Home | History | Annotate | Line # | Download | only in libnvmm
libnvmm_x86.c revision 1.28
      1 /*	$NetBSD: libnvmm_x86.c,v 1.28 2019/04/04 17:33:47 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 	nvmm_prot_t pageprot;
    127 
    128 	/* We begin with an RWXU access. */
    129 	*prot = NVMM_PROT_ALL;
    130 
    131 	/* Parse L2. */
    132 	L2gpa = (cr3 & CR3_FRAME_32BIT);
    133 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L2gpa, &L2hva, &pageprot) == -1)
    134 		return -1;
    135 	pdir = (pte_32bit_t *)L2hva;
    136 	pte = pdir[pte32_l2idx(gva)];
    137 	if ((pte & PG_V) == 0)
    138 		return -1;
    139 	if ((pte & PG_u) == 0)
    140 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    141 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    142 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    143 	if ((pte & PG_PS) && !has_pse)
    144 		return -1;
    145 	if (pte & PG_PS) {
    146 		*gpa = (pte & PTE32_L2_FRAME);
    147 		*gpa = *gpa + (gva & PTE32_L1_MASK);
    148 		return 0;
    149 	}
    150 
    151 	/* Parse L1. */
    152 	L1gpa = (pte & PG_FRAME);
    153 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L1gpa, &L1hva, &pageprot) == -1)
    154 		return -1;
    155 	pdir = (pte_32bit_t *)L1hva;
    156 	pte = pdir[pte32_l1idx(gva)];
    157 	if ((pte & PG_V) == 0)
    158 		return -1;
    159 	if ((pte & PG_u) == 0)
    160 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    161 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    162 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    163 	if (pte & PG_PS)
    164 		return -1;
    165 
    166 	*gpa = (pte & PG_FRAME);
    167 	return 0;
    168 }
    169 
    170 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    171 
    172 #define	PTE32_PAE_L1_SHIFT	12
    173 #define	PTE32_PAE_L2_SHIFT	21
    174 #define	PTE32_PAE_L3_SHIFT	30
    175 
    176 #define	PTE32_PAE_L3_MASK	0xc0000000
    177 #define	PTE32_PAE_L2_MASK	0x3fe00000
    178 #define	PTE32_PAE_L1_MASK	0x001ff000
    179 
    180 #define	PTE32_PAE_L3_FRAME	(PTE32_PAE_L3_MASK)
    181 #define	PTE32_PAE_L2_FRAME	(PTE32_PAE_L3_FRAME|PTE32_PAE_L2_MASK)
    182 #define	PTE32_PAE_L1_FRAME	(PTE32_PAE_L2_FRAME|PTE32_PAE_L1_MASK)
    183 
    184 #define pte32_pae_l1idx(va)	(((va) & PTE32_PAE_L1_MASK) >> PTE32_PAE_L1_SHIFT)
    185 #define pte32_pae_l2idx(va)	(((va) & PTE32_PAE_L2_MASK) >> PTE32_PAE_L2_SHIFT)
    186 #define pte32_pae_l3idx(va)	(((va) & PTE32_PAE_L3_MASK) >> PTE32_PAE_L3_SHIFT)
    187 
    188 #define CR3_FRAME_32BIT_PAE	__BITS(31, 5)
    189 
    190 typedef uint64_t pte_32bit_pae_t;
    191 
    192 static int
    193 x86_gva_to_gpa_32bit_pae(struct nvmm_machine *mach, uint64_t cr3,
    194     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, nvmm_prot_t *prot)
    195 {
    196 	gpaddr_t L3gpa, L2gpa, L1gpa;
    197 	uintptr_t L3hva, L2hva, L1hva;
    198 	pte_32bit_pae_t *pdir, pte;
    199 	nvmm_prot_t pageprot;
    200 
    201 	/* We begin with an RWXU access. */
    202 	*prot = NVMM_PROT_ALL;
    203 
    204 	/* Parse L3. */
    205 	L3gpa = (cr3 & CR3_FRAME_32BIT_PAE);
    206 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L3gpa, &L3hva, &pageprot) == -1)
    207 		return -1;
    208 	pdir = (pte_32bit_pae_t *)L3hva;
    209 	pte = pdir[pte32_pae_l3idx(gva)];
    210 	if ((pte & PG_V) == 0)
    211 		return -1;
    212 	if (pte & PG_NX)
    213 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    214 	if (pte & PG_PS)
    215 		return -1;
    216 
    217 	/* Parse L2. */
    218 	L2gpa = (pte & PG_FRAME);
    219 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L2gpa, &L2hva, &pageprot) == -1)
    220 		return -1;
    221 	pdir = (pte_32bit_pae_t *)L2hva;
    222 	pte = pdir[pte32_pae_l2idx(gva)];
    223 	if ((pte & PG_V) == 0)
    224 		return -1;
    225 	if ((pte & PG_u) == 0)
    226 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    227 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    228 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    229 	if (pte & PG_NX)
    230 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    231 	if (pte & PG_PS) {
    232 		*gpa = (pte & PTE32_PAE_L2_FRAME);
    233 		*gpa = *gpa + (gva & PTE32_PAE_L1_MASK);
    234 		return 0;
    235 	}
    236 
    237 	/* Parse L1. */
    238 	L1gpa = (pte & PG_FRAME);
    239 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L1gpa, &L1hva, &pageprot) == -1)
    240 		return -1;
    241 	pdir = (pte_32bit_pae_t *)L1hva;
    242 	pte = pdir[pte32_pae_l1idx(gva)];
    243 	if ((pte & PG_V) == 0)
    244 		return -1;
    245 	if ((pte & PG_u) == 0)
    246 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    247 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    248 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    249 	if (pte & PG_NX)
    250 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    251 	if (pte & PG_PS)
    252 		return -1;
    253 
    254 	*gpa = (pte & PG_FRAME);
    255 	return 0;
    256 }
    257 
    258 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    259 
    260 #define PTE64_L1_SHIFT	12
    261 #define PTE64_L2_SHIFT	21
    262 #define PTE64_L3_SHIFT	30
    263 #define PTE64_L4_SHIFT	39
    264 
    265 #define PTE64_L4_MASK	0x0000ff8000000000
    266 #define PTE64_L3_MASK	0x0000007fc0000000
    267 #define PTE64_L2_MASK	0x000000003fe00000
    268 #define PTE64_L1_MASK	0x00000000001ff000
    269 
    270 #define PTE64_L4_FRAME	PTE64_L4_MASK
    271 #define PTE64_L3_FRAME	(PTE64_L4_FRAME|PTE64_L3_MASK)
    272 #define PTE64_L2_FRAME	(PTE64_L3_FRAME|PTE64_L2_MASK)
    273 #define PTE64_L1_FRAME	(PTE64_L2_FRAME|PTE64_L1_MASK)
    274 
    275 #define pte64_l1idx(va)	(((va) & PTE64_L1_MASK) >> PTE64_L1_SHIFT)
    276 #define pte64_l2idx(va)	(((va) & PTE64_L2_MASK) >> PTE64_L2_SHIFT)
    277 #define pte64_l3idx(va)	(((va) & PTE64_L3_MASK) >> PTE64_L3_SHIFT)
    278 #define pte64_l4idx(va)	(((va) & PTE64_L4_MASK) >> PTE64_L4_SHIFT)
    279 
    280 #define CR3_FRAME_64BIT	PG_FRAME
    281 
    282 typedef uint64_t pte_64bit_t;
    283 
    284 static inline bool
    285 x86_gva_64bit_canonical(gvaddr_t gva)
    286 {
    287 	/* Bits 63:47 must have the same value. */
    288 #define SIGN_EXTEND	0xffff800000000000ULL
    289 	return (gva & SIGN_EXTEND) == 0 || (gva & SIGN_EXTEND) == SIGN_EXTEND;
    290 }
    291 
    292 static int
    293 x86_gva_to_gpa_64bit(struct nvmm_machine *mach, uint64_t cr3,
    294     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, nvmm_prot_t *prot)
    295 {
    296 	gpaddr_t L4gpa, L3gpa, L2gpa, L1gpa;
    297 	uintptr_t L4hva, L3hva, L2hva, L1hva;
    298 	pte_64bit_t *pdir, pte;
    299 	nvmm_prot_t pageprot;
    300 
    301 	/* We begin with an RWXU access. */
    302 	*prot = NVMM_PROT_ALL;
    303 
    304 	if (!x86_gva_64bit_canonical(gva))
    305 		return -1;
    306 
    307 	/* Parse L4. */
    308 	L4gpa = (cr3 & CR3_FRAME_64BIT);
    309 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L4gpa, &L4hva, &pageprot) == -1)
    310 		return -1;
    311 	pdir = (pte_64bit_t *)L4hva;
    312 	pte = pdir[pte64_l4idx(gva)];
    313 	if ((pte & PG_V) == 0)
    314 		return -1;
    315 	if ((pte & PG_u) == 0)
    316 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    317 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    318 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    319 	if (pte & PG_NX)
    320 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    321 	if (pte & PG_PS)
    322 		return -1;
    323 
    324 	/* Parse L3. */
    325 	L3gpa = (pte & PG_FRAME);
    326 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L3gpa, &L3hva, &pageprot) == -1)
    327 		return -1;
    328 	pdir = (pte_64bit_t *)L3hva;
    329 	pte = pdir[pte64_l3idx(gva)];
    330 	if ((pte & PG_V) == 0)
    331 		return -1;
    332 	if ((pte & PG_u) == 0)
    333 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    334 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    335 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    336 	if (pte & PG_NX)
    337 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    338 	if (pte & PG_PS) {
    339 		*gpa = (pte & PTE64_L3_FRAME);
    340 		*gpa = *gpa + (gva & (PTE64_L2_MASK|PTE64_L1_MASK));
    341 		return 0;
    342 	}
    343 
    344 	/* Parse L2. */
    345 	L2gpa = (pte & PG_FRAME);
    346 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L2gpa, &L2hva, &pageprot) == -1)
    347 		return -1;
    348 	pdir = (pte_64bit_t *)L2hva;
    349 	pte = pdir[pte64_l2idx(gva)];
    350 	if ((pte & PG_V) == 0)
    351 		return -1;
    352 	if ((pte & PG_u) == 0)
    353 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    354 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    355 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    356 	if (pte & PG_NX)
    357 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    358 	if (pte & PG_PS) {
    359 		*gpa = (pte & PTE64_L2_FRAME);
    360 		*gpa = *gpa + (gva & PTE64_L1_MASK);
    361 		return 0;
    362 	}
    363 
    364 	/* Parse L1. */
    365 	L1gpa = (pte & PG_FRAME);
    366 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L1gpa, &L1hva, &pageprot) == -1)
    367 		return -1;
    368 	pdir = (pte_64bit_t *)L1hva;
    369 	pte = pdir[pte64_l1idx(gva)];
    370 	if ((pte & PG_V) == 0)
    371 		return -1;
    372 	if ((pte & PG_u) == 0)
    373 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    374 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    375 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    376 	if (pte & PG_NX)
    377 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    378 	if (pte & PG_PS)
    379 		return -1;
    380 
    381 	*gpa = (pte & PG_FRAME);
    382 	return 0;
    383 }
    384 
    385 static inline int
    386 x86_gva_to_gpa(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    387     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, nvmm_prot_t *prot)
    388 {
    389 	bool is_pae, is_lng, has_pse;
    390 	uint64_t cr3;
    391 	size_t off;
    392 	int ret;
    393 
    394 	if ((state->crs[NVMM_X64_CR_CR0] & CR0_PG) == 0) {
    395 		/* No paging. */
    396 		*prot = NVMM_PROT_ALL;
    397 		*gpa = gva;
    398 		return 0;
    399 	}
    400 
    401 	off = (gva & PAGE_MASK);
    402 	gva &= ~PAGE_MASK;
    403 
    404 	is_pae = (state->crs[NVMM_X64_CR_CR4] & CR4_PAE) != 0;
    405 	is_lng = (state->msrs[NVMM_X64_MSR_EFER] & EFER_LMA) != 0;
    406 	has_pse = (state->crs[NVMM_X64_CR_CR4] & CR4_PSE) != 0;
    407 	cr3 = state->crs[NVMM_X64_CR_CR3];
    408 
    409 	if (is_pae && is_lng) {
    410 		/* 64bit */
    411 		ret = x86_gva_to_gpa_64bit(mach, cr3, gva, gpa, prot);
    412 	} else if (is_pae && !is_lng) {
    413 		/* 32bit PAE */
    414 		ret = x86_gva_to_gpa_32bit_pae(mach, cr3, gva, gpa, prot);
    415 	} else if (!is_pae && !is_lng) {
    416 		/* 32bit */
    417 		ret = x86_gva_to_gpa_32bit(mach, cr3, gva, gpa, has_pse, prot);
    418 	} else {
    419 		ret = -1;
    420 	}
    421 
    422 	if (ret == -1) {
    423 		errno = EFAULT;
    424 	}
    425 
    426 	*gpa = *gpa + off;
    427 
    428 	return ret;
    429 }
    430 
    431 int
    432 nvmm_gva_to_gpa(struct nvmm_machine *mach, nvmm_cpuid_t cpuid,
    433     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, nvmm_prot_t *prot)
    434 {
    435 	struct nvmm_x64_state state;
    436 	int ret;
    437 
    438 	ret = nvmm_vcpu_getstate(mach, cpuid, &state,
    439 	    NVMM_X64_STATE_CRS | NVMM_X64_STATE_MSRS);
    440 	if (ret == -1)
    441 		return -1;
    442 
    443 	return x86_gva_to_gpa(mach, &state, gva, gpa, prot);
    444 }
    445 
    446 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    447 
    448 static inline bool
    449 is_long_mode(struct nvmm_x64_state *state)
    450 {
    451 	return (state->msrs[NVMM_X64_MSR_EFER] & EFER_LMA) != 0;
    452 }
    453 
    454 static inline bool
    455 is_64bit(struct nvmm_x64_state *state)
    456 {
    457 	return (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.l != 0);
    458 }
    459 
    460 static inline bool
    461 is_32bit(struct nvmm_x64_state *state)
    462 {
    463 	return (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.l == 0) &&
    464 	    (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.def == 1);
    465 }
    466 
    467 static inline bool
    468 is_16bit(struct nvmm_x64_state *state)
    469 {
    470 	return (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.l == 0) &&
    471 	    (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.def == 0);
    472 }
    473 
    474 static int
    475 segment_check(struct nvmm_x64_state_seg *seg, gvaddr_t gva, size_t size)
    476 {
    477 	uint64_t limit;
    478 
    479 	/*
    480 	 * This is incomplete. We should check topdown, etc, really that's
    481 	 * tiring.
    482 	 */
    483 	if (__predict_false(!seg->attrib.p)) {
    484 		goto error;
    485 	}
    486 
    487 	limit = (uint64_t)seg->limit + 1;
    488 	if (__predict_true(seg->attrib.g)) {
    489 		limit *= PAGE_SIZE;
    490 	}
    491 
    492 	if (__predict_false(gva + size > limit)) {
    493 		goto error;
    494 	}
    495 
    496 	return 0;
    497 
    498 error:
    499 	errno = EFAULT;
    500 	return -1;
    501 }
    502 
    503 static inline void
    504 segment_apply(struct nvmm_x64_state_seg *seg, gvaddr_t *gva)
    505 {
    506 	*gva += seg->base;
    507 }
    508 
    509 static inline uint64_t
    510 size_to_mask(size_t size)
    511 {
    512 	switch (size) {
    513 	case 1:
    514 		return 0x00000000000000FF;
    515 	case 2:
    516 		return 0x000000000000FFFF;
    517 	case 4:
    518 		return 0x00000000FFFFFFFF;
    519 	case 8:
    520 	default:
    521 		return 0xFFFFFFFFFFFFFFFF;
    522 	}
    523 }
    524 
    525 static uint64_t
    526 rep_get_cnt(struct nvmm_x64_state *state, size_t adsize)
    527 {
    528 	uint64_t mask, cnt;
    529 
    530 	mask = size_to_mask(adsize);
    531 	cnt = state->gprs[NVMM_X64_GPR_RCX] & mask;
    532 
    533 	return cnt;
    534 }
    535 
    536 static void
    537 rep_set_cnt(struct nvmm_x64_state *state, size_t adsize, uint64_t cnt)
    538 {
    539 	uint64_t mask;
    540 
    541 	/* XXX: should we zero-extend? */
    542 	mask = size_to_mask(adsize);
    543 	state->gprs[NVMM_X64_GPR_RCX] &= ~mask;
    544 	state->gprs[NVMM_X64_GPR_RCX] |= cnt;
    545 }
    546 
    547 static int
    548 read_guest_memory(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    549     gvaddr_t gva, uint8_t *data, size_t size)
    550 {
    551 	struct nvmm_mem mem;
    552 	nvmm_prot_t prot;
    553 	gpaddr_t gpa;
    554 	uintptr_t hva;
    555 	bool is_mmio;
    556 	int ret, remain;
    557 
    558 	ret = x86_gva_to_gpa(mach, state, gva, &gpa, &prot);
    559 	if (__predict_false(ret == -1)) {
    560 		return -1;
    561 	}
    562 	if (__predict_false(!(prot & NVMM_PROT_READ))) {
    563 		errno = EFAULT;
    564 		return -1;
    565 	}
    566 
    567 	if ((gva & PAGE_MASK) + size > PAGE_SIZE) {
    568 		remain = ((gva & PAGE_MASK) + size - PAGE_SIZE);
    569 	} else {
    570 		remain = 0;
    571 	}
    572 	size -= remain;
    573 
    574 	ret = nvmm_gpa_to_hva(mach, gpa, &hva, &prot);
    575 	is_mmio = (ret == -1);
    576 
    577 	if (is_mmio) {
    578 		mem.data = data;
    579 		mem.gpa = gpa;
    580 		mem.write = false;
    581 		mem.size = size;
    582 		(*__callbacks.mem)(&mem);
    583 	} else {
    584 		if (__predict_false(!(prot & NVMM_PROT_READ))) {
    585 			errno = EFAULT;
    586 			return -1;
    587 		}
    588 		memcpy(data, (uint8_t *)hva, size);
    589 	}
    590 
    591 	if (remain > 0) {
    592 		ret = read_guest_memory(mach, state, gva + size,
    593 		    data + size, remain);
    594 	} else {
    595 		ret = 0;
    596 	}
    597 
    598 	return ret;
    599 }
    600 
    601 static int
    602 write_guest_memory(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    603     gvaddr_t gva, uint8_t *data, size_t size)
    604 {
    605 	struct nvmm_mem mem;
    606 	nvmm_prot_t prot;
    607 	gpaddr_t gpa;
    608 	uintptr_t hva;
    609 	bool is_mmio;
    610 	int ret, remain;
    611 
    612 	ret = x86_gva_to_gpa(mach, state, gva, &gpa, &prot);
    613 	if (__predict_false(ret == -1)) {
    614 		return -1;
    615 	}
    616 	if (__predict_false(!(prot & NVMM_PROT_WRITE))) {
    617 		errno = EFAULT;
    618 		return -1;
    619 	}
    620 
    621 	if ((gva & PAGE_MASK) + size > PAGE_SIZE) {
    622 		remain = ((gva & PAGE_MASK) + size - PAGE_SIZE);
    623 	} else {
    624 		remain = 0;
    625 	}
    626 	size -= remain;
    627 
    628 	ret = nvmm_gpa_to_hva(mach, gpa, &hva, &prot);
    629 	is_mmio = (ret == -1);
    630 
    631 	if (is_mmio) {
    632 		mem.data = data;
    633 		mem.gpa = gpa;
    634 		mem.write = true;
    635 		mem.size = size;
    636 		(*__callbacks.mem)(&mem);
    637 	} else {
    638 		if (__predict_false(!(prot & NVMM_PROT_WRITE))) {
    639 			errno = EFAULT;
    640 			return -1;
    641 		}
    642 		memcpy((uint8_t *)hva, data, size);
    643 	}
    644 
    645 	if (remain > 0) {
    646 		ret = write_guest_memory(mach, state, gva + size,
    647 		    data + size, remain);
    648 	} else {
    649 		ret = 0;
    650 	}
    651 
    652 	return ret;
    653 }
    654 
    655 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    656 
    657 static int fetch_segment(struct nvmm_machine *, struct nvmm_x64_state *);
    658 
    659 #define NVMM_IO_BATCH_SIZE	32
    660 
    661 static int
    662 assist_io_batch(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    663     struct nvmm_io *io, gvaddr_t gva, uint64_t cnt)
    664 {
    665 	uint8_t iobuf[NVMM_IO_BATCH_SIZE];
    666 	size_t i, iosize, iocnt;
    667 	int ret;
    668 
    669 	cnt = MIN(cnt, NVMM_IO_BATCH_SIZE);
    670 	iosize = MIN(io->size * cnt, NVMM_IO_BATCH_SIZE);
    671 	iocnt = iosize / io->size;
    672 
    673 	io->data = iobuf;
    674 
    675 	if (!io->in) {
    676 		ret = read_guest_memory(mach, state, gva, iobuf, iosize);
    677 		if (ret == -1)
    678 			return -1;
    679 	}
    680 
    681 	for (i = 0; i < iocnt; i++) {
    682 		(*__callbacks.io)(io);
    683 		io->data += io->size;
    684 	}
    685 
    686 	if (io->in) {
    687 		ret = write_guest_memory(mach, state, gva, iobuf, iosize);
    688 		if (ret == -1)
    689 			return -1;
    690 	}
    691 
    692 	return iocnt;
    693 }
    694 
    695 int
    696 nvmm_assist_io(struct nvmm_machine *mach, nvmm_cpuid_t cpuid,
    697     struct nvmm_exit *exit)
    698 {
    699 	struct nvmm_x64_state state;
    700 	struct nvmm_io io;
    701 	uint64_t cnt = 0; /* GCC */
    702 	uint8_t iobuf[8];
    703 	int iocnt = 1;
    704 	gvaddr_t gva = 0; /* GCC */
    705 	int reg = 0; /* GCC */
    706 	int ret, seg;
    707 	bool psld = false;
    708 
    709 	if (__predict_false(exit->reason != NVMM_EXIT_IO)) {
    710 		errno = EINVAL;
    711 		return -1;
    712 	}
    713 
    714 	io.port = exit->u.io.port;
    715 	io.in = (exit->u.io.type == NVMM_EXIT_IO_IN);
    716 	io.size = exit->u.io.operand_size;
    717 	io.data = iobuf;
    718 
    719 	ret = nvmm_vcpu_getstate(mach, cpuid, &state,
    720 	    NVMM_X64_STATE_GPRS | NVMM_X64_STATE_SEGS |
    721 	    NVMM_X64_STATE_CRS | NVMM_X64_STATE_MSRS);
    722 	if (ret == -1)
    723 		return -1;
    724 
    725 	if (exit->u.io.rep) {
    726 		cnt = rep_get_cnt(&state, exit->u.io.address_size);
    727 		if (__predict_false(cnt == 0)) {
    728 			state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] = exit->u.io.npc;
    729 			goto out;
    730 		}
    731 	}
    732 
    733 	if (__predict_false(state.gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D)) {
    734 		psld = true;
    735 	}
    736 
    737 	/*
    738 	 * Determine GVA.
    739 	 */
    740 	if (exit->u.io.str) {
    741 		if (io.in) {
    742 			reg = NVMM_X64_GPR_RDI;
    743 		} else {
    744 			reg = NVMM_X64_GPR_RSI;
    745 		}
    746 
    747 		gva = state.gprs[reg];
    748 		gva &= size_to_mask(exit->u.io.address_size);
    749 
    750 		if (exit->u.io.seg != -1) {
    751 			seg = exit->u.io.seg;
    752 		} else {
    753 			if (io.in) {
    754 				seg = NVMM_X64_SEG_ES;
    755 			} else {
    756 				seg = fetch_segment(mach, &state);
    757 				if (seg == -1)
    758 					return -1;
    759 			}
    760 		}
    761 
    762 		if (__predict_true(is_long_mode(&state))) {
    763 			if (seg == NVMM_X64_SEG_GS || seg == NVMM_X64_SEG_FS) {
    764 				segment_apply(&state.segs[seg], &gva);
    765 			}
    766 		} else {
    767 			ret = segment_check(&state.segs[seg], gva, io.size);
    768 			if (ret == -1)
    769 				return -1;
    770 			segment_apply(&state.segs[seg], &gva);
    771 		}
    772 
    773 		if (exit->u.io.rep && !psld) {
    774 			iocnt = assist_io_batch(mach, &state, &io, gva, cnt);
    775 			if (iocnt == -1)
    776 				return -1;
    777 			goto done;
    778 		}
    779 	}
    780 
    781 	if (!io.in) {
    782 		if (!exit->u.io.str) {
    783 			memcpy(io.data, &state.gprs[NVMM_X64_GPR_RAX], io.size);
    784 		} else {
    785 			ret = read_guest_memory(mach, &state, gva, io.data,
    786 			    io.size);
    787 			if (ret == -1)
    788 				return -1;
    789 		}
    790 	}
    791 
    792 	(*__callbacks.io)(&io);
    793 
    794 	if (io.in) {
    795 		if (!exit->u.io.str) {
    796 			memcpy(&state.gprs[NVMM_X64_GPR_RAX], io.data, io.size);
    797 			if (io.size == 4) {
    798 				/* Zero-extend to 64 bits. */
    799 				state.gprs[NVMM_X64_GPR_RAX] &= size_to_mask(4);
    800 			}
    801 		} else {
    802 			ret = write_guest_memory(mach, &state, gva, io.data,
    803 			    io.size);
    804 			if (ret == -1)
    805 				return -1;
    806 		}
    807 	}
    808 
    809 done:
    810 	if (exit->u.io.str) {
    811 		if (__predict_false(psld)) {
    812 			state.gprs[reg] -= iocnt * io.size;
    813 		} else {
    814 			state.gprs[reg] += iocnt * io.size;
    815 		}
    816 	}
    817 
    818 	if (exit->u.io.rep) {
    819 		cnt -= iocnt;
    820 		rep_set_cnt(&state, exit->u.io.address_size, cnt);
    821 		if (cnt == 0) {
    822 			state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] = exit->u.io.npc;
    823 		}
    824 	} else {
    825 		state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] = exit->u.io.npc;
    826 	}
    827 
    828 out:
    829 	ret = nvmm_vcpu_setstate(mach, cpuid, &state, NVMM_X64_STATE_GPRS);
    830 	if (ret == -1)
    831 		return -1;
    832 
    833 	return 0;
    834 }
    835 
    836 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    837 
    838 struct x86_emul {
    839 	bool read;
    840 	bool notouch;
    841 	void (*func)(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    842 };
    843 
    844 static void x86_func_or(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    845 static void x86_func_and(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    846 static void x86_func_sub(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    847 static void x86_func_xor(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    848 static void x86_func_cmp(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    849 static void x86_func_test(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    850 static void x86_func_mov(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    851 static void x86_func_stos(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    852 static void x86_func_lods(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    853 static void x86_func_movs(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    854 
    855 static const struct x86_emul x86_emul_or = {
    856 	.read = true,
    857 	.func = x86_func_or
    858 };
    859 
    860 static const struct x86_emul x86_emul_and = {
    861 	.read = true,
    862 	.func = x86_func_and
    863 };
    864 
    865 static const struct x86_emul x86_emul_sub = {
    866 	.read = true,
    867 	.func = x86_func_sub
    868 };
    869 
    870 static const struct x86_emul x86_emul_xor = {
    871 	.read = true,
    872 	.func = x86_func_xor
    873 };
    874 
    875 static const struct x86_emul x86_emul_cmp = {
    876 	.notouch = true,
    877 	.func = x86_func_cmp
    878 };
    879 
    880 static const struct x86_emul x86_emul_test = {
    881 	.notouch = true,
    882 	.func = x86_func_test
    883 };
    884 
    885 static const struct x86_emul x86_emul_mov = {
    886 	.func = x86_func_mov
    887 };
    888 
    889 static const struct x86_emul x86_emul_stos = {
    890 	.func = x86_func_stos
    891 };
    892 
    893 static const struct x86_emul x86_emul_lods = {
    894 	.func = x86_func_lods
    895 };
    896 
    897 static const struct x86_emul x86_emul_movs = {
    898 	.func = x86_func_movs
    899 };
    900 
    901 /* Legacy prefixes. */
    902 #define LEG_LOCK	0xF0
    903 #define LEG_REPN	0xF2
    904 #define LEG_REP		0xF3
    905 #define LEG_OVR_CS	0x2E
    906 #define LEG_OVR_SS	0x36
    907 #define LEG_OVR_DS	0x3E
    908 #define LEG_OVR_ES	0x26
    909 #define LEG_OVR_FS	0x64
    910 #define LEG_OVR_GS	0x65
    911 #define LEG_OPR_OVR	0x66
    912 #define LEG_ADR_OVR	0x67
    913 
    914 struct x86_legpref {
    915 	bool opr_ovr:1;
    916 	bool adr_ovr:1;
    917 	bool rep:1;
    918 	bool repn:1;
    919 	int8_t seg;
    920 };
    921 
    922 struct x86_rexpref {
    923 	bool b:1;
    924 	bool x:1;
    925 	bool r:1;
    926 	bool w:1;
    927 	bool present:1;
    928 };
    929 
    930 struct x86_reg {
    931 	int num;	/* NVMM GPR state index */
    932 	uint64_t mask;
    933 };
    934 
    935 enum x86_disp_type {
    936 	DISP_NONE,
    937 	DISP_0,
    938 	DISP_1,
    939 	DISP_4
    940 };
    941 
    942 struct x86_disp {
    943 	enum x86_disp_type type;
    944 	uint64_t data; /* 4 bytes, but can be sign-extended */
    945 };
    946 
    947 enum REGMODRM__Mod {
    948 	MOD_DIS0, /* also, register indirect */
    949 	MOD_DIS1,
    950 	MOD_DIS4,
    951 	MOD_REG
    952 };
    953 
    954 enum REGMODRM__Reg {
    955 	REG_000, /* these fields are indexes to the register map */
    956 	REG_001,
    957 	REG_010,
    958 	REG_011,
    959 	REG_100,
    960 	REG_101,
    961 	REG_110,
    962 	REG_111
    963 };
    964 
    965 enum REGMODRM__Rm {
    966 	RM_000, /* reg */
    967 	RM_001, /* reg */
    968 	RM_010, /* reg */
    969 	RM_011, /* reg */
    970 	RM_RSP_SIB, /* reg or SIB, depending on the MOD */
    971 	RM_RBP_DISP32, /* reg or displacement-only (= RIP-relative on amd64) */
    972 	RM_110,
    973 	RM_111
    974 };
    975 
    976 struct x86_regmodrm {
    977 	uint8_t mod:2;
    978 	uint8_t reg:3;
    979 	uint8_t rm:3;
    980 };
    981 
    982 struct x86_immediate {
    983 	uint64_t data;
    984 };
    985 
    986 struct x86_sib {
    987 	uint8_t scale;
    988 	const struct x86_reg *idx;
    989 	const struct x86_reg *bas;
    990 };
    991 
    992 enum x86_store_type {
    993 	STORE_NONE,
    994 	STORE_REG,
    995 	STORE_IMM,
    996 	STORE_SIB,
    997 	STORE_DMO
    998 };
    999 
   1000 struct x86_store {
   1001 	enum x86_store_type type;
   1002 	union {
   1003 		const struct x86_reg *reg;
   1004 		struct x86_immediate imm;
   1005 		struct x86_sib sib;
   1006 		uint64_t dmo;
   1007 	} u;
   1008 	struct x86_disp disp;
   1009 	int hardseg;
   1010 };
   1011 
   1012 struct x86_instr {
   1013 	uint8_t len;
   1014 	struct x86_legpref legpref;
   1015 	struct x86_rexpref rexpref;
   1016 	struct x86_regmodrm regmodrm;
   1017 	uint8_t operand_size;
   1018 	uint8_t address_size;
   1019 	uint64_t zeroextend_mask;
   1020 
   1021 	const struct x86_opcode *opcode;
   1022 	const struct x86_emul *emul;
   1023 
   1024 	struct x86_store src;
   1025 	struct x86_store dst;
   1026 	struct x86_store *strm;
   1027 };
   1028 
   1029 struct x86_decode_fsm {
   1030 	/* vcpu */
   1031 	bool is64bit;
   1032 	bool is32bit;
   1033 	bool is16bit;
   1034 
   1035 	/* fsm */
   1036 	int (*fn)(struct x86_decode_fsm *, struct x86_instr *);
   1037 	uint8_t *buf;
   1038 	uint8_t *end;
   1039 };
   1040 
   1041 struct x86_opcode {
   1042 	bool valid:1;
   1043 	bool regmodrm:1;
   1044 	bool regtorm:1;
   1045 	bool dmo:1;
   1046 	bool todmo:1;
   1047 	bool movs:1;
   1048 	bool stos:1;
   1049 	bool lods:1;
   1050 	bool szoverride:1;
   1051 	bool group1:1;
   1052 	bool group3:1;
   1053 	bool group11:1;
   1054 	bool immediate:1;
   1055 	uint8_t defsize;
   1056 	uint8_t flags;
   1057 	const struct x86_emul *emul;
   1058 };
   1059 
   1060 struct x86_group_entry {
   1061 	const struct x86_emul *emul;
   1062 };
   1063 
   1064 #define OPSIZE_BYTE 0x01
   1065 #define OPSIZE_WORD 0x02 /* 2 bytes */
   1066 #define OPSIZE_DOUB 0x04 /* 4 bytes */
   1067 #define OPSIZE_QUAD 0x08 /* 8 bytes */
   1068 
   1069 #define FLAG_imm8	0x01
   1070 #define FLAG_immz	0x02
   1071 #define FLAG_ze		0x04
   1072 
   1073 static const struct x86_group_entry group1[8] __cacheline_aligned = {
   1074 	[1] = { .emul = &x86_emul_or },
   1075 	[4] = { .emul = &x86_emul_and },
   1076 	[6] = { .emul = &x86_emul_xor },
   1077 	[7] = { .emul = &x86_emul_cmp }
   1078 };
   1079 
   1080 static const struct x86_group_entry group3[8] __cacheline_aligned = {
   1081 	[0] = { .emul = &x86_emul_test },
   1082 	[1] = { .emul = &x86_emul_test }
   1083 };
   1084 
   1085 static const struct x86_group_entry group11[8] __cacheline_aligned = {
   1086 	[0] = { .emul = &x86_emul_mov }
   1087 };
   1088 
   1089 static const struct x86_opcode primary_opcode_table[256] __cacheline_aligned = {
   1090 	/*
   1091 	 * Group1
   1092 	 */
   1093 	[0x80] = {
   1094 		/* Eb, Ib */
   1095 		.valid = true,
   1096 		.regmodrm = true,
   1097 		.regtorm = true,
   1098 		.szoverride = false,
   1099 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1100 		.group1 = true,
   1101 		.immediate = true,
   1102 		.emul = NULL /* group1 */
   1103 	},
   1104 	[0x81] = {
   1105 		/* Ev, Iz */
   1106 		.valid = true,
   1107 		.regmodrm = true,
   1108 		.regtorm = true,
   1109 		.szoverride = true,
   1110 		.defsize = -1,
   1111 		.group1 = true,
   1112 		.immediate = true,
   1113 		.flags = FLAG_immz,
   1114 		.emul = NULL /* group1 */
   1115 	},
   1116 	[0x83] = {
   1117 		/* Ev, Ib */
   1118 		.valid = true,
   1119 		.regmodrm = true,
   1120 		.regtorm = true,
   1121 		.szoverride = true,
   1122 		.defsize = -1,
   1123 		.group1 = true,
   1124 		.immediate = true,
   1125 		.flags = FLAG_imm8,
   1126 		.emul = NULL /* group1 */
   1127 	},
   1128 
   1129 	/*
   1130 	 * Group3
   1131 	 */
   1132 	[0xF6] = {
   1133 		/* Eb, Ib */
   1134 		.valid = true,
   1135 		.regmodrm = true,
   1136 		.regtorm = true,
   1137 		.szoverride = false,
   1138 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1139 		.group3 = true,
   1140 		.immediate = true,
   1141 		.emul = NULL /* group3 */
   1142 	},
   1143 	[0xF7] = {
   1144 		/* Ev, Iz */
   1145 		.valid = true,
   1146 		.regmodrm = true,
   1147 		.regtorm = true,
   1148 		.szoverride = true,
   1149 		.defsize = -1,
   1150 		.group3 = true,
   1151 		.immediate = true,
   1152 		.flags = FLAG_immz,
   1153 		.emul = NULL /* group3 */
   1154 	},
   1155 
   1156 	/*
   1157 	 * Group11
   1158 	 */
   1159 	[0xC6] = {
   1160 		/* Eb, Ib */
   1161 		.valid = true,
   1162 		.regmodrm = true,
   1163 		.regtorm = true,
   1164 		.szoverride = false,
   1165 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1166 		.group11 = true,
   1167 		.immediate = true,
   1168 		.emul = NULL /* group11 */
   1169 	},
   1170 	[0xC7] = {
   1171 		/* Ev, Iz */
   1172 		.valid = true,
   1173 		.regmodrm = true,
   1174 		.regtorm = true,
   1175 		.szoverride = true,
   1176 		.defsize = -1,
   1177 		.group11 = true,
   1178 		.immediate = true,
   1179 		.flags = FLAG_immz,
   1180 		.emul = NULL /* group11 */
   1181 	},
   1182 
   1183 	/*
   1184 	 * OR
   1185 	 */
   1186 	[0x08] = {
   1187 		/* Eb, Gb */
   1188 		.valid = true,
   1189 		.regmodrm = true,
   1190 		.regtorm = true,
   1191 		.szoverride = false,
   1192 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1193 		.emul = &x86_emul_or
   1194 	},
   1195 	[0x09] = {
   1196 		/* Ev, Gv */
   1197 		.valid = true,
   1198 		.regmodrm = true,
   1199 		.regtorm = true,
   1200 		.szoverride = true,
   1201 		.defsize = -1,
   1202 		.emul = &x86_emul_or
   1203 	},
   1204 	[0x0A] = {
   1205 		/* Gb, Eb */
   1206 		.valid = true,
   1207 		.regmodrm = true,
   1208 		.regtorm = false,
   1209 		.szoverride = false,
   1210 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1211 		.emul = &x86_emul_or
   1212 	},
   1213 	[0x0B] = {
   1214 		/* Gv, Ev */
   1215 		.valid = true,
   1216 		.regmodrm = true,
   1217 		.regtorm = false,
   1218 		.szoverride = true,
   1219 		.defsize = -1,
   1220 		.emul = &x86_emul_or
   1221 	},
   1222 
   1223 	/*
   1224 	 * AND
   1225 	 */
   1226 	[0x20] = {
   1227 		/* Eb, Gb */
   1228 		.valid = true,
   1229 		.regmodrm = true,
   1230 		.regtorm = true,
   1231 		.szoverride = false,
   1232 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1233 		.emul = &x86_emul_and
   1234 	},
   1235 	[0x21] = {
   1236 		/* Ev, Gv */
   1237 		.valid = true,
   1238 		.regmodrm = true,
   1239 		.regtorm = true,
   1240 		.szoverride = true,
   1241 		.defsize = -1,
   1242 		.emul = &x86_emul_and
   1243 	},
   1244 	[0x22] = {
   1245 		/* Gb, Eb */
   1246 		.valid = true,
   1247 		.regmodrm = true,
   1248 		.regtorm = false,
   1249 		.szoverride = false,
   1250 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1251 		.emul = &x86_emul_and
   1252 	},
   1253 	[0x23] = {
   1254 		/* Gv, Ev */
   1255 		.valid = true,
   1256 		.regmodrm = true,
   1257 		.regtorm = false,
   1258 		.szoverride = true,
   1259 		.defsize = -1,
   1260 		.emul = &x86_emul_and
   1261 	},
   1262 
   1263 	/*
   1264 	 * SUB
   1265 	 */
   1266 	[0x28] = {
   1267 		/* Eb, Gb */
   1268 		.valid = true,
   1269 		.regmodrm = true,
   1270 		.regtorm = true,
   1271 		.szoverride = false,
   1272 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1273 		.emul = &x86_emul_sub
   1274 	},
   1275 	[0x29] = {
   1276 		/* Ev, Gv */
   1277 		.valid = true,
   1278 		.regmodrm = true,
   1279 		.regtorm = true,
   1280 		.szoverride = true,
   1281 		.defsize = -1,
   1282 		.emul = &x86_emul_sub
   1283 	},
   1284 	[0x2A] = {
   1285 		/* Gb, Eb */
   1286 		.valid = true,
   1287 		.regmodrm = true,
   1288 		.regtorm = false,
   1289 		.szoverride = false,
   1290 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1291 		.emul = &x86_emul_sub
   1292 	},
   1293 	[0x2B] = {
   1294 		/* Gv, Ev */
   1295 		.valid = true,
   1296 		.regmodrm = true,
   1297 		.regtorm = false,
   1298 		.szoverride = true,
   1299 		.defsize = -1,
   1300 		.emul = &x86_emul_sub
   1301 	},
   1302 
   1303 	/*
   1304 	 * XOR
   1305 	 */
   1306 	[0x30] = {
   1307 		/* Eb, Gb */
   1308 		.valid = true,
   1309 		.regmodrm = true,
   1310 		.regtorm = true,
   1311 		.szoverride = false,
   1312 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1313 		.emul = &x86_emul_xor
   1314 	},
   1315 	[0x31] = {
   1316 		/* Ev, Gv */
   1317 		.valid = true,
   1318 		.regmodrm = true,
   1319 		.regtorm = true,
   1320 		.szoverride = true,
   1321 		.defsize = -1,
   1322 		.emul = &x86_emul_xor
   1323 	},
   1324 	[0x32] = {
   1325 		/* Gb, Eb */
   1326 		.valid = true,
   1327 		.regmodrm = true,
   1328 		.regtorm = false,
   1329 		.szoverride = false,
   1330 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1331 		.emul = &x86_emul_xor
   1332 	},
   1333 	[0x33] = {
   1334 		/* Gv, Ev */
   1335 		.valid = true,
   1336 		.regmodrm = true,
   1337 		.regtorm = false,
   1338 		.szoverride = true,
   1339 		.defsize = -1,
   1340 		.emul = &x86_emul_xor
   1341 	},
   1342 
   1343 	/*
   1344 	 * MOV
   1345 	 */
   1346 	[0x88] = {
   1347 		/* Eb, Gb */
   1348 		.valid = true,
   1349 		.regmodrm = true,
   1350 		.regtorm = true,
   1351 		.szoverride = false,
   1352 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1353 		.emul = &x86_emul_mov
   1354 	},
   1355 	[0x89] = {
   1356 		/* Ev, Gv */
   1357 		.valid = true,
   1358 		.regmodrm = true,
   1359 		.regtorm = true,
   1360 		.szoverride = true,
   1361 		.defsize = -1,
   1362 		.emul = &x86_emul_mov
   1363 	},
   1364 	[0x8A] = {
   1365 		/* Gb, Eb */
   1366 		.valid = true,
   1367 		.regmodrm = true,
   1368 		.regtorm = false,
   1369 		.szoverride = false,
   1370 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1371 		.emul = &x86_emul_mov
   1372 	},
   1373 	[0x8B] = {
   1374 		/* Gv, Ev */
   1375 		.valid = true,
   1376 		.regmodrm = true,
   1377 		.regtorm = false,
   1378 		.szoverride = true,
   1379 		.defsize = -1,
   1380 		.emul = &x86_emul_mov
   1381 	},
   1382 	[0xA0] = {
   1383 		/* AL, Ob */
   1384 		.valid = true,
   1385 		.dmo = true,
   1386 		.todmo = false,
   1387 		.szoverride = false,
   1388 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1389 		.emul = &x86_emul_mov
   1390 	},
   1391 	[0xA1] = {
   1392 		/* rAX, Ov */
   1393 		.valid = true,
   1394 		.dmo = true,
   1395 		.todmo = false,
   1396 		.szoverride = true,
   1397 		.defsize = -1,
   1398 		.emul = &x86_emul_mov
   1399 	},
   1400 	[0xA2] = {
   1401 		/* Ob, AL */
   1402 		.valid = true,
   1403 		.dmo = true,
   1404 		.todmo = true,
   1405 		.szoverride = false,
   1406 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1407 		.emul = &x86_emul_mov
   1408 	},
   1409 	[0xA3] = {
   1410 		/* Ov, rAX */
   1411 		.valid = true,
   1412 		.dmo = true,
   1413 		.todmo = true,
   1414 		.szoverride = true,
   1415 		.defsize = -1,
   1416 		.emul = &x86_emul_mov
   1417 	},
   1418 
   1419 	/*
   1420 	 * MOVS
   1421 	 */
   1422 	[0xA4] = {
   1423 		/* Yb, Xb */
   1424 		.valid = true,
   1425 		.movs = true,
   1426 		.szoverride = false,
   1427 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1428 		.emul = &x86_emul_movs
   1429 	},
   1430 	[0xA5] = {
   1431 		/* Yv, Xv */
   1432 		.valid = true,
   1433 		.movs = true,
   1434 		.szoverride = true,
   1435 		.defsize = -1,
   1436 		.emul = &x86_emul_movs
   1437 	},
   1438 
   1439 	/*
   1440 	 * STOS
   1441 	 */
   1442 	[0xAA] = {
   1443 		/* Yb, AL */
   1444 		.valid = true,
   1445 		.stos = true,
   1446 		.szoverride = false,
   1447 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1448 		.emul = &x86_emul_stos
   1449 	},
   1450 	[0xAB] = {
   1451 		/* Yv, rAX */
   1452 		.valid = true,
   1453 		.stos = true,
   1454 		.szoverride = true,
   1455 		.defsize = -1,
   1456 		.emul = &x86_emul_stos
   1457 	},
   1458 
   1459 	/*
   1460 	 * LODS
   1461 	 */
   1462 	[0xAC] = {
   1463 		/* AL, Xb */
   1464 		.valid = true,
   1465 		.lods = true,
   1466 		.szoverride = false,
   1467 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1468 		.emul = &x86_emul_lods
   1469 	},
   1470 	[0xAD] = {
   1471 		/* rAX, Xv */
   1472 		.valid = true,
   1473 		.lods = true,
   1474 		.szoverride = true,
   1475 		.defsize = -1,
   1476 		.emul = &x86_emul_lods
   1477 	},
   1478 };
   1479 
   1480 static const struct x86_opcode secondary_opcode_table[256] __cacheline_aligned = {
   1481 	/*
   1482 	 * MOVZX
   1483 	 */
   1484 	[0xB6] = {
   1485 		/* Gv, Eb */
   1486 		.valid = true,
   1487 		.regmodrm = true,
   1488 		.regtorm = false,
   1489 		.szoverride = true,
   1490 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1491 		.flags = FLAG_ze,
   1492 		.emul = &x86_emul_mov
   1493 	},
   1494 	[0xB7] = {
   1495 		/* Gv, Ew */
   1496 		.valid = true,
   1497 		.regmodrm = true,
   1498 		.regtorm = false,
   1499 		.szoverride = true,
   1500 		.defsize = OPSIZE_WORD,
   1501 		.flags = FLAG_ze,
   1502 		.emul = &x86_emul_mov
   1503 	},
   1504 };
   1505 
   1506 static const struct x86_reg gpr_map__rip = { NVMM_X64_GPR_RIP, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF };
   1507 
   1508 /* [REX-present][enc][opsize] */
   1509 static const struct x86_reg gpr_map__special[2][4][8] __cacheline_aligned = {
   1510 	[false] = {
   1511 		/* No REX prefix. */
   1512 		[0b00] = {
   1513 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x000000000000FF00 }, /* AH */
   1514 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x000000000000FFFF }, /* SP */
   1515 			[2] = { -1, 0 },
   1516 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESP */
   1517 			[4] = { -1, 0 },
   1518 			[5] = { -1, 0 },
   1519 			[6] = { -1, 0 },
   1520 			[7] = { -1, 0 },
   1521 		},
   1522 		[0b01] = {
   1523 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x000000000000FF00 }, /* CH */
   1524 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x000000000000FFFF }, /* BP */
   1525 			[2] = { -1, 0 },
   1526 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x00000000FFFFFFFF },	/* EBP */
   1527 			[4] = { -1, 0 },
   1528 			[5] = { -1, 0 },
   1529 			[6] = { -1, 0 },
   1530 			[7] = { -1, 0 },
   1531 		},
   1532 		[0b10] = {
   1533 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x000000000000FF00 }, /* DH */
   1534 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x000000000000FFFF }, /* SI */
   1535 			[2] = { -1, 0 },
   1536 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESI */
   1537 			[4] = { -1, 0 },
   1538 			[5] = { -1, 0 },
   1539 			[6] = { -1, 0 },
   1540 			[7] = { -1, 0 },
   1541 		},
   1542 		[0b11] = {
   1543 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x000000000000FF00 }, /* BH */
   1544 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x000000000000FFFF }, /* DI */
   1545 			[2] = { -1, 0 },
   1546 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EDI */
   1547 			[4] = { -1, 0 },
   1548 			[5] = { -1, 0 },
   1549 			[6] = { -1, 0 },
   1550 			[7] = { -1, 0 },
   1551 		}
   1552 	},
   1553 	[true] = {
   1554 		/* Has REX prefix. */
   1555 		[0b00] = {
   1556 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x00000000000000FF }, /* SPL */
   1557 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x000000000000FFFF }, /* SP */
   1558 			[2] = { -1, 0 },
   1559 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESP */
   1560 			[4] = { -1, 0 },
   1561 			[5] = { -1, 0 },
   1562 			[6] = { -1, 0 },
   1563 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RSP */
   1564 		},
   1565 		[0b01] = {
   1566 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x00000000000000FF }, /* BPL */
   1567 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x000000000000FFFF }, /* BP */
   1568 			[2] = { -1, 0 },
   1569 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EBP */
   1570 			[4] = { -1, 0 },
   1571 			[5] = { -1, 0 },
   1572 			[6] = { -1, 0 },
   1573 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RBP */
   1574 		},
   1575 		[0b10] = {
   1576 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x00000000000000FF }, /* SIL */
   1577 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x000000000000FFFF }, /* SI */
   1578 			[2] = { -1, 0 },
   1579 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESI */
   1580 			[4] = { -1, 0 },
   1581 			[5] = { -1, 0 },
   1582 			[6] = { -1, 0 },
   1583 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RSI */
   1584 		},
   1585 		[0b11] = {
   1586 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x00000000000000FF }, /* DIL */
   1587 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x000000000000FFFF }, /* DI */
   1588 			[2] = { -1, 0 },
   1589 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EDI */
   1590 			[4] = { -1, 0 },
   1591 			[5] = { -1, 0 },
   1592 			[6] = { -1, 0 },
   1593 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RDI */
   1594 		}
   1595 	}
   1596 };
   1597 
   1598 /* [depends][enc][size] */
   1599 static const struct x86_reg gpr_map[2][8][8] __cacheline_aligned = {
   1600 	[false] = {
   1601 		/* Not extended. */
   1602 		[0b000] = {
   1603 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x00000000000000FF }, /* AL */
   1604 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x000000000000FFFF }, /* AX */
   1605 			[2] = { -1, 0 },
   1606 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EAX */
   1607 			[4] = { -1, 0 },
   1608 			[5] = { -1, 0 },
   1609 			[6] = { -1, 0 },
   1610 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RAX */
   1611 		},
   1612 		[0b001] = {
   1613 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x00000000000000FF }, /* CL */
   1614 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x000000000000FFFF }, /* CX */
   1615 			[2] = { -1, 0 },
   1616 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ECX */
   1617 			[4] = { -1, 0 },
   1618 			[5] = { -1, 0 },
   1619 			[6] = { -1, 0 },
   1620 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RCX */
   1621 		},
   1622 		[0b010] = {
   1623 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x00000000000000FF }, /* DL */
   1624 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x000000000000FFFF }, /* DX */
   1625 			[2] = { -1, 0 },
   1626 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EDX */
   1627 			[4] = { -1, 0 },
   1628 			[5] = { -1, 0 },
   1629 			[6] = { -1, 0 },
   1630 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RDX */
   1631 		},
   1632 		[0b011] = {
   1633 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x00000000000000FF }, /* BL */
   1634 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x000000000000FFFF }, /* BX */
   1635 			[2] = { -1, 0 },
   1636 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EBX */
   1637 			[4] = { -1, 0 },
   1638 			[5] = { -1, 0 },
   1639 			[6] = { -1, 0 },
   1640 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RBX */
   1641 		},
   1642 		[0b100] = {
   1643 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1644 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1645 			[2] = { -1, 0 },
   1646 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1647 			[4] = { -1, 0 },
   1648 			[5] = { -1, 0 },
   1649 			[6] = { -1, 0 },
   1650 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1651 		},
   1652 		[0b101] = {
   1653 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1654 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1655 			[2] = { -1, 0 },
   1656 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1657 			[4] = { -1, 0 },
   1658 			[5] = { -1, 0 },
   1659 			[6] = { -1, 0 },
   1660 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1661 		},
   1662 		[0b110] = {
   1663 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1664 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1665 			[2] = { -1, 0 },
   1666 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1667 			[4] = { -1, 0 },
   1668 			[5] = { -1, 0 },
   1669 			[6] = { -1, 0 },
   1670 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1671 		},
   1672 		[0b111] = {
   1673 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1674 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1675 			[2] = { -1, 0 },
   1676 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1677 			[4] = { -1, 0 },
   1678 			[5] = { -1, 0 },
   1679 			[6] = { -1, 0 },
   1680 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1681 		},
   1682 	},
   1683 	[true] = {
   1684 		/* Extended. */
   1685 		[0b000] = {
   1686 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0x00000000000000FF }, /* R8B */
   1687 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0x000000000000FFFF }, /* R8W */
   1688 			[2] = { -1, 0 },
   1689 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R8D */
   1690 			[4] = { -1, 0 },
   1691 			[5] = { -1, 0 },
   1692 			[6] = { -1, 0 },
   1693 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R8 */
   1694 		},
   1695 		[0b001] = {
   1696 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0x00000000000000FF }, /* R9B */
   1697 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0x000000000000FFFF }, /* R9W */
   1698 			[2] = { -1, 0 },
   1699 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R9D */
   1700 			[4] = { -1, 0 },
   1701 			[5] = { -1, 0 },
   1702 			[6] = { -1, 0 },
   1703 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R9 */
   1704 		},
   1705 		[0b010] = {
   1706 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0x00000000000000FF }, /* R10B */
   1707 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0x000000000000FFFF }, /* R10W */
   1708 			[2] = { -1, 0 },
   1709 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R10D */
   1710 			[4] = { -1, 0 },
   1711 			[5] = { -1, 0 },
   1712 			[6] = { -1, 0 },
   1713 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R10 */
   1714 		},
   1715 		[0b011] = {
   1716 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0x00000000000000FF }, /* R11B */
   1717 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0x000000000000FFFF }, /* R11W */
   1718 			[2] = { -1, 0 },
   1719 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R11D */
   1720 			[4] = { -1, 0 },
   1721 			[5] = { -1, 0 },
   1722 			[6] = { -1, 0 },
   1723 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R11 */
   1724 		},
   1725 		[0b100] = {
   1726 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0x00000000000000FF }, /* R12B */
   1727 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0x000000000000FFFF }, /* R12W */
   1728 			[2] = { -1, 0 },
   1729 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R12D */
   1730 			[4] = { -1, 0 },
   1731 			[5] = { -1, 0 },
   1732 			[6] = { -1, 0 },
   1733 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R12 */
   1734 		},
   1735 		[0b101] = {
   1736 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0x00000000000000FF }, /* R13B */
   1737 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0x000000000000FFFF }, /* R13W */
   1738 			[2] = { -1, 0 },
   1739 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R13D */
   1740 			[4] = { -1, 0 },
   1741 			[5] = { -1, 0 },
   1742 			[6] = { -1, 0 },
   1743 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R13 */
   1744 		},
   1745 		[0b110] = {
   1746 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0x00000000000000FF }, /* R14B */
   1747 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0x000000000000FFFF }, /* R14W */
   1748 			[2] = { -1, 0 },
   1749 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R14D */
   1750 			[4] = { -1, 0 },
   1751 			[5] = { -1, 0 },
   1752 			[6] = { -1, 0 },
   1753 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R14 */
   1754 		},
   1755 		[0b111] = {
   1756 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0x00000000000000FF }, /* R15B */
   1757 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0x000000000000FFFF }, /* R15W */
   1758 			[2] = { -1, 0 },
   1759 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R15D */
   1760 			[4] = { -1, 0 },
   1761 			[5] = { -1, 0 },
   1762 			[6] = { -1, 0 },
   1763 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R15 */
   1764 		},
   1765 	}
   1766 };
   1767 
   1768 static int
   1769 node_overflow(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1770 {
   1771 	fsm->fn = NULL;
   1772 	return -1;
   1773 }
   1774 
   1775 static int
   1776 fsm_read(struct x86_decode_fsm *fsm, uint8_t *bytes, size_t n)
   1777 {
   1778 	if (fsm->buf + n > fsm->end) {
   1779 		return -1;
   1780 	}
   1781 	memcpy(bytes, fsm->buf, n);
   1782 	return 0;
   1783 }
   1784 
   1785 static inline void
   1786 fsm_advance(struct x86_decode_fsm *fsm, size_t n,
   1787     int (*fn)(struct x86_decode_fsm *, struct x86_instr *))
   1788 {
   1789 	fsm->buf += n;
   1790 	if (fsm->buf > fsm->end) {
   1791 		fsm->fn = node_overflow;
   1792 	} else {
   1793 		fsm->fn = fn;
   1794 	}
   1795 }
   1796 
   1797 static const struct x86_reg *
   1798 resolve_special_register(struct x86_instr *instr, uint8_t enc, size_t regsize)
   1799 {
   1800 	enc &= 0b11;
   1801 	if (regsize == 8) {
   1802 		/* May be 64bit without REX */
   1803 		return &gpr_map__special[1][enc][regsize-1];
   1804 	}
   1805 	return &gpr_map__special[instr->rexpref.present][enc][regsize-1];
   1806 }
   1807 
   1808 /*
   1809  * Special node, for MOVS. Fake two displacements of zero on the source and
   1810  * destination registers.
   1811  */
   1812 static int
   1813 node_movs(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1814 {
   1815 	size_t adrsize;
   1816 
   1817 	adrsize = instr->address_size;
   1818 
   1819 	/* DS:RSI */
   1820 	instr->src.type = STORE_REG;
   1821 	instr->src.u.reg = &gpr_map__special[1][2][adrsize-1];
   1822 	instr->src.disp.type = DISP_0;
   1823 
   1824 	/* ES:RDI, force ES */
   1825 	instr->dst.type = STORE_REG;
   1826 	instr->dst.u.reg = &gpr_map__special[1][3][adrsize-1];
   1827 	instr->dst.disp.type = DISP_0;
   1828 	instr->dst.hardseg = NVMM_X64_SEG_ES;
   1829 
   1830 	fsm_advance(fsm, 0, NULL);
   1831 
   1832 	return 0;
   1833 }
   1834 
   1835 /*
   1836  * Special node, for STOS and LODS. Fake a displacement of zero on the
   1837  * destination register.
   1838  */
   1839 static int
   1840 node_stlo(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1841 {
   1842 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1843 	struct x86_store *stlo, *streg;
   1844 	size_t adrsize, regsize;
   1845 
   1846 	adrsize = instr->address_size;
   1847 	regsize = instr->operand_size;
   1848 
   1849 	if (opcode->stos) {
   1850 		streg = &instr->src;
   1851 		stlo = &instr->dst;
   1852 	} else {
   1853 		streg = &instr->dst;
   1854 		stlo = &instr->src;
   1855 	}
   1856 
   1857 	streg->type = STORE_REG;
   1858 	streg->u.reg = &gpr_map[0][0][regsize-1]; /* ?AX */
   1859 
   1860 	stlo->type = STORE_REG;
   1861 	if (opcode->stos) {
   1862 		/* ES:RDI, force ES */
   1863 		stlo->u.reg = &gpr_map__special[1][3][adrsize-1];
   1864 		stlo->hardseg = NVMM_X64_SEG_ES;
   1865 	} else {
   1866 		/* DS:RSI */
   1867 		stlo->u.reg = &gpr_map__special[1][2][adrsize-1];
   1868 	}
   1869 	stlo->disp.type = DISP_0;
   1870 
   1871 	fsm_advance(fsm, 0, NULL);
   1872 
   1873 	return 0;
   1874 }
   1875 
   1876 static int
   1877 node_dmo(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1878 {
   1879 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1880 	struct x86_store *stdmo, *streg;
   1881 	size_t adrsize, regsize;
   1882 
   1883 	adrsize = instr->address_size;
   1884 	regsize = instr->operand_size;
   1885 
   1886 	if (opcode->todmo) {
   1887 		streg = &instr->src;
   1888 		stdmo = &instr->dst;
   1889 	} else {
   1890 		streg = &instr->dst;
   1891 		stdmo = &instr->src;
   1892 	}
   1893 
   1894 	streg->type = STORE_REG;
   1895 	streg->u.reg = &gpr_map[0][0][regsize-1]; /* ?AX */
   1896 
   1897 	stdmo->type = STORE_DMO;
   1898 	if (fsm_read(fsm, (uint8_t *)&stdmo->u.dmo, adrsize) == -1) {
   1899 		return -1;
   1900 	}
   1901 	fsm_advance(fsm, adrsize, NULL);
   1902 
   1903 	return 0;
   1904 }
   1905 
   1906 static inline uint64_t
   1907 sign_extend(uint64_t val, int size)
   1908 {
   1909 	if (size == 1) {
   1910 		if (val & __BIT(7))
   1911 			val |= 0xFFFFFFFFFFFFFF00;
   1912 	} else if (size == 2) {
   1913 		if (val & __BIT(15))
   1914 			val |= 0xFFFFFFFFFFFF0000;
   1915 	} else if (size == 4) {
   1916 		if (val & __BIT(31))
   1917 			val |= 0xFFFFFFFF00000000;
   1918 	}
   1919 	return val;
   1920 }
   1921 
   1922 static int
   1923 node_immediate(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1924 {
   1925 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1926 	struct x86_store *store;
   1927 	uint8_t immsize;
   1928 	size_t sesize = 0;
   1929 
   1930 	/* The immediate is the source */
   1931 	store = &instr->src;
   1932 	immsize = instr->operand_size;
   1933 
   1934 	if (opcode->flags & FLAG_imm8) {
   1935 		sesize = immsize;
   1936 		immsize = 1;
   1937 	} else if ((opcode->flags & FLAG_immz) && (immsize == 8)) {
   1938 		sesize = immsize;
   1939 		immsize = 4;
   1940 	}
   1941 
   1942 	store->type = STORE_IMM;
   1943 	if (fsm_read(fsm, (uint8_t *)&store->u.imm.data, immsize) == -1) {
   1944 		return -1;
   1945 	}
   1946 	fsm_advance(fsm, immsize, NULL);
   1947 
   1948 	if (sesize != 0) {
   1949 		store->u.imm.data = sign_extend(store->u.imm.data, sesize);
   1950 	}
   1951 
   1952 	return 0;
   1953 }
   1954 
   1955 static int
   1956 node_disp(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1957 {
   1958 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1959 	uint64_t data = 0;
   1960 	size_t n;
   1961 
   1962 	if (instr->strm->disp.type == DISP_1) {
   1963 		n = 1;
   1964 	} else { /* DISP4 */
   1965 		n = 4;
   1966 	}
   1967 
   1968 	if (fsm_read(fsm, (uint8_t *)&data, n) == -1) {
   1969 		return -1;
   1970 	}
   1971 
   1972 	if (__predict_true(fsm->is64bit)) {
   1973 		data = sign_extend(data, n);
   1974 	}
   1975 
   1976 	instr->strm->disp.data = data;
   1977 
   1978 	if (opcode->immediate) {
   1979 		fsm_advance(fsm, n, node_immediate);
   1980 	} else {
   1981 		fsm_advance(fsm, n, NULL);
   1982 	}
   1983 
   1984 	return 0;
   1985 }
   1986 
   1987 static const struct x86_reg *
   1988 get_register_idx(struct x86_instr *instr, uint8_t index)
   1989 {
   1990 	uint8_t enc = index;
   1991 	const struct x86_reg *reg;
   1992 	size_t regsize;
   1993 
   1994 	regsize = instr->address_size;
   1995 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.x][enc][regsize-1];
   1996 
   1997 	if (reg->num == -1) {
   1998 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   1999 	}
   2000 
   2001 	return reg;
   2002 }
   2003 
   2004 static const struct x86_reg *
   2005 get_register_bas(struct x86_instr *instr, uint8_t base)
   2006 {
   2007 	uint8_t enc = base;
   2008 	const struct x86_reg *reg;
   2009 	size_t regsize;
   2010 
   2011 	regsize = instr->address_size;
   2012 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.b][enc][regsize-1];
   2013 	if (reg->num == -1) {
   2014 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   2015 	}
   2016 
   2017 	return reg;
   2018 }
   2019 
   2020 static int
   2021 node_sib(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2022 {
   2023 	const struct x86_opcode *opcode;
   2024 	uint8_t scale, index, base;
   2025 	bool noindex, nobase;
   2026 	uint8_t byte;
   2027 
   2028 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2029 		return -1;
   2030 	}
   2031 
   2032 	scale = ((byte & 0b11000000) >> 6);
   2033 	index = ((byte & 0b00111000) >> 3);
   2034 	base  = ((byte & 0b00000111) >> 0);
   2035 
   2036 	opcode = instr->opcode;
   2037 
   2038 	noindex = false;
   2039 	nobase = false;
   2040 
   2041 	if (index == 0b100 && !instr->rexpref.x) {
   2042 		/* Special case: the index is null */
   2043 		noindex = true;
   2044 	}
   2045 
   2046 	if (instr->regmodrm.mod == 0b00 && base == 0b101) {
   2047 		/* Special case: the base is null + disp32 */
   2048 		instr->strm->disp.type = DISP_4;
   2049 		nobase = true;
   2050 	}
   2051 
   2052 	instr->strm->type = STORE_SIB;
   2053 	instr->strm->u.sib.scale = (1 << scale);
   2054 	if (!noindex)
   2055 		instr->strm->u.sib.idx = get_register_idx(instr, index);
   2056 	if (!nobase)
   2057 		instr->strm->u.sib.bas = get_register_bas(instr, base);
   2058 
   2059 	/* May have a displacement, or an immediate */
   2060 	if (instr->strm->disp.type == DISP_1 || instr->strm->disp.type == DISP_4) {
   2061 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   2062 	} else if (opcode->immediate) {
   2063 		fsm_advance(fsm, 1, node_immediate);
   2064 	} else {
   2065 		fsm_advance(fsm, 1, NULL);
   2066 	}
   2067 
   2068 	return 0;
   2069 }
   2070 
   2071 static const struct x86_reg *
   2072 get_register_reg(struct x86_instr *instr, const struct x86_opcode *opcode)
   2073 {
   2074 	uint8_t enc = instr->regmodrm.reg;
   2075 	const struct x86_reg *reg;
   2076 	size_t regsize;
   2077 
   2078 	regsize = instr->operand_size;
   2079 
   2080 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.r][enc][regsize-1];
   2081 	if (reg->num == -1) {
   2082 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   2083 	}
   2084 
   2085 	return reg;
   2086 }
   2087 
   2088 static const struct x86_reg *
   2089 get_register_rm(struct x86_instr *instr, const struct x86_opcode *opcode)
   2090 {
   2091 	uint8_t enc = instr->regmodrm.rm;
   2092 	const struct x86_reg *reg;
   2093 	size_t regsize;
   2094 
   2095 	if (instr->strm->disp.type == DISP_NONE) {
   2096 		regsize = instr->operand_size;
   2097 	} else {
   2098 		/* Indirect access, the size is that of the address. */
   2099 		regsize = instr->address_size;
   2100 	}
   2101 
   2102 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.b][enc][regsize-1];
   2103 	if (reg->num == -1) {
   2104 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   2105 	}
   2106 
   2107 	return reg;
   2108 }
   2109 
   2110 static inline bool
   2111 has_sib(struct x86_instr *instr)
   2112 {
   2113 	return (instr->regmodrm.mod != 3 && instr->regmodrm.rm == 4);
   2114 }
   2115 
   2116 static inline bool
   2117 is_rip_relative(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2118 {
   2119 	return (fsm->is64bit && instr->strm->disp.type == DISP_0 &&
   2120 	    instr->regmodrm.rm == RM_RBP_DISP32);
   2121 }
   2122 
   2123 static inline bool
   2124 is_disp32_only(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2125 {
   2126 	return (!fsm->is64bit && instr->strm->disp.type == DISP_0 &&
   2127 	    instr->regmodrm.rm == RM_RBP_DISP32);
   2128 }
   2129 
   2130 static enum x86_disp_type
   2131 get_disp_type(struct x86_instr *instr)
   2132 {
   2133 	switch (instr->regmodrm.mod) {
   2134 	case MOD_DIS0:	/* indirect */
   2135 		return DISP_0;
   2136 	case MOD_DIS1:	/* indirect+1 */
   2137 		return DISP_1;
   2138 	case MOD_DIS4:	/* indirect+4 */
   2139 		return DISP_4;
   2140 	case MOD_REG:	/* direct */
   2141 	default:	/* gcc */
   2142 		return DISP_NONE;
   2143 	}
   2144 }
   2145 
   2146 static int
   2147 node_regmodrm(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2148 {
   2149 	struct x86_store *strg, *strm;
   2150 	const struct x86_opcode *opcode;
   2151 	const struct x86_reg *reg;
   2152 	uint8_t byte;
   2153 
   2154 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2155 		return -1;
   2156 	}
   2157 
   2158 	opcode = instr->opcode;
   2159 
   2160 	instr->regmodrm.rm  = ((byte & 0b00000111) >> 0);
   2161 	instr->regmodrm.reg = ((byte & 0b00111000) >> 3);
   2162 	instr->regmodrm.mod = ((byte & 0b11000000) >> 6);
   2163 
   2164 	if (opcode->regtorm) {
   2165 		strg = &instr->src;
   2166 		strm = &instr->dst;
   2167 	} else { /* RM to REG */
   2168 		strm = &instr->src;
   2169 		strg = &instr->dst;
   2170 	}
   2171 
   2172 	/* Save for later use. */
   2173 	instr->strm = strm;
   2174 
   2175 	/*
   2176 	 * Special cases: Groups. The REG field of REGMODRM is the index in
   2177 	 * the group. op1 gets overwritten in the Immediate node, if any.
   2178 	 */
   2179 	if (opcode->group1) {
   2180 		if (group1[instr->regmodrm.reg].emul == NULL) {
   2181 			return -1;
   2182 		}
   2183 		instr->emul = group1[instr->regmodrm.reg].emul;
   2184 	} else if (opcode->group3) {
   2185 		if (group3[instr->regmodrm.reg].emul == NULL) {
   2186 			return -1;
   2187 		}
   2188 		instr->emul = group3[instr->regmodrm.reg].emul;
   2189 	} else if (opcode->group11) {
   2190 		if (group11[instr->regmodrm.reg].emul == NULL) {
   2191 			return -1;
   2192 		}
   2193 		instr->emul = group11[instr->regmodrm.reg].emul;
   2194 	}
   2195 
   2196 	if (!opcode->immediate) {
   2197 		reg = get_register_reg(instr, opcode);
   2198 		if (reg == NULL) {
   2199 			return -1;
   2200 		}
   2201 		strg->type = STORE_REG;
   2202 		strg->u.reg = reg;
   2203 	}
   2204 
   2205 	/* The displacement applies to RM. */
   2206 	strm->disp.type = get_disp_type(instr);
   2207 
   2208 	if (has_sib(instr)) {
   2209 		/* Overwrites RM */
   2210 		fsm_advance(fsm, 1, node_sib);
   2211 		return 0;
   2212 	}
   2213 
   2214 	if (is_rip_relative(fsm, instr)) {
   2215 		/* Overwrites RM */
   2216 		strm->type = STORE_REG;
   2217 		strm->u.reg = &gpr_map__rip;
   2218 		strm->disp.type = DISP_4;
   2219 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   2220 		return 0;
   2221 	}
   2222 
   2223 	if (is_disp32_only(fsm, instr)) {
   2224 		/* Overwrites RM */
   2225 		strm->type = STORE_REG;
   2226 		strm->u.reg = NULL;
   2227 		strm->disp.type = DISP_4;
   2228 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   2229 		return 0;
   2230 	}
   2231 
   2232 	reg = get_register_rm(instr, opcode);
   2233 	if (reg == NULL) {
   2234 		return -1;
   2235 	}
   2236 	strm->type = STORE_REG;
   2237 	strm->u.reg = reg;
   2238 
   2239 	if (strm->disp.type == DISP_NONE) {
   2240 		/* Direct register addressing mode */
   2241 		if (opcode->immediate) {
   2242 			fsm_advance(fsm, 1, node_immediate);
   2243 		} else {
   2244 			fsm_advance(fsm, 1, NULL);
   2245 		}
   2246 	} else if (strm->disp.type == DISP_0) {
   2247 		/* Indirect register addressing mode */
   2248 		if (opcode->immediate) {
   2249 			fsm_advance(fsm, 1, node_immediate);
   2250 		} else {
   2251 			fsm_advance(fsm, 1, NULL);
   2252 		}
   2253 	} else {
   2254 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   2255 	}
   2256 
   2257 	return 0;
   2258 }
   2259 
   2260 static size_t
   2261 get_operand_size(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2262 {
   2263 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   2264 	int opsize;
   2265 
   2266 	/* Get the opsize */
   2267 	if (!opcode->szoverride) {
   2268 		opsize = opcode->defsize;
   2269 	} else if (instr->rexpref.present && instr->rexpref.w) {
   2270 		opsize = 8;
   2271 	} else {
   2272 		if (!fsm->is16bit) {
   2273 			if (instr->legpref.opr_ovr) {
   2274 				opsize = 2;
   2275 			} else {
   2276 				opsize = 4;
   2277 			}
   2278 		} else { /* 16bit */
   2279 			if (instr->legpref.opr_ovr) {
   2280 				opsize = 4;
   2281 			} else {
   2282 				opsize = 2;
   2283 			}
   2284 		}
   2285 	}
   2286 
   2287 	return opsize;
   2288 }
   2289 
   2290 static size_t
   2291 get_address_size(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2292 {
   2293 	if (fsm->is64bit) {
   2294 		if (__predict_false(instr->legpref.adr_ovr)) {
   2295 			return 4;
   2296 		}
   2297 		return 8;
   2298 	}
   2299 
   2300 	if (fsm->is32bit) {
   2301 		if (__predict_false(instr->legpref.adr_ovr)) {
   2302 			return 2;
   2303 		}
   2304 		return 4;
   2305 	}
   2306 
   2307 	/* 16bit. */
   2308 	if (__predict_false(instr->legpref.adr_ovr)) {
   2309 		return 4;
   2310 	}
   2311 	return 2;
   2312 }
   2313 
   2314 static int
   2315 node_primary_opcode(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2316 {
   2317 	const struct x86_opcode *opcode;
   2318 	uint8_t byte;
   2319 
   2320 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2321 		return -1;
   2322 	}
   2323 
   2324 	opcode = &primary_opcode_table[byte];
   2325 	if (__predict_false(!opcode->valid)) {
   2326 		return -1;
   2327 	}
   2328 
   2329 	instr->opcode = opcode;
   2330 	instr->emul = opcode->emul;
   2331 	instr->operand_size = get_operand_size(fsm, instr);
   2332 	instr->address_size = get_address_size(fsm, instr);
   2333 
   2334 	if (fsm->is64bit && (instr->operand_size == 4)) {
   2335 		/* Zero-extend to 64 bits. */
   2336 		instr->zeroextend_mask = ~size_to_mask(4);
   2337 	}
   2338 
   2339 	if (opcode->regmodrm) {
   2340 		fsm_advance(fsm, 1, node_regmodrm);
   2341 	} else if (opcode->dmo) {
   2342 		/* Direct-Memory Offsets */
   2343 		fsm_advance(fsm, 1, node_dmo);
   2344 	} else if (opcode->stos || opcode->lods) {
   2345 		fsm_advance(fsm, 1, node_stlo);
   2346 	} else if (opcode->movs) {
   2347 		fsm_advance(fsm, 1, node_movs);
   2348 	} else {
   2349 		return -1;
   2350 	}
   2351 
   2352 	return 0;
   2353 }
   2354 
   2355 static int
   2356 node_secondary_opcode(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2357 {
   2358 	const struct x86_opcode *opcode;
   2359 	uint8_t byte;
   2360 
   2361 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2362 		return -1;
   2363 	}
   2364 
   2365 	opcode = &secondary_opcode_table[byte];
   2366 	if (__predict_false(!opcode->valid)) {
   2367 		return -1;
   2368 	}
   2369 
   2370 	instr->opcode = opcode;
   2371 	instr->emul = opcode->emul;
   2372 	instr->operand_size = get_operand_size(fsm, instr);
   2373 	instr->address_size = get_address_size(fsm, instr);
   2374 
   2375 	if (fsm->is64bit && (instr->operand_size == 4)) {
   2376 		/* Zero-extend to 64 bits. */
   2377 		instr->zeroextend_mask = ~size_to_mask(4);
   2378 	}
   2379 
   2380 	if (opcode->flags & FLAG_ze) {
   2381 		/*
   2382 		 * Compute the mask for zero-extend. Update the operand size,
   2383 		 * we move fewer bytes.
   2384 		 */
   2385 		instr->zeroextend_mask |= size_to_mask(instr->operand_size);
   2386 		instr->zeroextend_mask &= ~size_to_mask(opcode->defsize);
   2387 		instr->operand_size = opcode->defsize;
   2388 	}
   2389 
   2390 	if (opcode->regmodrm) {
   2391 		fsm_advance(fsm, 1, node_regmodrm);
   2392 	} else {
   2393 		return -1;
   2394 	}
   2395 
   2396 	return 0;
   2397 }
   2398 
   2399 static int
   2400 node_main(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2401 {
   2402 	uint8_t byte;
   2403 
   2404 #define ESCAPE	0x0F
   2405 #define VEX_1	0xC5
   2406 #define VEX_2	0xC4
   2407 #define XOP	0x8F
   2408 
   2409 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2410 		return -1;
   2411 	}
   2412 
   2413 	/*
   2414 	 * We don't take XOP. It is AMD-specific, and it was removed shortly
   2415 	 * after being introduced.
   2416 	 */
   2417 	if (byte == ESCAPE) {
   2418 		fsm_advance(fsm, 1, node_secondary_opcode);
   2419 	} else if (!instr->rexpref.present) {
   2420 		if (byte == VEX_1) {
   2421 			return -1;
   2422 		} else if (byte == VEX_2) {
   2423 			return -1;
   2424 		} else {
   2425 			fsm->fn = node_primary_opcode;
   2426 		}
   2427 	} else {
   2428 		fsm->fn = node_primary_opcode;
   2429 	}
   2430 
   2431 	return 0;
   2432 }
   2433 
   2434 static int
   2435 node_rex_prefix(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2436 {
   2437 	struct x86_rexpref *rexpref = &instr->rexpref;
   2438 	uint8_t byte;
   2439 	size_t n = 0;
   2440 
   2441 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2442 		return -1;
   2443 	}
   2444 
   2445 	if (byte >= 0x40 && byte <= 0x4F) {
   2446 		if (__predict_false(!fsm->is64bit)) {
   2447 			return -1;
   2448 		}
   2449 		rexpref->b = ((byte & 0x1) != 0);
   2450 		rexpref->x = ((byte & 0x2) != 0);
   2451 		rexpref->r = ((byte & 0x4) != 0);
   2452 		rexpref->w = ((byte & 0x8) != 0);
   2453 		rexpref->present = true;
   2454 		n = 1;
   2455 	}
   2456 
   2457 	fsm_advance(fsm, n, node_main);
   2458 	return 0;
   2459 }
   2460 
   2461 static int
   2462 node_legacy_prefix(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2463 {
   2464 	uint8_t byte;
   2465 
   2466 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2467 		return -1;
   2468 	}
   2469 
   2470 	if (byte == LEG_OPR_OVR) {
   2471 		instr->legpref.opr_ovr = 1;
   2472 	} else if (byte == LEG_OVR_DS) {
   2473 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2474 	} else if (byte == LEG_OVR_ES) {
   2475 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_ES;
   2476 	} else if (byte == LEG_REP) {
   2477 		instr->legpref.rep = 1;
   2478 	} else if (byte == LEG_OVR_GS) {
   2479 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_GS;
   2480 	} else if (byte == LEG_OVR_FS) {
   2481 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_FS;
   2482 	} else if (byte == LEG_ADR_OVR) {
   2483 		instr->legpref.adr_ovr = 1;
   2484 	} else if (byte == LEG_OVR_CS) {
   2485 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_CS;
   2486 	} else if (byte == LEG_OVR_SS) {
   2487 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_SS;
   2488 	} else if (byte == LEG_REPN) {
   2489 		instr->legpref.repn = 1;
   2490 	} else if (byte == LEG_LOCK) {
   2491 		/* ignore */
   2492 	} else {
   2493 		/* not a legacy prefix */
   2494 		fsm_advance(fsm, 0, node_rex_prefix);
   2495 		return 0;
   2496 	}
   2497 
   2498 	fsm_advance(fsm, 1, node_legacy_prefix);
   2499 	return 0;
   2500 }
   2501 
   2502 static int
   2503 x86_decode(uint8_t *inst_bytes, size_t inst_len, struct x86_instr *instr,
   2504     struct nvmm_x64_state *state)
   2505 {
   2506 	struct x86_decode_fsm fsm;
   2507 	int ret;
   2508 
   2509 	memset(instr, 0, sizeof(*instr));
   2510 	instr->legpref.seg = -1;
   2511 	instr->src.hardseg = -1;
   2512 	instr->dst.hardseg = -1;
   2513 
   2514 	fsm.is64bit = is_64bit(state);
   2515 	fsm.is32bit = is_32bit(state);
   2516 	fsm.is16bit = is_16bit(state);
   2517 
   2518 	fsm.fn = node_legacy_prefix;
   2519 	fsm.buf = inst_bytes;
   2520 	fsm.end = inst_bytes + inst_len;
   2521 
   2522 	while (fsm.fn != NULL) {
   2523 		ret = (*fsm.fn)(&fsm, instr);
   2524 		if (ret == -1)
   2525 			return -1;
   2526 	}
   2527 
   2528 	instr->len = fsm.buf - inst_bytes;
   2529 
   2530 	return 0;
   2531 }
   2532 
   2533 /* -------------------------------------------------------------------------- */
   2534 
   2535 #define EXEC_INSTR(sz, instr)						\
   2536 static uint##sz##_t							\
   2537 exec_##instr##sz(uint##sz##_t op1, uint##sz##_t op2, uint64_t *rflags)	\
   2538 {									\
   2539 	uint##sz##_t res;						\
   2540 	__asm __volatile (						\
   2541 		#instr " %2, %3;"					\
   2542 		"mov %3, %1;"						\
   2543 		"pushfq;"						\
   2544 		"popq %0"						\
   2545 	    : "=r" (*rflags), "=r" (res)				\
   2546 	    : "r" (op1), "r" (op2));					\
   2547 	return res;							\
   2548 }
   2549 
   2550 #define EXEC_DISPATCHER(instr)						\
   2551 static uint64_t								\
   2552 exec_##instr(uint64_t op1, uint64_t op2, uint64_t *rflags, size_t opsize) \
   2553 {									\
   2554 	switch (opsize) {						\
   2555 	case 1:								\
   2556 		return exec_##instr##8(op1, op2, rflags);		\
   2557 	case 2:								\
   2558 		return exec_##instr##16(op1, op2, rflags);		\
   2559 	case 4:								\
   2560 		return exec_##instr##32(op1, op2, rflags);		\
   2561 	default:							\
   2562 		return exec_##instr##64(op1, op2, rflags);		\
   2563 	}								\
   2564 }
   2565 
   2566 /* SUB: ret = op1 - op2 */
   2567 #define PSL_SUB_MASK	(PSL_V|PSL_C|PSL_Z|PSL_N|PSL_PF|PSL_AF)
   2568 EXEC_INSTR(8, sub)
   2569 EXEC_INSTR(16, sub)
   2570 EXEC_INSTR(32, sub)
   2571 EXEC_INSTR(64, sub)
   2572 EXEC_DISPATCHER(sub)
   2573 
   2574 /* OR:  ret = op1 | op2 */
   2575 #define PSL_OR_MASK	(PSL_V|PSL_C|PSL_Z|PSL_N|PSL_PF)
   2576 EXEC_INSTR(8, or)
   2577 EXEC_INSTR(16, or)
   2578 EXEC_INSTR(32, or)
   2579 EXEC_INSTR(64, or)
   2580 EXEC_DISPATCHER(or)
   2581 
   2582 /* AND: ret = op1 & op2 */
   2583 #define PSL_AND_MASK	(PSL_V|PSL_C|PSL_Z|PSL_N|PSL_PF)
   2584 EXEC_INSTR(8, and)
   2585 EXEC_INSTR(16, and)
   2586 EXEC_INSTR(32, and)
   2587 EXEC_INSTR(64, and)
   2588 EXEC_DISPATCHER(and)
   2589 
   2590 /* XOR: ret = op1 ^ op2 */
   2591 #define PSL_XOR_MASK	(PSL_V|PSL_C|PSL_Z|PSL_N|PSL_PF)
   2592 EXEC_INSTR(8, xor)
   2593 EXEC_INSTR(16, xor)
   2594 EXEC_INSTR(32, xor)
   2595 EXEC_INSTR(64, xor)
   2596 EXEC_DISPATCHER(xor)
   2597 
   2598 /* -------------------------------------------------------------------------- */
   2599 
   2600 /*
   2601  * Emulation functions. We don't care about the order of the operands, except
   2602  * for SUB, CMP and TEST. For these ones we look at mem->write todetermine who
   2603  * is op1 and who is op2.
   2604  */
   2605 
   2606 static void
   2607 x86_func_or(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2608 {
   2609 	uint64_t *retval = (uint64_t *)mem->data;
   2610 	const bool write = mem->write;
   2611 	uint64_t *op1, op2, fl, ret;
   2612 
   2613 	op1 = (uint64_t *)mem->data;
   2614 	op2 = 0;
   2615 
   2616 	/* Fetch the value to be OR'ed (op2). */
   2617 	mem->data = (uint8_t *)&op2;
   2618 	mem->write = false;
   2619 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2620 
   2621 	/* Perform the OR. */
   2622 	ret = exec_or(*op1, op2, &fl, mem->size);
   2623 
   2624 	if (write) {
   2625 		/* Write back the result. */
   2626 		mem->data = (uint8_t *)&ret;
   2627 		mem->write = true;
   2628 		(*__callbacks.mem)(mem);
   2629 	} else {
   2630 		/* Return data to the caller. */
   2631 		*retval = ret;
   2632 	}
   2633 
   2634 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_OR_MASK;
   2635 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_OR_MASK);
   2636 }
   2637 
   2638 static void
   2639 x86_func_and(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2640 {
   2641 	uint64_t *retval = (uint64_t *)mem->data;
   2642 	const bool write = mem->write;
   2643 	uint64_t *op1, op2, fl, ret;
   2644 
   2645 	op1 = (uint64_t *)mem->data;
   2646 	op2 = 0;
   2647 
   2648 	/* Fetch the value to be AND'ed (op2). */
   2649 	mem->data = (uint8_t *)&op2;
   2650 	mem->write = false;
   2651 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2652 
   2653 	/* Perform the AND. */
   2654 	ret = exec_and(*op1, op2, &fl, mem->size);
   2655 
   2656 	if (write) {
   2657 		/* Write back the result. */
   2658 		mem->data = (uint8_t *)&ret;
   2659 		mem->write = true;
   2660 		(*__callbacks.mem)(mem);
   2661 	} else {
   2662 		/* Return data to the caller. */
   2663 		*retval = ret;
   2664 	}
   2665 
   2666 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_AND_MASK;
   2667 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_AND_MASK);
   2668 }
   2669 
   2670 static void
   2671 x86_func_sub(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2672 {
   2673 	uint64_t *retval = (uint64_t *)mem->data;
   2674 	const bool write = mem->write;
   2675 	uint64_t *op1, *op2, fl, ret;
   2676 	uint64_t tmp;
   2677 	bool memop1;
   2678 
   2679 	memop1 = !mem->write;
   2680 	op1 = memop1 ? &tmp : (uint64_t *)mem->data;
   2681 	op2 = memop1 ? (uint64_t *)mem->data : &tmp;
   2682 
   2683 	/* Fetch the value to be SUB'ed (op1 or op2). */
   2684 	mem->data = (uint8_t *)&tmp;
   2685 	mem->write = false;
   2686 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2687 
   2688 	/* Perform the SUB. */
   2689 	ret = exec_sub(*op1, *op2, &fl, mem->size);
   2690 
   2691 	if (write) {
   2692 		/* Write back the result. */
   2693 		mem->data = (uint8_t *)&ret;
   2694 		mem->write = true;
   2695 		(*__callbacks.mem)(mem);
   2696 	} else {
   2697 		/* Return data to the caller. */
   2698 		*retval = ret;
   2699 	}
   2700 
   2701 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_SUB_MASK;
   2702 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_SUB_MASK);
   2703 }
   2704 
   2705 static void
   2706 x86_func_xor(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2707 {
   2708 	uint64_t *retval = (uint64_t *)mem->data;
   2709 	const bool write = mem->write;
   2710 	uint64_t *op1, op2, fl, ret;
   2711 
   2712 	op1 = (uint64_t *)mem->data;
   2713 	op2 = 0;
   2714 
   2715 	/* Fetch the value to be XOR'ed (op2). */
   2716 	mem->data = (uint8_t *)&op2;
   2717 	mem->write = false;
   2718 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2719 
   2720 	/* Perform the XOR. */
   2721 	ret = exec_xor(*op1, op2, &fl, mem->size);
   2722 
   2723 	if (write) {
   2724 		/* Write back the result. */
   2725 		mem->data = (uint8_t *)&ret;
   2726 		mem->write = true;
   2727 		(*__callbacks.mem)(mem);
   2728 	} else {
   2729 		/* Return data to the caller. */
   2730 		*retval = ret;
   2731 	}
   2732 
   2733 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_XOR_MASK;
   2734 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_XOR_MASK);
   2735 }
   2736 
   2737 static void
   2738 x86_func_cmp(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2739 {
   2740 	uint64_t *op1, *op2, fl;
   2741 	uint64_t tmp;
   2742 	bool memop1;
   2743 
   2744 	memop1 = !mem->write;
   2745 	op1 = memop1 ? &tmp : (uint64_t *)mem->data;
   2746 	op2 = memop1 ? (uint64_t *)mem->data : &tmp;
   2747 
   2748 	/* Fetch the value to be CMP'ed (op1 or op2). */
   2749 	mem->data = (uint8_t *)&tmp;
   2750 	mem->write = false;
   2751 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2752 
   2753 	/* Perform the CMP. */
   2754 	exec_sub(*op1, *op2, &fl, mem->size);
   2755 
   2756 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_SUB_MASK;
   2757 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_SUB_MASK);
   2758 }
   2759 
   2760 static void
   2761 x86_func_test(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2762 {
   2763 	uint64_t *op1, *op2, fl;
   2764 	uint64_t tmp;
   2765 	bool memop1;
   2766 
   2767 	memop1 = !mem->write;
   2768 	op1 = memop1 ? &tmp : (uint64_t *)mem->data;
   2769 	op2 = memop1 ? (uint64_t *)mem->data : &tmp;
   2770 
   2771 	/* Fetch the value to be TEST'ed (op1 or op2). */
   2772 	mem->data = (uint8_t *)&tmp;
   2773 	mem->write = false;
   2774 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2775 
   2776 	/* Perform the TEST. */
   2777 	exec_and(*op1, *op2, &fl, mem->size);
   2778 
   2779 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_AND_MASK;
   2780 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_AND_MASK);
   2781 }
   2782 
   2783 static void
   2784 x86_func_mov(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2785 {
   2786 	/*
   2787 	 * Nothing special, just move without emulation.
   2788 	 */
   2789 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2790 }
   2791 
   2792 static void
   2793 x86_func_stos(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2794 {
   2795 	/*
   2796 	 * Just move, and update RDI.
   2797 	 */
   2798 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2799 
   2800 	if (gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D) {
   2801 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] -= mem->size;
   2802 	} else {
   2803 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] += mem->size;
   2804 	}
   2805 }
   2806 
   2807 static void
   2808 x86_func_lods(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2809 {
   2810 	/*
   2811 	 * Just move, and update RSI.
   2812 	 */
   2813 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2814 
   2815 	if (gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D) {
   2816 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] -= mem->size;
   2817 	} else {
   2818 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] += mem->size;
   2819 	}
   2820 }
   2821 
   2822 static void
   2823 x86_func_movs(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2824 {
   2825 	/*
   2826 	 * Special instruction: double memory operand. Don't call the cb,
   2827 	 * because the storage has already been performed earlier.
   2828 	 */
   2829 
   2830 	if (gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D) {
   2831 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] -= mem->size;
   2832 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] -= mem->size;
   2833 	} else {
   2834 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] += mem->size;
   2835 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] += mem->size;
   2836 	}
   2837 }
   2838 
   2839 /* -------------------------------------------------------------------------- */
   2840 
   2841 static inline uint64_t
   2842 gpr_read_address(struct x86_instr *instr, struct nvmm_x64_state *state, int gpr)
   2843 {
   2844 	uint64_t val;
   2845 
   2846 	val = state->gprs[gpr];
   2847 	val &= size_to_mask(instr->address_size);
   2848 
   2849 	return val;
   2850 }
   2851 
   2852 static int
   2853 store_to_gva(struct nvmm_x64_state *state, struct x86_instr *instr,
   2854     struct x86_store *store, gvaddr_t *gvap, size_t size)
   2855 {
   2856 	struct x86_sib *sib;
   2857 	gvaddr_t gva = 0;
   2858 	uint64_t reg;
   2859 	int ret, seg;
   2860 
   2861 	if (store->type == STORE_SIB) {
   2862 		sib = &store->u.sib;
   2863 		if (sib->bas != NULL)
   2864 			gva += gpr_read_address(instr, state, sib->bas->num);
   2865 		if (sib->idx != NULL) {
   2866 			reg = gpr_read_address(instr, state, sib->idx->num);
   2867 			gva += sib->scale * reg;
   2868 		}
   2869 	} else if (store->type == STORE_REG) {
   2870 		if (store->u.reg == NULL) {
   2871 			/* The base is null. Happens with disp32-only. */
   2872 		} else {
   2873 			gva = gpr_read_address(instr, state, store->u.reg->num);
   2874 		}
   2875 	} else {
   2876 		gva = store->u.dmo;
   2877 	}
   2878 
   2879 	if (store->disp.type != DISP_NONE) {
   2880 		gva += store->disp.data;
   2881 	}
   2882 
   2883 	if (store->hardseg != -1) {
   2884 		seg = store->hardseg;
   2885 	} else {
   2886 		if (__predict_false(instr->legpref.seg != -1)) {
   2887 			seg = instr->legpref.seg;
   2888 		} else {
   2889 			seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2890 		}
   2891 	}
   2892 
   2893 	if (__predict_true(is_long_mode(state))) {
   2894 		if (seg == NVMM_X64_SEG_GS || seg == NVMM_X64_SEG_FS) {
   2895 			segment_apply(&state->segs[seg], &gva);
   2896 		}
   2897 	} else {
   2898 		ret = segment_check(&state->segs[seg], gva, size);
   2899 		if (ret == -1)
   2900 			return -1;
   2901 		segment_apply(&state->segs[seg], &gva);
   2902 	}
   2903 
   2904 	*gvap = gva;
   2905 	return 0;
   2906 }
   2907 
   2908 static int
   2909 fetch_segment(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state)
   2910 {
   2911 	uint8_t inst_bytes[5], byte;
   2912 	size_t i, fetchsize;
   2913 	gvaddr_t gva;
   2914 	int ret, seg;
   2915 
   2916 	fetchsize = sizeof(inst_bytes);
   2917 
   2918 	gva = state->gprs[NVMM_X64_GPR_RIP];
   2919 	if (__predict_false(!is_long_mode(state))) {
   2920 		ret = segment_check(&state->segs[NVMM_X64_SEG_CS], gva,
   2921 		    fetchsize);
   2922 		if (ret == -1)
   2923 			return -1;
   2924 		segment_apply(&state->segs[NVMM_X64_SEG_CS], &gva);
   2925 	}
   2926 
   2927 	ret = read_guest_memory(mach, state, gva, inst_bytes, fetchsize);
   2928 	if (ret == -1)
   2929 		return -1;
   2930 
   2931 	seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2932 	for (i = 0; i < fetchsize; i++) {
   2933 		byte = inst_bytes[i];
   2934 
   2935 		if (byte == LEG_OVR_DS) {
   2936 			seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2937 		} else if (byte == LEG_OVR_ES) {
   2938 			seg = NVMM_X64_SEG_ES;
   2939 		} else if (byte == LEG_OVR_GS) {
   2940 			seg = NVMM_X64_SEG_GS;
   2941 		} else if (byte == LEG_OVR_FS) {
   2942 			seg = NVMM_X64_SEG_FS;
   2943 		} else if (byte == LEG_OVR_CS) {
   2944 			seg = NVMM_X64_SEG_CS;
   2945 		} else if (byte == LEG_OVR_SS) {
   2946 			seg = NVMM_X64_SEG_SS;
   2947 		} else if (byte == LEG_OPR_OVR) {
   2948 			/* nothing */
   2949 		} else if (byte == LEG_ADR_OVR) {
   2950 			/* nothing */
   2951 		} else if (byte == LEG_REP) {
   2952 			/* nothing */
   2953 		} else if (byte == LEG_REPN) {
   2954 			/* nothing */
   2955 		} else if (byte == LEG_LOCK) {
   2956 			/* nothing */
   2957 		} else {
   2958 			return seg;
   2959 		}
   2960 	}
   2961 
   2962 	return seg;
   2963 }
   2964 
   2965 static int
   2966 fetch_instruction(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
   2967     struct nvmm_exit *exit)
   2968 {
   2969 	size_t fetchsize;
   2970 	gvaddr_t gva;
   2971 	int ret;
   2972 
   2973 	fetchsize = sizeof(exit->u.mem.inst_bytes);
   2974 
   2975 	gva = state->gprs[NVMM_X64_GPR_RIP];
   2976 	if (__predict_false(!is_long_mode(state))) {
   2977 		ret = segment_check(&state->segs[NVMM_X64_SEG_CS], gva,
   2978 		    fetchsize);
   2979 		if (ret == -1)
   2980 			return -1;
   2981 		segment_apply(&state->segs[NVMM_X64_SEG_CS], &gva);
   2982 	}
   2983 
   2984 	ret = read_guest_memory(mach, state, gva, exit->u.mem.inst_bytes,
   2985 	    fetchsize);
   2986 	if (ret == -1)
   2987 		return -1;
   2988 
   2989 	exit->u.mem.inst_len = fetchsize;
   2990 
   2991 	return 0;
   2992 }
   2993 
   2994 static int
   2995 assist_mem_double(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
   2996     struct x86_instr *instr)
   2997 {
   2998 	struct nvmm_mem mem;
   2999 	uint8_t data[8];
   3000 	gvaddr_t gva;
   3001 	size_t size;
   3002 	int ret;
   3003 
   3004 	size = instr->operand_size;
   3005 
   3006 	/* Source. */
   3007 	ret = store_to_gva(state, instr, &instr->src, &gva, size);
   3008 	if (ret == -1)
   3009 		return -1;
   3010 	ret = read_guest_memory(mach, state, gva, data, size);
   3011 	if (ret == -1)
   3012 		return -1;
   3013 
   3014 	/* Destination. */
   3015 	ret = store_to_gva(state, instr, &instr->dst, &gva, size);
   3016 	if (ret == -1)
   3017 		return -1;
   3018 	ret = write_guest_memory(mach, state, gva, data, size);
   3019 	if (ret == -1)
   3020 		return -1;
   3021 
   3022 	mem.size = size;
   3023 	(*instr->emul->func)(&mem, state->gprs);
   3024 
   3025 	return 0;
   3026 }
   3027 
   3028 #define DISASSEMBLER_BUG()	\
   3029 	do {			\
   3030 		errno = EINVAL;	\
   3031 		return -1;	\
   3032 	} while (0);
   3033 
   3034 static int
   3035 assist_mem_single(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
   3036     struct x86_instr *instr, struct nvmm_exit *exit)
   3037 {
   3038 	struct nvmm_mem mem;
   3039 	uint8_t membuf[8];
   3040 	uint64_t val;
   3041 
   3042 	memset(membuf, 0, sizeof(membuf));
   3043 
   3044 	mem.gpa = exit->u.mem.gpa;
   3045 	mem.size = instr->operand_size;
   3046 	mem.data = membuf;
   3047 
   3048 	/* Determine the direction. */
   3049 	switch (instr->src.type) {
   3050 	case STORE_REG:
   3051 		if (instr->src.disp.type != DISP_NONE) {
   3052 			/* Indirect access. */
   3053 			mem.write = false;
   3054 		} else {
   3055 			/* Direct access. */
   3056 			mem.write = true;
   3057 		}
   3058 		break;
   3059 	case STORE_IMM:
   3060 		mem.write = true;
   3061 		break;
   3062 	case STORE_SIB:
   3063 		mem.write = false;
   3064 		break;
   3065 	case STORE_DMO:
   3066 		mem.write = false;
   3067 		break;
   3068 	default:
   3069 		DISASSEMBLER_BUG();
   3070 	}
   3071 
   3072 	if (mem.write) {
   3073 		switch (instr->src.type) {
   3074 		case STORE_REG:
   3075 			if (instr->src.disp.type != DISP_NONE) {
   3076 				DISASSEMBLER_BUG();
   3077 			}
   3078 			val = state->gprs[instr->src.u.reg->num];
   3079 			val = __SHIFTOUT(val, instr->src.u.reg->mask);
   3080 			memcpy(mem.data, &val, mem.size);
   3081 			break;
   3082 		case STORE_IMM:
   3083 			memcpy(mem.data, &instr->src.u.imm.data, mem.size);
   3084 			break;
   3085 		default:
   3086 			DISASSEMBLER_BUG();
   3087 		}
   3088 	} else if (instr->emul->read) {
   3089 		if (instr->dst.type != STORE_REG) {
   3090 			DISASSEMBLER_BUG();
   3091 		}
   3092 		if (instr->dst.disp.type != DISP_NONE) {
   3093 			DISASSEMBLER_BUG();
   3094 		}
   3095 		val = state->gprs[instr->dst.u.reg->num];
   3096 		val = __SHIFTOUT(val, instr->dst.u.reg->mask);
   3097 		memcpy(mem.data, &val, mem.size);
   3098 	}
   3099 
   3100 	(*instr->emul->func)(&mem, state->gprs);
   3101 
   3102 	if (!instr->emul->notouch && !mem.write) {
   3103 		if (instr->dst.type != STORE_REG) {
   3104 			DISASSEMBLER_BUG();
   3105 		}
   3106 		memcpy(&val, membuf, sizeof(uint64_t));
   3107 		val = __SHIFTIN(val, instr->dst.u.reg->mask);
   3108 		state->gprs[instr->dst.u.reg->num] &= ~instr->dst.u.reg->mask;
   3109 		state->gprs[instr->dst.u.reg->num] |= val;
   3110 		state->gprs[instr->dst.u.reg->num] &= ~instr->zeroextend_mask;
   3111 	}
   3112 
   3113 	return 0;
   3114 }
   3115 
   3116 int
   3117 nvmm_assist_mem(struct nvmm_machine *mach, nvmm_cpuid_t cpuid,
   3118     struct nvmm_exit *exit)
   3119 {
   3120 	struct nvmm_x64_state state;
   3121 	struct x86_instr instr;
   3122 	uint64_t cnt = 0; /* GCC */
   3123 	int ret;
   3124 
   3125 	if (__predict_false(exit->reason != NVMM_EXIT_MEMORY)) {
   3126 		errno = EINVAL;
   3127 		return -1;
   3128 	}
   3129 
   3130 	ret = nvmm_vcpu_getstate(mach, cpuid, &state,
   3131 	    NVMM_X64_STATE_GPRS | NVMM_X64_STATE_SEGS |
   3132 	    NVMM_X64_STATE_CRS | NVMM_X64_STATE_MSRS);
   3133 	if (ret == -1)
   3134 		return -1;
   3135 
   3136 	if (exit->u.mem.inst_len == 0) {
   3137 		/*
   3138 		 * The instruction was not fetched from the kernel. Fetch
   3139 		 * it ourselves.
   3140 		 */
   3141 		ret = fetch_instruction(mach, &state, exit);
   3142 		if (ret == -1)
   3143 			return -1;
   3144 	}
   3145 
   3146 	ret = x86_decode(exit->u.mem.inst_bytes, exit->u.mem.inst_len,
   3147 	    &instr, &state);
   3148 	if (ret == -1) {
   3149 		errno = ENODEV;
   3150 		return -1;
   3151 	}
   3152 
   3153 	if (instr.legpref.rep || instr.legpref.repn) {
   3154 		cnt = rep_get_cnt(&state, instr.address_size);
   3155 		if (__predict_false(cnt == 0)) {
   3156 			state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] += instr.len;
   3157 			goto out;
   3158 		}
   3159 	}
   3160 
   3161 	if (instr.opcode->movs) {
   3162 		ret = assist_mem_double(mach, &state, &instr);
   3163 	} else {
   3164 		ret = assist_mem_single(mach, &state, &instr, exit);
   3165 	}
   3166 	if (ret == -1) {
   3167 		errno = ENODEV;
   3168 		return -1;
   3169 	}
   3170 
   3171 	if (instr.legpref.rep || instr.legpref.repn) {
   3172 		cnt -= 1;
   3173 		rep_set_cnt(&state, instr.address_size, cnt);
   3174 		if (cnt == 0) {
   3175 			state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] += instr.len;
   3176 		} else if (__predict_false(instr.legpref.repn)) {
   3177 			if (state.gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_Z) {
   3178 				state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] += instr.len;
   3179 			}
   3180 		}
   3181 	} else {
   3182 		state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] += instr.len;
   3183 	}
   3184 
   3185 out:
   3186 	ret = nvmm_vcpu_setstate(mach, cpuid, &state, NVMM_X64_STATE_GPRS);
   3187 	if (ret == -1)
   3188 		return -1;
   3189 
   3190 	return 0;
   3191 }
   3192