Home | History | Annotate | Line # | Download | only in libnvmm
libnvmm_x86.c revision 1.31
      1 /*	$NetBSD: libnvmm_x86.c,v 1.31 2019/06/08 07:27:44 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 /*
     54  * Undocumented debugging function. Helpful.
     55  */
     56 int
     57 nvmm_vcpu_dump(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_vcpu *vcpu)
     58 {
     59 	struct nvmm_x64_state *state = vcpu->state;
     60 	uint16_t *attr;
     61 	size_t i;
     62 	int ret;
     63 
     64 	const char *segnames[] = {
     65 		"ES", "CS", "SS", "DS", "FS", "GS", "GDT", "IDT", "LDT", "TR"
     66 	};
     67 
     68 	ret = nvmm_vcpu_getstate(mach, vcpu, NVMM_X64_STATE_ALL);
     69 	if (ret == -1)
     70 		return -1;
     71 
     72 	printf("+ VCPU id=%d\n", (int)vcpu->cpuid);
     73 	printf("| -> RIP=%"PRIx64"\n", state->gprs[NVMM_X64_GPR_RIP]);
     74 	printf("| -> RSP=%"PRIx64"\n", state->gprs[NVMM_X64_GPR_RSP]);
     75 	printf("| -> RAX=%"PRIx64"\n", state->gprs[NVMM_X64_GPR_RAX]);
     76 	printf("| -> RBX=%"PRIx64"\n", state->gprs[NVMM_X64_GPR_RBX]);
     77 	printf("| -> RCX=%"PRIx64"\n", state->gprs[NVMM_X64_GPR_RCX]);
     78 	printf("| -> RFLAGS=%p\n", (void *)state->gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS]);
     79 	for (i = 0; i < NVMM_X64_NSEG; i++) {
     80 		attr = (uint16_t *)&state->segs[i].attrib;
     81 		printf("| -> %s: sel=0x%x base=%"PRIx64", limit=%x, attrib=%x\n",
     82 		    segnames[i],
     83 		    state->segs[i].selector,
     84 		    state->segs[i].base,
     85 		    state->segs[i].limit,
     86 		    *attr);
     87 	}
     88 	printf("| -> MSR_EFER=%"PRIx64"\n", state->msrs[NVMM_X64_MSR_EFER]);
     89 	printf("| -> CR0=%"PRIx64"\n", state->crs[NVMM_X64_CR_CR0]);
     90 	printf("| -> CR3=%"PRIx64"\n", state->crs[NVMM_X64_CR_CR3]);
     91 	printf("| -> CR4=%"PRIx64"\n", state->crs[NVMM_X64_CR_CR4]);
     92 	printf("| -> CR8=%"PRIx64"\n", state->crs[NVMM_X64_CR_CR8]);
     93 
     94 	return 0;
     95 }
     96 
     97 /* -------------------------------------------------------------------------- */
     98 
     99 #define PTE32_L1_SHIFT	12
    100 #define PTE32_L2_SHIFT	22
    101 
    102 #define PTE32_L2_MASK	0xffc00000
    103 #define PTE32_L1_MASK	0x003ff000
    104 
    105 #define PTE32_L2_FRAME	(PTE32_L2_MASK)
    106 #define PTE32_L1_FRAME	(PTE32_L2_FRAME|PTE32_L1_MASK)
    107 
    108 #define pte32_l1idx(va)	(((va) & PTE32_L1_MASK) >> PTE32_L1_SHIFT)
    109 #define pte32_l2idx(va)	(((va) & PTE32_L2_MASK) >> PTE32_L2_SHIFT)
    110 
    111 #define CR3_FRAME_32BIT	PG_FRAME
    112 
    113 typedef uint32_t pte_32bit_t;
    114 
    115 static int
    116 x86_gva_to_gpa_32bit(struct nvmm_machine *mach, uint64_t cr3,
    117     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, bool has_pse, nvmm_prot_t *prot)
    118 {
    119 	gpaddr_t L2gpa, L1gpa;
    120 	uintptr_t L2hva, L1hva;
    121 	pte_32bit_t *pdir, pte;
    122 	nvmm_prot_t pageprot;
    123 
    124 	/* We begin with an RWXU access. */
    125 	*prot = NVMM_PROT_ALL;
    126 
    127 	/* Parse L2. */
    128 	L2gpa = (cr3 & CR3_FRAME_32BIT);
    129 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L2gpa, &L2hva, &pageprot) == -1)
    130 		return -1;
    131 	pdir = (pte_32bit_t *)L2hva;
    132 	pte = pdir[pte32_l2idx(gva)];
    133 	if ((pte & PG_V) == 0)
    134 		return -1;
    135 	if ((pte & PG_u) == 0)
    136 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    137 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    138 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    139 	if ((pte & PG_PS) && !has_pse)
    140 		return -1;
    141 	if (pte & PG_PS) {
    142 		*gpa = (pte & PTE32_L2_FRAME);
    143 		*gpa = *gpa + (gva & PTE32_L1_MASK);
    144 		return 0;
    145 	}
    146 
    147 	/* Parse L1. */
    148 	L1gpa = (pte & PG_FRAME);
    149 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L1gpa, &L1hva, &pageprot) == -1)
    150 		return -1;
    151 	pdir = (pte_32bit_t *)L1hva;
    152 	pte = pdir[pte32_l1idx(gva)];
    153 	if ((pte & PG_V) == 0)
    154 		return -1;
    155 	if ((pte & PG_u) == 0)
    156 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    157 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    158 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    159 	if (pte & PG_PS)
    160 		return -1;
    161 
    162 	*gpa = (pte & PG_FRAME);
    163 	return 0;
    164 }
    165 
    166 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    167 
    168 #define	PTE32_PAE_L1_SHIFT	12
    169 #define	PTE32_PAE_L2_SHIFT	21
    170 #define	PTE32_PAE_L3_SHIFT	30
    171 
    172 #define	PTE32_PAE_L3_MASK	0xc0000000
    173 #define	PTE32_PAE_L2_MASK	0x3fe00000
    174 #define	PTE32_PAE_L1_MASK	0x001ff000
    175 
    176 #define	PTE32_PAE_L3_FRAME	(PTE32_PAE_L3_MASK)
    177 #define	PTE32_PAE_L2_FRAME	(PTE32_PAE_L3_FRAME|PTE32_PAE_L2_MASK)
    178 #define	PTE32_PAE_L1_FRAME	(PTE32_PAE_L2_FRAME|PTE32_PAE_L1_MASK)
    179 
    180 #define pte32_pae_l1idx(va)	(((va) & PTE32_PAE_L1_MASK) >> PTE32_PAE_L1_SHIFT)
    181 #define pte32_pae_l2idx(va)	(((va) & PTE32_PAE_L2_MASK) >> PTE32_PAE_L2_SHIFT)
    182 #define pte32_pae_l3idx(va)	(((va) & PTE32_PAE_L3_MASK) >> PTE32_PAE_L3_SHIFT)
    183 
    184 #define CR3_FRAME_32BIT_PAE	__BITS(31, 5)
    185 
    186 typedef uint64_t pte_32bit_pae_t;
    187 
    188 static int
    189 x86_gva_to_gpa_32bit_pae(struct nvmm_machine *mach, uint64_t cr3,
    190     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, nvmm_prot_t *prot)
    191 {
    192 	gpaddr_t L3gpa, L2gpa, L1gpa;
    193 	uintptr_t L3hva, L2hva, L1hva;
    194 	pte_32bit_pae_t *pdir, pte;
    195 	nvmm_prot_t pageprot;
    196 
    197 	/* We begin with an RWXU access. */
    198 	*prot = NVMM_PROT_ALL;
    199 
    200 	/* Parse L3. */
    201 	L3gpa = (cr3 & CR3_FRAME_32BIT_PAE);
    202 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L3gpa, &L3hva, &pageprot) == -1)
    203 		return -1;
    204 	pdir = (pte_32bit_pae_t *)L3hva;
    205 	pte = pdir[pte32_pae_l3idx(gva)];
    206 	if ((pte & PG_V) == 0)
    207 		return -1;
    208 	if (pte & PG_NX)
    209 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    210 	if (pte & PG_PS)
    211 		return -1;
    212 
    213 	/* Parse L2. */
    214 	L2gpa = (pte & PG_FRAME);
    215 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L2gpa, &L2hva, &pageprot) == -1)
    216 		return -1;
    217 	pdir = (pte_32bit_pae_t *)L2hva;
    218 	pte = pdir[pte32_pae_l2idx(gva)];
    219 	if ((pte & PG_V) == 0)
    220 		return -1;
    221 	if ((pte & PG_u) == 0)
    222 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    223 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    224 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    225 	if (pte & PG_NX)
    226 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    227 	if (pte & PG_PS) {
    228 		*gpa = (pte & PTE32_PAE_L2_FRAME);
    229 		*gpa = *gpa + (gva & PTE32_PAE_L1_MASK);
    230 		return 0;
    231 	}
    232 
    233 	/* Parse L1. */
    234 	L1gpa = (pte & PG_FRAME);
    235 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L1gpa, &L1hva, &pageprot) == -1)
    236 		return -1;
    237 	pdir = (pte_32bit_pae_t *)L1hva;
    238 	pte = pdir[pte32_pae_l1idx(gva)];
    239 	if ((pte & PG_V) == 0)
    240 		return -1;
    241 	if ((pte & PG_u) == 0)
    242 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    243 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    244 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    245 	if (pte & PG_NX)
    246 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    247 	if (pte & PG_PS)
    248 		return -1;
    249 
    250 	*gpa = (pte & PG_FRAME);
    251 	return 0;
    252 }
    253 
    254 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    255 
    256 #define PTE64_L1_SHIFT	12
    257 #define PTE64_L2_SHIFT	21
    258 #define PTE64_L3_SHIFT	30
    259 #define PTE64_L4_SHIFT	39
    260 
    261 #define PTE64_L4_MASK	0x0000ff8000000000
    262 #define PTE64_L3_MASK	0x0000007fc0000000
    263 #define PTE64_L2_MASK	0x000000003fe00000
    264 #define PTE64_L1_MASK	0x00000000001ff000
    265 
    266 #define PTE64_L4_FRAME	PTE64_L4_MASK
    267 #define PTE64_L3_FRAME	(PTE64_L4_FRAME|PTE64_L3_MASK)
    268 #define PTE64_L2_FRAME	(PTE64_L3_FRAME|PTE64_L2_MASK)
    269 #define PTE64_L1_FRAME	(PTE64_L2_FRAME|PTE64_L1_MASK)
    270 
    271 #define pte64_l1idx(va)	(((va) & PTE64_L1_MASK) >> PTE64_L1_SHIFT)
    272 #define pte64_l2idx(va)	(((va) & PTE64_L2_MASK) >> PTE64_L2_SHIFT)
    273 #define pte64_l3idx(va)	(((va) & PTE64_L3_MASK) >> PTE64_L3_SHIFT)
    274 #define pte64_l4idx(va)	(((va) & PTE64_L4_MASK) >> PTE64_L4_SHIFT)
    275 
    276 #define CR3_FRAME_64BIT	PG_FRAME
    277 
    278 typedef uint64_t pte_64bit_t;
    279 
    280 static inline bool
    281 x86_gva_64bit_canonical(gvaddr_t gva)
    282 {
    283 	/* Bits 63:47 must have the same value. */
    284 #define SIGN_EXTEND	0xffff800000000000ULL
    285 	return (gva & SIGN_EXTEND) == 0 || (gva & SIGN_EXTEND) == SIGN_EXTEND;
    286 }
    287 
    288 static int
    289 x86_gva_to_gpa_64bit(struct nvmm_machine *mach, uint64_t cr3,
    290     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, nvmm_prot_t *prot)
    291 {
    292 	gpaddr_t L4gpa, L3gpa, L2gpa, L1gpa;
    293 	uintptr_t L4hva, L3hva, L2hva, L1hva;
    294 	pte_64bit_t *pdir, pte;
    295 	nvmm_prot_t pageprot;
    296 
    297 	/* We begin with an RWXU access. */
    298 	*prot = NVMM_PROT_ALL;
    299 
    300 	if (!x86_gva_64bit_canonical(gva))
    301 		return -1;
    302 
    303 	/* Parse L4. */
    304 	L4gpa = (cr3 & CR3_FRAME_64BIT);
    305 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L4gpa, &L4hva, &pageprot) == -1)
    306 		return -1;
    307 	pdir = (pte_64bit_t *)L4hva;
    308 	pte = pdir[pte64_l4idx(gva)];
    309 	if ((pte & PG_V) == 0)
    310 		return -1;
    311 	if ((pte & PG_u) == 0)
    312 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    313 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    314 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    315 	if (pte & PG_NX)
    316 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    317 	if (pte & PG_PS)
    318 		return -1;
    319 
    320 	/* Parse L3. */
    321 	L3gpa = (pte & PG_FRAME);
    322 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L3gpa, &L3hva, &pageprot) == -1)
    323 		return -1;
    324 	pdir = (pte_64bit_t *)L3hva;
    325 	pte = pdir[pte64_l3idx(gva)];
    326 	if ((pte & PG_V) == 0)
    327 		return -1;
    328 	if ((pte & PG_u) == 0)
    329 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    330 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    331 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    332 	if (pte & PG_NX)
    333 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    334 	if (pte & PG_PS) {
    335 		*gpa = (pte & PTE64_L3_FRAME);
    336 		*gpa = *gpa + (gva & (PTE64_L2_MASK|PTE64_L1_MASK));
    337 		return 0;
    338 	}
    339 
    340 	/* Parse L2. */
    341 	L2gpa = (pte & PG_FRAME);
    342 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L2gpa, &L2hva, &pageprot) == -1)
    343 		return -1;
    344 	pdir = (pte_64bit_t *)L2hva;
    345 	pte = pdir[pte64_l2idx(gva)];
    346 	if ((pte & PG_V) == 0)
    347 		return -1;
    348 	if ((pte & PG_u) == 0)
    349 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    350 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    351 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    352 	if (pte & PG_NX)
    353 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    354 	if (pte & PG_PS) {
    355 		*gpa = (pte & PTE64_L2_FRAME);
    356 		*gpa = *gpa + (gva & PTE64_L1_MASK);
    357 		return 0;
    358 	}
    359 
    360 	/* Parse L1. */
    361 	L1gpa = (pte & PG_FRAME);
    362 	if (nvmm_gpa_to_hva(mach, L1gpa, &L1hva, &pageprot) == -1)
    363 		return -1;
    364 	pdir = (pte_64bit_t *)L1hva;
    365 	pte = pdir[pte64_l1idx(gva)];
    366 	if ((pte & PG_V) == 0)
    367 		return -1;
    368 	if ((pte & PG_u) == 0)
    369 		*prot &= ~NVMM_PROT_USER;
    370 	if ((pte & PG_KW) == 0)
    371 		*prot &= ~NVMM_PROT_WRITE;
    372 	if (pte & PG_NX)
    373 		*prot &= ~NVMM_PROT_EXEC;
    374 	if (pte & PG_PS)
    375 		return -1;
    376 
    377 	*gpa = (pte & PG_FRAME);
    378 	return 0;
    379 }
    380 
    381 static inline int
    382 x86_gva_to_gpa(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    383     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, nvmm_prot_t *prot)
    384 {
    385 	bool is_pae, is_lng, has_pse;
    386 	uint64_t cr3;
    387 	size_t off;
    388 	int ret;
    389 
    390 	if ((state->crs[NVMM_X64_CR_CR0] & CR0_PG) == 0) {
    391 		/* No paging. */
    392 		*prot = NVMM_PROT_ALL;
    393 		*gpa = gva;
    394 		return 0;
    395 	}
    396 
    397 	off = (gva & PAGE_MASK);
    398 	gva &= ~PAGE_MASK;
    399 
    400 	is_pae = (state->crs[NVMM_X64_CR_CR4] & CR4_PAE) != 0;
    401 	is_lng = (state->msrs[NVMM_X64_MSR_EFER] & EFER_LMA) != 0;
    402 	has_pse = (state->crs[NVMM_X64_CR_CR4] & CR4_PSE) != 0;
    403 	cr3 = state->crs[NVMM_X64_CR_CR3];
    404 
    405 	if (is_pae && is_lng) {
    406 		/* 64bit */
    407 		ret = x86_gva_to_gpa_64bit(mach, cr3, gva, gpa, prot);
    408 	} else if (is_pae && !is_lng) {
    409 		/* 32bit PAE */
    410 		ret = x86_gva_to_gpa_32bit_pae(mach, cr3, gva, gpa, prot);
    411 	} else if (!is_pae && !is_lng) {
    412 		/* 32bit */
    413 		ret = x86_gva_to_gpa_32bit(mach, cr3, gva, gpa, has_pse, prot);
    414 	} else {
    415 		ret = -1;
    416 	}
    417 
    418 	if (ret == -1) {
    419 		errno = EFAULT;
    420 	}
    421 
    422 	*gpa = *gpa + off;
    423 
    424 	return ret;
    425 }
    426 
    427 int
    428 nvmm_gva_to_gpa(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_vcpu *vcpu,
    429     gvaddr_t gva, gpaddr_t *gpa, nvmm_prot_t *prot)
    430 {
    431 	struct nvmm_x64_state *state = vcpu->state;
    432 	int ret;
    433 
    434 	ret = nvmm_vcpu_getstate(mach, vcpu,
    435 	    NVMM_X64_STATE_CRS | NVMM_X64_STATE_MSRS);
    436 	if (ret == -1)
    437 		return -1;
    438 
    439 	return x86_gva_to_gpa(mach, state, gva, gpa, prot);
    440 }
    441 
    442 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    443 
    444 static inline bool
    445 is_long_mode(struct nvmm_x64_state *state)
    446 {
    447 	return (state->msrs[NVMM_X64_MSR_EFER] & EFER_LMA) != 0;
    448 }
    449 
    450 static inline bool
    451 is_64bit(struct nvmm_x64_state *state)
    452 {
    453 	return (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.l != 0);
    454 }
    455 
    456 static inline bool
    457 is_32bit(struct nvmm_x64_state *state)
    458 {
    459 	return (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.l == 0) &&
    460 	    (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.def == 1);
    461 }
    462 
    463 static inline bool
    464 is_16bit(struct nvmm_x64_state *state)
    465 {
    466 	return (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.l == 0) &&
    467 	    (state->segs[NVMM_X64_SEG_CS].attrib.def == 0);
    468 }
    469 
    470 static int
    471 segment_check(struct nvmm_x64_state_seg *seg, gvaddr_t gva, size_t size)
    472 {
    473 	uint64_t limit;
    474 
    475 	/*
    476 	 * This is incomplete. We should check topdown, etc, really that's
    477 	 * tiring.
    478 	 */
    479 	if (__predict_false(!seg->attrib.p)) {
    480 		goto error;
    481 	}
    482 
    483 	limit = (uint64_t)seg->limit + 1;
    484 	if (__predict_true(seg->attrib.g)) {
    485 		limit *= PAGE_SIZE;
    486 	}
    487 
    488 	if (__predict_false(gva + size > limit)) {
    489 		goto error;
    490 	}
    491 
    492 	return 0;
    493 
    494 error:
    495 	errno = EFAULT;
    496 	return -1;
    497 }
    498 
    499 static inline void
    500 segment_apply(struct nvmm_x64_state_seg *seg, gvaddr_t *gva)
    501 {
    502 	*gva += seg->base;
    503 }
    504 
    505 static inline uint64_t
    506 size_to_mask(size_t size)
    507 {
    508 	switch (size) {
    509 	case 1:
    510 		return 0x00000000000000FF;
    511 	case 2:
    512 		return 0x000000000000FFFF;
    513 	case 4:
    514 		return 0x00000000FFFFFFFF;
    515 	case 8:
    516 	default:
    517 		return 0xFFFFFFFFFFFFFFFF;
    518 	}
    519 }
    520 
    521 static uint64_t
    522 rep_get_cnt(struct nvmm_x64_state *state, size_t adsize)
    523 {
    524 	uint64_t mask, cnt;
    525 
    526 	mask = size_to_mask(adsize);
    527 	cnt = state->gprs[NVMM_X64_GPR_RCX] & mask;
    528 
    529 	return cnt;
    530 }
    531 
    532 static void
    533 rep_set_cnt(struct nvmm_x64_state *state, size_t adsize, uint64_t cnt)
    534 {
    535 	uint64_t mask;
    536 
    537 	/* XXX: should we zero-extend? */
    538 	mask = size_to_mask(adsize);
    539 	state->gprs[NVMM_X64_GPR_RCX] &= ~mask;
    540 	state->gprs[NVMM_X64_GPR_RCX] |= cnt;
    541 }
    542 
    543 static int
    544 read_guest_memory(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    545     gvaddr_t gva, uint8_t *data, size_t size)
    546 {
    547 	struct nvmm_mem mem;
    548 	nvmm_prot_t prot;
    549 	gpaddr_t gpa;
    550 	uintptr_t hva;
    551 	bool is_mmio;
    552 	int ret, remain;
    553 
    554 	ret = x86_gva_to_gpa(mach, state, gva, &gpa, &prot);
    555 	if (__predict_false(ret == -1)) {
    556 		return -1;
    557 	}
    558 	if (__predict_false(!(prot & NVMM_PROT_READ))) {
    559 		errno = EFAULT;
    560 		return -1;
    561 	}
    562 
    563 	if ((gva & PAGE_MASK) + size > PAGE_SIZE) {
    564 		remain = ((gva & PAGE_MASK) + size - PAGE_SIZE);
    565 	} else {
    566 		remain = 0;
    567 	}
    568 	size -= remain;
    569 
    570 	ret = nvmm_gpa_to_hva(mach, gpa, &hva, &prot);
    571 	is_mmio = (ret == -1);
    572 
    573 	if (is_mmio) {
    574 		mem.data = data;
    575 		mem.gpa = gpa;
    576 		mem.write = false;
    577 		mem.size = size;
    578 		(*mach->cbs.mem)(&mem);
    579 	} else {
    580 		if (__predict_false(!(prot & NVMM_PROT_READ))) {
    581 			errno = EFAULT;
    582 			return -1;
    583 		}
    584 		memcpy(data, (uint8_t *)hva, size);
    585 	}
    586 
    587 	if (remain > 0) {
    588 		ret = read_guest_memory(mach, state, gva + size,
    589 		    data + size, remain);
    590 	} else {
    591 		ret = 0;
    592 	}
    593 
    594 	return ret;
    595 }
    596 
    597 static int
    598 write_guest_memory(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    599     gvaddr_t gva, uint8_t *data, size_t size)
    600 {
    601 	struct nvmm_mem mem;
    602 	nvmm_prot_t prot;
    603 	gpaddr_t gpa;
    604 	uintptr_t hva;
    605 	bool is_mmio;
    606 	int ret, remain;
    607 
    608 	ret = x86_gva_to_gpa(mach, state, gva, &gpa, &prot);
    609 	if (__predict_false(ret == -1)) {
    610 		return -1;
    611 	}
    612 	if (__predict_false(!(prot & NVMM_PROT_WRITE))) {
    613 		errno = EFAULT;
    614 		return -1;
    615 	}
    616 
    617 	if ((gva & PAGE_MASK) + size > PAGE_SIZE) {
    618 		remain = ((gva & PAGE_MASK) + size - PAGE_SIZE);
    619 	} else {
    620 		remain = 0;
    621 	}
    622 	size -= remain;
    623 
    624 	ret = nvmm_gpa_to_hva(mach, gpa, &hva, &prot);
    625 	is_mmio = (ret == -1);
    626 
    627 	if (is_mmio) {
    628 		mem.data = data;
    629 		mem.gpa = gpa;
    630 		mem.write = true;
    631 		mem.size = size;
    632 		(*mach->cbs.mem)(&mem);
    633 	} else {
    634 		if (__predict_false(!(prot & NVMM_PROT_WRITE))) {
    635 			errno = EFAULT;
    636 			return -1;
    637 		}
    638 		memcpy((uint8_t *)hva, data, size);
    639 	}
    640 
    641 	if (remain > 0) {
    642 		ret = write_guest_memory(mach, state, gva + size,
    643 		    data + size, remain);
    644 	} else {
    645 		ret = 0;
    646 	}
    647 
    648 	return ret;
    649 }
    650 
    651 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    652 
    653 static int fetch_segment(struct nvmm_machine *, struct nvmm_x64_state *);
    654 
    655 #define NVMM_IO_BATCH_SIZE	32
    656 
    657 static int
    658 assist_io_batch(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
    659     struct nvmm_io *io, gvaddr_t gva, uint64_t cnt)
    660 {
    661 	uint8_t iobuf[NVMM_IO_BATCH_SIZE];
    662 	size_t i, iosize, iocnt;
    663 	int ret;
    664 
    665 	cnt = MIN(cnt, NVMM_IO_BATCH_SIZE);
    666 	iosize = MIN(io->size * cnt, NVMM_IO_BATCH_SIZE);
    667 	iocnt = iosize / io->size;
    668 
    669 	io->data = iobuf;
    670 
    671 	if (!io->in) {
    672 		ret = read_guest_memory(mach, state, gva, iobuf, iosize);
    673 		if (ret == -1)
    674 			return -1;
    675 	}
    676 
    677 	for (i = 0; i < iocnt; i++) {
    678 		(*mach->cbs.io)(io);
    679 		io->data += io->size;
    680 	}
    681 
    682 	if (io->in) {
    683 		ret = write_guest_memory(mach, state, gva, iobuf, iosize);
    684 		if (ret == -1)
    685 			return -1;
    686 	}
    687 
    688 	return iocnt;
    689 }
    690 
    691 int
    692 nvmm_assist_io(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_vcpu *vcpu)
    693 {
    694 	struct nvmm_x64_state *state = vcpu->state;
    695 	struct nvmm_exit *exit = vcpu->exit;
    696 	struct nvmm_io io;
    697 	uint64_t cnt = 0; /* GCC */
    698 	uint8_t iobuf[8];
    699 	int iocnt = 1;
    700 	gvaddr_t gva = 0; /* GCC */
    701 	int reg = 0; /* GCC */
    702 	int ret, seg;
    703 	bool psld = false;
    704 
    705 	if (__predict_false(exit->reason != NVMM_EXIT_IO)) {
    706 		errno = EINVAL;
    707 		return -1;
    708 	}
    709 
    710 	io.port = exit->u.io.port;
    711 	io.in = (exit->u.io.type == NVMM_EXIT_IO_IN);
    712 	io.size = exit->u.io.operand_size;
    713 	io.data = iobuf;
    714 
    715 	ret = nvmm_vcpu_getstate(mach, vcpu,
    716 	    NVMM_X64_STATE_GPRS | NVMM_X64_STATE_SEGS |
    717 	    NVMM_X64_STATE_CRS | NVMM_X64_STATE_MSRS);
    718 	if (ret == -1)
    719 		return -1;
    720 
    721 	if (exit->u.io.rep) {
    722 		cnt = rep_get_cnt(state, exit->u.io.address_size);
    723 		if (__predict_false(cnt == 0)) {
    724 			state->gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] = exit->u.io.npc;
    725 			goto out;
    726 		}
    727 	}
    728 
    729 	if (__predict_false(state->gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D)) {
    730 		psld = true;
    731 	}
    732 
    733 	/*
    734 	 * Determine GVA.
    735 	 */
    736 	if (exit->u.io.str) {
    737 		if (io.in) {
    738 			reg = NVMM_X64_GPR_RDI;
    739 		} else {
    740 			reg = NVMM_X64_GPR_RSI;
    741 		}
    742 
    743 		gva = state->gprs[reg];
    744 		gva &= size_to_mask(exit->u.io.address_size);
    745 
    746 		if (exit->u.io.seg != -1) {
    747 			seg = exit->u.io.seg;
    748 		} else {
    749 			if (io.in) {
    750 				seg = NVMM_X64_SEG_ES;
    751 			} else {
    752 				seg = fetch_segment(mach, state);
    753 				if (seg == -1)
    754 					return -1;
    755 			}
    756 		}
    757 
    758 		if (__predict_true(is_long_mode(state))) {
    759 			if (seg == NVMM_X64_SEG_GS || seg == NVMM_X64_SEG_FS) {
    760 				segment_apply(&state->segs[seg], &gva);
    761 			}
    762 		} else {
    763 			ret = segment_check(&state->segs[seg], gva, io.size);
    764 			if (ret == -1)
    765 				return -1;
    766 			segment_apply(&state->segs[seg], &gva);
    767 		}
    768 
    769 		if (exit->u.io.rep && !psld) {
    770 			iocnt = assist_io_batch(mach, state, &io, gva, cnt);
    771 			if (iocnt == -1)
    772 				return -1;
    773 			goto done;
    774 		}
    775 	}
    776 
    777 	if (!io.in) {
    778 		if (!exit->u.io.str) {
    779 			memcpy(io.data, &state->gprs[NVMM_X64_GPR_RAX], io.size);
    780 		} else {
    781 			ret = read_guest_memory(mach, state, gva, io.data,
    782 			    io.size);
    783 			if (ret == -1)
    784 				return -1;
    785 		}
    786 	}
    787 
    788 	(*mach->cbs.io)(&io);
    789 
    790 	if (io.in) {
    791 		if (!exit->u.io.str) {
    792 			memcpy(&state->gprs[NVMM_X64_GPR_RAX], io.data, io.size);
    793 			if (io.size == 4) {
    794 				/* Zero-extend to 64 bits. */
    795 				state->gprs[NVMM_X64_GPR_RAX] &= size_to_mask(4);
    796 			}
    797 		} else {
    798 			ret = write_guest_memory(mach, state, gva, io.data,
    799 			    io.size);
    800 			if (ret == -1)
    801 				return -1;
    802 		}
    803 	}
    804 
    805 done:
    806 	if (exit->u.io.str) {
    807 		if (__predict_false(psld)) {
    808 			state->gprs[reg] -= iocnt * io.size;
    809 		} else {
    810 			state->gprs[reg] += iocnt * io.size;
    811 		}
    812 	}
    813 
    814 	if (exit->u.io.rep) {
    815 		cnt -= iocnt;
    816 		rep_set_cnt(state, exit->u.io.address_size, cnt);
    817 		if (cnt == 0) {
    818 			state->gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] = exit->u.io.npc;
    819 		}
    820 	} else {
    821 		state->gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] = exit->u.io.npc;
    822 	}
    823 
    824 out:
    825 	ret = nvmm_vcpu_setstate(mach, vcpu, NVMM_X64_STATE_GPRS);
    826 	if (ret == -1)
    827 		return -1;
    828 
    829 	return 0;
    830 }
    831 
    832 /* -------------------------------------------------------------------------- */
    833 
    834 struct x86_emul {
    835 	bool read;
    836 	bool notouch;
    837 	void (*func)(struct nvmm_machine *, struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    838 };
    839 
    840 static void x86_func_or(struct nvmm_machine *, struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    841 static void x86_func_and(struct nvmm_machine *, struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    842 static void x86_func_sub(struct nvmm_machine *, struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    843 static void x86_func_xor(struct nvmm_machine *, struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    844 static void x86_func_cmp(struct nvmm_machine *, struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    845 static void x86_func_test(struct nvmm_machine *, struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    846 static void x86_func_mov(struct nvmm_machine *, struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    847 static void x86_func_stos(struct nvmm_machine *, struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    848 static void x86_func_lods(struct nvmm_machine *, struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    849 static void x86_func_movs(struct nvmm_machine *, struct nvmm_mem *, uint64_t *);
    850 
    851 static const struct x86_emul x86_emul_or = {
    852 	.read = true,
    853 	.func = x86_func_or
    854 };
    855 
    856 static const struct x86_emul x86_emul_and = {
    857 	.read = true,
    858 	.func = x86_func_and
    859 };
    860 
    861 static const struct x86_emul x86_emul_sub = {
    862 	.read = true,
    863 	.func = x86_func_sub
    864 };
    865 
    866 static const struct x86_emul x86_emul_xor = {
    867 	.read = true,
    868 	.func = x86_func_xor
    869 };
    870 
    871 static const struct x86_emul x86_emul_cmp = {
    872 	.notouch = true,
    873 	.func = x86_func_cmp
    874 };
    875 
    876 static const struct x86_emul x86_emul_test = {
    877 	.notouch = true,
    878 	.func = x86_func_test
    879 };
    880 
    881 static const struct x86_emul x86_emul_mov = {
    882 	.func = x86_func_mov
    883 };
    884 
    885 static const struct x86_emul x86_emul_stos = {
    886 	.func = x86_func_stos
    887 };
    888 
    889 static const struct x86_emul x86_emul_lods = {
    890 	.func = x86_func_lods
    891 };
    892 
    893 static const struct x86_emul x86_emul_movs = {
    894 	.func = x86_func_movs
    895 };
    896 
    897 /* Legacy prefixes. */
    898 #define LEG_LOCK	0xF0
    899 #define LEG_REPN	0xF2
    900 #define LEG_REP		0xF3
    901 #define LEG_OVR_CS	0x2E
    902 #define LEG_OVR_SS	0x36
    903 #define LEG_OVR_DS	0x3E
    904 #define LEG_OVR_ES	0x26
    905 #define LEG_OVR_FS	0x64
    906 #define LEG_OVR_GS	0x65
    907 #define LEG_OPR_OVR	0x66
    908 #define LEG_ADR_OVR	0x67
    909 
    910 struct x86_legpref {
    911 	bool opr_ovr:1;
    912 	bool adr_ovr:1;
    913 	bool rep:1;
    914 	bool repn:1;
    915 	int8_t seg;
    916 };
    917 
    918 struct x86_rexpref {
    919 	bool b:1;
    920 	bool x:1;
    921 	bool r:1;
    922 	bool w:1;
    923 	bool present:1;
    924 };
    925 
    926 struct x86_reg {
    927 	int num;	/* NVMM GPR state index */
    928 	uint64_t mask;
    929 };
    930 
    931 enum x86_disp_type {
    932 	DISP_NONE,
    933 	DISP_0,
    934 	DISP_1,
    935 	DISP_4
    936 };
    937 
    938 struct x86_disp {
    939 	enum x86_disp_type type;
    940 	uint64_t data; /* 4 bytes, but can be sign-extended */
    941 };
    942 
    943 enum REGMODRM__Mod {
    944 	MOD_DIS0, /* also, register indirect */
    945 	MOD_DIS1,
    946 	MOD_DIS4,
    947 	MOD_REG
    948 };
    949 
    950 enum REGMODRM__Reg {
    951 	REG_000, /* these fields are indexes to the register map */
    952 	REG_001,
    953 	REG_010,
    954 	REG_011,
    955 	REG_100,
    956 	REG_101,
    957 	REG_110,
    958 	REG_111
    959 };
    960 
    961 enum REGMODRM__Rm {
    962 	RM_000, /* reg */
    963 	RM_001, /* reg */
    964 	RM_010, /* reg */
    965 	RM_011, /* reg */
    966 	RM_RSP_SIB, /* reg or SIB, depending on the MOD */
    967 	RM_RBP_DISP32, /* reg or displacement-only (= RIP-relative on amd64) */
    968 	RM_110,
    969 	RM_111
    970 };
    971 
    972 struct x86_regmodrm {
    973 	uint8_t mod:2;
    974 	uint8_t reg:3;
    975 	uint8_t rm:3;
    976 };
    977 
    978 struct x86_immediate {
    979 	uint64_t data;
    980 };
    981 
    982 struct x86_sib {
    983 	uint8_t scale;
    984 	const struct x86_reg *idx;
    985 	const struct x86_reg *bas;
    986 };
    987 
    988 enum x86_store_type {
    989 	STORE_NONE,
    990 	STORE_REG,
    991 	STORE_IMM,
    992 	STORE_SIB,
    993 	STORE_DMO
    994 };
    995 
    996 struct x86_store {
    997 	enum x86_store_type type;
    998 	union {
    999 		const struct x86_reg *reg;
   1000 		struct x86_immediate imm;
   1001 		struct x86_sib sib;
   1002 		uint64_t dmo;
   1003 	} u;
   1004 	struct x86_disp disp;
   1005 	int hardseg;
   1006 };
   1007 
   1008 struct x86_instr {
   1009 	uint8_t len;
   1010 	struct x86_legpref legpref;
   1011 	struct x86_rexpref rexpref;
   1012 	struct x86_regmodrm regmodrm;
   1013 	uint8_t operand_size;
   1014 	uint8_t address_size;
   1015 	uint64_t zeroextend_mask;
   1016 
   1017 	const struct x86_opcode *opcode;
   1018 	const struct x86_emul *emul;
   1019 
   1020 	struct x86_store src;
   1021 	struct x86_store dst;
   1022 	struct x86_store *strm;
   1023 };
   1024 
   1025 struct x86_decode_fsm {
   1026 	/* vcpu */
   1027 	bool is64bit;
   1028 	bool is32bit;
   1029 	bool is16bit;
   1030 
   1031 	/* fsm */
   1032 	int (*fn)(struct x86_decode_fsm *, struct x86_instr *);
   1033 	uint8_t *buf;
   1034 	uint8_t *end;
   1035 };
   1036 
   1037 struct x86_opcode {
   1038 	bool valid:1;
   1039 	bool regmodrm:1;
   1040 	bool regtorm:1;
   1041 	bool dmo:1;
   1042 	bool todmo:1;
   1043 	bool movs:1;
   1044 	bool stos:1;
   1045 	bool lods:1;
   1046 	bool szoverride:1;
   1047 	bool group1:1;
   1048 	bool group3:1;
   1049 	bool group11:1;
   1050 	bool immediate:1;
   1051 	uint8_t defsize;
   1052 	uint8_t flags;
   1053 	const struct x86_emul *emul;
   1054 };
   1055 
   1056 struct x86_group_entry {
   1057 	const struct x86_emul *emul;
   1058 };
   1059 
   1060 #define OPSIZE_BYTE 0x01
   1061 #define OPSIZE_WORD 0x02 /* 2 bytes */
   1062 #define OPSIZE_DOUB 0x04 /* 4 bytes */
   1063 #define OPSIZE_QUAD 0x08 /* 8 bytes */
   1064 
   1065 #define FLAG_imm8	0x01
   1066 #define FLAG_immz	0x02
   1067 #define FLAG_ze		0x04
   1068 
   1069 static const struct x86_group_entry group1[8] __cacheline_aligned = {
   1070 	[1] = { .emul = &x86_emul_or },
   1071 	[4] = { .emul = &x86_emul_and },
   1072 	[6] = { .emul = &x86_emul_xor },
   1073 	[7] = { .emul = &x86_emul_cmp }
   1074 };
   1075 
   1076 static const struct x86_group_entry group3[8] __cacheline_aligned = {
   1077 	[0] = { .emul = &x86_emul_test },
   1078 	[1] = { .emul = &x86_emul_test }
   1079 };
   1080 
   1081 static const struct x86_group_entry group11[8] __cacheline_aligned = {
   1082 	[0] = { .emul = &x86_emul_mov }
   1083 };
   1084 
   1085 static const struct x86_opcode primary_opcode_table[256] __cacheline_aligned = {
   1086 	/*
   1087 	 * Group1
   1088 	 */
   1089 	[0x80] = {
   1090 		/* Eb, Ib */
   1091 		.valid = true,
   1092 		.regmodrm = true,
   1093 		.regtorm = true,
   1094 		.szoverride = false,
   1095 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1096 		.group1 = true,
   1097 		.immediate = true,
   1098 		.emul = NULL /* group1 */
   1099 	},
   1100 	[0x81] = {
   1101 		/* Ev, Iz */
   1102 		.valid = true,
   1103 		.regmodrm = true,
   1104 		.regtorm = true,
   1105 		.szoverride = true,
   1106 		.defsize = -1,
   1107 		.group1 = true,
   1108 		.immediate = true,
   1109 		.flags = FLAG_immz,
   1110 		.emul = NULL /* group1 */
   1111 	},
   1112 	[0x83] = {
   1113 		/* Ev, Ib */
   1114 		.valid = true,
   1115 		.regmodrm = true,
   1116 		.regtorm = true,
   1117 		.szoverride = true,
   1118 		.defsize = -1,
   1119 		.group1 = true,
   1120 		.immediate = true,
   1121 		.flags = FLAG_imm8,
   1122 		.emul = NULL /* group1 */
   1123 	},
   1124 
   1125 	/*
   1126 	 * Group3
   1127 	 */
   1128 	[0xF6] = {
   1129 		/* Eb, Ib */
   1130 		.valid = true,
   1131 		.regmodrm = true,
   1132 		.regtorm = true,
   1133 		.szoverride = false,
   1134 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1135 		.group3 = true,
   1136 		.immediate = true,
   1137 		.emul = NULL /* group3 */
   1138 	},
   1139 	[0xF7] = {
   1140 		/* Ev, Iz */
   1141 		.valid = true,
   1142 		.regmodrm = true,
   1143 		.regtorm = true,
   1144 		.szoverride = true,
   1145 		.defsize = -1,
   1146 		.group3 = true,
   1147 		.immediate = true,
   1148 		.flags = FLAG_immz,
   1149 		.emul = NULL /* group3 */
   1150 	},
   1151 
   1152 	/*
   1153 	 * Group11
   1154 	 */
   1155 	[0xC6] = {
   1156 		/* Eb, Ib */
   1157 		.valid = true,
   1158 		.regmodrm = true,
   1159 		.regtorm = true,
   1160 		.szoverride = false,
   1161 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1162 		.group11 = true,
   1163 		.immediate = true,
   1164 		.emul = NULL /* group11 */
   1165 	},
   1166 	[0xC7] = {
   1167 		/* Ev, Iz */
   1168 		.valid = true,
   1169 		.regmodrm = true,
   1170 		.regtorm = true,
   1171 		.szoverride = true,
   1172 		.defsize = -1,
   1173 		.group11 = true,
   1174 		.immediate = true,
   1175 		.flags = FLAG_immz,
   1176 		.emul = NULL /* group11 */
   1177 	},
   1178 
   1179 	/*
   1180 	 * OR
   1181 	 */
   1182 	[0x08] = {
   1183 		/* Eb, Gb */
   1184 		.valid = true,
   1185 		.regmodrm = true,
   1186 		.regtorm = true,
   1187 		.szoverride = false,
   1188 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1189 		.emul = &x86_emul_or
   1190 	},
   1191 	[0x09] = {
   1192 		/* Ev, Gv */
   1193 		.valid = true,
   1194 		.regmodrm = true,
   1195 		.regtorm = true,
   1196 		.szoverride = true,
   1197 		.defsize = -1,
   1198 		.emul = &x86_emul_or
   1199 	},
   1200 	[0x0A] = {
   1201 		/* Gb, Eb */
   1202 		.valid = true,
   1203 		.regmodrm = true,
   1204 		.regtorm = false,
   1205 		.szoverride = false,
   1206 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1207 		.emul = &x86_emul_or
   1208 	},
   1209 	[0x0B] = {
   1210 		/* Gv, Ev */
   1211 		.valid = true,
   1212 		.regmodrm = true,
   1213 		.regtorm = false,
   1214 		.szoverride = true,
   1215 		.defsize = -1,
   1216 		.emul = &x86_emul_or
   1217 	},
   1218 
   1219 	/*
   1220 	 * AND
   1221 	 */
   1222 	[0x20] = {
   1223 		/* Eb, Gb */
   1224 		.valid = true,
   1225 		.regmodrm = true,
   1226 		.regtorm = true,
   1227 		.szoverride = false,
   1228 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1229 		.emul = &x86_emul_and
   1230 	},
   1231 	[0x21] = {
   1232 		/* Ev, Gv */
   1233 		.valid = true,
   1234 		.regmodrm = true,
   1235 		.regtorm = true,
   1236 		.szoverride = true,
   1237 		.defsize = -1,
   1238 		.emul = &x86_emul_and
   1239 	},
   1240 	[0x22] = {
   1241 		/* Gb, Eb */
   1242 		.valid = true,
   1243 		.regmodrm = true,
   1244 		.regtorm = false,
   1245 		.szoverride = false,
   1246 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1247 		.emul = &x86_emul_and
   1248 	},
   1249 	[0x23] = {
   1250 		/* Gv, Ev */
   1251 		.valid = true,
   1252 		.regmodrm = true,
   1253 		.regtorm = false,
   1254 		.szoverride = true,
   1255 		.defsize = -1,
   1256 		.emul = &x86_emul_and
   1257 	},
   1258 
   1259 	/*
   1260 	 * SUB
   1261 	 */
   1262 	[0x28] = {
   1263 		/* Eb, Gb */
   1264 		.valid = true,
   1265 		.regmodrm = true,
   1266 		.regtorm = true,
   1267 		.szoverride = false,
   1268 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1269 		.emul = &x86_emul_sub
   1270 	},
   1271 	[0x29] = {
   1272 		/* Ev, Gv */
   1273 		.valid = true,
   1274 		.regmodrm = true,
   1275 		.regtorm = true,
   1276 		.szoverride = true,
   1277 		.defsize = -1,
   1278 		.emul = &x86_emul_sub
   1279 	},
   1280 	[0x2A] = {
   1281 		/* Gb, Eb */
   1282 		.valid = true,
   1283 		.regmodrm = true,
   1284 		.regtorm = false,
   1285 		.szoverride = false,
   1286 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1287 		.emul = &x86_emul_sub
   1288 	},
   1289 	[0x2B] = {
   1290 		/* Gv, Ev */
   1291 		.valid = true,
   1292 		.regmodrm = true,
   1293 		.regtorm = false,
   1294 		.szoverride = true,
   1295 		.defsize = -1,
   1296 		.emul = &x86_emul_sub
   1297 	},
   1298 
   1299 	/*
   1300 	 * XOR
   1301 	 */
   1302 	[0x30] = {
   1303 		/* Eb, Gb */
   1304 		.valid = true,
   1305 		.regmodrm = true,
   1306 		.regtorm = true,
   1307 		.szoverride = false,
   1308 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1309 		.emul = &x86_emul_xor
   1310 	},
   1311 	[0x31] = {
   1312 		/* Ev, Gv */
   1313 		.valid = true,
   1314 		.regmodrm = true,
   1315 		.regtorm = true,
   1316 		.szoverride = true,
   1317 		.defsize = -1,
   1318 		.emul = &x86_emul_xor
   1319 	},
   1320 	[0x32] = {
   1321 		/* Gb, Eb */
   1322 		.valid = true,
   1323 		.regmodrm = true,
   1324 		.regtorm = false,
   1325 		.szoverride = false,
   1326 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1327 		.emul = &x86_emul_xor
   1328 	},
   1329 	[0x33] = {
   1330 		/* Gv, Ev */
   1331 		.valid = true,
   1332 		.regmodrm = true,
   1333 		.regtorm = false,
   1334 		.szoverride = true,
   1335 		.defsize = -1,
   1336 		.emul = &x86_emul_xor
   1337 	},
   1338 
   1339 	/*
   1340 	 * MOV
   1341 	 */
   1342 	[0x88] = {
   1343 		/* Eb, Gb */
   1344 		.valid = true,
   1345 		.regmodrm = true,
   1346 		.regtorm = true,
   1347 		.szoverride = false,
   1348 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1349 		.emul = &x86_emul_mov
   1350 	},
   1351 	[0x89] = {
   1352 		/* Ev, Gv */
   1353 		.valid = true,
   1354 		.regmodrm = true,
   1355 		.regtorm = true,
   1356 		.szoverride = true,
   1357 		.defsize = -1,
   1358 		.emul = &x86_emul_mov
   1359 	},
   1360 	[0x8A] = {
   1361 		/* Gb, Eb */
   1362 		.valid = true,
   1363 		.regmodrm = true,
   1364 		.regtorm = false,
   1365 		.szoverride = false,
   1366 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1367 		.emul = &x86_emul_mov
   1368 	},
   1369 	[0x8B] = {
   1370 		/* Gv, Ev */
   1371 		.valid = true,
   1372 		.regmodrm = true,
   1373 		.regtorm = false,
   1374 		.szoverride = true,
   1375 		.defsize = -1,
   1376 		.emul = &x86_emul_mov
   1377 	},
   1378 	[0xA0] = {
   1379 		/* AL, Ob */
   1380 		.valid = true,
   1381 		.dmo = true,
   1382 		.todmo = false,
   1383 		.szoverride = false,
   1384 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1385 		.emul = &x86_emul_mov
   1386 	},
   1387 	[0xA1] = {
   1388 		/* rAX, Ov */
   1389 		.valid = true,
   1390 		.dmo = true,
   1391 		.todmo = false,
   1392 		.szoverride = true,
   1393 		.defsize = -1,
   1394 		.emul = &x86_emul_mov
   1395 	},
   1396 	[0xA2] = {
   1397 		/* Ob, AL */
   1398 		.valid = true,
   1399 		.dmo = true,
   1400 		.todmo = true,
   1401 		.szoverride = false,
   1402 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1403 		.emul = &x86_emul_mov
   1404 	},
   1405 	[0xA3] = {
   1406 		/* Ov, rAX */
   1407 		.valid = true,
   1408 		.dmo = true,
   1409 		.todmo = true,
   1410 		.szoverride = true,
   1411 		.defsize = -1,
   1412 		.emul = &x86_emul_mov
   1413 	},
   1414 
   1415 	/*
   1416 	 * MOVS
   1417 	 */
   1418 	[0xA4] = {
   1419 		/* Yb, Xb */
   1420 		.valid = true,
   1421 		.movs = true,
   1422 		.szoverride = false,
   1423 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1424 		.emul = &x86_emul_movs
   1425 	},
   1426 	[0xA5] = {
   1427 		/* Yv, Xv */
   1428 		.valid = true,
   1429 		.movs = true,
   1430 		.szoverride = true,
   1431 		.defsize = -1,
   1432 		.emul = &x86_emul_movs
   1433 	},
   1434 
   1435 	/*
   1436 	 * STOS
   1437 	 */
   1438 	[0xAA] = {
   1439 		/* Yb, AL */
   1440 		.valid = true,
   1441 		.stos = true,
   1442 		.szoverride = false,
   1443 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1444 		.emul = &x86_emul_stos
   1445 	},
   1446 	[0xAB] = {
   1447 		/* Yv, rAX */
   1448 		.valid = true,
   1449 		.stos = true,
   1450 		.szoverride = true,
   1451 		.defsize = -1,
   1452 		.emul = &x86_emul_stos
   1453 	},
   1454 
   1455 	/*
   1456 	 * LODS
   1457 	 */
   1458 	[0xAC] = {
   1459 		/* AL, Xb */
   1460 		.valid = true,
   1461 		.lods = true,
   1462 		.szoverride = false,
   1463 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1464 		.emul = &x86_emul_lods
   1465 	},
   1466 	[0xAD] = {
   1467 		/* rAX, Xv */
   1468 		.valid = true,
   1469 		.lods = true,
   1470 		.szoverride = true,
   1471 		.defsize = -1,
   1472 		.emul = &x86_emul_lods
   1473 	},
   1474 };
   1475 
   1476 static const struct x86_opcode secondary_opcode_table[256] __cacheline_aligned = {
   1477 	/*
   1478 	 * MOVZX
   1479 	 */
   1480 	[0xB6] = {
   1481 		/* Gv, Eb */
   1482 		.valid = true,
   1483 		.regmodrm = true,
   1484 		.regtorm = false,
   1485 		.szoverride = true,
   1486 		.defsize = OPSIZE_BYTE,
   1487 		.flags = FLAG_ze,
   1488 		.emul = &x86_emul_mov
   1489 	},
   1490 	[0xB7] = {
   1491 		/* Gv, Ew */
   1492 		.valid = true,
   1493 		.regmodrm = true,
   1494 		.regtorm = false,
   1495 		.szoverride = true,
   1496 		.defsize = OPSIZE_WORD,
   1497 		.flags = FLAG_ze,
   1498 		.emul = &x86_emul_mov
   1499 	},
   1500 };
   1501 
   1502 static const struct x86_reg gpr_map__rip = { NVMM_X64_GPR_RIP, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF };
   1503 
   1504 /* [REX-present][enc][opsize] */
   1505 static const struct x86_reg gpr_map__special[2][4][8] __cacheline_aligned = {
   1506 	[false] = {
   1507 		/* No REX prefix. */
   1508 		[0b00] = {
   1509 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x000000000000FF00 }, /* AH */
   1510 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x000000000000FFFF }, /* SP */
   1511 			[2] = { -1, 0 },
   1512 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESP */
   1513 			[4] = { -1, 0 },
   1514 			[5] = { -1, 0 },
   1515 			[6] = { -1, 0 },
   1516 			[7] = { -1, 0 },
   1517 		},
   1518 		[0b01] = {
   1519 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x000000000000FF00 }, /* CH */
   1520 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x000000000000FFFF }, /* BP */
   1521 			[2] = { -1, 0 },
   1522 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x00000000FFFFFFFF },	/* EBP */
   1523 			[4] = { -1, 0 },
   1524 			[5] = { -1, 0 },
   1525 			[6] = { -1, 0 },
   1526 			[7] = { -1, 0 },
   1527 		},
   1528 		[0b10] = {
   1529 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x000000000000FF00 }, /* DH */
   1530 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x000000000000FFFF }, /* SI */
   1531 			[2] = { -1, 0 },
   1532 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESI */
   1533 			[4] = { -1, 0 },
   1534 			[5] = { -1, 0 },
   1535 			[6] = { -1, 0 },
   1536 			[7] = { -1, 0 },
   1537 		},
   1538 		[0b11] = {
   1539 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x000000000000FF00 }, /* BH */
   1540 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x000000000000FFFF }, /* DI */
   1541 			[2] = { -1, 0 },
   1542 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EDI */
   1543 			[4] = { -1, 0 },
   1544 			[5] = { -1, 0 },
   1545 			[6] = { -1, 0 },
   1546 			[7] = { -1, 0 },
   1547 		}
   1548 	},
   1549 	[true] = {
   1550 		/* Has REX prefix. */
   1551 		[0b00] = {
   1552 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x00000000000000FF }, /* SPL */
   1553 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x000000000000FFFF }, /* SP */
   1554 			[2] = { -1, 0 },
   1555 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESP */
   1556 			[4] = { -1, 0 },
   1557 			[5] = { -1, 0 },
   1558 			[6] = { -1, 0 },
   1559 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RSP, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RSP */
   1560 		},
   1561 		[0b01] = {
   1562 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x00000000000000FF }, /* BPL */
   1563 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x000000000000FFFF }, /* BP */
   1564 			[2] = { -1, 0 },
   1565 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EBP */
   1566 			[4] = { -1, 0 },
   1567 			[5] = { -1, 0 },
   1568 			[6] = { -1, 0 },
   1569 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RBP, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RBP */
   1570 		},
   1571 		[0b10] = {
   1572 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x00000000000000FF }, /* SIL */
   1573 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x000000000000FFFF }, /* SI */
   1574 			[2] = { -1, 0 },
   1575 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ESI */
   1576 			[4] = { -1, 0 },
   1577 			[5] = { -1, 0 },
   1578 			[6] = { -1, 0 },
   1579 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RSI, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RSI */
   1580 		},
   1581 		[0b11] = {
   1582 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x00000000000000FF }, /* DIL */
   1583 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x000000000000FFFF }, /* DI */
   1584 			[2] = { -1, 0 },
   1585 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EDI */
   1586 			[4] = { -1, 0 },
   1587 			[5] = { -1, 0 },
   1588 			[6] = { -1, 0 },
   1589 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RDI, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RDI */
   1590 		}
   1591 	}
   1592 };
   1593 
   1594 /* [depends][enc][size] */
   1595 static const struct x86_reg gpr_map[2][8][8] __cacheline_aligned = {
   1596 	[false] = {
   1597 		/* Not extended. */
   1598 		[0b000] = {
   1599 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x00000000000000FF }, /* AL */
   1600 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x000000000000FFFF }, /* AX */
   1601 			[2] = { -1, 0 },
   1602 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EAX */
   1603 			[4] = { -1, 0 },
   1604 			[5] = { -1, 0 },
   1605 			[6] = { -1, 0 },
   1606 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RAX, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RAX */
   1607 		},
   1608 		[0b001] = {
   1609 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x00000000000000FF }, /* CL */
   1610 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x000000000000FFFF }, /* CX */
   1611 			[2] = { -1, 0 },
   1612 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* ECX */
   1613 			[4] = { -1, 0 },
   1614 			[5] = { -1, 0 },
   1615 			[6] = { -1, 0 },
   1616 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RCX, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RCX */
   1617 		},
   1618 		[0b010] = {
   1619 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x00000000000000FF }, /* DL */
   1620 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x000000000000FFFF }, /* DX */
   1621 			[2] = { -1, 0 },
   1622 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EDX */
   1623 			[4] = { -1, 0 },
   1624 			[5] = { -1, 0 },
   1625 			[6] = { -1, 0 },
   1626 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RDX, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RDX */
   1627 		},
   1628 		[0b011] = {
   1629 			[0] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x00000000000000FF }, /* BL */
   1630 			[1] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x000000000000FFFF }, /* BX */
   1631 			[2] = { -1, 0 },
   1632 			[3] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0x00000000FFFFFFFF }, /* EBX */
   1633 			[4] = { -1, 0 },
   1634 			[5] = { -1, 0 },
   1635 			[6] = { -1, 0 },
   1636 			[7] = { NVMM_X64_GPR_RBX, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* RBX */
   1637 		},
   1638 		[0b100] = {
   1639 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1640 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1641 			[2] = { -1, 0 },
   1642 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1643 			[4] = { -1, 0 },
   1644 			[5] = { -1, 0 },
   1645 			[6] = { -1, 0 },
   1646 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1647 		},
   1648 		[0b101] = {
   1649 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1650 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1651 			[2] = { -1, 0 },
   1652 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1653 			[4] = { -1, 0 },
   1654 			[5] = { -1, 0 },
   1655 			[6] = { -1, 0 },
   1656 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1657 		},
   1658 		[0b110] = {
   1659 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1660 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1661 			[2] = { -1, 0 },
   1662 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1663 			[4] = { -1, 0 },
   1664 			[5] = { -1, 0 },
   1665 			[6] = { -1, 0 },
   1666 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1667 		},
   1668 		[0b111] = {
   1669 			[0] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1670 			[1] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1671 			[2] = { -1, 0 },
   1672 			[3] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1673 			[4] = { -1, 0 },
   1674 			[5] = { -1, 0 },
   1675 			[6] = { -1, 0 },
   1676 			[7] = { -1, 0 }, /* SPECIAL */
   1677 		},
   1678 	},
   1679 	[true] = {
   1680 		/* Extended. */
   1681 		[0b000] = {
   1682 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0x00000000000000FF }, /* R8B */
   1683 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0x000000000000FFFF }, /* R8W */
   1684 			[2] = { -1, 0 },
   1685 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R8D */
   1686 			[4] = { -1, 0 },
   1687 			[5] = { -1, 0 },
   1688 			[6] = { -1, 0 },
   1689 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R8, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R8 */
   1690 		},
   1691 		[0b001] = {
   1692 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0x00000000000000FF }, /* R9B */
   1693 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0x000000000000FFFF }, /* R9W */
   1694 			[2] = { -1, 0 },
   1695 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R9D */
   1696 			[4] = { -1, 0 },
   1697 			[5] = { -1, 0 },
   1698 			[6] = { -1, 0 },
   1699 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R9, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R9 */
   1700 		},
   1701 		[0b010] = {
   1702 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0x00000000000000FF }, /* R10B */
   1703 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0x000000000000FFFF }, /* R10W */
   1704 			[2] = { -1, 0 },
   1705 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R10D */
   1706 			[4] = { -1, 0 },
   1707 			[5] = { -1, 0 },
   1708 			[6] = { -1, 0 },
   1709 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R10, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R10 */
   1710 		},
   1711 		[0b011] = {
   1712 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0x00000000000000FF }, /* R11B */
   1713 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0x000000000000FFFF }, /* R11W */
   1714 			[2] = { -1, 0 },
   1715 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R11D */
   1716 			[4] = { -1, 0 },
   1717 			[5] = { -1, 0 },
   1718 			[6] = { -1, 0 },
   1719 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R11, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R11 */
   1720 		},
   1721 		[0b100] = {
   1722 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0x00000000000000FF }, /* R12B */
   1723 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0x000000000000FFFF }, /* R12W */
   1724 			[2] = { -1, 0 },
   1725 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R12D */
   1726 			[4] = { -1, 0 },
   1727 			[5] = { -1, 0 },
   1728 			[6] = { -1, 0 },
   1729 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R12, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R12 */
   1730 		},
   1731 		[0b101] = {
   1732 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0x00000000000000FF }, /* R13B */
   1733 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0x000000000000FFFF }, /* R13W */
   1734 			[2] = { -1, 0 },
   1735 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R13D */
   1736 			[4] = { -1, 0 },
   1737 			[5] = { -1, 0 },
   1738 			[6] = { -1, 0 },
   1739 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R13, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R13 */
   1740 		},
   1741 		[0b110] = {
   1742 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0x00000000000000FF }, /* R14B */
   1743 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0x000000000000FFFF }, /* R14W */
   1744 			[2] = { -1, 0 },
   1745 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R14D */
   1746 			[4] = { -1, 0 },
   1747 			[5] = { -1, 0 },
   1748 			[6] = { -1, 0 },
   1749 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R14, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R14 */
   1750 		},
   1751 		[0b111] = {
   1752 			[0] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0x00000000000000FF }, /* R15B */
   1753 			[1] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0x000000000000FFFF }, /* R15W */
   1754 			[2] = { -1, 0 },
   1755 			[3] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0x00000000FFFFFFFF }, /* R15D */
   1756 			[4] = { -1, 0 },
   1757 			[5] = { -1, 0 },
   1758 			[6] = { -1, 0 },
   1759 			[7] = { NVMM_X64_GPR_R15, 0xFFFFFFFFFFFFFFFF }, /* R15 */
   1760 		},
   1761 	}
   1762 };
   1763 
   1764 static int
   1765 node_overflow(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1766 {
   1767 	fsm->fn = NULL;
   1768 	return -1;
   1769 }
   1770 
   1771 static int
   1772 fsm_read(struct x86_decode_fsm *fsm, uint8_t *bytes, size_t n)
   1773 {
   1774 	if (fsm->buf + n > fsm->end) {
   1775 		return -1;
   1776 	}
   1777 	memcpy(bytes, fsm->buf, n);
   1778 	return 0;
   1779 }
   1780 
   1781 static inline void
   1782 fsm_advance(struct x86_decode_fsm *fsm, size_t n,
   1783     int (*fn)(struct x86_decode_fsm *, struct x86_instr *))
   1784 {
   1785 	fsm->buf += n;
   1786 	if (fsm->buf > fsm->end) {
   1787 		fsm->fn = node_overflow;
   1788 	} else {
   1789 		fsm->fn = fn;
   1790 	}
   1791 }
   1792 
   1793 static const struct x86_reg *
   1794 resolve_special_register(struct x86_instr *instr, uint8_t enc, size_t regsize)
   1795 {
   1796 	enc &= 0b11;
   1797 	if (regsize == 8) {
   1798 		/* May be 64bit without REX */
   1799 		return &gpr_map__special[1][enc][regsize-1];
   1800 	}
   1801 	return &gpr_map__special[instr->rexpref.present][enc][regsize-1];
   1802 }
   1803 
   1804 /*
   1805  * Special node, for MOVS. Fake two displacements of zero on the source and
   1806  * destination registers.
   1807  */
   1808 static int
   1809 node_movs(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1810 {
   1811 	size_t adrsize;
   1812 
   1813 	adrsize = instr->address_size;
   1814 
   1815 	/* DS:RSI */
   1816 	instr->src.type = STORE_REG;
   1817 	instr->src.u.reg = &gpr_map__special[1][2][adrsize-1];
   1818 	instr->src.disp.type = DISP_0;
   1819 
   1820 	/* ES:RDI, force ES */
   1821 	instr->dst.type = STORE_REG;
   1822 	instr->dst.u.reg = &gpr_map__special[1][3][adrsize-1];
   1823 	instr->dst.disp.type = DISP_0;
   1824 	instr->dst.hardseg = NVMM_X64_SEG_ES;
   1825 
   1826 	fsm_advance(fsm, 0, NULL);
   1827 
   1828 	return 0;
   1829 }
   1830 
   1831 /*
   1832  * Special node, for STOS and LODS. Fake a displacement of zero on the
   1833  * destination register.
   1834  */
   1835 static int
   1836 node_stlo(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1837 {
   1838 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1839 	struct x86_store *stlo, *streg;
   1840 	size_t adrsize, regsize;
   1841 
   1842 	adrsize = instr->address_size;
   1843 	regsize = instr->operand_size;
   1844 
   1845 	if (opcode->stos) {
   1846 		streg = &instr->src;
   1847 		stlo = &instr->dst;
   1848 	} else {
   1849 		streg = &instr->dst;
   1850 		stlo = &instr->src;
   1851 	}
   1852 
   1853 	streg->type = STORE_REG;
   1854 	streg->u.reg = &gpr_map[0][0][regsize-1]; /* ?AX */
   1855 
   1856 	stlo->type = STORE_REG;
   1857 	if (opcode->stos) {
   1858 		/* ES:RDI, force ES */
   1859 		stlo->u.reg = &gpr_map__special[1][3][adrsize-1];
   1860 		stlo->hardseg = NVMM_X64_SEG_ES;
   1861 	} else {
   1862 		/* DS:RSI */
   1863 		stlo->u.reg = &gpr_map__special[1][2][adrsize-1];
   1864 	}
   1865 	stlo->disp.type = DISP_0;
   1866 
   1867 	fsm_advance(fsm, 0, NULL);
   1868 
   1869 	return 0;
   1870 }
   1871 
   1872 static int
   1873 node_dmo(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1874 {
   1875 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1876 	struct x86_store *stdmo, *streg;
   1877 	size_t adrsize, regsize;
   1878 
   1879 	adrsize = instr->address_size;
   1880 	regsize = instr->operand_size;
   1881 
   1882 	if (opcode->todmo) {
   1883 		streg = &instr->src;
   1884 		stdmo = &instr->dst;
   1885 	} else {
   1886 		streg = &instr->dst;
   1887 		stdmo = &instr->src;
   1888 	}
   1889 
   1890 	streg->type = STORE_REG;
   1891 	streg->u.reg = &gpr_map[0][0][regsize-1]; /* ?AX */
   1892 
   1893 	stdmo->type = STORE_DMO;
   1894 	if (fsm_read(fsm, (uint8_t *)&stdmo->u.dmo, adrsize) == -1) {
   1895 		return -1;
   1896 	}
   1897 	fsm_advance(fsm, adrsize, NULL);
   1898 
   1899 	return 0;
   1900 }
   1901 
   1902 static inline uint64_t
   1903 sign_extend(uint64_t val, int size)
   1904 {
   1905 	if (size == 1) {
   1906 		if (val & __BIT(7))
   1907 			val |= 0xFFFFFFFFFFFFFF00;
   1908 	} else if (size == 2) {
   1909 		if (val & __BIT(15))
   1910 			val |= 0xFFFFFFFFFFFF0000;
   1911 	} else if (size == 4) {
   1912 		if (val & __BIT(31))
   1913 			val |= 0xFFFFFFFF00000000;
   1914 	}
   1915 	return val;
   1916 }
   1917 
   1918 static int
   1919 node_immediate(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1920 {
   1921 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1922 	struct x86_store *store;
   1923 	uint8_t immsize;
   1924 	size_t sesize = 0;
   1925 
   1926 	/* The immediate is the source */
   1927 	store = &instr->src;
   1928 	immsize = instr->operand_size;
   1929 
   1930 	if (opcode->flags & FLAG_imm8) {
   1931 		sesize = immsize;
   1932 		immsize = 1;
   1933 	} else if ((opcode->flags & FLAG_immz) && (immsize == 8)) {
   1934 		sesize = immsize;
   1935 		immsize = 4;
   1936 	}
   1937 
   1938 	store->type = STORE_IMM;
   1939 	if (fsm_read(fsm, (uint8_t *)&store->u.imm.data, immsize) == -1) {
   1940 		return -1;
   1941 	}
   1942 	fsm_advance(fsm, immsize, NULL);
   1943 
   1944 	if (sesize != 0) {
   1945 		store->u.imm.data = sign_extend(store->u.imm.data, sesize);
   1946 	}
   1947 
   1948 	return 0;
   1949 }
   1950 
   1951 static int
   1952 node_disp(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   1953 {
   1954 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   1955 	uint64_t data = 0;
   1956 	size_t n;
   1957 
   1958 	if (instr->strm->disp.type == DISP_1) {
   1959 		n = 1;
   1960 	} else { /* DISP4 */
   1961 		n = 4;
   1962 	}
   1963 
   1964 	if (fsm_read(fsm, (uint8_t *)&data, n) == -1) {
   1965 		return -1;
   1966 	}
   1967 
   1968 	if (__predict_true(fsm->is64bit)) {
   1969 		data = sign_extend(data, n);
   1970 	}
   1971 
   1972 	instr->strm->disp.data = data;
   1973 
   1974 	if (opcode->immediate) {
   1975 		fsm_advance(fsm, n, node_immediate);
   1976 	} else {
   1977 		fsm_advance(fsm, n, NULL);
   1978 	}
   1979 
   1980 	return 0;
   1981 }
   1982 
   1983 static const struct x86_reg *
   1984 get_register_idx(struct x86_instr *instr, uint8_t index)
   1985 {
   1986 	uint8_t enc = index;
   1987 	const struct x86_reg *reg;
   1988 	size_t regsize;
   1989 
   1990 	regsize = instr->address_size;
   1991 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.x][enc][regsize-1];
   1992 
   1993 	if (reg->num == -1) {
   1994 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   1995 	}
   1996 
   1997 	return reg;
   1998 }
   1999 
   2000 static const struct x86_reg *
   2001 get_register_bas(struct x86_instr *instr, uint8_t base)
   2002 {
   2003 	uint8_t enc = base;
   2004 	const struct x86_reg *reg;
   2005 	size_t regsize;
   2006 
   2007 	regsize = instr->address_size;
   2008 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.b][enc][regsize-1];
   2009 	if (reg->num == -1) {
   2010 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   2011 	}
   2012 
   2013 	return reg;
   2014 }
   2015 
   2016 static int
   2017 node_sib(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2018 {
   2019 	const struct x86_opcode *opcode;
   2020 	uint8_t scale, index, base;
   2021 	bool noindex, nobase;
   2022 	uint8_t byte;
   2023 
   2024 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2025 		return -1;
   2026 	}
   2027 
   2028 	scale = ((byte & 0b11000000) >> 6);
   2029 	index = ((byte & 0b00111000) >> 3);
   2030 	base  = ((byte & 0b00000111) >> 0);
   2031 
   2032 	opcode = instr->opcode;
   2033 
   2034 	noindex = false;
   2035 	nobase = false;
   2036 
   2037 	if (index == 0b100 && !instr->rexpref.x) {
   2038 		/* Special case: the index is null */
   2039 		noindex = true;
   2040 	}
   2041 
   2042 	if (instr->regmodrm.mod == 0b00 && base == 0b101) {
   2043 		/* Special case: the base is null + disp32 */
   2044 		instr->strm->disp.type = DISP_4;
   2045 		nobase = true;
   2046 	}
   2047 
   2048 	instr->strm->type = STORE_SIB;
   2049 	instr->strm->u.sib.scale = (1 << scale);
   2050 	if (!noindex)
   2051 		instr->strm->u.sib.idx = get_register_idx(instr, index);
   2052 	if (!nobase)
   2053 		instr->strm->u.sib.bas = get_register_bas(instr, base);
   2054 
   2055 	/* May have a displacement, or an immediate */
   2056 	if (instr->strm->disp.type == DISP_1 || instr->strm->disp.type == DISP_4) {
   2057 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   2058 	} else if (opcode->immediate) {
   2059 		fsm_advance(fsm, 1, node_immediate);
   2060 	} else {
   2061 		fsm_advance(fsm, 1, NULL);
   2062 	}
   2063 
   2064 	return 0;
   2065 }
   2066 
   2067 static const struct x86_reg *
   2068 get_register_reg(struct x86_instr *instr, const struct x86_opcode *opcode)
   2069 {
   2070 	uint8_t enc = instr->regmodrm.reg;
   2071 	const struct x86_reg *reg;
   2072 	size_t regsize;
   2073 
   2074 	regsize = instr->operand_size;
   2075 
   2076 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.r][enc][regsize-1];
   2077 	if (reg->num == -1) {
   2078 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   2079 	}
   2080 
   2081 	return reg;
   2082 }
   2083 
   2084 static const struct x86_reg *
   2085 get_register_rm(struct x86_instr *instr, const struct x86_opcode *opcode)
   2086 {
   2087 	uint8_t enc = instr->regmodrm.rm;
   2088 	const struct x86_reg *reg;
   2089 	size_t regsize;
   2090 
   2091 	if (instr->strm->disp.type == DISP_NONE) {
   2092 		regsize = instr->operand_size;
   2093 	} else {
   2094 		/* Indirect access, the size is that of the address. */
   2095 		regsize = instr->address_size;
   2096 	}
   2097 
   2098 	reg = &gpr_map[instr->rexpref.b][enc][regsize-1];
   2099 	if (reg->num == -1) {
   2100 		reg = resolve_special_register(instr, enc, regsize);
   2101 	}
   2102 
   2103 	return reg;
   2104 }
   2105 
   2106 static inline bool
   2107 has_sib(struct x86_instr *instr)
   2108 {
   2109 	return (instr->regmodrm.mod != 3 && instr->regmodrm.rm == 4);
   2110 }
   2111 
   2112 static inline bool
   2113 is_rip_relative(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2114 {
   2115 	return (fsm->is64bit && instr->strm->disp.type == DISP_0 &&
   2116 	    instr->regmodrm.rm == RM_RBP_DISP32);
   2117 }
   2118 
   2119 static inline bool
   2120 is_disp32_only(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2121 {
   2122 	return (!fsm->is64bit && instr->strm->disp.type == DISP_0 &&
   2123 	    instr->regmodrm.rm == RM_RBP_DISP32);
   2124 }
   2125 
   2126 static enum x86_disp_type
   2127 get_disp_type(struct x86_instr *instr)
   2128 {
   2129 	switch (instr->regmodrm.mod) {
   2130 	case MOD_DIS0:	/* indirect */
   2131 		return DISP_0;
   2132 	case MOD_DIS1:	/* indirect+1 */
   2133 		return DISP_1;
   2134 	case MOD_DIS4:	/* indirect+4 */
   2135 		return DISP_4;
   2136 	case MOD_REG:	/* direct */
   2137 	default:	/* gcc */
   2138 		return DISP_NONE;
   2139 	}
   2140 }
   2141 
   2142 static int
   2143 node_regmodrm(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2144 {
   2145 	struct x86_store *strg, *strm;
   2146 	const struct x86_opcode *opcode;
   2147 	const struct x86_reg *reg;
   2148 	uint8_t byte;
   2149 
   2150 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2151 		return -1;
   2152 	}
   2153 
   2154 	opcode = instr->opcode;
   2155 
   2156 	instr->regmodrm.rm  = ((byte & 0b00000111) >> 0);
   2157 	instr->regmodrm.reg = ((byte & 0b00111000) >> 3);
   2158 	instr->regmodrm.mod = ((byte & 0b11000000) >> 6);
   2159 
   2160 	if (opcode->regtorm) {
   2161 		strg = &instr->src;
   2162 		strm = &instr->dst;
   2163 	} else { /* RM to REG */
   2164 		strm = &instr->src;
   2165 		strg = &instr->dst;
   2166 	}
   2167 
   2168 	/* Save for later use. */
   2169 	instr->strm = strm;
   2170 
   2171 	/*
   2172 	 * Special cases: Groups. The REG field of REGMODRM is the index in
   2173 	 * the group. op1 gets overwritten in the Immediate node, if any.
   2174 	 */
   2175 	if (opcode->group1) {
   2176 		if (group1[instr->regmodrm.reg].emul == NULL) {
   2177 			return -1;
   2178 		}
   2179 		instr->emul = group1[instr->regmodrm.reg].emul;
   2180 	} else if (opcode->group3) {
   2181 		if (group3[instr->regmodrm.reg].emul == NULL) {
   2182 			return -1;
   2183 		}
   2184 		instr->emul = group3[instr->regmodrm.reg].emul;
   2185 	} else if (opcode->group11) {
   2186 		if (group11[instr->regmodrm.reg].emul == NULL) {
   2187 			return -1;
   2188 		}
   2189 		instr->emul = group11[instr->regmodrm.reg].emul;
   2190 	}
   2191 
   2192 	if (!opcode->immediate) {
   2193 		reg = get_register_reg(instr, opcode);
   2194 		if (reg == NULL) {
   2195 			return -1;
   2196 		}
   2197 		strg->type = STORE_REG;
   2198 		strg->u.reg = reg;
   2199 	}
   2200 
   2201 	/* The displacement applies to RM. */
   2202 	strm->disp.type = get_disp_type(instr);
   2203 
   2204 	if (has_sib(instr)) {
   2205 		/* Overwrites RM */
   2206 		fsm_advance(fsm, 1, node_sib);
   2207 		return 0;
   2208 	}
   2209 
   2210 	if (is_rip_relative(fsm, instr)) {
   2211 		/* Overwrites RM */
   2212 		strm->type = STORE_REG;
   2213 		strm->u.reg = &gpr_map__rip;
   2214 		strm->disp.type = DISP_4;
   2215 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   2216 		return 0;
   2217 	}
   2218 
   2219 	if (is_disp32_only(fsm, instr)) {
   2220 		/* Overwrites RM */
   2221 		strm->type = STORE_REG;
   2222 		strm->u.reg = NULL;
   2223 		strm->disp.type = DISP_4;
   2224 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   2225 		return 0;
   2226 	}
   2227 
   2228 	reg = get_register_rm(instr, opcode);
   2229 	if (reg == NULL) {
   2230 		return -1;
   2231 	}
   2232 	strm->type = STORE_REG;
   2233 	strm->u.reg = reg;
   2234 
   2235 	if (strm->disp.type == DISP_NONE) {
   2236 		/* Direct register addressing mode */
   2237 		if (opcode->immediate) {
   2238 			fsm_advance(fsm, 1, node_immediate);
   2239 		} else {
   2240 			fsm_advance(fsm, 1, NULL);
   2241 		}
   2242 	} else if (strm->disp.type == DISP_0) {
   2243 		/* Indirect register addressing mode */
   2244 		if (opcode->immediate) {
   2245 			fsm_advance(fsm, 1, node_immediate);
   2246 		} else {
   2247 			fsm_advance(fsm, 1, NULL);
   2248 		}
   2249 	} else {
   2250 		fsm_advance(fsm, 1, node_disp);
   2251 	}
   2252 
   2253 	return 0;
   2254 }
   2255 
   2256 static size_t
   2257 get_operand_size(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2258 {
   2259 	const struct x86_opcode *opcode = instr->opcode;
   2260 	int opsize;
   2261 
   2262 	/* Get the opsize */
   2263 	if (!opcode->szoverride) {
   2264 		opsize = opcode->defsize;
   2265 	} else if (instr->rexpref.present && instr->rexpref.w) {
   2266 		opsize = 8;
   2267 	} else {
   2268 		if (!fsm->is16bit) {
   2269 			if (instr->legpref.opr_ovr) {
   2270 				opsize = 2;
   2271 			} else {
   2272 				opsize = 4;
   2273 			}
   2274 		} else { /* 16bit */
   2275 			if (instr->legpref.opr_ovr) {
   2276 				opsize = 4;
   2277 			} else {
   2278 				opsize = 2;
   2279 			}
   2280 		}
   2281 	}
   2282 
   2283 	return opsize;
   2284 }
   2285 
   2286 static size_t
   2287 get_address_size(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2288 {
   2289 	if (fsm->is64bit) {
   2290 		if (__predict_false(instr->legpref.adr_ovr)) {
   2291 			return 4;
   2292 		}
   2293 		return 8;
   2294 	}
   2295 
   2296 	if (fsm->is32bit) {
   2297 		if (__predict_false(instr->legpref.adr_ovr)) {
   2298 			return 2;
   2299 		}
   2300 		return 4;
   2301 	}
   2302 
   2303 	/* 16bit. */
   2304 	if (__predict_false(instr->legpref.adr_ovr)) {
   2305 		return 4;
   2306 	}
   2307 	return 2;
   2308 }
   2309 
   2310 static int
   2311 node_primary_opcode(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2312 {
   2313 	const struct x86_opcode *opcode;
   2314 	uint8_t byte;
   2315 
   2316 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2317 		return -1;
   2318 	}
   2319 
   2320 	opcode = &primary_opcode_table[byte];
   2321 	if (__predict_false(!opcode->valid)) {
   2322 		return -1;
   2323 	}
   2324 
   2325 	instr->opcode = opcode;
   2326 	instr->emul = opcode->emul;
   2327 	instr->operand_size = get_operand_size(fsm, instr);
   2328 	instr->address_size = get_address_size(fsm, instr);
   2329 
   2330 	if (fsm->is64bit && (instr->operand_size == 4)) {
   2331 		/* Zero-extend to 64 bits. */
   2332 		instr->zeroextend_mask = ~size_to_mask(4);
   2333 	}
   2334 
   2335 	if (opcode->regmodrm) {
   2336 		fsm_advance(fsm, 1, node_regmodrm);
   2337 	} else if (opcode->dmo) {
   2338 		/* Direct-Memory Offsets */
   2339 		fsm_advance(fsm, 1, node_dmo);
   2340 	} else if (opcode->stos || opcode->lods) {
   2341 		fsm_advance(fsm, 1, node_stlo);
   2342 	} else if (opcode->movs) {
   2343 		fsm_advance(fsm, 1, node_movs);
   2344 	} else {
   2345 		return -1;
   2346 	}
   2347 
   2348 	return 0;
   2349 }
   2350 
   2351 static int
   2352 node_secondary_opcode(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2353 {
   2354 	const struct x86_opcode *opcode;
   2355 	uint8_t byte;
   2356 
   2357 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2358 		return -1;
   2359 	}
   2360 
   2361 	opcode = &secondary_opcode_table[byte];
   2362 	if (__predict_false(!opcode->valid)) {
   2363 		return -1;
   2364 	}
   2365 
   2366 	instr->opcode = opcode;
   2367 	instr->emul = opcode->emul;
   2368 	instr->operand_size = get_operand_size(fsm, instr);
   2369 	instr->address_size = get_address_size(fsm, instr);
   2370 
   2371 	if (fsm->is64bit && (instr->operand_size == 4)) {
   2372 		/* Zero-extend to 64 bits. */
   2373 		instr->zeroextend_mask = ~size_to_mask(4);
   2374 	}
   2375 
   2376 	if (opcode->flags & FLAG_ze) {
   2377 		/*
   2378 		 * Compute the mask for zero-extend. Update the operand size,
   2379 		 * we move fewer bytes.
   2380 		 */
   2381 		instr->zeroextend_mask |= size_to_mask(instr->operand_size);
   2382 		instr->zeroextend_mask &= ~size_to_mask(opcode->defsize);
   2383 		instr->operand_size = opcode->defsize;
   2384 	}
   2385 
   2386 	if (opcode->regmodrm) {
   2387 		fsm_advance(fsm, 1, node_regmodrm);
   2388 	} else {
   2389 		return -1;
   2390 	}
   2391 
   2392 	return 0;
   2393 }
   2394 
   2395 static int
   2396 node_main(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2397 {
   2398 	uint8_t byte;
   2399 
   2400 #define ESCAPE	0x0F
   2401 #define VEX_1	0xC5
   2402 #define VEX_2	0xC4
   2403 #define XOP	0x8F
   2404 
   2405 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2406 		return -1;
   2407 	}
   2408 
   2409 	/*
   2410 	 * We don't take XOP. It is AMD-specific, and it was removed shortly
   2411 	 * after being introduced.
   2412 	 */
   2413 	if (byte == ESCAPE) {
   2414 		fsm_advance(fsm, 1, node_secondary_opcode);
   2415 	} else if (!instr->rexpref.present) {
   2416 		if (byte == VEX_1) {
   2417 			return -1;
   2418 		} else if (byte == VEX_2) {
   2419 			return -1;
   2420 		} else {
   2421 			fsm->fn = node_primary_opcode;
   2422 		}
   2423 	} else {
   2424 		fsm->fn = node_primary_opcode;
   2425 	}
   2426 
   2427 	return 0;
   2428 }
   2429 
   2430 static int
   2431 node_rex_prefix(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2432 {
   2433 	struct x86_rexpref *rexpref = &instr->rexpref;
   2434 	uint8_t byte;
   2435 	size_t n = 0;
   2436 
   2437 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2438 		return -1;
   2439 	}
   2440 
   2441 	if (byte >= 0x40 && byte <= 0x4F) {
   2442 		if (__predict_false(!fsm->is64bit)) {
   2443 			return -1;
   2444 		}
   2445 		rexpref->b = ((byte & 0x1) != 0);
   2446 		rexpref->x = ((byte & 0x2) != 0);
   2447 		rexpref->r = ((byte & 0x4) != 0);
   2448 		rexpref->w = ((byte & 0x8) != 0);
   2449 		rexpref->present = true;
   2450 		n = 1;
   2451 	}
   2452 
   2453 	fsm_advance(fsm, n, node_main);
   2454 	return 0;
   2455 }
   2456 
   2457 static int
   2458 node_legacy_prefix(struct x86_decode_fsm *fsm, struct x86_instr *instr)
   2459 {
   2460 	uint8_t byte;
   2461 
   2462 	if (fsm_read(fsm, &byte, sizeof(byte)) == -1) {
   2463 		return -1;
   2464 	}
   2465 
   2466 	if (byte == LEG_OPR_OVR) {
   2467 		instr->legpref.opr_ovr = 1;
   2468 	} else if (byte == LEG_OVR_DS) {
   2469 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2470 	} else if (byte == LEG_OVR_ES) {
   2471 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_ES;
   2472 	} else if (byte == LEG_REP) {
   2473 		instr->legpref.rep = 1;
   2474 	} else if (byte == LEG_OVR_GS) {
   2475 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_GS;
   2476 	} else if (byte == LEG_OVR_FS) {
   2477 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_FS;
   2478 	} else if (byte == LEG_ADR_OVR) {
   2479 		instr->legpref.adr_ovr = 1;
   2480 	} else if (byte == LEG_OVR_CS) {
   2481 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_CS;
   2482 	} else if (byte == LEG_OVR_SS) {
   2483 		instr->legpref.seg = NVMM_X64_SEG_SS;
   2484 	} else if (byte == LEG_REPN) {
   2485 		instr->legpref.repn = 1;
   2486 	} else if (byte == LEG_LOCK) {
   2487 		/* ignore */
   2488 	} else {
   2489 		/* not a legacy prefix */
   2490 		fsm_advance(fsm, 0, node_rex_prefix);
   2491 		return 0;
   2492 	}
   2493 
   2494 	fsm_advance(fsm, 1, node_legacy_prefix);
   2495 	return 0;
   2496 }
   2497 
   2498 static int
   2499 x86_decode(uint8_t *inst_bytes, size_t inst_len, struct x86_instr *instr,
   2500     struct nvmm_x64_state *state)
   2501 {
   2502 	struct x86_decode_fsm fsm;
   2503 	int ret;
   2504 
   2505 	memset(instr, 0, sizeof(*instr));
   2506 	instr->legpref.seg = -1;
   2507 	instr->src.hardseg = -1;
   2508 	instr->dst.hardseg = -1;
   2509 
   2510 	fsm.is64bit = is_64bit(state);
   2511 	fsm.is32bit = is_32bit(state);
   2512 	fsm.is16bit = is_16bit(state);
   2513 
   2514 	fsm.fn = node_legacy_prefix;
   2515 	fsm.buf = inst_bytes;
   2516 	fsm.end = inst_bytes + inst_len;
   2517 
   2518 	while (fsm.fn != NULL) {
   2519 		ret = (*fsm.fn)(&fsm, instr);
   2520 		if (ret == -1)
   2521 			return -1;
   2522 	}
   2523 
   2524 	instr->len = fsm.buf - inst_bytes;
   2525 
   2526 	return 0;
   2527 }
   2528 
   2529 /* -------------------------------------------------------------------------- */
   2530 
   2531 #define EXEC_INSTR(sz, instr)						\
   2532 static uint##sz##_t							\
   2533 exec_##instr##sz(uint##sz##_t op1, uint##sz##_t op2, uint64_t *rflags)	\
   2534 {									\
   2535 	uint##sz##_t res;						\
   2536 	__asm __volatile (						\
   2537 		#instr " %2, %3;"					\
   2538 		"mov %3, %1;"						\
   2539 		"pushfq;"						\
   2540 		"popq %0"						\
   2541 	    : "=r" (*rflags), "=r" (res)				\
   2542 	    : "r" (op1), "r" (op2));					\
   2543 	return res;							\
   2544 }
   2545 
   2546 #define EXEC_DISPATCHER(instr)						\
   2547 static uint64_t								\
   2548 exec_##instr(uint64_t op1, uint64_t op2, uint64_t *rflags, size_t opsize) \
   2549 {									\
   2550 	switch (opsize) {						\
   2551 	case 1:								\
   2552 		return exec_##instr##8(op1, op2, rflags);		\
   2553 	case 2:								\
   2554 		return exec_##instr##16(op1, op2, rflags);		\
   2555 	case 4:								\
   2556 		return exec_##instr##32(op1, op2, rflags);		\
   2557 	default:							\
   2558 		return exec_##instr##64(op1, op2, rflags);		\
   2559 	}								\
   2560 }
   2561 
   2562 /* SUB: ret = op1 - op2 */
   2563 #define PSL_SUB_MASK	(PSL_V|PSL_C|PSL_Z|PSL_N|PSL_PF|PSL_AF)
   2564 EXEC_INSTR(8, sub)
   2565 EXEC_INSTR(16, sub)
   2566 EXEC_INSTR(32, sub)
   2567 EXEC_INSTR(64, sub)
   2568 EXEC_DISPATCHER(sub)
   2569 
   2570 /* OR:  ret = op1 | op2 */
   2571 #define PSL_OR_MASK	(PSL_V|PSL_C|PSL_Z|PSL_N|PSL_PF)
   2572 EXEC_INSTR(8, or)
   2573 EXEC_INSTR(16, or)
   2574 EXEC_INSTR(32, or)
   2575 EXEC_INSTR(64, or)
   2576 EXEC_DISPATCHER(or)
   2577 
   2578 /* AND: ret = op1 & op2 */
   2579 #define PSL_AND_MASK	(PSL_V|PSL_C|PSL_Z|PSL_N|PSL_PF)
   2580 EXEC_INSTR(8, and)
   2581 EXEC_INSTR(16, and)
   2582 EXEC_INSTR(32, and)
   2583 EXEC_INSTR(64, and)
   2584 EXEC_DISPATCHER(and)
   2585 
   2586 /* XOR: ret = op1 ^ op2 */
   2587 #define PSL_XOR_MASK	(PSL_V|PSL_C|PSL_Z|PSL_N|PSL_PF)
   2588 EXEC_INSTR(8, xor)
   2589 EXEC_INSTR(16, xor)
   2590 EXEC_INSTR(32, xor)
   2591 EXEC_INSTR(64, xor)
   2592 EXEC_DISPATCHER(xor)
   2593 
   2594 /* -------------------------------------------------------------------------- */
   2595 
   2596 /*
   2597  * Emulation functions. We don't care about the order of the operands, except
   2598  * for SUB, CMP and TEST. For these ones we look at mem->write todetermine who
   2599  * is op1 and who is op2.
   2600  */
   2601 
   2602 static void
   2603 x86_func_or(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2604 {
   2605 	uint64_t *retval = (uint64_t *)mem->data;
   2606 	const bool write = mem->write;
   2607 	uint64_t *op1, op2, fl, ret;
   2608 
   2609 	op1 = (uint64_t *)mem->data;
   2610 	op2 = 0;
   2611 
   2612 	/* Fetch the value to be OR'ed (op2). */
   2613 	mem->data = (uint8_t *)&op2;
   2614 	mem->write = false;
   2615 	(*mach->cbs.mem)(mem);
   2616 
   2617 	/* Perform the OR. */
   2618 	ret = exec_or(*op1, op2, &fl, mem->size);
   2619 
   2620 	if (write) {
   2621 		/* Write back the result. */
   2622 		mem->data = (uint8_t *)&ret;
   2623 		mem->write = true;
   2624 		(*mach->cbs.mem)(mem);
   2625 	} else {
   2626 		/* Return data to the caller. */
   2627 		*retval = ret;
   2628 	}
   2629 
   2630 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_OR_MASK;
   2631 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_OR_MASK);
   2632 }
   2633 
   2634 static void
   2635 x86_func_and(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2636 {
   2637 	uint64_t *retval = (uint64_t *)mem->data;
   2638 	const bool write = mem->write;
   2639 	uint64_t *op1, op2, fl, ret;
   2640 
   2641 	op1 = (uint64_t *)mem->data;
   2642 	op2 = 0;
   2643 
   2644 	/* Fetch the value to be AND'ed (op2). */
   2645 	mem->data = (uint8_t *)&op2;
   2646 	mem->write = false;
   2647 	(*mach->cbs.mem)(mem);
   2648 
   2649 	/* Perform the AND. */
   2650 	ret = exec_and(*op1, op2, &fl, mem->size);
   2651 
   2652 	if (write) {
   2653 		/* Write back the result. */
   2654 		mem->data = (uint8_t *)&ret;
   2655 		mem->write = true;
   2656 		(*mach->cbs.mem)(mem);
   2657 	} else {
   2658 		/* Return data to the caller. */
   2659 		*retval = ret;
   2660 	}
   2661 
   2662 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_AND_MASK;
   2663 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_AND_MASK);
   2664 }
   2665 
   2666 static void
   2667 x86_func_sub(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2668 {
   2669 	uint64_t *retval = (uint64_t *)mem->data;
   2670 	const bool write = mem->write;
   2671 	uint64_t *op1, *op2, fl, ret;
   2672 	uint64_t tmp;
   2673 	bool memop1;
   2674 
   2675 	memop1 = !mem->write;
   2676 	op1 = memop1 ? &tmp : (uint64_t *)mem->data;
   2677 	op2 = memop1 ? (uint64_t *)mem->data : &tmp;
   2678 
   2679 	/* Fetch the value to be SUB'ed (op1 or op2). */
   2680 	mem->data = (uint8_t *)&tmp;
   2681 	mem->write = false;
   2682 	(*mach->cbs.mem)(mem);
   2683 
   2684 	/* Perform the SUB. */
   2685 	ret = exec_sub(*op1, *op2, &fl, mem->size);
   2686 
   2687 	if (write) {
   2688 		/* Write back the result. */
   2689 		mem->data = (uint8_t *)&ret;
   2690 		mem->write = true;
   2691 		(*mach->cbs.mem)(mem);
   2692 	} else {
   2693 		/* Return data to the caller. */
   2694 		*retval = ret;
   2695 	}
   2696 
   2697 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_SUB_MASK;
   2698 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_SUB_MASK);
   2699 }
   2700 
   2701 static void
   2702 x86_func_xor(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2703 {
   2704 	uint64_t *retval = (uint64_t *)mem->data;
   2705 	const bool write = mem->write;
   2706 	uint64_t *op1, op2, fl, ret;
   2707 
   2708 	op1 = (uint64_t *)mem->data;
   2709 	op2 = 0;
   2710 
   2711 	/* Fetch the value to be XOR'ed (op2). */
   2712 	mem->data = (uint8_t *)&op2;
   2713 	mem->write = false;
   2714 	(*mach->cbs.mem)(mem);
   2715 
   2716 	/* Perform the XOR. */
   2717 	ret = exec_xor(*op1, op2, &fl, mem->size);
   2718 
   2719 	if (write) {
   2720 		/* Write back the result. */
   2721 		mem->data = (uint8_t *)&ret;
   2722 		mem->write = true;
   2723 		(*mach->cbs.mem)(mem);
   2724 	} else {
   2725 		/* Return data to the caller. */
   2726 		*retval = ret;
   2727 	}
   2728 
   2729 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_XOR_MASK;
   2730 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_XOR_MASK);
   2731 }
   2732 
   2733 static void
   2734 x86_func_cmp(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2735 {
   2736 	uint64_t *op1, *op2, fl;
   2737 	uint64_t tmp;
   2738 	bool memop1;
   2739 
   2740 	memop1 = !mem->write;
   2741 	op1 = memop1 ? &tmp : (uint64_t *)mem->data;
   2742 	op2 = memop1 ? (uint64_t *)mem->data : &tmp;
   2743 
   2744 	/* Fetch the value to be CMP'ed (op1 or op2). */
   2745 	mem->data = (uint8_t *)&tmp;
   2746 	mem->write = false;
   2747 	(*mach->cbs.mem)(mem);
   2748 
   2749 	/* Perform the CMP. */
   2750 	exec_sub(*op1, *op2, &fl, mem->size);
   2751 
   2752 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_SUB_MASK;
   2753 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_SUB_MASK);
   2754 }
   2755 
   2756 static void
   2757 x86_func_test(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2758 {
   2759 	uint64_t *op1, *op2, fl;
   2760 	uint64_t tmp;
   2761 	bool memop1;
   2762 
   2763 	memop1 = !mem->write;
   2764 	op1 = memop1 ? &tmp : (uint64_t *)mem->data;
   2765 	op2 = memop1 ? (uint64_t *)mem->data : &tmp;
   2766 
   2767 	/* Fetch the value to be TEST'ed (op1 or op2). */
   2768 	mem->data = (uint8_t *)&tmp;
   2769 	mem->write = false;
   2770 	(*mach->cbs.mem)(mem);
   2771 
   2772 	/* Perform the TEST. */
   2773 	exec_and(*op1, *op2, &fl, mem->size);
   2774 
   2775 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] &= ~PSL_AND_MASK;
   2776 	gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] |= (fl & PSL_AND_MASK);
   2777 }
   2778 
   2779 static void
   2780 x86_func_mov(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2781 {
   2782 	/*
   2783 	 * Nothing special, just move without emulation.
   2784 	 */
   2785 	(*mach->cbs.mem)(mem);
   2786 }
   2787 
   2788 static void
   2789 x86_func_stos(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2790 {
   2791 	/*
   2792 	 * Just move, and update RDI.
   2793 	 */
   2794 	(*mach->cbs.mem)(mem);
   2795 
   2796 	if (gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D) {
   2797 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] -= mem->size;
   2798 	} else {
   2799 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] += mem->size;
   2800 	}
   2801 }
   2802 
   2803 static void
   2804 x86_func_lods(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2805 {
   2806 	/*
   2807 	 * Just move, and update RSI.
   2808 	 */
   2809 	(*mach->cbs.mem)(mem);
   2810 
   2811 	if (gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D) {
   2812 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] -= mem->size;
   2813 	} else {
   2814 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] += mem->size;
   2815 	}
   2816 }
   2817 
   2818 static void
   2819 x86_func_movs(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_mem *mem, uint64_t *gprs)
   2820 {
   2821 	/*
   2822 	 * Special instruction: double memory operand. Don't call the cb,
   2823 	 * because the storage has already been performed earlier.
   2824 	 */
   2825 
   2826 	if (gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_D) {
   2827 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] -= mem->size;
   2828 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] -= mem->size;
   2829 	} else {
   2830 		gprs[NVMM_X64_GPR_RSI] += mem->size;
   2831 		gprs[NVMM_X64_GPR_RDI] += mem->size;
   2832 	}
   2833 }
   2834 
   2835 /* -------------------------------------------------------------------------- */
   2836 
   2837 static inline uint64_t
   2838 gpr_read_address(struct x86_instr *instr, struct nvmm_x64_state *state, int gpr)
   2839 {
   2840 	uint64_t val;
   2841 
   2842 	val = state->gprs[gpr];
   2843 	val &= size_to_mask(instr->address_size);
   2844 
   2845 	return val;
   2846 }
   2847 
   2848 static int
   2849 store_to_gva(struct nvmm_x64_state *state, struct x86_instr *instr,
   2850     struct x86_store *store, gvaddr_t *gvap, size_t size)
   2851 {
   2852 	struct x86_sib *sib;
   2853 	gvaddr_t gva = 0;
   2854 	uint64_t reg;
   2855 	int ret, seg;
   2856 
   2857 	if (store->type == STORE_SIB) {
   2858 		sib = &store->u.sib;
   2859 		if (sib->bas != NULL)
   2860 			gva += gpr_read_address(instr, state, sib->bas->num);
   2861 		if (sib->idx != NULL) {
   2862 			reg = gpr_read_address(instr, state, sib->idx->num);
   2863 			gva += sib->scale * reg;
   2864 		}
   2865 	} else if (store->type == STORE_REG) {
   2866 		if (store->u.reg == NULL) {
   2867 			/* The base is null. Happens with disp32-only. */
   2868 		} else {
   2869 			gva = gpr_read_address(instr, state, store->u.reg->num);
   2870 		}
   2871 	} else {
   2872 		gva = store->u.dmo;
   2873 	}
   2874 
   2875 	if (store->disp.type != DISP_NONE) {
   2876 		gva += store->disp.data;
   2877 	}
   2878 
   2879 	if (store->hardseg != -1) {
   2880 		seg = store->hardseg;
   2881 	} else {
   2882 		if (__predict_false(instr->legpref.seg != -1)) {
   2883 			seg = instr->legpref.seg;
   2884 		} else {
   2885 			seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2886 		}
   2887 	}
   2888 
   2889 	if (__predict_true(is_long_mode(state))) {
   2890 		if (seg == NVMM_X64_SEG_GS || seg == NVMM_X64_SEG_FS) {
   2891 			segment_apply(&state->segs[seg], &gva);
   2892 		}
   2893 	} else {
   2894 		ret = segment_check(&state->segs[seg], gva, size);
   2895 		if (ret == -1)
   2896 			return -1;
   2897 		segment_apply(&state->segs[seg], &gva);
   2898 	}
   2899 
   2900 	*gvap = gva;
   2901 	return 0;
   2902 }
   2903 
   2904 static int
   2905 fetch_segment(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state)
   2906 {
   2907 	uint8_t inst_bytes[5], byte;
   2908 	size_t i, fetchsize;
   2909 	gvaddr_t gva;
   2910 	int ret, seg;
   2911 
   2912 	fetchsize = sizeof(inst_bytes);
   2913 
   2914 	gva = state->gprs[NVMM_X64_GPR_RIP];
   2915 	if (__predict_false(!is_long_mode(state))) {
   2916 		ret = segment_check(&state->segs[NVMM_X64_SEG_CS], gva,
   2917 		    fetchsize);
   2918 		if (ret == -1)
   2919 			return -1;
   2920 		segment_apply(&state->segs[NVMM_X64_SEG_CS], &gva);
   2921 	}
   2922 
   2923 	ret = read_guest_memory(mach, state, gva, inst_bytes, fetchsize);
   2924 	if (ret == -1)
   2925 		return -1;
   2926 
   2927 	seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2928 	for (i = 0; i < fetchsize; i++) {
   2929 		byte = inst_bytes[i];
   2930 
   2931 		if (byte == LEG_OVR_DS) {
   2932 			seg = NVMM_X64_SEG_DS;
   2933 		} else if (byte == LEG_OVR_ES) {
   2934 			seg = NVMM_X64_SEG_ES;
   2935 		} else if (byte == LEG_OVR_GS) {
   2936 			seg = NVMM_X64_SEG_GS;
   2937 		} else if (byte == LEG_OVR_FS) {
   2938 			seg = NVMM_X64_SEG_FS;
   2939 		} else if (byte == LEG_OVR_CS) {
   2940 			seg = NVMM_X64_SEG_CS;
   2941 		} else if (byte == LEG_OVR_SS) {
   2942 			seg = NVMM_X64_SEG_SS;
   2943 		} else if (byte == LEG_OPR_OVR) {
   2944 			/* nothing */
   2945 		} else if (byte == LEG_ADR_OVR) {
   2946 			/* nothing */
   2947 		} else if (byte == LEG_REP) {
   2948 			/* nothing */
   2949 		} else if (byte == LEG_REPN) {
   2950 			/* nothing */
   2951 		} else if (byte == LEG_LOCK) {
   2952 			/* nothing */
   2953 		} else {
   2954 			return seg;
   2955 		}
   2956 	}
   2957 
   2958 	return seg;
   2959 }
   2960 
   2961 static int
   2962 fetch_instruction(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
   2963     struct nvmm_exit *exit)
   2964 {
   2965 	size_t fetchsize;
   2966 	gvaddr_t gva;
   2967 	int ret;
   2968 
   2969 	fetchsize = sizeof(exit->u.mem.inst_bytes);
   2970 
   2971 	gva = state->gprs[NVMM_X64_GPR_RIP];
   2972 	if (__predict_false(!is_long_mode(state))) {
   2973 		ret = segment_check(&state->segs[NVMM_X64_SEG_CS], gva,
   2974 		    fetchsize);
   2975 		if (ret == -1)
   2976 			return -1;
   2977 		segment_apply(&state->segs[NVMM_X64_SEG_CS], &gva);
   2978 	}
   2979 
   2980 	ret = read_guest_memory(mach, state, gva, exit->u.mem.inst_bytes,
   2981 	    fetchsize);
   2982 	if (ret == -1)
   2983 		return -1;
   2984 
   2985 	exit->u.mem.inst_len = fetchsize;
   2986 
   2987 	return 0;
   2988 }
   2989 
   2990 static int
   2991 assist_mem_double(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
   2992     struct x86_instr *instr)
   2993 {
   2994 	struct nvmm_mem mem;
   2995 	uint8_t data[8];
   2996 	gvaddr_t gva;
   2997 	size_t size;
   2998 	int ret;
   2999 
   3000 	size = instr->operand_size;
   3001 
   3002 	/* Source. */
   3003 	ret = store_to_gva(state, instr, &instr->src, &gva, size);
   3004 	if (ret == -1)
   3005 		return -1;
   3006 	ret = read_guest_memory(mach, state, gva, data, size);
   3007 	if (ret == -1)
   3008 		return -1;
   3009 
   3010 	/* Destination. */
   3011 	ret = store_to_gva(state, instr, &instr->dst, &gva, size);
   3012 	if (ret == -1)
   3013 		return -1;
   3014 	ret = write_guest_memory(mach, state, gva, data, size);
   3015 	if (ret == -1)
   3016 		return -1;
   3017 
   3018 	mem.size = size;
   3019 	(*instr->emul->func)(mach, &mem, state->gprs);
   3020 
   3021 	return 0;
   3022 }
   3023 
   3024 #define DISASSEMBLER_BUG()	\
   3025 	do {			\
   3026 		errno = EINVAL;	\
   3027 		return -1;	\
   3028 	} while (0);
   3029 
   3030 static int
   3031 assist_mem_single(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_x64_state *state,
   3032     struct x86_instr *instr, struct nvmm_exit *exit)
   3033 {
   3034 	struct nvmm_mem mem;
   3035 	uint8_t membuf[8];
   3036 	uint64_t val;
   3037 
   3038 	memset(membuf, 0, sizeof(membuf));
   3039 
   3040 	mem.gpa = exit->u.mem.gpa;
   3041 	mem.size = instr->operand_size;
   3042 	mem.data = membuf;
   3043 
   3044 	/* Determine the direction. */
   3045 	switch (instr->src.type) {
   3046 	case STORE_REG:
   3047 		if (instr->src.disp.type != DISP_NONE) {
   3048 			/* Indirect access. */
   3049 			mem.write = false;
   3050 		} else {
   3051 			/* Direct access. */
   3052 			mem.write = true;
   3053 		}
   3054 		break;
   3055 	case STORE_IMM:
   3056 		mem.write = true;
   3057 		break;
   3058 	case STORE_SIB:
   3059 		mem.write = false;
   3060 		break;
   3061 	case STORE_DMO:
   3062 		mem.write = false;
   3063 		break;
   3064 	default:
   3065 		DISASSEMBLER_BUG();
   3066 	}
   3067 
   3068 	if (mem.write) {
   3069 		switch (instr->src.type) {
   3070 		case STORE_REG:
   3071 			if (instr->src.disp.type != DISP_NONE) {
   3072 				DISASSEMBLER_BUG();
   3073 			}
   3074 			val = state->gprs[instr->src.u.reg->num];
   3075 			val = __SHIFTOUT(val, instr->src.u.reg->mask);
   3076 			memcpy(mem.data, &val, mem.size);
   3077 			break;
   3078 		case STORE_IMM:
   3079 			memcpy(mem.data, &instr->src.u.imm.data, mem.size);
   3080 			break;
   3081 		default:
   3082 			DISASSEMBLER_BUG();
   3083 		}
   3084 	} else if (instr->emul->read) {
   3085 		if (instr->dst.type != STORE_REG) {
   3086 			DISASSEMBLER_BUG();
   3087 		}
   3088 		if (instr->dst.disp.type != DISP_NONE) {
   3089 			DISASSEMBLER_BUG();
   3090 		}
   3091 		val = state->gprs[instr->dst.u.reg->num];
   3092 		val = __SHIFTOUT(val, instr->dst.u.reg->mask);
   3093 		memcpy(mem.data, &val, mem.size);
   3094 	}
   3095 
   3096 	(*instr->emul->func)(mach, &mem, state->gprs);
   3097 
   3098 	if (!instr->emul->notouch && !mem.write) {
   3099 		if (instr->dst.type != STORE_REG) {
   3100 			DISASSEMBLER_BUG();
   3101 		}
   3102 		memcpy(&val, membuf, sizeof(uint64_t));
   3103 		val = __SHIFTIN(val, instr->dst.u.reg->mask);
   3104 		state->gprs[instr->dst.u.reg->num] &= ~instr->dst.u.reg->mask;
   3105 		state->gprs[instr->dst.u.reg->num] |= val;
   3106 		state->gprs[instr->dst.u.reg->num] &= ~instr->zeroextend_mask;
   3107 	}
   3108 
   3109 	return 0;
   3110 }
   3111 
   3112 int
   3113 nvmm_assist_mem(struct nvmm_machine *mach, struct nvmm_vcpu *vcpu)
   3114 {
   3115 	struct nvmm_x64_state *state = vcpu->state;
   3116 	struct nvmm_exit *exit = vcpu->exit;
   3117 	struct x86_instr instr;
   3118 	uint64_t cnt = 0; /* GCC */
   3119 	int ret;
   3120 
   3121 	if (__predict_false(exit->reason != NVMM_EXIT_MEMORY)) {
   3122 		errno = EINVAL;
   3123 		return -1;
   3124 	}
   3125 
   3126 	ret = nvmm_vcpu_getstate(mach, vcpu,
   3127 	    NVMM_X64_STATE_GPRS | NVMM_X64_STATE_SEGS |
   3128 	    NVMM_X64_STATE_CRS | NVMM_X64_STATE_MSRS);
   3129 	if (ret == -1)
   3130 		return -1;
   3131 
   3132 	if (exit->u.mem.inst_len == 0) {
   3133 		/*
   3134 		 * The instruction was not fetched from the kernel. Fetch
   3135 		 * it ourselves.
   3136 		 */
   3137 		ret = fetch_instruction(mach, state, exit);
   3138 		if (ret == -1)
   3139 			return -1;
   3140 	}
   3141 
   3142 	ret = x86_decode(exit->u.mem.inst_bytes, exit->u.mem.inst_len,
   3143 	    &instr, state);
   3144 	if (ret == -1) {
   3145 		errno = ENODEV;
   3146 		return -1;
   3147 	}
   3148 
   3149 	if (instr.legpref.rep || instr.legpref.repn) {
   3150 		cnt = rep_get_cnt(state, instr.address_size);
   3151 		if (__predict_false(cnt == 0)) {
   3152 			state->gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] += instr.len;
   3153 			goto out;
   3154 		}
   3155 	}
   3156 
   3157 	if (instr.opcode->movs) {
   3158 		ret = assist_mem_double(mach, state, &instr);
   3159 	} else {
   3160 		ret = assist_mem_single(mach, state, &instr, exit);
   3161 	}
   3162 	if (ret == -1) {
   3163 		errno = ENODEV;
   3164 		return -1;
   3165 	}
   3166 
   3167 	if (instr.legpref.rep || instr.legpref.repn) {
   3168 		cnt -= 1;
   3169 		rep_set_cnt(state, instr.address_size, cnt);
   3170 		if (cnt == 0) {
   3171 			state->gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] += instr.len;
   3172 		} else if (__predict_false(instr.legpref.repn)) {
   3173 			if (state->gprs[NVMM_X64_GPR_RFLAGS] & PSL_Z) {
   3174 				state->gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] += instr.len;
   3175 			}
   3176 		}
   3177 	} else {
   3178 		state->gprs[NVMM_X64_GPR_RIP] += instr.len;
   3179 	}
   3180 
   3181 out:
   3182 	ret = nvmm_vcpu_setstate(mach, vcpu, NVMM_X64_STATE_GPRS);
   3183 	if (ret == -1)
   3184 		return -1;
   3185 
   3186 	return 0;
   3187 }
   3188