SAFE public projects git trees. - safe/jmp/linux-2.6/blob - arch/x86/kvm/emulate.c

   1 /******************************************************************************
   2  * 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 <linux/kvm_host.h>
  29 #include "kvm_cache_regs.h"
  30 #define DPRINTF(x...) do {} while (0)
  31 #endif
  32 #include <linux/module.h>
  33 #include <asm/kvm_emulate.h>
  34
  35 #include "x86.h"
  36
  37 /*
  38  * Opcode effective-address decode tables.
  39  * Note that we only emulate instructions that have at least one memory
  40  * operand (excluding implicit stack references). We assume that stack
  41  * references and instruction fetches will never occur in special memory
  42  * areas that require emulation. So, for example, 'mov <imm>,<reg>' need
  43  * not be handled.
  44  */
  45
  46 /* Operand sizes: 8-bit operands or specified/overridden size. */
  47 #define ByteOp      (1<<0)      /* 8-bit operands. */
  48 /* Destination operand type. */
  49 #define ImplicitOps (1<<1)      /* Implicit in opcode. No generic decode. */
  50 #define DstReg      (2<<1)      /* Register operand. */
  51 #define DstMem      (3<<1)      /* Memory operand. */
  52 #define DstAcc      (4<<1)      /* Destination Accumulator */
  53 #define DstMask     (7<<1)
  54 /* Source operand type. */
  55 #define SrcNone     (0<<4)      /* No source operand. */
  56 #define SrcImplicit (0<<4)      /* Source operand is implicit in the opcode. */
  57 #define SrcReg      (1<<4)      /* Register operand. */
  58 #define SrcMem      (2<<4)      /* Memory operand. */
  59 #define SrcMem16    (3<<4)      /* Memory operand (16-bit). */
  60 #define SrcMem32    (4<<4)      /* Memory operand (32-bit). */
  61 #define SrcImm      (5<<4)      /* Immediate operand. */
  62 #define SrcImmByte  (6<<4)      /* 8-bit sign-extended immediate operand. */
  63 #define SrcOne      (7<<4)      /* Implied '1' */
  64 #define SrcImmUByte (8<<4)      /* 8-bit unsigned immediate operand. */
  65 #define SrcImmU     (9<<4)      /* Immediate operand, unsigned */
  66 #define SrcMask     (0xf<<4)
  67 /* Generic ModRM decode. */
  68 #define ModRM       (1<<8)
  69 /* Destination is only written; never read. */
  70 #define Mov         (1<<9)
  71 #define BitOp       (1<<10)
  72 #define MemAbs      (1<<11)      /* Memory operand is absolute displacement */
  73 #define String      (1<<12)     /* String instruction (rep capable) */
  74 #define Stack       (1<<13)     /* Stack instruction (push/pop) */
  75 #define Group       (1<<14)     /* Bits 3:5 of modrm byte extend opcode */
  76 #define GroupDual   (1<<15)     /* Alternate decoding of mod == 3 */
  77 #define GroupMask   0xff        /* Group number stored in bits 0:7 */
  78 /* Misc flags */
  79 #define Lock        (1<<26) /* lock prefix is allowed for the instruction */
  80 #define Priv        (1<<27) /* instruction generates #GP if current CPL != 0 */
  81 #define No64        (1<<28)
  82 /* Source 2 operand type */
  83 #define Src2None    (0<<29)
  84 #define Src2CL      (1<<29)
  85 #define Src2ImmByte (2<<29)
  86 #define Src2One     (3<<29)
  87 #define Src2Imm16   (4<<29)
  88 #define Src2Mem16   (5<<29) /* Used for Ep encoding. First argument has to be
  89                                in memory and second argument is located
  90                                immediately after the first one in memory. */
  91 #define Src2Mask    (7<<29)
  92
  93 enum {
  94         Group1_80, Group1_81, Group1_82, Group1_83,
  95         Group1A, Group3_Byte, Group3, Group4, Group5, Group7,
  96         Group8, Group9,
  97 };
  98
  99 static u32 opcode_table[256] = {
 100         /* 0x00 - 0x07 */
 101         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 102         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 103         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 104         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 105         /* 0x08 - 0x0F */
 106         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 107         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 108         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 109         ImplicitOps | Stack | No64, 0,
 110         /* 0x10 - 0x17 */
 111         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 112         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 113         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 114         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 115         /* 0x18 - 0x1F */
 116         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 117         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 118         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 119         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 120         /* 0x20 - 0x27 */
 121         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 122         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 123         DstAcc | SrcImmByte, DstAcc | SrcImm, 0, 0,
 124         /* 0x28 - 0x2F */
 125         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 126         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 127         0, 0, 0, 0,
 128         /* 0x30 - 0x37 */
 129         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 130         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 131         0, 0, 0, 0,
 132         /* 0x38 - 0x3F */
 133         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 134         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 135         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 136         0, 0,
 137         /* 0x40 - 0x47 */
 138         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
 139         /* 0x48 - 0x4F */
 140         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
 141         /* 0x50 - 0x57 */
 142         SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack,
 143         SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack,
 144         /* 0x58 - 0x5F */
 145         DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack,
 146         DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack,
 147         /* 0x60 - 0x67 */
 148         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 149         0, DstReg | SrcMem32 | ModRM | Mov /* movsxd (x86/64) */ ,
 150         0, 0, 0, 0,
 151         /* 0x68 - 0x6F */
 152         SrcImm | Mov | Stack, 0, SrcImmByte | Mov | Stack, 0,
 153         SrcNone  | ByteOp  | ImplicitOps, SrcNone  | ImplicitOps, /* insb, insw/insd */
 154         SrcNone  | ByteOp  | ImplicitOps, SrcNone  | ImplicitOps, /* outsb, outsw/outsd */
 155         /* 0x70 - 0x77 */
 156         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 157         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 158         /* 0x78 - 0x7F */
 159         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 160         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 161         /* 0x80 - 0x87 */
 162         Group | Group1_80, Group | Group1_81,
 163         Group | Group1_82, Group | Group1_83,
 164         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 165         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 166         /* 0x88 - 0x8F */
 167         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov,
 168         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 169         DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, ModRM | DstReg,
 170         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, Group | Group1A,
 171         /* 0x90 - 0x97 */
 172         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
 173         /* 0x98 - 0x9F */
 174         0, 0, SrcImm | Src2Imm16 | No64, 0,
 175         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack, 0, 0,
 176         /* 0xA0 - 0xA7 */
 177         ByteOp | DstReg | SrcMem | Mov | MemAbs, DstReg | SrcMem | Mov | MemAbs,
 178         ByteOp | DstMem | SrcReg | Mov | MemAbs, DstMem | SrcReg | Mov | MemAbs,
 179         ByteOp | ImplicitOps | Mov | String, ImplicitOps | Mov | String,
 180         ByteOp | ImplicitOps | String, ImplicitOps | String,
 181         /* 0xA8 - 0xAF */
 182         0, 0, ByteOp | ImplicitOps | Mov | String, ImplicitOps | Mov | String,
 183         ByteOp | ImplicitOps | Mov | String, ImplicitOps | Mov | String,
 184         ByteOp | ImplicitOps | String, ImplicitOps | String,
 185         /* 0xB0 - 0xB7 */
 186         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 187         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 188         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 189         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 190         /* 0xB8 - 0xBF */
 191         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 192         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 193         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 194         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 195         /* 0xC0 - 0xC7 */
 196         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 197         0, ImplicitOps | Stack, 0, 0,
 198         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Mov, DstMem | SrcImm | ModRM | Mov,
 199         /* 0xC8 - 0xCF */
 200         0, 0, 0, ImplicitOps | Stack,
 201         ImplicitOps, SrcImmByte, ImplicitOps | No64, ImplicitOps,
 202         /* 0xD0 - 0xD7 */
 203         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
 204         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
 205         0, 0, 0, 0,
 206         /* 0xD8 - 0xDF */
 207         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 208         /* 0xE0 - 0xE7 */
 209         0, 0, 0, 0,
 210         ByteOp | SrcImmUByte, SrcImmUByte,
 211         ByteOp | SrcImmUByte, SrcImmUByte,
 212         /* 0xE8 - 0xEF */
 213         SrcImm | Stack, SrcImm | ImplicitOps,
 214         SrcImmU | Src2Imm16 | No64, SrcImmByte | ImplicitOps,
 215         SrcNone | ByteOp | ImplicitOps, SrcNone | ImplicitOps,
 216         SrcNone | ByteOp | ImplicitOps, SrcNone | ImplicitOps,
 217         /* 0xF0 - 0xF7 */
 218         0, 0, 0, 0,
 219         ImplicitOps | Priv, ImplicitOps, Group | Group3_Byte, Group | Group3,
 220         /* 0xF8 - 0xFF */
 221         ImplicitOps, 0, ImplicitOps, ImplicitOps,
 222         ImplicitOps, ImplicitOps, Group | Group4, Group | Group5,
 223 };
 224
 225 static u32 twobyte_table[256] = {
 226         /* 0x00 - 0x0F */
 227         0, Group | GroupDual | Group7, 0, 0,
 228         0, ImplicitOps, ImplicitOps | Priv, 0,
 229         ImplicitOps | Priv, ImplicitOps | Priv, 0, 0,
 230         0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0,
 231         /* 0x10 - 0x1F */
 232         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 233         /* 0x20 - 0x2F */
 234         ModRM | ImplicitOps | Priv, ModRM | Priv,
 235         ModRM | ImplicitOps | Priv, ModRM | Priv,
 236         0, 0, 0, 0,
 237         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 238         /* 0x30 - 0x3F */
 239         ImplicitOps | Priv, 0, ImplicitOps | Priv, 0,
 240         ImplicitOps, ImplicitOps | Priv, 0, 0,
 241         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 242         /* 0x40 - 0x47 */
 243         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 244         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 245         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 246         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 247         /* 0x48 - 0x4F */
 248         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 249         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 250         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 251         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 252         /* 0x50 - 0x5F */
 253         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 254         /* 0x60 - 0x6F */
 255         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 256         /* 0x70 - 0x7F */
 257         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 258         /* 0x80 - 0x8F */
 259         SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm,
 260         SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm,
 261         /* 0x90 - 0x9F */
 262         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 263         /* 0xA0 - 0xA7 */
 264         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack,
 265         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
 266         DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM,
 267         DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM, 0, 0,
 268         /* 0xA8 - 0xAF */
 269         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack,
 270         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock,
 271         DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM,
 272         DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM,
 273         ModRM, 0,
 274         /* 0xB0 - 0xB7 */
 275         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 276         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock,
 277         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 278             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
 279         /* 0xB8 - 0xBF */
 280         0, 0,
 281         Group | Group8, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock,
 282         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 283             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
 284         /* 0xC0 - 0xCF */
 285         0, 0, 0, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov,
 286         0, 0, 0, Group | GroupDual | Group9,
 287         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 288         /* 0xD0 - 0xDF */
 289         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 290         /* 0xE0 - 0xEF */
 291         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 292         /* 0xF0 - 0xFF */
 293         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
 294 };
 295
 296 static u32 group_table[] = {
 297         [Group1_80*8] =
 298         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 299         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 300         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 301         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 302         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 303         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 304         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 305         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 306         [Group1_81*8] =
 307         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 308         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 309         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 310         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 311         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 312         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 313         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 314         DstMem | SrcImm | ModRM,
 315         [Group1_82*8] =
 316         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 317         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 318         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 319         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 320         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 321         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 322         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 323         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64,
 324         [Group1_83*8] =
 325         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 326         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 327         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 328         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 329         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 330         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 331         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 332         DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 333         [Group1A*8] =
 334         DstMem | SrcNone | ModRM | Mov | Stack, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 335         [Group3_Byte*8] =
 336         ByteOp | SrcImm | DstMem | ModRM, 0,
 337         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM,
 338         0, 0, 0, 0,
 339         [Group3*8] =
 340         DstMem | SrcImm | ModRM, 0,
 341         DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
 342         0, 0, 0, 0,
 343         [Group4*8] =
 344         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM,
 345         0, 0, 0, 0, 0, 0,
 346         [Group5*8] =
 347         DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
 348         SrcMem | ModRM | Stack, 0,
 349         SrcMem | ModRM | Stack, SrcMem | ModRM | Src2Mem16 | ImplicitOps,
 350         SrcMem | ModRM | Stack, 0,
 351         [Group7*8] =
 352         0, 0, ModRM | SrcMem | Priv, ModRM | SrcMem | Priv,
 353         SrcNone | ModRM | DstMem | Mov, 0,
 354         SrcMem16 | ModRM | Mov | Priv, SrcMem | ModRM | ByteOp | Priv,
 355         [Group8*8] =
 356         0, 0, 0, 0,
 357         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 358         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock, DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 359         [Group9*8] =
 360         0, ImplicitOps | ModRM | Lock, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 361 };
 362
 363 static u32 group2_table[] = {
 364         [Group7*8] =
 365         SrcNone | ModRM | Priv, 0, 0, SrcNone | ModRM | Priv,
 366         SrcNone | ModRM | DstMem | Mov, 0,
 367         SrcMem16 | ModRM | Mov | Priv, 0,
 368         [Group9*8] =
 369         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 370 };
 371
 372 /* EFLAGS bit definitions. */
 373 #define EFLG_ID (1<<21)
 374 #define EFLG_VIP (1<<20)
 375 #define EFLG_VIF (1<<19)
 376 #define EFLG_AC (1<<18)
 377 #define EFLG_VM (1<<17)
 378 #define EFLG_RF (1<<16)
 379 #define EFLG_IOPL (3<<12)
 380 #define EFLG_NT (1<<14)
 381 #define EFLG_OF (1<<11)
 382 #define EFLG_DF (1<<10)
 383 #define EFLG_IF (1<<9)
 384 #define EFLG_TF (1<<8)
 385 #define EFLG_SF (1<<7)
 386 #define EFLG_ZF (1<<6)
 387 #define EFLG_AF (1<<4)
 388 #define EFLG_PF (1<<2)
 389 #define EFLG_CF (1<<0)
 390
 391 /*
 392  * Instruction emulation:
 393  * Most instructions are emulated directly via a fragment of inline assembly
 394  * code. This allows us to save/restore EFLAGS and thus very easily pick up
 395  * any modified flags.
 396  */
 397
 398 #if defined(CONFIG_X86_64)
 399 #define _LO32 "k"               /* force 32-bit operand */
 400 #define _STK  "%%rsp"           /* stack pointer */
 401 #elif defined(__i386__)
 402 #define _LO32 ""                /* force 32-bit operand */
 403 #define _STK  "%%esp"           /* stack pointer */
 404 #endif
 405
 406 /*
 407  * These EFLAGS bits are restored from saved value during emulation, and
 408  * any changes are written back to the saved value after emulation.
 409  */
 410 #define EFLAGS_MASK (EFLG_OF|EFLG_SF|EFLG_ZF|EFLG_AF|EFLG_PF|EFLG_CF)
 411
 412 /* Before executing instruction: restore necessary bits in EFLAGS. */
 413 #define _PRE_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp)                                   \
 414         /* EFLAGS = (_sav & _msk) | (EFLAGS & ~_msk); _sav &= ~_msk; */ \
 415         "movl %"_sav",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
 416         "push %"_tmp"; "                                                \
 417         "push %"_tmp"; "                                                \
 418         "movl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
 419         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 420         "pushf; "                                                       \
 421         "notl %"_LO32 _tmp"; "                                          \
 422         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 423         "andl %"_LO32 _tmp","__stringify(BITS_PER_LONG/4)"("_STK"); "   \
 424         "pop  %"_tmp"; "                                                \
 425         "orl  %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 426         "popf; "                                                        \
 427         "pop  %"_sav"; "
 428
 429 /* After executing instruction: write-back necessary bits in EFLAGS. */
 430 #define _POST_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp) \
 431         /* _sav |= EFLAGS & _msk; */            \
 432         "pushf; "                               \
 433         "pop  %"_tmp"; "                        \
 434         "andl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "          \
 435         "orl  %"_LO32 _tmp",%"_sav"; "
 436
 437 #ifdef CONFIG_X86_64
 438 #define ON64(x) x
 439 #else
 440 #define ON64(x)
 441 #endif
 442
 443 #define ____emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags, _x, _y, _suffix)      \
 444         do {                                                            \
 445                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 446                         _PRE_EFLAGS("0", "4", "2")                      \
 447                         _op _suffix " %"_x"3,%1; "                      \
 448                         _POST_EFLAGS("0", "4", "2")                     \
 449                         : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),            \
 450                           "=&r" (_tmp)                                  \
 451                         : _y ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK));          \
 452         } while (0)
 453
 454
 455 /* Raw emulation: instruction has two explicit operands. */
 456 #define __emulate_2op_nobyte(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 457         do {                                                            \
 458                 unsigned long _tmp;                                     \
 459                                                                         \
 460                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
 461                 case 2:                                                 \
 462                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,"w"); \
 463                         break;                                          \
 464                 case 4:                                                 \
 465                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_lx,_ly,"l"); \
 466                         break;                                          \
 467                 case 8:                                                 \
 468                         ON64(____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_qx,_qy,"q")); \
 469                         break;                                          \
 470                 }                                                       \
 471         } while (0)
 472
 473 #define __emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 474         do {                                                                 \
 475                 unsigned long _tmp;                                          \
 476                 switch ((_dst).bytes) {                                      \
 477                 case 1:                                                      \
 478                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,"b");  \
 479                         break;                                               \
 480                 default:                                                     \
 481                         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,       \
 482                                              _wx, _wy, _lx, _ly, _qx, _qy);  \
 483                         break;                                               \
 484                 }                                                            \
 485         } while (0)
 486
 487 /* Source operand is byte-sized and may be restricted to just %cl. */
 488 #define emulate_2op_SrcB(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 489         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 490                       "b", "c", "b", "c", "b", "c", "b", "c")
 491
 492 /* Source operand is byte, word, long or quad sized. */
 493 #define emulate_2op_SrcV(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 494         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 495                       "b", "q", "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 496
 497 /* Source operand is word, long or quad sized. */
 498 #define emulate_2op_SrcV_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags)               \
 499         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,                  \
 500                              "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 501
 502 /* Instruction has three operands and one operand is stored in ECX register */
 503 #define __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags, _suffix, _type)         \
 504         do {                                                                    \
 505                 unsigned long _tmp;                                             \
 506                 _type _clv  = (_cl).val;                                        \
 507                 _type _srcv = (_src).val;                                       \
 508                 _type _dstv = (_dst).val;                                       \
 509                                                                                 \
 510                 __asm__ __volatile__ (                                          \
 511                         _PRE_EFLAGS("0", "5", "2")                              \
 512                         _op _suffix " %4,%1 \n"                                 \
 513                         _POST_EFLAGS("0", "5", "2")                             \
 514                         : "=m" (_eflags), "+r" (_dstv), "=&r" (_tmp)            \
 515                         : "c" (_clv) , "r" (_srcv), "i" (EFLAGS_MASK)           \
 516                         );                                                      \
 517                                                                                 \
 518                 (_cl).val  = (unsigned long) _clv;                              \
 519                 (_src).val = (unsigned long) _srcv;                             \
 520                 (_dst).val = (unsigned long) _dstv;                             \
 521         } while (0)
 522
 523 #define emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags)                           \
 524         do {                                                                    \
 525                 switch ((_dst).bytes) {                                         \
 526                 case 2:                                                         \
 527                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
 528                                                 "w", unsigned short);           \
 529                         break;                                                  \
 530                 case 4:                                                         \
 531                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
 532                                                 "l", unsigned int);             \
 533                         break;                                                  \
 534                 case 8:                                                         \
 535                         ON64(__emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,    \
 536                                                 "q", unsigned long));           \
 537                         break;                                                  \
 538                 }                                                               \
 539         } while (0)
 540
 541 #define __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, _suffix)                      \
 542         do {                                                            \
 543                 unsigned long _tmp;                                     \
 544                                                                         \
 545                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 546                         _PRE_EFLAGS("0", "3", "2")                      \
 547                         _op _suffix " %1; "                             \
 548                         _POST_EFLAGS("0", "3", "2")                     \
 549                         : "=m" (_eflags), "+m" ((_dst).val),            \
 550                           "=&r" (_tmp)                                  \
 551                         : "i" (EFLAGS_MASK));                           \
 552         } while (0)
 553
 554 /* Instruction has only one explicit operand (no source operand). */
 555 #define emulate_1op(_op, _dst, _eflags)                                    \
 556         do {                                                            \
 557                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
 558                 case 1: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "b"); break;  \
 559                 case 2: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "w"); break;  \
 560                 case 4: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "l"); break;  \
 561                 case 8: ON64(__emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "q")); break; \
 562                 }                                                       \
 563         } while (0)
 564
 565 /* Fetch next part of the instruction being emulated. */
 566 #define insn_fetch(_type, _size, _eip)                                  \
 567 ({      unsigned long _x;                                               \
 568         rc = do_insn_fetch(ctxt, ops, (_eip), &_x, (_size));            \
 569         if (rc != 0)                                                    \
 570                 goto done;                                              \
 571         (_eip) += (_size);                                              \
 572         (_type)_x;                                                      \
 573 })
 574
 575 static inline unsigned long ad_mask(struct decode_cache *c)
 576 {
 577         return (1UL << (c->ad_bytes << 3)) - 1;
 578 }
 579
 580 /* Access/update address held in a register, based on addressing mode. */
 581 static inline unsigned long
 582 address_mask(struct decode_cache *c, unsigned long reg)
 583 {
 584         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 585                 return reg;
 586         else
 587                 return reg & ad_mask(c);
 588 }
 589
 590 static inline unsigned long
 591 register_address(struct decode_cache *c, unsigned long base, unsigned long reg)
 592 {
 593         return base + address_mask(c, reg);
 594 }
 595
 596 static inline void
 597 register_address_increment(struct decode_cache *c, unsigned long *reg, int inc)
 598 {
 599         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 600                 *reg += inc;
 601         else
 602                 *reg = (*reg & ~ad_mask(c)) | ((*reg + inc) & ad_mask(c));
 603 }
 604
 605 static inline void jmp_rel(struct decode_cache *c, int rel)
 606 {
 607         register_address_increment(c, &c->eip, rel);
 608 }
 609
 610 static void set_seg_override(struct decode_cache *c, int seg)
 611 {
 612         c->has_seg_override = true;
 613         c->seg_override = seg;
 614 }
 615
 616 static unsigned long seg_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
 617 {
 618         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && seg < VCPU_SREG_FS)
 619                 return 0;
 620
 621         return kvm_x86_ops->get_segment_base(ctxt->vcpu, seg);
 622 }
 623
 624 static unsigned long seg_override_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 625                                        struct decode_cache *c)
 626 {
 627         if (!c->has_seg_override)
 628                 return 0;
 629
 630         return seg_base(ctxt, c->seg_override);
 631 }
 632
 633 static unsigned long es_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 634 {
 635         return seg_base(ctxt, VCPU_SREG_ES);
 636 }
 637
 638 static unsigned long ss_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 639 {
 640         return seg_base(ctxt, VCPU_SREG_SS);
 641 }
 642
 643 static int do_fetch_insn_byte(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 644                               struct x86_emulate_ops *ops,
 645                               unsigned long linear, u8 *dest)
 646 {
 647         struct fetch_cache *fc = &ctxt->decode.fetch;
 648         int rc;
 649         int size;
 650
 651         if (linear < fc->start || linear >= fc->end) {
 652                 size = min(15UL, PAGE_SIZE - offset_in_page(linear));
 653                 rc = ops->fetch(linear, fc->data, size, ctxt->vcpu, NULL);
 654                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 655                         return rc;
 656                 fc->start = linear;
 657                 fc->end = linear + size;
 658         }
 659         *dest = fc->data[linear - fc->start];
 660         return X86EMUL_CONTINUE;
 661 }
 662
 663 static int do_insn_fetch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 664                          struct x86_emulate_ops *ops,
 665                          unsigned long eip, void *dest, unsigned size)
 666 {
 667         int rc;
 668
 669         /* x86 instructions are limited to 15 bytes. */
 670         if (eip + size - ctxt->decode.eip_orig > 15)
 671                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
 672         eip += ctxt->cs_base;
 673         while (size--) {
 674                 rc = do_fetch_insn_byte(ctxt, ops, eip++, dest++);
 675                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 676                         return rc;
 677         }
 678         return X86EMUL_CONTINUE;
 679 }
 680
 681 /*
 682  * Given the 'reg' portion of a ModRM byte, and a register block, return a
 683  * pointer into the block that addresses the relevant register.
 684  * @highbyte_regs specifies whether to decode AH,CH,DH,BH.
 685  */
 686 static void *decode_register(u8 modrm_reg, unsigned long *regs,
 687                              int highbyte_regs)
 688 {
 689         void *p;
 690
 691         p = &regs[modrm_reg];
 692         if (highbyte_regs && modrm_reg >= 4 && modrm_reg < 8)
 693                 p = (unsigned char *)&regs[modrm_reg & 3] + 1;
 694         return p;
 695 }
 696
 697 static int read_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 698                            struct x86_emulate_ops *ops,
 699                            void *ptr,
 700                            u16 *size, unsigned long *address, int op_bytes)
 701 {
 702         int rc;
 703
 704         if (op_bytes == 2)
 705                 op_bytes = 3;
 706         *address = 0;
 707         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr, (unsigned long *)size, 2,
 708                            ctxt->vcpu, NULL);
 709         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 710                 return rc;
 711         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr + 2, address, op_bytes,
 712                            ctxt->vcpu, NULL);
 713         return rc;
 714 }
 715
 716 static int test_cc(unsigned int condition, unsigned int flags)
 717 {
 718         int rc = 0;
 719
 720         switch ((condition & 15) >> 1) {
 721         case 0: /* o */
 722                 rc |= (flags & EFLG_OF);
 723                 break;
 724         case 1: /* b/c/nae */
 725                 rc |= (flags & EFLG_CF);
 726                 break;
 727         case 2: /* z/e */
 728                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 729                 break;
 730         case 3: /* be/na */
 731                 rc |= (flags & (EFLG_CF|EFLG_ZF));
 732                 break;
 733         case 4: /* s */
 734                 rc |= (flags & EFLG_SF);
 735                 break;
 736         case 5: /* p/pe */
 737                 rc |= (flags & EFLG_PF);
 738                 break;
 739         case 7: /* le/ng */
 740                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 741                 /* fall through */
 742         case 6: /* l/nge */
 743                 rc |= (!(flags & EFLG_SF) != !(flags & EFLG_OF));
 744                 break;
 745         }
 746
 747         /* Odd condition identifiers (lsb == 1) have inverted sense. */
 748         return (!!rc ^ (condition & 1));
 749 }
 750
 751 static void decode_register_operand(struct operand *op,
 752                                     struct decode_cache *c,
 753                                     int inhibit_bytereg)
 754 {
 755         unsigned reg = c->modrm_reg;
 756         int highbyte_regs = c->rex_prefix == 0;
 757
 758         if (!(c->d & ModRM))
 759                 reg = (c->b & 7) | ((c->rex_prefix & 1) << 3);
 760         op->type = OP_REG;
 761         if ((c->d & ByteOp) && !inhibit_bytereg) {
 762                 op->ptr = decode_register(reg, c->regs, highbyte_regs);
 763                 op->val = *(u8 *)op->ptr;
 764                 op->bytes = 1;
 765         } else {
 766                 op->ptr = decode_register(reg, c->regs, 0);
 767                 op->bytes = c->op_bytes;
 768                 switch (op->bytes) {
 769                 case 2:
 770                         op->val = *(u16 *)op->ptr;
 771                         break;
 772                 case 4:
 773                         op->val = *(u32 *)op->ptr;
 774                         break;
 775                 case 8:
 776                         op->val = *(u64 *) op->ptr;
 777                         break;
 778                 }
 779         }
 780         op->orig_val = op->val;
 781 }
 782
 783 static int decode_modrm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 784                         struct x86_emulate_ops *ops)
 785 {
 786         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 787         u8 sib;
 788         int index_reg = 0, base_reg = 0, scale;
 789         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
 790
 791         if (c->rex_prefix) {
 792                 c->modrm_reg = (c->rex_prefix & 4) << 1;        /* REX.R */
 793                 index_reg = (c->rex_prefix & 2) << 2; /* REX.X */
 794                 c->modrm_rm = base_reg = (c->rex_prefix & 1) << 3; /* REG.B */
 795         }
 796
 797         c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 798         c->modrm_mod |= (c->modrm & 0xc0) >> 6;
 799         c->modrm_reg |= (c->modrm & 0x38) >> 3;
 800         c->modrm_rm |= (c->modrm & 0x07);
 801         c->modrm_ea = 0;
 802         c->use_modrm_ea = 1;
 803
 804         if (c->modrm_mod == 3) {
 805                 c->modrm_ptr = decode_register(c->modrm_rm,
 806                                                c->regs, c->d & ByteOp);
 807                 c->modrm_val = *(unsigned long *)c->modrm_ptr;
 808                 return rc;
 809         }
 810
 811         if (c->ad_bytes == 2) {
 812                 unsigned bx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
 813                 unsigned bp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
 814                 unsigned si = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
 815                 unsigned di = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
 816
 817                 /* 16-bit ModR/M decode. */
 818                 switch (c->modrm_mod) {
 819                 case 0:
 820                         if (c->modrm_rm == 6)
 821                                 c->modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 822                         break;
 823                 case 1:
 824                         c->modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
 825                         break;
 826                 case 2:
 827                         c->modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 828                         break;
 829                 }
 830                 switch (c->modrm_rm) {
 831                 case 0:
 832                         c->modrm_ea += bx + si;
 833                         break;
 834                 case 1:
 835                         c->modrm_ea += bx + di;
 836                         break;
 837                 case 2:
 838                         c->modrm_ea += bp + si;
 839                         break;
 840                 case 3:
 841                         c->modrm_ea += bp + di;
 842                         break;
 843                 case 4:
 844                         c->modrm_ea += si;
 845                         break;
 846                 case 5:
 847                         c->modrm_ea += di;
 848                         break;
 849                 case 6:
 850                         if (c->modrm_mod != 0)
 851                                 c->modrm_ea += bp;
 852                         break;
 853                 case 7:
 854                         c->modrm_ea += bx;
 855                         break;
 856                 }
 857                 if (c->modrm_rm == 2 || c->modrm_rm == 3 ||
 858                     (c->modrm_rm == 6 && c->modrm_mod != 0))
 859                         if (!c->has_seg_override)
 860                                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_SS);
 861                 c->modrm_ea = (u16)c->modrm_ea;
 862         } else {
 863                 /* 32/64-bit ModR/M decode. */
 864                 if ((c->modrm_rm & 7) == 4) {
 865                         sib = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 866                         index_reg |= (sib >> 3) & 7;
 867                         base_reg |= sib & 7;
 868                         scale = sib >> 6;
 869
 870                         if ((base_reg & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0)
 871                                 c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 872                         else
 873                                 c->modrm_ea += c->regs[base_reg];
 874                         if (index_reg != 4)
 875                                 c->modrm_ea += c->regs[index_reg] << scale;
 876                 } else if ((c->modrm_rm & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0) {
 877                         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 878                                 c->rip_relative = 1;
 879                 } else
 880                         c->modrm_ea += c->regs[c->modrm_rm];
 881                 switch (c->modrm_mod) {
 882                 case 0:
 883                         if (c->modrm_rm == 5)
 884                                 c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 885                         break;
 886                 case 1:
 887                         c->modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
 888                         break;
 889                 case 2:
 890                         c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 891                         break;
 892                 }
 893         }
 894 done:
 895         return rc;
 896 }
 897
 898 static int decode_abs(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 899                       struct x86_emulate_ops *ops)
 900 {
 901         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 902         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
 903
 904         switch (c->ad_bytes) {
 905         case 2:
 906                 c->modrm_ea = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 907                 break;
 908         case 4:
 909                 c->modrm_ea = insn_fetch(u32, 4, c->eip);
 910                 break;
 911         case 8:
 912                 c->modrm_ea = insn_fetch(u64, 8, c->eip);
 913                 break;
 914         }
 915 done:
 916         return rc;
 917 }
 918
 919 int
 920 x86_decode_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
 921 {
 922         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 923         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
 924         int mode = ctxt->mode;
 925         int def_op_bytes, def_ad_bytes, group;
 926
 927         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation. */
 928
 929         memset(c, 0, sizeof(struct decode_cache));
 930         c->eip = c->eip_orig = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
 931         ctxt->cs_base = seg_base(ctxt, VCPU_SREG_CS);
 932         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
 933
 934         switch (mode) {
 935         case X86EMUL_MODE_REAL:
 936         case X86EMUL_MODE_VM86:
 937         case X86EMUL_MODE_PROT16:
 938                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 2;
 939                 break;
 940         case X86EMUL_MODE_PROT32:
 941                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 4;
 942                 break;
 943 #ifdef CONFIG_X86_64
 944         case X86EMUL_MODE_PROT64:
 945                 def_op_bytes = 4;
 946                 def_ad_bytes = 8;
 947                 break;
 948 #endif
 949         default:
 950                 return -1;
 951         }
 952
 953         c->op_bytes = def_op_bytes;
 954         c->ad_bytes = def_ad_bytes;
 955
 956         /* Legacy prefixes. */
 957         for (;;) {
 958                 switch (c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip)) {
 959                 case 0x66:      /* operand-size override */
 960                         /* switch between 2/4 bytes */
 961                         c->op_bytes = def_op_bytes ^ 6;
 962                         break;
 963                 case 0x67:      /* address-size override */
 964                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 965                                 /* switch between 4/8 bytes */
 966                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 12;
 967                         else
 968                                 /* switch between 2/4 bytes */
 969                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 6;
 970                         break;
 971                 case 0x26:      /* ES override */
 972                 case 0x2e:      /* CS override */
 973                 case 0x36:      /* SS override */
 974                 case 0x3e:      /* DS override */
 975                         set_seg_override(c, (c->b >> 3) & 3);
 976                         break;
 977                 case 0x64:      /* FS override */
 978                 case 0x65:      /* GS override */
 979                         set_seg_override(c, c->b & 7);
 980                         break;
 981                 case 0x40 ... 0x4f: /* REX */
 982                         if (mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
 983                                 goto done_prefixes;
 984                         c->rex_prefix = c->b;
 985                         continue;
 986                 case 0xf0:      /* LOCK */
 987                         c->lock_prefix = 1;
 988                         break;
 989                 case 0xf2:      /* REPNE/REPNZ */
 990                         c->rep_prefix = REPNE_PREFIX;
 991                         break;
 992                 case 0xf3:      /* REP/REPE/REPZ */
 993                         c->rep_prefix = REPE_PREFIX;
 994                         break;
 995                 default:
 996                         goto done_prefixes;
 997                 }
 998
 999                 /* Any legacy prefix after a REX prefix nullifies its effect. */
1000
1001                 c->rex_prefix = 0;
1002         }
1003
1004 done_prefixes:
1005
1006         /* REX prefix. */
1007         if (c->rex_prefix)
1008                 if (c->rex_prefix & 8)
1009                         c->op_bytes = 8;        /* REX.W */
1010
1011         /* Opcode byte(s). */
1012         c->d = opcode_table[c->b];
1013         if (c->d == 0) {
1014                 /* Two-byte opcode? */
1015                 if (c->b == 0x0f) {
1016                         c->twobyte = 1;
1017                         c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1018                         c->d = twobyte_table[c->b];
1019                 }
1020         }
1021
1022         if (c->d & Group) {
1023                 group = c->d & GroupMask;
1024                 c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1025                 --c->eip;
1026
1027                 group = (group << 3) + ((c->modrm >> 3) & 7);
1028                 if ((c->d & GroupDual) && (c->modrm >> 6) == 3)
1029                         c->d = group2_table[group];
1030                 else
1031                         c->d = group_table[group];
1032         }
1033
1034         /* Unrecognised? */
1035         if (c->d == 0) {
1036                 DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
1037                 return -1;
1038         }
1039
1040         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & Stack))
1041                 c->op_bytes = 8;
1042
1043         /* ModRM and SIB bytes. */
1044         if (c->d & ModRM)
1045                 rc = decode_modrm(ctxt, ops);
1046         else if (c->d & MemAbs)
1047                 rc = decode_abs(ctxt, ops);
1048         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1049                 goto done;
1050
1051         if (!c->has_seg_override)
1052                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_DS);
1053
1054         if (!(!c->twobyte && c->b == 0x8d))
1055                 c->modrm_ea += seg_override_base(ctxt, c);
1056
1057         if (c->ad_bytes != 8)
1058                 c->modrm_ea = (u32)c->modrm_ea;
1059         /*
1060          * Decode and fetch the source operand: register, memory
1061          * or immediate.
1062          */
1063         switch (c->d & SrcMask) {
1064         case SrcNone:
1065                 break;
1066         case SrcReg:
1067                 decode_register_operand(&c->src, c, 0);
1068                 break;
1069         case SrcMem16:
1070                 c->src.bytes = 2;
1071                 goto srcmem_common;
1072         case SrcMem32:
1073                 c->src.bytes = 4;
1074                 goto srcmem_common;
1075         case SrcMem:
1076                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 :
1077                                                            c->op_bytes;
1078                 /* Don't fetch the address for invlpg: it could be unmapped. */
1079                 if (c->twobyte && c->b == 0x01 && c->modrm_reg == 7)
1080                         break;
1081         srcmem_common:
1082                 /*
1083                  * For instructions with a ModR/M byte, switch to register
1084                  * access if Mod = 3.
1085                  */
1086                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1087                         c->src.type = OP_REG;
1088                         c->src.val = c->modrm_val;
1089                         c->src.ptr = c->modrm_ptr;
1090                         break;
1091                 }
1092                 c->src.type = OP_MEM;
1093                 break;
1094         case SrcImm:
1095         case SrcImmU:
1096                 c->src.type = OP_IMM;
1097                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1098                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1099                 if (c->src.bytes == 8)
1100                         c->src.bytes = 4;
1101                 /* NB. Immediates are sign-extended as necessary. */
1102                 switch (c->src.bytes) {
1103                 case 1:
1104                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1105                         break;
1106                 case 2:
1107                         c->src.val = insn_fetch(s16, 2, c->eip);
1108                         break;
1109                 case 4:
1110                         c->src.val = insn_fetch(s32, 4, c->eip);
1111                         break;
1112                 }
1113                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmU) {
1114                         switch (c->src.bytes) {
1115                         case 1:
1116                                 c->src.val &= 0xff;
1117                                 break;
1118                         case 2:
1119                                 c->src.val &= 0xffff;
1120                                 break;
1121                         case 4:
1122                                 c->src.val &= 0xffffffff;
1123                                 break;
1124                         }
1125                 }
1126                 break;
1127         case SrcImmByte:
1128         case SrcImmUByte:
1129                 c->src.type = OP_IMM;
1130                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1131                 c->src.bytes = 1;
1132                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmByte)
1133                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1134                 else
1135                         c->src.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1136                 break;
1137         case SrcOne:
1138                 c->src.bytes = 1;
1139                 c->src.val = 1;
1140                 break;
1141         }
1142
1143         /*
1144          * Decode and fetch the second source operand: register, memory
1145          * or immediate.
1146          */
1147         switch (c->d & Src2Mask) {
1148         case Src2None:
1149                 break;
1150         case Src2CL:
1151                 c->src2.bytes = 1;
1152                 c->src2.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX] & 0x8;
1153                 break;
1154         case Src2ImmByte:
1155                 c->src2.type = OP_IMM;
1156                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1157                 c->src2.bytes = 1;
1158                 c->src2.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1159                 break;
1160         case Src2Imm16:
1161                 c->src2.type = OP_IMM;
1162                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1163                 c->src2.bytes = 2;
1164                 c->src2.val = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
1165                 break;
1166         case Src2One:
1167                 c->src2.bytes = 1;
1168                 c->src2.val = 1;
1169                 break;
1170         case Src2Mem16:
1171                 c->src2.bytes = 2;
1172                 c->src2.type = OP_MEM;
1173                 break;
1174         }
1175
1176         /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
1177         switch (c->d & DstMask) {
1178         case ImplicitOps:
1179                 /* Special instructions do their own operand decoding. */
1180                 return 0;
1181         case DstReg:
1182                 decode_register_operand(&c->dst, c,
1183                          c->twobyte && (c->b == 0xb6 || c->b == 0xb7));
1184                 break;
1185         case DstMem:
1186                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1187                         c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1188                         c->dst.type = OP_REG;
1189                         c->dst.val = c->dst.orig_val = c->modrm_val;
1190                         c->dst.ptr = c->modrm_ptr;
1191                         break;
1192                 }
1193                 c->dst.type = OP_MEM;
1194                 break;
1195         case DstAcc:
1196                 c->dst.type = OP_REG;
1197                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
1198                 c->dst.ptr = &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
1199                 switch (c->op_bytes) {
1200                         case 1:
1201                                 c->dst.val = *(u8 *)c->dst.ptr;
1202                                 break;
1203                         case 2:
1204                                 c->dst.val = *(u16 *)c->dst.ptr;
1205                                 break;
1206                         case 4:
1207                                 c->dst.val = *(u32 *)c->dst.ptr;
1208                                 break;
1209                 }
1210                 c->dst.orig_val = c->dst.val;
1211                 break;
1212         }
1213
1214         if (c->rip_relative)
1215                 c->modrm_ea += c->eip;
1216
1217 done:
1218         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
1219 }
1220
1221 static inline void emulate_push(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1222 {
1223         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1224
1225         c->dst.type  = OP_MEM;
1226         c->dst.bytes = c->op_bytes;
1227         c->dst.val = c->src.val;
1228         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], -c->op_bytes);
1229         c->dst.ptr = (void *) register_address(c, ss_base(ctxt),
1230                                                c->regs[VCPU_REGS_RSP]);
1231 }
1232
1233 static int emulate_pop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1234                        struct x86_emulate_ops *ops,
1235                        void *dest, int len)
1236 {
1237         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1238         int rc;
1239
1240         rc = ops->read_emulated(register_address(c, ss_base(ctxt),
1241                                                  c->regs[VCPU_REGS_RSP]),
1242                                 dest, len, ctxt->vcpu);
1243         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1244                 return rc;
1245
1246         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], len);
1247         return rc;
1248 }
1249
1250 static int emulate_popf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1251                        struct x86_emulate_ops *ops,
1252                        void *dest, int len)
1253 {
1254         int rc;
1255         unsigned long val, change_mask;
1256         int iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
1257         int cpl = kvm_x86_ops->get_cpl(ctxt->vcpu);
1258
1259         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &val, len);
1260         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1261                 return rc;
1262
1263         change_mask = EFLG_CF | EFLG_PF | EFLG_AF | EFLG_ZF | EFLG_SF | EFLG_OF
1264                 | EFLG_TF | EFLG_DF | EFLG_NT | EFLG_RF | EFLG_AC | EFLG_ID;
1265
1266         switch(ctxt->mode) {
1267         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1268         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1269         case X86EMUL_MODE_PROT16:
1270                 if (cpl == 0)
1271                         change_mask |= EFLG_IOPL;
1272                 if (cpl <= iopl)
1273                         change_mask |= EFLG_IF;
1274                 break;
1275         case X86EMUL_MODE_VM86:
1276                 if (iopl < 3) {
1277                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1278                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1279                 }
1280                 change_mask |= EFLG_IF;
1281                 break;
1282         default: /* real mode */
1283                 change_mask |= (EFLG_IOPL | EFLG_IF);
1284                 break;
1285         }
1286
1287         *(unsigned long *)dest =
1288                 (ctxt->eflags & ~change_mask) | (val & change_mask);
1289
1290         return rc;
1291 }
1292
1293 static void emulate_push_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
1294 {
1295         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1296         struct kvm_segment segment;
1297
1298         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, &segment, seg);
1299
1300         c->src.val = segment.selector;
1301         emulate_push(ctxt);
1302 }
1303
1304 static int emulate_pop_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1305                              struct x86_emulate_ops *ops, int seg)
1306 {
1307         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1308         unsigned long selector;
1309         int rc;
1310
1311         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &selector, c->op_bytes);
1312         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1313                 return rc;
1314
1315         rc = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, (u16)selector, seg);
1316         return rc;
1317 }
1318
1319 static void emulate_pusha(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1320 {
1321         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1322         unsigned long old_esp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
1323         int reg = VCPU_REGS_RAX;
1324
1325         while (reg <= VCPU_REGS_RDI) {
1326                 (reg == VCPU_REGS_RSP) ?
1327                 (c->src.val = old_esp) : (c->src.val = c->regs[reg]);
1328
1329                 emulate_push(ctxt);
1330                 ++reg;
1331         }
1332 }
1333
1334 static int emulate_popa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1335                         struct x86_emulate_ops *ops)
1336 {
1337         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1338         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1339         int reg = VCPU_REGS_RDI;
1340
1341         while (reg >= VCPU_REGS_RAX) {
1342                 if (reg == VCPU_REGS_RSP) {
1343                         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP],
1344                                                         c->op_bytes);
1345                         --reg;
1346                 }
1347
1348                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->regs[reg], c->op_bytes);
1349                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1350                         break;
1351                 --reg;
1352         }
1353         return rc;
1354 }
1355
1356 static inline int emulate_grp1a(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1357                                 struct x86_emulate_ops *ops)
1358 {
1359         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1360
1361         return emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->dst.bytes);
1362 }
1363
1364 static inline void emulate_grp2(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1365 {
1366         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1367         switch (c->modrm_reg) {
1368         case 0: /* rol */
1369                 emulate_2op_SrcB("rol", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1370                 break;
1371         case 1: /* ror */
1372                 emulate_2op_SrcB("ror", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1373                 break;
1374         case 2: /* rcl */
1375                 emulate_2op_SrcB("rcl", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1376                 break;
1377         case 3: /* rcr */
1378                 emulate_2op_SrcB("rcr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1379                 break;
1380         case 4: /* sal/shl */
1381         case 6: /* sal/shl */
1382                 emulate_2op_SrcB("sal", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1383                 break;
1384         case 5: /* shr */
1385                 emulate_2op_SrcB("shr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1386                 break;
1387         case 7: /* sar */
1388                 emulate_2op_SrcB("sar", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1389                 break;
1390         }
1391 }
1392
1393 static inline int emulate_grp3(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1394                                struct x86_emulate_ops *ops)
1395 {
1396         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1397         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1398
1399         switch (c->modrm_reg) {
1400         case 0 ... 1:   /* test */
1401                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1402                 break;
1403         case 2: /* not */
1404                 c->dst.val = ~c->dst.val;
1405                 break;
1406         case 3: /* neg */
1407                 emulate_1op("neg", c->dst, ctxt->eflags);
1408                 break;
1409         default:
1410                 DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
1411                 rc = X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1412                 break;
1413         }
1414         return rc;
1415 }
1416
1417 static inline int emulate_grp45(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1418                                struct x86_emulate_ops *ops)
1419 {
1420         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1421
1422         switch (c->modrm_reg) {
1423         case 0: /* inc */
1424                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
1425                 break;
1426         case 1: /* dec */
1427                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
1428                 break;
1429         case 2: /* call near abs */ {
1430                 long int old_eip;
1431                 old_eip = c->eip;
1432                 c->eip = c->src.val;
1433                 c->src.val = old_eip;
1434                 emulate_push(ctxt);
1435                 break;
1436         }
1437         case 4: /* jmp abs */
1438                 c->eip = c->src.val;
1439                 break;
1440         case 6: /* push */
1441                 emulate_push(ctxt);
1442                 break;
1443         }
1444         return X86EMUL_CONTINUE;
1445 }
1446
1447 static inline int emulate_grp9(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1448                                struct x86_emulate_ops *ops,
1449                                unsigned long memop)
1450 {
1451         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1452         u64 old, new;
1453         int rc;
1454
1455         rc = ops->read_emulated(memop, &old, 8, ctxt->vcpu);
1456         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1457                 return rc;
1458
1459         if (((u32) (old >> 0) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RAX]) ||
1460             ((u32) (old >> 32) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RDX])) {
1461
1462                 c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32) (old >> 0);
1463                 c->regs[VCPU_REGS_RDX] = (u32) (old >> 32);
1464                 ctxt->eflags &= ~EFLG_ZF;
1465
1466         } else {
1467                 new = ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RCX] << 32) |
1468                        (u32) c->regs[VCPU_REGS_RBX];
1469
1470                 rc = ops->cmpxchg_emulated(memop, &old, &new, 8, ctxt->vcpu);
1471                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1472                         return rc;
1473                 ctxt->eflags |= EFLG_ZF;
1474         }
1475         return X86EMUL_CONTINUE;
1476 }
1477
1478 static int emulate_ret_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1479                            struct x86_emulate_ops *ops)
1480 {
1481         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1482         int rc;
1483         unsigned long cs;
1484
1485         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->eip, c->op_bytes);
1486         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1487                 return rc;
1488         if (c->op_bytes == 4)
1489                 c->eip = (u32)c->eip;
1490         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &cs, c->op_bytes);
1491         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1492                 return rc;
1493         rc = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, (u16)cs, VCPU_SREG_CS);
1494         return rc;
1495 }
1496
1497 static inline int writeback(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1498                             struct x86_emulate_ops *ops)
1499 {
1500         int rc;
1501         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1502
1503         switch (c->dst.type) {
1504         case OP_REG:
1505                 /* The 4-byte case *is* correct:
1506                  * in 64-bit mode we zero-extend.
1507                  */
1508                 switch (c->dst.bytes) {
1509                 case 1:
1510                         *(u8 *)c->dst.ptr = (u8)c->dst.val;
1511                         break;
1512                 case 2:
1513                         *(u16 *)c->dst.ptr = (u16)c->dst.val;
1514                         break;
1515                 case 4:
1516                         *c->dst.ptr = (u32)c->dst.val;
1517                         break;  /* 64b: zero-ext */
1518                 case 8:
1519                         *c->dst.ptr = c->dst.val;
1520                         break;
1521                 }
1522                 break;
1523         case OP_MEM:
1524                 if (c->lock_prefix)
1525                         rc = ops->cmpxchg_emulated(
1526                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1527                                         &c->dst.orig_val,
1528                                         &c->dst.val,
1529                                         c->dst.bytes,
1530                                         ctxt->vcpu);
1531                 else
1532                         rc = ops->write_emulated(
1533                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1534                                         &c->dst.val,
1535                                         c->dst.bytes,
1536                                         ctxt->vcpu);
1537                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1538                         return rc;
1539                 break;
1540         case OP_NONE:
1541                 /* no writeback */
1542                 break;
1543         default:
1544                 break;
1545         }
1546         return X86EMUL_CONTINUE;
1547 }
1548
1549 static void toggle_interruptibility(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u32 mask)
1550 {
1551         u32 int_shadow = kvm_x86_ops->get_interrupt_shadow(ctxt->vcpu, mask);
1552         /*
1553          * an sti; sti; sequence only disable interrupts for the first
1554          * instruction. So, if the last instruction, be it emulated or
1555          * not, left the system with the INT_STI flag enabled, it
1556          * means that the last instruction is an sti. We should not
1557          * leave the flag on in this case. The same goes for mov ss
1558          */
1559         if (!(int_shadow & mask))
1560                 ctxt->interruptibility = mask;
1561 }
1562
1563 static inline void
1564 setup_syscalls_segments(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1565         struct kvm_segment *cs, struct kvm_segment *ss)
1566 {
1567         memset(cs, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1568         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, cs, VCPU_SREG_CS);
1569         memset(ss, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1570
1571         cs->l = 0;              /* will be adjusted later */
1572         cs->base = 0;           /* flat segment */
1573         cs->g = 1;              /* 4kb granularity */
1574         cs->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1575         cs->type = 0x0b;        /* Read, Execute, Accessed */
1576         cs->s = 1;
1577         cs->dpl = 0;            /* will be adjusted later */
1578         cs->present = 1;
1579         cs->db = 1;
1580
1581         ss->unusable = 0;
1582         ss->base = 0;           /* flat segment */
1583         ss->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1584         ss->g = 1;              /* 4kb granularity */
1585         ss->s = 1;
1586         ss->type = 0x03;        /* Read/Write, Accessed */
1587         ss->db = 1;             /* 32bit stack segment */
1588         ss->dpl = 0;
1589         ss->present = 1;
1590 }
1591
1592 static int
1593 emulate_syscall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1594 {
1595         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1596         struct kvm_segment cs, ss;
1597         u64 msr_data;
1598
1599         /* syscall is not available in real mode */
1600         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL || ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
1601                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1602
1603         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1604
1605         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1606         msr_data >>= 32;
1607         cs.selector = (u16)(msr_data & 0xfffc);
1608         ss.selector = (u16)(msr_data + 8);
1609
1610         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1611                 cs.db = 0;
1612                 cs.l = 1;
1613         }
1614         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1615         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1616
1617         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = c->eip;
1618         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1619 #ifdef CONFIG_X86_64
1620                 c->regs[VCPU_REGS_R11] = ctxt->eflags & ~EFLG_RF;
1621
1622                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu,
1623                         ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 ?
1624                         MSR_LSTAR : MSR_CSTAR, &msr_data);
1625                 c->eip = msr_data;
1626
1627                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_SYSCALL_MASK, &msr_data);
1628                 ctxt->eflags &= ~(msr_data | EFLG_RF);
1629 #endif
1630         } else {
1631                 /* legacy mode */
1632                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1633                 c->eip = (u32)msr_data;
1634
1635                 ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1636         }
1637
1638         return X86EMUL_CONTINUE;
1639 }
1640
1641 static int
1642 emulate_sysenter(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1643 {
1644         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1645         struct kvm_segment cs, ss;
1646         u64 msr_data;
1647
1648         /* inject #GP if in real mode */
1649         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL) {
1650                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1651                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1652         }
1653
1654         /* XXX sysenter/sysexit have not been tested in 64bit mode.
1655         * Therefore, we inject an #UD.
1656         */
1657         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
1658                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1659
1660         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1661
1662         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1663         switch (ctxt->mode) {
1664         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1665                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1666                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1667                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1668                 }
1669                 break;
1670         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1671                 if (msr_data == 0x0) {
1672                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1673                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1674                 }
1675                 break;
1676         }
1677
1678         ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1679         cs.selector = (u16)msr_data;
1680         cs.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1681         ss.selector = cs.selector + 8;
1682         ss.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1683         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64
1684                 || is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1685                 cs.db = 0;
1686                 cs.l = 1;
1687         }
1688
1689         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1690         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1691
1692         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_EIP, &msr_data);
1693         c->eip = msr_data;
1694
1695         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_ESP, &msr_data);
1696         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = msr_data;
1697
1698         return X86EMUL_CONTINUE;
1699 }
1700
1701 static int
1702 emulate_sysexit(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1703 {
1704         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1705         struct kvm_segment cs, ss;
1706         u64 msr_data;
1707         int usermode;
1708
1709         /* inject #GP if in real mode or Virtual 8086 mode */
1710         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
1711             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86) {
1712                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1713                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1714         }
1715
1716         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1717
1718         if ((c->rex_prefix & 0x8) != 0x0)
1719                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT64;
1720         else
1721                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT32;
1722
1723         cs.dpl = 3;
1724         ss.dpl = 3;
1725         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1726         switch (usermode) {
1727         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1728                 cs.selector = (u16)(msr_data + 16);
1729                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1730                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1731                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1732                 }
1733                 ss.selector = (u16)(msr_data + 24);
1734                 break;
1735         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1736                 cs.selector = (u16)(msr_data + 32);
1737                 if (msr_data == 0x0) {
1738                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1739                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1740                 }
1741                 ss.selector = cs.selector + 8;
1742                 cs.db = 0;
1743                 cs.l = 1;
1744                 break;
1745         }
1746         cs.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
1747         ss.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
1748
1749         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1750         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1751
1752         c->eip = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RDX];
1753         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RCX];
1754
1755         return X86EMUL_CONTINUE;
1756 }
1757
1758 static bool emulator_bad_iopl(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1759 {
1760         int iopl;
1761         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL)
1762                 return false;
1763         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
1764                 return true;
1765         iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
1766         return kvm_x86_ops->get_cpl(ctxt->vcpu) > iopl;
1767 }
1768
1769 static bool emulator_io_port_access_allowed(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1770                                             struct x86_emulate_ops *ops,
1771                                             u16 port, u16 len)
1772 {
1773         struct kvm_segment tr_seg;
1774         int r;
1775         u16 io_bitmap_ptr;
1776         u8 perm, bit_idx = port & 0x7;
1777         unsigned mask = (1 << len) - 1;
1778
1779         kvm_get_segment(ctxt->vcpu, &tr_seg, VCPU_SREG_TR);
1780         if (tr_seg.unusable)
1781                 return false;
1782         if (tr_seg.limit < 103)
1783                 return false;
1784         r = ops->read_std(tr_seg.base + 102, &io_bitmap_ptr, 2, ctxt->vcpu,
1785                           NULL);
1786         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
1787                 return false;
1788         if (io_bitmap_ptr + port/8 > tr_seg.limit)
1789                 return false;
1790         r = ops->read_std(tr_seg.base + io_bitmap_ptr + port/8, &perm, 1,
1791                           ctxt->vcpu, NULL);
1792         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
1793                 return false;
1794         if ((perm >> bit_idx) & mask)
1795                 return false;
1796         return true;
1797 }
1798
1799 static bool emulator_io_permited(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1800                                  struct x86_emulate_ops *ops,
1801                                  u16 port, u16 len)
1802 {
1803         if (emulator_bad_iopl(ctxt))
1804                 if (!emulator_io_port_access_allowed(ctxt, ops, port, len))
1805                         return false;
1806         return true;
1807 }
1808
1809 int
1810 x86_emulate_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
1811 {
1812         unsigned long memop = 0;
1813         u64 msr_data;
1814         unsigned long saved_eip = 0;
1815         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1816         unsigned int port;
1817         int io_dir_in;
1818         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1819
1820         ctxt->interruptibility = 0;
1821
1822         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation.
1823          * NOTE: we can copy them from vcpu as x86_decode_insn() doesn't
1824          * modify them.
1825          */
1826
1827         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
1828         saved_eip = c->eip;
1829
1830         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & No64)) {
1831                 kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
1832                 goto done;
1833         }
1834
1835         /* LOCK prefix is allowed only with some instructions */
1836         if (c->lock_prefix && !(c->d & Lock)) {
1837                 kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
1838                 goto done;
1839         }
1840
1841         /* Privileged instruction can be executed only in CPL=0 */
1842         if ((c->d & Priv) && kvm_x86_ops->get_cpl(ctxt->vcpu)) {
1843                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1844                 goto done;
1845         }
1846
1847         if (((c->d & ModRM) && (c->modrm_mod != 3)) || (c->d & MemAbs))
1848                 memop = c->modrm_ea;
1849
1850         if (c->rep_prefix && (c->d & String)) {
1851                 /* All REP prefixes have the same first termination condition */
1852                 if (c->regs[VCPU_REGS_RCX] == 0) {
1853                         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1854                         goto done;
1855                 }
1856                 /* The second termination condition only applies for REPE
1857                  * and REPNE. Test if the repeat string operation prefix is
1858                  * REPE/REPZ or REPNE/REPNZ and if it's the case it tests the
1859                  * corresponding termination condition according to:
1860                  *      - if REPE/REPZ and ZF = 0 then done
1861                  *      - if REPNE/REPNZ and ZF = 1 then done
1862                  */
1863                 if ((c->b == 0xa6) || (c->b == 0xa7) ||
1864                                 (c->b == 0xae) || (c->b == 0xaf)) {
1865                         if ((c->rep_prefix == REPE_PREFIX) &&
1866                                 ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == 0)) {
1867                                         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1868                                         goto done;
1869                         }
1870                         if ((c->rep_prefix == REPNE_PREFIX) &&
1871                                 ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == EFLG_ZF)) {
1872                                 kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1873                                 goto done;
1874                         }
1875                 }
1876                 c->regs[VCPU_REGS_RCX]--;
1877                 c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
1878         }
1879
1880         if (c->src.type == OP_MEM) {
1881                 c->src.ptr = (unsigned long *)memop;
1882                 c->src.val = 0;
1883                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src.ptr,
1884                                         &c->src.val,
1885                                         c->src.bytes,
1886                                         ctxt->vcpu);
1887                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1888                         goto done;
1889                 c->src.orig_val = c->src.val;
1890         }
1891
1892         if (c->src2.type == OP_MEM) {
1893                 c->src2.ptr = (unsigned long *)(memop + c->src.bytes);
1894                 c->src2.val = 0;
1895                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src2.ptr,
1896                                         &c->src2.val,
1897                                         c->src2.bytes,
1898                                         ctxt->vcpu);
1899                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1900                         goto done;
1901         }
1902
1903         if ((c->d & DstMask) == ImplicitOps)
1904                 goto special_insn;
1905
1906
1907         if (c->dst.type == OP_MEM) {
1908                 c->dst.ptr = (unsigned long *)memop;
1909                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1910                 c->dst.val = 0;
1911                 if (c->d & BitOp) {
1912                         unsigned long mask = ~(c->dst.bytes * 8 - 1);
1913
1914                         c->dst.ptr = (void *)c->dst.ptr +
1915                                                    (c->src.val & mask) / 8;
1916                 }
1917                 if (!(c->d & Mov)) {
1918                         /* optimisation - avoid slow emulated read */
1919                         rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->dst.ptr,
1920                                                 &c->dst.val,
1921                                                 c->dst.bytes,
1922                                                 ctxt->vcpu);
1923                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1924                                 goto done;
1925                 }
1926         }
1927         c->dst.orig_val = c->dst.val;
1928
1929 special_insn:
1930
1931         if (c->twobyte)
1932                 goto twobyte_insn;
1933
1934         switch (c->b) {
1935         case 0x00 ... 0x05:
1936               add:              /* add */
1937                 emulate_2op_SrcV("add", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1938                 break;
1939         case 0x06:              /* push es */
1940                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_ES);
1941                 break;
1942         case 0x07:              /* pop es */
1943                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_ES);
1944                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1945                         goto done;
1946                 break;
1947         case 0x08 ... 0x0d:
1948               or:               /* or */
1949                 emulate_2op_SrcV("or", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1950                 break;
1951         case 0x0e:              /* push cs */
1952                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_CS);
1953                 break;
1954         case 0x10 ... 0x15:
1955               adc:              /* adc */
1956                 emulate_2op_SrcV("adc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1957                 break;
1958         case 0x16:              /* push ss */
1959                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_SS);
1960                 break;
1961         case 0x17:              /* pop ss */
1962                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_SS);
1963                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1964                         goto done;
1965                 break;
1966         case 0x18 ... 0x1d:
1967               sbb:              /* sbb */
1968                 emulate_2op_SrcV("sbb", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1969                 break;
1970         case 0x1e:              /* push ds */
1971                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_DS);
1972                 break;
1973         case 0x1f:              /* pop ds */
1974                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_DS);
1975                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1976                         goto done;
1977                 break;
1978         case 0x20 ... 0x25:
1979               and:              /* and */
1980                 emulate_2op_SrcV("and", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1981                 break;
1982         case 0x28 ... 0x2d:
1983               sub:              /* sub */
1984                 emulate_2op_SrcV("sub", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1985                 break;
1986         case 0x30 ... 0x35:
1987               xor:              /* xor */
1988                 emulate_2op_SrcV("xor", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1989                 break;
1990         case 0x38 ... 0x3d:
1991               cmp:              /* cmp */
1992                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1993                 break;
1994         case 0x40 ... 0x47: /* inc r16/r32 */
1995                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
1996                 break;
1997         case 0x48 ... 0x4f: /* dec r16/r32 */
1998                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
1999                 break;
2000         case 0x50 ... 0x57:  /* push reg */
2001                 emulate_push(ctxt);
2002                 break;
2003         case 0x58 ... 0x5f: /* pop reg */
2004         pop_instruction:
2005                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
2006                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2007                         goto done;
2008                 break;
2009         case 0x60:      /* pusha */
2010                 emulate_pusha(ctxt);
2011                 break;
2012         case 0x61:      /* popa */
2013                 rc = emulate_popa(ctxt, ops);
2014                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2015                         goto done;
2016                 break;
2017         case 0x63:              /* movsxd */
2018                 if (ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
2019                         goto cannot_emulate;
2020                 c->dst.val = (s32) c->src.val;
2021                 break;
2022         case 0x68: /* push imm */
2023         case 0x6a: /* push imm8 */
2024                 emulate_push(ctxt);
2025                 break;
2026         case 0x6c:              /* insb */
2027         case 0x6d:              /* insw/insd */
2028                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->regs[VCPU_REGS_RDX],
2029                                           (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes)) {
2030                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2031                         goto done;
2032                 }
2033                 if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu,
2034                                 1,
2035                                 (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
2036                                 c->rep_prefix ?
2037                                 address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1,
2038                                 (ctxt->eflags & EFLG_DF),
2039                                 register_address(c, es_base(ctxt),
2040                                                  c->regs[VCPU_REGS_RDI]),
2041                                 c->rep_prefix,
2042                                 c->regs[VCPU_REGS_RDX]) == 0) {
2043                         c->eip = saved_eip;
2044                         return -1;
2045                 }
2046                 return 0;
2047         case 0x6e:              /* outsb */
2048         case 0x6f:              /* outsw/outsd */
2049                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->regs[VCPU_REGS_RDX],
2050                                           (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes)) {
2051                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2052                         goto done;
2053                 }
2054                 if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu,
2055                                 0,
2056                                 (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
2057                                 c->rep_prefix ?
2058                                 address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1,
2059                                 (ctxt->eflags & EFLG_DF),
2060                                          register_address(c,
2061                                           seg_override_base(ctxt, c),
2062                                                  c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
2063                                 c->rep_prefix,
2064                                 c->regs[VCPU_REGS_RDX]) == 0) {
2065                         c->eip = saved_eip;
2066                         return -1;
2067                 }
2068                 return 0;
2069         case 0x70 ... 0x7f: /* jcc (short) */
2070                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2071                         jmp_rel(c, c->src.val);
2072                 break;
2073         case 0x80 ... 0x83:     /* Grp1 */
2074                 switch (c->modrm_reg) {
2075                 case 0:
2076                         goto add;
2077                 case 1:
2078                         goto or;
2079                 case 2:
2080                         goto adc;
2081                 case 3:
2082                         goto sbb;
2083                 case 4:
2084                         goto and;
2085                 case 5:
2086                         goto sub;
2087                 case 6:
2088                         goto xor;
2089                 case 7:
2090                         goto cmp;
2091                 }
2092                 break;
2093         case 0x84 ... 0x85:
2094                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2095                 break;
2096         case 0x86 ... 0x87:     /* xchg */
2097         xchg:
2098                 /* Write back the register source. */
2099                 switch (c->dst.bytes) {
2100                 case 1:
2101                         *(u8 *) c->src.ptr = (u8) c->dst.val;
2102                         break;
2103                 case 2:
2104                         *(u16 *) c->src.ptr = (u16) c->dst.val;
2105                         break;
2106                 case 4:
2107                         *c->src.ptr = (u32) c->dst.val;
2108                         break;  /* 64b reg: zero-extend */
2109                 case 8:
2110                         *c->src.ptr = c->dst.val;
2111                         break;
2112                 }
2113                 /*
2114                  * Write back the memory destination with implicit LOCK
2115                  * prefix.
2116                  */
2117                 c->dst.val = c->src.val;
2118                 c->lock_prefix = 1;
2119                 break;
2120         case 0x88 ... 0x8b:     /* mov */
2121                 goto mov;
2122         case 0x8c: { /* mov r/m, sreg */
2123                 struct kvm_segment segreg;
2124
2125                 if (c->modrm_reg <= 5)
2126                         kvm_get_segment(ctxt->vcpu, &segreg, c->modrm_reg);
2127                 else {
2128                         printk(KERN_INFO "0x8c: Invalid segreg in modrm byte 0x%02x\n",
2129                                c->modrm);
2130                         goto cannot_emulate;
2131                 }
2132                 c->dst.val = segreg.selector;
2133                 break;
2134         }
2135         case 0x8d: /* lea r16/r32, m */
2136                 c->dst.val = c->modrm_ea;
2137                 break;
2138         case 0x8e: { /* mov seg, r/m16 */
2139                 uint16_t sel;
2140
2141                 sel = c->src.val;
2142
2143                 if (c->modrm_reg == VCPU_SREG_CS ||
2144                     c->modrm_reg > VCPU_SREG_GS) {
2145                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
2146                         goto done;
2147                 }
2148
2149                 if (c->modrm_reg == VCPU_SREG_SS)
2150                         toggle_interruptibility(ctxt, KVM_X86_SHADOW_INT_MOV_SS);
2151
2152                 rc = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, sel, c->modrm_reg);
2153
2154                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2155                 break;
2156         }
2157         case 0x8f:              /* pop (sole member of Grp1a) */
2158                 rc = emulate_grp1a(ctxt, ops);
2159                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2160                         goto done;
2161                 break;
2162         case 0x90: /* nop / xchg r8,rax */
2163                 if (!(c->rex_prefix & 1)) { /* nop */
2164                         c->dst.type = OP_NONE;
2165                         break;
2166                 }
2167         case 0x91 ... 0x97: /* xchg reg,rax */
2168                 c->src.type = c->dst.type = OP_REG;
2169                 c->src.bytes = c->dst.bytes = c->op_bytes;
2170                 c->src.ptr = (unsigned long *) &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2171                 c->src.val = *(c->src.ptr);
2172                 goto xchg;
2173         case 0x9c: /* pushf */
2174                 c->src.val =  (unsigned long) ctxt->eflags;
2175                 emulate_push(ctxt);
2176                 break;
2177         case 0x9d: /* popf */
2178                 c->dst.type = OP_REG;
2179                 c->dst.ptr = (unsigned long *) &ctxt->eflags;
2180                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2181                 rc = emulate_popf(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
2182                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2183                         goto done;
2184                 break;
2185         case 0xa0 ... 0xa1:     /* mov */
2186                 c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2187                 c->dst.val = c->src.val;
2188                 break;
2189         case 0xa2 ... 0xa3:     /* mov */
2190                 c->dst.val = (unsigned long)c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2191                 break;
2192         case 0xa4 ... 0xa5:     /* movs */
2193                 c->dst.type = OP_MEM;
2194                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2195                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2196                                                    es_base(ctxt),
2197                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2198                 rc = ops->read_emulated(register_address(c,
2199                                                 seg_override_base(ctxt, c),
2200                                                 c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
2201                                         &c->dst.val,
2202                                         c->dst.bytes, ctxt->vcpu);
2203                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2204                         goto done;
2205                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2206                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2207                                                            : c->dst.bytes);
2208                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2209                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2210                                                            : c->dst.bytes);
2211                 break;
2212         case 0xa6 ... 0xa7:     /* cmps */
2213                 c->src.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2214                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2215                 c->src.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2216                                        seg_override_base(ctxt, c),
2217                                                    c->regs[VCPU_REGS_RSI]);
2218                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src.ptr,
2219                                         &c->src.val,
2220                                         c->src.bytes,
2221                                         ctxt->vcpu);
2222                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2223                         goto done;
2224
2225                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2226                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2227                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2228                                                    es_base(ctxt),
2229                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2230                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->dst.ptr,
2231                                         &c->dst.val,
2232                                         c->dst.bytes,
2233                                         ctxt->vcpu);
2234                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2235                         goto done;
2236
2237                 DPRINTF("cmps: mem1=0x%p mem2=0x%p\n", c->src.ptr, c->dst.ptr);
2238
2239                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2240
2241                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2242                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->src.bytes
2243                                                                   : c->src.bytes);
2244                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2245                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2246                                                                   : c->dst.bytes);
2247
2248                 break;
2249         case 0xaa ... 0xab:     /* stos */
2250                 c->dst.type = OP_MEM;
2251                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2252                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2253                                                    es_base(ctxt),
2254                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2255                 c->dst.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2256                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2257                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2258                                                            : c->dst.bytes);
2259                 break;
2260         case 0xac ... 0xad:     /* lods */
2261                 c->dst.type = OP_REG;
2262                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2263                 c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2264                 rc = ops->read_emulated(register_address(c,
2265                                                 seg_override_base(ctxt, c),
2266                                                 c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
2267                                         &c->dst.val,
2268                                         c->dst.bytes,
2269                                         ctxt->vcpu);
2270                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2271                         goto done;
2272                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2273                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2274                                                            : c->dst.bytes);
2275                 break;
2276         case 0xae ... 0xaf:     /* scas */
2277                 DPRINTF("Urk! I don't handle SCAS.\n");
2278                 goto cannot_emulate;
2279         case 0xb0 ... 0xbf: /* mov r, imm */
2280                 goto mov;
2281         case 0xc0 ... 0xc1:
2282                 emulate_grp2(ctxt);
2283                 break;
2284         case 0xc3: /* ret */
2285                 c->dst.type = OP_REG;
2286                 c->dst.ptr = &c->eip;
2287                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2288                 goto pop_instruction;
2289         case 0xc6 ... 0xc7:     /* mov (sole member of Grp11) */
2290         mov:
2291                 c->dst.val = c->src.val;
2292                 break;
2293         case 0xcb:              /* ret far */
2294                 rc = emulate_ret_far(ctxt, ops);
2295                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2296                         goto done;
2297                 break;
2298         case 0xd0 ... 0xd1:     /* Grp2 */
2299                 c->src.val = 1;
2300                 emulate_grp2(ctxt);
2301                 break;
2302         case 0xd2 ... 0xd3:     /* Grp2 */
2303                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
2304                 emulate_grp2(ctxt);
2305                 break;
2306         case 0xe4:      /* inb */
2307         case 0xe5:      /* in */
2308                 port = c->src.val;
2309                 io_dir_in = 1;
2310                 goto do_io;
2311         case 0xe6: /* outb */
2312         case 0xe7: /* out */
2313                 port = c->src.val;
2314                 io_dir_in = 0;
2315                 goto do_io;
2316         case 0xe8: /* call (near) */ {
2317                 long int rel = c->src.val;
2318                 c->src.val = (unsigned long) c->eip;
2319                 jmp_rel(c, rel);
2320                 emulate_push(ctxt);
2321                 break;
2322         }
2323         case 0xe9: /* jmp rel */
2324                 goto jmp;
2325         case 0xea: /* jmp far */
2326         jump_far:
2327                 if (kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, c->src2.val,
2328                                                 VCPU_SREG_CS))
2329                         goto done;
2330
2331                 c->eip = c->src.val;
2332                 break;
2333         case 0xeb:
2334               jmp:              /* jmp rel short */
2335                 jmp_rel(c, c->src.val);
2336                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2337                 break;
2338         case 0xec: /* in al,dx */
2339         case 0xed: /* in (e/r)ax,dx */
2340                 port = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2341                 io_dir_in = 1;
2342                 goto do_io;
2343         case 0xee: /* out al,dx */
2344         case 0xef: /* out (e/r)ax,dx */
2345                 port = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2346                 io_dir_in = 0;
2347         do_io:
2348                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, port,
2349                                           (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes)) {
2350                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2351                         goto done;
2352                 }
2353                 if (kvm_emulate_pio(ctxt->vcpu, io_dir_in,
2354                                    (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
2355                                    port) != 0) {
2356                         c->eip = saved_eip;
2357                         goto cannot_emulate;
2358                 }
2359                 break;
2360         case 0xf4:              /* hlt */
2361                 ctxt->vcpu->arch.halt_request = 1;
2362                 break;
2363         case 0xf5:      /* cmc */
2364                 /* complement carry flag from eflags reg */
2365                 ctxt->eflags ^= EFLG_CF;
2366                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2367                 break;
2368         case 0xf6 ... 0xf7:     /* Grp3 */
2369                 rc = emulate_grp3(ctxt, ops);
2370                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2371                         goto done;
2372                 break;
2373         case 0xf8: /* clc */
2374                 ctxt->eflags &= ~EFLG_CF;
2375                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2376                 break;
2377         case 0xfa: /* cli */
2378                 if (emulator_bad_iopl(ctxt))
2379                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2380                 else {
2381                         ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_IF;
2382                         c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2383                 }
2384                 break;
2385         case 0xfb: /* sti */
2386                 if (emulator_bad_iopl(ctxt))
2387                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2388                 else {
2389                         toggle_interruptibility(ctxt, KVM_X86_SHADOW_INT_STI);
2390                         ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_IF;
2391                         c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2392                 }
2393                 break;
2394         case 0xfc: /* cld */
2395                 ctxt->eflags &= ~EFLG_DF;
2396                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2397                 break;
2398         case 0xfd: /* std */
2399                 ctxt->eflags |= EFLG_DF;
2400                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2401                 break;
2402         case 0xfe: /* Grp4 */
2403         grp45:
2404                 rc = emulate_grp45(ctxt, ops);
2405                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2406                         goto done;
2407                 break;
2408         case 0xff: /* Grp5 */
2409                 if (c->modrm_reg == 5)
2410                         goto jump_far;
2411                 goto grp45;
2412         }
2413
2414 writeback:
2415         rc = writeback(ctxt, ops);
2416         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2417                 goto done;
2418
2419         /* Commit shadow register state. */
2420         memcpy(ctxt->vcpu->arch.regs, c->regs, sizeof c->regs);
2421         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
2422
2423 done:
2424         if (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) {
2425                 c->eip = saved_eip;
2426                 return -1;
2427         }
2428         return 0;
2429
2430 twobyte_insn:
2431         switch (c->b) {
2432         case 0x01: /* lgdt, lidt, lmsw */
2433                 switch (c->modrm_reg) {
2434                         u16 size;
2435                         unsigned long address;
2436
2437                 case 0: /* vmcall */
2438                         if (c->modrm_mod != 3 || c->modrm_rm != 1)
2439                                 goto cannot_emulate;
2440
2441                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
2442                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2443                                 goto done;
2444
2445                         /* Let the processor re-execute the fixed hypercall */
2446                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2447                         /* Disable writeback. */
2448                         c->dst.type = OP_NONE;
2449                         break;
2450                 case 2: /* lgdt */
2451                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
2452                                              &size, &address, c->op_bytes);
2453                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2454                                 goto done;
2455                         realmode_lgdt(ctxt->vcpu, size, address);
2456                         /* Disable writeback. */
2457                         c->dst.type = OP_NONE;
2458                         break;
2459                 case 3: /* lidt/vmmcall */
2460                         if (c->modrm_mod == 3) {
2461                                 switch (c->modrm_rm) {
2462                                 case 1:
2463                                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
2464                                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2465                                                 goto done;
2466                                         break;
2467                                 default:
2468                                         goto cannot_emulate;
2469                                 }
2470                         } else {
2471                                 rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
2472                                                      &size, &address,
2473                                                      c->op_bytes);
2474                                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2475                                         goto done;
2476                                 realmode_lidt(ctxt->vcpu, size, address);
2477                         }
2478                         /* Disable writeback. */
2479                         c->dst.type = OP_NONE;
2480                         break;
2481                 case 4: /* smsw */
2482                         c->dst.bytes = 2;
2483                         c->dst.val = realmode_get_cr(ctxt->vcpu, 0);
2484                         break;
2485                 case 6: /* lmsw */
2486                         realmode_lmsw(ctxt->vcpu, (u16)c->src.val,
2487                                       &ctxt->eflags);
2488                         c->dst.type = OP_NONE;
2489                         break;
2490                 case 7: /* invlpg*/
2491                         emulate_invlpg(ctxt->vcpu, memop);
2492                         /* Disable writeback. */
2493                         c->dst.type = OP_NONE;
2494                         break;
2495                 default:
2496                         goto cannot_emulate;
2497                 }
2498                 break;
2499         case 0x05:              /* syscall */
2500                 rc = emulate_syscall(ctxt);
2501                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2502                         goto done;
2503                 else
2504                         goto writeback;
2505                 break;
2506         case 0x06:
2507                 emulate_clts(ctxt->vcpu);
2508                 c->dst.type = OP_NONE;
2509                 break;
2510         case 0x08:              /* invd */
2511         case 0x09:              /* wbinvd */
2512         case 0x0d:              /* GrpP (prefetch) */
2513         case 0x18:              /* Grp16 (prefetch/nop) */
2514                 c->dst.type = OP_NONE;
2515                 break;
2516         case 0x20: /* mov cr, reg */
2517                 if (c->modrm_mod != 3)
2518                         goto cannot_emulate;
2519                 c->regs[c->modrm_rm] =
2520                                 realmode_get_cr(ctxt->vcpu, c->modrm_reg);
2521                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2522                 break;
2523         case 0x21: /* mov from dr to reg */
2524                 if (c->modrm_mod != 3)
2525                         goto cannot_emulate;
2526                 if (emulator_get_dr(ctxt, c->modrm_reg, &c->regs[c->modrm_rm]))
2527                         goto cannot_emulate;
2528                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
2529                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2530                 break;
2531         case 0x22: /* mov reg, cr */
2532                 if (c->modrm_mod != 3)
2533                         goto cannot_emulate;
2534                 realmode_set_cr(ctxt->vcpu,
2535                                 c->modrm_reg, c->modrm_val, &ctxt->eflags);
2536                 c->dst.type = OP_NONE;
2537                 break;
2538         case 0x23: /* mov from reg to dr */
2539                 if (c->modrm_mod != 3)
2540                         goto cannot_emulate;
2541                 if (emulator_set_dr(ctxt, c->modrm_reg, c->regs[c->modrm_rm]))
2542                         goto cannot_emulate;
2543                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
2544                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2545                 break;
2546         case 0x30:
2547                 /* wrmsr */
2548                 msr_data = (u32)c->regs[VCPU_REGS_RAX]
2549                         | ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RDX] << 32);
2550                 if (kvm_set_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], msr_data)) {
2551                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2552                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2553                 }
2554                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
2555                 c->dst.type = OP_NONE;
2556                 break;
2557         case 0x32:
2558                 /* rdmsr */
2559                 if (kvm_get_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], &msr_data)) {
2560                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2561                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2562                 } else {
2563                         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32)msr_data;
2564                         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = msr_data >> 32;
2565                 }
2566                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
2567                 c->dst.type = OP_NONE;
2568                 break;
2569         case 0x34:              /* sysenter */
2570                 rc = emulate_sysenter(ctxt);
2571                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2572                         goto done;
2573                 else
2574                         goto writeback;
2575                 break;
2576         case 0x35:              /* sysexit */
2577                 rc = emulate_sysexit(ctxt);
2578                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2579                         goto done;
2580                 else
2581                         goto writeback;
2582                 break;
2583         case 0x40 ... 0x4f:     /* cmov */
2584                 c->dst.val = c->dst.orig_val = c->src.val;
2585                 if (!test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2586                         c->dst.type = OP_NONE; /* no writeback */
2587                 break;
2588         case 0x80 ... 0x8f: /* jnz rel, etc*/
2589                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2590                         jmp_rel(c, c->src.val);
2591                 c->dst.type = OP_NONE;
2592                 break;
2593         case 0xa0:        /* push fs */
2594                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_FS);
2595                 break;
2596         case 0xa1:       /* pop fs */
2597                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_FS);
2598                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2599                         goto done;
2600                 break;
2601         case 0xa3:
2602               bt:               /* bt */
2603                 c->dst.type = OP_NONE;
2604                 /* only subword offset */
2605                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2606                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bt", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2607                 break;
2608         case 0xa4: /* shld imm8, r, r/m */
2609         case 0xa5: /* shld cl, r, r/m */
2610                 emulate_2op_cl("shld", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2611                 break;
2612         case 0xa8:      /* push gs */
2613                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_GS);
2614                 break;
2615         case 0xa9:      /* pop gs */
2616                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_GS);
2617                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2618                         goto done;
2619                 break;
2620         case 0xab:
2621               bts:              /* bts */
2622                 /* only subword offset */
2623                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2624                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bts", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2625                 break;
2626         case 0xac: /* shrd imm8, r, r/m */
2627         case 0xad: /* shrd cl, r, r/m */
2628                 emulate_2op_cl("shrd", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2629                 break;
2630         case 0xae:              /* clflush */
2631                 break;
2632         case 0xb0 ... 0xb1:     /* cmpxchg */
2633                 /*
2634                  * Save real source value, then compare EAX against
2635                  * destination.
2636                  */
2637                 c->src.orig_val = c->src.val;
2638                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2639                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2640                 if (ctxt->eflags & EFLG_ZF) {
2641                         /* Success: write back to memory. */
2642                         c->dst.val = c->src.orig_val;
2643                 } else {
2644                         /* Failure: write the value we saw to EAX. */
2645                         c->dst.type = OP_REG;
2646                         c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2647                 }
2648                 break;
2649         case 0xb3:
2650               btr:              /* btr */
2651                 /* only subword offset */
2652                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2653                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2654                 break;
2655         case 0xb6 ... 0xb7:     /* movzx */
2656                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2657                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (u8) c->src.val
2658                                                        : (u16) c->src.val;
2659                 break;
2660         case 0xba:              /* Grp8 */
2661                 switch (c->modrm_reg & 3) {
2662                 case 0:
2663                         goto bt;
2664                 case 1:
2665                         goto bts;
2666                 case 2:
2667                         goto btr;
2668                 case 3:
2669                         goto btc;
2670                 }
2671                 break;
2672         case 0xbb:
2673               btc:              /* btc */
2674                 /* only subword offset */
2675                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2676                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2677                 break;
2678         case 0xbe ... 0xbf:     /* movsx */
2679                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2680                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (s8) c->src.val :
2681                                                         (s16) c->src.val;
2682                 break;
2683         case 0xc3:              /* movnti */
2684                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2685                 c->dst.val = (c->op_bytes == 4) ? (u32) c->src.val :
2686                                                         (u64) c->src.val;
2687                 break;
2688         case 0xc7:              /* Grp9 (cmpxchg8b) */
2689                 rc = emulate_grp9(ctxt, ops, memop);
2690                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2691                         goto done;
2692                 c->dst.type = OP_NONE;
2693                 break;
2694         }
2695         goto writeback;
2696
2697 cannot_emulate:
2698         DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
2699         c->eip = saved_eip;
2700         return -1;
2701 }