Home | History | Annotate | Line # | Download | only in libnvmm
libnvmm_x86.c revision 1.29
      1 /*	$NetBSD: libnvmm_x86.c,v 1.29 2019/04/28 14:22:13 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 #define MIN(X, Y) (((X) < (Y)) ? (X) : (Y))
     47 #define __cacheline_aligned __attribute__((__aligned__(64)))
     48 
     49 #include <x86/specialreg.h>
     50 
     51 /* -------------------------------------------------------------------------- */
     52 
     53 static void
     54 nvmm_arch_copystate(void *_dst, void *_src, uint64_t flags)
     55 {
     56 	struct nvmm_x64_state *src = _src;
     57 	struct nvmm_x64_state *dst = _dst;
     58 
     59 	if (flags & NVMM_X64_STATE_GPRS) {
     60 		memcpy(dst->gprs, src->gprs, sizeof(dst->gprs));
     61 	}
     62 	if (flags & NVMM_X64_STATE_SEGS) {
     63 		memcpy(dst->segs, src->segs, sizeof(dst->segs));
     64 	}
     65 	if (flags & NVMM_X64_STATE_CRS) {
     66 		memcpy(dst->crs, src->crs, sizeof(dst->crs));
     67 	}
     68 	if (flags & NVMM_X64_STATE_DRS) {
     69 		memcpy(dst->drs, src->drs, sizeof(dst->drs));
     70 	}
     71 	if (flags & NVMM_X64_STATE_MSRS) {
     72 		memcpy(dst->msrs, src->msrs, sizeof(dst->msrs));
     73 	}
     74 	if (flags & NVMM_X64_STATE_INTR) {
     75 		memcpy(&dst->intr, &src->intr, sizeof(dst->intr));
     76 	}
     77 	if (flags & NVMM_X64_STATE_FPU) {
     78 		memcpy(&dst->fpu, &src->fpu, sizeof(dst->fpu));
     79 	}
     80 }
     81 
     82 /* -------------------------------------------------------------------------- */
     83 
     84 /*
     85  * Undocumented debugging function. Helpful.
     86  */
     87 int
     88 nvmm_vcpu_dump(struct nvmm_machine *mach, nvmm_cpuid_t cpuid)
     89 {
     90 	struct nvmm_x64_state state;
     91 	uint16_t *attr;
     92 	size_t i;
     93 	int ret;
     94 
     95 	const char *segnames[] = {
     96 		"ES", "CS", "SS", "DS", "FS", "GS", "GDT", "IDT", "LDT", "TR"
     97 	};
     98 
     99 	ret = nvmm_vcpu_getstate(mach, cpuid, &state, NVMM_X64_STATE_ALL);
    100 	if (ret == -1)
    101 		return -1;
    102 
    103 	printf("+ VCPU id=%d\n", (int)cpuid);
    104 	printf("| -> RIP=%"PRIx64"\n", state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP]);
    105 	printf("| -> RSP=%"PRIx64"\n", state.gprs[NVMM_X64_GPR_RSP]);
    106 	printf("| -> RAX=%"PRIx64"\n", state.gprs[NVMM_X64_GPR_RAX]);
    107 	printf("| -> RBX=%"PRIx64"\n", state.gprs[NVMM_X64_GPR_RBX]);
    108 	printf("| -> RCX=%"PRIx64"\n", state.gprs[NVMM_X64_GPR_RCX]);
    109 	printf("| -> RFLAGS=%p\n", (void *)state.gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS]);
    110 	for (i = 0; i < NVMM_X64_NSEG; i++) {
    111 		attr = (uint16_t *)&state.segs[i].attrib;
    112 		printf("| -> %s: sel=0x%x base=%"PRIx64", limit=%x, attrib=%x\n",
    113 		    segnames[i],
    114 		    state.segs[i].selector,
    115 		    state.segs[i].base,
    116 		    state.segs[i].limit,
    117 		    *attr);
    118 	}
    119 	printf("| -> MSR_EFER=%"PRIx64"\n", state.msrs[NVMM_X64_MSR_EFER]);
    120 	printf("| -> CR0=%"PRIx64"\n", state.crs[NVMM_X64_CR_CR0]);
    121 	printf("| -> CR3=%"PRIx64"\n", state.crs[NVMM_X64_CR_CR3]);
    122 	printf("| -> CR4=%"PRIx64"\n", state.crs[NVMM_X64_CR_CR4]);
    123 	printf("| -> CR8=%"PRIx64"\n", state.crs[NVMM_X64_CR_CR8]);
    124 
    125 	return 0;
    126 }
    127 
    128 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    129 
    130 #define PTE32_L1_SHIFT	12
    131 #define PTE32_L2_SHIFT	22
    132 
    133 #define PTE32_L2_MASK	0xffc00000
    134 #define PTE32_L1_MASK	0x003ff000
    135 
    136 #define PTE32_L2_FRAME	(PTE32_L2_MASK)
    137 #define PTE32_L1_FRAME	(PTE32_L2_FRAME|PTE32_L1_MASK)
    138 
    139 #define pte32_l1idx(va)	(((va) & PTE32_L1_MASK) >> PTE32_L1_SHIFT)
    140 #define pte32_l2idx(va)	(((va) & PTE32_L2_MASK) >> PTE32_L2_SHIFT)
    141 
    142 #define CR3_FRAME_32BIT	PG_FRAME
    143 
    144 typedef uint32_t pte_32bit_t;
    145 
    146 static int
    147 x86_gva_to_gpa_32bit(struct nvmm_machine *mach, uint64_t cr3,
    148     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, bool has_pse, nvmm_prot_t *prot)
    149 {
    150 	gpaddr_t L2gpa, L1gpa;
    151 	uintptr_t L2hva, L1hva;
    152 	pte_32bit_t *pdir, pte;
    153 	nvmm_prot_t pageprot;
    154 
    155 	/* We begin with an RWXU access. */
    156 	*prot = NVMM_PROT_ALL;
    157 
    158 	/* Parse L2. */
    159 	L2gpa = (cr3 & CR3_FRAME_32BIT);
    160 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L2gpa, &L2hva, &pageprot) == -1)
    161 		return -1;
    162 	pdir = (pte_32bit_t *)L2hva;
    163 	pte = pdir[pte32_l2idx(gva)];
    164 	if ((pte & PG_V) == 0)
    165 		return -1;
    166 	if ((pte & PG_u) == 0)
    167 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    168 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    169 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    170 	if ((pte & PG_PS) && !has_pse)
    171 		return -1;
    172 	if (pte & PG_PS) {
    173 		*gpa = (pte & PTE32_L2_FRAME);
    174 		*gpa = *gpa + (gva & PTE32_L1_MASK);
    175 		return 0;
    176 	}
    177 
    178 	/* Parse L1. */
    179 	L1gpa = (pte & PG_FRAME);
    180 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L1gpa, &L1hva, &pageprot) == -1)
    181 		return -1;
    182 	pdir = (pte_32bit_t *)L1hva;
    183 	pte = pdir[pte32_l1idx(gva)];
    184 	if ((pte & PG_V) == 0)
    185 		return -1;
    186 	if ((pte & PG_u) == 0)
    187 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    188 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    189 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    190 	if (pte & PG_PS)
    191 		return -1;
    192 
    193 	*gpa = (pte & PG_FRAME);
    194 	return 0;
    195 }
    196 
    197 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    198 
    199 #define	PTE32_PAE_L1_SHIFT	12
    200 #define	PTE32_PAE_L2_SHIFT	21
    201 #define	PTE32_PAE_L3_SHIFT	30
    202 
    203 #define	PTE32_PAE_L3_MASK	0xc0000000
    204 #define	PTE32_PAE_L2_MASK	0x3fe00000
    205 #define	PTE32_PAE_L1_MASK	0x001ff000
    206 
    207 #define	PTE32_PAE_L3_FRAME	(PTE32_PAE_L3_MASK)
    208 #define	PTE32_PAE_L2_FRAME	(PTE32_PAE_L3_FRAME|PTE32_PAE_L2_MASK)
    209 #define	PTE32_PAE_L1_FRAME	(PTE32_PAE_L2_FRAME|PTE32_PAE_L1_MASK)
    210 
    211 #define pte32_pae_l1idx(va)	(((va) & PTE32_PAE_L1_MASK) >> PTE32_PAE_L1_SHIFT)
    212 #define pte32_pae_l2idx(va)	(((va) & PTE32_PAE_L2_MASK) >> PTE32_PAE_L2_SHIFT)
    213 #define pte32_pae_l3idx(va)	(((va) & PTE32_PAE_L3_MASK) >> PTE32_PAE_L3_SHIFT)
    214 
    215 #define CR3_FRAME_32BIT_PAE	__BITS(31, 5)
    216 
    217 typedef uint64_t pte_32bit_pae_t;
    218 
    219 static int
    220 x86_gva_to_gpa_32bit_pae(struct nvmm_machine *mach, uint64_t cr3,
    221     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, nvmm_prot_t *prot)
    222 {
    223 	gpaddr_t L3gpa, L2gpa, L1gpa;
    224 	uintptr_t L3hva, L2hva, L1hva;
    225 	pte_32bit_pae_t *pdir, pte;
    226 	nvmm_prot_t pageprot;
    227 
    228 	/* We begin with an RWXU access. */
    229 	*prot = NVMM_PROT_ALL;
    230 
    231 	/* Parse L3. */
    232 	L3gpa = (cr3 & CR3_FRAME_32BIT_PAE);
    233 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L3gpa, &L3hva, &pageprot) == -1)
    234 		return -1;
    235 	pdir = (pte_32bit_pae_t *)L3hva;
    236 	pte = pdir[pte32_pae_l3idx(gva)];
    237 	if ((pte & PG_V) == 0)
    238 		return -1;
    239 	if (pte & PG_NX)
    240 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    241 	if (pte & PG_PS)
    242 		return -1;
    243 
    244 	/* Parse L2. */
    245 	L2gpa = (pte & PG_FRAME);
    246 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L2gpa, &L2hva, &pageprot) == -1)
    247 		return -1;
    248 	pdir = (pte_32bit_pae_t *)L2hva;
    249 	pte = pdir[pte32_pae_l2idx(gva)];
    250 	if ((pte & PG_V) == 0)
    251 		return -1;
    252 	if ((pte & PG_u) == 0)
    253 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    254 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    255 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    256 	if (pte & PG_NX)
    257 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    258 	if (pte & PG_PS) {
    259 		*gpa = (pte & PTE32_PAE_L2_FRAME);
    260 		*gpa = *gpa + (gva & PTE32_PAE_L1_MASK);
    261 		return 0;
    262 	}
    263 
    264 	/* Parse L1. */
    265 	L1gpa = (pte & PG_FRAME);
    266 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L1gpa, &L1hva, &pageprot) == -1)
    267 		return -1;
    268 	pdir = (pte_32bit_pae_t *)L1hva;
    269 	pte = pdir[pte32_pae_l1idx(gva)];
    270 	if ((pte & PG_V) == 0)
    271 		return -1;
    272 	if ((pte & PG_u) == 0)
    273 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    274 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    275 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    276 	if (pte & PG_NX)
    277 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    278 	if (pte & PG_PS)
    279 		return -1;
    280 
    281 	*gpa = (pte & PG_FRAME);
    282 	return 0;
    283 }
    284 
    285 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    286 
    287 #define PTE64_L1_SHIFT	12
    288 #define PTE64_L2_SHIFT	21
    289 #define PTE64_L3_SHIFT	30
    290 #define PTE64_L4_SHIFT	39
    291 
    292 #define PTE64_L4_MASK	0x0000ff8000000000
    293 #define PTE64_L3_MASK	0x0000007fc0000000
    294 #define PTE64_L2_MASK	0x000000003fe00000
    295 #define PTE64_L1_MASK	0x00000000001ff000
    296 
    297 #define PTE64_L4_FRAME	PTE64_L4_MASK
    298 #define PTE64_L3_FRAME	(PTE64_L4_FRAME|PTE64_L3_MASK)
    299 #define PTE64_L2_FRAME	(PTE64_L3_FRAME|PTE64_L2_MASK)
    300 #define PTE64_L1_FRAME	(PTE64_L2_FRAME|PTE64_L1_MASK)
    301 
    302 #define pte64_l1idx(va)	(((va) & PTE64_L1_MASK) >> PTE64_L1_SHIFT)
    303 #define pte64_l2idx(va)	(((va) & PTE64_L2_MASK) >> PTE64_L2_SHIFT)
    304 #define pte64_l3idx(va)	(((va) & PTE64_L3_MASK) >> PTE64_L3_SHIFT)
    305 #define pte64_l4idx(va)	(((va) & PTE64_L4_MASK) >> PTE64_L4_SHIFT)
    306 
    307 #define CR3_FRAME_64BIT	PG_FRAME
    308 
    309 typedef uint64_t pte_64bit_t;
    310 
    311 static inline bool
    312 x86_gva_64bit_canonical(gvaddr_t gva)
    313 {
    314 	/* Bits 63:47 must have the same value. */
    315 #define SIGN_EXTEND	0xffff800000000000ULL
    316 	return (gva & SIGN_EXTEND) == 0 || (gva & SIGN_EXTEND) == SIGN_EXTEND;
    317 }
    318 
    319 static int
    320 x86_gva_to_gpa_64bit(struct nvmm_machine *mach, uint64_t cr3,
    321     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, nvmm_prot_t *prot)
    322 {
    323 	gpaddr_t L4gpa, L3gpa, L2gpa, L1gpa;
    324 	uintptr_t L4hva, L3hva, L2hva, L1hva;
    325 	pte_64bit_t *pdir, pte;
    326 	nvmm_prot_t pageprot;
    327 
    328 	/* We begin with an RWXU access. */
    329 	*prot = NVMM_PROT_ALL;
    330 
    331 	if (!x86_gva_64bit_canonical(gva))
    332 		return -1;
    333 
    334 	/* Parse L4. */
    335 	L4gpa = (cr3 & CR3_FRAME_64BIT);
    336 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L4gpa, &L4hva, &pageprot) == -1)
    337 		return -1;
    338 	pdir = (pte_64bit_t *)L4hva;
    339 	pte = pdir[pte64_l4idx(gva)];
    340 	if ((pte & PG_V) == 0)
    341 		return -1;
    342 	if ((pte & PG_u) == 0)
    343 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    344 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    345 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    346 	if (pte & PG_NX)
    347 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    348 	if (pte & PG_PS)
    349 		return -1;
    350 
    351 	/* Parse L3. */
    352 	L3gpa = (pte & PG_FRAME);
    353 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L3gpa, &L3hva, &pageprot) == -1)
    354 		return -1;
    355 	pdir = (pte_64bit_t *)L3hva;
    356 	pte = pdir[pte64_l3idx(gva)];
    357 	if ((pte & PG_V) == 0)
    358 		return -1;
    359 	if ((pte & PG_u) == 0)
    360 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    361 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    362 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    363 	if (pte & PG_NX)
    364 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    365 	if (pte & PG_PS) {
    366 		*gpa = (pte & PTE64_L3_FRAME);
    367 		*gpa = *gpa + (gva & (PTE64_L2_MASK|PTE64_L1_MASK));
    368 		return 0;
    369 	}
    370 
    371 	/* Parse L2. */
    372 	L2gpa = (pte & PG_FRAME);
    373 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L2gpa, &L2hva, &pageprot) == -1)
    374 		return -1;
    375 	pdir = (pte_64bit_t *)L2hva;
    376 	pte = pdir[pte64_l2idx(gva)];
    377 	if ((pte & PG_V) == 0)
    378 		return -1;
    379 	if ((pte & PG_u) == 0)
    380 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    381 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    382 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    383 	if (pte & PG_NX)
    384 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    385 	if (pte & PG_PS) {
    386 		*gpa = (pte & PTE64_L2_FRAME);
    387 		*gpa = *gpa + (gva & PTE64_L1_MASK);
    388 		return 0;
    389 	}
    390 
    391 	/* Parse L1. */
    392 	L1gpa = (pte & PG_FRAME);
    393 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L1gpa, &L1hva, &pageprot) == -1)
    394 		return -1;
    395 	pdir = (pte_64bit_t *)L1hva;
    396 	pte = pdir[pte64_l1idx(gva)];
    397 	if ((pte & PG_V) == 0)
    398 		return -1;
    399 	if ((pte & PG_u) == 0)
    400 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    401 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    402 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    403 	if (pte & PG_NX)
    404 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    405 	if (pte & PG_PS)
    406 		return -1;
    407 
    408 	*gpa = (pte & PG_FRAME);
    409 	return 0;
    410 }
    411 
    412 static inline int
    413 x86_gva_to_gpa(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    414     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, nvmm_prot_t *prot)
    415 {
    416 	bool is_pae, is_lng, has_pse;
    417 	uint64_t cr3;
    418 	size_t off;
    419 	int ret;
    420 
    421 	if ((state->crs[NVMM_X64_CR_CR0] & CR0_PG) == 0) {
    422 		/* No paging. */
    423 		*prot = NVMM_PROT_ALL;
    424 		*gpa = gva;
    425 		return 0;
    426 	}
    427 
    428 	off = (gva & PAGE_MASK);
    429 	gva &= ~PAGE_MASK;
    430 
    431 	is_pae = (state->crs[NVMM_X64_CR_CR4] & CR4_PAE) != 0;
    432 	is_lng = (state->msrs[NVMM_X64_MSR_EFER] & EFER_LMA) != 0;
    433 	has_pse = (state->crs[NVMM_X64_CR_CR4] & CR4_PSE) != 0;
    434 	cr3 = state->crs[NVMM_X64_CR_CR3];
    435 
    436 	if (is_pae && is_lng) {
    437 		/* 64bit */
    438 		ret = x86_gva_to_gpa_64bit(mach, cr3, gva, gpa, prot);
    439 	} else if (is_pae && !is_lng) {
    440 		/* 32bit PAE */
    441 		ret = x86_gva_to_gpa_32bit_pae(mach, cr3, gva, gpa, prot);
    442 	} else if (!is_pae && !is_lng) {
    443 		/* 32bit */
    444 		ret = x86_gva_to_gpa_32bit(mach, cr3, gva, gpa, has_pse, prot);
    445 	} else {
    446 		ret = -1;
    447 	}
    448 
    449 	if (ret == -1) {
    450 		errno = EFAULT;
    451 	}
    452 
    453 	*gpa = *gpa + off;
    454 
    455 	return ret;
    456 }
    457 
    458 int
    459 nvmm_gva_to_gpa(struct nvmm_machine *mach, nvmm_cpuid_t cpuid,
    460     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, nvmm_prot_t *prot)
    461 {
    462 	struct nvmm_x64_state state;
    463 	int ret;
    464 
    465 	ret = nvmm_vcpu_getstate(mach, cpuid, &state,
    466 	    NVMM_X64_STATE_CRS | NVMM_X64_STATE_MSRS);
    467 	if (ret == -1)
    468 		return -1;
    469 
    470 	return x86_gva_to_gpa(mach, &state, gva, gpa, prot);
    471 }
    472 
    473 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    474 
    475 static inline bool
    476 is_long_mode(struct nvmm_x64_state *state)
    477 {
    478 	return (state->msrs[NVMM_X64_MSR_EFER] & EFER_LMA) != 0;
    479 }
    480 
    481 static inline bool
    482 is_64bit(struct nvmm_x64_state *state)
    483 {
    484 	return (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.l != 0);
    485 }
    486 
    487 static inline bool
    488 is_32bit(struct nvmm_x64_state *state)
    489 {
    490 	return (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.l == 0) &&
    491 	    (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.def == 1);
    492 }
    493 
    494 static inline bool
    495 is_16bit(struct nvmm_x64_state *state)
    496 {
    497 	return (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.l == 0) &&
    498 	    (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.def == 0);
    499 }
    500 
    501 static int
    502 segment_check(struct nvmm_x64_state_seg *seg, gvaddr_t gva, size_t size)
    503 {
    504 	uint64_t limit;
    505 
    506 	/*
    507 	 * This is incomplete. We should check topdown, etc, really that's
    508 	 * tiring.
    509 	 */
    510 	if (__predict_false(!seg->attrib.p)) {
    511 		goto error;
    512 	}
    513 
    514 	limit = (uint64_t)seg->limit + 1;
    515 	if (__predict_true(seg->attrib.g)) {
    516 		limit *= PAGE_SIZE;
    517 	}
    518 
    519 	if (__predict_false(gva + size > limit)) {
    520 		goto error;
    521 	}
    522 
    523 	return 0;
    524 
    525 error:
    526 	errno = EFAULT;
    527 	return -1;
    528 }
    529 
    530 static inline void
    531 segment_apply(struct nvmm_x64_state_seg *seg, gvaddr_t *gva)
    532 {
    533 	*gva += seg->base;
    534 }
    535 
    536 static inline uint64_t
    537 size_to_mask(size_t size)
    538 {
    539 	switch (size) {
    540 	case 1:
    541 		return 0x00000000000000FF;
    542 	case 2:
    543 		return 0x000000000000FFFF;
    544 	case 4:
    545 		return 0x00000000FFFFFFFF;
    546 	case 8:
    547 	default:
    548 		return 0xFFFFFFFFFFFFFFFF;
    549 	}
    550 }
    551 
    552 static uint64_t
    553 rep_get_cnt(struct nvmm_x64_state *state, size_t adsize)
    554 {
    555 	uint64_t mask, cnt;
    556 
    557 	mask = size_to_mask(adsize);
    558 	cnt = state->gprs[NVMM_X64_GPR_RCX] & mask;
    559 
    560 	return cnt;
    561 }
    562 
    563 static void
    564 rep_set_cnt(struct nvmm_x64_state *state, size_t adsize, uint64_t cnt)
    565 {
    566 	uint64_t mask;
    567 
    568 	/* XXX: should we zero-extend? */
    569 	mask = size_to_mask(adsize);
    570 	state->gprs[NVMM_X64_GPR_RCX] &= ~mask;
    571 	state->gprs[NVMM_X64_GPR_RCX] |= cnt;
    572 }
    573 
    574 static int
    575 read_guest_memory(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    576     gvaddr_t gva, uint8_t *data, size_t size)
    577 {
    578 	struct nvmm_mem mem;
    579 	nvmm_prot_t prot;
    580 	gpaddr_t gpa;
    581 	uintptr_t hva;
    582 	bool is_mmio;
    583 	int ret, remain;
    584 
    585 	ret = x86_gva_to_gpa(mach, state, gva, &gpa, &prot);
    586 	if (__predict_false(ret == -1)) {
    587 		return -1;
    588 	}
    589 	if (__predict_false(!(prot & NVMM_PROT_READ))) {
    590 		errno = EFAULT;
    591 		return -1;
    592 	}
    593 
    594 	if ((gva & PAGE_MASK) + size > PAGE_SIZE) {
    595 		remain = ((gva & PAGE_MASK) + size - PAGE_SIZE);
    596 	} else {
    597 		remain = 0;
    598 	}
    599 	size -= remain;
    600 
    601 	ret = nvmm_gpa_to_hva(mach, gpa, &hva, &prot);
    602 	is_mmio = (ret == -1);
    603 
    604 	if (is_mmio) {
    605 		mem.data = data;
    606 		mem.gpa = gpa;
    607 		mem.write = false;
    608 		mem.size = size;
    609 		(*__callbacks.mem)(&mem);
    610 	} else {
    611 		if (__predict_false(!(prot & NVMM_PROT_READ))) {
    612 			errno = EFAULT;
    613 			return -1;
    614 		}
    615 		memcpy(data, (uint8_t *)hva, size);
    616 	}
    617 
    618 	if (remain > 0) {
    619 		ret = read_guest_memory(mach, state, gva + size,
    620 		    data + size, remain);
    621 	} else {
    622 		ret = 0;
    623 	}
    624 
    625 	return ret;
    626 }
    627 
    628 static int
    629 write_guest_memory(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    630     gvaddr_t gva, uint8_t *data, size_t size)
    631 {
    632 	struct nvmm_mem mem;
    633 	nvmm_prot_t prot;
    634 	gpaddr_t gpa;
    635 	uintptr_t hva;
    636 	bool is_mmio;
    637 	int ret, remain;
    638 
    639 	ret = x86_gva_to_gpa(mach, state, gva, &gpa, &prot);
    640 	if (__predict_false(ret == -1)) {
    641 		return -1;
    642 	}
    643 	if (__predict_false(!(prot & NVMM_PROT_WRITE))) {
    644 		errno = EFAULT;
    645 		return -1;
    646 	}
    647 
    648 	if ((gva & PAGE_MASK) + size > PAGE_SIZE) {
    649 		remain = ((gva & PAGE_MASK) + size - PAGE_SIZE);
    650 	} else {
    651 		remain = 0;
    652 	}
    653 	size -= remain;
    654 
    655 	ret = nvmm_gpa_to_hva(mach, gpa, &hva, &prot);
    656 	is_mmio = (ret == -1);
    657 
    658 	if (is_mmio) {
    659 		mem.data = data;
    660 		mem.gpa = gpa;
    661 		mem.write = true;
    662 		mem.size = size;
    663 		(*__callbacks.mem)(&mem);
    664 	} else {
    665 		if (__predict_false(!(prot & NVMM_PROT_WRITE))) {
    666 			errno = EFAULT;
    667 			return -1;
    668 		}
    669 		memcpy((uint8_t *)hva, data, size);
    670 	}
    671 
    672 	if (remain > 0) {
    673 		ret = write_guest_memory(mach, state, gva + size,
    674 		    data + size, remain);
    675 	} else {
    676 		ret = 0;
    677 	}
    678 
    679 	return ret;
    680 }
    681 
    682 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    683 
    684 static int fetch_segment(struct nvmm_machine *, struct nvmm_x64_state *);
    685 
    686 #define NVMM_IO_BATCH_SIZE	32
    687 
    688 static int
    689 assist_io_batch(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    690     struct nvmm_io *io, gvaddr_t gva, uint64_t cnt)
    691 {
    692 	uint8_t iobuf[NVMM_IO_BATCH_SIZE];
    693 	size_t i, iosize, iocnt;
    694 	int ret;
    695 
    696 	cnt = MIN(cnt, NVMM_IO_BATCH_SIZE);
    697 	iosize = MIN(io->size * cnt, NVMM_IO_BATCH_SIZE);
    698 	iocnt = iosize / io->size;
    699 
    700 	io->data = iobuf;
    701 
    702 	if (!io->in) {
    703 		ret = read_guest_memory(mach, state, gva, iobuf, iosize);
    704 		if (ret == -1)
    705 			return -1;
    706 	}
    707 
    708 	for (i = 0; i < iocnt; i++) {
    709 		(*__callbacks.io)(io);
    710 		io->data += io->size;
    711 	}
    712 
    713 	if (io->in) {
    714 		ret = write_guest_memory(mach, state, gva, iobuf, iosize);
    715 		if (ret == -1)
    716 			return -1;
    717 	}
    718 
    719 	return iocnt;
    720 }
    721 
    722 int
    723 nvmm_assist_io(struct nvmm_machine *mach, nvmm_cpuid_t cpuid,
    724     struct nvmm_exit *exit)
    725 {
    726 	struct nvmm_x64_state state;
    727 	struct nvmm_io io;
    728 	uint64_t cnt = 0; /* GCC */
    729 	uint8_t iobuf[8];
    730 	int iocnt = 1;
    731 	gvaddr_t gva = 0; /* GCC */
    732 	int reg = 0; /* GCC */
    733 	int ret, seg;
    734 	bool psld = false;
    735 
    736 	if (__predict_false(exit->reason != NVMM_EXIT_IO)) {
    737 		errno = EINVAL;
    738 		return -1;
    739 	}
    740 
    741 	io.port = exit->u.io.port;
    742 	io.in = (exit->u.io.type == NVMM_EXIT_IO_IN);
    743 	io.size = exit->u.io.operand_size;
    744 	io.data = iobuf;
    745 
    746 	ret = nvmm_vcpu_getstate(mach, cpuid, &state,
    747 	    NVMM_X64_STATE_GPRS | NVMM_X64_STATE_SEGS |
    748 	    NVMM_X64_STATE_CRS | NVMM_X64_STATE_MSRS);
    749 	if (ret == -1)
    750 		return -1;
    751 
    752 	if (exit->u.io.rep) {
    753 		cnt = rep_get_cnt(&state, exit->u.io.address_size);
    754 		if (__predict_false(cnt == 0)) {
    755 			state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] = exit->u.io.npc;
    756 			goto out;
    757 		}
    758 	}
    759 
    760 	if (__predict_false(state.gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D)) {
    761 		psld = true;
    762 	}
    763 
    764 	/*
    765 	 * Determine GVA.
    766 	 */
    767 	if (exit->u.io.str) {
    768 		if (io.in) {
    769 			reg = NVMM_X64_GPR_RDI;
    770 		} else {
    771 			reg = NVMM_X64_GPR_RSI;
    772 		}
    773 
    774 		gva = state.gprs[reg];
    775 		gva &= size_to_mask(exit->u.io.address_size);
    776 
    777 		if (exit->u.io.seg != -1) {
    778 			seg = exit->u.io.seg;
    779 		} else {
    780 			if (io.in) {
    781 				seg = NVMM_X64_SEG_ES;
    782 			} else {
    783 				seg = fetch_segment(mach, &state);
    784 				if (seg == -1)
    785 					return -1;
    786 			}
    787 		}
    788 
    789 		if (__predict_true(is_long_mode(&state))) {
    790 			if (seg == NVMM_X64_SEG_GS || seg == NVMM_X64_SEG_FS) {
    791 				segment_apply(&state.segs[seg], &gva);
    792 			}
    793 		} else {
    794 			ret = segment_check(&state.segs[seg], gva, io.size);
    795 			if (ret == -1)
    796 				return -1;
    797 			segment_apply(&state.segs[seg], &gva);
    798 		}
    799 
    800 		if (exit->u.io.rep && !psld) {
    801 			iocnt = assist_io_batch(mach, &state, &io, gva, cnt);
    802 			if (iocnt == -1)
    803 				return -1;
    804 			goto done;
    805 		}
    806 	}
    807 
    808 	if (!io.in) {
    809 		if (!exit->u.io.str) {
    810 			memcpy(io.data, &state.gprs[NVMM_X64_GPR_RAX], io.size);
    811 		} else {
    812 			ret = read_guest_memory(mach, &state, gva, io.data,
    813 			    io.size);
    814 			if (ret == -1)
    815 				return -1;
    816 		}
    817 	}
    818 
    819 	(*__callbacks.io)(&io);
    820 
    821 	if (io.in) {
    822 		if (!exit->u.io.str) {
    823 			memcpy(&state.gprs[NVMM_X64_GPR_RAX], io.data, io.size);
    824 			if (io.size == 4) {
    825 				/* Zero-extend to 64 bits. */
    826 				state.gprs[NVMM_X64_GPR_RAX] &= size_to_mask(4);
    827 			}
    828 		} else {
    829 			ret = write_guest_memory(mach, &state, gva, io.data,
    830 			    io.size);
    831 			if (ret == -1)
    832 				return -1;
    833 		}
    834 	}
    835 
    836 done:
    837 	if (exit->u.io.str) {
    838 		if (__predict_false(psld)) {
    839 			state.gprs[reg] -= iocnt * io.size;
    840 		} else {
    841 			state.gprs[reg] += iocnt * io.size;
    842 		}
    843 	}
    844 
    845 	if (exit->u.io.rep) {
    846 		cnt -= iocnt;
    847 		rep_set_cnt(&state, exit->u.io.address_size, cnt);
    848 		if (cnt == 0) {
    849 			state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] = exit->u.io.npc;
    850 		}
    851 	} else {
    852 		state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] = exit->u.io.npc;
    853 	}
    854 
    855 out:
    856 	ret = nvmm_vcpu_setstate(mach, cpuid, &state, NVMM_X64_STATE_GPRS);
    857 	if (ret == -1)
    858 		return -1;
    859 
    860 	return 0;
    861 }
    862 
    863 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    864 
    865 struct x86_emul {
    866 	bool read;
    867 	bool notouch;
    868 	void (*func)(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    869 };
    870 
    871 static void x86_func_or(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    872 static void x86_func_and(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    873 static void x86_func_sub(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    874 static void x86_func_xor(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    875 static void x86_func_cmp(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    876 static void x86_func_test(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    877 static void x86_func_mov(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    878 static void x86_func_stos(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    879 static void x86_func_lods(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    880 static void x86_func_movs(struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    881 
    882 static const struct x86_emul x86_emul_or = {
    883 	.read = true,
    884 	.func = x86_func_or
    885 };
    886 
    887 static const struct x86_emul x86_emul_and = {
    888 	.read = true,
    889 	.func = x86_func_and
    890 };
    891 
    892 static const struct x86_emul x86_emul_sub = {
    893 	.read = true,
    894 	.func = x86_func_sub
    895 };
    896 
    897 static const struct x86_emul x86_emul_xor = {
    898 	.read = true,
    899 	.func = x86_func_xor
    900 };
    901 
    902 static const struct x86_emul x86_emul_cmp = {
    903 	.notouch = true,
    904 	.func = x86_func_cmp
    905 };
    906 
    907 static const struct x86_emul x86_emul_test = {
    908 	.notouch = true,
    909 	.func = x86_func_test
    910 };
    911 
    912 static const struct x86_emul x86_emul_mov = {
    913 	.func = x86_func_mov
    914 };
    915 
    916 static const struct x86_emul x86_emul_stos = {
    917 	.func = x86_func_stos
    918 };
    919 
    920 static const struct x86_emul x86_emul_lods = {
    921 	.func = x86_func_lods
    922 };
    923 
    924 static const struct x86_emul x86_emul_movs = {
    925 	.func = x86_func_movs
    926 };
    927 
    928 /* Legacy prefixes. */
    929 #define LEG_LOCK	0xF0
    930 #define LEG_REPN	0xF2
    931 #define LEG_REP		0xF3
    932 #define LEG_OVR_CS	0x2E
    933 #define LEG_OVR_SS	0x36
    934 #define LEG_OVR_DS	0x3E
    935 #define LEG_OVR_ES	0x26
    936 #define LEG_OVR_FS	0x64
    937 #define LEG_OVR_GS	0x65
    938 #define LEG_OPR_OVR	0x66
    939 #define LEG_ADR_OVR	0x67
    940 
    941 struct x86_legpref {
    942 	bool opr_ovr:1;
    943 	bool adr_ovr:1;
    944 	bool rep:1;
    945 	bool repn:1;
    946 	int8_t seg;
    947 };
    948 
    949 struct x86_rexpref {
    950 	bool b:1;
    951 	bool x:1;
    952 	bool r:1;
    953 	bool w:1;
    954 	bool present:1;
    955 };
    956 
    957 struct x86_reg {
    958 	int num;	/* NVMM GPR state index */
    959 	uint64_t mask;
    960 };
    961 
    962 enum x86_disp_type {
    963 	DISP_NONE,
    964 	DISP_0,
    965 	DISP_1,
    966 	DISP_4
    967 };
    968 
    969 struct x86_disp {
    970 	enum x86_disp_type type;
    971 	uint64_t data; /* 4 bytes, but can be sign-extended */
    972 };
    973 
    974 enum REGMODRM__Mod {
    975 	MOD_DIS0, /* also, register indirect */
    976 	MOD_DIS1,
    977 	MOD_DIS4,
    978 	MOD_REG
    979 };
    980 
    981 enum REGMODRM__Reg {
    982 	REG_000, /* these fields are indexes to the register map */
    983 	REG_001,
    984 	REG_010,
    985 	REG_011,
    986 	REG_100,
    987 	REG_101,
    988 	REG_110,
    989 	REG_111
    990 };
    991 
    992 enum REGMODRM__Rm {
    993 	RM_000, /* reg */
    994 	RM_001, /* reg */
    995 	RM_010, /* reg */
    996 	RM_011, /* reg */
    997 	RM_RSP_SIB, /* reg or SIB, depending on the MOD */
    998 	RM_RBP_DISP32, /* reg or displacement-only (= RIP-relative on amd64) */
    999 	RM_110,
   1000 	RM_111
   1001 };
   1002 
   1003 struct x86_regmodrm {
   1004 	uint8_t mod:2;
   1005 	uint8_t reg:3;
   1006 	uint8_t rm:3;
   1007 };
   1008 
   1009 struct x86_immediate {
   1010 	uint64_t data;
   1011 };
   1012 
   1013 struct x86_sib {
   1014 	uint8_t scale;
   1015 	const struct x86_reg *idx;
   1016 	const struct x86_reg *bas;
   1017 };
   1018 
   1019 enum x86_store_type {
   1020 	STORE_NONE,
   1021 	STORE_REG,
   1022 	STORE_IMM,
   1023 	STORE_SIB,
   1024 	STORE_DMO
   1025 };
   1026 
   1027 struct x86_store {
   1028 	enum x86_store_type type;
   1029 	union {
   1030 		const struct x86_reg *reg;
   1031 		struct x86_immediate imm;
   1032 		struct x86_sib sib;
   1033 		uint64_t dmo;
   1034 	} u;
   1035 	struct x86_disp disp;
   1036 	int hardseg;
   1037 };
   1038 
   1039 struct x86_instr {
   1040 	uint8_t len;
   1041 	struct x86_legpref legpref;
   1042 	struct x86_rexpref rexpref;
   1043 	struct x86_regmodrm regmodrm;
   1044 	uint8_t operand_size;
   1045 	uint8_t address_size;
   1046 	uint64_t zeroextend_mask;
   1047 
   1048 	const struct x86_opcode *opcode;
   1049 	const struct x86_emul *emul;
   1050 
   1051 	struct x86_store src;
   1052 	struct x86_store dst;
   1053 	struct x86_store *strm;
   1054 };
   1055 
   1056 struct x86_decode_fsm {
   1057 	/* vcpu */
   1058 	bool is64bit;
   1059 	bool is32bit;
   1060 	bool is16bit;
   1061 
   1062 	/* fsm */
   1063 	int (*fn)(struct x86_decode_fsm *, struct x86_instr *);
   1064 	uint8_t *buf;
   1065 	uint8_t *end;
   1066 };
   1067 
   1068 struct x86_opcode {
   1069 	bool valid:1;
   1070 	bool regmodrm:1;
   1071 	bool regtorm:1;
   1072 	bool dmo:1;
   1073 	bool todmo:1;
   1074 	bool movs:1;
   1075 	bool stos:1;
   1076 	bool lods:1;
   1077 	bool szoverride:1;
   1078 	bool group1:1;
   1079 	bool group3:1;
   1080 	bool group11:1;
   1081 	bool immediate:1;
   1082 	uint8_t defsize;
   1083 	uint8_t flags;
   1084 	const struct x86_emul *emul;
   1085 };
   1086 
   1087 struct x86_group_entry {
   1088 	const struct x86_emul *emul;
   1089 };
   1090 
   1091 #define OPSIZE_BYTE 0x01
   1092 #define OPSIZE_WORD 0x02 /* 2 bytes */
   1093 #define OPSIZE_DOUB 0x04 /* 4 bytes */
   1094 #define OPSIZE_QUAD 0x08 /* 8 bytes */
   1095 
   1096 #define FLAG_imm8	0x01
   1097 #define FLAG_immz	0x02
   1098 #define FLAG_ze		0x04
   1099 
   1100 static const struct x86_group_entry group1[8] __cacheline_aligned = {
   1101 	[1] = { .emul = &x86_emul_or },
   1102 	[4] = { .emul = &x86_emul_and },
   1103 	[6] = { .emul = &x86_emul_xor },
   1104 	[7] = { .emul = &x86_emul_cmp }
   1105 };
   1106 
   1107 static const struct x86_group_entry group3[8] __cacheline_aligned = {
   1108 	[0] = { .emul = &x86_emul_test },
   1109 	[1] = { .emul = &x86_emul_test }
   1110 };
   1111 
   1112 static const struct x86_group_entry group11[8] __cacheline_aligned = {
   1113 	[0] = { .emul = &x86_emul_mov }
   1114 };
   1115 
   1116 static const struct x86_opcode primary_opcode_table[256] __cacheline_aligned = {
   1117 	/*
   1118 	 * Group1
   1119 	 */
   1120 	[0x80] = {
   1121 		/* Eb, Ib */
   1122 		.valid = true,
   1123 		.regmodrm = true,
   1124 		.regtorm = true,
   1125 		.szoverride = false,
   1126 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1127 		.group1 = true,
   1128 		.immediate = true,
   1129 		.emul = NULL /* group1 */
   1130 	},
   1131 	[0x81] = {
   1132 		/* Ev, Iz */
   1133 		.valid = true,
   1134 		.regmodrm = true,
   1135 		.regtorm = true,
   1136 		.szoverride = true,
   1137 		.defsize = -1,
   1138 		.group1 = true,
   1139 		.immediate = true,
   1140 		.flags = FLAG_immz,
   1141 		.emul = NULL /* group1 */
   1142 	},
   1143 	[0x83] = {
   1144 		/* Ev, Ib */
   1145 		.valid = true,
   1146 		.regmodrm = true,
   1147 		.regtorm = true,
   1148 		.szoverride = true,
   1149 		.defsize = -1,
   1150 		.group1 = true,
   1151 		.immediate = true,
   1152 		.flags = FLAG_imm8,
   1153 		.emul = NULL /* group1 */
   1154 	},
   1155 
   1156 	/*
   1157 	 * Group3
   1158 	 */
   1159 	[0xF6] = {
   1160 		/* Eb, Ib */
   1161 		.valid = true,
   1162 		.regmodrm = true,
   1163 		.regtorm = true,
   1164 		.szoverride = false,
   1165 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1166 		.group3 = true,
   1167 		.immediate = true,
   1168 		.emul = NULL /* group3 */
   1169 	},
   1170 	[0xF7] = {
   1171 		/* Ev, Iz */
   1172 		.valid = true,
   1173 		.regmodrm = true,
   1174 		.regtorm = true,
   1175 		.szoverride = true,
   1176 		.defsize = -1,
   1177 		.group3 = true,
   1178 		.immediate = true,
   1179 		.flags = FLAG_immz,
   1180 		.emul = NULL /* group3 */
   1181 	},
   1182 
   1183 	/*
   1184 	 * Group11
   1185 	 */
   1186 	[0xC6] = {
   1187 		/* Eb, Ib */
   1188 		.valid = true,
   1189 		.regmodrm = true,
   1190 		.regtorm = true,
   1191 		.szoverride = false,
   1192 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1193 		.group11 = true,
   1194 		.immediate = true,
   1195 		.emul = NULL /* group11 */
   1196 	},
   1197 	[0xC7] = {
   1198 		/* Ev, Iz */
   1199 		.valid = true,
   1200 		.regmodrm = true,
   1201 		.regtorm = true,
   1202 		.szoverride = true,
   1203 		.defsize = -1,
   1204 		.group11 = true,
   1205 		.immediate = true,
   1206 		.flags = FLAG_immz,
   1207 		.emul = NULL /* group11 */
   1208 	},
   1209 
   1210 	/*
   1211 	 * OR
   1212 	 */
   1213 	[0x08] = {
   1214 		/* Eb, Gb */
   1215 		.valid = true,
   1216 		.regmodrm = true,
   1217 		.regtorm = true,
   1218 		.szoverride = false,
   1219 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1220 		.emul = &x86_emul_or
   1221 	},
   1222 	[0x09] = {
   1223 		/* Ev, Gv */
   1224 		.valid = true,
   1225 		.regmodrm = true,
   1226 		.regtorm = true,
   1227 		.szoverride = true,
   1228 		.defsize = -1,
   1229 		.emul = &x86_emul_or
   1230 	},
   1231 	[0x0A] = {
   1232 		/* Gb, Eb */
   1233 		.valid = true,
   1234 		.regmodrm = true,
   1235 		.regtorm = false,
   1236 		.szoverride = false,
   1237 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1238 		.emul = &x86_emul_or
   1239 	},
   1240 	[0x0B] = {
   1241 		/* Gv, Ev */
   1242 		.valid = true,
   1243 		.regmodrm = true,
   1244 		.regtorm = false,
   1245 		.szoverride = true,
   1246 		.defsize = -1,
   1247 		.emul = &x86_emul_or
   1248 	},
   1249 
   1250 	/*
   1251 	 * AND
   1252 	 */
   1253 	[0x20] = {
   1254 		/* Eb, Gb */
   1255 		.valid = true,
   1256 		.regmodrm = true,
   1257 		.regtorm = true,
   1258 		.szoverride = false,
   1259 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1260 		.emul = &x86_emul_and
   1261 	},
   1262 	[0x21] = {
   1263 		/* Ev, Gv */
   1264 		.valid = true,
   1265 		.regmodrm = true,
   1266 		.regtorm = true,
   1267 		.szoverride = true,
   1268 		.defsize = -1,
   1269 		.emul = &x86_emul_and
   1270 	},
   1271 	[0x22] = {
   1272 		/* Gb, Eb */
   1273 		.valid = true,
   1274 		.regmodrm = true,
   1275 		.regtorm = false,
   1276 		.szoverride = false,
   1277 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1278 		.emul = &x86_emul_and
   1279 	},
   1280 	[0x23] = {
   1281 		/* Gv, Ev */
   1282 		.valid = true,
   1283 		.regmodrm = true,
   1284 		.regtorm = false,
   1285 		.szoverride = true,
   1286 		.defsize = -1,
   1287 		.emul = &x86_emul_and
   1288 	},
   1289 
   1290 	/*
   1291 	 * SUB
   1292 	 */
   1293 	[0x28] = {
   1294 		/* Eb, Gb */
   1295 		.valid = true,
   1296 		.regmodrm = true,
   1297 		.regtorm = true,
   1298 		.szoverride = false,
   1299 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1300 		.emul = &x86_emul_sub
   1301 	},
   1302 	[0x29] = {
   1303 		/* Ev, Gv */
   1304 		.valid = true,
   1305 		.regmodrm = true,
   1306 		.regtorm = true,
   1307 		.szoverride = true,
   1308 		.defsize = -1,
   1309 		.emul = &x86_emul_sub
   1310 	},
   1311 	[0x2A] = {
   1312 		/* Gb, Eb */
   1313 		.valid = true,
   1314 		.regmodrm = true,
   1315 		.regtorm = false,
   1316 		.szoverride = false,
   1317 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1318 		.emul = &x86_emul_sub
   1319 	},
   1320 	[0x2B] = {
   1321 		/* Gv, Ev */
   1322 		.valid = true,
   1323 		.regmodrm = true,
   1324 		.regtorm = false,
   1325 		.szoverride = true,
   1326 		.defsize = -1,
   1327 		.emul = &x86_emul_sub
   1328 	},
   1329 
   1330 	/*
   1331 	 * XOR
   1332 	 */
   1333 	[0x30] = {
   1334 		/* Eb, Gb */
   1335 		.valid = true,
   1336 		.regmodrm = true,
   1337 		.regtorm = true,
   1338 		.szoverride = false,
   1339 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1340 		.emul = &x86_emul_xor
   1341 	},
   1342 	[0x31] = {
   1343 		/* Ev, Gv */
   1344 		.valid = true,
   1345 		.regmodrm = true,
   1346 		.regtorm = true,
   1347 		.szoverride = true,
   1348 		.defsize = -1,
   1349 		.emul = &x86_emul_xor
   1350 	},
   1351 	[0x32] = {
   1352 		/* Gb, Eb */
   1353 		.valid = true,
   1354 		.regmodrm = true,
   1355 		.regtorm = false,
   1356 		.szoverride = false,
   1357 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1358 		.emul = &x86_emul_xor
   1359 	},
   1360 	[0x33] = {
   1361 		/* Gv, Ev */
   1362 		.valid = true,
   1363 		.regmodrm = true,
   1364 		.regtorm = false,
   1365 		.szoverride = true,
   1366 		.defsize = -1,
   1367 		.emul = &x86_emul_xor
   1368 	},
   1369 
   1370 	/*
   1371 	 * MOV
   1372 	 */
   1373 	[0x88] = {
   1374 		/* Eb, Gb */
   1375 		.valid = true,
   1376 		.regmodrm = true,
   1377 		.regtorm = true,
   1378 		.szoverride = false,
   1379 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1380 		.emul = &x86_emul_mov
   1381 	},
   1382 	[0x89] = {
   1383 		/* Ev, Gv */
   1384 		.valid = true,
   1385 		.regmodrm = true,
   1386 		.regtorm = true,
   1387 		.szoverride = true,
   1388 		.defsize = -1,
   1389 		.emul = &x86_emul_mov
   1390 	},
   1391 	[0x8A] = {
   1392 		/* Gb, Eb */
   1393 		.valid = true,
   1394 		.regmodrm = true,
   1395 		.regtorm = false,
   1396 		.szoverride = false,
   1397 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1398 		.emul = &x86_emul_mov
   1399 	},
   1400 	[0x8B] = {
   1401 		/* Gv, Ev */
   1402 		.valid = true,
   1403 		.regmodrm = true,
   1404 		.regtorm = false,
   1405 		.szoverride = true,
   1406 		.defsize = -1,
   1407 		.emul = &x86_emul_mov
   1408 	},
   1409 	[0xA0] = {
   1410 		/* AL, Ob */
   1411 		.valid = true,
   1412 		.dmo = true,
   1413 		.todmo = false,
   1414 		.szoverride = false,
   1415 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1416 		.emul = &x86_emul_mov
   1417 	},
   1418 	[0xA1] = {
   1419 		/* rAX, Ov */
   1420 		.valid = true,
   1421 		.dmo = true,
   1422 		.todmo = false,
   1423 		.szoverride = true,
   1424 		.defsize = -1,
   1425 		.emul = &x86_emul_mov
   1426 	},
   1427 	[0xA2] = {
   1428 		/* Ob, AL */
   1429 		.valid = true,
   1430 		.dmo = true,
   1431 		.todmo = true,
   1432 		.szoverride = false,
   1433 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1434 		.emul = &x86_emul_mov
   1435 	},
   1436 	[0xA3] = {
   1437 		/* Ov, rAX */
   1438 		.valid = true,
   1439 		.dmo = true,
   1440 		.todmo = true,
   1441 		.szoverride = true,
   1442 		.defsize = -1,
   1443 		.emul = &x86_emul_mov
   1444 	},
   1445 
   1446 	/*
   1447 	 * MOVS
   1448 	 */
   1449 	[0xA4] = {
   1450 		/* Yb, Xb */
   1451 		.valid = true,
   1452 		.movs = true,
   1453 		.szoverride = false,
   1454 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1455 		.emul = &x86_emul_movs
   1456 	},
   1457 	[0xA5] = {
   1458 		/* Yv, Xv */
   1459 		.valid = true,
   1460 		.movs = true,
   1461 		.szoverride = true,
   1462 		.defsize = -1,
   1463 		.emul = &x86_emul_movs
   1464 	},
   1465 
   1466 	/*
   1467 	 * STOS
   1468 	 */
   1469 	[0xAA] = {
   1470 		/* Yb, AL */
   1471 		.valid = true,
   1472 		.stos = true,
   1473 		.szoverride = false,
   1474 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1475 		.emul = &x86_emul_stos
   1476 	},
   1477 	[0xAB] = {
   1478 		/* Yv, rAX */
   1479 		.valid = true,
   1480 		.stos = true,
   1481 		.szoverride = true,
   1482 		.defsize = -1,
   1483 		.emul = &x86_emul_stos
   1484 	},
   1485 
   1486 	/*
   1487 	 * LODS
   1488 	 */
   1489 	[0xAC] = {
   1490 		/* AL, Xb */
   1491 		.valid = true,
   1492 		.lods = true,
   1493 		.szoverride = false,
   1494 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1495 		.emul = &x86_emul_lods
   1496 	},
   1497 	[0xAD] = {
   1498 		/* rAX, Xv */
   1499 		.valid = true,
   1500 		.lods = true,
   1501 		.szoverride = true,
   1502 		.defsize = -1,
   1503 		.emul = &x86_emul_lods
   1504 	},
   1505 };
   1506 
   1507 static const struct x86_opcode secondary_opcode_table[256] __cacheline_aligned = {
   1508 	/*
   1509 	 * MOVZX
   1510 	 */
   1511 	[0xB6] = {
   1512 		/* Gv, Eb */
   1513 		.valid = true,
   1514 		.regmodrm = true,
   1515 		.regtorm = false,
   1516 		.szoverride = true,
   1517 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1518 		.flags = FLAG_ze,
   1519 		.emul = &x86_emul_mov
   1520 	},
   1521 	[0xB7] = {
   1522 		/* Gv, Ew */
   1523 		.valid = true,
   1524 		.regmodrm = true,
   1525 		.regtorm = false,
   1526 		.szoverride = true,
   1527 		.defsize = OPSIZE_WORD,
   1528 		.flags = FLAG_ze,
   1529 		.emul = &x86_emul_mov
   1530 	},
   1531 };
   1532 
   1533 static const struct x86_reg gpr_map__rip = { NVMM_X64_GPR_RIP, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF };
   1534 
   1535 /* [REX-present][enc][opsize] */
   1536 static const struct x86_reg gpr_map__special[2][4][8] __cacheline_aligned = {
   1537 	[false] = {
   1538 		/* No REX prefix. */
   1539 		[0b00] = {
   1540 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x000000000000FF00 }, /* AH */
   1541 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x000000000000FFFF }, /* SP */
   1542 			[2] = { -1, 0 },
   1543 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESP */
   1544 			[4] = { -1, 0 },
   1545 			[5] = { -1, 0 },
   1546 			[6] = { -1, 0 },
   1547 			[7] = { -1, 0 },
   1548 		},
   1549 		[0b01] = {
   1550 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x000000000000FF00 }, /* CH */
   1551 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x000000000000FFFF }, /* BP */
   1552 			[2] = { -1, 0 },
   1553 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x00000000FFFFFFFF },	/* EBP */
   1554 			[4] = { -1, 0 },
   1555 			[5] = { -1, 0 },
   1556 			[6] = { -1, 0 },
   1557 			[7] = { -1, 0 },
   1558 		},
   1559 		[0b10] = {
   1560 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x000000000000FF00 }, /* DH */
   1561 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x000000000000FFFF }, /* SI */
   1562 			[2] = { -1, 0 },
   1563 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESI */
   1564 			[4] = { -1, 0 },
   1565 			[5] = { -1, 0 },
   1566 			[6] = { -1, 0 },
   1567 			[7] = { -1, 0 },
   1568 		},
   1569 		[0b11] = {
   1570 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x000000000000FF00 }, /* BH */
   1571 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x000000000000FFFF }, /* DI */
   1572 			[2] = { -1, 0 },
   1573 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EDI */
   1574 			[4] = { -1, 0 },
   1575 			[5] = { -1, 0 },
   1576 			[6] = { -1, 0 },
   1577 			[7] = { -1, 0 },
   1578 		}
   1579 	},
   1580 	[true] = {
   1581 		/* Has REX prefix. */
   1582 		[0b00] = {
   1583 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x00000000000000FF }, /* SPL */
   1584 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x000000000000FFFF }, /* SP */
   1585 			[2] = { -1, 0 },
   1586 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESP */
   1587 			[4] = { -1, 0 },
   1588 			[5] = { -1, 0 },
   1589 			[6] = { -1, 0 },
   1590 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RSP */
   1591 		},
   1592 		[0b01] = {
   1593 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x00000000000000FF }, /* BPL */
   1594 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x000000000000FFFF }, /* BP */
   1595 			[2] = { -1, 0 },
   1596 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EBP */
   1597 			[4] = { -1, 0 },
   1598 			[5] = { -1, 0 },
   1599 			[6] = { -1, 0 },
   1600 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RBP */
   1601 		},
   1602 		[0b10] = {
   1603 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x00000000000000FF }, /* SIL */
   1604 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x000000000000FFFF }, /* SI */
   1605 			[2] = { -1, 0 },
   1606 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESI */
   1607 			[4] = { -1, 0 },
   1608 			[5] = { -1, 0 },
   1609 			[6] = { -1, 0 },
   1610 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RSI */
   1611 		},
   1612 		[0b11] = {
   1613 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x00000000000000FF }, /* DIL */
   1614 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x000000000000FFFF }, /* DI */
   1615 			[2] = { -1, 0 },
   1616 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EDI */
   1617 			[4] = { -1, 0 },
   1618 			[5] = { -1, 0 },
   1619 			[6] = { -1, 0 },
   1620 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RDI */
   1621 		}
   1622 	}
   1623 };
   1624 
   1625 /* [depends][enc][size] */
   1626 static const struct x86_reg gpr_map[2][8][8] __cacheline_aligned = {
   1627 	[false] = {
   1628 		/* Not extended. */
   1629 		[0b000] = {
   1630 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x00000000000000FF }, /* AL */
   1631 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x000000000000FFFF }, /* AX */
   1632 			[2] = { -1, 0 },
   1633 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EAX */
   1634 			[4] = { -1, 0 },
   1635 			[5] = { -1, 0 },
   1636 			[6] = { -1, 0 },
   1637 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RAX */
   1638 		},
   1639 		[0b001] = {
   1640 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x00000000000000FF }, /* CL */
   1641 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x000000000000FFFF }, /* CX */
   1642 			[2] = { -1, 0 },
   1643 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ECX */
   1644 			[4] = { -1, 0 },
   1645 			[5] = { -1, 0 },
   1646 			[6] = { -1, 0 },
   1647 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RCX */
   1648 		},
   1649 		[0b010] = {
   1650 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x00000000000000FF }, /* DL */
   1651 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x000000000000FFFF }, /* DX */
   1652 			[2] = { -1, 0 },
   1653 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EDX */
   1654 			[4] = { -1, 0 },
   1655 			[5] = { -1, 0 },
   1656 			[6] = { -1, 0 },
   1657 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RDX */
   1658 		},
   1659 		[0b011] = {
   1660 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x00000000000000FF }, /* BL */
   1661 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x000000000000FFFF }, /* BX */
   1662 			[2] = { -1, 0 },
   1663 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EBX */
   1664 			[4] = { -1, 0 },
   1665 			[5] = { -1, 0 },
   1666 			[6] = { -1, 0 },
   1667 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RBX */
   1668 		},
   1669 		[0b100] = {
   1670 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1671 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1672 			[2] = { -1, 0 },
   1673 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1674 			[4] = { -1, 0 },
   1675 			[5] = { -1, 0 },
   1676 			[6] = { -1, 0 },
   1677 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1678 		},
   1679 		[0b101] = {
   1680 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1681 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1682 			[2] = { -1, 0 },
   1683 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1684 			[4] = { -1, 0 },
   1685 			[5] = { -1, 0 },
   1686 			[6] = { -1, 0 },
   1687 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1688 		},
   1689 		[0b110] = {
   1690 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1691 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1692 			[2] = { -1, 0 },
   1693 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1694 			[4] = { -1, 0 },
   1695 			[5] = { -1, 0 },
   1696 			[6] = { -1, 0 },
   1697 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1698 		},
   1699 		[0b111] = {
   1700 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1701 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1702 			[2] = { -1, 0 },
   1703 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1704 			[4] = { -1, 0 },
   1705 			[5] = { -1, 0 },
   1706 			[6] = { -1, 0 },
   1707 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1708 		},
   1709 	},
   1710 	[true] = {
   1711 		/* Extended. */
   1712 		[0b000] = {
   1713 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0x00000000000000FF }, /* R8B */
   1714 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0x000000000000FFFF }, /* R8W */
   1715 			[2] = { -1, 0 },
   1716 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R8D */
   1717 			[4] = { -1, 0 },
   1718 			[5] = { -1, 0 },
   1719 			[6] = { -1, 0 },
   1720 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R8 */
   1721 		},
   1722 		[0b001] = {
   1723 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0x00000000000000FF }, /* R9B */
   1724 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0x000000000000FFFF }, /* R9W */
   1725 			[2] = { -1, 0 },
   1726 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R9D */
   1727 			[4] = { -1, 0 },
   1728 			[5] = { -1, 0 },
   1729 			[6] = { -1, 0 },
   1730 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R9 */
   1731 		},
   1732 		[0b010] = {
   1733 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0x00000000000000FF }, /* R10B */
   1734 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0x000000000000FFFF }, /* R10W */
   1735 			[2] = { -1, 0 },
   1736 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R10D */
   1737 			[4] = { -1, 0 },
   1738 			[5] = { -1, 0 },
   1739 			[6] = { -1, 0 },
   1740 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R10 */
   1741 		},
   1742 		[0b011] = {
   1743 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0x00000000000000FF }, /* R11B */
   1744 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0x000000000000FFFF }, /* R11W */
   1745 			[2] = { -1, 0 },
   1746 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R11D */
   1747 			[4] = { -1, 0 },
   1748 			[5] = { -1, 0 },
   1749 			[6] = { -1, 0 },
   1750 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R11 */
   1751 		},
   1752 		[0b100] = {
   1753 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0x00000000000000FF }, /* R12B */
   1754 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0x000000000000FFFF }, /* R12W */
   1755 			[2] = { -1, 0 },
   1756 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R12D */
   1757 			[4] = { -1, 0 },
   1758 			[5] = { -1, 0 },
   1759 			[6] = { -1, 0 },
   1760 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R12 */
   1761 		},
   1762 		[0b101] = {
   1763 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0x00000000000000FF }, /* R13B */
   1764 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0x000000000000FFFF }, /* R13W */
   1765 			[2] = { -1, 0 },
   1766 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R13D */
   1767 			[4] = { -1, 0 },
   1768 			[5] = { -1, 0 },
   1769 			[6] = { -1, 0 },
   1770 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R13 */
   1771 		},
   1772 		[0b110] = {
   1773 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0x00000000000000FF }, /* R14B */
   1774 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0x000000000000FFFF }, /* R14W */
   1775 			[2] = { -1, 0 },
   1776 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R14D */
   1777 			[4] = { -1, 0 },
   1778 			[5] = { -1, 0 },
   1779 			[6] = { -1, 0 },
   1780 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R14 */
   1781 		},
   1782 		[0b111] = {
   1783 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0x00000000000000FF }, /* R15B */
   1784 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0x000000000000FFFF }, /* R15W */
   1785 			[2] = { -1, 0 },
   1786 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R15D */
   1787 			[4] = { -1, 0 },
   1788 			[5] = { -1, 0 },
   1789 			[6] = { -1, 0 },
   1790 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R15 */
   1791 		},
   1792 	}
   1793 };
   1794 
   1795 static int
   1796 node_overflow(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1797 {
   1798 	fsm->fn = NULL;
   1799 	return -1;
   1800 }
   1801 
   1802 static int
   1803 fsm_read(struct x86_decode_fsm *fsm, uint8_t *bytes, size_t n)
   1804 {
   1805 	if (fsm->buf + n > fsm->end) {
   1806 		return -1;
   1807 	}
   1808 	memcpy(bytes, fsm->buf, n);
   1809 	return 0;
   1810 }
   1811 
   1812 static inline void
   1813 fsm_advance(struct x86_decode_fsm *fsm, size_t n,
   1814     int (*fn)(struct x86_decode_fsm *, struct x86_instr *))
   1815 {
   1816 	fsm->buf += n;
   1817 	if (fsm->buf > fsm->end) {
   1818 		fsm->fn = node_overflow;
   1819 	} else {
   1820 		fsm->fn = fn;
   1821 	}
   1822 }
   1823 
   1824 static const struct x86_reg *
   1825 resolve_special_register(struct x86_instr *instr, uint8_t enc, size_t regsize)
   1826 {
   1827 	enc &= 0b11;
   1828 	if (regsize == 8) {
   1829 		/* May be 64bit without REX */
   1830 		return &gpr_map__special[1][enc][regsize-1];
   1831 	}
   1832 	return &gpr_map__special[instr->rexpref.present][enc][regsize-1];
   1833 }
   1834 
   1835 /*
   1836  * Special node, for MOVS. Fake two displacements of zero on the source and
   1837  * destination registers.
   1838  */
   1839 static int
   1840 node_movs(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1841 {
   1842 	size_t adrsize;
   1843 
   1844 	adrsize = instr->address_size;
   1845 
   1846 	/* DS:RSI */
   1847 	instr->src.type = STORE_REG;
   1848 	instr->src.u.reg = &gpr_map__special[1][2][adrsize-1];
   1849 	instr->src.disp.type = DISP_0;
   1850 
   1851 	/* ES:RDI, force ES */
   1852 	instr->dst.type = STORE_REG;
   1853 	instr->dst.u.reg = &gpr_map__special[1][3][adrsize-1];
   1854 	instr->dst.disp.type = DISP_0;
   1855 	instr->dst.hardseg = NVMM_X64_SEG_ES;
   1856 
   1857 	fsm_advance(fsm, 0, NULL);
   1858 
   1859 	return 0;
   1860 }
   1861 
   1862 /*
   1863  * Special node, for STOS and LODS. Fake a displacement of zero on the
   1864  * destination register.
   1865  */
   1866 static int
   1867 node_stlo(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1868 {
   1869 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1870 	struct x86_store *stlo, *streg;
   1871 	size_t adrsize, regsize;
   1872 
   1873 	adrsize = instr->address_size;
   1874 	regsize = instr->operand_size;
   1875 
   1876 	if (opcode->stos) {
   1877 		streg = &instr->src;
   1878 		stlo = &instr->dst;
   1879 	} else {
   1880 		streg = &instr->dst;
   1881 		stlo = &instr->src;
   1882 	}
   1883 
   1884 	streg->type = STORE_REG;
   1885 	streg->u.reg = &gpr_map[0][0][regsize-1]; /* ?AX */
   1886 
   1887 	stlo->type = STORE_REG;
   1888 	if (opcode->stos) {
   1889 		/* ES:RDI, force ES */
   1890 		stlo->u.reg = &gpr_map__special[1][3][adrsize-1];
   1891 		stlo->hardseg = NVMM_X64_SEG_ES;
   1892 	} else {
   1893 		/* DS:RSI */
   1894 		stlo->u.reg = &gpr_map__special[1][2][adrsize-1];
   1895 	}
   1896 	stlo->disp.type = DISP_0;
   1897 
   1898 	fsm_advance(fsm, 0, NULL);
   1899 
   1900 	return 0;
   1901 }
   1902 
   1903 static int
   1904 node_dmo(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1905 {
   1906 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1907 	struct x86_store *stdmo, *streg;
   1908 	size_t adrsize, regsize;
   1909 
   1910 	adrsize = instr->address_size;
   1911 	regsize = instr->operand_size;
   1912 
   1913 	if (opcode->todmo) {
   1914 		streg = &instr->src;
   1915 		stdmo = &instr->dst;
   1916 	} else {
   1917 		streg = &instr->dst;
   1918 		stdmo = &instr->src;
   1919 	}
   1920 
   1921 	streg->type = STORE_REG;
   1922 	streg->u.reg = &gpr_map[0][0][regsize-1]; /* ?AX */
   1923 
   1924 	stdmo->type = STORE_DMO;
   1925 	if (fsm_read(fsm, (uint8_t *)&stdmo->u.dmo, adrsize) == -1) {
   1926 		return -1;
   1927 	}
   1928 	fsm_advance(fsm, adrsize, NULL);
   1929 
   1930 	return 0;
   1931 }
   1932 
   1933 static inline uint64_t
   1934 sign_extend(uint64_t val, int size)
   1935 {
   1936 	if (size == 1) {
   1937 		if (val & __BIT(7))
   1938 			val |= 0xFFFFFFFFFFFFFF00;
   1939 	} else if (size == 2) {
   1940 		if (val & __BIT(15))
   1941 			val |= 0xFFFFFFFFFFFF0000;
   1942 	} else if (size == 4) {
   1943 		if (val & __BIT(31))
   1944 			val |= 0xFFFFFFFF00000000;
   1945 	}
   1946 	return val;
   1947 }
   1948 
   1949 static int
   1950 node_immediate(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1951 {
   1952 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1953 	struct x86_store *store;
   1954 	uint8_t immsize;
   1955 	size_t sesize = 0;
   1956 
   1957 	/* The immediate is the source */
   1958 	store = &instr->src;
   1959 	immsize = instr->operand_size;
   1960 
   1961 	if (opcode->flags & FLAG_imm8) {
   1962 		sesize = immsize;
   1963 		immsize = 1;
   1964 	} else if ((opcode->flags & FLAG_immz) && (immsize == 8)) {
   1965 		sesize = immsize;
   1966 		immsize = 4;
   1967 	}
   1968 
   1969 	store->type = STORE_IMM;
   1970 	if (fsm_read(fsm, (uint8_t *)&store->u.imm.data, immsize) == -1) {
   1971 		return -1;
   1972 	}
   1973 	fsm_advance(fsm, immsize, NULL);
   1974 
   1975 	if (sesize != 0) {
   1976 		store->u.imm.data = sign_extend(store->u.imm.data, sesize);
   1977 	}
   1978 
   1979 	return 0;
   1980 }
   1981 
   1982 static int
   1983 node_disp(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1984 {
   1985 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1986 	uint64_t data = 0;
   1987 	size_t n;
   1988 
   1989 	if (instr->strm->disp.type == DISP_1) {
   1990 		n = 1;
   1991 	} else { /* DISP4 */
   1992 		n = 4;
   1993 	}
   1994 
   1995 	if (fsm_read(fsm, (uint8_t *)&data, n) == -1) {
   1996 		return -1;
   1997 	}
   1998 
   1999 	if (__predict_true(fsm->is64bit)) {
   2000 		data = sign_extend(data, n);
   2001 	}
   2002 
   2003 	instr->strm->disp.data = data;
   2004 
   2005 	if (opcode->immediate) {
   2006 		fsm_advance(fsm, n, node_immediate);
   2007 	} else {
   2008 		fsm_advance(fsm, n, NULL);
   2009 	}
   2010 
   2011 	return 0;
   2012 }
   2013 
   2014 static const struct x86_reg *
   2015 get_register_idx(struct x86_instr *instr, uint8_t index)
   2016 {
   2017 	uint8_t enc = index;
   2018 	const struct x86_reg *reg;
   2019 	size_t regsize;
   2020 
   2021 	regsize = instr->address_size;
   2022 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.x][enc][regsize-1];
   2023 
   2024 	if (reg->num == -1) {
   2025 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   2026 	}
   2027 
   2028 	return reg;
   2029 }
   2030 
   2031 static const struct x86_reg *
   2032 get_register_bas(struct x86_instr *instr, uint8_t base)
   2033 {
   2034 	uint8_t enc = base;
   2035 	const struct x86_reg *reg;
   2036 	size_t regsize;
   2037 
   2038 	regsize = instr->address_size;
   2039 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.b][enc][regsize-1];
   2040 	if (reg->num == -1) {
   2041 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   2042 	}
   2043 
   2044 	return reg;
   2045 }
   2046 
   2047 static int
   2048 node_sib(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2049 {
   2050 	const struct x86_opcode *opcode;
   2051 	uint8_t scale, index, base;
   2052 	bool noindex, nobase;
   2053 	uint8_t byte;
   2054 
   2055 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2056 		return -1;
   2057 	}
   2058 
   2059 	scale = ((byte & 0b11000000) >> 6);
   2060 	index = ((byte & 0b00111000) >> 3);
   2061 	base  = ((byte & 0b00000111) >> 0);
   2062 
   2063 	opcode = instr->opcode;
   2064 
   2065 	noindex = false;
   2066 	nobase = false;
   2067 
   2068 	if (index == 0b100 && !instr->rexpref.x) {
   2069 		/* Special case: the index is null */
   2070 		noindex = true;
   2071 	}
   2072 
   2073 	if (instr->regmodrm.mod == 0b00 && base == 0b101) {
   2074 		/* Special case: the base is null + disp32 */
   2075 		instr->strm->disp.type = DISP_4;
   2076 		nobase = true;
   2077 	}
   2078 
   2079 	instr->strm->type = STORE_SIB;
   2080 	instr->strm->u.sib.scale = (1 << scale);
   2081 	if (!noindex)
   2082 		instr->strm->u.sib.idx = get_register_idx(instr, index);
   2083 	if (!nobase)
   2084 		instr->strm->u.sib.bas = get_register_bas(instr, base);
   2085 
   2086 	/* May have a displacement, or an immediate */
   2087 	if (instr->strm->disp.type == DISP_1 || instr->strm->disp.type == DISP_4) {
   2088 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   2089 	} else if (opcode->immediate) {
   2090 		fsm_advance(fsm, 1, node_immediate);
   2091 	} else {
   2092 		fsm_advance(fsm, 1, NULL);
   2093 	}
   2094 
   2095 	return 0;
   2096 }
   2097 
   2098 static const struct x86_reg *
   2099 get_register_reg(struct x86_instr *instr, const struct x86_opcode *opcode)
   2100 {
   2101 	uint8_t enc = instr->regmodrm.reg;
   2102 	const struct x86_reg *reg;
   2103 	size_t regsize;
   2104 
   2105 	regsize = instr->operand_size;
   2106 
   2107 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.r][enc][regsize-1];
   2108 	if (reg->num == -1) {
   2109 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   2110 	}
   2111 
   2112 	return reg;
   2113 }
   2114 
   2115 static const struct x86_reg *
   2116 get_register_rm(struct x86_instr *instr, const struct x86_opcode *opcode)
   2117 {
   2118 	uint8_t enc = instr->regmodrm.rm;
   2119 	const struct x86_reg *reg;
   2120 	size_t regsize;
   2121 
   2122 	if (instr->strm->disp.type == DISP_NONE) {
   2123 		regsize = instr->operand_size;
   2124 	} else {
   2125 		/* Indirect access, the size is that of the address. */
   2126 		regsize = instr->address_size;
   2127 	}
   2128 
   2129 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.b][enc][regsize-1];
   2130 	if (reg->num == -1) {
   2131 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   2132 	}
   2133 
   2134 	return reg;
   2135 }
   2136 
   2137 static inline bool
   2138 has_sib(struct x86_instr *instr)
   2139 {
   2140 	return (instr->regmodrm.mod != 3 && instr->regmodrm.rm == 4);
   2141 }
   2142 
   2143 static inline bool
   2144 is_rip_relative(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2145 {
   2146 	return (fsm->is64bit && instr->strm->disp.type == DISP_0 &&
   2147 	    instr->regmodrm.rm == RM_RBP_DISP32);
   2148 }
   2149 
   2150 static inline bool
   2151 is_disp32_only(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2152 {
   2153 	return (!fsm->is64bit && instr->strm->disp.type == DISP_0 &&
   2154 	    instr->regmodrm.rm == RM_RBP_DISP32);
   2155 }
   2156 
   2157 static enum x86_disp_type
   2158 get_disp_type(struct x86_instr *instr)
   2159 {
   2160 	switch (instr->regmodrm.mod) {
   2161 	case MOD_DIS0:	/* indirect */
   2162 		return DISP_0;
   2163 	case MOD_DIS1:	/* indirect+1 */
   2164 		return DISP_1;
   2165 	case MOD_DIS4:	/* indirect+4 */
   2166 		return DISP_4;
   2167 	case MOD_REG:	/* direct */
   2168 	default:	/* gcc */
   2169 		return DISP_NONE;
   2170 	}
   2171 }
   2172 
   2173 static int
   2174 node_regmodrm(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2175 {
   2176 	struct x86_store *strg, *strm;
   2177 	const struct x86_opcode *opcode;
   2178 	const struct x86_reg *reg;
   2179 	uint8_t byte;
   2180 
   2181 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2182 		return -1;
   2183 	}
   2184 
   2185 	opcode = instr->opcode;
   2186 
   2187 	instr->regmodrm.rm  = ((byte & 0b00000111) >> 0);
   2188 	instr->regmodrm.reg = ((byte & 0b00111000) >> 3);
   2189 	instr->regmodrm.mod = ((byte & 0b11000000) >> 6);
   2190 
   2191 	if (opcode->regtorm) {
   2192 		strg = &instr->src;
   2193 		strm = &instr->dst;
   2194 	} else { /* RM to REG */
   2195 		strm = &instr->src;
   2196 		strg = &instr->dst;
   2197 	}
   2198 
   2199 	/* Save for later use. */
   2200 	instr->strm = strm;
   2201 
   2202 	/*
   2203 	 * Special cases: Groups. The REG field of REGMODRM is the index in
   2204 	 * the group. op1 gets overwritten in the Immediate node, if any.
   2205 	 */
   2206 	if (opcode->group1) {
   2207 		if (group1[instr->regmodrm.reg].emul == NULL) {
   2208 			return -1;
   2209 		}
   2210 		instr->emul = group1[instr->regmodrm.reg].emul;
   2211 	} else if (opcode->group3) {
   2212 		if (group3[instr->regmodrm.reg].emul == NULL) {
   2213 			return -1;
   2214 		}
   2215 		instr->emul = group3[instr->regmodrm.reg].emul;
   2216 	} else if (opcode->group11) {
   2217 		if (group11[instr->regmodrm.reg].emul == NULL) {
   2218 			return -1;
   2219 		}
   2220 		instr->emul = group11[instr->regmodrm.reg].emul;
   2221 	}
   2222 
   2223 	if (!opcode->immediate) {
   2224 		reg = get_register_reg(instr, opcode);
   2225 		if (reg == NULL) {
   2226 			return -1;
   2227 		}
   2228 		strg->type = STORE_REG;
   2229 		strg->u.reg = reg;
   2230 	}
   2231 
   2232 	/* The displacement applies to RM. */
   2233 	strm->disp.type = get_disp_type(instr);
   2234 
   2235 	if (has_sib(instr)) {
   2236 		/* Overwrites RM */
   2237 		fsm_advance(fsm, 1, node_sib);
   2238 		return 0;
   2239 	}
   2240 
   2241 	if (is_rip_relative(fsm, instr)) {
   2242 		/* Overwrites RM */
   2243 		strm->type = STORE_REG;
   2244 		strm->u.reg = &gpr_map__rip;
   2245 		strm->disp.type = DISP_4;
   2246 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   2247 		return 0;
   2248 	}
   2249 
   2250 	if (is_disp32_only(fsm, instr)) {
   2251 		/* Overwrites RM */
   2252 		strm->type = STORE_REG;
   2253 		strm->u.reg = NULL;
   2254 		strm->disp.type = DISP_4;
   2255 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   2256 		return 0;
   2257 	}
   2258 
   2259 	reg = get_register_rm(instr, opcode);
   2260 	if (reg == NULL) {
   2261 		return -1;
   2262 	}
   2263 	strm->type = STORE_REG;
   2264 	strm->u.reg = reg;
   2265 
   2266 	if (strm->disp.type == DISP_NONE) {
   2267 		/* Direct register addressing mode */
   2268 		if (opcode->immediate) {
   2269 			fsm_advance(fsm, 1, node_immediate);
   2270 		} else {
   2271 			fsm_advance(fsm, 1, NULL);
   2272 		}
   2273 	} else if (strm->disp.type == DISP_0) {
   2274 		/* Indirect register addressing mode */
   2275 		if (opcode->immediate) {
   2276 			fsm_advance(fsm, 1, node_immediate);
   2277 		} else {
   2278 			fsm_advance(fsm, 1, NULL);
   2279 		}
   2280 	} else {
   2281 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   2282 	}
   2283 
   2284 	return 0;
   2285 }
   2286 
   2287 static size_t
   2288 get_operand_size(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2289 {
   2290 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   2291 	int opsize;
   2292 
   2293 	/* Get the opsize */
   2294 	if (!opcode->szoverride) {
   2295 		opsize = opcode->defsize;
   2296 	} else if (instr->rexpref.present && instr->rexpref.w) {
   2297 		opsize = 8;
   2298 	} else {
   2299 		if (!fsm->is16bit) {
   2300 			if (instr->legpref.opr_ovr) {
   2301 				opsize = 2;
   2302 			} else {
   2303 				opsize = 4;
   2304 			}
   2305 		} else { /* 16bit */
   2306 			if (instr->legpref.opr_ovr) {
   2307 				opsize = 4;
   2308 			} else {
   2309 				opsize = 2;
   2310 			}
   2311 		}
   2312 	}
   2313 
   2314 	return opsize;
   2315 }
   2316 
   2317 static size_t
   2318 get_address_size(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2319 {
   2320 	if (fsm->is64bit) {
   2321 		if (__predict_false(instr->legpref.adr_ovr)) {
   2322 			return 4;
   2323 		}
   2324 		return 8;
   2325 	}
   2326 
   2327 	if (fsm->is32bit) {
   2328 		if (__predict_false(instr->legpref.adr_ovr)) {
   2329 			return 2;
   2330 		}
   2331 		return 4;
   2332 	}
   2333 
   2334 	/* 16bit. */
   2335 	if (__predict_false(instr->legpref.adr_ovr)) {
   2336 		return 4;
   2337 	}
   2338 	return 2;
   2339 }
   2340 
   2341 static int
   2342 node_primary_opcode(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2343 {
   2344 	const struct x86_opcode *opcode;
   2345 	uint8_t byte;
   2346 
   2347 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2348 		return -1;
   2349 	}
   2350 
   2351 	opcode = &primary_opcode_table[byte];
   2352 	if (__predict_false(!opcode->valid)) {
   2353 		return -1;
   2354 	}
   2355 
   2356 	instr->opcode = opcode;
   2357 	instr->emul = opcode->emul;
   2358 	instr->operand_size = get_operand_size(fsm, instr);
   2359 	instr->address_size = get_address_size(fsm, instr);
   2360 
   2361 	if (fsm->is64bit && (instr->operand_size == 4)) {
   2362 		/* Zero-extend to 64 bits. */
   2363 		instr->zeroextend_mask = ~size_to_mask(4);
   2364 	}
   2365 
   2366 	if (opcode->regmodrm) {
   2367 		fsm_advance(fsm, 1, node_regmodrm);
   2368 	} else if (opcode->dmo) {
   2369 		/* Direct-Memory Offsets */
   2370 		fsm_advance(fsm, 1, node_dmo);
   2371 	} else if (opcode->stos || opcode->lods) {
   2372 		fsm_advance(fsm, 1, node_stlo);
   2373 	} else if (opcode->movs) {
   2374 		fsm_advance(fsm, 1, node_movs);
   2375 	} else {
   2376 		return -1;
   2377 	}
   2378 
   2379 	return 0;
   2380 }
   2381 
   2382 static int
   2383 node_secondary_opcode(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2384 {
   2385 	const struct x86_opcode *opcode;
   2386 	uint8_t byte;
   2387 
   2388 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2389 		return -1;
   2390 	}
   2391 
   2392 	opcode = &secondary_opcode_table[byte];
   2393 	if (__predict_false(!opcode->valid)) {
   2394 		return -1;
   2395 	}
   2396 
   2397 	instr->opcode = opcode;
   2398 	instr->emul = opcode->emul;
   2399 	instr->operand_size = get_operand_size(fsm, instr);
   2400 	instr->address_size = get_address_size(fsm, instr);
   2401 
   2402 	if (fsm->is64bit && (instr->operand_size == 4)) {
   2403 		/* Zero-extend to 64 bits. */
   2404 		instr->zeroextend_mask = ~size_to_mask(4);
   2405 	}
   2406 
   2407 	if (opcode->flags & FLAG_ze) {
   2408 		/*
   2409 		 * Compute the mask for zero-extend. Update the operand size,
   2410 		 * we move fewer bytes.
   2411 		 */
   2412 		instr->zeroextend_mask |= size_to_mask(instr->operand_size);
   2413 		instr->zeroextend_mask &= ~size_to_mask(opcode->defsize);
   2414 		instr->operand_size = opcode->defsize;
   2415 	}
   2416 
   2417 	if (opcode->regmodrm) {
   2418 		fsm_advance(fsm, 1, node_regmodrm);
   2419 	} else {
   2420 		return -1;
   2421 	}
   2422 
   2423 	return 0;
   2424 }
   2425 
   2426 static int
   2427 node_main(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2428 {
   2429 	uint8_t byte;
   2430 
   2431 #define ESCAPE	0x0F
   2432 #define VEX_1	0xC5
   2433 #define VEX_2	0xC4
   2434 #define XOP	0x8F
   2435 
   2436 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2437 		return -1;
   2438 	}
   2439 
   2440 	/*
   2441 	 * We don't take XOP. It is AMD-specific, and it was removed shortly
   2442 	 * after being introduced.
   2443 	 */
   2444 	if (byte == ESCAPE) {
   2445 		fsm_advance(fsm, 1, node_secondary_opcode);
   2446 	} else if (!instr->rexpref.present) {
   2447 		if (byte == VEX_1) {
   2448 			return -1;
   2449 		} else if (byte == VEX_2) {
   2450 			return -1;
   2451 		} else {
   2452 			fsm->fn = node_primary_opcode;
   2453 		}
   2454 	} else {
   2455 		fsm->fn = node_primary_opcode;
   2456 	}
   2457 
   2458 	return 0;
   2459 }
   2460 
   2461 static int
   2462 node_rex_prefix(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2463 {
   2464 	struct x86_rexpref *rexpref = &instr->rexpref;
   2465 	uint8_t byte;
   2466 	size_t n = 0;
   2467 
   2468 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2469 		return -1;
   2470 	}
   2471 
   2472 	if (byte >= 0x40 && byte <= 0x4F) {
   2473 		if (__predict_false(!fsm->is64bit)) {
   2474 			return -1;
   2475 		}
   2476 		rexpref->b = ((byte & 0x1) != 0);
   2477 		rexpref->x = ((byte & 0x2) != 0);
   2478 		rexpref->r = ((byte & 0x4) != 0);
   2479 		rexpref->w = ((byte & 0x8) != 0);
   2480 		rexpref->present = true;
   2481 		n = 1;
   2482 	}
   2483 
   2484 	fsm_advance(fsm, n, node_main);
   2485 	return 0;
   2486 }
   2487 
   2488 static int
   2489 node_legacy_prefix(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2490 {
   2491 	uint8_t byte;
   2492 
   2493 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2494 		return -1;
   2495 	}
   2496 
   2497 	if (byte == LEG_OPR_OVR) {
   2498 		instr->legpref.opr_ovr = 1;
   2499 	} else if (byte == LEG_OVR_DS) {
   2500 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2501 	} else if (byte == LEG_OVR_ES) {
   2502 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_ES;
   2503 	} else if (byte == LEG_REP) {
   2504 		instr->legpref.rep = 1;
   2505 	} else if (byte == LEG_OVR_GS) {
   2506 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_GS;
   2507 	} else if (byte == LEG_OVR_FS) {
   2508 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_FS;
   2509 	} else if (byte == LEG_ADR_OVR) {
   2510 		instr->legpref.adr_ovr = 1;
   2511 	} else if (byte == LEG_OVR_CS) {
   2512 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_CS;
   2513 	} else if (byte == LEG_OVR_SS) {
   2514 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_SS;
   2515 	} else if (byte == LEG_REPN) {
   2516 		instr->legpref.repn = 1;
   2517 	} else if (byte == LEG_LOCK) {
   2518 		/* ignore */
   2519 	} else {
   2520 		/* not a legacy prefix */
   2521 		fsm_advance(fsm, 0, node_rex_prefix);
   2522 		return 0;
   2523 	}
   2524 
   2525 	fsm_advance(fsm, 1, node_legacy_prefix);
   2526 	return 0;
   2527 }
   2528 
   2529 static int
   2530 x86_decode(uint8_t *inst_bytes, size_t inst_len, struct x86_instr *instr,
   2531     struct nvmm_x64_state *state)
   2532 {
   2533 	struct x86_decode_fsm fsm;
   2534 	int ret;
   2535 
   2536 	memset(instr, 0, sizeof(*instr));
   2537 	instr->legpref.seg = -1;
   2538 	instr->src.hardseg = -1;
   2539 	instr->dst.hardseg = -1;
   2540 
   2541 	fsm.is64bit = is_64bit(state);
   2542 	fsm.is32bit = is_32bit(state);
   2543 	fsm.is16bit = is_16bit(state);
   2544 
   2545 	fsm.fn = node_legacy_prefix;
   2546 	fsm.buf = inst_bytes;
   2547 	fsm.end = inst_bytes + inst_len;
   2548 
   2549 	while (fsm.fn != NULL) {
   2550 		ret = (*fsm.fn)(&fsm, instr);
   2551 		if (ret == -1)
   2552 			return -1;
   2553 	}
   2554 
   2555 	instr->len = fsm.buf - inst_bytes;
   2556 
   2557 	return 0;
   2558 }
   2559 
   2560 /* -------------------------------------------------------------------------- */
   2561 
   2562 #define EXEC_INSTR(sz, instr)						\
   2563 static uint##sz##_t							\
   2564 exec_##instr##sz(uint##sz##_t op1, uint##sz##_t op2, uint64_t *rflags)	\
   2565 {									\
   2566 	uint##sz##_t res;						\
   2567 	__asm __volatile (						\
   2568 		#instr " %2, %3;"					\
   2569 		"mov %3, %1;"						\
   2570 		"pushfq;"						\
   2571 		"popq %0"						\
   2572 	    : "=r" (*rflags), "=r" (res)				\
   2573 	    : "r" (op1), "r" (op2));					\
   2574 	return res;							\
   2575 }
   2576 
   2577 #define EXEC_DISPATCHER(instr)						\
   2578 static uint64_t								\
   2579 exec_##instr(uint64_t op1, uint64_t op2, uint64_t *rflags, size_t opsize) \
   2580 {									\
   2581 	switch (opsize) {						\
   2582 	case 1:								\
   2583 		return exec_##instr##8(op1, op2, rflags);		\
   2584 	case 2:								\
   2585 		return exec_##instr##16(op1, op2, rflags);		\
   2586 	case 4:								\
   2587 		return exec_##instr##32(op1, op2, rflags);		\
   2588 	default:							\
   2589 		return exec_##instr##64(op1, op2, rflags);		\
   2590 	}								\
   2591 }
   2592 
   2593 /* SUB: ret = op1 - op2 */
   2594 #define PSL_SUB_MASK	(PSL_V|PSL_C|PSL_Z|PSL_N|PSL_PF|PSL_AF)
   2595 EXEC_INSTR(8, sub)
   2596 EXEC_INSTR(16, sub)
   2597 EXEC_INSTR(32, sub)
   2598 EXEC_INSTR(64, sub)
   2599 EXEC_DISPATCHER(sub)
   2600 
   2601 /* OR:  ret = op1 | op2 */
   2602 #define PSL_OR_MASK	(PSL_V|PSL_C|PSL_Z|PSL_N|PSL_PF)
   2603 EXEC_INSTR(8, or)
   2604 EXEC_INSTR(16, or)
   2605 EXEC_INSTR(32, or)
   2606 EXEC_INSTR(64, or)
   2607 EXEC_DISPATCHER(or)
   2608 
   2609 /* AND: ret = op1 & op2 */
   2610 #define PSL_AND_MASK	(PSL_V|PSL_C|PSL_Z|PSL_N|PSL_PF)
   2611 EXEC_INSTR(8, and)
   2612 EXEC_INSTR(16, and)
   2613 EXEC_INSTR(32, and)
   2614 EXEC_INSTR(64, and)
   2615 EXEC_DISPATCHER(and)
   2616 
   2617 /* XOR: ret = op1 ^ op2 */
   2618 #define PSL_XOR_MASK	(PSL_V|PSL_C|PSL_Z|PSL_N|PSL_PF)
   2619 EXEC_INSTR(8, xor)
   2620 EXEC_INSTR(16, xor)
   2621 EXEC_INSTR(32, xor)
   2622 EXEC_INSTR(64, xor)
   2623 EXEC_DISPATCHER(xor)
   2624 
   2625 /* -------------------------------------------------------------------------- */
   2626 
   2627 /*
   2628  * Emulation functions. We don't care about the order of the operands, except
   2629  * for SUB, CMP and TEST. For these ones we look at mem->write todetermine who
   2630  * is op1 and who is op2.
   2631  */
   2632 
   2633 static void
   2634 x86_func_or(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2635 {
   2636 	uint64_t *retval = (uint64_t *)mem->data;
   2637 	const bool write = mem->write;
   2638 	uint64_t *op1, op2, fl, ret;
   2639 
   2640 	op1 = (uint64_t *)mem->data;
   2641 	op2 = 0;
   2642 
   2643 	/* Fetch the value to be OR'ed (op2). */
   2644 	mem->data = (uint8_t *)&op2;
   2645 	mem->write = false;
   2646 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2647 
   2648 	/* Perform the OR. */
   2649 	ret = exec_or(*op1, op2, &fl, mem->size);
   2650 
   2651 	if (write) {
   2652 		/* Write back the result. */
   2653 		mem->data = (uint8_t *)&ret;
   2654 		mem->write = true;
   2655 		(*__callbacks.mem)(mem);
   2656 	} else {
   2657 		/* Return data to the caller. */
   2658 		*retval = ret;
   2659 	}
   2660 
   2661 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_OR_MASK;
   2662 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_OR_MASK);
   2663 }
   2664 
   2665 static void
   2666 x86_func_and(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2667 {
   2668 	uint64_t *retval = (uint64_t *)mem->data;
   2669 	const bool write = mem->write;
   2670 	uint64_t *op1, op2, fl, ret;
   2671 
   2672 	op1 = (uint64_t *)mem->data;
   2673 	op2 = 0;
   2674 
   2675 	/* Fetch the value to be AND'ed (op2). */
   2676 	mem->data = (uint8_t *)&op2;
   2677 	mem->write = false;
   2678 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2679 
   2680 	/* Perform the AND. */
   2681 	ret = exec_and(*op1, op2, &fl, mem->size);
   2682 
   2683 	if (write) {
   2684 		/* Write back the result. */
   2685 		mem->data = (uint8_t *)&ret;
   2686 		mem->write = true;
   2687 		(*__callbacks.mem)(mem);
   2688 	} else {
   2689 		/* Return data to the caller. */
   2690 		*retval = ret;
   2691 	}
   2692 
   2693 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_AND_MASK;
   2694 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_AND_MASK);
   2695 }
   2696 
   2697 static void
   2698 x86_func_sub(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2699 {
   2700 	uint64_t *retval = (uint64_t *)mem->data;
   2701 	const bool write = mem->write;
   2702 	uint64_t *op1, *op2, fl, ret;
   2703 	uint64_t tmp;
   2704 	bool memop1;
   2705 
   2706 	memop1 = !mem->write;
   2707 	op1 = memop1 ? &tmp : (uint64_t *)mem->data;
   2708 	op2 = memop1 ? (uint64_t *)mem->data : &tmp;
   2709 
   2710 	/* Fetch the value to be SUB'ed (op1 or op2). */
   2711 	mem->data = (uint8_t *)&tmp;
   2712 	mem->write = false;
   2713 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2714 
   2715 	/* Perform the SUB. */
   2716 	ret = exec_sub(*op1, *op2, &fl, mem->size);
   2717 
   2718 	if (write) {
   2719 		/* Write back the result. */
   2720 		mem->data = (uint8_t *)&ret;
   2721 		mem->write = true;
   2722 		(*__callbacks.mem)(mem);
   2723 	} else {
   2724 		/* Return data to the caller. */
   2725 		*retval = ret;
   2726 	}
   2727 
   2728 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_SUB_MASK;
   2729 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_SUB_MASK);
   2730 }
   2731 
   2732 static void
   2733 x86_func_xor(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2734 {
   2735 	uint64_t *retval = (uint64_t *)mem->data;
   2736 	const bool write = mem->write;
   2737 	uint64_t *op1, op2, fl, ret;
   2738 
   2739 	op1 = (uint64_t *)mem->data;
   2740 	op2 = 0;
   2741 
   2742 	/* Fetch the value to be XOR'ed (op2). */
   2743 	mem->data = (uint8_t *)&op2;
   2744 	mem->write = false;
   2745 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2746 
   2747 	/* Perform the XOR. */
   2748 	ret = exec_xor(*op1, op2, &fl, mem->size);
   2749 
   2750 	if (write) {
   2751 		/* Write back the result. */
   2752 		mem->data = (uint8_t *)&ret;
   2753 		mem->write = true;
   2754 		(*__callbacks.mem)(mem);
   2755 	} else {
   2756 		/* Return data to the caller. */
   2757 		*retval = ret;
   2758 	}
   2759 
   2760 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_XOR_MASK;
   2761 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_XOR_MASK);
   2762 }
   2763 
   2764 static void
   2765 x86_func_cmp(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2766 {
   2767 	uint64_t *op1, *op2, fl;
   2768 	uint64_t tmp;
   2769 	bool memop1;
   2770 
   2771 	memop1 = !mem->write;
   2772 	op1 = memop1 ? &tmp : (uint64_t *)mem->data;
   2773 	op2 = memop1 ? (uint64_t *)mem->data : &tmp;
   2774 
   2775 	/* Fetch the value to be CMP'ed (op1 or op2). */
   2776 	mem->data = (uint8_t *)&tmp;
   2777 	mem->write = false;
   2778 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2779 
   2780 	/* Perform the CMP. */
   2781 	exec_sub(*op1, *op2, &fl, mem->size);
   2782 
   2783 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_SUB_MASK;
   2784 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_SUB_MASK);
   2785 }
   2786 
   2787 static void
   2788 x86_func_test(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2789 {
   2790 	uint64_t *op1, *op2, fl;
   2791 	uint64_t tmp;
   2792 	bool memop1;
   2793 
   2794 	memop1 = !mem->write;
   2795 	op1 = memop1 ? &tmp : (uint64_t *)mem->data;
   2796 	op2 = memop1 ? (uint64_t *)mem->data : &tmp;
   2797 
   2798 	/* Fetch the value to be TEST'ed (op1 or op2). */
   2799 	mem->data = (uint8_t *)&tmp;
   2800 	mem->write = false;
   2801 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2802 
   2803 	/* Perform the TEST. */
   2804 	exec_and(*op1, *op2, &fl, mem->size);
   2805 
   2806 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_AND_MASK;
   2807 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_AND_MASK);
   2808 }
   2809 
   2810 static void
   2811 x86_func_mov(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2812 {
   2813 	/*
   2814 	 * Nothing special, just move without emulation.
   2815 	 */
   2816 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2817 }
   2818 
   2819 static void
   2820 x86_func_stos(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2821 {
   2822 	/*
   2823 	 * Just move, and update RDI.
   2824 	 */
   2825 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2826 
   2827 	if (gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D) {
   2828 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] -= mem->size;
   2829 	} else {
   2830 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] += mem->size;
   2831 	}
   2832 }
   2833 
   2834 static void
   2835 x86_func_lods(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2836 {
   2837 	/*
   2838 	 * Just move, and update RSI.
   2839 	 */
   2840 	(*__callbacks.mem)(mem);
   2841 
   2842 	if (gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D) {
   2843 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] -= mem->size;
   2844 	} else {
   2845 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] += mem->size;
   2846 	}
   2847 }
   2848 
   2849 static void
   2850 x86_func_movs(struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2851 {
   2852 	/*
   2853 	 * Special instruction: double memory operand. Don't call the cb,
   2854 	 * because the storage has already been performed earlier.
   2855 	 */
   2856 
   2857 	if (gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D) {
   2858 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] -= mem->size;
   2859 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] -= mem->size;
   2860 	} else {
   2861 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] += mem->size;
   2862 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] += mem->size;
   2863 	}
   2864 }
   2865 
   2866 /* -------------------------------------------------------------------------- */
   2867 
   2868 static inline uint64_t
   2869 gpr_read_address(struct x86_instr *instr, struct nvmm_x64_state *state, int gpr)
   2870 {
   2871 	uint64_t val;
   2872 
   2873 	val = state->gprs[gpr];
   2874 	val &= size_to_mask(instr->address_size);
   2875 
   2876 	return val;
   2877 }
   2878 
   2879 static int
   2880 store_to_gva(struct nvmm_x64_state *state, struct x86_instr *instr,
   2881     struct x86_store *store, gvaddr_t *gvap, size_t size)
   2882 {
   2883 	struct x86_sib *sib;
   2884 	gvaddr_t gva = 0;
   2885 	uint64_t reg;
   2886 	int ret, seg;
   2887 
   2888 	if (store->type == STORE_SIB) {
   2889 		sib = &store->u.sib;
   2890 		if (sib->bas != NULL)
   2891 			gva += gpr_read_address(instr, state, sib->bas->num);
   2892 		if (sib->idx != NULL) {
   2893 			reg = gpr_read_address(instr, state, sib->idx->num);
   2894 			gva += sib->scale * reg;
   2895 		}
   2896 	} else if (store->type == STORE_REG) {
   2897 		if (store->u.reg == NULL) {
   2898 			/* The base is null. Happens with disp32-only. */
   2899 		} else {
   2900 			gva = gpr_read_address(instr, state, store->u.reg->num);
   2901 		}
   2902 	} else {
   2903 		gva = store->u.dmo;
   2904 	}
   2905 
   2906 	if (store->disp.type != DISP_NONE) {
   2907 		gva += store->disp.data;
   2908 	}
   2909 
   2910 	if (store->hardseg != -1) {
   2911 		seg = store->hardseg;
   2912 	} else {
   2913 		if (__predict_false(instr->legpref.seg != -1)) {
   2914 			seg = instr->legpref.seg;
   2915 		} else {
   2916 			seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2917 		}
   2918 	}
   2919 
   2920 	if (__predict_true(is_long_mode(state))) {
   2921 		if (seg == NVMM_X64_SEG_GS || seg == NVMM_X64_SEG_FS) {
   2922 			segment_apply(&state->segs[seg], &gva);
   2923 		}
   2924 	} else {
   2925 		ret = segment_check(&state->segs[seg], gva, size);
   2926 		if (ret == -1)
   2927 			return -1;
   2928 		segment_apply(&state->segs[seg], &gva);
   2929 	}
   2930 
   2931 	*gvap = gva;
   2932 	return 0;
   2933 }
   2934 
   2935 static int
   2936 fetch_segment(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state)
   2937 {
   2938 	uint8_t inst_bytes[5], byte;
   2939 	size_t i, fetchsize;
   2940 	gvaddr_t gva;
   2941 	int ret, seg;
   2942 
   2943 	fetchsize = sizeof(inst_bytes);
   2944 
   2945 	gva = state->gprs[NVMM_X64_GPR_RIP];
   2946 	if (__predict_false(!is_long_mode(state))) {
   2947 		ret = segment_check(&state->segs[NVMM_X64_SEG_CS], gva,
   2948 		    fetchsize);
   2949 		if (ret == -1)
   2950 			return -1;
   2951 		segment_apply(&state->segs[NVMM_X64_SEG_CS], &gva);
   2952 	}
   2953 
   2954 	ret = read_guest_memory(mach, state, gva, inst_bytes, fetchsize);
   2955 	if (ret == -1)
   2956 		return -1;
   2957 
   2958 	seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2959 	for (i = 0; i < fetchsize; i++) {
   2960 		byte = inst_bytes[i];
   2961 
   2962 		if (byte == LEG_OVR_DS) {
   2963 			seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2964 		} else if (byte == LEG_OVR_ES) {
   2965 			seg = NVMM_X64_SEG_ES;
   2966 		} else if (byte == LEG_OVR_GS) {
   2967 			seg = NVMM_X64_SEG_GS;
   2968 		} else if (byte == LEG_OVR_FS) {
   2969 			seg = NVMM_X64_SEG_FS;
   2970 		} else if (byte == LEG_OVR_CS) {
   2971 			seg = NVMM_X64_SEG_CS;
   2972 		} else if (byte == LEG_OVR_SS) {
   2973 			seg = NVMM_X64_SEG_SS;
   2974 		} else if (byte == LEG_OPR_OVR) {
   2975 			/* nothing */
   2976 		} else if (byte == LEG_ADR_OVR) {
   2977 			/* nothing */
   2978 		} else if (byte == LEG_REP) {
   2979 			/* nothing */
   2980 		} else if (byte == LEG_REPN) {
   2981 			/* nothing */
   2982 		} else if (byte == LEG_LOCK) {
   2983 			/* nothing */
   2984 		} else {
   2985 			return seg;
   2986 		}
   2987 	}
   2988 
   2989 	return seg;
   2990 }
   2991 
   2992 static int
   2993 fetch_instruction(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
   2994     struct nvmm_exit *exit)
   2995 {
   2996 	size_t fetchsize;
   2997 	gvaddr_t gva;
   2998 	int ret;
   2999 
   3000 	fetchsize = sizeof(exit->u.mem.inst_bytes);
   3001 
   3002 	gva = state->gprs[NVMM_X64_GPR_RIP];
   3003 	if (__predict_false(!is_long_mode(state))) {
   3004 		ret = segment_check(&state->segs[NVMM_X64_SEG_CS], gva,
   3005 		    fetchsize);
   3006 		if (ret == -1)
   3007 			return -1;
   3008 		segment_apply(&state->segs[NVMM_X64_SEG_CS], &gva);
   3009 	}
   3010 
   3011 	ret = read_guest_memory(mach, state, gva, exit->u.mem.inst_bytes,
   3012 	    fetchsize);
   3013 	if (ret == -1)
   3014 		return -1;
   3015 
   3016 	exit->u.mem.inst_len = fetchsize;
   3017 
   3018 	return 0;
   3019 }
   3020 
   3021 static int
   3022 assist_mem_double(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
   3023     struct x86_instr *instr)
   3024 {
   3025 	struct nvmm_mem mem;
   3026 	uint8_t data[8];
   3027 	gvaddr_t gva;
   3028 	size_t size;
   3029 	int ret;
   3030 
   3031 	size = instr->operand_size;
   3032 
   3033 	/* Source. */
   3034 	ret = store_to_gva(state, instr, &instr->src, &gva, size);
   3035 	if (ret == -1)
   3036 		return -1;
   3037 	ret = read_guest_memory(mach, state, gva, data, size);
   3038 	if (ret == -1)
   3039 		return -1;
   3040 
   3041 	/* Destination. */
   3042 	ret = store_to_gva(state, instr, &instr->dst, &gva, size);
   3043 	if (ret == -1)
   3044 		return -1;
   3045 	ret = write_guest_memory(mach, state, gva, data, size);
   3046 	if (ret == -1)
   3047 		return -1;
   3048 
   3049 	mem.size = size;
   3050 	(*instr->emul->func)(&mem, state->gprs);
   3051 
   3052 	return 0;
   3053 }
   3054 
   3055 #define DISASSEMBLER_BUG()	\
   3056 	do {			\
   3057 		errno = EINVAL;	\
   3058 		return -1;	\
   3059 	} while (0);
   3060 
   3061 static int
   3062 assist_mem_single(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
   3063     struct x86_instr *instr, struct nvmm_exit *exit)
   3064 {
   3065 	struct nvmm_mem mem;
   3066 	uint8_t membuf[8];
   3067 	uint64_t val;
   3068 
   3069 	memset(membuf, 0, sizeof(membuf));
   3070 
   3071 	mem.gpa = exit->u.mem.gpa;
   3072 	mem.size = instr->operand_size;
   3073 	mem.data = membuf;
   3074 
   3075 	/* Determine the direction. */
   3076 	switch (instr->src.type) {
   3077 	case STORE_REG:
   3078 		if (instr->src.disp.type != DISP_NONE) {
   3079 			/* Indirect access. */
   3080 			mem.write = false;
   3081 		} else {
   3082 			/* Direct access. */
   3083 			mem.write = true;
   3084 		}
   3085 		break;
   3086 	case STORE_IMM:
   3087 		mem.write = true;
   3088 		break;
   3089 	case STORE_SIB:
   3090 		mem.write = false;
   3091 		break;
   3092 	case STORE_DMO:
   3093 		mem.write = false;
   3094 		break;
   3095 	default:
   3096 		DISASSEMBLER_BUG();
   3097 	}
   3098 
   3099 	if (mem.write) {
   3100 		switch (instr->src.type) {
   3101 		case STORE_REG:
   3102 			if (instr->src.disp.type != DISP_NONE) {
   3103 				DISASSEMBLER_BUG();
   3104 			}
   3105 			val = state->gprs[instr->src.u.reg->num];
   3106 			val = __SHIFTOUT(val, instr->src.u.reg->mask);
   3107 			memcpy(mem.data, &val, mem.size);
   3108 			break;
   3109 		case STORE_IMM:
   3110 			memcpy(mem.data, &instr->src.u.imm.data, mem.size);
   3111 			break;
   3112 		default:
   3113 			DISASSEMBLER_BUG();
   3114 		}
   3115 	} else if (instr->emul->read) {
   3116 		if (instr->dst.type != STORE_REG) {
   3117 			DISASSEMBLER_BUG();
   3118 		}
   3119 		if (instr->dst.disp.type != DISP_NONE) {
   3120 			DISASSEMBLER_BUG();
   3121 		}
   3122 		val = state->gprs[instr->dst.u.reg->num];
   3123 		val = __SHIFTOUT(val, instr->dst.u.reg->mask);
   3124 		memcpy(mem.data, &val, mem.size);
   3125 	}
   3126 
   3127 	(*instr->emul->func)(&mem, state->gprs);
   3128 
   3129 	if (!instr->emul->notouch && !mem.write) {
   3130 		if (instr->dst.type != STORE_REG) {
   3131 			DISASSEMBLER_BUG();
   3132 		}
   3133 		memcpy(&val, membuf, sizeof(uint64_t));
   3134 		val = __SHIFTIN(val, instr->dst.u.reg->mask);
   3135 		state->gprs[instr->dst.u.reg->num] &= ~instr->dst.u.reg->mask;
   3136 		state->gprs[instr->dst.u.reg->num] |= val;
   3137 		state->gprs[instr->dst.u.reg->num] &= ~instr->zeroextend_mask;
   3138 	}
   3139 
   3140 	return 0;
   3141 }
   3142 
   3143 int
   3144 nvmm_assist_mem(struct nvmm_machine *mach, nvmm_cpuid_t cpuid,
   3145     struct nvmm_exit *exit)
   3146 {
   3147 	struct nvmm_x64_state state;
   3148 	struct x86_instr instr;
   3149 	uint64_t cnt = 0; /* GCC */
   3150 	int ret;
   3151 
   3152 	if (__predict_false(exit->reason != NVMM_EXIT_MEMORY)) {
   3153 		errno = EINVAL;
   3154 		return -1;
   3155 	}
   3156 
   3157 	ret = nvmm_vcpu_getstate(mach, cpuid, &state,
   3158 	    NVMM_X64_STATE_GPRS | NVMM_X64_STATE_SEGS |
   3159 	    NVMM_X64_STATE_CRS | NVMM_X64_STATE_MSRS);
   3160 	if (ret == -1)
   3161 		return -1;
   3162 
   3163 	if (exit->u.mem.inst_len == 0) {
   3164 		/*
   3165 		 * The instruction was not fetched from the kernel. Fetch
   3166 		 * it ourselves.
   3167 		 */
   3168 		ret = fetch_instruction(mach, &state, exit);
   3169 		if (ret == -1)
   3170 			return -1;
   3171 	}
   3172 
   3173 	ret = x86_decode(exit->u.mem.inst_bytes, exit->u.mem.inst_len,
   3174 	    &instr, &state);
   3175 	if (ret == -1) {
   3176 		errno = ENODEV;
   3177 		return -1;
   3178 	}
   3179 
   3180 	if (instr.legpref.rep || instr.legpref.repn) {
   3181 		cnt = rep_get_cnt(&state, instr.address_size);
   3182 		if (__predict_false(cnt == 0)) {
   3183 			state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] += instr.len;
   3184 			goto out;
   3185 		}
   3186 	}
   3187 
   3188 	if (instr.opcode->movs) {
   3189 		ret = assist_mem_double(mach, &state, &instr);
   3190 	} else {
   3191 		ret = assist_mem_single(mach, &state, &instr, exit);
   3192 	}
   3193 	if (ret == -1) {
   3194 		errno = ENODEV;
   3195 		return -1;
   3196 	}
   3197 
   3198 	if (instr.legpref.rep || instr.legpref.repn) {
   3199 		cnt -= 1;
   3200 		rep_set_cnt(&state, instr.address_size, cnt);
   3201 		if (cnt == 0) {
   3202 			state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] += instr.len;
   3203 		} else if (__predict_false(instr.legpref.repn)) {
   3204 			if (state.gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_Z) {
   3205 				state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] += instr.len;
   3206 			}
   3207 		}
   3208 	} else {
   3209 		state.gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] += instr.len;
   3210 	}
   3211 
   3212 out:
   3213 	ret = nvmm_vcpu_setstate(mach, cpuid, &state, NVMM_X64_STATE_GPRS);
   3214 	if (ret == -1)
   3215 		return -1;
   3216 
   3217 	return 0;
   3218 }
   3219