.rm == 4);
   2103 }
   2104 
   2105 static inline bool
   2106 is_rip_relative(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2107 {
   2108 	return (fsm->is64bit && instr->strm->disp.type == DISP_0 &&
   2109 	    instr->regmodrm.rm == RM_RBP_DISP32);
   2110 }
   2111 
   2112 static inline bool
   2113 is_disp32_only(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2114 {
   2115 	return (!fsm->is64bit && instr->strm->disp.type == DISP_0 &&
   2116 	    instr->regmodrm.rm == RM_RBP_DISP32);
   2117 }
   2118 
   2119 static enum x86_disp_type
   2120 get_disp_type(struct x86_instr *instr)
   2121 {
   2122 	switch (instr->regmodrm.mod) {
   2123 	case MOD_DIS0:	/* indirect */
   2124 		return DISP_0;
   2125 	case MOD_DIS1:	/* indirect+1 */
   2126 		return DISP_1;
   2127 	case MOD_DIS4:	/* indirect+4 */
   2128 		return DISP_4;
   2129 	case MOD_REG:	/* direct */
   2130 	default:	/* gcc */
   2131 		return DISP_NONE;
   2132 	}
   2133 }
   2134 
   2135 static int
   2136 node_regmodrm(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2137 {
   2138 	struct x86_store *strg, *strm;
   2139 	const struct x86_opcode *opcode;
   2140 	const struct x86_reg *reg;
   2141 	uint8_t byte;
   2142 
   2143 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2144 		return -1;
   2145 	}
   2146 
   2147 	opcode = instr->opcode;
   2148 
   2149 	instr->regmodrm.rm  = ((byte & 0b00000111) >> 0);
   2150 	instr->regmodrm.reg = ((byte & 0b00111000) >> 3);
   2151 	instr->regmodrm.mod = ((byte & 0b11000000) >> 6);
   2152 
   2153 	if (opcode->regtorm) {
   2154 		strg = &instr->src;
   2155 		strm = &instr->dst;
   2156 	} else { /* RM to REG */
   2157 		strm = &instr->src;
   2158 		strg = &instr->dst;
   2159 	}
   2160 
   2161 	/* Save for later use. */
   2162 	instr->strm = strm;
   2163 
   2164 	/*
   2165 	 * Special cases: Groups. The REG field of REGMODRM is the index in
   2166 	 * the group. op1 gets overwritten in the Immediate node, if any.
   2167 	 */
   2168 	if (opcode->group1) {
   2169 		if (group1[instr->regmodrm.reg].emul == NULL) {
   2170 			return -1;
   2171 		}
   2172 		instr->emul = group1[instr->regmodrm.reg].emul;
   2173 	} else if (opcode->group3) {
   2174 		if (group3[instr->regmodrm.reg].emul == NULL) {
   2175 			return -1;
   2176 		}
   2177 		instr->emul = group3[instr->regmodrm.reg].emul;
   2178 	} else if (opcode->group11) {
   2179 		if (group11[instr->regmodrm.reg].emul == NULL) {
   2180 			return -1;
   2181 		}
   2182 		instr->emul = group11[instr->regmodrm.reg].emul;
   2183 	}
   2184 
   2185 	if (!opcode->immediate) {
   2186 		reg = get_register_reg(instr, opcode);
   2187 		if (reg == NULL) {
   2188 			return -1;
   2189 		}
   2190 		strg->type = STORE_REG;
   2191 		strg->u.reg = reg;
   2192 	}
   2193 
   2194 	/* The displacement applies to RM. */
   2195 	strm->disp.type = get_disp_type(instr);
   2196 
   2197 	if (has_sib(instr)) {
   2198 		/* Overwrites RM */
   2199 		fsm_advance(fsm, 1, node_sib);
   2200 		return 0;
   2201 	}
   2202 
   2203 	if (is_rip_relative(fsm, instr)) {
   2204 		/* Overwrites RM */
   2205 		strm->type = STORE_REG;
   2206 		strm->u.reg = &gpr_map__rip;
   2207 		strm->disp.type = DISP_4;
   2208 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   2209 		return 0;
   2210 	}
   2211 
   2212 	if (is_disp32_only(fsm, instr)) {
   2213 		/* Overwrites RM */
   2214 		strm->type = STORE_REG;
   2215 		strm->u.reg = NULL;
   2216 		strm->disp.type = DISP_4;
   2217 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   2218 		return 0;
   2219 	}
   2220 
   2221 	reg = get_register_rm(instr, opcode);
   2222 	if (reg == NULL) {
   2223 		return -1;
   2224 	}
   2225 	strm->type = STORE_REG;
   2226 	strm->u.reg = reg;
   2227 
   2228 	if (strm->disp.type == DISP_NONE) {
   2229 		/* Direct register addressing mode */
   2230 		if (opcode->immediate) {
   2231 			fsm_advance(fsm, 1, node_immediate);
   2232 		} else {
   2233 			fsm_advance(fsm, 1, NULL);
   2234 		}
   2235 	} else if (strm->disp.type == DISP_0) {
   2236 		/* Indirect register addressing mode */
   2237 		if (opcode->immediate) {
   2238 			fsm_advance(fsm, 1, node_immediate);
   2239 		} else {
   2240 			fsm_advance(fsm, 1, NULL);
   2241 		}
   2242 	} else {
   2243 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   2244 	}
   2245 
   2246 	return 0;
   2247 }
   2248 
   2249 static size_t
   2250 get_operand_size(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2251 {
   2252 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   2253 	int opsize;
   2254 
   2255 	/* Get the opsize */
   2256 	if (!opcode->szoverride) {
   2257 		opsize = opcode->defsize;
   2258 	} else if (instr->rexpref.present && instr->rexpref.w) {
   2259 		opsize = 8;
   2260 	} else {
   2261 		if (!fsm->is16bit) {
   2262 			if (instr->legpref.opr_ovr) {
   2263 				opsize = 2;
   2264 			} else {
   2265 				opsize = 4;
   2266 			}
   2267 		} else { /* 16bit */
   2268 			if (instr->legpref.opr_ovr) {
   2269 				opsize = 4;
   2270 			} else {
   2271 				opsize = 2;
   2272 			}
   2273 		}
   2274 	}
   2275 
   2276 	return opsize;
   2277 }
   2278 
   2279 static size_t
   2280 get_address_size(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2281 {
   2282 	if (fsm->is64bit) {
   2283 		if (__predict_false(instr->legpref.adr_ovr)) {
   2284 			return 4;
   2285 		}
   2286 		return 8;
   2287 	}
   2288 
   2289 	if (fsm->is32bit) {
   2290 		if (__predict_false(instr->legpref.adr_ovr)) {
   2291 			return 2;
   2292 		}
   2293 		return 4;
   2294 	}
   2295 
   2296 	/* 16bit. */
   2297 	if (__predict_false(instr->legpref.adr_ovr)) {
   2298 		return 4;
   2299 	}
   2300 	return 2;
   2301 }
   2302 
   2303 static int
   2304 node_primary_opcode(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2305 {
   2306 	const struct x86_opcode *opcode;
   2307 	uint8_t byte;
   2308 
   2309 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2310 		return -1;
   2311 	}
   2312 
   2313 	opcode = &primary_opcode_table[byte];
   2314 	if (__predict_false(!opcode->valid)) {
   2315 		return -1;
   2316 	}
   2317 
   2318 	instr->opcode = opcode;
   2319 	instr->emul = opcode->emul;
   2320 	instr->operand_size = get_operand_size(fsm, instr);
   2321 	instr->address_size = get_address_size(fsm, instr);
   2322 
   2323 	if (fsm->is64bit && (instr->operand_size == 4)) {
   2324 		/* Zero-extend to 64 bits. */
   2325 		instr->zeroextend_mask = ~size_to_mask(4);
   2326 	}
   2327 
   2328 	if (opcode->regmodrm) {
   2329 		fsm_advance(fsm, 1, node_regmodrm);
   2330 	} else if (opcode->dmo) {
   2331 		/* Direct-Memory Offsets */
   2332 		fsm_advance(fsm, 1, node_dmo);
   2333 	} else if (opcode->stos || opcode->lods) {
   2334 		fsm_advance(fsm, 1, node_stlo);
   2335 	} else if (opcode->movs) {
   2336 		fsm_advance(fsm, 1, node_movs);
   2337 	} else {
   2338 		return -1;
   2339 	}
   2340 
   2341 	return 0;
   2342 }
   2343 
   2344 static int
   2345 node_secondary_opcode(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2346 {
   2347 	const struct x86_opcode *opcode;
   2348 	uint8_t byte;
   2349 
   2350 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2351 		return -1;
   2352 	}
   2353 
   2354 	opcode = &secondary_opcode_table[byte];
   2355 	if (__predict_false(!opcode->valid)) {
   2356 		return -1;
   2357 	}
   2358 
   2359 	instr->opcode = opcode;
   2360 	instr->emul = opcode->emul;
   2361 	instr->operand_size = get_operand_size(fsm, instr);
   2362 	instr->address_size = get_address_size(fsm, instr);
   2363 
   2364 	if (fsm->is64bit && (instr->operand_size == 4)) {
   2365 		/* Zero-extend to 64 bits. */
   2366 		instr->zeroextend_mask = ~size_to_mask(4);
   2367 	}
   2368 
   2369 	if (opcode->flags & FLAG_ze) {
   2370 		/*
   2371 		 * Compute the mask for zero-extend. Update the operand size,
   2372 		 * we move fewer bytes.
   2373 		 */
   2374 		instr->zeroextend_mask |= size_to_mask(instr->operand_size);
   2375 		instr->zeroextend_mask &= ~size_to_mask(opcode->defsize);
   2376 		instr->operand_size = opcode->defsize;
   2377 	}
   2378 
   2379 	if (opcode->regmodrm) {
   2380 		fsm_advance(fsm, 1, node_regmodrm);
   2381 	} else {
   2382 		return -1;
   2383 	}
   2384 
   2385 	return 0;
   2386 }
   2387 
   2388 static int
   2389 node_main(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2390 {
   2391 	uint8_t byte;
   2392 
   2393 #define ESCAPE	0x0F
   2394 #define VEX_1	0xC5
   2395 #define VEX_2	0xC4
   2396 #define XOP	0x8F
   2397 
   2398 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2399 		return -1;
   2400 	}
   2401 
   2402 	/*
   2403 	 * We don't take XOP. It is AMD-specific, and it was removed shortly
   2404 	 * after being introduced.
   2405 	 */
   2406 	if (byte == ESCAPE) {
   2407 		fsm_advance(fsm, 1, node_secondary_opcode);
   2408 	} else if (!instr->rexpref.present) {
   2409 		if (byte == VEX_1) {
   2410 			return -1;
   2411 		} else if (byte == VEX_2) {
   2412 			return -1;
   2413 		} else {
   2414 			fsm->fn = node_primary_opcode;
   2415 		}
   2416 	} else {
   2417 		fsm->fn = node_primary_opcode;
   2418 	}
   2419 
   2420 	return 0;
   2421 }
   2422 
   2423 static int
   2424 node_rex_prefix(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2425 {
   2426 	struct x86_rexpref *rexpref = &instr->rexpref;
   2427 	uint8_t byte;
   2428 	size_t n = 0;
   2429 
   2430 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2431 		return -1;
   2432 	}
   2433 
   2434 	if (byte >= 0x40 && byte <= 0x4F) {
   2435 		if (__predict_false(!fsm->is64bit)) {
   2436 			return -1;
   2437 		}
   2438 		rexpref->b = ((byte & 0x1) != 0);
   2439 		rexpref->x = ((byte & 0x2) != 0);
   2440 		rexpref->r = ((byte & 0x4) != 0);
   2441 		rexpref->w = ((byte & 0x8) != 0);
   2442 		rexpref->present = true;
   2443 		n = 1;
   2444 	}
   2445 
   2446 	fsm_advance(fsm, n, node_main);
   2447 	return 0;
   2448 }
   2449 
   2450 static int
   2451 node_legacy_prefix(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2452 {
   2453 	uint8_t byte;
   2454 
   2455 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2456 		return -1;
   2457 	}
   2458 
   2459 	if (byte == LEG_OPR_OVR) {
   2460 		instr->legpref.opr_ovr = 1;
   2461 	} else if (byte == LEG_OVR_DS) {
   2462 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2463 	} else if (byte == LEG_OVR_ES) {
   2464 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_ES;
   2465 	} else if (byte == LEG_REP) {
   2466 		instr->legpref.rep = 1;
   2467 	} else if (byte == LEG_OVR_GS) {
   2468 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_GS;
   2469 	} else if (byte == LEG_OVR_FS) {
   2470 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_FS;
   2471 	} else if (byte == LEG_ADR_OVR) {
   2472 		instr->legpref.adr_ovr = 1;
   2473 	} else if (byte == LEG_OVR_CS) {
   2474 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_CS;
   2475 	} else if (byte == LEG_OVR_SS) {
   2476 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_SS;
   2477 	} else if (byte == LEG_REPN) {
   2478 		instr->legpref.repn = 1;
   2479 	} else if (byte == LEG_LOCK) {
   2480 		/* ignore */
   2481 	} else {
   2482 		/* not a legacy prefix */
   2483 		fsm_advance(fsm, 0, node_rex_prefix);
   2484 		return 0;
   2485 	}
   2486 
   2487 	fsm_advance(fsm, 1, node_legacy_prefix);
   2488 	return 0;
   2489 }
   2490 
   2491 static int
   2492 x86_decode(uint8_t *inst_bytes, size_t inst_len, struct x86_instr *instr,
   2493     struct nvmm_x64_state *state)
   2494 {
   2495 	struct x86_decode_fsm fsm;
   2496 	int ret;
   2497 
   2498 	memset(instr, 0, sizeof(*instr));
   2499 	instr->legpref.seg = -1;
   2500 	instr->src.hardseg = -1;
   2501 	instr->dst.hardseg = -1;
   2502 
   2503 	fsm.is64bit = is_64bit(state);
   2504 	fsm.is32bit = is_32bit(state);
   2505 	fsm.is16bit = is_16bit(state);
   2506 
   2507 	fsm.fn = node_legacy_prefix;
   2508 	fsm.buf = inst_bytes;
   2509 	fsm.end = inst_bytes + inst_len;
   2510 
   2511 	while (fsm.fn != NULL) {
   2512 		ret = (*fsm.fn)(&fsm, instr);
   2513 		if (ret == -1)
   2514 			return -1;
   2515 	}
   2516 
   2517 	instr->len = fsm.buf - inst_bytes;
   2518 
   2519 	return 0;
   2520 }
   2521 
   2522 /* -------------------------------------------------------------------------- */
   2523 
   2524 #define EXEC_INSTR(sz, instr)						\
   2525 static uint##sz##_t							\
   2526 exec_##instr##sz(uint##sz##_t op1, uint##sz##_t op2, uint64_t *rflags)	\
   2527 {									\
   2528 	uint##sz##_t res;						\
   2529 	__asm __volatile (						\
   2530 		#instr " %2, %3;"					\
   2531 		"mov %3, %1;"						\
   2532 		"pushfq;"						\
   2533 		"popq %0"						\
   2534 	    : "=r" (*rflags), "=r" (res)				\
   2535 	    : "r" (op1), "r" (op2));					\
   2536 	return res;							\
   2537 }
   2538 
   2539 #define EXEC_DISPATCHER(instr)						\
   2540 static uint64_t								\
   2541 exec_##instr(uint64_t op1, uint64_t op2, uint64_t *rflags, size_t opsize) \
   2542 {									\
   2543 	switch (opsize) {						\
   2544 	case 1:								\
   2545 		return exec_##instr##8(op1, op2, rflags);		\
   2546 	case 2:								\
   2547 		return exec_##instr##16(op1, op2, rflags);		\
   2548 	case 4:								\
   2549 		return exec_##instr##32(op1, op2, rflags);		\
   2550 	default:							\
   2551 		return exec_##instr##64(op1, op2, rflags);		\
   2552 	}								\
   2553 }
   2554 
   2555 /* SUB: ret = op1 - op2 */
   2556 #define PSL_SUB_MASK	(PSL_V|PSL_C|PSL_Z|PSL_N|PSL_PF|PSL_AF)
   2557 EXEC_INSTR(8, sub)
   2558 EXEC_INSTR(16, sub)
   2559 EXEC_INSTR(32, sub)
   2560 EXEC_INSTR(64, sub)
   2561 EXEC_DISPATCHER(sub)
   2562 
   2563 /* OR:  ret = op1 | op2 */
   2564 #define PSL_OR_MASK	(PSL_V|PSL_C|PSL_Z|PSL_N|PSL_PF)
   2565 EXEC_INSTR(8, or)
   2566 EXEC_INSTR(16, or)
   2567 EXEC_INSTR(32, or)
   2568 EXEC_INSTR(64, or)
   2569 EXEC_DISPATCHER(or)
   2570 
   2571 /* AND: ret = op1 & op2 */
   2572 #define PSL_AND_MASK	(PSL_V|PSL_C|PSL_Z|PSL_N|PSL_PF)
   2573 EXEC_INSTR(8, and)
   2574 EXEC_INSTR(16, and)
   2575 EXEC_INSTR(32, and)
   2576 EXEC_INSTR(64, and)
   2577 EXEC_DISPATCHER(and)
   2578 
   2579 /* XOR: ret = op1 ^ op2 */
   2580 #define PSL_XOR_MASK	(PSL_V|PSL_C|PSL_Z|PSL_N|PSL_PF)
   2581 EXEC_INSTR(8, xor)
   2582 EXEC_INSTR(16, xor)
   2583 EXEC_INSTR(32, xor)
   2584 EXEC_INSTR(64, xor)
   2585 EXEC_DISPATCHER(xor)
   2586 
   2587 /* -------------------------------------------------------------------------- */
   2588 
   2589 /*
   2590  * Emulation functions. We don't care about the order of the operands, except
   2591  * for SUB, CMP and TEST. For these ones we look at mem->write todetermine who
   2592  * is op1 and who is op2.
   2593  */
   2594 
   2595 static void
   2596 x86_func_or(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2597 {
   2598 	uint64_t *retval = (uint64_t *)mem->data;
   2599 	const bool write = mem->write;
   2600 	uint64_t *op1, op2, fl, ret;
   2601 
   2602 	op1 = (uint64_t *)mem->data;
   2603 	op2 = 0;
   2604 
   2605 	/* Fetch the value to be OR'ed (op2). */
   2606 	mem->data = (uint8_t *)&op2;
   2607 	mem->write = false;
   2608 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2609 
   2610 	/* Perform the OR. */
   2611 	ret = exec_or(*op1, op2, &fl, mem->size);
   2612 
   2613 	if (write) {
   2614 		/* Write back the result. */
   2615 		mem->data = (uint8_t *)&ret;
   2616 		mem->write = true;
   2617 		(*__callbacks.mem)(mem);
   2618 	} else {
   2619 		/* Return data to the caller. */
   2620 		*retval = ret;
   2621 	}
   2622 
   2623 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_OR_MASK;
   2624 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_OR_MASK);
   2625 }
   2626 
   2627 static void
   2628 x86_func_and(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2629 {
   2630 	uint64_t *retval = (uint64_t *)mem->data;
   2631 	const bool write = mem->write;
   2632 	uint64_t *op1, op2, fl, ret;
   2633 
   2634 	op1 = (uint64_t *)mem->data;
   2635 	op2 = 0;
   2636 
   2637 	/* Fetch the value to be AND'ed (op2). */
   2638 	mem->data = (uint8_t *)&op2;
   2639 	mem->write = false;
   2640 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2641 
   2642 	/* Perform the AND. */
   2643 	ret = exec_and(*op1, op2, &fl, mem->size);
   2644 
   2645 	if (write) {
   2646 		/* Write back the result. */
   2647 		mem->data = (uint8_t *)&ret;
   2648 		mem->write = true;
   2649 		(*__callbacks.mem)(mem);
   2650 	} else {
   2651 		/* Return data to the caller. */
   2652 		*retval = ret;
   2653 	}
   2654 
   2655 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_AND_MASK;
   2656 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_AND_MASK);
   2657 }
   2658 
   2659 static void
   2660 x86_func_sub(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2661 {
   2662 	uint64_t *retval = (uint64_t *)mem->data;
   2663 	const bool write = mem->write;
   2664 	uint64_t *op1, *op2, fl, ret;
   2665 	uint64_t tmp;
   2666 	bool memop1;
   2667 
   2668 	memop1 = !mem->write;
   2669 	op1 = memop1 ? &tmp : (uint64_t *)mem->data;
   2670 	op2 = memop1 ? (uint64_t *)mem->data : &tmp;
   2671 
   2672 	/* Fetch the value to be SUB'ed (op1 or op2). */
   2673 	mem->data = (uint8_t *)&tmp;
   2674 	mem->write = false;
   2675 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2676 
   2677 	/* Perform the SUB. */
   2678 	ret = exec_sub(*op1, *op2, &fl, mem->size);
   2679 
   2680 	if (write) {
   2681 		/* Write back the result. */
   2682 		mem->data = (uint8_t *)&ret;
   2683 		mem->write = true;
   2684 		(*__callbacks.mem)(mem);
   2685 	} else {
   2686 		/* Return data to the caller. */
   2687 		*retval = ret;
   2688 	}
   2689 
   2690 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_SUB_MASK;
   2691 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_SUB_MASK);
   2692 }
   2693 
   2694 static void
   2695 x86_func_xor(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2696 {
   2697 	uint64_t *retval = (uint64_t *)mem->data;
   2698 	const bool write = mem->write;
   2699 	uint64_t *op1, op2, fl, ret;
   2700 
   2701 	op1 = (uint64_t *)mem->data;
   2702 	op2 = 0;
   2703 
   2704 	/* Fetch the value to be XOR'ed (op2). */
   2705 	mem->data = (uint8_t *)&op2;
   2706 	mem->write = false;
   2707 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2708 
   2709 	/* Perform the XOR. */
   2710 	ret = exec_xor(*op1, op2, &fl, mem->size);
   2711 
   2712 	if (write) {
   2713 		/* Write back the result. */
   2714 		mem->data = (uint8_t *)&ret;
   2715 		mem->write = true;
   2716 		(*__callbacks.mem)(mem);
   2717 	} else {
   2718 		/* Return data to the caller. */
   2719 		*retval = ret;
   2720 	}
   2721 
   2722 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_XOR_MASK;
   2723 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_XOR_MASK);
   2724 }
   2725 
   2726 static void
   2727 x86_func_cmp(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2728 {
   2729 	uint64_t *op1, *op2, fl;
   2730 	uint64_t tmp;
   2731 	bool memop1;
   2732 
   2733 	memop1 = !mem->write;
   2734 	op1 = memop1 ? &tmp : (uint64_t *)mem->data;
   2735 	op2 = memop1 ? (uint64_t *)mem->data : &tmp;
   2736 
   2737 	/* Fetch the value to be CMP'ed (op1 or op2). */
   2738 	mem->data = (uint8_t *)&tmp;
   2739 	mem->write = false;
   2740 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2741 
   2742 	/* Perform the CMP. */
   2743 	exec_sub(*op1, *op2, &fl, mem->size);
   2744 
   2745 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_SUB_MASK;
   2746 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_SUB_MASK);
   2747 }
   2748 
   2749 static void
   2750 x86_func_test(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2751 {
   2752 	uint64_t *op1, *op2, fl;
   2753 	uint64_t tmp;
   2754 	bool memop1;
   2755 
   2756 	memop1 = !mem->write;
   2757 	op1 = memop1 ? &tmp : (uint64_t *)mem->data;
   2758 	op2 = memop1 ? (uint64_t *)mem->data : &tmp;
   2759 
   2760 	/* Fetch the value to be TEST'ed (op1 or op2). */
   2761 	mem->data = (uint8_t *)&tmp;
   2762 	mem->write = false;
   2763 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2764 
   2765 	/* Perform the TEST. */
   2766 	exec_and(*op1, *op2, &fl, mem->size);
   2767 
   2768 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_AND_MASK;
   2769 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_AND_MASK);
   2770 }
   2771 
   2772 static void
   2773 x86_func_mov(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2774 {
   2775 	/*
   2776 	 * Nothing special, just move without emulation.
   2777 	 */
   2778 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2779 }
   2780 
   2781 static void
   2782 x86_func_stos(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2783 {
   2784 	/*
   2785 	 * Just move, and update RDI.
   2786 	 */
   2787 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2788 
   2789 	if (gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D) {
   2790 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] -= mem->size;
   2791 	} else {
   2792 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] += mem->size;
   2793 	}
   2794 }
   2795 
   2796 static void
   2797 x86_func_lods(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2798 {
   2799 	/*
   2800 	 * Just move, and update RSI.
   2801 	 */
   2802 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2803 
   2804 	if (gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D) {
   2805 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] -= mem->size;
   2806 	} else {
   2807 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] += mem->size;
   2808 	}
   2809 }
   2810 
   2811 static void
   2812 x86_func_movs(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2813 {
   2814 	/*
   2815 	 * Special instruction: double memory operand. Don't call the cb,
   2816 	 * because the storage has already been performed earlier.
   2817 	 */
   2818 
   2819 	if (gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D) {
   2820 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] -= mem->size;
   2821 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] -= mem->size;
   2822 	} else {
   2823 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] += mem->size;
   2824 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] += mem->size;
   2825 	}
   2826 }
   2827 
   2828 /* -------------------------------------------------------------------------- */
   2829 
   2830 static inline uint64_t
   2831 gpr_read_address(struct x86_instr *instr, struct nvmm_x64_state *state, int gpr)
   2832 {
   2833 	uint64_t val;
   2834 
   2835 	val = state->gprs[gpr];
   2836 	val &= size_to_mask(instr->address_size);
   2837 
   2838 	return val;
   2839 }
   2840 
   2841 static int
   2842 store_to_gva(struct nvmm_x64_state *state, struct x86_instr *instr,
   2843     struct x86_store *store, gvaddr_t *gvap, size_t size)
   2844 {
   2845 	struct x86_sib *sib;
   2846 	gvaddr_t gva = 0;
   2847 	uint64_t reg;
   2848 	int ret, seg;
   2849 
   2850 	if (store->type == STORE_SIB) {
   2851 		sib = &store->u.sib;
   2852 		if (sib->bas != NULL)
   2853 			gva += gpr_read_address(instr, state, sib->bas->num);
   2854 		if (sib->idx != NULL) {
   2855 			reg = gpr_read_address(instr, state, sib->idx->num);
   2856 			gva += sib->scale * reg;
   2857 		}
   2858 	} else if (store->type == STORE_REG) {
   2859 		if (store->u.reg == NULL) {
   2860 			/* The base is null. Happens with disp32-only. */
   2861 		} else {
   2862 			gva = gpr_read_address(instr, state, store->u.reg->num);
   2863 		}
   2864 	} else {
   2865 		gva = store->u.dmo;
   2866 	}
   2867 
   2868 	if (store->disp.type != DISP_NONE) {
   2869 		gva += store->disp.data;
   2870 	}
   2871 
   2872 	if (store->hardseg != -1) {
   2873 		seg = store->hardseg;
   2874 	} else {
   2875 		if (__predict_false(instr->legpref.seg != -1)) {
   2876 			seg = instr->legpref.seg;
   2877 		} else {
   2878 			seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2879 		}
   2880 	}
   2881 
   2882 	if (__predict_true(is_long_mode(state))) {
   2883 		if (seg == NVMM_X64_SEG_GS || seg == NVMM_X64_SEG_FS) {
   2884 			segment_apply(&state->segs[seg], &gva);
   2885 		}
   2886 	} else {
   2887 		ret = segment_check(&state->segs[seg], gva, size);
   2888 		if (ret == -1)
   2889 			return -1;
   2890 		segment_apply(&state->segs[seg], &gva);
   2891 	}
   2892 
   2893 	*gvap = gva;
   2894 	return 0;
   2895 }
   2896 
   2897 static int
   2898 fetch_segment(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state)
   2899 {
   2900 	uint8_t inst_bytes[5], byte;
   2901 	size_t i, fetchsize;
   2902 	gvaddr_t gva;
   2903 	int ret, seg;
   2904 
   2905 	fetchsize = sizeof(inst_bytes);
   2906 
   2907 	gva = state->gprs[NVMM_X64_GPR_RIP];
   2908 	if (__predict_false(!is_long_mode(state))) {
   2909 		ret = segment_check(&state->segs[NVMM_X64_SEG_CS], gva,
   2910 		    fetchsize);
   2911 		if (ret == -1)
   2912 			return -1;
   2913 		segment_apply(&state->segs[NVMM_X64_SEG_CS], &gva);
   2914 	}
   2915 
   2916 	ret = read_guest_memory(mach, state, gva, inst_bytes, fetchsize);
   2917 	if (ret == -1)
   2918 		return -1;
   2919 
   2920 	seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2921 	for (i = 0; i < fetchsize; i++) {
   2922 		byte = inst_bytes[i];
   2923 
   2924 		if (byte == LEG_OVR_DS) {
   2925 			seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2926 		} else if (byte == LEG_OVR_ES) {
   2927 			seg = NVMM_X64_SEG_ES;
   2928 		} else if (byte == LEG_OVR_GS) {
   2929 			seg = NVMM_X64_SEG_GS;
   2930 		} else if (byte == LEG_OVR_FS) {
   2931 			seg = NVMM_X64_SEG_FS;
   2932 		} else if (byte == LEG_OVR_CS) {
   2933 			seg = NVMM_X64_SEG_CS;
   2934 		} else if (byte == LEG_OVR_SS) {
   2935 			seg = NVMM_X64_SEG_SS;
   2936 		} else if (byte == LEG_OPR_OVR) {
   2937 			/* nothing */
   2938 		} else if (byte == LEG_ADR_OVR) {
   2939 			/* nothing */
   2940 		} else if (byte == LEG_REP) {
   2941 			/* nothing */
   2942 		} else if (byte == LEG_REPN) {
   2943 			/* nothing */
   2944 		} else if (byte == LEG_LOCK) {
   2945 			/* nothing */
   2946 		} else {
   2947 			return seg;
   2948 		}
   2949 	}
   2950 
   2951 	return seg;
   2952 }
   2953 
   2954 static int
   2955 fetch_instruction(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
   2956     struct nvmm_exit *exit)
   2957 {
   2958 	size_t fetchsize;
   2959 	gvaddr_t gva;
   2960 	int ret;
   2961 
   2962 	fetchsize = sizeof(exit->u.mem.inst_bytes);
   2963 
   2964 	gva = state->gprs[NVMM_X64_GPR_RIP];
   2965 	if (__predict_false(!is_long_mode(state))) {
   2966 		ret = segment_check(&state->segs[NVMM_X64_SEG_CS], gva,
   2967 		    fetchsize);
   2968 		if (ret == -1)
   2969 			return -1;
   2970 		segment_apply(&state->segs[NVMM_X64_SEG_CS], &gva);
   2971 	}
   2972 
   2973 	ret = read_guest_memory(mach, state, gva, exit->u.mem.inst_bytes,
   2974 	    fetchsize);
   2975 	if (ret == -1)
   2976 		return -1;
   2977 
   2978 	exit->u.mem.inst_len = fetchsize;
   2979 
   2980 	return 0;
   2981 }
   2982 
   2983 static int
   2984 assist_mem_double(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
   2985     struct x86_instr *instr)
   2986 {
   2987 	struct nvmm_mem mem;
   2988 	uint8_t data[8];
   2989 	gvaddr_t gva;
   2990 	size_t size;
   2991 	int ret;
   2992 
   2993 	size = instr->operand_size;
   2994 
   2995 	/* Source. */
   2996 	ret = store_to_gva(state, instr, &instr->src, &gva, size);
   2997 	if (ret == -1)
   2998 		return -1;
   2999 	ret = read_guest_memory(mach, state, gva, data, size);
   3000 	if (ret == -1)
   3001 		return -1;
   3002 
   3003 	/* Destination. */
   3004 	ret = store_to_gva(state, instr, &instr->dst, &gva, size);
   3005 	if (ret == -1)
   3006 		return -1;
   3007 	ret = write_guest_memory(mach, state, gva, data, size);
   3008 	if (ret == -1)
   3009 		return -1;
   3010 
   3011 	mem.size = size;
   3012 	(*instr->emul->func)(&mem, state->gprs);
   3013 
   3014 	return 0;
   3015 }
   3016 
   3017 #define DISASSEMBLER_BUG()	\
   3018 	do {			\
   3019 		errno = EINVAL;	\
   3020 		return -1;	\
   3021 	} while (0);
   3022 
   3023 static int
   3024 assist_mem_single(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
   3025     struct x86_instr *instr, struct nvmm_exit *exit)
   3026 {
   3027 	struct nvmm_mem mem;
   3028 	uint8_t membuf[8];
   3029 	uint64_t val;
   3030 
   3031 	memset(membuf, 0, sizeof(membuf));
   3032 
   3033 	mem.gpa = exit->u.mem.gpa;
   3034 	mem.size = instr->operand_size;
   3035 	mem.data = membuf;
   3036 
   3037 	/* Determine the direction. */
   3038 	switch (instr->src.type) {
   3039 	case STORE_REG:
   3040 		if (instr->src.disp.type != DISP_NONE) {
   3041 			/* Indirect access. */
   3042 			mem.write = false;
   3043 		} else {
   3044 			/* Direct access. */
   3045 			mem.write = true;
   3046 		}
   3047 		break;
   3048 	case STORE_IMM:
   3049 		mem.write = true;
   3050 		break;
   3051 	case STORE_SIB:
   3052 		mem.write = false;
   3053 		break;
   3054 	case STORE_DMO:
   3055 		mem.write = false;
   3056 		break;
   3057 	default:
   3058 		DISASSEMBLER_BUG();
   3059 	}
   3060 
   3061 	if (mem.write) {
   3062 		switch (instr->src.type) {
   3063 		case STORE_REG:
   3064 			if (instr->src.disp.type != DISP_NONE) {
   3065 				DISASSEMBLER_BUG();
   3066 			}
   3067 			val = state->gprs[instr->src.u.reg->num];
   3068 			val = __SHIFTOUT(val, instr->src.u.reg->mask);
   3069 			memcpy(mem.data, &val, mem.size);
   3070 			break;
   3071 		case STORE_IMM:
   3072 			memcpy(mem.data, &instr->src.u.imm.data, mem.size);
   3073 			break;
   3074 		default:
   3075 			DISASSEMBLER_BUG();
   3076 		}
   3077 	} else if (instr->emul->read) {
   3078 		if (instr->dst.type != STORE_REG) {
   3079 			DISASSEMBLER_BUG();
   3080 		}
   3081 		if (instr->dst.disp.type != DISP_NONE) {
   3082 			DISASSEMBLER_BUG();
   3083 		}
   3084 		val = state->gprs[instr->dst.u.reg->num];
   3085 		val = __SHIFTOUT(val, instr->dst.u.reg->mask);
   3086 		memcpy(mem.data, &val, mem.size);
   3087 	}
   3088 
   3089 	(*instr->emul->func)(&mem, state->gprs);
   3090 
   3091 	if (!instr->emul->notouch && !mem.write) {
   3092 		if (instr->dst.type != STORE_REG) {
   3093 			DISASSEMBLER_BUG();
   3094 		}
   3095 		memcpy(&val, membuf, sizeof(uint64_t));
   3096 		val = __SHIFTIN(val, instr->dst.u.reg->mask);
   3097 		state->gprs[instr->dst.u.reg->num] &= ~instr->dst.u.reg->mask;
   3098 		state->gprs[instr->dst.u.reg->num] |= val;
   3099 		state->gprs[instr->dst.u.reg->num] &= ~instr->zeroextend_mask;
   3100 	}
   3101 
   3102 	return 0;
   3103 }
   3104 
   3105 int
   3106 nvmm_assist_mem(struct nvmm_machine *mach, nvmm_cpuid_t cpuid,
   3107     struct nvmm_exit *exit)
   3108 {
   3109 	struct nvmm_x64_state state;
   3110 	struct x86_instr instr;
   3111 	uint64_t cnt = 0; /* GCC */
   3112 	int ret;
   3113 
   3114 	if (__predict_false(exit->reason != NVMM_EXIT_MEMORY)) {
   3115 		errno = EINVAL;
   3116 		return -1;
   3117 	}
   3118 
   3119 	ret = nvmm_vcpu_getstate(mach, cpuid, &state,
   3120 	    NVMM_X64_STATE_GPRS | NVMM_X64_STATE_SEGS |
   3121 	    NVMM_X64_STATE_CRS | NVMM_X64_STATE_MSRS);
   3122 	if (ret == -1)
   3123 		return -1;
   3124 
   3125 	if (exit->u.mem.inst_len == 0) {
   3126 		/*
   3127 		 * The instruction was not fetched from the kernel. Fetch
   3128 		 * it ourselves.
   3129 		 */
   3130 		ret = fetch_instruction(mach, &state, exit);
   3131 		if (ret == -1)
   3132 			return -1;
   3133 	}
   3134 
   3135 	ret = x86_decode(exit->u.mem.inst_bytes, exit->u.mem.inst_len,
   3136 	    &instr, &state);
   3137 	if (ret == -1) {
   3138 		errno = ENODEV;
   3139 		return -1;
   3140 	}
   3141 
   3142 	if (instr.legpref.rep || instr.legpref.repn) {
   3143 		cnt = rep_get_cnt(&state, instr.address_size);
   3144 		if (__predict_false(cnt == 0)) {
   3145 			state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] += instr.len;
   3146 			goto out;
   3147 		}
   3148 	}
   3149 
   3150 	if (instr.opcode->movs) {
   3151 		ret = assist_mem_double(mach, &state, &instr);
   3152 	} else {
   3153 		ret = assist_mem_single(mach, &state, &instr, exit);
   3154 	}
   3155 	if (ret == -1) {
   3156 		errno = ENODEV;
   3157 		return -1;
   3158 	}
   3159 
   3160 	if (instr.legpref.rep || instr.legpref.repn) {
   3161 		cnt -= 1;
   3162 		rep_set_cnt(&state, instr.address_size, cnt);
   3163 		if (cnt == 0) {
   3164 			state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] += instr.len;
   3165 		} else if (__predict_false(instr.legpref.repn)) {
   3166 			if (state.gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_Z) {
   3167 				state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] += instr.len;
   3168 			}
   3169 		}
   3170 	} else {
   3171 		state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] += instr.len;
   3172 	}
   3173 
   3174 out:
   3175 	ret = nvmm_vcpu_setstate(mach, cpuid, &state, NVMM_X64_STATE_GPRS);
   3176 	if (ret == -1)
   3177 		return -1;
   3178 
   3179 	return 0;
   3180 }
   3181