drivers/kvm/x86_emulate.c

   1 /******************************************************************************
   2  * x86_emulate.c
   3  *
   4  * Generic x86 (32-bit and 64-bit) instruction decoder and emulator.
   5  *
   6  * Copyright (c) 2005 Keir Fraser
   7  *
   8  * Linux coding style, mod r/m decoder, segment base fixes, real-mode
   9  * privileged instructions:
  10  *
  11  * Copyright (C) 2006 Qumranet
  12  *
  13  *   Avi Kivity <avi@qumranet.com>
  14  *   Yaniv Kamay <yaniv@qumranet.com>
  15  *
  16  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
  17  * the COPYING file in the top-level directory.
  18  *
  19  * From: xen-unstable 10676:af9809f51f81a3c43f276f00c81a52ef558afda4
  20  */
  21
  22 #ifndef __KERNEL__
  23 #include <stdio.h>
  24 #include <stdint.h>
  25 #include <public/xen.h>
  26 #define DPRINTF(_f, _a ...) printf( _f , ## _a )
  27 #else
  28 #include "kvm.h"
  29 #define DPRINTF(x...) do {} while (0)
  30 #endif
  31 #include "x86_emulate.h"
  32 #include <linux/module.h>
  33
  34 /*
  35  * Opcode effective-address decode tables.
  36  * Note that we only emulate instructions that have at least one memory
  37  * operand (excluding implicit stack references). We assume that stack
  38  * references and instruction fetches will never occur in special memory
  39  * areas that require emulation. So, for example, 'mov <imm>,<reg>' need
  40  * not be handled.
  41  */
  42
  43 /* Operand sizes: 8-bit operands or specified/overridden size. */
  44 #define ByteOp      (1<<0)      /* 8-bit operands. */
  45 /* Destination operand type. */
  46 #define ImplicitOps (1<<1)      /* Implicit in opcode. No generic decode. */
  47 #define DstReg      (2<<1)      /* Register operand. */
  48 #define DstMem      (3<<1)      /* Memory operand. */
  49 #define DstMask     (3<<1)
  50 /* Source operand type. */
  51 #define SrcNone     (0<<3)      /* No source operand. */
  52 #define SrcImplicit (0<<3)      /* Source operand is implicit in the opcode. */
  53 #define SrcReg      (1<<3)      /* Register operand. */
  54 #define SrcMem      (2<<3)      /* Memory operand. */
  55 #define SrcMem16    (3<<3)      /* Memory operand (16-bit). */
  56 #define SrcMem32    (4<<3)      /* Memory operand (32-bit). */
  57 #define SrcImm      (5<<3)      /* Immediate operand. */
  58 #define SrcImmByte  (6<<3)      /* 8-bit sign-extended immediate operand. */
  59 #define SrcMask     (7<<3)
  60 /* Generic ModRM decode. */
  61 #define ModRM       (1<<6)
  62 /* Destination is only written; never read. */
  63 #define Mov         (1<<7)
  64 #define BitOp       (1<<8)
  65
  66 static u8 opcode_table[256] = {
  67         /* 0x00 - 0x07 */
  68         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  69         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  70         0, 0, 0, 0,
  71         /* 0x08 - 0x0F */
  72         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  73         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  74         0, 0, 0, 0,
  75         /* 0x10 - 0x17 */
  76         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  77         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  78         0, 0, 0, 0,
  79         /* 0x18 - 0x1F */
  80         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  81         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  82         0, 0, 0, 0,
  83         /* 0x20 - 0x27 */
  84         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  85         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  86         SrcImmByte, SrcImm, 0, 0,
  87         /* 0x28 - 0x2F */
  88         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  89         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  90         0, 0, 0, 0,
  91         /* 0x30 - 0x37 */
  92         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  93         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  94         0, 0, 0, 0,
  95         /* 0x38 - 0x3F */
  96         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  97         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  98         0, 0, 0, 0,
  99         /* 0x40 - 0x4F */
 100         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 101         /* 0x50 - 0x57 */
 102         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
 103         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
 104         /* 0x58 - 0x5F */
 105         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
 106         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
 107         /* 0x60 - 0x67 */
 108         0, 0, 0, DstReg | SrcMem32 | ModRM | Mov /* movsxd (x86/64) */ ,
 109         0, 0, 0, 0,
 110         /* 0x68 - 0x6F */
 111         0, 0, ImplicitOps|Mov, 0,
 112         SrcNone  | ByteOp  | ImplicitOps, SrcNone  | ImplicitOps, /* insb, insw/insd */
 113         SrcNone  | ByteOp  | ImplicitOps, SrcNone  | ImplicitOps, /* outsb, outsw/outsd */
 114         /* 0x70 - 0x77 */
 115         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
 116         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
 117         /* 0x78 - 0x7F */
 118         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
 119         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
 120         /* 0x80 - 0x87 */
 121         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImm | ModRM,
 122         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 123         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 124         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 125         /* 0x88 - 0x8F */
 126         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov,
 127         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 128         0, ModRM | DstReg, 0, DstMem | SrcNone | ModRM | Mov,
 129         /* 0x90 - 0x9F */
 130         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps, ImplicitOps, 0, 0,
 131         /* 0xA0 - 0xA7 */
 132         ByteOp | DstReg | SrcMem | Mov, DstReg | SrcMem | Mov,
 133         ByteOp | DstMem | SrcReg | Mov, DstMem | SrcReg | Mov,
 134         ByteOp | ImplicitOps | Mov, ImplicitOps | Mov,
 135         ByteOp | ImplicitOps, ImplicitOps,
 136         /* 0xA8 - 0xAF */
 137         0, 0, ByteOp | ImplicitOps | Mov, ImplicitOps | Mov,
 138         ByteOp | ImplicitOps | Mov, ImplicitOps | Mov,
 139         ByteOp | ImplicitOps, ImplicitOps,
 140         /* 0xB0 - 0xBF */
 141         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 142         /* 0xC0 - 0xC7 */
 143         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 144         0, ImplicitOps, 0, 0,
 145         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Mov, DstMem | SrcImm | ModRM | Mov,
 146         /* 0xC8 - 0xCF */
 147         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 148         /* 0xD0 - 0xD7 */
 149         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
 150         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
 151         0, 0, 0, 0,
 152         /* 0xD8 - 0xDF */
 153         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 154         /* 0xE0 - 0xE7 */
 155         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 156         /* 0xE8 - 0xEF */
 157         ImplicitOps, SrcImm|ImplicitOps, 0, SrcImmByte|ImplicitOps, 0, 0, 0, 0,
 158         /* 0xF0 - 0xF7 */
 159         0, 0, 0, 0,
 160         ImplicitOps, 0,
 161         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
 162         /* 0xF8 - 0xFF */
 163         0, 0, 0, 0,
 164         0, 0, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM
 165 };
 166
 167 static u16 twobyte_table[256] = {
 168         /* 0x00 - 0x0F */
 169         0, SrcMem | ModRM | DstReg, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps, 0,
 170         0, ImplicitOps, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0,
 171         /* 0x10 - 0x1F */
 172         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 173         /* 0x20 - 0x2F */
 174         ModRM | ImplicitOps, ModRM, ModRM | ImplicitOps, ModRM, 0, 0, 0, 0,
 175         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 176         /* 0x30 - 0x3F */
 177         ImplicitOps, 0, ImplicitOps, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 178         /* 0x40 - 0x47 */
 179         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 180         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 181         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 182         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 183         /* 0x48 - 0x4F */
 184         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 185         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 186         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 187         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 188         /* 0x50 - 0x5F */
 189         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 190         /* 0x60 - 0x6F */
 191         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 192         /* 0x70 - 0x7F */
 193         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 194         /* 0x80 - 0x8F */
 195         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
 196         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
 197         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
 198         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
 199         /* 0x90 - 0x9F */
 200         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 201         /* 0xA0 - 0xA7 */
 202         0, 0, 0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp, 0, 0, 0, 0,
 203         /* 0xA8 - 0xAF */
 204         0, 0, 0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp, 0, 0, 0, 0,
 205         /* 0xB0 - 0xB7 */
 206         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM, 0,
 207             DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
 208         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 209             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
 210         /* 0xB8 - 0xBF */
 211         0, 0, DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
 212         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 213             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
 214         /* 0xC0 - 0xCF */
 215         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 216         /* 0xD0 - 0xDF */
 217         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 218         /* 0xE0 - 0xEF */
 219         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 220         /* 0xF0 - 0xFF */
 221         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
 222 };
 223
 224 /* Type, address-of, and value of an instruction's operand. */
 225 struct operand {
 226         enum { OP_REG, OP_MEM, OP_IMM } type;
 227         unsigned int bytes;
 228         unsigned long val, orig_val, *ptr;
 229 };
 230
 231 /* EFLAGS bit definitions. */
 232 #define EFLG_OF (1<<11)
 233 #define EFLG_DF (1<<10)
 234 #define EFLG_SF (1<<7)
 235 #define EFLG_ZF (1<<6)
 236 #define EFLG_AF (1<<4)
 237 #define EFLG_PF (1<<2)
 238 #define EFLG_CF (1<<0)
 239
 240 /*
 241  * Instruction emulation:
 242  * Most instructions are emulated directly via a fragment of inline assembly
 243  * code. This allows us to save/restore EFLAGS and thus very easily pick up
 244  * any modified flags.
 245  */
 246
 247 #if defined(CONFIG_X86_64)
 248 #define _LO32 "k"               /* force 32-bit operand */
 249 #define _STK  "%%rsp"           /* stack pointer */
 250 #elif defined(__i386__)
 251 #define _LO32 ""                /* force 32-bit operand */
 252 #define _STK  "%%esp"           /* stack pointer */
 253 #endif
 254
 255 /*
 256  * These EFLAGS bits are restored from saved value during emulation, and
 257  * any changes are written back to the saved value after emulation.
 258  */
 259 #define EFLAGS_MASK (EFLG_OF|EFLG_SF|EFLG_ZF|EFLG_AF|EFLG_PF|EFLG_CF)
 260
 261 /* Before executing instruction: restore necessary bits in EFLAGS. */
 262 #define _PRE_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp) \
 263         /* EFLAGS = (_sav & _msk) | (EFLAGS & ~_msk); */        \
 264         "push %"_sav"; "                                        \
 265         "movl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "                          \
 266         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                         \
 267         "pushf; "                                               \
 268         "notl %"_LO32 _tmp"; "                                  \
 269         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                         \
 270         "pop  %"_tmp"; "                                        \
 271         "orl  %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                         \
 272         "popf; "                                                \
 273         /* _sav &= ~msk; */                                     \
 274         "movl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "                          \
 275         "notl %"_LO32 _tmp"; "                                  \
 276         "andl %"_LO32 _tmp",%"_sav"; "
 277
 278 /* After executing instruction: write-back necessary bits in EFLAGS. */
 279 #define _POST_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp) \
 280         /* _sav |= EFLAGS & _msk; */            \
 281         "pushf; "                               \
 282         "pop  %"_tmp"; "                        \
 283         "andl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "          \
 284         "orl  %"_LO32 _tmp",%"_sav"; "
 285
 286 /* Raw emulation: instruction has two explicit operands. */
 287 #define __emulate_2op_nobyte(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 288         do {                                                                \
 289                 unsigned long _tmp;                                         \
 290                                                                             \
 291                 switch ((_dst).bytes) {                                     \
 292                 case 2:                                                     \
 293                         __asm__ __volatile__ (                              \
 294                                 _PRE_EFLAGS("0","4","2")                    \
 295                                 _op"w %"_wx"3,%1; "                         \
 296                                 _POST_EFLAGS("0","4","2")                   \
 297                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),        \
 298                                   "=&r" (_tmp)                              \
 299                                 : _wy ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK) );    \
 300                         break;                                              \
 301                 case 4:                                                     \
 302                         __asm__ __volatile__ (                              \
 303                                 _PRE_EFLAGS("0","4","2")                    \
 304                                 _op"l %"_lx"3,%1; "                         \
 305                                 _POST_EFLAGS("0","4","2")                   \
 306                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),        \
 307                                   "=&r" (_tmp)                              \
 308                                 : _ly ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK) );    \
 309                         break;                                              \
 310                 case 8:                                                     \
 311                         __emulate_2op_8byte(_op, _src, _dst,                \
 312                                             _eflags, _qx, _qy);             \
 313                         break;                                              \
 314                 }                                                           \
 315         } while (0)
 316
 317 #define __emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 318         do {                                                                 \
 319                 unsigned long _tmp;                                          \
 320                 switch ( (_dst).bytes )                                      \
 321                 {                                                            \
 322                 case 1:                                                      \
 323                         __asm__ __volatile__ (                               \
 324                                 _PRE_EFLAGS("0","4","2")                     \
 325                                 _op"b %"_bx"3,%1; "                          \
 326                                 _POST_EFLAGS("0","4","2")                    \
 327                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),         \
 328                                   "=&r" (_tmp)                               \
 329                                 : _by ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK) );     \
 330                         break;                                               \
 331                 default:                                                     \
 332                         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,       \
 333                                              _wx, _wy, _lx, _ly, _qx, _qy);  \
 334                         break;                                               \
 335                 }                                                            \
 336         } while (0)
 337
 338 /* Source operand is byte-sized and may be restricted to just %cl. */
 339 #define emulate_2op_SrcB(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 340         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 341                       "b", "c", "b", "c", "b", "c", "b", "c")
 342
 343 /* Source operand is byte, word, long or quad sized. */
 344 #define emulate_2op_SrcV(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 345         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 346                       "b", "q", "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 347
 348 /* Source operand is word, long or quad sized. */
 349 #define emulate_2op_SrcV_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags)               \
 350         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,                  \
 351                              "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 352
 353 /* Instruction has only one explicit operand (no source operand). */
 354 #define emulate_1op(_op, _dst, _eflags)                                    \
 355         do {                                                            \
 356                 unsigned long _tmp;                                     \
 357                                                                         \
 358                 switch ( (_dst).bytes )                                 \
 359                 {                                                       \
 360                 case 1:                                                 \
 361                         __asm__ __volatile__ (                          \
 362                                 _PRE_EFLAGS("0","3","2")                \
 363                                 _op"b %1; "                             \
 364                                 _POST_EFLAGS("0","3","2")               \
 365                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),    \
 366                                   "=&r" (_tmp)                          \
 367                                 : "i" (EFLAGS_MASK) );                  \
 368                         break;                                          \
 369                 case 2:                                                 \
 370                         __asm__ __volatile__ (                          \
 371                                 _PRE_EFLAGS("0","3","2")                \
 372                                 _op"w %1; "                             \
 373                                 _POST_EFLAGS("0","3","2")               \
 374                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),    \
 375                                   "=&r" (_tmp)                          \
 376                                 : "i" (EFLAGS_MASK) );                  \
 377                         break;                                          \
 378                 case 4:                                                 \
 379                         __asm__ __volatile__ (                          \
 380                                 _PRE_EFLAGS("0","3","2")                \
 381                                 _op"l %1; "                             \
 382                                 _POST_EFLAGS("0","3","2")               \
 383                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),    \
 384                                   "=&r" (_tmp)                          \
 385                                 : "i" (EFLAGS_MASK) );                  \
 386                         break;                                          \
 387                 case 8:                                                 \
 388                         __emulate_1op_8byte(_op, _dst, _eflags);        \
 389                         break;                                          \
 390                 }                                                       \
 391         } while (0)
 392
 393 /* Emulate an instruction with quadword operands (x86/64 only). */
 394 #if defined(CONFIG_X86_64)
 395 #define __emulate_2op_8byte(_op, _src, _dst, _eflags, _qx, _qy)           \
 396         do {                                                              \
 397                 __asm__ __volatile__ (                                    \
 398                         _PRE_EFLAGS("0","4","2")                          \
 399                         _op"q %"_qx"3,%1; "                               \
 400                         _POST_EFLAGS("0","4","2")                         \
 401                         : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val), "=&r" (_tmp) \
 402                         : _qy ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK) );          \
 403         } while (0)
 404
 405 #define __emulate_1op_8byte(_op, _dst, _eflags)                           \
 406         do {                                                              \
 407                 __asm__ __volatile__ (                                    \
 408                         _PRE_EFLAGS("0","3","2")                          \
 409                         _op"q %1; "                                       \
 410                         _POST_EFLAGS("0","3","2")                         \
 411                         : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val), "=&r" (_tmp) \
 412                         : "i" (EFLAGS_MASK) );                            \
 413         } while (0)
 414
 415 #elif defined(__i386__)
 416 #define __emulate_2op_8byte(_op, _src, _dst, _eflags, _qx, _qy)
 417 #define __emulate_1op_8byte(_op, _dst, _eflags)
 418 #endif                          /* __i386__ */
 419
 420 /* Fetch next part of the instruction being emulated. */
 421 #define insn_fetch(_type, _size, _eip)                                  \
 422 ({      unsigned long _x;                                               \
 423         rc = ops->read_std((unsigned long)(_eip) + ctxt->cs_base, &_x,  \
 424                                                   (_size), ctxt->vcpu); \
 425         if ( rc != 0 )                                                  \
 426                 goto done;                                              \
 427         (_eip) += (_size);                                              \
 428         (_type)_x;                                                      \
 429 })
 430
 431 /* Access/update address held in a register, based on addressing mode. */
 432 #define address_mask(reg)                                               \
 433         ((ad_bytes == sizeof(unsigned long)) ?                          \
 434                 (reg) : ((reg) & ((1UL << (ad_bytes << 3)) - 1)))
 435 #define register_address(base, reg)                                     \
 436         ((base) + address_mask(reg))
 437 #define register_address_increment(reg, inc)                            \
 438         do {                                                            \
 439                 /* signed type ensures sign extension to long */        \
 440                 int _inc = (inc);                                       \
 441                 if ( ad_bytes == sizeof(unsigned long) )                \
 442                         (reg) += _inc;                                  \
 443                 else                                                    \
 444                         (reg) = ((reg) & ~((1UL << (ad_bytes << 3)) - 1)) | \
 445                            (((reg) + _inc) & ((1UL << (ad_bytes << 3)) - 1)); \
 446         } while (0)
 447
 448 #define JMP_REL(rel)                                                    \
 449         do {                                                            \
 450                 _eip += (int)(rel);                                     \
 451                 _eip = ((op_bytes == 2) ? (uint16_t)_eip : (uint32_t)_eip); \
 452         } while (0)
 453
 454 /*
 455  * Given the 'reg' portion of a ModRM byte, and a register block, return a
 456  * pointer into the block that addresses the relevant register.
 457  * @highbyte_regs specifies whether to decode AH,CH,DH,BH.
 458  */
 459 static void *decode_register(u8 modrm_reg, unsigned long *regs,
 460                              int highbyte_regs)
 461 {
 462         void *p;
 463
 464         p = &regs[modrm_reg];
 465         if (highbyte_regs && modrm_reg >= 4 && modrm_reg < 8)
 466                 p = (unsigned char *)&regs[modrm_reg & 3] + 1;
 467         return p;
 468 }
 469
 470 static int read_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 471                            struct x86_emulate_ops *ops,
 472                            void *ptr,
 473                            u16 *size, unsigned long *address, int op_bytes)
 474 {
 475         int rc;
 476
 477         if (op_bytes == 2)
 478                 op_bytes = 3;
 479         *address = 0;
 480         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr, (unsigned long *)size, 2,
 481                            ctxt->vcpu);
 482         if (rc)
 483                 return rc;
 484         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr + 2, address, op_bytes,
 485                            ctxt->vcpu);
 486         return rc;
 487 }
 488
 489 static int test_cc(unsigned int condition, unsigned int flags)
 490 {
 491         int rc = 0;
 492
 493         switch ((condition & 15) >> 1) {
 494         case 0: /* o */
 495                 rc |= (flags & EFLG_OF);
 496                 break;
 497         case 1: /* b/c/nae */
 498                 rc |= (flags & EFLG_CF);
 499                 break;
 500         case 2: /* z/e */
 501                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 502                 break;
 503         case 3: /* be/na */
 504                 rc |= (flags & (EFLG_CF|EFLG_ZF));
 505                 break;
 506         case 4: /* s */
 507                 rc |= (flags & EFLG_SF);
 508                 break;
 509         case 5: /* p/pe */
 510                 rc |= (flags & EFLG_PF);
 511                 break;
 512         case 7: /* le/ng */
 513                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 514                 /* fall through */
 515         case 6: /* l/nge */
 516                 rc |= (!(flags & EFLG_SF) != !(flags & EFLG_OF));
 517                 break;
 518         }
 519
 520         /* Odd condition identifiers (lsb == 1) have inverted sense. */
 521         return (!!rc ^ (condition & 1));
 522 }
 523
 524 int
 525 x86_emulate_memop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
 526 {
 527         unsigned d;
 528         u8 b, sib, twobyte = 0, rex_prefix = 0;
 529         u8 modrm, modrm_mod = 0, modrm_reg = 0, modrm_rm = 0;
 530         unsigned long *override_base = NULL;
 531         unsigned int op_bytes, ad_bytes, lock_prefix = 0, rep_prefix = 0, i;
 532         int rc = 0;
 533         struct operand src, dst;
 534         unsigned long cr2 = ctxt->cr2;
 535         int mode = ctxt->mode;
 536         unsigned long modrm_ea;
 537         int use_modrm_ea, index_reg = 0, base_reg = 0, scale, rip_relative = 0;
 538         int no_wb = 0;
 539         u64 msr_data;
 540
 541         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation. */
 542         unsigned long _regs[NR_VCPU_REGS];
 543         unsigned long _eip = ctxt->vcpu->rip, _eflags = ctxt->eflags;
 544         unsigned long modrm_val = 0;
 545
 546         memcpy(_regs, ctxt->vcpu->regs, sizeof _regs);
 547
 548         switch (mode) {
 549         case X86EMUL_MODE_REAL:
 550         case X86EMUL_MODE_PROT16:
 551                 op_bytes = ad_bytes = 2;
 552                 break;
 553         case X86EMUL_MODE_PROT32:
 554                 op_bytes = ad_bytes = 4;
 555                 break;
 556 #ifdef CONFIG_X86_64
 557         case X86EMUL_MODE_PROT64:
 558                 op_bytes = 4;
 559                 ad_bytes = 8;
 560                 break;
 561 #endif
 562         default:
 563                 return -1;
 564         }
 565
 566         /* Legacy prefixes. */
 567         for (i = 0; i < 8; i++) {
 568                 switch (b = insn_fetch(u8, 1, _eip)) {
 569                 case 0x66:      /* operand-size override */
 570                         op_bytes ^= 6;  /* switch between 2/4 bytes */
 571                         break;
 572                 case 0x67:      /* address-size override */
 573                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 574                                 ad_bytes ^= 12; /* switch between 4/8 bytes */
 575                         else
 576                                 ad_bytes ^= 6;  /* switch between 2/4 bytes */
 577                         break;
 578                 case 0x2e:      /* CS override */
 579                         override_base = &ctxt->cs_base;
 580                         break;
 581                 case 0x3e:      /* DS override */
 582                         override_base = &ctxt->ds_base;
 583                         break;
 584                 case 0x26:      /* ES override */
 585                         override_base = &ctxt->es_base;
 586                         break;
 587                 case 0x64:      /* FS override */
 588                         override_base = &ctxt->fs_base;
 589                         break;
 590                 case 0x65:      /* GS override */
 591                         override_base = &ctxt->gs_base;
 592                         break;
 593                 case 0x36:      /* SS override */
 594                         override_base = &ctxt->ss_base;
 595                         break;
 596                 case 0xf0:      /* LOCK */
 597                         lock_prefix = 1;
 598                         break;
 599                 case 0xf2:      /* REPNE/REPNZ */
 600                 case 0xf3:      /* REP/REPE/REPZ */
 601                         rep_prefix = 1;
 602                         break;
 603                 default:
 604                         goto done_prefixes;
 605                 }
 606         }
 607
 608 done_prefixes:
 609
 610         /* REX prefix. */
 611         if ((mode == X86EMUL_MODE_PROT64) && ((b & 0xf0) == 0x40)) {
 612                 rex_prefix = b;
 613                 if (b & 8)
 614                         op_bytes = 8;   /* REX.W */
 615                 modrm_reg = (b & 4) << 1;       /* REX.R */
 616                 index_reg = (b & 2) << 2; /* REX.X */
 617                 modrm_rm = base_reg = (b & 1) << 3; /* REG.B */
 618                 b = insn_fetch(u8, 1, _eip);
 619         }
 620
 621         /* Opcode byte(s). */
 622         d = opcode_table[b];
 623         if (d == 0) {
 624                 /* Two-byte opcode? */
 625                 if (b == 0x0f) {
 626                         twobyte = 1;
 627                         b = insn_fetch(u8, 1, _eip);
 628                         d = twobyte_table[b];
 629                 }
 630
 631                 /* Unrecognised? */
 632                 if (d == 0)
 633                         goto cannot_emulate;
 634         }
 635
 636         /* ModRM and SIB bytes. */
 637         if (d & ModRM) {
 638                 modrm = insn_fetch(u8, 1, _eip);
 639                 modrm_mod |= (modrm & 0xc0) >> 6;
 640                 modrm_reg |= (modrm & 0x38) >> 3;
 641                 modrm_rm |= (modrm & 0x07);
 642                 modrm_ea = 0;
 643                 use_modrm_ea = 1;
 644
 645                 if (modrm_mod == 3) {
 646                         modrm_val = *(unsigned long *)
 647                                 decode_register(modrm_rm, _regs, d & ByteOp);
 648                         goto modrm_done;
 649                 }
 650
 651                 if (ad_bytes == 2) {
 652                         unsigned bx = _regs[VCPU_REGS_RBX];
 653                         unsigned bp = _regs[VCPU_REGS_RBP];
 654                         unsigned si = _regs[VCPU_REGS_RSI];
 655                         unsigned di = _regs[VCPU_REGS_RDI];
 656
 657                         /* 16-bit ModR/M decode. */
 658                         switch (modrm_mod) {
 659                         case 0:
 660                                 if (modrm_rm == 6)
 661                                         modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, _eip);
 662                                 break;
 663                         case 1:
 664                                 modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, _eip);
 665                                 break;
 666                         case 2:
 667                                 modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, _eip);
 668                                 break;
 669                         }
 670                         switch (modrm_rm) {
 671                         case 0:
 672                                 modrm_ea += bx + si;
 673                                 break;
 674                         case 1:
 675                                 modrm_ea += bx + di;
 676                                 break;
 677                         case 2:
 678                                 modrm_ea += bp + si;
 679                                 break;
 680                         case 3:
 681                                 modrm_ea += bp + di;
 682                                 break;
 683                         case 4:
 684                                 modrm_ea += si;
 685                                 break;
 686                         case 5:
 687                                 modrm_ea += di;
 688                                 break;
 689                         case 6:
 690                                 if (modrm_mod != 0)
 691                                         modrm_ea += bp;
 692                                 break;
 693                         case 7:
 694                                 modrm_ea += bx;
 695                                 break;
 696                         }
 697                         if (modrm_rm == 2 || modrm_rm == 3 ||
 698                             (modrm_rm == 6 && modrm_mod != 0))
 699                                 if (!override_base)
 700                                         override_base = &ctxt->ss_base;
 701                         modrm_ea = (u16)modrm_ea;
 702                 } else {
 703                         /* 32/64-bit ModR/M decode. */
 704                         switch (modrm_rm) {
 705                         case 4:
 706                         case 12:
 707                                 sib = insn_fetch(u8, 1, _eip);
 708                                 index_reg |= (sib >> 3) & 7;
 709                                 base_reg |= sib & 7;
 710                                 scale = sib >> 6;
 711
 712                                 switch (base_reg) {
 713                                 case 5:
 714                                         if (modrm_mod != 0)
 715                                                 modrm_ea += _regs[base_reg];
 716                                         else
 717                                                 modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, _eip);
 718                                         break;
 719                                 default:
 720                                         modrm_ea += _regs[base_reg];
 721                                 }
 722                                 switch (index_reg) {
 723                                 case 4:
 724                                         break;
 725                                 default:
 726                                         modrm_ea += _regs[index_reg] << scale;
 727
 728                                 }
 729                                 break;
 730                         case 5:
 731                                 if (modrm_mod != 0)
 732                                         modrm_ea += _regs[modrm_rm];
 733                                 else if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 734                                         rip_relative = 1;
 735                                 break;
 736                         default:
 737                                 modrm_ea += _regs[modrm_rm];
 738                                 break;
 739                         }
 740                         switch (modrm_mod) {
 741                         case 0:
 742                                 if (modrm_rm == 5)
 743                                         modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, _eip);
 744                                 break;
 745                         case 1:
 746                                 modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, _eip);
 747                                 break;
 748                         case 2:
 749                                 modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, _eip);
 750                                 break;
 751                         }
 752                 }
 753                 if (!override_base)
 754                         override_base = &ctxt->ds_base;
 755                 if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 &&
 756                     override_base != &ctxt->fs_base &&
 757                     override_base != &ctxt->gs_base)
 758                         override_base = NULL;
 759
 760                 if (override_base)
 761                         modrm_ea += *override_base;
 762
 763                 if (rip_relative) {
 764                         modrm_ea += _eip;
 765                         switch (d & SrcMask) {
 766                         case SrcImmByte:
 767                                 modrm_ea += 1;
 768                                 break;
 769                         case SrcImm:
 770                                 if (d & ByteOp)
 771                                         modrm_ea += 1;
 772                                 else
 773                                         if (op_bytes == 8)
 774                                                 modrm_ea += 4;
 775                                         else
 776                                                 modrm_ea += op_bytes;
 777                         }
 778                 }
 779                 if (ad_bytes != 8)
 780                         modrm_ea = (u32)modrm_ea;
 781                 cr2 = modrm_ea;
 782         modrm_done:
 783                 ;
 784         }
 785
 786         /*
 787          * Decode and fetch the source operand: register, memory
 788          * or immediate.
 789          */
 790         switch (d & SrcMask) {
 791         case SrcNone:
 792                 break;
 793         case SrcReg:
 794                 src.type = OP_REG;
 795                 if (d & ByteOp) {
 796                         src.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs,
 797                                                   (rex_prefix == 0));
 798                         src.val = src.orig_val = *(u8 *) src.ptr;
 799                         src.bytes = 1;
 800                 } else {
 801                         src.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs, 0);
 802                         switch ((src.bytes = op_bytes)) {
 803                         case 2:
 804                                 src.val = src.orig_val = *(u16 *) src.ptr;
 805                                 break;
 806                         case 4:
 807                                 src.val = src.orig_val = *(u32 *) src.ptr;
 808                                 break;
 809                         case 8:
 810                                 src.val = src.orig_val = *(u64 *) src.ptr;
 811                                 break;
 812                         }
 813                 }
 814                 break;
 815         case SrcMem16:
 816                 src.bytes = 2;
 817                 goto srcmem_common;
 818         case SrcMem32:
 819                 src.bytes = 4;
 820                 goto srcmem_common;
 821         case SrcMem:
 822                 src.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
 823                 /* Don't fetch the address for invlpg: it could be unmapped. */
 824                 if (twobyte && b == 0x01 && modrm_reg == 7)
 825                         break;
 826               srcmem_common:
 827                 src.type = OP_MEM;
 828                 src.ptr = (unsigned long *)cr2;
 829                 src.val = 0;
 830                 if ((rc = ops->read_emulated((unsigned long)src.ptr,
 831                                              &src.val, src.bytes, ctxt->vcpu)) != 0)
 832                         goto done;
 833                 src.orig_val = src.val;
 834                 break;
 835         case SrcImm:
 836                 src.type = OP_IMM;
 837                 src.ptr = (unsigned long *)_eip;
 838                 src.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
 839                 if (src.bytes == 8)
 840                         src.bytes = 4;
 841                 /* NB. Immediates are sign-extended as necessary. */
 842                 switch (src.bytes) {
 843                 case 1:
 844                         src.val = insn_fetch(s8, 1, _eip);
 845                         break;
 846                 case 2:
 847                         src.val = insn_fetch(s16, 2, _eip);
 848                         break;
 849                 case 4:
 850                         src.val = insn_fetch(s32, 4, _eip);
 851                         break;
 852                 }
 853                 break;
 854         case SrcImmByte:
 855                 src.type = OP_IMM;
 856                 src.ptr = (unsigned long *)_eip;
 857                 src.bytes = 1;
 858                 src.val = insn_fetch(s8, 1, _eip);
 859                 break;
 860         }
 861
 862         /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
 863         switch (d & DstMask) {
 864         case ImplicitOps:
 865                 /* Special instructions do their own operand decoding. */
 866                 goto special_insn;
 867         case DstReg:
 868                 dst.type = OP_REG;
 869                 if ((d & ByteOp)
 870                     && !(twobyte && (b == 0xb6 || b == 0xb7))) {
 871                         dst.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs,
 872                                                   (rex_prefix == 0));
 873                         dst.val = *(u8 *) dst.ptr;
 874                         dst.bytes = 1;
 875                 } else {
 876                         dst.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs, 0);
 877                         switch ((dst.bytes = op_bytes)) {
 878                         case 2:
 879                                 dst.val = *(u16 *)dst.ptr;
 880                                 break;
 881                         case 4:
 882                                 dst.val = *(u32 *)dst.ptr;
 883                                 break;
 884                         case 8:
 885                                 dst.val = *(u64 *)dst.ptr;
 886                                 break;
 887                         }
 888                 }
 889                 break;
 890         case DstMem:
 891                 dst.type = OP_MEM;
 892                 dst.ptr = (unsigned long *)cr2;
 893                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
 894                 dst.val = 0;
 895                 if (d & BitOp) {
 896                         unsigned long mask = ~(dst.bytes * 8 - 1);
 897
 898                         dst.ptr = (void *)dst.ptr + (src.val & mask) / 8;
 899                 }
 900                 if (!(d & Mov) && /* optimisation - avoid slow emulated read */
 901                     ((rc = ops->read_emulated((unsigned long)dst.ptr,
 902                                               &dst.val, dst.bytes, ctxt->vcpu)) != 0))
 903                         goto done;
 904                 break;
 905         }
 906         dst.orig_val = dst.val;
 907
 908         if (twobyte)
 909                 goto twobyte_insn;
 910
 911         switch (b) {
 912         case 0x00 ... 0x05:
 913               add:              /* add */
 914                 emulate_2op_SrcV("add", src, dst, _eflags);
 915                 break;
 916         case 0x08 ... 0x0d:
 917               or:               /* or */
 918                 emulate_2op_SrcV("or", src, dst, _eflags);
 919                 break;
 920         case 0x10 ... 0x15:
 921               adc:              /* adc */
 922                 emulate_2op_SrcV("adc", src, dst, _eflags);
 923                 break;
 924         case 0x18 ... 0x1d:
 925               sbb:              /* sbb */
 926                 emulate_2op_SrcV("sbb", src, dst, _eflags);
 927                 break;
 928         case 0x20 ... 0x23:
 929               and:              /* and */
 930                 emulate_2op_SrcV("and", src, dst, _eflags);
 931                 break;
 932         case 0x24:              /* and al imm8 */
 933                 dst.type = OP_REG;
 934                 dst.ptr = &_regs[VCPU_REGS_RAX];
 935                 dst.val = *(u8 *)dst.ptr;
 936                 dst.bytes = 1;
 937                 dst.orig_val = dst.val;
 938                 goto and;
 939         case 0x25:              /* and ax imm16, or eax imm32 */
 940                 dst.type = OP_REG;
 941                 dst.bytes = op_bytes;
 942                 dst.ptr = &_regs[VCPU_REGS_RAX];
 943                 if (op_bytes == 2)
 944                         dst.val = *(u16 *)dst.ptr;
 945                 else
 946                         dst.val = *(u32 *)dst.ptr;
 947                 dst.orig_val = dst.val;
 948                 goto and;
 949         case 0x28 ... 0x2d:
 950               sub:              /* sub */
 951                 emulate_2op_SrcV("sub", src, dst, _eflags);
 952                 break;
 953         case 0x30 ... 0x35:
 954               xor:              /* xor */
 955                 emulate_2op_SrcV("xor", src, dst, _eflags);
 956                 break;
 957         case 0x38 ... 0x3d:
 958               cmp:              /* cmp */
 959                 emulate_2op_SrcV("cmp", src, dst, _eflags);
 960                 break;
 961         case 0x63:              /* movsxd */
 962                 if (mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
 963                         goto cannot_emulate;
 964                 dst.val = (s32) src.val;
 965                 break;
 966         case 0x6a: /* push imm8 */
 967                 src.val = 0L;
 968                 src.val = insn_fetch(s8, 1, _eip);
 969 push:
 970                 dst.type  = OP_MEM;
 971                 dst.bytes = op_bytes;
 972                 dst.val = src.val;
 973                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSP], -op_bytes);
 974                 dst.ptr = (void *) register_address(ctxt->ss_base,
 975                                                         _regs[VCPU_REGS_RSP]);
 976                 break;
 977         case 0x80 ... 0x83:     /* Grp1 */
 978                 switch (modrm_reg) {
 979                 case 0:
 980                         goto add;
 981                 case 1:
 982                         goto or;
 983                 case 2:
 984                         goto adc;
 985                 case 3:
 986                         goto sbb;
 987                 case 4:
 988                         goto and;
 989                 case 5:
 990                         goto sub;
 991                 case 6:
 992                         goto xor;
 993                 case 7:
 994                         goto cmp;
 995                 }
 996                 break;
 997         case 0x84 ... 0x85:
 998               test:             /* test */
 999                 emulate_2op_SrcV("test", src, dst, _eflags);
1000                 break;
1001         case 0x86 ... 0x87:     /* xchg */
1002                 /* Write back the register source. */
1003                 switch (dst.bytes) {
1004                 case 1:
1005                         *(u8 *) src.ptr = (u8) dst.val;
1006                         break;
1007                 case 2:
1008                         *(u16 *) src.ptr = (u16) dst.val;
1009                         break;
1010                 case 4:
1011                         *src.ptr = (u32) dst.val;
1012                         break;  /* 64b reg: zero-extend */
1013                 case 8:
1014                         *src.ptr = dst.val;
1015                         break;
1016                 }
1017                 /*
1018                  * Write back the memory destination with implicit LOCK
1019                  * prefix.
1020                  */
1021                 dst.val = src.val;
1022                 lock_prefix = 1;
1023                 break;
1024         case 0x88 ... 0x8b:     /* mov */
1025                 goto mov;
1026         case 0x8d: /* lea r16/r32, m */
1027                 dst.val = modrm_val;
1028                 break;
1029         case 0x8f:              /* pop (sole member of Grp1a) */
1030                 /* 64-bit mode: POP always pops a 64-bit operand. */
1031                 if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
1032                         dst.bytes = 8;
1033                 if ((rc = ops->read_std(register_address(ctxt->ss_base,
1034                                                          _regs[VCPU_REGS_RSP]),
1035                                         &dst.val, dst.bytes, ctxt->vcpu)) != 0)
1036                         goto done;
1037                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSP], dst.bytes);
1038                 break;
1039         case 0xa0 ... 0xa1:     /* mov */
1040                 dst.ptr = (unsigned long *)&_regs[VCPU_REGS_RAX];
1041                 dst.val = src.val;
1042                 _eip += ad_bytes;       /* skip src displacement */
1043                 break;
1044         case 0xa2 ... 0xa3:     /* mov */
1045                 dst.val = (unsigned long)_regs[VCPU_REGS_RAX];
1046                 _eip += ad_bytes;       /* skip dst displacement */
1047                 break;
1048         case 0xc0 ... 0xc1:
1049               grp2:             /* Grp2 */
1050                 switch (modrm_reg) {
1051                 case 0: /* rol */
1052                         emulate_2op_SrcB("rol", src, dst, _eflags);
1053                         break;
1054                 case 1: /* ror */
1055                         emulate_2op_SrcB("ror", src, dst, _eflags);
1056                         break;
1057                 case 2: /* rcl */
1058                         emulate_2op_SrcB("rcl", src, dst, _eflags);
1059                         break;
1060                 case 3: /* rcr */
1061                         emulate_2op_SrcB("rcr", src, dst, _eflags);
1062                         break;
1063                 case 4: /* sal/shl */
1064                 case 6: /* sal/shl */
1065                         emulate_2op_SrcB("sal", src, dst, _eflags);
1066                         break;
1067                 case 5: /* shr */
1068                         emulate_2op_SrcB("shr", src, dst, _eflags);
1069                         break;
1070                 case 7: /* sar */
1071                         emulate_2op_SrcB("sar", src, dst, _eflags);
1072                         break;
1073                 }
1074                 break;
1075         case 0xc6 ... 0xc7:     /* mov (sole member of Grp11) */
1076         mov:
1077                 dst.val = src.val;
1078                 break;
1079         case 0xd0 ... 0xd1:     /* Grp2 */
1080                 src.val = 1;
1081                 goto grp2;
1082         case 0xd2 ... 0xd3:     /* Grp2 */
1083                 src.val = _regs[VCPU_REGS_RCX];
1084                 goto grp2;
1085         case 0xf6 ... 0xf7:     /* Grp3 */
1086                 switch (modrm_reg) {
1087                 case 0 ... 1:   /* test */
1088                         /*
1089                          * Special case in Grp3: test has an immediate
1090                          * source operand.
1091                          */
1092                         src.type = OP_IMM;
1093                         src.ptr = (unsigned long *)_eip;
1094                         src.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
1095                         if (src.bytes == 8)
1096                                 src.bytes = 4;
1097                         switch (src.bytes) {
1098                         case 1:
1099                                 src.val = insn_fetch(s8, 1, _eip);
1100                                 break;
1101                         case 2:
1102                                 src.val = insn_fetch(s16, 2, _eip);
1103                                 break;
1104                         case 4:
1105                                 src.val = insn_fetch(s32, 4, _eip);
1106                                 break;
1107                         }
1108                         goto test;
1109                 case 2: /* not */
1110                         dst.val = ~dst.val;
1111                         break;
1112                 case 3: /* neg */
1113                         emulate_1op("neg", dst, _eflags);
1114                         break;
1115                 default:
1116                         goto cannot_emulate;
1117                 }
1118                 break;
1119         case 0xfe ... 0xff:     /* Grp4/Grp5 */
1120                 switch (modrm_reg) {
1121                 case 0: /* inc */
1122                         emulate_1op("inc", dst, _eflags);
1123                         break;
1124                 case 1: /* dec */
1125                         emulate_1op("dec", dst, _eflags);
1126                         break;
1127                 case 4: /* jmp abs */
1128                         if (b == 0xff)
1129                                 _eip = dst.val;
1130                         else
1131                                 goto cannot_emulate;
1132                         break;
1133                 case 6: /* push */
1134                         /* 64-bit mode: PUSH always pushes a 64-bit operand. */
1135                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64) {
1136                                 dst.bytes = 8;
1137                                 if ((rc = ops->read_std((unsigned long)dst.ptr,
1138                                                         &dst.val, 8,
1139                                                         ctxt->vcpu)) != 0)
1140                                         goto done;
1141                         }
1142                         register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSP],
1143                                                    -dst.bytes);
1144                         if ((rc = ops->write_std(
1145                                      register_address(ctxt->ss_base,
1146                                                       _regs[VCPU_REGS_RSP]),
1147                                      &dst.val, dst.bytes, ctxt->vcpu)) != 0)
1148                                 goto done;
1149                         no_wb = 1;
1150                         break;
1151                 default:
1152                         goto cannot_emulate;
1153                 }
1154                 break;
1155         }
1156
1157 writeback:
1158         if (!no_wb) {
1159                 switch (dst.type) {
1160                 case OP_REG:
1161                         /* The 4-byte case *is* correct: in 64-bit mode we zero-extend. */
1162                         switch (dst.bytes) {
1163                         case 1:
1164                                 *(u8 *)dst.ptr = (u8)dst.val;
1165                                 break;
1166                         case 2:
1167                                 *(u16 *)dst.ptr = (u16)dst.val;
1168                                 break;
1169                         case 4:
1170                                 *dst.ptr = (u32)dst.val;
1171                                 break;  /* 64b: zero-ext */
1172                         case 8:
1173                                 *dst.ptr = dst.val;
1174                                 break;
1175                         }
1176                         break;
1177                 case OP_MEM:
1178                         if (lock_prefix)
1179                                 rc = ops->cmpxchg_emulated((unsigned long)dst.
1180                                                            ptr, &dst.orig_val,
1181                                                            &dst.val, dst.bytes,
1182                                                            ctxt->vcpu);
1183                         else
1184                                 rc = ops->write_emulated((unsigned long)dst.ptr,
1185                                                          &dst.val, dst.bytes,
1186                                                          ctxt->vcpu);
1187                         if (rc != 0)
1188                                 goto done;
1189                 default:
1190                         break;
1191                 }
1192         }
1193
1194         /* Commit shadow register state. */
1195         memcpy(ctxt->vcpu->regs, _regs, sizeof _regs);
1196         ctxt->eflags = _eflags;
1197         ctxt->vcpu->rip = _eip;
1198
1199 done:
1200         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
1201
1202 special_insn:
1203         if (twobyte)
1204                 goto twobyte_special_insn;
1205         switch(b) {
1206         case 0x50 ... 0x57:  /* push reg */
1207                 if (op_bytes == 2)
1208                         src.val = (u16) _regs[b & 0x7];
1209                 else
1210                         src.val = (u32) _regs[b & 0x7];
1211                 dst.type  = OP_MEM;
1212                 dst.bytes = op_bytes;
1213                 dst.val = src.val;
1214                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSP], -op_bytes);
1215                 dst.ptr = (void *) register_address(
1216                         ctxt->ss_base, _regs[VCPU_REGS_RSP]);
1217                 break;
1218         case 0x58 ... 0x5f: /* pop reg */
1219                 dst.ptr = (unsigned long *)&_regs[b & 0x7];
1220         pop_instruction:
1221                 if ((rc = ops->read_std(register_address(ctxt->ss_base,
1222                         _regs[VCPU_REGS_RSP]), dst.ptr, op_bytes, ctxt->vcpu))
1223                         != 0)
1224                         goto done;
1225
1226                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSP], op_bytes);
1227                 no_wb = 1; /* Disable writeback. */
1228                 break;
1229         case 0x6c:              /* insb */
1230         case 0x6d:              /* insw/insd */
1231                  if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu, NULL,
1232                                 1,                                      /* in */
1233                                 (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes,            /* size */
1234                                 rep_prefix ?
1235                                 address_mask(_regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1, /* count */
1236                                 (_eflags & EFLG_DF),                    /* down */
1237                                 register_address(ctxt->es_base,
1238                                                  _regs[VCPU_REGS_RDI]), /* address */
1239                                 rep_prefix,
1240                                 _regs[VCPU_REGS_RDX]                    /* port */
1241                                 ) == 0)
1242                         return -1;
1243                 return 0;
1244         case 0x6e:              /* outsb */
1245         case 0x6f:              /* outsw/outsd */
1246                 if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu, NULL,
1247                                 0,                                      /* in */
1248                                 (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes,            /* size */
1249                                 rep_prefix ?
1250                                 address_mask(_regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1, /* count */
1251                                 (_eflags & EFLG_DF),                    /* down */
1252                                 register_address(override_base ?
1253                                                  *override_base : ctxt->ds_base,
1254                                                  _regs[VCPU_REGS_RSI]), /* address */
1255                                 rep_prefix,
1256                                 _regs[VCPU_REGS_RDX]                    /* port */
1257                                 ) == 0)
1258                         return -1;
1259                 return 0;
1260         case 0x70 ... 0x7f: /* jcc (short) */ {
1261                 int rel = insn_fetch(s8, 1, _eip);
1262
1263                 if (test_cc(b, _eflags))
1264                 JMP_REL(rel);
1265                 break;
1266         }
1267         case 0x9c: /* pushf */
1268                 src.val =  (unsigned long) _eflags;
1269                 goto push;
1270         case 0x9d: /* popf */
1271                 dst.ptr = (unsigned long *) &_eflags;
1272                 goto pop_instruction;
1273         case 0xc3: /* ret */
1274                 dst.ptr = &_eip;
1275                 goto pop_instruction;
1276         case 0xf4:              /* hlt */
1277                 ctxt->vcpu->halt_request = 1;
1278                 goto done;
1279         }
1280         if (rep_prefix) {
1281                 if (_regs[VCPU_REGS_RCX] == 0) {
1282                         ctxt->vcpu->rip = _eip;
1283                         goto done;
1284                 }
1285                 _regs[VCPU_REGS_RCX]--;
1286                 _eip = ctxt->vcpu->rip;
1287         }
1288         switch (b) {
1289         case 0xa4 ... 0xa5:     /* movs */
1290                 dst.type = OP_MEM;
1291                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
1292                 dst.ptr = (unsigned long *)register_address(ctxt->es_base,
1293                                                         _regs[VCPU_REGS_RDI]);
1294                 if ((rc = ops->read_emulated(register_address(
1295                       override_base ? *override_base : ctxt->ds_base,
1296                       _regs[VCPU_REGS_RSI]), &dst.val, dst.bytes, ctxt->vcpu)) != 0)
1297                         goto done;
1298                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSI],
1299                              (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1300                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RDI],
1301                              (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1302                 break;
1303         case 0xa6 ... 0xa7:     /* cmps */
1304                 DPRINTF("Urk! I don't handle CMPS.\n");
1305                 goto cannot_emulate;
1306         case 0xaa ... 0xab:     /* stos */
1307                 dst.type = OP_MEM;
1308                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
1309                 dst.ptr = (unsigned long *)cr2;
1310                 dst.val = _regs[VCPU_REGS_RAX];
1311                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RDI],
1312                              (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1313                 break;
1314         case 0xac ... 0xad:     /* lods */
1315                 dst.type = OP_REG;
1316                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
1317                 dst.ptr = (unsigned long *)&_regs[VCPU_REGS_RAX];
1318                 if ((rc = ops->read_emulated(cr2, &dst.val, dst.bytes,
1319                                              ctxt->vcpu)) != 0)
1320                         goto done;
1321                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSI],
1322                            (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1323                 break;
1324         case 0xae ... 0xaf:     /* scas */
1325                 DPRINTF("Urk! I don't handle SCAS.\n");
1326                 goto cannot_emulate;
1327         case 0xe8: /* call (near) */ {
1328                 long int rel;
1329                 switch (op_bytes) {
1330                 case 2:
1331                         rel = insn_fetch(s16, 2, _eip);
1332                         break;
1333                 case 4:
1334                         rel = insn_fetch(s32, 4, _eip);
1335                         break;
1336                 case 8:
1337                         rel = insn_fetch(s64, 8, _eip);
1338                         break;
1339                 default:
1340                         DPRINTF("Call: Invalid op_bytes\n");
1341                         goto cannot_emulate;
1342                 }
1343                 src.val = (unsigned long) _eip;
1344                 JMP_REL(rel);
1345                 goto push;
1346         }
1347         case 0xe9: /* jmp rel */
1348         case 0xeb: /* jmp rel short */
1349                 JMP_REL(src.val);
1350                 no_wb = 1; /* Disable writeback. */
1351                 break;
1352
1353
1354         }
1355         goto writeback;
1356
1357 twobyte_insn:
1358         switch (b) {
1359         case 0x01: /* lgdt, lidt, lmsw */
1360                 /* Disable writeback. */
1361                 no_wb = 1;
1362                 switch (modrm_reg) {
1363                         u16 size;
1364                         unsigned long address;
1365
1366                 case 2: /* lgdt */
1367                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, src.ptr,
1368                                              &size, &address, op_bytes);
1369                         if (rc)
1370                                 goto done;
1371                         realmode_lgdt(ctxt->vcpu, size, address);
1372                         break;
1373                 case 3: /* lidt */
1374                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, src.ptr,
1375                                              &size, &address, op_bytes);
1376                         if (rc)
1377                                 goto done;
1378                         realmode_lidt(ctxt->vcpu, size, address);
1379                         break;
1380                 case 4: /* smsw */
1381                         if (modrm_mod != 3)
1382                                 goto cannot_emulate;
1383                         *(u16 *)&_regs[modrm_rm]
1384                                 = realmode_get_cr(ctxt->vcpu, 0);
1385                         break;
1386                 case 6: /* lmsw */
1387                         if (modrm_mod != 3)
1388                                 goto cannot_emulate;
1389                         realmode_lmsw(ctxt->vcpu, (u16)modrm_val, &_eflags);
1390                         break;
1391                 case 7: /* invlpg*/
1392                         emulate_invlpg(ctxt->vcpu, cr2);
1393                         break;
1394                 default:
1395                         goto cannot_emulate;
1396                 }
1397                 break;
1398         case 0x21: /* mov from dr to reg */
1399                 no_wb = 1;
1400                 if (modrm_mod != 3)
1401                         goto cannot_emulate;
1402                 rc = emulator_get_dr(ctxt, modrm_reg, &_regs[modrm_rm]);
1403                 break;
1404         case 0x23: /* mov from reg to dr */
1405                 no_wb = 1;
1406                 if (modrm_mod != 3)
1407                         goto cannot_emulate;
1408                 rc = emulator_set_dr(ctxt, modrm_reg, _regs[modrm_rm]);
1409                 break;
1410         case 0x40 ... 0x4f:     /* cmov */
1411                 dst.val = dst.orig_val = src.val;
1412                 no_wb = 1;
1413                 /*
1414                  * First, assume we're decoding an even cmov opcode
1415                  * (lsb == 0).
1416                  */
1417                 switch ((b & 15) >> 1) {
1418                 case 0: /* cmovo */
1419                         no_wb = (_eflags & EFLG_OF) ? 0 : 1;
1420                         break;
1421                 case 1: /* cmovb/cmovc/cmovnae */
1422                         no_wb = (_eflags & EFLG_CF) ? 0 : 1;
1423                         break;
1424                 case 2: /* cmovz/cmove */
1425                         no_wb = (_eflags & EFLG_ZF) ? 0 : 1;
1426                         break;
1427                 case 3: /* cmovbe/cmovna */
1428                         no_wb = (_eflags & (EFLG_CF | EFLG_ZF)) ? 0 : 1;
1429                         break;
1430                 case 4: /* cmovs */
1431                         no_wb = (_eflags & EFLG_SF) ? 0 : 1;
1432                         break;
1433                 case 5: /* cmovp/cmovpe */
1434                         no_wb = (_eflags & EFLG_PF) ? 0 : 1;
1435                         break;
1436                 case 7: /* cmovle/cmovng */
1437                         no_wb = (_eflags & EFLG_ZF) ? 0 : 1;
1438                         /* fall through */
1439                 case 6: /* cmovl/cmovnge */
1440                         no_wb &= (!(_eflags & EFLG_SF) !=
1441                               !(_eflags & EFLG_OF)) ? 0 : 1;
1442                         break;
1443                 }
1444                 /* Odd cmov opcodes (lsb == 1) have inverted sense. */
1445                 no_wb ^= b & 1;
1446                 break;
1447         case 0xa3:
1448               bt:               /* bt */
1449                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1450                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bt", src, dst, _eflags);
1451                 break;
1452         case 0xab:
1453               bts:              /* bts */
1454                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1455                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bts", src, dst, _eflags);
1456                 break;
1457         case 0xb0 ... 0xb1:     /* cmpxchg */
1458                 /*
1459                  * Save real source value, then compare EAX against
1460                  * destination.
1461                  */
1462                 src.orig_val = src.val;
1463                 src.val = _regs[VCPU_REGS_RAX];
1464                 emulate_2op_SrcV("cmp", src, dst, _eflags);
1465                 if (_eflags & EFLG_ZF) {
1466                         /* Success: write back to memory. */
1467                         dst.val = src.orig_val;
1468                 } else {
1469                         /* Failure: write the value we saw to EAX. */
1470                         dst.type = OP_REG;
1471                         dst.ptr = (unsigned long *)&_regs[VCPU_REGS_RAX];
1472                 }
1473                 break;
1474         case 0xb3:
1475               btr:              /* btr */
1476                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1477                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btr", src, dst, _eflags);
1478                 break;
1479         case 0xb6 ... 0xb7:     /* movzx */
1480                 dst.bytes = op_bytes;
1481                 dst.val = (d & ByteOp) ? (u8) src.val : (u16) src.val;
1482                 break;
1483         case 0xba:              /* Grp8 */
1484                 switch (modrm_reg & 3) {
1485                 case 0:
1486                         goto bt;
1487                 case 1:
1488                         goto bts;
1489                 case 2:
1490                         goto btr;
1491                 case 3:
1492                         goto btc;
1493                 }
1494                 break;
1495         case 0xbb:
1496               btc:              /* btc */
1497                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1498                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btc", src, dst, _eflags);
1499                 break;
1500         case 0xbe ... 0xbf:     /* movsx */
1501                 dst.bytes = op_bytes;
1502                 dst.val = (d & ByteOp) ? (s8) src.val : (s16) src.val;
1503                 break;
1504         }
1505         goto writeback;
1506
1507 twobyte_special_insn:
1508         /* Disable writeback. */
1509         no_wb = 1;
1510         switch (b) {
1511         case 0x06:
1512                 emulate_clts(ctxt->vcpu);
1513                 break;
1514         case 0x09:              /* wbinvd */
1515                 break;
1516         case 0x0d:              /* GrpP (prefetch) */
1517         case 0x18:              /* Grp16 (prefetch/nop) */
1518                 break;
1519         case 0x20: /* mov cr, reg */
1520                 if (modrm_mod != 3)
1521                         goto cannot_emulate;
1522                 _regs[modrm_rm] = realmode_get_cr(ctxt->vcpu, modrm_reg);
1523                 break;
1524         case 0x22: /* mov reg, cr */
1525                 if (modrm_mod != 3)
1526                         goto cannot_emulate;
1527                 realmode_set_cr(ctxt->vcpu, modrm_reg, modrm_val, &_eflags);
1528                 break;
1529         case 0x30:
1530                 /* wrmsr */
1531                 msr_data = (u32)_regs[VCPU_REGS_RAX]
1532                         | ((u64)_regs[VCPU_REGS_RDX] << 32);
1533                 rc = kvm_set_msr(ctxt->vcpu, _regs[VCPU_REGS_RCX], msr_data);
1534                 if (rc) {
1535                         kvm_x86_ops->inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1536                         _eip = ctxt->vcpu->rip;
1537                 }
1538                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
1539                 break;
1540         case 0x32:
1541                 /* rdmsr */
1542                 rc = kvm_get_msr(ctxt->vcpu, _regs[VCPU_REGS_RCX], &msr_data);
1543                 if (rc) {
1544                         kvm_x86_ops->inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1545                         _eip = ctxt->vcpu->rip;
1546                 } else {
1547                         _regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32)msr_data;
1548                         _regs[VCPU_REGS_RDX] = msr_data >> 32;
1549                 }
1550                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
1551                 break;
1552         case 0x80 ... 0x8f: /* jnz rel, etc*/ {
1553                 long int rel;
1554
1555                 switch (op_bytes) {
1556                 case 2:
1557                         rel = insn_fetch(s16, 2, _eip);
1558                         break;
1559                 case 4:
1560                         rel = insn_fetch(s32, 4, _eip);
1561                         break;
1562                 case 8:
1563                         rel = insn_fetch(s64, 8, _eip);
1564                         break;
1565                 default:
1566                         DPRINTF("jnz: Invalid op_bytes\n");
1567                         goto cannot_emulate;
1568                 }
1569                 if (test_cc(b, _eflags))
1570                         JMP_REL(rel);
1571                 break;
1572         }
1573         case 0xc7:              /* Grp9 (cmpxchg8b) */
1574                 {
1575                         u64 old, new;
1576                         if ((rc = ops->read_emulated(cr2, &old, 8, ctxt->vcpu))
1577                                                                         != 0)
1578                                 goto done;
1579                         if (((u32) (old >> 0) != (u32) _regs[VCPU_REGS_RAX]) ||
1580                             ((u32) (old >> 32) != (u32) _regs[VCPU_REGS_RDX])) {
1581                                 _regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32) (old >> 0);
1582                                 _regs[VCPU_REGS_RDX] = (u32) (old >> 32);
1583                                 _eflags &= ~EFLG_ZF;
1584                         } else {
1585                                 new = ((u64)_regs[VCPU_REGS_RCX] << 32)
1586                                         | (u32) _regs[VCPU_REGS_RBX];
1587                                 if ((rc = ops->cmpxchg_emulated(cr2, &old,
1588                                                           &new, 8, ctxt->vcpu)) != 0)
1589                                         goto done;
1590                                 _eflags |= EFLG_ZF;
1591                         }
1592                         break;
1593                 }
1594         }
1595         goto writeback;
1596
1597 cannot_emulate:
1598         DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", b);
1599         return -1;
1600 }
1601
1602 #ifdef __XEN__
1603
1604 #include <asm/mm.h>
1605 #include <asm/uaccess.h>
1606
1607 int
1608 x86_emulate_read_std(unsigned long addr,
1609                      unsigned long *val,
1610                      unsigned int bytes, struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1611 {
1612         unsigned int rc;
1613
1614         *val = 0;
1615
1616         if ((rc = copy_from_user((void *)val, (void *)addr, bytes)) != 0) {
1617                 propagate_page_fault(addr + bytes - rc, 0);     /* read fault */
1618                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1619         }
1620
1621         return X86EMUL_CONTINUE;
1622 }
1623
1624 int
1625 x86_emulate_write_std(unsigned long addr,
1626                       unsigned long val,
1627                       unsigned int bytes, struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1628 {
1629         unsigned int rc;
1630
1631         if ((rc = copy_to_user((void *)addr, (void *)&val, bytes)) != 0) {
1632                 propagate_page_fault(addr + bytes - rc, PGERR_write_access);
1633                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1634         }
1635
1636         return X86EMUL_CONTINUE;
1637 }
1638
1639 #endif