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 No64        (1<<28)
  80 /* Source 2 operand type */
  81 #define Src2None    (0<<29)
  82 #define Src2CL      (1<<29)
  83 #define Src2ImmByte (2<<29)
  84 #define Src2One     (3<<29)
  85 #define Src2Imm16   (4<<29)
  86 #define Src2Mask    (7<<29)
  87
  88 enum {
  89         Group1_80, Group1_81, Group1_82, Group1_83,
  90         Group1A, Group3_Byte, Group3, Group4, Group5, Group7,
  91         Group8, Group9,
  92 };
  93
  94 static u32 opcode_table[256] = {
  95         /* 0x00 - 0x07 */
  96         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  97         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  98         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
  99         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 100         /* 0x08 - 0x0F */
 101         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 102         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 103         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 104         ImplicitOps | Stack | No64, 0,
 105         /* 0x10 - 0x17 */
 106         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 107         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 108         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 109         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 110         /* 0x18 - 0x1F */
 111         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 112         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 113         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 114         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 115         /* 0x20 - 0x27 */
 116         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 117         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 118         DstAcc | SrcImmByte, DstAcc | SrcImm, 0, 0,
 119         /* 0x28 - 0x2F */
 120         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 121         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 122         0, 0, 0, 0,
 123         /* 0x30 - 0x37 */
 124         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 125         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 126         0, 0, 0, 0,
 127         /* 0x38 - 0x3F */
 128         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 129         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 130         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 131         0, 0,
 132         /* 0x40 - 0x47 */
 133         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
 134         /* 0x48 - 0x4F */
 135         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
 136         /* 0x50 - 0x57 */
 137         SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack,
 138         SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack,
 139         /* 0x58 - 0x5F */
 140         DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack,
 141         DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack,
 142         /* 0x60 - 0x67 */
 143         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 144         0, DstReg | SrcMem32 | ModRM | Mov /* movsxd (x86/64) */ ,
 145         0, 0, 0, 0,
 146         /* 0x68 - 0x6F */
 147         SrcImm | Mov | Stack, 0, SrcImmByte | Mov | Stack, 0,
 148         SrcNone  | ByteOp  | ImplicitOps, SrcNone  | ImplicitOps, /* insb, insw/insd */
 149         SrcNone  | ByteOp  | ImplicitOps, SrcNone  | ImplicitOps, /* outsb, outsw/outsd */
 150         /* 0x70 - 0x77 */
 151         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 152         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 153         /* 0x78 - 0x7F */
 154         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 155         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 156         /* 0x80 - 0x87 */
 157         Group | Group1_80, Group | Group1_81,
 158         Group | Group1_82, Group | Group1_83,
 159         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 160         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 161         /* 0x88 - 0x8F */
 162         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov,
 163         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 164         DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, ModRM | DstReg,
 165         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, Group | Group1A,
 166         /* 0x90 - 0x97 */
 167         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
 168         /* 0x98 - 0x9F */
 169         0, 0, SrcImm | Src2Imm16 | No64, 0,
 170         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack, 0, 0,
 171         /* 0xA0 - 0xA7 */
 172         ByteOp | DstReg | SrcMem | Mov | MemAbs, DstReg | SrcMem | Mov | MemAbs,
 173         ByteOp | DstMem | SrcReg | Mov | MemAbs, DstMem | SrcReg | Mov | MemAbs,
 174         ByteOp | ImplicitOps | Mov | String, ImplicitOps | Mov | String,
 175         ByteOp | ImplicitOps | String, ImplicitOps | String,
 176         /* 0xA8 - 0xAF */
 177         0, 0, ByteOp | ImplicitOps | Mov | String, ImplicitOps | Mov | String,
 178         ByteOp | ImplicitOps | Mov | String, ImplicitOps | Mov | String,
 179         ByteOp | ImplicitOps | String, ImplicitOps | String,
 180         /* 0xB0 - 0xB7 */
 181         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 182         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 183         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 184         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 185         /* 0xB8 - 0xBF */
 186         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 187         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 188         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 189         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 190         /* 0xC0 - 0xC7 */
 191         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 192         0, ImplicitOps | Stack, 0, 0,
 193         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Mov, DstMem | SrcImm | ModRM | Mov,
 194         /* 0xC8 - 0xCF */
 195         0, 0, 0, ImplicitOps | Stack,
 196         ImplicitOps, SrcImmByte, ImplicitOps | No64, ImplicitOps,
 197         /* 0xD0 - 0xD7 */
 198         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
 199         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
 200         0, 0, 0, 0,
 201         /* 0xD8 - 0xDF */
 202         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 203         /* 0xE0 - 0xE7 */
 204         0, 0, 0, 0,
 205         ByteOp | SrcImmUByte, SrcImmUByte,
 206         ByteOp | SrcImmUByte, SrcImmUByte,
 207         /* 0xE8 - 0xEF */
 208         SrcImm | Stack, SrcImm | ImplicitOps,
 209         SrcImmU | Src2Imm16 | No64, SrcImmByte | ImplicitOps,
 210         SrcNone | ByteOp | ImplicitOps, SrcNone | ImplicitOps,
 211         SrcNone | ByteOp | ImplicitOps, SrcNone | ImplicitOps,
 212         /* 0xF0 - 0xF7 */
 213         0, 0, 0, 0,
 214         ImplicitOps, ImplicitOps, Group | Group3_Byte, Group | Group3,
 215         /* 0xF8 - 0xFF */
 216         ImplicitOps, 0, ImplicitOps, ImplicitOps,
 217         ImplicitOps, ImplicitOps, Group | Group4, Group | Group5,
 218 };
 219
 220 static u32 twobyte_table[256] = {
 221         /* 0x00 - 0x0F */
 222         0, Group | GroupDual | Group7, 0, 0, 0, ImplicitOps, ImplicitOps, 0,
 223         ImplicitOps, ImplicitOps, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0,
 224         /* 0x10 - 0x1F */
 225         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 226         /* 0x20 - 0x2F */
 227         ModRM | ImplicitOps, ModRM, ModRM | ImplicitOps, ModRM, 0, 0, 0, 0,
 228         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 229         /* 0x30 - 0x3F */
 230         ImplicitOps, 0, ImplicitOps, 0,
 231         ImplicitOps, ImplicitOps, 0, 0,
 232         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 233         /* 0x40 - 0x47 */
 234         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 235         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 236         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 237         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 238         /* 0x48 - 0x4F */
 239         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 240         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 241         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 242         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 243         /* 0x50 - 0x5F */
 244         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 245         /* 0x60 - 0x6F */
 246         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 247         /* 0x70 - 0x7F */
 248         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 249         /* 0x80 - 0x8F */
 250         SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm,
 251         SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm,
 252         /* 0x90 - 0x9F */
 253         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 254         /* 0xA0 - 0xA7 */
 255         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack,
 256         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
 257         DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM,
 258         DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM, 0, 0,
 259         /* 0xA8 - 0xAF */
 260         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack,
 261         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
 262         DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM,
 263         DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM,
 264         ModRM, 0,
 265         /* 0xB0 - 0xB7 */
 266         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM, 0,
 267             DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
 268         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 269             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
 270         /* 0xB8 - 0xBF */
 271         0, 0, Group | Group8, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
 272         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 273             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
 274         /* 0xC0 - 0xCF */
 275         0, 0, 0, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov,
 276         0, 0, 0, Group | GroupDual | Group9,
 277         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 278         /* 0xD0 - 0xDF */
 279         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 280         /* 0xE0 - 0xEF */
 281         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 282         /* 0xF0 - 0xFF */
 283         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
 284 };
 285
 286 static u32 group_table[] = {
 287         [Group1_80*8] =
 288         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 289         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 290         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 291         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 292         [Group1_81*8] =
 293         DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImm | ModRM,
 294         DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImm | ModRM,
 295         DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImm | ModRM,
 296         DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImm | ModRM,
 297         [Group1_82*8] =
 298         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 299         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 300         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 301         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 302         [Group1_83*8] =
 303         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 304         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 305         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 306         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 307         [Group1A*8] =
 308         DstMem | SrcNone | ModRM | Mov | Stack, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 309         [Group3_Byte*8] =
 310         ByteOp | SrcImm | DstMem | ModRM, 0,
 311         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM,
 312         0, 0, 0, 0,
 313         [Group3*8] =
 314         DstMem | SrcImm | ModRM, 0,
 315         DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
 316         0, 0, 0, 0,
 317         [Group4*8] =
 318         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM,
 319         0, 0, 0, 0, 0, 0,
 320         [Group5*8] =
 321         DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
 322         SrcMem | ModRM | Stack, 0,
 323         SrcMem | ModRM | Stack, 0, SrcMem | ModRM | Stack, 0,
 324         [Group7*8] =
 325         0, 0, ModRM | SrcMem, ModRM | SrcMem,
 326         SrcNone | ModRM | DstMem | Mov, 0,
 327         SrcMem16 | ModRM | Mov, SrcMem | ModRM | ByteOp,
 328         [Group8*8] =
 329         0, 0, 0, 0,
 330         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 331         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 332         [Group9*8] =
 333         0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 334 };
 335
 336 static u32 group2_table[] = {
 337         [Group7*8] =
 338         SrcNone | ModRM, 0, 0, SrcNone | ModRM,
 339         SrcNone | ModRM | DstMem | Mov, 0,
 340         SrcMem16 | ModRM | Mov, 0,
 341         [Group9*8] =
 342         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 343 };
 344
 345 /* EFLAGS bit definitions. */
 346 #define EFLG_VM (1<<17)
 347 #define EFLG_RF (1<<16)
 348 #define EFLG_OF (1<<11)
 349 #define EFLG_DF (1<<10)
 350 #define EFLG_IF (1<<9)
 351 #define EFLG_SF (1<<7)
 352 #define EFLG_ZF (1<<6)
 353 #define EFLG_AF (1<<4)
 354 #define EFLG_PF (1<<2)
 355 #define EFLG_CF (1<<0)
 356
 357 /*
 358  * Instruction emulation:
 359  * Most instructions are emulated directly via a fragment of inline assembly
 360  * code. This allows us to save/restore EFLAGS and thus very easily pick up
 361  * any modified flags.
 362  */
 363
 364 #if defined(CONFIG_X86_64)
 365 #define _LO32 "k"               /* force 32-bit operand */
 366 #define _STK  "%%rsp"           /* stack pointer */
 367 #elif defined(__i386__)
 368 #define _LO32 ""                /* force 32-bit operand */
 369 #define _STK  "%%esp"           /* stack pointer */
 370 #endif
 371
 372 /*
 373  * These EFLAGS bits are restored from saved value during emulation, and
 374  * any changes are written back to the saved value after emulation.
 375  */
 376 #define EFLAGS_MASK (EFLG_OF|EFLG_SF|EFLG_ZF|EFLG_AF|EFLG_PF|EFLG_CF)
 377
 378 /* Before executing instruction: restore necessary bits in EFLAGS. */
 379 #define _PRE_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp)                                   \
 380         /* EFLAGS = (_sav & _msk) | (EFLAGS & ~_msk); _sav &= ~_msk; */ \
 381         "movl %"_sav",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
 382         "push %"_tmp"; "                                                \
 383         "push %"_tmp"; "                                                \
 384         "movl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
 385         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 386         "pushf; "                                                       \
 387         "notl %"_LO32 _tmp"; "                                          \
 388         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 389         "andl %"_LO32 _tmp","__stringify(BITS_PER_LONG/4)"("_STK"); "   \
 390         "pop  %"_tmp"; "                                                \
 391         "orl  %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 392         "popf; "                                                        \
 393         "pop  %"_sav"; "
 394
 395 /* After executing instruction: write-back necessary bits in EFLAGS. */
 396 #define _POST_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp) \
 397         /* _sav |= EFLAGS & _msk; */            \
 398         "pushf; "                               \
 399         "pop  %"_tmp"; "                        \
 400         "andl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "          \
 401         "orl  %"_LO32 _tmp",%"_sav"; "
 402
 403 #ifdef CONFIG_X86_64
 404 #define ON64(x) x
 405 #else
 406 #define ON64(x)
 407 #endif
 408
 409 #define ____emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags, _x, _y, _suffix)      \
 410         do {                                                            \
 411                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 412                         _PRE_EFLAGS("0", "4", "2")                      \
 413                         _op _suffix " %"_x"3,%1; "                      \
 414                         _POST_EFLAGS("0", "4", "2")                     \
 415                         : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),            \
 416                           "=&r" (_tmp)                                  \
 417                         : _y ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK));          \
 418         } while (0)
 419
 420
 421 /* Raw emulation: instruction has two explicit operands. */
 422 #define __emulate_2op_nobyte(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 423         do {                                                            \
 424                 unsigned long _tmp;                                     \
 425                                                                         \
 426                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
 427                 case 2:                                                 \
 428                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,"w"); \
 429                         break;                                          \
 430                 case 4:                                                 \
 431                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_lx,_ly,"l"); \
 432                         break;                                          \
 433                 case 8:                                                 \
 434                         ON64(____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_qx,_qy,"q")); \
 435                         break;                                          \
 436                 }                                                       \
 437         } while (0)
 438
 439 #define __emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 440         do {                                                                 \
 441                 unsigned long _tmp;                                          \
 442                 switch ((_dst).bytes) {                                      \
 443                 case 1:                                                      \
 444                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,"b");  \
 445                         break;                                               \
 446                 default:                                                     \
 447                         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,       \
 448                                              _wx, _wy, _lx, _ly, _qx, _qy);  \
 449                         break;                                               \
 450                 }                                                            \
 451         } while (0)
 452
 453 /* Source operand is byte-sized and may be restricted to just %cl. */
 454 #define emulate_2op_SrcB(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 455         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 456                       "b", "c", "b", "c", "b", "c", "b", "c")
 457
 458 /* Source operand is byte, word, long or quad sized. */
 459 #define emulate_2op_SrcV(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 460         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 461                       "b", "q", "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 462
 463 /* Source operand is word, long or quad sized. */
 464 #define emulate_2op_SrcV_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags)               \
 465         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,                  \
 466                              "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 467
 468 /* Instruction has three operands and one operand is stored in ECX register */
 469 #define __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags, _suffix, _type)         \
 470         do {                                                                    \
 471                 unsigned long _tmp;                                             \
 472                 _type _clv  = (_cl).val;                                        \
 473                 _type _srcv = (_src).val;                                       \
 474                 _type _dstv = (_dst).val;                                       \
 475                                                                                 \
 476                 __asm__ __volatile__ (                                          \
 477                         _PRE_EFLAGS("0", "5", "2")                              \
 478                         _op _suffix " %4,%1 \n"                                 \
 479                         _POST_EFLAGS("0", "5", "2")                             \
 480                         : "=m" (_eflags), "+r" (_dstv), "=&r" (_tmp)            \
 481                         : "c" (_clv) , "r" (_srcv), "i" (EFLAGS_MASK)           \
 482                         );                                                      \
 483                                                                                 \
 484                 (_cl).val  = (unsigned long) _clv;                              \
 485                 (_src).val = (unsigned long) _srcv;                             \
 486                 (_dst).val = (unsigned long) _dstv;                             \
 487         } while (0)
 488
 489 #define emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags)                           \
 490         do {                                                                    \
 491                 switch ((_dst).bytes) {                                         \
 492                 case 2:                                                         \
 493                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
 494                                                 "w", unsigned short);           \
 495                         break;                                                  \
 496                 case 4:                                                         \
 497                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
 498                                                 "l", unsigned int);             \
 499                         break;                                                  \
 500                 case 8:                                                         \
 501                         ON64(__emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,    \
 502                                                 "q", unsigned long));           \
 503                         break;                                                  \
 504                 }                                                               \
 505         } while (0)
 506
 507 #define __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, _suffix)                      \
 508         do {                                                            \
 509                 unsigned long _tmp;                                     \
 510                                                                         \
 511                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 512                         _PRE_EFLAGS("0", "3", "2")                      \
 513                         _op _suffix " %1; "                             \
 514                         _POST_EFLAGS("0", "3", "2")                     \
 515                         : "=m" (_eflags), "+m" ((_dst).val),            \
 516                           "=&r" (_tmp)                                  \
 517                         : "i" (EFLAGS_MASK));                           \
 518         } while (0)
 519
 520 /* Instruction has only one explicit operand (no source operand). */
 521 #define emulate_1op(_op, _dst, _eflags)                                    \
 522         do {                                                            \
 523                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
 524                 case 1: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "b"); break;  \
 525                 case 2: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "w"); break;  \
 526                 case 4: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "l"); break;  \
 527                 case 8: ON64(__emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "q")); break; \
 528                 }                                                       \
 529         } while (0)
 530
 531 /* Fetch next part of the instruction being emulated. */
 532 #define insn_fetch(_type, _size, _eip)                                  \
 533 ({      unsigned long _x;                                               \
 534         rc = do_insn_fetch(ctxt, ops, (_eip), &_x, (_size));            \
 535         if (rc != 0)                                                    \
 536                 goto done;                                              \
 537         (_eip) += (_size);                                              \
 538         (_type)_x;                                                      \
 539 })
 540
 541 static inline unsigned long ad_mask(struct decode_cache *c)
 542 {
 543         return (1UL << (c->ad_bytes << 3)) - 1;
 544 }
 545
 546 /* Access/update address held in a register, based on addressing mode. */
 547 static inline unsigned long
 548 address_mask(struct decode_cache *c, unsigned long reg)
 549 {
 550         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 551                 return reg;
 552         else
 553                 return reg & ad_mask(c);
 554 }
 555
 556 static inline unsigned long
 557 register_address(struct decode_cache *c, unsigned long base, unsigned long reg)
 558 {
 559         return base + address_mask(c, reg);
 560 }
 561
 562 static inline void
 563 register_address_increment(struct decode_cache *c, unsigned long *reg, int inc)
 564 {
 565         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 566                 *reg += inc;
 567         else
 568                 *reg = (*reg & ~ad_mask(c)) | ((*reg + inc) & ad_mask(c));
 569 }
 570
 571 static inline void jmp_rel(struct decode_cache *c, int rel)
 572 {
 573         register_address_increment(c, &c->eip, rel);
 574 }
 575
 576 static void set_seg_override(struct decode_cache *c, int seg)
 577 {
 578         c->has_seg_override = true;
 579         c->seg_override = seg;
 580 }
 581
 582 static unsigned long seg_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
 583 {
 584         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && seg < VCPU_SREG_FS)
 585                 return 0;
 586
 587         return kvm_x86_ops->get_segment_base(ctxt->vcpu, seg);
 588 }
 589
 590 static unsigned long seg_override_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 591                                        struct decode_cache *c)
 592 {
 593         if (!c->has_seg_override)
 594                 return 0;
 595
 596         return seg_base(ctxt, c->seg_override);
 597 }
 598
 599 static unsigned long es_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 600 {
 601         return seg_base(ctxt, VCPU_SREG_ES);
 602 }
 603
 604 static unsigned long ss_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 605 {
 606         return seg_base(ctxt, VCPU_SREG_SS);
 607 }
 608
 609 static int do_fetch_insn_byte(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 610                               struct x86_emulate_ops *ops,
 611                               unsigned long linear, u8 *dest)
 612 {
 613         struct fetch_cache *fc = &ctxt->decode.fetch;
 614         int rc;
 615         int size;
 616
 617         if (linear < fc->start || linear >= fc->end) {
 618                 size = min(15UL, PAGE_SIZE - offset_in_page(linear));
 619                 rc = ops->fetch(linear, fc->data, size, ctxt->vcpu, NULL);
 620                 if (rc)
 621                         return rc;
 622                 fc->start = linear;
 623                 fc->end = linear + size;
 624         }
 625         *dest = fc->data[linear - fc->start];
 626         return 0;
 627 }
 628
 629 static int do_insn_fetch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 630                          struct x86_emulate_ops *ops,
 631                          unsigned long eip, void *dest, unsigned size)
 632 {
 633         int rc = 0;
 634
 635         /* x86 instructions are limited to 15 bytes. */
 636         if (eip + size - ctxt->decode.eip_orig > 15)
 637                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
 638         eip += ctxt->cs_base;
 639         while (size--) {
 640                 rc = do_fetch_insn_byte(ctxt, ops, eip++, dest++);
 641                 if (rc)
 642                         return rc;
 643         }
 644         return 0;
 645 }
 646
 647 /*
 648  * Given the 'reg' portion of a ModRM byte, and a register block, return a
 649  * pointer into the block that addresses the relevant register.
 650  * @highbyte_regs specifies whether to decode AH,CH,DH,BH.
 651  */
 652 static void *decode_register(u8 modrm_reg, unsigned long *regs,
 653                              int highbyte_regs)
 654 {
 655         void *p;
 656
 657         p = &regs[modrm_reg];
 658         if (highbyte_regs && modrm_reg >= 4 && modrm_reg < 8)
 659                 p = (unsigned char *)&regs[modrm_reg & 3] + 1;
 660         return p;
 661 }
 662
 663 static int read_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 664                            struct x86_emulate_ops *ops,
 665                            void *ptr,
 666                            u16 *size, unsigned long *address, int op_bytes)
 667 {
 668         int rc;
 669
 670         if (op_bytes == 2)
 671                 op_bytes = 3;
 672         *address = 0;
 673         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr, (unsigned long *)size, 2,
 674                            ctxt->vcpu, NULL);
 675         if (rc)
 676                 return rc;
 677         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr + 2, address, op_bytes,
 678                            ctxt->vcpu, NULL);
 679         return rc;
 680 }
 681
 682 static int test_cc(unsigned int condition, unsigned int flags)
 683 {
 684         int rc = 0;
 685
 686         switch ((condition & 15) >> 1) {
 687         case 0: /* o */
 688                 rc |= (flags & EFLG_OF);
 689                 break;
 690         case 1: /* b/c/nae */
 691                 rc |= (flags & EFLG_CF);
 692                 break;
 693         case 2: /* z/e */
 694                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 695                 break;
 696         case 3: /* be/na */
 697                 rc |= (flags & (EFLG_CF|EFLG_ZF));
 698                 break;
 699         case 4: /* s */
 700                 rc |= (flags & EFLG_SF);
 701                 break;
 702         case 5: /* p/pe */
 703                 rc |= (flags & EFLG_PF);
 704                 break;
 705         case 7: /* le/ng */
 706                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 707                 /* fall through */
 708         case 6: /* l/nge */
 709                 rc |= (!(flags & EFLG_SF) != !(flags & EFLG_OF));
 710                 break;
 711         }
 712
 713         /* Odd condition identifiers (lsb == 1) have inverted sense. */
 714         return (!!rc ^ (condition & 1));
 715 }
 716
 717 static void decode_register_operand(struct operand *op,
 718                                     struct decode_cache *c,
 719                                     int inhibit_bytereg)
 720 {
 721         unsigned reg = c->modrm_reg;
 722         int highbyte_regs = c->rex_prefix == 0;
 723
 724         if (!(c->d & ModRM))
 725                 reg = (c->b & 7) | ((c->rex_prefix & 1) << 3);
 726         op->type = OP_REG;
 727         if ((c->d & ByteOp) && !inhibit_bytereg) {
 728                 op->ptr = decode_register(reg, c->regs, highbyte_regs);
 729                 op->val = *(u8 *)op->ptr;
 730                 op->bytes = 1;
 731         } else {
 732                 op->ptr = decode_register(reg, c->regs, 0);
 733                 op->bytes = c->op_bytes;
 734                 switch (op->bytes) {
 735                 case 2:
 736                         op->val = *(u16 *)op->ptr;
 737                         break;
 738                 case 4:
 739                         op->val = *(u32 *)op->ptr;
 740                         break;
 741                 case 8:
 742                         op->val = *(u64 *) op->ptr;
 743                         break;
 744                 }
 745         }
 746         op->orig_val = op->val;
 747 }
 748
 749 static int decode_modrm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 750                         struct x86_emulate_ops *ops)
 751 {
 752         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 753         u8 sib;
 754         int index_reg = 0, base_reg = 0, scale;
 755         int rc = 0;
 756
 757         if (c->rex_prefix) {
 758                 c->modrm_reg = (c->rex_prefix & 4) << 1;        /* REX.R */
 759                 index_reg = (c->rex_prefix & 2) << 2; /* REX.X */
 760                 c->modrm_rm = base_reg = (c->rex_prefix & 1) << 3; /* REG.B */
 761         }
 762
 763         c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 764         c->modrm_mod |= (c->modrm & 0xc0) >> 6;
 765         c->modrm_reg |= (c->modrm & 0x38) >> 3;
 766         c->modrm_rm |= (c->modrm & 0x07);
 767         c->modrm_ea = 0;
 768         c->use_modrm_ea = 1;
 769
 770         if (c->modrm_mod == 3) {
 771                 c->modrm_ptr = decode_register(c->modrm_rm,
 772                                                c->regs, c->d & ByteOp);
 773                 c->modrm_val = *(unsigned long *)c->modrm_ptr;
 774                 return rc;
 775         }
 776
 777         if (c->ad_bytes == 2) {
 778                 unsigned bx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
 779                 unsigned bp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
 780                 unsigned si = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
 781                 unsigned di = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
 782
 783                 /* 16-bit ModR/M decode. */
 784                 switch (c->modrm_mod) {
 785                 case 0:
 786                         if (c->modrm_rm == 6)
 787                                 c->modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 788                         break;
 789                 case 1:
 790                         c->modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
 791                         break;
 792                 case 2:
 793                         c->modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 794                         break;
 795                 }
 796                 switch (c->modrm_rm) {
 797                 case 0:
 798                         c->modrm_ea += bx + si;
 799                         break;
 800                 case 1:
 801                         c->modrm_ea += bx + di;
 802                         break;
 803                 case 2:
 804                         c->modrm_ea += bp + si;
 805                         break;
 806                 case 3:
 807                         c->modrm_ea += bp + di;
 808                         break;
 809                 case 4:
 810                         c->modrm_ea += si;
 811                         break;
 812                 case 5:
 813                         c->modrm_ea += di;
 814                         break;
 815                 case 6:
 816                         if (c->modrm_mod != 0)
 817                                 c->modrm_ea += bp;
 818                         break;
 819                 case 7:
 820                         c->modrm_ea += bx;
 821                         break;
 822                 }
 823                 if (c->modrm_rm == 2 || c->modrm_rm == 3 ||
 824                     (c->modrm_rm == 6 && c->modrm_mod != 0))
 825                         if (!c->has_seg_override)
 826                                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_SS);
 827                 c->modrm_ea = (u16)c->modrm_ea;
 828         } else {
 829                 /* 32/64-bit ModR/M decode. */
 830                 if ((c->modrm_rm & 7) == 4) {
 831                         sib = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 832                         index_reg |= (sib >> 3) & 7;
 833                         base_reg |= sib & 7;
 834                         scale = sib >> 6;
 835
 836                         if ((base_reg & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0)
 837                                 c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 838                         else
 839                                 c->modrm_ea += c->regs[base_reg];
 840                         if (index_reg != 4)
 841                                 c->modrm_ea += c->regs[index_reg] << scale;
 842                 } else if ((c->modrm_rm & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0) {
 843                         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 844                                 c->rip_relative = 1;
 845                 } else
 846                         c->modrm_ea += c->regs[c->modrm_rm];
 847                 switch (c->modrm_mod) {
 848                 case 0:
 849                         if (c->modrm_rm == 5)
 850                                 c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 851                         break;
 852                 case 1:
 853                         c->modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
 854                         break;
 855                 case 2:
 856                         c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 857                         break;
 858                 }
 859         }
 860 done:
 861         return rc;
 862 }
 863
 864 static int decode_abs(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 865                       struct x86_emulate_ops *ops)
 866 {
 867         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 868         int rc = 0;
 869
 870         switch (c->ad_bytes) {
 871         case 2:
 872                 c->modrm_ea = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 873                 break;
 874         case 4:
 875                 c->modrm_ea = insn_fetch(u32, 4, c->eip);
 876                 break;
 877         case 8:
 878                 c->modrm_ea = insn_fetch(u64, 8, c->eip);
 879                 break;
 880         }
 881 done:
 882         return rc;
 883 }
 884
 885 int
 886 x86_decode_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
 887 {
 888         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 889         int rc = 0;
 890         int mode = ctxt->mode;
 891         int def_op_bytes, def_ad_bytes, group;
 892
 893         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation. */
 894
 895         memset(c, 0, sizeof(struct decode_cache));
 896         c->eip = c->eip_orig = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
 897         ctxt->cs_base = seg_base(ctxt, VCPU_SREG_CS);
 898         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
 899
 900         switch (mode) {
 901         case X86EMUL_MODE_REAL:
 902         case X86EMUL_MODE_VM86:
 903         case X86EMUL_MODE_PROT16:
 904                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 2;
 905                 break;
 906         case X86EMUL_MODE_PROT32:
 907                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 4;
 908                 break;
 909 #ifdef CONFIG_X86_64
 910         case X86EMUL_MODE_PROT64:
 911                 def_op_bytes = 4;
 912                 def_ad_bytes = 8;
 913                 break;
 914 #endif
 915         default:
 916                 return -1;
 917         }
 918
 919         c->op_bytes = def_op_bytes;
 920         c->ad_bytes = def_ad_bytes;
 921
 922         /* Legacy prefixes. */
 923         for (;;) {
 924                 switch (c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip)) {
 925                 case 0x66:      /* operand-size override */
 926                         /* switch between 2/4 bytes */
 927                         c->op_bytes = def_op_bytes ^ 6;
 928                         break;
 929                 case 0x67:      /* address-size override */
 930                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 931                                 /* switch between 4/8 bytes */
 932                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 12;
 933                         else
 934                                 /* switch between 2/4 bytes */
 935                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 6;
 936                         break;
 937                 case 0x26:      /* ES override */
 938                 case 0x2e:      /* CS override */
 939                 case 0x36:      /* SS override */
 940                 case 0x3e:      /* DS override */
 941                         set_seg_override(c, (c->b >> 3) & 3);
 942                         break;
 943                 case 0x64:      /* FS override */
 944                 case 0x65:      /* GS override */
 945                         set_seg_override(c, c->b & 7);
 946                         break;
 947                 case 0x40 ... 0x4f: /* REX */
 948                         if (mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
 949                                 goto done_prefixes;
 950                         c->rex_prefix = c->b;
 951                         continue;
 952                 case 0xf0:      /* LOCK */
 953                         c->lock_prefix = 1;
 954                         break;
 955                 case 0xf2:      /* REPNE/REPNZ */
 956                         c->rep_prefix = REPNE_PREFIX;
 957                         break;
 958                 case 0xf3:      /* REP/REPE/REPZ */
 959                         c->rep_prefix = REPE_PREFIX;
 960                         break;
 961                 default:
 962                         goto done_prefixes;
 963                 }
 964
 965                 /* Any legacy prefix after a REX prefix nullifies its effect. */
 966
 967                 c->rex_prefix = 0;
 968         }
 969
 970 done_prefixes:
 971
 972         /* REX prefix. */
 973         if (c->rex_prefix)
 974                 if (c->rex_prefix & 8)
 975                         c->op_bytes = 8;        /* REX.W */
 976
 977         /* Opcode byte(s). */
 978         c->d = opcode_table[c->b];
 979         if (c->d == 0) {
 980                 /* Two-byte opcode? */
 981                 if (c->b == 0x0f) {
 982                         c->twobyte = 1;
 983                         c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 984                         c->d = twobyte_table[c->b];
 985                 }
 986         }
 987
 988         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & No64)) {
 989                 kvm_report_emulation_failure(ctxt->vcpu, "invalid x86/64 instruction");;
 990                 return -1;
 991         }
 992
 993         if (c->d & Group) {
 994                 group = c->d & GroupMask;
 995                 c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 996                 --c->eip;
 997
 998                 group = (group << 3) + ((c->modrm >> 3) & 7);
 999                 if ((c->d & GroupDual) && (c->modrm >> 6) == 3)
1000                         c->d = group2_table[group];
1001                 else
1002                         c->d = group_table[group];
1003         }
1004
1005         /* Unrecognised? */
1006         if (c->d == 0) {
1007                 DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
1008                 return -1;
1009         }
1010
1011         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & Stack))
1012                 c->op_bytes = 8;
1013
1014         /* ModRM and SIB bytes. */
1015         if (c->d & ModRM)
1016                 rc = decode_modrm(ctxt, ops);
1017         else if (c->d & MemAbs)
1018                 rc = decode_abs(ctxt, ops);
1019         if (rc)
1020                 goto done;
1021
1022         if (!c->has_seg_override)
1023                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_DS);
1024
1025         if (!(!c->twobyte && c->b == 0x8d))
1026                 c->modrm_ea += seg_override_base(ctxt, c);
1027
1028         if (c->ad_bytes != 8)
1029                 c->modrm_ea = (u32)c->modrm_ea;
1030         /*
1031          * Decode and fetch the source operand: register, memory
1032          * or immediate.
1033          */
1034         switch (c->d & SrcMask) {
1035         case SrcNone:
1036                 break;
1037         case SrcReg:
1038                 decode_register_operand(&c->src, c, 0);
1039                 break;
1040         case SrcMem16:
1041                 c->src.bytes = 2;
1042                 goto srcmem_common;
1043         case SrcMem32:
1044                 c->src.bytes = 4;
1045                 goto srcmem_common;
1046         case SrcMem:
1047                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 :
1048                                                            c->op_bytes;
1049                 /* Don't fetch the address for invlpg: it could be unmapped. */
1050                 if (c->twobyte && c->b == 0x01 && c->modrm_reg == 7)
1051                         break;
1052         srcmem_common:
1053                 /*
1054                  * For instructions with a ModR/M byte, switch to register
1055                  * access if Mod = 3.
1056                  */
1057                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1058                         c->src.type = OP_REG;
1059                         c->src.val = c->modrm_val;
1060                         c->src.ptr = c->modrm_ptr;
1061                         break;
1062                 }
1063                 c->src.type = OP_MEM;
1064                 break;
1065         case SrcImm:
1066         case SrcImmU:
1067                 c->src.type = OP_IMM;
1068                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1069                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1070                 if (c->src.bytes == 8)
1071                         c->src.bytes = 4;
1072                 /* NB. Immediates are sign-extended as necessary. */
1073                 switch (c->src.bytes) {
1074                 case 1:
1075                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1076                         break;
1077                 case 2:
1078                         c->src.val = insn_fetch(s16, 2, c->eip);
1079                         break;
1080                 case 4:
1081                         c->src.val = insn_fetch(s32, 4, c->eip);
1082                         break;
1083                 }
1084                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmU) {
1085                         switch (c->src.bytes) {
1086                         case 1:
1087                                 c->src.val &= 0xff;
1088                                 break;
1089                         case 2:
1090                                 c->src.val &= 0xffff;
1091                                 break;
1092                         case 4:
1093                                 c->src.val &= 0xffffffff;
1094                                 break;
1095                         }
1096                 }
1097                 break;
1098         case SrcImmByte:
1099         case SrcImmUByte:
1100                 c->src.type = OP_IMM;
1101                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1102                 c->src.bytes = 1;
1103                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmByte)
1104                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1105                 else
1106                         c->src.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1107                 break;
1108         case SrcOne:
1109                 c->src.bytes = 1;
1110                 c->src.val = 1;
1111                 break;
1112         }
1113
1114         /*
1115          * Decode and fetch the second source operand: register, memory
1116          * or immediate.
1117          */
1118         switch (c->d & Src2Mask) {
1119         case Src2None:
1120                 break;
1121         case Src2CL:
1122                 c->src2.bytes = 1;
1123                 c->src2.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX] & 0x8;
1124                 break;
1125         case Src2ImmByte:
1126                 c->src2.type = OP_IMM;
1127                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1128                 c->src2.bytes = 1;
1129                 c->src2.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1130                 break;
1131         case Src2Imm16:
1132                 c->src2.type = OP_IMM;
1133                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1134                 c->src2.bytes = 2;
1135                 c->src2.val = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
1136                 break;
1137         case Src2One:
1138                 c->src2.bytes = 1;
1139                 c->src2.val = 1;
1140                 break;
1141         }
1142
1143         /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
1144         switch (c->d & DstMask) {
1145         case ImplicitOps:
1146                 /* Special instructions do their own operand decoding. */
1147                 return 0;
1148         case DstReg:
1149                 decode_register_operand(&c->dst, c,
1150                          c->twobyte && (c->b == 0xb6 || c->b == 0xb7));
1151                 break;
1152         case DstMem:
1153                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1154                         c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1155                         c->dst.type = OP_REG;
1156                         c->dst.val = c->dst.orig_val = c->modrm_val;
1157                         c->dst.ptr = c->modrm_ptr;
1158                         break;
1159                 }
1160                 c->dst.type = OP_MEM;
1161                 break;
1162         case DstAcc:
1163                 c->dst.type = OP_REG;
1164                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
1165                 c->dst.ptr = &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
1166                 switch (c->op_bytes) {
1167                         case 1:
1168                                 c->dst.val = *(u8 *)c->dst.ptr;
1169                                 break;
1170                         case 2:
1171                                 c->dst.val = *(u16 *)c->dst.ptr;
1172                                 break;
1173                         case 4:
1174                                 c->dst.val = *(u32 *)c->dst.ptr;
1175                                 break;
1176                 }
1177                 c->dst.orig_val = c->dst.val;
1178                 break;
1179         }
1180
1181         if (c->rip_relative)
1182                 c->modrm_ea += c->eip;
1183
1184 done:
1185         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
1186 }
1187
1188 static inline void emulate_push(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1189 {
1190         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1191
1192         c->dst.type  = OP_MEM;
1193         c->dst.bytes = c->op_bytes;
1194         c->dst.val = c->src.val;
1195         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], -c->op_bytes);
1196         c->dst.ptr = (void *) register_address(c, ss_base(ctxt),
1197                                                c->regs[VCPU_REGS_RSP]);
1198 }
1199
1200 static int emulate_pop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1201                        struct x86_emulate_ops *ops,
1202                        void *dest, int len)
1203 {
1204         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1205         int rc;
1206
1207         rc = ops->read_emulated(register_address(c, ss_base(ctxt),
1208                                                  c->regs[VCPU_REGS_RSP]),
1209                                 dest, len, ctxt->vcpu);
1210         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1211                 return rc;
1212
1213         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], len);
1214         return rc;
1215 }
1216
1217 static void emulate_push_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
1218 {
1219         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1220         struct kvm_segment segment;
1221
1222         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, &segment, seg);
1223
1224         c->src.val = segment.selector;
1225         emulate_push(ctxt);
1226 }
1227
1228 static int emulate_pop_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1229                              struct x86_emulate_ops *ops, int seg)
1230 {
1231         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1232         unsigned long selector;
1233         int rc;
1234
1235         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &selector, c->op_bytes);
1236         if (rc != 0)
1237                 return rc;
1238
1239         rc = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, (u16)selector, 1, seg);
1240         return rc;
1241 }
1242
1243 static void emulate_pusha(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1244 {
1245         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1246         unsigned long old_esp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
1247         int reg = VCPU_REGS_RAX;
1248
1249         while (reg <= VCPU_REGS_RDI) {
1250                 (reg == VCPU_REGS_RSP) ?
1251                 (c->src.val = old_esp) : (c->src.val = c->regs[reg]);
1252
1253                 emulate_push(ctxt);
1254                 ++reg;
1255         }
1256 }
1257
1258 static int emulate_popa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1259                         struct x86_emulate_ops *ops)
1260 {
1261         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1262         int rc = 0;
1263         int reg = VCPU_REGS_RDI;
1264
1265         while (reg >= VCPU_REGS_RAX) {
1266                 if (reg == VCPU_REGS_RSP) {
1267                         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP],
1268                                                         c->op_bytes);
1269                         --reg;
1270                 }
1271
1272                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->regs[reg], c->op_bytes);
1273                 if (rc != 0)
1274                         break;
1275                 --reg;
1276         }
1277         return rc;
1278 }
1279
1280 static inline int emulate_grp1a(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1281                                 struct x86_emulate_ops *ops)
1282 {
1283         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1284         int rc;
1285
1286         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->dst.bytes);
1287         if (rc != 0)
1288                 return rc;
1289         return 0;
1290 }
1291
1292 static inline void emulate_grp2(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1293 {
1294         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1295         switch (c->modrm_reg) {
1296         case 0: /* rol */
1297                 emulate_2op_SrcB("rol", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1298                 break;
1299         case 1: /* ror */
1300                 emulate_2op_SrcB("ror", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1301                 break;
1302         case 2: /* rcl */
1303                 emulate_2op_SrcB("rcl", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1304                 break;
1305         case 3: /* rcr */
1306                 emulate_2op_SrcB("rcr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1307                 break;
1308         case 4: /* sal/shl */
1309         case 6: /* sal/shl */
1310                 emulate_2op_SrcB("sal", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1311                 break;
1312         case 5: /* shr */
1313                 emulate_2op_SrcB("shr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1314                 break;
1315         case 7: /* sar */
1316                 emulate_2op_SrcB("sar", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1317                 break;
1318         }
1319 }
1320
1321 static inline int emulate_grp3(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1322                                struct x86_emulate_ops *ops)
1323 {
1324         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1325         int rc = 0;
1326
1327         switch (c->modrm_reg) {
1328         case 0 ... 1:   /* test */
1329                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1330                 break;
1331         case 2: /* not */
1332                 c->dst.val = ~c->dst.val;
1333                 break;
1334         case 3: /* neg */
1335                 emulate_1op("neg", c->dst, ctxt->eflags);
1336                 break;
1337         default:
1338                 DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
1339                 rc = X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1340                 break;
1341         }
1342         return rc;
1343 }
1344
1345 static inline int emulate_grp45(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1346                                struct x86_emulate_ops *ops)
1347 {
1348         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1349
1350         switch (c->modrm_reg) {
1351         case 0: /* inc */
1352                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
1353                 break;
1354         case 1: /* dec */
1355                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
1356                 break;
1357         case 2: /* call near abs */ {
1358                 long int old_eip;
1359                 old_eip = c->eip;
1360                 c->eip = c->src.val;
1361                 c->src.val = old_eip;
1362                 emulate_push(ctxt);
1363                 break;
1364         }
1365         case 4: /* jmp abs */
1366                 c->eip = c->src.val;
1367                 break;
1368         case 6: /* push */
1369                 emulate_push(ctxt);
1370                 break;
1371         }
1372         return 0;
1373 }
1374
1375 static inline int emulate_grp9(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1376                                struct x86_emulate_ops *ops,
1377                                unsigned long memop)
1378 {
1379         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1380         u64 old, new;
1381         int rc;
1382
1383         rc = ops->read_emulated(memop, &old, 8, ctxt->vcpu);
1384         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1385                 return rc;
1386
1387         if (((u32) (old >> 0) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RAX]) ||
1388             ((u32) (old >> 32) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RDX])) {
1389
1390                 c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32) (old >> 0);
1391                 c->regs[VCPU_REGS_RDX] = (u32) (old >> 32);
1392                 ctxt->eflags &= ~EFLG_ZF;
1393
1394         } else {
1395                 new = ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RCX] << 32) |
1396                        (u32) c->regs[VCPU_REGS_RBX];
1397
1398                 rc = ops->cmpxchg_emulated(memop, &old, &new, 8, ctxt->vcpu);
1399                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1400                         return rc;
1401                 ctxt->eflags |= EFLG_ZF;
1402         }
1403         return 0;
1404 }
1405
1406 static int emulate_ret_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1407                            struct x86_emulate_ops *ops)
1408 {
1409         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1410         int rc;
1411         unsigned long cs;
1412
1413         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->eip, c->op_bytes);
1414         if (rc)
1415                 return rc;
1416         if (c->op_bytes == 4)
1417                 c->eip = (u32)c->eip;
1418         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &cs, c->op_bytes);
1419         if (rc)
1420                 return rc;
1421         rc = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, (u16)cs, 1, VCPU_SREG_CS);
1422         return rc;
1423 }
1424
1425 static inline int writeback(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1426                             struct x86_emulate_ops *ops)
1427 {
1428         int rc;
1429         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1430
1431         switch (c->dst.type) {
1432         case OP_REG:
1433                 /* The 4-byte case *is* correct:
1434                  * in 64-bit mode we zero-extend.
1435                  */
1436                 switch (c->dst.bytes) {
1437                 case 1:
1438                         *(u8 *)c->dst.ptr = (u8)c->dst.val;
1439                         break;
1440                 case 2:
1441                         *(u16 *)c->dst.ptr = (u16)c->dst.val;
1442                         break;
1443                 case 4:
1444                         *c->dst.ptr = (u32)c->dst.val;
1445                         break;  /* 64b: zero-ext */
1446                 case 8:
1447                         *c->dst.ptr = c->dst.val;
1448                         break;
1449                 }
1450                 break;
1451         case OP_MEM:
1452                 if (c->lock_prefix)
1453                         rc = ops->cmpxchg_emulated(
1454                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1455                                         &c->dst.orig_val,
1456                                         &c->dst.val,
1457                                         c->dst.bytes,
1458                                         ctxt->vcpu);
1459                 else
1460                         rc = ops->write_emulated(
1461                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1462                                         &c->dst.val,
1463                                         c->dst.bytes,
1464                                         ctxt->vcpu);
1465                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1466                         return rc;
1467                 break;
1468         case OP_NONE:
1469                 /* no writeback */
1470                 break;
1471         default:
1472                 break;
1473         }
1474         return 0;
1475 }
1476
1477 static void toggle_interruptibility(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u32 mask)
1478 {
1479         u32 int_shadow = kvm_x86_ops->get_interrupt_shadow(ctxt->vcpu, mask);
1480         /*
1481          * an sti; sti; sequence only disable interrupts for the first
1482          * instruction. So, if the last instruction, be it emulated or
1483          * not, left the system with the INT_STI flag enabled, it
1484          * means that the last instruction is an sti. We should not
1485          * leave the flag on in this case. The same goes for mov ss
1486          */
1487         if (!(int_shadow & mask))
1488                 ctxt->interruptibility = mask;
1489 }
1490
1491 static inline void
1492 setup_syscalls_segments(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1493         struct kvm_segment *cs, struct kvm_segment *ss)
1494 {
1495         memset(cs, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1496         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, cs, VCPU_SREG_CS);
1497         memset(ss, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1498
1499         cs->l = 0;              /* will be adjusted later */
1500         cs->base = 0;           /* flat segment */
1501         cs->g = 1;              /* 4kb granularity */
1502         cs->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1503         cs->type = 0x0b;        /* Read, Execute, Accessed */
1504         cs->s = 1;
1505         cs->dpl = 0;            /* will be adjusted later */
1506         cs->present = 1;
1507         cs->db = 1;
1508
1509         ss->unusable = 0;
1510         ss->base = 0;           /* flat segment */
1511         ss->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1512         ss->g = 1;              /* 4kb granularity */
1513         ss->s = 1;
1514         ss->type = 0x03;        /* Read/Write, Accessed */
1515         ss->db = 1;             /* 32bit stack segment */
1516         ss->dpl = 0;
1517         ss->present = 1;
1518 }
1519
1520 static int
1521 emulate_syscall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1522 {
1523         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1524         struct kvm_segment cs, ss;
1525         u64 msr_data;
1526
1527         /* syscall is not available in real mode */
1528         if (c->lock_prefix || ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL
1529             || ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
1530                 return -1;
1531
1532         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1533
1534         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1535         msr_data >>= 32;
1536         cs.selector = (u16)(msr_data & 0xfffc);
1537         ss.selector = (u16)(msr_data + 8);
1538
1539         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1540                 cs.db = 0;
1541                 cs.l = 1;
1542         }
1543         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1544         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1545
1546         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = c->eip;
1547         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1548 #ifdef CONFIG_X86_64
1549                 c->regs[VCPU_REGS_R11] = ctxt->eflags & ~EFLG_RF;
1550
1551                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu,
1552                         ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 ?
1553                         MSR_LSTAR : MSR_CSTAR, &msr_data);
1554                 c->eip = msr_data;
1555
1556                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_SYSCALL_MASK, &msr_data);
1557                 ctxt->eflags &= ~(msr_data | EFLG_RF);
1558 #endif
1559         } else {
1560                 /* legacy mode */
1561                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1562                 c->eip = (u32)msr_data;
1563
1564                 ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1565         }
1566
1567         return 0;
1568 }
1569
1570 static int
1571 emulate_sysenter(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1572 {
1573         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1574         struct kvm_segment cs, ss;
1575         u64 msr_data;
1576
1577         /* inject #UD if LOCK prefix is used */
1578         if (c->lock_prefix)
1579                 return -1;
1580
1581         /* inject #GP if in real mode */
1582         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL) {
1583                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1584                 return -1;
1585         }
1586
1587         /* XXX sysenter/sysexit have not been tested in 64bit mode.
1588         * Therefore, we inject an #UD.
1589         */
1590         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
1591                 return -1;
1592
1593         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1594
1595         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1596         switch (ctxt->mode) {
1597         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1598                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1599                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1600                         return -1;
1601                 }
1602                 break;
1603         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1604                 if (msr_data == 0x0) {
1605                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1606                         return -1;
1607                 }
1608                 break;
1609         }
1610
1611         ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1612         cs.selector = (u16)msr_data;
1613         cs.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1614         ss.selector = cs.selector + 8;
1615         ss.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1616         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64
1617                 || is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1618                 cs.db = 0;
1619                 cs.l = 1;
1620         }
1621
1622         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1623         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1624
1625         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_EIP, &msr_data);
1626         c->eip = msr_data;
1627
1628         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_ESP, &msr_data);
1629         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = msr_data;
1630
1631         return 0;
1632 }
1633
1634 static int
1635 emulate_sysexit(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1636 {
1637         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1638         struct kvm_segment cs, ss;
1639         u64 msr_data;
1640         int usermode;
1641
1642         /* inject #UD if LOCK prefix is used */
1643         if (c->lock_prefix)
1644                 return -1;
1645
1646         /* inject #GP if in real mode or Virtual 8086 mode */
1647         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
1648             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86) {
1649                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1650                 return -1;
1651         }
1652
1653         /* sysexit must be called from CPL 0 */
1654         if (kvm_x86_ops->get_cpl(ctxt->vcpu) != 0) {
1655                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1656                 return -1;
1657         }
1658
1659         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1660
1661         if ((c->rex_prefix & 0x8) != 0x0)
1662                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT64;
1663         else
1664                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT32;
1665
1666         cs.dpl = 3;
1667         ss.dpl = 3;
1668         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1669         switch (usermode) {
1670         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1671                 cs.selector = (u16)(msr_data + 16);
1672                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1673                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1674                         return -1;
1675                 }
1676                 ss.selector = (u16)(msr_data + 24);
1677                 break;
1678         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1679                 cs.selector = (u16)(msr_data + 32);
1680                 if (msr_data == 0x0) {
1681                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1682                         return -1;
1683                 }
1684                 ss.selector = cs.selector + 8;
1685                 cs.db = 0;
1686                 cs.l = 1;
1687                 break;
1688         }
1689         cs.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
1690         ss.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
1691
1692         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1693         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1694
1695         c->eip = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RDX];
1696         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RCX];
1697
1698         return 0;
1699 }
1700
1701 static bool emulator_bad_iopl(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1702 {
1703         int iopl;
1704         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL)
1705                 return false;
1706         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
1707                 return true;
1708         iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
1709         return kvm_x86_ops->get_cpl(ctxt->vcpu) > iopl;
1710 }
1711
1712 static bool emulator_io_port_access_allowed(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1713                                             struct x86_emulate_ops *ops,
1714                                             u16 port, u16 len)
1715 {
1716         struct kvm_segment tr_seg;
1717         int r;
1718         u16 io_bitmap_ptr;
1719         u8 perm, bit_idx = port & 0x7;
1720         unsigned mask = (1 << len) - 1;
1721
1722         kvm_get_segment(ctxt->vcpu, &tr_seg, VCPU_SREG_TR);
1723         if (tr_seg.unusable)
1724                 return false;
1725         if (tr_seg.limit < 103)
1726                 return false;
1727         r = ops->read_std(tr_seg.base + 102, &io_bitmap_ptr, 2, ctxt->vcpu,
1728                           NULL);
1729         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
1730                 return false;
1731         if (io_bitmap_ptr + port/8 > tr_seg.limit)
1732                 return false;
1733         r = ops->read_std(tr_seg.base + io_bitmap_ptr + port/8, &perm, 1,
1734                           ctxt->vcpu, NULL);
1735         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
1736                 return false;
1737         if ((perm >> bit_idx) & mask)
1738                 return false;
1739         return true;
1740 }
1741
1742 static bool emulator_io_permited(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1743                                  struct x86_emulate_ops *ops,
1744                                  u16 port, u16 len)
1745 {
1746         if (emulator_bad_iopl(ctxt))
1747                 if (!emulator_io_port_access_allowed(ctxt, ops, port, len))
1748                         return false;
1749         return true;
1750 }
1751
1752 int
1753 x86_emulate_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
1754 {
1755         unsigned long memop = 0;
1756         u64 msr_data;
1757         unsigned long saved_eip = 0;
1758         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1759         unsigned int port;
1760         int io_dir_in;
1761         int rc = 0;
1762
1763         ctxt->interruptibility = 0;
1764
1765         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation.
1766          * NOTE: we can copy them from vcpu as x86_decode_insn() doesn't
1767          * modify them.
1768          */
1769
1770         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
1771         saved_eip = c->eip;
1772
1773         if (((c->d & ModRM) && (c->modrm_mod != 3)) || (c->d & MemAbs))
1774                 memop = c->modrm_ea;
1775
1776         if (c->rep_prefix && (c->d & String)) {
1777                 /* All REP prefixes have the same first termination condition */
1778                 if (c->regs[VCPU_REGS_RCX] == 0) {
1779                         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1780                         goto done;
1781                 }
1782                 /* The second termination condition only applies for REPE
1783                  * and REPNE. Test if the repeat string operation prefix is
1784                  * REPE/REPZ or REPNE/REPNZ and if it's the case it tests the
1785                  * corresponding termination condition according to:
1786                  *      - if REPE/REPZ and ZF = 0 then done
1787                  *      - if REPNE/REPNZ and ZF = 1 then done
1788                  */
1789                 if ((c->b == 0xa6) || (c->b == 0xa7) ||
1790                                 (c->b == 0xae) || (c->b == 0xaf)) {
1791                         if ((c->rep_prefix == REPE_PREFIX) &&
1792                                 ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == 0)) {
1793                                         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1794                                         goto done;
1795                         }
1796                         if ((c->rep_prefix == REPNE_PREFIX) &&
1797                                 ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == EFLG_ZF)) {
1798                                 kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1799                                 goto done;
1800                         }
1801                 }
1802                 c->regs[VCPU_REGS_RCX]--;
1803                 c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
1804         }
1805
1806         if (c->src.type == OP_MEM) {
1807                 c->src.ptr = (unsigned long *)memop;
1808                 c->src.val = 0;
1809                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src.ptr,
1810                                         &c->src.val,
1811                                         c->src.bytes,
1812                                         ctxt->vcpu);
1813                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1814                         goto done;
1815                 c->src.orig_val = c->src.val;
1816         }
1817
1818         if ((c->d & DstMask) == ImplicitOps)
1819                 goto special_insn;
1820
1821
1822         if (c->dst.type == OP_MEM) {
1823                 c->dst.ptr = (unsigned long *)memop;
1824                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1825                 c->dst.val = 0;
1826                 if (c->d & BitOp) {
1827                         unsigned long mask = ~(c->dst.bytes * 8 - 1);
1828
1829                         c->dst.ptr = (void *)c->dst.ptr +
1830                                                    (c->src.val & mask) / 8;
1831                 }
1832                 if (!(c->d & Mov)) {
1833                         /* optimisation - avoid slow emulated read */
1834                         rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->dst.ptr,
1835                                                 &c->dst.val,
1836                                                 c->dst.bytes,
1837                                                 ctxt->vcpu);
1838                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1839                                 goto done;
1840                 }
1841         }
1842         c->dst.orig_val = c->dst.val;
1843
1844 special_insn:
1845
1846         if (c->twobyte)
1847                 goto twobyte_insn;
1848
1849         switch (c->b) {
1850         case 0x00 ... 0x05:
1851               add:              /* add */
1852                 emulate_2op_SrcV("add", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1853                 break;
1854         case 0x06:              /* push es */
1855                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_ES);
1856                 break;
1857         case 0x07:              /* pop es */
1858                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_ES);
1859                 if (rc != 0)
1860                         goto done;
1861                 break;
1862         case 0x08 ... 0x0d:
1863               or:               /* or */
1864                 emulate_2op_SrcV("or", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1865                 break;
1866         case 0x0e:              /* push cs */
1867                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_CS);
1868                 break;
1869         case 0x10 ... 0x15:
1870               adc:              /* adc */
1871                 emulate_2op_SrcV("adc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1872                 break;
1873         case 0x16:              /* push ss */
1874                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_SS);
1875                 break;
1876         case 0x17:              /* pop ss */
1877                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_SS);
1878                 if (rc != 0)
1879                         goto done;
1880                 break;
1881         case 0x18 ... 0x1d:
1882               sbb:              /* sbb */
1883                 emulate_2op_SrcV("sbb", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1884                 break;
1885         case 0x1e:              /* push ds */
1886                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_DS);
1887                 break;
1888         case 0x1f:              /* pop ds */
1889                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_DS);
1890                 if (rc != 0)
1891                         goto done;
1892                 break;
1893         case 0x20 ... 0x25:
1894               and:              /* and */
1895                 emulate_2op_SrcV("and", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1896                 break;
1897         case 0x28 ... 0x2d:
1898               sub:              /* sub */
1899                 emulate_2op_SrcV("sub", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1900                 break;
1901         case 0x30 ... 0x35:
1902               xor:              /* xor */
1903                 emulate_2op_SrcV("xor", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1904                 break;
1905         case 0x38 ... 0x3d:
1906               cmp:              /* cmp */
1907                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1908                 break;
1909         case 0x40 ... 0x47: /* inc r16/r32 */
1910                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
1911                 break;
1912         case 0x48 ... 0x4f: /* dec r16/r32 */
1913                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
1914                 break;
1915         case 0x50 ... 0x57:  /* push reg */
1916                 emulate_push(ctxt);
1917                 break;
1918         case 0x58 ... 0x5f: /* pop reg */
1919         pop_instruction:
1920                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
1921                 if (rc != 0)
1922                         goto done;
1923                 break;
1924         case 0x60:      /* pusha */
1925                 emulate_pusha(ctxt);
1926                 break;
1927         case 0x61:      /* popa */
1928                 rc = emulate_popa(ctxt, ops);
1929                 if (rc != 0)
1930                         goto done;
1931                 break;
1932         case 0x63:              /* movsxd */
1933                 if (ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
1934                         goto cannot_emulate;
1935                 c->dst.val = (s32) c->src.val;
1936                 break;
1937         case 0x68: /* push imm */
1938         case 0x6a: /* push imm8 */
1939                 emulate_push(ctxt);
1940                 break;
1941         case 0x6c:              /* insb */
1942         case 0x6d:              /* insw/insd */
1943                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->regs[VCPU_REGS_RDX],
1944                                           (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes)) {
1945                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1946                         goto done;
1947                 }
1948                 if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu,
1949                                 1,
1950                                 (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
1951                                 c->rep_prefix ?
1952                                 address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1,
1953                                 (ctxt->eflags & EFLG_DF),
1954                                 register_address(c, es_base(ctxt),
1955                                                  c->regs[VCPU_REGS_RDI]),
1956                                 c->rep_prefix,
1957                                 c->regs[VCPU_REGS_RDX]) == 0) {
1958                         c->eip = saved_eip;
1959                         return -1;
1960                 }
1961                 return 0;
1962         case 0x6e:              /* outsb */
1963         case 0x6f:              /* outsw/outsd */
1964                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->regs[VCPU_REGS_RDX],
1965                                           (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes)) {
1966                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1967                         goto done;
1968                 }
1969                 if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu,
1970                                 0,
1971                                 (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
1972                                 c->rep_prefix ?
1973                                 address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1,
1974                                 (ctxt->eflags & EFLG_DF),
1975                                          register_address(c,
1976                                           seg_override_base(ctxt, c),
1977                                                  c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
1978                                 c->rep_prefix,
1979                                 c->regs[VCPU_REGS_RDX]) == 0) {
1980                         c->eip = saved_eip;
1981                         return -1;
1982                 }
1983                 return 0;
1984         case 0x70 ... 0x7f: /* jcc (short) */
1985                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
1986                         jmp_rel(c, c->src.val);
1987                 break;
1988         case 0x80 ... 0x83:     /* Grp1 */
1989                 switch (c->modrm_reg) {
1990                 case 0:
1991                         goto add;
1992                 case 1:
1993                         goto or;
1994                 case 2:
1995                         goto adc;
1996                 case 3:
1997                         goto sbb;
1998                 case 4:
1999                         goto and;
2000                 case 5:
2001                         goto sub;
2002                 case 6:
2003                         goto xor;
2004                 case 7:
2005                         goto cmp;
2006                 }
2007                 break;
2008         case 0x84 ... 0x85:
2009                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2010                 break;
2011         case 0x86 ... 0x87:     /* xchg */
2012         xchg:
2013                 /* Write back the register source. */
2014                 switch (c->dst.bytes) {
2015                 case 1:
2016                         *(u8 *) c->src.ptr = (u8) c->dst.val;
2017                         break;
2018                 case 2:
2019                         *(u16 *) c->src.ptr = (u16) c->dst.val;
2020                         break;
2021                 case 4:
2022                         *c->src.ptr = (u32) c->dst.val;
2023                         break;  /* 64b reg: zero-extend */
2024                 case 8:
2025                         *c->src.ptr = c->dst.val;
2026                         break;
2027                 }
2028                 /*
2029                  * Write back the memory destination with implicit LOCK
2030                  * prefix.
2031                  */
2032                 c->dst.val = c->src.val;
2033                 c->lock_prefix = 1;
2034                 break;
2035         case 0x88 ... 0x8b:     /* mov */
2036                 goto mov;
2037         case 0x8c: { /* mov r/m, sreg */
2038                 struct kvm_segment segreg;
2039
2040                 if (c->modrm_reg <= 5)
2041                         kvm_get_segment(ctxt->vcpu, &segreg, c->modrm_reg);
2042                 else {
2043                         printk(KERN_INFO "0x8c: Invalid segreg in modrm byte 0x%02x\n",
2044                                c->modrm);
2045                         goto cannot_emulate;
2046                 }
2047                 c->dst.val = segreg.selector;
2048                 break;
2049         }
2050         case 0x8d: /* lea r16/r32, m */
2051                 c->dst.val = c->modrm_ea;
2052                 break;
2053         case 0x8e: { /* mov seg, r/m16 */
2054                 uint16_t sel;
2055                 int type_bits;
2056                 int err;
2057
2058                 sel = c->src.val;
2059                 if (c->modrm_reg == VCPU_SREG_SS)
2060                         toggle_interruptibility(ctxt, X86_SHADOW_INT_MOV_SS);
2061
2062                 if (c->modrm_reg <= 5) {
2063                         type_bits = (c->modrm_reg == 1) ? 9 : 1;
2064                         err = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, sel,
2065                                                           type_bits, c->modrm_reg);
2066                 } else {
2067                         printk(KERN_INFO "Invalid segreg in modrm byte 0x%02x\n",
2068                                         c->modrm);
2069                         goto cannot_emulate;
2070                 }
2071
2072                 if (err < 0)
2073                         goto cannot_emulate;
2074
2075                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2076                 break;
2077         }
2078         case 0x8f:              /* pop (sole member of Grp1a) */
2079                 rc = emulate_grp1a(ctxt, ops);
2080                 if (rc != 0)
2081                         goto done;
2082                 break;
2083         case 0x90: /* nop / xchg r8,rax */
2084                 if (!(c->rex_prefix & 1)) { /* nop */
2085                         c->dst.type = OP_NONE;
2086                         break;
2087                 }
2088         case 0x91 ... 0x97: /* xchg reg,rax */
2089                 c->src.type = c->dst.type = OP_REG;
2090                 c->src.bytes = c->dst.bytes = c->op_bytes;
2091                 c->src.ptr = (unsigned long *) &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2092                 c->src.val = *(c->src.ptr);
2093                 goto xchg;
2094         case 0x9c: /* pushf */
2095                 c->src.val =  (unsigned long) ctxt->eflags;
2096                 emulate_push(ctxt);
2097                 break;
2098         case 0x9d: /* popf */
2099                 c->dst.type = OP_REG;
2100                 c->dst.ptr = (unsigned long *) &ctxt->eflags;
2101                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2102                 goto pop_instruction;
2103         case 0xa0 ... 0xa1:     /* mov */
2104                 c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2105                 c->dst.val = c->src.val;
2106                 break;
2107         case 0xa2 ... 0xa3:     /* mov */
2108                 c->dst.val = (unsigned long)c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2109                 break;
2110         case 0xa4 ... 0xa5:     /* movs */
2111                 c->dst.type = OP_MEM;
2112                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2113                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2114                                                    es_base(ctxt),
2115                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2116                 rc = ops->read_emulated(register_address(c,
2117                                                 seg_override_base(ctxt, c),
2118                                                 c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
2119                                         &c->dst.val,
2120                                         c->dst.bytes, ctxt->vcpu);
2121                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2122                         goto done;
2123                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2124                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2125                                                            : c->dst.bytes);
2126                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2127                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2128                                                            : c->dst.bytes);
2129                 break;
2130         case 0xa6 ... 0xa7:     /* cmps */
2131                 c->src.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2132                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2133                 c->src.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2134                                        seg_override_base(ctxt, c),
2135                                                    c->regs[VCPU_REGS_RSI]);
2136                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src.ptr,
2137                                         &c->src.val,
2138                                         c->src.bytes,
2139                                         ctxt->vcpu);
2140                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2141                         goto done;
2142
2143                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2144                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2145                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2146                                                    es_base(ctxt),
2147                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2148                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->dst.ptr,
2149                                         &c->dst.val,
2150                                         c->dst.bytes,
2151                                         ctxt->vcpu);
2152                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2153                         goto done;
2154
2155                 DPRINTF("cmps: mem1=0x%p mem2=0x%p\n", c->src.ptr, c->dst.ptr);
2156
2157                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2158
2159                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2160                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->src.bytes
2161                                                                   : c->src.bytes);
2162                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2163                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2164                                                                   : c->dst.bytes);
2165
2166                 break;
2167         case 0xaa ... 0xab:     /* stos */
2168                 c->dst.type = OP_MEM;
2169                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2170                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2171                                                    es_base(ctxt),
2172                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2173                 c->dst.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2174                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2175                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2176                                                            : c->dst.bytes);
2177                 break;
2178         case 0xac ... 0xad:     /* lods */
2179                 c->dst.type = OP_REG;
2180                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2181                 c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2182                 rc = ops->read_emulated(register_address(c,
2183                                                 seg_override_base(ctxt, c),
2184                                                 c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
2185                                         &c->dst.val,
2186                                         c->dst.bytes,
2187                                         ctxt->vcpu);
2188                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2189                         goto done;
2190                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2191                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2192                                                            : c->dst.bytes);
2193                 break;
2194         case 0xae ... 0xaf:     /* scas */
2195                 DPRINTF("Urk! I don't handle SCAS.\n");
2196                 goto cannot_emulate;
2197         case 0xb0 ... 0xbf: /* mov r, imm */
2198                 goto mov;
2199         case 0xc0 ... 0xc1:
2200                 emulate_grp2(ctxt);
2201                 break;
2202         case 0xc3: /* ret */
2203                 c->dst.type = OP_REG;
2204                 c->dst.ptr = &c->eip;
2205                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2206                 goto pop_instruction;
2207         case 0xc6 ... 0xc7:     /* mov (sole member of Grp11) */
2208         mov:
2209                 c->dst.val = c->src.val;
2210                 break;
2211         case 0xcb:              /* ret far */
2212                 rc = emulate_ret_far(ctxt, ops);
2213                 if (rc)
2214                         goto done;
2215                 break;
2216         case 0xd0 ... 0xd1:     /* Grp2 */
2217                 c->src.val = 1;
2218                 emulate_grp2(ctxt);
2219                 break;
2220         case 0xd2 ... 0xd3:     /* Grp2 */
2221                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
2222                 emulate_grp2(ctxt);
2223                 break;
2224         case 0xe4:      /* inb */
2225         case 0xe5:      /* in */
2226                 port = c->src.val;
2227                 io_dir_in = 1;
2228                 goto do_io;
2229         case 0xe6: /* outb */
2230         case 0xe7: /* out */
2231                 port = c->src.val;
2232                 io_dir_in = 0;
2233                 goto do_io;
2234         case 0xe8: /* call (near) */ {
2235                 long int rel = c->src.val;
2236                 c->src.val = (unsigned long) c->eip;
2237                 jmp_rel(c, rel);
2238                 emulate_push(ctxt);
2239                 break;
2240         }
2241         case 0xe9: /* jmp rel */
2242                 goto jmp;
2243         case 0xea: /* jmp far */
2244                 if (kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, c->src2.val, 9,
2245                                         VCPU_SREG_CS) < 0) {
2246                         DPRINTF("jmp far: Failed to load CS descriptor\n");
2247                         goto cannot_emulate;
2248                 }
2249
2250                 c->eip = c->src.val;
2251                 break;
2252         case 0xeb:
2253               jmp:              /* jmp rel short */
2254                 jmp_rel(c, c->src.val);
2255                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2256                 break;
2257         case 0xec: /* in al,dx */
2258         case 0xed: /* in (e/r)ax,dx */
2259                 port = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2260                 io_dir_in = 1;
2261                 goto do_io;
2262         case 0xee: /* out al,dx */
2263         case 0xef: /* out (e/r)ax,dx */
2264                 port = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2265                 io_dir_in = 0;
2266         do_io:
2267                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, port,
2268                                           (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes)) {
2269                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2270                         goto done;
2271                 }
2272                 if (kvm_emulate_pio(ctxt->vcpu, io_dir_in,
2273                                    (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
2274                                    port) != 0) {
2275                         c->eip = saved_eip;
2276                         goto cannot_emulate;
2277                 }
2278                 break;
2279         case 0xf4:              /* hlt */
2280                 ctxt->vcpu->arch.halt_request = 1;
2281                 break;
2282         case 0xf5:      /* cmc */
2283                 /* complement carry flag from eflags reg */
2284                 ctxt->eflags ^= EFLG_CF;
2285                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2286                 break;
2287         case 0xf6 ... 0xf7:     /* Grp3 */
2288                 rc = emulate_grp3(ctxt, ops);
2289                 if (rc != 0)
2290                         goto done;
2291                 break;
2292         case 0xf8: /* clc */
2293                 ctxt->eflags &= ~EFLG_CF;
2294                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2295                 break;
2296         case 0xfa: /* cli */
2297                 if (emulator_bad_iopl(ctxt))
2298                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2299                 else {
2300                         ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_IF;
2301                         c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2302                 }
2303                 break;
2304         case 0xfb: /* sti */
2305                 if (emulator_bad_iopl(ctxt))
2306                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2307                 else {
2308                         toggle_interruptibility(ctxt, X86_SHADOW_INT_STI);
2309                         ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_IF;
2310                         c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2311                 }
2312                 break;
2313         case 0xfc: /* cld */
2314                 ctxt->eflags &= ~EFLG_DF;
2315                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2316                 break;
2317         case 0xfd: /* std */
2318                 ctxt->eflags |= EFLG_DF;
2319                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2320                 break;
2321         case 0xfe ... 0xff:     /* Grp4/Grp5 */
2322                 rc = emulate_grp45(ctxt, ops);
2323                 if (rc != 0)
2324                         goto done;
2325                 break;
2326         }
2327
2328 writeback:
2329         rc = writeback(ctxt, ops);
2330         if (rc != 0)
2331                 goto done;
2332
2333         /* Commit shadow register state. */
2334         memcpy(ctxt->vcpu->arch.regs, c->regs, sizeof c->regs);
2335         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
2336
2337 done:
2338         if (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) {
2339                 c->eip = saved_eip;
2340                 return -1;
2341         }
2342         return 0;
2343
2344 twobyte_insn:
2345         switch (c->b) {
2346         case 0x01: /* lgdt, lidt, lmsw */
2347                 switch (c->modrm_reg) {
2348                         u16 size;
2349                         unsigned long address;
2350
2351                 case 0: /* vmcall */
2352                         if (c->modrm_mod != 3 || c->modrm_rm != 1)
2353                                 goto cannot_emulate;
2354
2355                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
2356                         if (rc)
2357                                 goto done;
2358
2359                         /* Let the processor re-execute the fixed hypercall */
2360                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2361                         /* Disable writeback. */
2362                         c->dst.type = OP_NONE;
2363                         break;
2364                 case 2: /* lgdt */
2365                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
2366                                              &size, &address, c->op_bytes);
2367                         if (rc)
2368                                 goto done;
2369                         realmode_lgdt(ctxt->vcpu, size, address);
2370                         /* Disable writeback. */
2371                         c->dst.type = OP_NONE;
2372                         break;
2373                 case 3: /* lidt/vmmcall */
2374                         if (c->modrm_mod == 3) {
2375                                 switch (c->modrm_rm) {
2376                                 case 1:
2377                                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
2378                                         if (rc)
2379                                                 goto done;
2380                                         break;
2381                                 default:
2382                                         goto cannot_emulate;
2383                                 }
2384                         } else {
2385                                 rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
2386                                                      &size, &address,
2387                                                      c->op_bytes);
2388                                 if (rc)
2389                                         goto done;
2390                                 realmode_lidt(ctxt->vcpu, size, address);
2391                         }
2392                         /* Disable writeback. */
2393                         c->dst.type = OP_NONE;
2394                         break;
2395                 case 4: /* smsw */
2396                         c->dst.bytes = 2;
2397                         c->dst.val = realmode_get_cr(ctxt->vcpu, 0);
2398                         break;
2399                 case 6: /* lmsw */
2400                         realmode_lmsw(ctxt->vcpu, (u16)c->src.val,
2401                                       &ctxt->eflags);
2402                         c->dst.type = OP_NONE;
2403                         break;
2404                 case 7: /* invlpg*/
2405                         emulate_invlpg(ctxt->vcpu, memop);
2406                         /* Disable writeback. */
2407                         c->dst.type = OP_NONE;
2408                         break;
2409                 default:
2410                         goto cannot_emulate;
2411                 }
2412                 break;
2413         case 0x05:              /* syscall */
2414                 if (emulate_syscall(ctxt) == -1)
2415                         goto cannot_emulate;
2416                 else
2417                         goto writeback;
2418                 break;
2419         case 0x06:
2420                 emulate_clts(ctxt->vcpu);
2421                 c->dst.type = OP_NONE;
2422                 break;
2423         case 0x08:              /* invd */
2424         case 0x09:              /* wbinvd */
2425         case 0x0d:              /* GrpP (prefetch) */
2426         case 0x18:              /* Grp16 (prefetch/nop) */
2427                 c->dst.type = OP_NONE;
2428                 break;
2429         case 0x20: /* mov cr, reg */
2430                 if (c->modrm_mod != 3)
2431                         goto cannot_emulate;
2432                 c->regs[c->modrm_rm] =
2433                                 realmode_get_cr(ctxt->vcpu, c->modrm_reg);
2434                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2435                 break;
2436         case 0x21: /* mov from dr to reg */
2437                 if (c->modrm_mod != 3)
2438                         goto cannot_emulate;
2439                 rc = emulator_get_dr(ctxt, c->modrm_reg, &c->regs[c->modrm_rm]);
2440                 if (rc)
2441                         goto cannot_emulate;
2442                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2443                 break;
2444         case 0x22: /* mov reg, cr */
2445                 if (c->modrm_mod != 3)
2446                         goto cannot_emulate;
2447                 realmode_set_cr(ctxt->vcpu,
2448                                 c->modrm_reg, c->modrm_val, &ctxt->eflags);
2449                 c->dst.type = OP_NONE;
2450                 break;
2451         case 0x23: /* mov from reg to dr */
2452                 if (c->modrm_mod != 3)
2453                         goto cannot_emulate;
2454                 rc = emulator_set_dr(ctxt, c->modrm_reg,
2455                                      c->regs[c->modrm_rm]);
2456                 if (rc)
2457                         goto cannot_emulate;
2458                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2459                 break;
2460         case 0x30:
2461                 /* wrmsr */
2462                 msr_data = (u32)c->regs[VCPU_REGS_RAX]
2463                         | ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RDX] << 32);
2464                 rc = kvm_set_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], msr_data);
2465                 if (rc) {
2466                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2467                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2468                 }
2469                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
2470                 c->dst.type = OP_NONE;
2471                 break;
2472         case 0x32:
2473                 /* rdmsr */
2474                 rc = kvm_get_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], &msr_data);
2475                 if (rc) {
2476                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2477                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2478                 } else {
2479                         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32)msr_data;
2480                         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = msr_data >> 32;
2481                 }
2482                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
2483                 c->dst.type = OP_NONE;
2484                 break;
2485         case 0x34:              /* sysenter */
2486                 if (emulate_sysenter(ctxt) == -1)
2487                         goto cannot_emulate;
2488                 else
2489                         goto writeback;
2490                 break;
2491         case 0x35:              /* sysexit */
2492                 if (emulate_sysexit(ctxt) == -1)
2493                         goto cannot_emulate;
2494                 else
2495                         goto writeback;
2496                 break;
2497         case 0x40 ... 0x4f:     /* cmov */
2498                 c->dst.val = c->dst.orig_val = c->src.val;
2499                 if (!test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2500                         c->dst.type = OP_NONE; /* no writeback */
2501                 break;
2502         case 0x80 ... 0x8f: /* jnz rel, etc*/
2503                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2504                         jmp_rel(c, c->src.val);
2505                 c->dst.type = OP_NONE;
2506                 break;
2507         case 0xa0:        /* push fs */
2508                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_FS);
2509                 break;
2510         case 0xa1:       /* pop fs */
2511                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_FS);
2512                 if (rc != 0)
2513                         goto done;
2514                 break;
2515         case 0xa3:
2516               bt:               /* bt */
2517                 c->dst.type = OP_NONE;
2518                 /* only subword offset */
2519                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2520                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bt", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2521                 break;
2522         case 0xa4: /* shld imm8, r, r/m */
2523         case 0xa5: /* shld cl, r, r/m */
2524                 emulate_2op_cl("shld", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2525                 break;
2526         case 0xa8:      /* push gs */
2527                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_GS);
2528                 break;
2529         case 0xa9:      /* pop gs */
2530                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_GS);
2531                 if (rc != 0)
2532                         goto done;
2533                 break;
2534         case 0xab:
2535               bts:              /* bts */
2536                 /* only subword offset */
2537                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2538                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bts", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2539                 break;
2540         case 0xac: /* shrd imm8, r, r/m */
2541         case 0xad: /* shrd cl, r, r/m */
2542                 emulate_2op_cl("shrd", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2543                 break;
2544         case 0xae:              /* clflush */
2545                 break;
2546         case 0xb0 ... 0xb1:     /* cmpxchg */
2547                 /*
2548                  * Save real source value, then compare EAX against
2549                  * destination.
2550                  */
2551                 c->src.orig_val = c->src.val;
2552                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2553                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2554                 if (ctxt->eflags & EFLG_ZF) {
2555                         /* Success: write back to memory. */
2556                         c->dst.val = c->src.orig_val;
2557                 } else {
2558                         /* Failure: write the value we saw to EAX. */
2559                         c->dst.type = OP_REG;
2560                         c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2561                 }
2562                 break;
2563         case 0xb3:
2564               btr:              /* btr */
2565                 /* only subword offset */
2566                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2567                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2568                 break;
2569         case 0xb6 ... 0xb7:     /* movzx */
2570                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2571                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (u8) c->src.val
2572                                                        : (u16) c->src.val;
2573                 break;
2574         case 0xba:              /* Grp8 */
2575                 switch (c->modrm_reg & 3) {
2576                 case 0:
2577                         goto bt;
2578                 case 1:
2579                         goto bts;
2580                 case 2:
2581                         goto btr;
2582                 case 3:
2583                         goto btc;
2584                 }
2585                 break;
2586         case 0xbb:
2587               btc:              /* btc */
2588                 /* only subword offset */
2589                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2590                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2591                 break;
2592         case 0xbe ... 0xbf:     /* movsx */
2593                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2594                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (s8) c->src.val :
2595                                                         (s16) c->src.val;
2596                 break;
2597         case 0xc3:              /* movnti */
2598                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2599                 c->dst.val = (c->op_bytes == 4) ? (u32) c->src.val :
2600                                                         (u64) c->src.val;
2601                 break;
2602         case 0xc7:              /* Grp9 (cmpxchg8b) */
2603                 rc = emulate_grp9(ctxt, ops, memop);
2604                 if (rc != 0)
2605                         goto done;
2606                 c->dst.type = OP_NONE;
2607                 break;
2608         }
2609         goto writeback;
2610
2611 cannot_emulate:
2612         DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
2613         c->eip = saved_eip;
2614         return -1;
2615 }