ldasm.c

/*
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* Copyright (c) 2009-2011
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*/

#include "LDasm.h"

/*
Instruction format:

| prefix | REX | opcode | modR/M | SIB | disp8/16/32 | imm8/16/32/64 |

*/

#define OP_NONE             0x00
#define OP_INVALID          0x80

#define OP_DATA_I8          0x01
#define OP_DATA_I16         0x02
#define OP_DATA_I16_I32     0x04
#define OP_DATA_I16_I32_I64 0x08
#define OP_EXTENDED         0x10
#define OP_RELATIVE         0x20
#define OP_MODRM            0x40
#define OP_PREFIX           0x80


static unsigned char flags_table[256] =
{
	/* 00 */    OP_MODRM,
	/* 01 */    OP_MODRM,
	/* 02 */    OP_MODRM,
	/* 03 */    OP_MODRM,
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	/* 05 */    OP_DATA_I16_I32,
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	/* 07 */    OP_NONE,
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	/* 13 */    OP_MODRM,
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	/* 31 */    OP_MODRM,
	/* 32 */    OP_MODRM,
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	/* 3E */    OP_PREFIX,
	/* 3F */    OP_NONE,

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	/* 7C */    OP_RELATIVE | OP_DATA_I8,
	/* 7D */    OP_RELATIVE | OP_DATA_I8,
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	/* FF */    OP_MODRM
};

static unsigned char flags_table_ex[256] =
{
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	/* 0F3B */    OP_INVALID,
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	/* 0F6C */    OP_MODRM,
	/* 0F6D */    OP_MODRM,
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	/* 0F87 */    OP_RELATIVE | OP_DATA_I16_I32,
	/* 0F88 */    OP_RELATIVE | OP_DATA_I16_I32,
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	/* 0F8A */    OP_RELATIVE | OP_DATA_I16_I32,
	/* 0F8B */    OP_RELATIVE | OP_DATA_I16_I32,
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	/* 0F8D */    OP_RELATIVE | OP_DATA_I16_I32,
	/* 0F8E */    OP_RELATIVE | OP_DATA_I16_I32,
	/* 0F8F */    OP_RELATIVE | OP_DATA_I16_I32,

	/* 0F90 */    OP_MODRM,
	/* 0F91 */    OP_MODRM,
	/* 0F92 */    OP_MODRM,
	/* 0F93 */    OP_MODRM,
	/* 0F94 */    OP_MODRM,
	/* 0F95 */    OP_MODRM,
	/* 0F96 */    OP_MODRM,
	/* 0F97 */    OP_MODRM,
	/* 0F98 */    OP_MODRM,
	/* 0F99 */    OP_MODRM,
	/* 0F9A */    OP_MODRM,
	/* 0F9B */    OP_MODRM,
	/* 0F9C */    OP_MODRM,
	/* 0F9D */    OP_MODRM,
	/* 0F9E */    OP_MODRM,
	/* 0F9F */    OP_MODRM,

	/* 0FA0 */    OP_NONE,
	/* 0FA1 */    OP_NONE,
	/* 0FA2 */    OP_NONE,
	/* 0FA3 */    OP_MODRM,
	/* 0FA4 */    OP_MODRM | OP_DATA_I8,
	/* 0FA5 */    OP_MODRM,
	/* 0FA6 */    OP_INVALID,
	/* 0FA7 */    OP_INVALID,
	/* 0FA8 */    OP_NONE,
	/* 0FA9 */    OP_NONE,
	/* 0FAA */    OP_NONE,
	/* 0FAB */    OP_MODRM,
	/* 0FAC */    OP_MODRM | OP_DATA_I8,
	/* 0FAD */    OP_MODRM,
	/* 0FAE */    OP_MODRM,
	/* 0FAF */    OP_MODRM,

	/* 0FB0 */    OP_MODRM,
	/* 0FB1 */    OP_MODRM,
	/* 0FB2 */    OP_MODRM,
	/* 0FB3 */    OP_MODRM,
	/* 0FB4 */    OP_MODRM,
	/* 0FB5 */    OP_MODRM,
	/* 0FB6 */    OP_MODRM,
	/* 0FB7 */    OP_MODRM,
	/* 0FB8 */    OP_MODRM,
	/* 0FB9 */    OP_MODRM,
	/* 0FBA */    OP_MODRM | OP_DATA_I8,
	/* 0FBB */    OP_MODRM,
	/* 0FBC */    OP_MODRM,
	/* 0FBD */    OP_MODRM,
	/* 0FBE */    OP_MODRM,
	/* 0FBF */    OP_MODRM,

	/* 0FC0 */    OP_MODRM,
	/* 0FC1 */    OP_MODRM,
	/* 0FC2 */    OP_MODRM | OP_DATA_I8,
	/* 0FC3 */    OP_MODRM,
	/* 0FC4 */    OP_MODRM | OP_DATA_I8,
	/* 0FC5 */    OP_MODRM | OP_DATA_I8,
	/* 0FC6 */    OP_MODRM | OP_DATA_I8,
	/* 0FC7 */    OP_MODRM,
	/* 0FC8 */    OP_NONE,
	/* 0FC9 */    OP_NONE,
	/* 0FCA */    OP_NONE,
	/* 0FCB */    OP_NONE,
	/* 0FCC */    OP_NONE,
	/* 0FCD */    OP_NONE,
	/* 0FCE */    OP_NONE,
	/* 0FCF */    OP_NONE,

	/* 0FD0 */    OP_MODRM,
	/* 0FD1 */    OP_MODRM,
	/* 0FD2 */    OP_MODRM,
	/* 0FD3 */    OP_MODRM,
	/* 0FD4 */    OP_MODRM,
	/* 0FD5 */    OP_MODRM,
	/* 0FD6 */    OP_MODRM,
	/* 0FD7 */    OP_MODRM,
	/* 0FD8 */    OP_MODRM,
	/* 0FD9 */    OP_MODRM,
	/* 0FDA */    OP_MODRM,
	/* 0FDB */    OP_MODRM,
	/* 0FDC */    OP_MODRM,
	/* 0FDD */    OP_MODRM,
	/* 0FDE */    OP_MODRM,
	/* 0FDF */    OP_MODRM,

	/* 0FE0 */    OP_MODRM,
	/* 0FE1 */    OP_MODRM,
	/* 0FE2 */    OP_MODRM,
	/* 0FE3 */    OP_MODRM,
	/* 0FE4 */    OP_MODRM,
	/* 0FE5 */    OP_MODRM,
	/* 0FE6 */    OP_MODRM,
	/* 0FE7 */    OP_MODRM,
	/* 0FE8 */    OP_MODRM,
	/* 0FE9 */    OP_MODRM,
	/* 0FEA */    OP_MODRM,
	/* 0FEB */    OP_MODRM,
	/* 0FEC */    OP_MODRM,
	/* 0FED */    OP_MODRM,
	/* 0FEE */    OP_MODRM,
	/* 0FEF */    OP_MODRM,

	/* 0FF0 */    OP_MODRM,
	/* 0FF1 */    OP_MODRM,
	/* 0FF2 */    OP_MODRM,
	/* 0FF3 */    OP_MODRM,
	/* 0FF4 */    OP_MODRM,
	/* 0FF5 */    OP_MODRM,
	/* 0FF6 */    OP_MODRM,
	/* 0FF7 */    OP_MODRM,
	/* 0FF8 */    OP_MODRM,
	/* 0FF9 */    OP_MODRM,
	/* 0FFA */    OP_MODRM,
	/* 0FFB */    OP_MODRM,
	/* 0FFC */    OP_MODRM,
	/* 0FFD */    OP_MODRM,
	/* 0FFE */    OP_MODRM,
	/* 0FFF */    OP_INVALID,
};

unsigned char cflags(UCHAR op)
{
	return flags_table[op];
}


unsigned char cflags_ex(UCHAR op)
{
	return flags_table_ex[op];
}

/*
	Description:
	Disassemble one instruction

	Arguments:
	code    - pointer to the code for disassemble
	ld        - pointer to structure ldasm_data
	is64    - set this flag for 64-bit code, and clear for 32-bit

	Return:
	length of instruction
*/
unsigned int __fastcall ldasm(void *code, ldasm_data *ld, ULONG is64)
{
	UCHAR *p = (UCHAR*)code;
	UCHAR s, op, f;
	UCHAR rexw, pr_66, pr_67;

	s = rexw = pr_66 = pr_67 = 0;

	/* dummy check */
	if (!code || !ld)
		return 0;

	/* init output data */
	memset(ld, 0, sizeof(ldasm_data));

	/* phase 1: parse prefixies */
	while (cflags(*p) & OP_PREFIX) {
		if (*p == 0x66)
			pr_66 = 1;
		if (*p == 0x67)
			pr_67 = 1;
		p++; s++;
		ld->flags |= F_PREFIX;
		if (s == 15) {
			ld->flags |= F_INVALID;
			return s;
		}
	}

	/* parse REX prefix */
	if (is64 && *p >> 4 == 4) {
		ld->rex = *p;
		rexw = (ld->rex >> 3) & 1;
		ld->flags |= F_REX;
		p++; s++;
	}

	/* can be only one REX prefix */
	if (is64 && *p >> 4 == 4) {
		ld->flags |= F_INVALID;
		s++;
		return s;
	}

	/* phase 2: parse opcode */
	ld->opcd_offset = (UCHAR)(p - (UCHAR*)code);
	ld->opcd_size = 1;
	op = *p++; s++;

	/* is 2 byte opcode? */
	if (op == 0x0F) {
		op = *p++; s++;
		ld->opcd_size++;
		f = cflags_ex(op);
		if (f & OP_INVALID) {
			ld->flags |= F_INVALID;
			return s;
		}
		/* for SSE instructions */
		if (f & OP_EXTENDED) {
			op = *p++; s++;
			ld->opcd_size++;
		}
	} else {
		f = cflags(op);
		/* pr_66 = pr_67 for opcodes A0-A3 */
		if (op >= 0xA0 && op <= 0xA3)
			pr_66 = pr_67;
	}

	/* phase 3: parse ModR/M, SIB and DISP */
	if (f & OP_MODRM) {
		UCHAR    mod = (*p >> 6);
		UCHAR    ro = (*p & 0x38) >> 3;
		UCHAR    rm = (*p & 7);

		ld->modrm = *p++; s++;
		ld->flags |= F_MODRM;

		/* in F6,F7 opcodes immediate data present if R/O == 0 */
		if (op == 0xF6 && (ro == 0 || ro == 1))
			f |= OP_DATA_I8;
		if (op == 0xF7 && (ro == 0 || ro == 1))
			f |= OP_DATA_I16_I32_I64;

		/* is SIB byte exist? */
		if (mod != 3 && rm == 4 && !(!is64 && pr_67)) {
			ld->sib = *p++; s++;
			ld->flags |= F_SIB;

			/* if base == 5 and mod == 0 */
			if ((ld->sib & 7) == 5 && mod == 0) {
				ld->disp_size = 4;
			}
		}

		switch (mod) {
		case 0:
			if (is64) {
				if (rm == 5) {
					ld->disp_size = 4;
					if (is64)
						ld->flags |= F_RELATIVE;
				}
			} else if (pr_67) {
				if (rm == 6)
					ld->disp_size = 2;
			} else {
				if (rm == 5)
					ld->disp_size = 4;
			}
			break;
		case 1:
			ld->disp_size = 1;
			break;
		case 2:
			if (is64)
				ld->disp_size = 4;
			else if (pr_67)
				ld->disp_size = 2;
			else
				ld->disp_size = 4;
			break;
		}

		if (ld->disp_size) {
			ld->disp_offset = (UCHAR)(p - (UCHAR *)code);
			p += ld->disp_size;
			s += ld->disp_size;
			ld->flags |= F_DISP;
		}
	}

	/* phase 4: parse immediate data */
	if (rexw && f & OP_DATA_I16_I32_I64)
		ld->imm_size = 8;
	else if (f & OP_DATA_I16_I32 || f & OP_DATA_I16_I32_I64)
		ld->imm_size = 4 - (pr_66 << 1);

	/* if exist, add OP_DATA_I16 and OP_DATA_I8 size */
	ld->imm_size += f & 3;

	if (ld->imm_size) {
		s += ld->imm_size;
		ld->imm_offset = (UCHAR)(p - (UCHAR *)code);
		ld->flags |= F_IMM;
		if (f & OP_RELATIVE)
			ld->flags |= F_RELATIVE;
	}

	/* instruction is too long */
	if (s > 15)
		ld->flags |= F_INVALID;

	return s;
}