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

   1 /******************************************************************************
   2  * emulate.c
   3  *
   4  * Generic x86 (32-bit and 64-bit) instruction decoder and emulator.
   5  *
   6  * Copyright (c) 2005 Keir Fraser
   7  *
   8  * Linux coding style, mod r/m decoder, segment base fixes, real-mode
   9  * privileged instructions:
  10  *
  11  * Copyright (C) 2006 Qumranet
  12  *
  13  *   Avi Kivity <avi@qumranet.com>
  14  *   Yaniv Kamay <yaniv@qumranet.com>
  15  *
  16  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
  17  * the COPYING file in the top-level directory.
  18  *
  19  * From: xen-unstable 10676:af9809f51f81a3c43f276f00c81a52ef558afda4
  20  */
  21
  22 #ifndef __KERNEL__
  23 #include <stdio.h>
  24 #include <stdint.h>
  25 #include <public/xen.h>
  26 #define DPRINTF(_f, _a ...) printf(_f , ## _a)
  27 #else
  28 #include <linux/kvm_host.h>
  29 #include "kvm_cache_regs.h"
  30 #define DPRINTF(x...) do {} while (0)
  31 #endif
  32 #include <linux/module.h>
  33 #include <asm/kvm_emulate.h>
  34
  35 #include "x86.h"
  36
  37 /*
  38  * Opcode effective-address decode tables.
  39  * Note that we only emulate instructions that have at least one memory
  40  * operand (excluding implicit stack references). We assume that stack
  41  * references and instruction fetches will never occur in special memory
  42  * areas that require emulation. So, for example, 'mov <imm>,<reg>' need
  43  * not be handled.
  44  */
  45
  46 /* Operand sizes: 8-bit operands or specified/overridden size. */
  47 #define ByteOp      (1<<0)      /* 8-bit operands. */
  48 /* Destination operand type. */
  49 #define ImplicitOps (1<<1)      /* Implicit in opcode. No generic decode. */
  50 #define DstReg      (2<<1)      /* Register operand. */
  51 #define DstMem      (3<<1)      /* Memory operand. */
  52 #define DstAcc      (4<<1)      /* Destination Accumulator */
  53 #define DstMask     (7<<1)
  54 /* Source operand type. */
  55 #define SrcNone     (0<<4)      /* No source operand. */
  56 #define SrcImplicit (0<<4)      /* Source operand is implicit in the opcode. */
  57 #define SrcReg      (1<<4)      /* Register operand. */
  58 #define SrcMem      (2<<4)      /* Memory operand. */
  59 #define SrcMem16    (3<<4)      /* Memory operand (16-bit). */
  60 #define SrcMem32    (4<<4)      /* Memory operand (32-bit). */
  61 #define SrcImm      (5<<4)      /* Immediate operand. */
  62 #define SrcImmByte  (6<<4)      /* 8-bit sign-extended immediate operand. */
  63 #define SrcOne      (7<<4)      /* Implied '1' */
  64 #define SrcImmUByte (8<<4)      /* 8-bit unsigned immediate operand. */
  65 #define SrcImmU     (9<<4)      /* Immediate operand, unsigned */
  66 #define SrcMask     (0xf<<4)
  67 /* Generic ModRM decode. */
  68 #define ModRM       (1<<8)
  69 /* Destination is only written; never read. */
  70 #define Mov         (1<<9)
  71 #define BitOp       (1<<10)
  72 #define MemAbs      (1<<11)      /* Memory operand is absolute displacement */
  73 #define String      (1<<12)     /* String instruction (rep capable) */
  74 #define Stack       (1<<13)     /* Stack instruction (push/pop) */
  75 #define Group       (1<<14)     /* Bits 3:5 of modrm byte extend opcode */
  76 #define GroupDual   (1<<15)     /* Alternate decoding of mod == 3 */
  77 #define GroupMask   0xff        /* Group number stored in bits 0:7 */
  78 /* Misc flags */
  79 #define Lock        (1<<26) /* lock prefix is allowed for the instruction */
  80 #define Priv        (1<<27) /* instruction generates #GP if current CPL != 0 */
  81 #define No64        (1<<28)
  82 /* Source 2 operand type */
  83 #define Src2None    (0<<29)
  84 #define Src2CL      (1<<29)
  85 #define Src2ImmByte (2<<29)
  86 #define Src2One     (3<<29)
  87 #define Src2Imm16   (4<<29)
  88 #define Src2Mem16   (5<<29) /* Used for Ep encoding. First argument has to be
  89                                in memory and second argument is located
  90                                immediately after the first one in memory. */
  91 #define Src2Mask    (7<<29)
  92
  93 enum {
  94         Group1_80, Group1_81, Group1_82, Group1_83,
  95         Group1A, Group3_Byte, Group3, Group4, Group5, Group7,
  96         Group8, Group9,
  97 };
  98
  99 static u32 opcode_table[256] = {
 100         /* 0x00 - 0x07 */
 101         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 102         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 103         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 104         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 105         /* 0x08 - 0x0F */
 106         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 107         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 108         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 109         ImplicitOps | Stack | No64, 0,
 110         /* 0x10 - 0x17 */
 111         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 112         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 113         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 114         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 115         /* 0x18 - 0x1F */
 116         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 117         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 118         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 119         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 120         /* 0x20 - 0x27 */
 121         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 122         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 123         DstAcc | SrcImmByte, DstAcc | SrcImm, 0, 0,
 124         /* 0x28 - 0x2F */
 125         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 126         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 127         0, 0, 0, 0,
 128         /* 0x30 - 0x37 */
 129         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 130         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 131         0, 0, 0, 0,
 132         /* 0x38 - 0x3F */
 133         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 134         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 135         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 136         0, 0,
 137         /* 0x40 - 0x47 */
 138         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
 139         /* 0x48 - 0x4F */
 140         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
 141         /* 0x50 - 0x57 */
 142         SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack,
 143         SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack,
 144         /* 0x58 - 0x5F */
 145         DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack,
 146         DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack,
 147         /* 0x60 - 0x67 */
 148         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 149         0, DstReg | SrcMem32 | ModRM | Mov /* movsxd (x86/64) */ ,
 150         0, 0, 0, 0,
 151         /* 0x68 - 0x6F */
 152         SrcImm | Mov | Stack, 0, SrcImmByte | Mov | Stack, 0,
 153         SrcNone  | ByteOp  | ImplicitOps, SrcNone  | ImplicitOps, /* insb, insw/insd */
 154         SrcNone  | ByteOp  | ImplicitOps, SrcNone  | ImplicitOps, /* outsb, outsw/outsd */
 155         /* 0x70 - 0x77 */
 156         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 157         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 158         /* 0x78 - 0x7F */
 159         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 160         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 161         /* 0x80 - 0x87 */
 162         Group | Group1_80, Group | Group1_81,
 163         Group | Group1_82, Group | Group1_83,
 164         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 165         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 166         /* 0x88 - 0x8F */
 167         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov,
 168         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 169         DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, ModRM | DstReg,
 170         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, Group | Group1A,
 171         /* 0x90 - 0x97 */
 172         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
 173         /* 0x98 - 0x9F */
 174         0, 0, SrcImm | Src2Imm16 | No64, 0,
 175         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack, 0, 0,
 176         /* 0xA0 - 0xA7 */
 177         ByteOp | DstReg | SrcMem | Mov | MemAbs, DstReg | SrcMem | Mov | MemAbs,
 178         ByteOp | DstMem | SrcReg | Mov | MemAbs, DstMem | SrcReg | Mov | MemAbs,
 179         ByteOp | ImplicitOps | Mov | String, ImplicitOps | Mov | String,
 180         ByteOp | ImplicitOps | String, ImplicitOps | String,
 181         /* 0xA8 - 0xAF */
 182         0, 0, ByteOp | ImplicitOps | Mov | String, ImplicitOps | Mov | String,
 183         ByteOp | ImplicitOps | Mov | String, ImplicitOps | Mov | String,
 184         ByteOp | ImplicitOps | String, ImplicitOps | String,
 185         /* 0xB0 - 0xB7 */
 186         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 187         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 188         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 189         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 190         /* 0xB8 - 0xBF */
 191         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 192         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 193         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 194         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 195         /* 0xC0 - 0xC7 */
 196         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 197         0, ImplicitOps | Stack, 0, 0,
 198         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Mov, DstMem | SrcImm | ModRM | Mov,
 199         /* 0xC8 - 0xCF */
 200         0, 0, 0, ImplicitOps | Stack,
 201         ImplicitOps, SrcImmByte, ImplicitOps | No64, ImplicitOps,
 202         /* 0xD0 - 0xD7 */
 203         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
 204         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
 205         0, 0, 0, 0,
 206         /* 0xD8 - 0xDF */
 207         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 208         /* 0xE0 - 0xE7 */
 209         0, 0, 0, 0,
 210         ByteOp | SrcImmUByte, SrcImmUByte,
 211         ByteOp | SrcImmUByte, SrcImmUByte,
 212         /* 0xE8 - 0xEF */
 213         SrcImm | Stack, SrcImm | ImplicitOps,
 214         SrcImmU | Src2Imm16 | No64, SrcImmByte | ImplicitOps,
 215         SrcNone | ByteOp | ImplicitOps, SrcNone | ImplicitOps,
 216         SrcNone | ByteOp | ImplicitOps, SrcNone | ImplicitOps,
 217         /* 0xF0 - 0xF7 */
 218         0, 0, 0, 0,
 219         ImplicitOps | Priv, ImplicitOps, Group | Group3_Byte, Group | Group3,
 220         /* 0xF8 - 0xFF */
 221         ImplicitOps, 0, ImplicitOps, ImplicitOps,
 222         ImplicitOps, ImplicitOps, Group | Group4, Group | Group5,
 223 };
 224
 225 static u32 twobyte_table[256] = {
 226         /* 0x00 - 0x0F */
 227         0, Group | GroupDual | Group7, 0, 0,
 228         0, ImplicitOps, ImplicitOps | Priv, 0,
 229         ImplicitOps | Priv, ImplicitOps | Priv, 0, 0,
 230         0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0,
 231         /* 0x10 - 0x1F */
 232         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 233         /* 0x20 - 0x2F */
 234         ModRM | ImplicitOps | Priv, ModRM | Priv,
 235         ModRM | ImplicitOps | Priv, ModRM | Priv,
 236         0, 0, 0, 0,
 237         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 238         /* 0x30 - 0x3F */
 239         ImplicitOps | Priv, 0, ImplicitOps | Priv, 0,
 240         ImplicitOps, ImplicitOps | Priv, 0, 0,
 241         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 242         /* 0x40 - 0x47 */
 243         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 244         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 245         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 246         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 247         /* 0x48 - 0x4F */
 248         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 249         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 250         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 251         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 252         /* 0x50 - 0x5F */
 253         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 254         /* 0x60 - 0x6F */
 255         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 256         /* 0x70 - 0x7F */
 257         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 258         /* 0x80 - 0x8F */
 259         SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm,
 260         SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm,
 261         /* 0x90 - 0x9F */
 262         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 263         /* 0xA0 - 0xA7 */
 264         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack,
 265         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
 266         DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM,
 267         DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM, 0, 0,
 268         /* 0xA8 - 0xAF */
 269         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack,
 270         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock,
 271         DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM,
 272         DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM,
 273         ModRM, 0,
 274         /* 0xB0 - 0xB7 */
 275         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 276         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock,
 277         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 278             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
 279         /* 0xB8 - 0xBF */
 280         0, 0,
 281         Group | Group8, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock,
 282         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 283             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
 284         /* 0xC0 - 0xCF */
 285         0, 0, 0, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov,
 286         0, 0, 0, Group | GroupDual | Group9,
 287         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 288         /* 0xD0 - 0xDF */
 289         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 290         /* 0xE0 - 0xEF */
 291         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 292         /* 0xF0 - 0xFF */
 293         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
 294 };
 295
 296 static u32 group_table[] = {
 297         [Group1_80*8] =
 298         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 299         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 300         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 301         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 302         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 303         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 304         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 305         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 306         [Group1_81*8] =
 307         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 308         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 309         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 310         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 311         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 312         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 313         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 314         DstMem | SrcImm | ModRM,
 315         [Group1_82*8] =
 316         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 317         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 318         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 319         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 320         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 321         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 322         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 323         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64,
 324         [Group1_83*8] =
 325         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 326         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 327         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 328         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 329         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 330         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 331         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 332         DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 333         [Group1A*8] =
 334         DstMem | SrcNone | ModRM | Mov | Stack, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 335         [Group3_Byte*8] =
 336         ByteOp | SrcImm | DstMem | ModRM, 0,
 337         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM,
 338         0, 0, 0, 0,
 339         [Group3*8] =
 340         DstMem | SrcImm | ModRM, 0,
 341         DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
 342         0, 0, 0, 0,
 343         [Group4*8] =
 344         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM,
 345         0, 0, 0, 0, 0, 0,
 346         [Group5*8] =
 347         DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
 348         SrcMem | ModRM | Stack, 0,
 349         SrcMem | ModRM | Stack, SrcMem | ModRM | Src2Mem16 | ImplicitOps,
 350         SrcMem | ModRM | Stack, 0,
 351         [Group7*8] =
 352         0, 0, ModRM | SrcMem | Priv, ModRM | SrcMem | Priv,
 353         SrcNone | ModRM | DstMem | Mov, 0,
 354         SrcMem16 | ModRM | Mov | Priv, SrcMem | ModRM | ByteOp | Priv,
 355         [Group8*8] =
 356         0, 0, 0, 0,
 357         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 358         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock, DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 359         [Group9*8] =
 360         0, ImplicitOps | ModRM | Lock, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 361 };
 362
 363 static u32 group2_table[] = {
 364         [Group7*8] =
 365         SrcNone | ModRM | Priv, 0, 0, SrcNone | ModRM | Priv,
 366         SrcNone | ModRM | DstMem | Mov, 0,
 367         SrcMem16 | ModRM | Mov | Priv, 0,
 368         [Group9*8] =
 369         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 370 };
 371
 372 /* EFLAGS bit definitions. */
 373 #define EFLG_ID (1<<21)
 374 #define EFLG_VIP (1<<20)
 375 #define EFLG_VIF (1<<19)
 376 #define EFLG_AC (1<<18)
 377 #define EFLG_VM (1<<17)
 378 #define EFLG_RF (1<<16)
 379 #define EFLG_IOPL (3<<12)
 380 #define EFLG_NT (1<<14)
 381 #define EFLG_OF (1<<11)
 382 #define EFLG_DF (1<<10)
 383 #define EFLG_IF (1<<9)
 384 #define EFLG_TF (1<<8)
 385 #define EFLG_SF (1<<7)
 386 #define EFLG_ZF (1<<6)
 387 #define EFLG_AF (1<<4)
 388 #define EFLG_PF (1<<2)
 389 #define EFLG_CF (1<<0)
 390
 391 /*
 392  * Instruction emulation:
 393  * Most instructions are emulated directly via a fragment of inline assembly
 394  * code. This allows us to save/restore EFLAGS and thus very easily pick up
 395  * any modified flags.
 396  */
 397
 398 #if defined(CONFIG_X86_64)
 399 #define _LO32 "k"               /* force 32-bit operand */
 400 #define _STK  "%%rsp"           /* stack pointer */
 401 #elif defined(__i386__)
 402 #define _LO32 ""                /* force 32-bit operand */
 403 #define _STK  "%%esp"           /* stack pointer */
 404 #endif
 405
 406 /*
 407  * These EFLAGS bits are restored from saved value during emulation, and
 408  * any changes are written back to the saved value after emulation.
 409  */
 410 #define EFLAGS_MASK (EFLG_OF|EFLG_SF|EFLG_ZF|EFLG_AF|EFLG_PF|EFLG_CF)
 411
 412 /* Before executing instruction: restore necessary bits in EFLAGS. */
 413 #define _PRE_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp)                                   \
 414         /* EFLAGS = (_sav & _msk) | (EFLAGS & ~_msk); _sav &= ~_msk; */ \
 415         "movl %"_sav",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
 416         "push %"_tmp"; "                                                \
 417         "push %"_tmp"; "                                                \
 418         "movl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
 419         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 420         "pushf; "                                                       \
 421         "notl %"_LO32 _tmp"; "                                          \
 422         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 423         "andl %"_LO32 _tmp","__stringify(BITS_PER_LONG/4)"("_STK"); "   \
 424         "pop  %"_tmp"; "                                                \
 425         "orl  %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 426         "popf; "                                                        \
 427         "pop  %"_sav"; "
 428
 429 /* After executing instruction: write-back necessary bits in EFLAGS. */
 430 #define _POST_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp) \
 431         /* _sav |= EFLAGS & _msk; */            \
 432         "pushf; "                               \
 433         "pop  %"_tmp"; "                        \
 434         "andl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "          \
 435         "orl  %"_LO32 _tmp",%"_sav"; "
 436
 437 #ifdef CONFIG_X86_64
 438 #define ON64(x) x
 439 #else
 440 #define ON64(x)
 441 #endif
 442
 443 #define ____emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags, _x, _y, _suffix)      \
 444         do {                                                            \
 445                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 446                         _PRE_EFLAGS("0", "4", "2")                      \
 447                         _op _suffix " %"_x"3,%1; "                      \
 448                         _POST_EFLAGS("0", "4", "2")                     \
 449                         : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),            \
 450                           "=&r" (_tmp)                                  \
 451                         : _y ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK));          \
 452         } while (0)
 453
 454
 455 /* Raw emulation: instruction has two explicit operands. */
 456 #define __emulate_2op_nobyte(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 457         do {                                                            \
 458                 unsigned long _tmp;                                     \
 459                                                                         \
 460                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
 461                 case 2:                                                 \
 462                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,"w"); \
 463                         break;                                          \
 464                 case 4:                                                 \
 465                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_lx,_ly,"l"); \
 466                         break;                                          \
 467                 case 8:                                                 \
 468                         ON64(____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_qx,_qy,"q")); \
 469                         break;                                          \
 470                 }                                                       \
 471         } while (0)
 472
 473 #define __emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 474         do {                                                                 \
 475                 unsigned long _tmp;                                          \
 476                 switch ((_dst).bytes) {                                      \
 477                 case 1:                                                      \
 478                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,"b");  \
 479                         break;                                               \
 480                 default:                                                     \
 481                         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,       \
 482                                              _wx, _wy, _lx, _ly, _qx, _qy);  \
 483                         break;                                               \
 484                 }                                                            \
 485         } while (0)
 486
 487 /* Source operand is byte-sized and may be restricted to just %cl. */
 488 #define emulate_2op_SrcB(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 489         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 490                       "b", "c", "b", "c", "b", "c", "b", "c")
 491
 492 /* Source operand is byte, word, long or quad sized. */
 493 #define emulate_2op_SrcV(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 494         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 495                       "b", "q", "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 496
 497 /* Source operand is word, long or quad sized. */
 498 #define emulate_2op_SrcV_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags)               \
 499         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,                  \
 500                              "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 501
 502 /* Instruction has three operands and one operand is stored in ECX register */
 503 #define __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags, _suffix, _type)         \
 504         do {                                                                    \
 505                 unsigned long _tmp;                                             \
 506                 _type _clv  = (_cl).val;                                        \
 507                 _type _srcv = (_src).val;                                       \
 508                 _type _dstv = (_dst).val;                                       \
 509                                                                                 \
 510                 __asm__ __volatile__ (                                          \
 511                         _PRE_EFLAGS("0", "5", "2")                              \
 512                         _op _suffix " %4,%1 \n"                                 \
 513                         _POST_EFLAGS("0", "5", "2")                             \
 514                         : "=m" (_eflags), "+r" (_dstv), "=&r" (_tmp)            \
 515                         : "c" (_clv) , "r" (_srcv), "i" (EFLAGS_MASK)           \
 516                         );                                                      \
 517                                                                                 \
 518                 (_cl).val  = (unsigned long) _clv;                              \
 519                 (_src).val = (unsigned long) _srcv;                             \
 520                 (_dst).val = (unsigned long) _dstv;                             \
 521         } while (0)
 522
 523 #define emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags)                           \
 524         do {                                                                    \
 525                 switch ((_dst).bytes) {                                         \
 526                 case 2:                                                         \
 527                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
 528                                                 "w", unsigned short);           \
 529                         break;                                                  \
 530                 case 4:                                                         \
 531                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
 532                                                 "l", unsigned int);             \
 533                         break;                                                  \
 534                 case 8:                                                         \
 535                         ON64(__emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,    \
 536                                                 "q", unsigned long));           \
 537                         break;                                                  \
 538                 }                                                               \
 539         } while (0)
 540
 541 #define __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, _suffix)                      \
 542         do {                                                            \
 543                 unsigned long _tmp;                                     \
 544                                                                         \
 545                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 546                         _PRE_EFLAGS("0", "3", "2")                      \
 547                         _op _suffix " %1; "                             \
 548                         _POST_EFLAGS("0", "3", "2")                     \
 549                         : "=m" (_eflags), "+m" ((_dst).val),            \
 550                           "=&r" (_tmp)                                  \
 551                         : "i" (EFLAGS_MASK));                           \
 552         } while (0)
 553
 554 /* Instruction has only one explicit operand (no source operand). */
 555 #define emulate_1op(_op, _dst, _eflags)                                    \
 556         do {                                                            \
 557                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
 558                 case 1: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "b"); break;  \
 559                 case 2: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "w"); break;  \
 560                 case 4: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "l"); break;  \
 561                 case 8: ON64(__emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "q")); break; \
 562                 }                                                       \
 563         } while (0)
 564
 565 /* Fetch next part of the instruction being emulated. */
 566 #define insn_fetch(_type, _size, _eip)                                  \
 567 ({      unsigned long _x;                                               \
 568         rc = do_insn_fetch(ctxt, ops, (_eip), &_x, (_size));            \
 569         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)                                     \
 570                 goto done;                                              \
 571         (_eip) += (_size);                                              \
 572         (_type)_x;                                                      \
 573 })
 574
 575 static inline unsigned long ad_mask(struct decode_cache *c)
 576 {
 577         return (1UL << (c->ad_bytes << 3)) - 1;
 578 }
 579
 580 /* Access/update address held in a register, based on addressing mode. */
 581 static inline unsigned long
 582 address_mask(struct decode_cache *c, unsigned long reg)
 583 {
 584         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 585                 return reg;
 586         else
 587                 return reg & ad_mask(c);
 588 }
 589
 590 static inline unsigned long
 591 register_address(struct decode_cache *c, unsigned long base, unsigned long reg)
 592 {
 593         return base + address_mask(c, reg);
 594 }
 595
 596 static inline void
 597 register_address_increment(struct decode_cache *c, unsigned long *reg, int inc)
 598 {
 599         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 600                 *reg += inc;
 601         else
 602                 *reg = (*reg & ~ad_mask(c)) | ((*reg + inc) & ad_mask(c));
 603 }
 604
 605 static inline void jmp_rel(struct decode_cache *c, int rel)
 606 {
 607         register_address_increment(c, &c->eip, rel);
 608 }
 609
 610 static void set_seg_override(struct decode_cache *c, int seg)
 611 {
 612         c->has_seg_override = true;
 613         c->seg_override = seg;
 614 }
 615
 616 static unsigned long seg_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
 617 {
 618         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && seg < VCPU_SREG_FS)
 619                 return 0;
 620
 621         return kvm_x86_ops->get_segment_base(ctxt->vcpu, seg);
 622 }
 623
 624 static unsigned long seg_override_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 625                                        struct decode_cache *c)
 626 {
 627         if (!c->has_seg_override)
 628                 return 0;
 629
 630         return seg_base(ctxt, c->seg_override);
 631 }
 632
 633 static unsigned long es_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 634 {
 635         return seg_base(ctxt, VCPU_SREG_ES);
 636 }
 637
 638 static unsigned long ss_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 639 {
 640         return seg_base(ctxt, VCPU_SREG_SS);
 641 }
 642
 643 static int do_fetch_insn_byte(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 644                               struct x86_emulate_ops *ops,
 645                               unsigned long linear, u8 *dest)
 646 {
 647         struct fetch_cache *fc = &ctxt->decode.fetch;
 648         int rc;
 649         int size;
 650
 651         if (linear < fc->start || linear >= fc->end) {
 652                 size = min(15UL, PAGE_SIZE - offset_in_page(linear));
 653                 rc = ops->fetch(linear, fc->data, size, ctxt->vcpu, NULL);
 654                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 655                         return rc;
 656                 fc->start = linear;
 657                 fc->end = linear + size;
 658         }
 659         *dest = fc->data[linear - fc->start];
 660         return X86EMUL_CONTINUE;
 661 }
 662
 663 static int do_insn_fetch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 664                          struct x86_emulate_ops *ops,
 665                          unsigned long eip, void *dest, unsigned size)
 666 {
 667         int rc;
 668
 669         /* x86 instructions are limited to 15 bytes. */
 670         if (eip + size - ctxt->decode.eip_orig > 15)
 671                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
 672         eip += ctxt->cs_base;
 673         while (size--) {
 674                 rc = do_fetch_insn_byte(ctxt, ops, eip++, dest++);
 675                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 676                         return rc;
 677         }
 678         return X86EMUL_CONTINUE;
 679 }
 680
 681 /*
 682  * Given the 'reg' portion of a ModRM byte, and a register block, return a
 683  * pointer into the block that addresses the relevant register.
 684  * @highbyte_regs specifies whether to decode AH,CH,DH,BH.
 685  */
 686 static void *decode_register(u8 modrm_reg, unsigned long *regs,
 687                              int highbyte_regs)
 688 {
 689         void *p;
 690
 691         p = &regs[modrm_reg];
 692         if (highbyte_regs && modrm_reg >= 4 && modrm_reg < 8)
 693                 p = (unsigned char *)&regs[modrm_reg & 3] + 1;
 694         return p;
 695 }
 696
 697 static int read_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 698                            struct x86_emulate_ops *ops,
 699                            void *ptr,
 700                            u16 *size, unsigned long *address, int op_bytes)
 701 {
 702         int rc;
 703
 704         if (op_bytes == 2)
 705                 op_bytes = 3;
 706         *address = 0;
 707         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr, (unsigned long *)size, 2,
 708                            ctxt->vcpu, NULL);
 709         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 710                 return rc;
 711         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr + 2, address, op_bytes,
 712                            ctxt->vcpu, NULL);
 713         return rc;
 714 }
 715
 716 static int test_cc(unsigned int condition, unsigned int flags)
 717 {
 718         int rc = 0;
 719
 720         switch ((condition & 15) >> 1) {
 721         case 0: /* o */
 722                 rc |= (flags & EFLG_OF);
 723                 break;
 724         case 1: /* b/c/nae */
 725                 rc |= (flags & EFLG_CF);
 726                 break;
 727         case 2: /* z/e */
 728                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 729                 break;
 730         case 3: /* be/na */
 731                 rc |= (flags & (EFLG_CF|EFLG_ZF));
 732                 break;
 733         case 4: /* s */
 734                 rc |= (flags & EFLG_SF);
 735                 break;
 736         case 5: /* p/pe */
 737                 rc |= (flags & EFLG_PF);
 738                 break;
 739         case 7: /* le/ng */
 740                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 741                 /* fall through */
 742         case 6: /* l/nge */
 743                 rc |= (!(flags & EFLG_SF) != !(flags & EFLG_OF));
 744                 break;
 745         }
 746
 747         /* Odd condition identifiers (lsb == 1) have inverted sense. */
 748         return (!!rc ^ (condition & 1));
 749 }
 750
 751 static void decode_register_operand(struct operand *op,
 752                                     struct decode_cache *c,
 753                                     int inhibit_bytereg)
 754 {
 755         unsigned reg = c->modrm_reg;
 756         int highbyte_regs = c->rex_prefix == 0;
 757
 758         if (!(c->d & ModRM))
 759                 reg = (c->b & 7) | ((c->rex_prefix & 1) << 3);
 760         op->type = OP_REG;
 761         if ((c->d & ByteOp) && !inhibit_bytereg) {
 762                 op->ptr = decode_register(reg, c->regs, highbyte_regs);
 763                 op->val = *(u8 *)op->ptr;
 764                 op->bytes = 1;
 765         } else {
 766                 op->ptr = decode_register(reg, c->regs, 0);
 767                 op->bytes = c->op_bytes;
 768                 switch (op->bytes) {
 769                 case 2:
 770                         op->val = *(u16 *)op->ptr;
 771                         break;
 772                 case 4:
 773                         op->val = *(u32 *)op->ptr;
 774                         break;
 775                 case 8:
 776                         op->val = *(u64 *) op->ptr;
 777                         break;
 778                 }
 779         }
 780         op->orig_val = op->val;
 781 }
 782
 783 static int decode_modrm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 784                         struct x86_emulate_ops *ops)
 785 {
 786         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 787         u8 sib;
 788         int index_reg = 0, base_reg = 0, scale;
 789         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
 790
 791         if (c->rex_prefix) {
 792                 c->modrm_reg = (c->rex_prefix & 4) << 1;        /* REX.R */
 793                 index_reg = (c->rex_prefix & 2) << 2; /* REX.X */
 794                 c->modrm_rm = base_reg = (c->rex_prefix & 1) << 3; /* REG.B */
 795         }
 796
 797         c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 798         c->modrm_mod |= (c->modrm & 0xc0) >> 6;
 799         c->modrm_reg |= (c->modrm & 0x38) >> 3;
 800         c->modrm_rm |= (c->modrm & 0x07);
 801         c->modrm_ea = 0;
 802         c->use_modrm_ea = 1;
 803
 804         if (c->modrm_mod == 3) {
 805                 c->modrm_ptr = decode_register(c->modrm_rm,
 806                                                c->regs, c->d & ByteOp);
 807                 c->modrm_val = *(unsigned long *)c->modrm_ptr;
 808                 return rc;
 809         }
 810
 811         if (c->ad_bytes == 2) {
 812                 unsigned bx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
 813                 unsigned bp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
 814                 unsigned si = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
 815                 unsigned di = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
 816
 817                 /* 16-bit ModR/M decode. */
 818                 switch (c->modrm_mod) {
 819                 case 0:
 820                         if (c->modrm_rm == 6)
 821                                 c->modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 822                         break;
 823                 case 1:
 824                         c->modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
 825                         break;
 826                 case 2:
 827                         c->modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 828                         break;
 829                 }
 830                 switch (c->modrm_rm) {
 831                 case 0:
 832                         c->modrm_ea += bx + si;
 833                         break;
 834                 case 1:
 835                         c->modrm_ea += bx + di;
 836                         break;
 837                 case 2:
 838                         c->modrm_ea += bp + si;
 839                         break;
 840                 case 3:
 841                         c->modrm_ea += bp + di;
 842                         break;
 843                 case 4:
 844                         c->modrm_ea += si;
 845                         break;
 846                 case 5:
 847                         c->modrm_ea += di;
 848                         break;
 849                 case 6:
 850                         if (c->modrm_mod != 0)
 851                                 c->modrm_ea += bp;
 852                         break;
 853                 case 7:
 854                         c->modrm_ea += bx;
 855                         break;
 856                 }
 857                 if (c->modrm_rm == 2 || c->modrm_rm == 3 ||
 858                     (c->modrm_rm == 6 && c->modrm_mod != 0))
 859                         if (!c->has_seg_override)
 860                                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_SS);
 861                 c->modrm_ea = (u16)c->modrm_ea;
 862         } else {
 863                 /* 32/64-bit ModR/M decode. */
 864                 if ((c->modrm_rm & 7) == 4) {
 865                         sib = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 866                         index_reg |= (sib >> 3) & 7;
 867                         base_reg |= sib & 7;
 868                         scale = sib >> 6;
 869
 870                         if ((base_reg & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0)
 871                                 c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 872                         else
 873                                 c->modrm_ea += c->regs[base_reg];
 874                         if (index_reg != 4)
 875                                 c->modrm_ea += c->regs[index_reg] << scale;
 876                 } else if ((c->modrm_rm & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0) {
 877                         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 878                                 c->rip_relative = 1;
 879                 } else
 880                         c->modrm_ea += c->regs[c->modrm_rm];
 881                 switch (c->modrm_mod) {
 882                 case 0:
 883                         if (c->modrm_rm == 5)
 884                                 c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 885                         break;
 886                 case 1:
 887                         c->modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
 888                         break;
 889                 case 2:
 890                         c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 891                         break;
 892                 }
 893         }
 894 done:
 895         return rc;
 896 }
 897
 898 static int decode_abs(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 899                       struct x86_emulate_ops *ops)
 900 {
 901         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 902         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
 903
 904         switch (c->ad_bytes) {
 905         case 2:
 906                 c->modrm_ea = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 907                 break;
 908         case 4:
 909                 c->modrm_ea = insn_fetch(u32, 4, c->eip);
 910                 break;
 911         case 8:
 912                 c->modrm_ea = insn_fetch(u64, 8, c->eip);
 913                 break;
 914         }
 915 done:
 916         return rc;
 917 }
 918
 919 int
 920 x86_decode_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
 921 {
 922         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 923         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
 924         int mode = ctxt->mode;
 925         int def_op_bytes, def_ad_bytes, group;
 926
 927         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation. */
 928
 929         memset(c, 0, sizeof(struct decode_cache));
 930         c->eip = c->eip_orig = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
 931         ctxt->cs_base = seg_base(ctxt, VCPU_SREG_CS);
 932         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
 933
 934         switch (mode) {
 935         case X86EMUL_MODE_REAL:
 936         case X86EMUL_MODE_VM86:
 937         case X86EMUL_MODE_PROT16:
 938                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 2;
 939                 break;
 940         case X86EMUL_MODE_PROT32:
 941                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 4;
 942                 break;
 943 #ifdef CONFIG_X86_64
 944         case X86EMUL_MODE_PROT64:
 945                 def_op_bytes = 4;
 946                 def_ad_bytes = 8;
 947                 break;
 948 #endif
 949         default:
 950                 return -1;
 951         }
 952
 953         c->op_bytes = def_op_bytes;
 954         c->ad_bytes = def_ad_bytes;
 955
 956         /* Legacy prefixes. */
 957         for (;;) {
 958                 switch (c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip)) {
 959                 case 0x66:      /* operand-size override */
 960                         /* switch between 2/4 bytes */
 961                         c->op_bytes = def_op_bytes ^ 6;
 962                         break;
 963                 case 0x67:      /* address-size override */
 964                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 965                                 /* switch between 4/8 bytes */
 966                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 12;
 967                         else
 968                                 /* switch between 2/4 bytes */
 969                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 6;
 970                         break;
 971                 case 0x26:      /* ES override */
 972                 case 0x2e:      /* CS override */
 973                 case 0x36:      /* SS override */
 974                 case 0x3e:      /* DS override */
 975                         set_seg_override(c, (c->b >> 3) & 3);
 976                         break;
 977                 case 0x64:      /* FS override */
 978                 case 0x65:      /* GS override */
 979                         set_seg_override(c, c->b & 7);
 980                         break;
 981                 case 0x40 ... 0x4f: /* REX */
 982                         if (mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
 983                                 goto done_prefixes;
 984                         c->rex_prefix = c->b;
 985                         continue;
 986                 case 0xf0:      /* LOCK */
 987                         c->lock_prefix = 1;
 988                         break;
 989                 case 0xf2:      /* REPNE/REPNZ */
 990                         c->rep_prefix = REPNE_PREFIX;
 991                         break;
 992                 case 0xf3:      /* REP/REPE/REPZ */
 993                         c->rep_prefix = REPE_PREFIX;
 994                         break;
 995                 default:
 996                         goto done_prefixes;
 997                 }
 998
 999                 /* Any legacy prefix after a REX prefix nullifies its effect. */
1000
1001                 c->rex_prefix = 0;
1002         }
1003
1004 done_prefixes:
1005
1006         /* REX prefix. */
1007         if (c->rex_prefix)
1008                 if (c->rex_prefix & 8)
1009                         c->op_bytes = 8;        /* REX.W */
1010
1011         /* Opcode byte(s). */
1012         c->d = opcode_table[c->b];
1013         if (c->d == 0) {
1014                 /* Two-byte opcode? */
1015                 if (c->b == 0x0f) {
1016                         c->twobyte = 1;
1017                         c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1018                         c->d = twobyte_table[c->b];
1019                 }
1020         }
1021
1022         if (c->d & Group) {
1023                 group = c->d & GroupMask;
1024                 c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1025                 --c->eip;
1026
1027                 group = (group << 3) + ((c->modrm >> 3) & 7);
1028                 if ((c->d & GroupDual) && (c->modrm >> 6) == 3)
1029                         c->d = group2_table[group];
1030                 else
1031                         c->d = group_table[group];
1032         }
1033
1034         /* Unrecognised? */
1035         if (c->d == 0) {
1036                 DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
1037                 return -1;
1038         }
1039
1040         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & Stack))
1041                 c->op_bytes = 8;
1042
1043         /* ModRM and SIB bytes. */
1044         if (c->d & ModRM)
1045                 rc = decode_modrm(ctxt, ops);
1046         else if (c->d & MemAbs)
1047                 rc = decode_abs(ctxt, ops);
1048         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1049                 goto done;
1050
1051         if (!c->has_seg_override)
1052                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_DS);
1053
1054         if (!(!c->twobyte && c->b == 0x8d))
1055                 c->modrm_ea += seg_override_base(ctxt, c);
1056
1057         if (c->ad_bytes != 8)
1058                 c->modrm_ea = (u32)c->modrm_ea;
1059         /*
1060          * Decode and fetch the source operand: register, memory
1061          * or immediate.
1062          */
1063         switch (c->d & SrcMask) {
1064         case SrcNone:
1065                 break;
1066         case SrcReg:
1067                 decode_register_operand(&c->src, c, 0);
1068                 break;
1069         case SrcMem16:
1070                 c->src.bytes = 2;
1071                 goto srcmem_common;
1072         case SrcMem32:
1073                 c->src.bytes = 4;
1074                 goto srcmem_common;
1075         case SrcMem:
1076                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 :
1077                                                            c->op_bytes;
1078                 /* Don't fetch the address for invlpg: it could be unmapped. */
1079                 if (c->twobyte && c->b == 0x01 && c->modrm_reg == 7)
1080                         break;
1081         srcmem_common:
1082                 /*
1083                  * For instructions with a ModR/M byte, switch to register
1084                  * access if Mod = 3.
1085                  */
1086                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1087                         c->src.type = OP_REG;
1088                         c->src.val = c->modrm_val;
1089                         c->src.ptr = c->modrm_ptr;
1090                         break;
1091                 }
1092                 c->src.type = OP_MEM;
1093                 break;
1094         case SrcImm:
1095         case SrcImmU:
1096                 c->src.type = OP_IMM;
1097                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1098                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1099                 if (c->src.bytes == 8)
1100                         c->src.bytes = 4;
1101                 /* NB. Immediates are sign-extended as necessary. */
1102                 switch (c->src.bytes) {
1103                 case 1:
1104                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1105                         break;
1106                 case 2:
1107                         c->src.val = insn_fetch(s16, 2, c->eip);
1108                         break;
1109                 case 4:
1110                         c->src.val = insn_fetch(s32, 4, c->eip);
1111                         break;
1112                 }
1113                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmU) {
1114                         switch (c->src.bytes) {
1115                         case 1:
1116                                 c->src.val &= 0xff;
1117                                 break;
1118                         case 2:
1119                                 c->src.val &= 0xffff;
1120                                 break;
1121                         case 4:
1122                                 c->src.val &= 0xffffffff;
1123                                 break;
1124                         }
1125                 }
1126                 break;
1127         case SrcImmByte:
1128         case SrcImmUByte:
1129                 c->src.type = OP_IMM;
1130                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1131                 c->src.bytes = 1;
1132                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmByte)
1133                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1134                 else
1135                         c->src.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1136                 break;
1137         case SrcOne:
1138                 c->src.bytes = 1;
1139                 c->src.val = 1;
1140                 break;
1141         }
1142
1143         /*
1144          * Decode and fetch the second source operand: register, memory
1145          * or immediate.
1146          */
1147         switch (c->d & Src2Mask) {
1148         case Src2None:
1149                 break;
1150         case Src2CL:
1151                 c->src2.bytes = 1;
1152                 c->src2.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX] & 0x8;
1153                 break;
1154         case Src2ImmByte:
1155                 c->src2.type = OP_IMM;
1156                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1157                 c->src2.bytes = 1;
1158                 c->src2.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1159                 break;
1160         case Src2Imm16:
1161                 c->src2.type = OP_IMM;
1162                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1163                 c->src2.bytes = 2;
1164                 c->src2.val = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
1165                 break;
1166         case Src2One:
1167                 c->src2.bytes = 1;
1168                 c->src2.val = 1;
1169                 break;
1170         case Src2Mem16:
1171                 c->src2.bytes = 2;
1172                 c->src2.type = OP_MEM;
1173                 break;
1174         }
1175
1176         /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
1177         switch (c->d & DstMask) {
1178         case ImplicitOps:
1179                 /* Special instructions do their own operand decoding. */
1180                 return 0;
1181         case DstReg:
1182                 decode_register_operand(&c->dst, c,
1183                          c->twobyte && (c->b == 0xb6 || c->b == 0xb7));
1184                 break;
1185         case DstMem:
1186                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1187                         c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1188                         c->dst.type = OP_REG;
1189                         c->dst.val = c->dst.orig_val = c->modrm_val;
1190                         c->dst.ptr = c->modrm_ptr;
1191                         break;
1192                 }
1193                 c->dst.type = OP_MEM;
1194                 break;
1195         case DstAcc:
1196                 c->dst.type = OP_REG;
1197                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1198                 c->dst.ptr = &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
1199                 switch (c->dst.bytes) {
1200                         case 1:
1201                                 c->dst.val = *(u8 *)c->dst.ptr;
1202                                 break;
1203                         case 2:
1204                                 c->dst.val = *(u16 *)c->dst.ptr;
1205                                 break;
1206                         case 4:
1207                                 c->dst.val = *(u32 *)c->dst.ptr;
1208                                 break;
1209                         case 8:
1210                                 c->dst.val = *(u64 *)c->dst.ptr;
1211                                 break;
1212                 }
1213                 c->dst.orig_val = c->dst.val;
1214                 break;
1215         }
1216
1217         if (c->rip_relative)
1218                 c->modrm_ea += c->eip;
1219
1220 done:
1221         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
1222 }
1223
1224 static inline void emulate_push(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1225 {
1226         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1227
1228         c->dst.type  = OP_MEM;
1229         c->dst.bytes = c->op_bytes;
1230         c->dst.val = c->src.val;
1231         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], -c->op_bytes);
1232         c->dst.ptr = (void *) register_address(c, ss_base(ctxt),
1233                                                c->regs[VCPU_REGS_RSP]);
1234 }
1235
1236 static int emulate_pop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1237                        struct x86_emulate_ops *ops,
1238                        void *dest, int len)
1239 {
1240         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1241         int rc;
1242
1243         rc = ops->read_emulated(register_address(c, ss_base(ctxt),
1244                                                  c->regs[VCPU_REGS_RSP]),
1245                                 dest, len, ctxt->vcpu);
1246         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1247                 return rc;
1248
1249         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], len);
1250         return rc;
1251 }
1252
1253 static int emulate_popf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1254                        struct x86_emulate_ops *ops,
1255                        void *dest, int len)
1256 {
1257         int rc;
1258         unsigned long val, change_mask;
1259         int iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
1260         int cpl = kvm_x86_ops->get_cpl(ctxt->vcpu);
1261
1262         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &val, len);
1263         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1264                 return rc;
1265
1266         change_mask = EFLG_CF | EFLG_PF | EFLG_AF | EFLG_ZF | EFLG_SF | EFLG_OF
1267                 | EFLG_TF | EFLG_DF | EFLG_NT | EFLG_RF | EFLG_AC | EFLG_ID;
1268
1269         switch(ctxt->mode) {
1270         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1271         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1272         case X86EMUL_MODE_PROT16:
1273                 if (cpl == 0)
1274                         change_mask |= EFLG_IOPL;
1275                 if (cpl <= iopl)
1276                         change_mask |= EFLG_IF;
1277                 break;
1278         case X86EMUL_MODE_VM86:
1279                 if (iopl < 3) {
1280                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1281                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1282                 }
1283                 change_mask |= EFLG_IF;
1284                 break;
1285         default: /* real mode */
1286                 change_mask |= (EFLG_IOPL | EFLG_IF);
1287                 break;
1288         }
1289
1290         *(unsigned long *)dest =
1291                 (ctxt->eflags & ~change_mask) | (val & change_mask);
1292
1293         return rc;
1294 }
1295
1296 static void emulate_push_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
1297 {
1298         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1299         struct kvm_segment segment;
1300
1301         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, &segment, seg);
1302
1303         c->src.val = segment.selector;
1304         emulate_push(ctxt);
1305 }
1306
1307 static int emulate_pop_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1308                              struct x86_emulate_ops *ops, int seg)
1309 {
1310         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1311         unsigned long selector;
1312         int rc;
1313
1314         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &selector, c->op_bytes);
1315         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1316                 return rc;
1317
1318         rc = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, (u16)selector, seg);
1319         return rc;
1320 }
1321
1322 static void emulate_pusha(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1323 {
1324         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1325         unsigned long old_esp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
1326         int reg = VCPU_REGS_RAX;
1327
1328         while (reg <= VCPU_REGS_RDI) {
1329                 (reg == VCPU_REGS_RSP) ?
1330                 (c->src.val = old_esp) : (c->src.val = c->regs[reg]);
1331
1332                 emulate_push(ctxt);
1333                 ++reg;
1334         }
1335 }
1336
1337 static int emulate_popa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1338                         struct x86_emulate_ops *ops)
1339 {
1340         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1341         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1342         int reg = VCPU_REGS_RDI;
1343
1344         while (reg >= VCPU_REGS_RAX) {
1345                 if (reg == VCPU_REGS_RSP) {
1346                         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP],
1347                                                         c->op_bytes);
1348                         --reg;
1349                 }
1350
1351                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->regs[reg], c->op_bytes);
1352                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1353                         break;
1354                 --reg;
1355         }
1356         return rc;
1357 }
1358
1359 static inline int emulate_grp1a(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1360                                 struct x86_emulate_ops *ops)
1361 {
1362         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1363
1364         return emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->dst.bytes);
1365 }
1366
1367 static inline void emulate_grp2(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1368 {
1369         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1370         switch (c->modrm_reg) {
1371         case 0: /* rol */
1372                 emulate_2op_SrcB("rol", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1373                 break;
1374         case 1: /* ror */
1375                 emulate_2op_SrcB("ror", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1376                 break;
1377         case 2: /* rcl */
1378                 emulate_2op_SrcB("rcl", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1379                 break;
1380         case 3: /* rcr */
1381                 emulate_2op_SrcB("rcr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1382                 break;
1383         case 4: /* sal/shl */
1384         case 6: /* sal/shl */
1385                 emulate_2op_SrcB("sal", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1386                 break;
1387         case 5: /* shr */
1388                 emulate_2op_SrcB("shr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1389                 break;
1390         case 7: /* sar */
1391                 emulate_2op_SrcB("sar", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1392                 break;
1393         }
1394 }
1395
1396 static inline int emulate_grp3(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1397                                struct x86_emulate_ops *ops)
1398 {
1399         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1400         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1401
1402         switch (c->modrm_reg) {
1403         case 0 ... 1:   /* test */
1404                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1405                 break;
1406         case 2: /* not */
1407                 c->dst.val = ~c->dst.val;
1408                 break;
1409         case 3: /* neg */
1410                 emulate_1op("neg", c->dst, ctxt->eflags);
1411                 break;
1412         default:
1413                 DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
1414                 rc = X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1415                 break;
1416         }
1417         return rc;
1418 }
1419
1420 static inline int emulate_grp45(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1421                                struct x86_emulate_ops *ops)
1422 {
1423         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1424
1425         switch (c->modrm_reg) {
1426         case 0: /* inc */
1427                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
1428                 break;
1429         case 1: /* dec */
1430                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
1431                 break;
1432         case 2: /* call near abs */ {
1433                 long int old_eip;
1434                 old_eip = c->eip;
1435                 c->eip = c->src.val;
1436                 c->src.val = old_eip;
1437                 emulate_push(ctxt);
1438                 break;
1439         }
1440         case 4: /* jmp abs */
1441                 c->eip = c->src.val;
1442                 break;
1443         case 6: /* push */
1444                 emulate_push(ctxt);
1445                 break;
1446         }
1447         return X86EMUL_CONTINUE;
1448 }
1449
1450 static inline int emulate_grp9(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1451                                struct x86_emulate_ops *ops,
1452                                unsigned long memop)
1453 {
1454         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1455         u64 old, new;
1456         int rc;
1457
1458         rc = ops->read_emulated(memop, &old, 8, ctxt->vcpu);
1459         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1460                 return rc;
1461
1462         if (((u32) (old >> 0) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RAX]) ||
1463             ((u32) (old >> 32) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RDX])) {
1464
1465                 c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32) (old >> 0);
1466                 c->regs[VCPU_REGS_RDX] = (u32) (old >> 32);
1467                 ctxt->eflags &= ~EFLG_ZF;
1468
1469         } else {
1470                 new = ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RCX] << 32) |
1471                        (u32) c->regs[VCPU_REGS_RBX];
1472
1473                 rc = ops->cmpxchg_emulated(memop, &old, &new, 8, ctxt->vcpu);
1474                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1475                         return rc;
1476                 ctxt->eflags |= EFLG_ZF;
1477         }
1478         return X86EMUL_CONTINUE;
1479 }
1480
1481 static int emulate_ret_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1482                            struct x86_emulate_ops *ops)
1483 {
1484         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1485         int rc;
1486         unsigned long cs;
1487
1488         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->eip, c->op_bytes);
1489         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1490                 return rc;
1491         if (c->op_bytes == 4)
1492                 c->eip = (u32)c->eip;
1493         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &cs, c->op_bytes);
1494         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1495                 return rc;
1496         rc = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, (u16)cs, VCPU_SREG_CS);
1497         return rc;
1498 }
1499
1500 static inline int writeback(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1501                             struct x86_emulate_ops *ops)
1502 {
1503         int rc;
1504         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1505
1506         switch (c->dst.type) {
1507         case OP_REG:
1508                 /* The 4-byte case *is* correct:
1509                  * in 64-bit mode we zero-extend.
1510                  */
1511                 switch (c->dst.bytes) {
1512                 case 1:
1513                         *(u8 *)c->dst.ptr = (u8)c->dst.val;
1514                         break;
1515                 case 2:
1516                         *(u16 *)c->dst.ptr = (u16)c->dst.val;
1517                         break;
1518                 case 4:
1519                         *c->dst.ptr = (u32)c->dst.val;
1520                         break;  /* 64b: zero-ext */
1521                 case 8:
1522                         *c->dst.ptr = c->dst.val;
1523                         break;
1524                 }
1525                 break;
1526         case OP_MEM:
1527                 if (c->lock_prefix)
1528                         rc = ops->cmpxchg_emulated(
1529                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1530                                         &c->dst.orig_val,
1531                                         &c->dst.val,
1532                                         c->dst.bytes,
1533                                         ctxt->vcpu);
1534                 else
1535                         rc = ops->write_emulated(
1536                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1537                                         &c->dst.val,
1538                                         c->dst.bytes,
1539                                         ctxt->vcpu);
1540                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1541                         return rc;
1542                 break;
1543         case OP_NONE:
1544                 /* no writeback */
1545                 break;
1546         default:
1547                 break;
1548         }
1549         return X86EMUL_CONTINUE;
1550 }
1551
1552 static void toggle_interruptibility(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u32 mask)
1553 {
1554         u32 int_shadow = kvm_x86_ops->get_interrupt_shadow(ctxt->vcpu, mask);
1555         /*
1556          * an sti; sti; sequence only disable interrupts for the first
1557          * instruction. So, if the last instruction, be it emulated or
1558          * not, left the system with the INT_STI flag enabled, it
1559          * means that the last instruction is an sti. We should not
1560          * leave the flag on in this case. The same goes for mov ss
1561          */
1562         if (!(int_shadow & mask))
1563                 ctxt->interruptibility = mask;
1564 }
1565
1566 static inline void
1567 setup_syscalls_segments(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1568         struct kvm_segment *cs, struct kvm_segment *ss)
1569 {
1570         memset(cs, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1571         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, cs, VCPU_SREG_CS);
1572         memset(ss, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1573
1574         cs->l = 0;              /* will be adjusted later */
1575         cs->base = 0;           /* flat segment */
1576         cs->g = 1;              /* 4kb granularity */
1577         cs->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1578         cs->type = 0x0b;        /* Read, Execute, Accessed */
1579         cs->s = 1;
1580         cs->dpl = 0;            /* will be adjusted later */
1581         cs->present = 1;
1582         cs->db = 1;
1583
1584         ss->unusable = 0;
1585         ss->base = 0;           /* flat segment */
1586         ss->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1587         ss->g = 1;              /* 4kb granularity */
1588         ss->s = 1;
1589         ss->type = 0x03;        /* Read/Write, Accessed */
1590         ss->db = 1;             /* 32bit stack segment */
1591         ss->dpl = 0;
1592         ss->present = 1;
1593 }
1594
1595 static int
1596 emulate_syscall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1597 {
1598         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1599         struct kvm_segment cs, ss;
1600         u64 msr_data;
1601
1602         /* syscall is not available in real mode */
1603         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL || ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
1604                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1605
1606         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1607
1608         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1609         msr_data >>= 32;
1610         cs.selector = (u16)(msr_data & 0xfffc);
1611         ss.selector = (u16)(msr_data + 8);
1612
1613         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1614                 cs.db = 0;
1615                 cs.l = 1;
1616         }
1617         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1618         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1619
1620         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = c->eip;
1621         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1622 #ifdef CONFIG_X86_64
1623                 c->regs[VCPU_REGS_R11] = ctxt->eflags & ~EFLG_RF;
1624
1625                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu,
1626                         ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 ?
1627                         MSR_LSTAR : MSR_CSTAR, &msr_data);
1628                 c->eip = msr_data;
1629
1630                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_SYSCALL_MASK, &msr_data);
1631                 ctxt->eflags &= ~(msr_data | EFLG_RF);
1632 #endif
1633         } else {
1634                 /* legacy mode */
1635                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1636                 c->eip = (u32)msr_data;
1637
1638                 ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1639         }
1640
1641         return X86EMUL_CONTINUE;
1642 }
1643
1644 static int
1645 emulate_sysenter(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1646 {
1647         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1648         struct kvm_segment cs, ss;
1649         u64 msr_data;
1650
1651         /* inject #GP if in real mode */
1652         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL) {
1653                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1654                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1655         }
1656
1657         /* XXX sysenter/sysexit have not been tested in 64bit mode.
1658         * Therefore, we inject an #UD.
1659         */
1660         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
1661                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1662
1663         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1664
1665         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1666         switch (ctxt->mode) {
1667         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1668                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1669                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1670                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1671                 }
1672                 break;
1673         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1674                 if (msr_data == 0x0) {
1675                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1676                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1677                 }
1678                 break;
1679         }
1680
1681         ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1682         cs.selector = (u16)msr_data;
1683         cs.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1684         ss.selector = cs.selector + 8;
1685         ss.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1686         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64
1687                 || is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1688                 cs.db = 0;
1689                 cs.l = 1;
1690         }
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         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_EIP, &msr_data);
1696         c->eip = msr_data;
1697
1698         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_ESP, &msr_data);
1699         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = msr_data;
1700
1701         return X86EMUL_CONTINUE;
1702 }
1703
1704 static int
1705 emulate_sysexit(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1706 {
1707         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1708         struct kvm_segment cs, ss;
1709         u64 msr_data;
1710         int usermode;
1711
1712         /* inject #GP if in real mode or Virtual 8086 mode */
1713         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
1714             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86) {
1715                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1716                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1717         }
1718
1719         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1720
1721         if ((c->rex_prefix & 0x8) != 0x0)
1722                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT64;
1723         else
1724                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT32;
1725
1726         cs.dpl = 3;
1727         ss.dpl = 3;
1728         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1729         switch (usermode) {
1730         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1731                 cs.selector = (u16)(msr_data + 16);
1732                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1733                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1734                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1735                 }
1736                 ss.selector = (u16)(msr_data + 24);
1737                 break;
1738         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1739                 cs.selector = (u16)(msr_data + 32);
1740                 if (msr_data == 0x0) {
1741                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1742                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1743                 }
1744                 ss.selector = cs.selector + 8;
1745                 cs.db = 0;
1746                 cs.l = 1;
1747                 break;
1748         }
1749         cs.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
1750         ss.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
1751
1752         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1753         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1754
1755         c->eip = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RDX];
1756         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RCX];
1757
1758         return X86EMUL_CONTINUE;
1759 }
1760
1761 static bool emulator_bad_iopl(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1762 {
1763         int iopl;
1764         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL)
1765                 return false;
1766         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
1767                 return true;
1768         iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
1769         return kvm_x86_ops->get_cpl(ctxt->vcpu) > iopl;
1770 }
1771
1772 static bool emulator_io_port_access_allowed(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1773                                             struct x86_emulate_ops *ops,
1774                                             u16 port, u16 len)
1775 {
1776         struct kvm_segment tr_seg;
1777         int r;
1778         u16 io_bitmap_ptr;
1779         u8 perm, bit_idx = port & 0x7;
1780         unsigned mask = (1 << len) - 1;
1781
1782         kvm_get_segment(ctxt->vcpu, &tr_seg, VCPU_SREG_TR);
1783         if (tr_seg.unusable)
1784                 return false;
1785         if (tr_seg.limit < 103)
1786                 return false;
1787         r = ops->read_std(tr_seg.base + 102, &io_bitmap_ptr, 2, ctxt->vcpu,
1788                           NULL);
1789         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
1790                 return false;
1791         if (io_bitmap_ptr + port/8 > tr_seg.limit)
1792                 return false;
1793         r = ops->read_std(tr_seg.base + io_bitmap_ptr + port/8, &perm, 1,
1794                           ctxt->vcpu, NULL);
1795         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
1796                 return false;
1797         if ((perm >> bit_idx) & mask)
1798                 return false;
1799         return true;
1800 }
1801
1802 static bool emulator_io_permited(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1803                                  struct x86_emulate_ops *ops,
1804                                  u16 port, u16 len)
1805 {
1806         if (emulator_bad_iopl(ctxt))
1807                 if (!emulator_io_port_access_allowed(ctxt, ops, port, len))
1808                         return false;
1809         return true;
1810 }
1811
1812 int
1813 x86_emulate_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
1814 {
1815         unsigned long memop = 0;
1816         u64 msr_data;
1817         unsigned long saved_eip = 0;
1818         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1819         unsigned int port;
1820         int io_dir_in;
1821         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1822
1823         ctxt->interruptibility = 0;
1824
1825         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation.
1826          * NOTE: we can copy them from vcpu as x86_decode_insn() doesn't
1827          * modify them.
1828          */
1829
1830         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
1831         saved_eip = c->eip;
1832
1833         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & No64)) {
1834                 kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
1835                 goto done;
1836         }
1837
1838         /* LOCK prefix is allowed only with some instructions */
1839         if (c->lock_prefix && !(c->d & Lock)) {
1840                 kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
1841                 goto done;
1842         }
1843
1844         /* Privileged instruction can be executed only in CPL=0 */
1845         if ((c->d & Priv) && kvm_x86_ops->get_cpl(ctxt->vcpu)) {
1846                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1847                 goto done;
1848         }
1849
1850         if (((c->d & ModRM) && (c->modrm_mod != 3)) || (c->d & MemAbs))
1851                 memop = c->modrm_ea;
1852
1853         if (c->rep_prefix && (c->d & String)) {
1854                 /* All REP prefixes have the same first termination condition */
1855                 if (address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) == 0) {
1856                         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1857                         goto done;
1858                 }
1859                 /* The second termination condition only applies for REPE
1860                  * and REPNE. Test if the repeat string operation prefix is
1861                  * REPE/REPZ or REPNE/REPNZ and if it's the case it tests the
1862                  * corresponding termination condition according to:
1863                  *      - if REPE/REPZ and ZF = 0 then done
1864                  *      - if REPNE/REPNZ and ZF = 1 then done
1865                  */
1866                 if ((c->b == 0xa6) || (c->b == 0xa7) ||
1867                                 (c->b == 0xae) || (c->b == 0xaf)) {
1868                         if ((c->rep_prefix == REPE_PREFIX) &&
1869                                 ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == 0)) {
1870                                         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1871                                         goto done;
1872                         }
1873                         if ((c->rep_prefix == REPNE_PREFIX) &&
1874                                 ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == EFLG_ZF)) {
1875                                 kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1876                                 goto done;
1877                         }
1878                 }
1879                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RCX], -1);
1880                 c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
1881         }
1882
1883         if (c->src.type == OP_MEM) {
1884                 c->src.ptr = (unsigned long *)memop;
1885                 c->src.val = 0;
1886                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src.ptr,
1887                                         &c->src.val,
1888                                         c->src.bytes,
1889                                         ctxt->vcpu);
1890                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1891                         goto done;
1892                 c->src.orig_val = c->src.val;
1893         }
1894
1895         if (c->src2.type == OP_MEM) {
1896                 c->src2.ptr = (unsigned long *)(memop + c->src.bytes);
1897                 c->src2.val = 0;
1898                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src2.ptr,
1899                                         &c->src2.val,
1900                                         c->src2.bytes,
1901                                         ctxt->vcpu);
1902                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1903                         goto done;
1904         }
1905
1906         if ((c->d & DstMask) == ImplicitOps)
1907                 goto special_insn;
1908
1909
1910         if (c->dst.type == OP_MEM) {
1911                 c->dst.ptr = (unsigned long *)memop;
1912                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1913                 c->dst.val = 0;
1914                 if (c->d & BitOp) {
1915                         unsigned long mask = ~(c->dst.bytes * 8 - 1);
1916
1917                         c->dst.ptr = (void *)c->dst.ptr +
1918                                                    (c->src.val & mask) / 8;
1919                 }
1920                 if (!(c->d & Mov)) {
1921                         /* optimisation - avoid slow emulated read */
1922                         rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->dst.ptr,
1923                                                 &c->dst.val,
1924                                                 c->dst.bytes,
1925                                                 ctxt->vcpu);
1926                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1927                                 goto done;
1928                 }
1929         }
1930         c->dst.orig_val = c->dst.val;
1931
1932 special_insn:
1933
1934         if (c->twobyte)
1935                 goto twobyte_insn;
1936
1937         switch (c->b) {
1938         case 0x00 ... 0x05:
1939               add:              /* add */
1940                 emulate_2op_SrcV("add", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1941                 break;
1942         case 0x06:              /* push es */
1943                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_ES);
1944                 break;
1945         case 0x07:              /* pop es */
1946                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_ES);
1947                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1948                         goto done;
1949                 break;
1950         case 0x08 ... 0x0d:
1951               or:               /* or */
1952                 emulate_2op_SrcV("or", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1953                 break;
1954         case 0x0e:              /* push cs */
1955                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_CS);
1956                 break;
1957         case 0x10 ... 0x15:
1958               adc:              /* adc */
1959                 emulate_2op_SrcV("adc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1960                 break;
1961         case 0x16:              /* push ss */
1962                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_SS);
1963                 break;
1964         case 0x17:              /* pop ss */
1965                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_SS);
1966                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1967                         goto done;
1968                 break;
1969         case 0x18 ... 0x1d:
1970               sbb:              /* sbb */
1971                 emulate_2op_SrcV("sbb", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1972                 break;
1973         case 0x1e:              /* push ds */
1974                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_DS);
1975                 break;
1976         case 0x1f:              /* pop ds */
1977                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_DS);
1978                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1979                         goto done;
1980                 break;
1981         case 0x20 ... 0x25:
1982               and:              /* and */
1983                 emulate_2op_SrcV("and", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1984                 break;
1985         case 0x28 ... 0x2d:
1986               sub:              /* sub */
1987                 emulate_2op_SrcV("sub", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1988                 break;
1989         case 0x30 ... 0x35:
1990               xor:              /* xor */
1991                 emulate_2op_SrcV("xor", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1992                 break;
1993         case 0x38 ... 0x3d:
1994               cmp:              /* cmp */
1995                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1996                 break;
1997         case 0x40 ... 0x47: /* inc r16/r32 */
1998                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
1999                 break;
2000         case 0x48 ... 0x4f: /* dec r16/r32 */
2001                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
2002                 break;
2003         case 0x50 ... 0x57:  /* push reg */
2004                 emulate_push(ctxt);
2005                 break;
2006         case 0x58 ... 0x5f: /* pop reg */
2007         pop_instruction:
2008                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
2009                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2010                         goto done;
2011                 break;
2012         case 0x60:      /* pusha */
2013                 emulate_pusha(ctxt);
2014                 break;
2015         case 0x61:      /* popa */
2016                 rc = emulate_popa(ctxt, ops);
2017                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2018                         goto done;
2019                 break;
2020         case 0x63:              /* movsxd */
2021                 if (ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
2022                         goto cannot_emulate;
2023                 c->dst.val = (s32) c->src.val;
2024                 break;
2025         case 0x68: /* push imm */
2026         case 0x6a: /* push imm8 */
2027                 emulate_push(ctxt);
2028                 break;
2029         case 0x6c:              /* insb */
2030         case 0x6d:              /* insw/insd */
2031                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->regs[VCPU_REGS_RDX],
2032                                           (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes)) {
2033                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2034                         goto done;
2035                 }
2036                 if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu,
2037                                 1,
2038                                 (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
2039                                 c->rep_prefix ?
2040                                 address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1,
2041                                 (ctxt->eflags & EFLG_DF),
2042                                 register_address(c, es_base(ctxt),
2043                                                  c->regs[VCPU_REGS_RDI]),
2044                                 c->rep_prefix,
2045                                 c->regs[VCPU_REGS_RDX]) == 0) {
2046                         c->eip = saved_eip;
2047                         return -1;
2048                 }
2049                 return 0;
2050         case 0x6e:              /* outsb */
2051         case 0x6f:              /* outsw/outsd */
2052                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->regs[VCPU_REGS_RDX],
2053                                           (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes)) {
2054                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2055                         goto done;
2056                 }
2057                 if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu,
2058                                 0,
2059                                 (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
2060                                 c->rep_prefix ?
2061                                 address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1,
2062                                 (ctxt->eflags & EFLG_DF),
2063                                          register_address(c,
2064                                           seg_override_base(ctxt, c),
2065                                                  c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
2066                                 c->rep_prefix,
2067                                 c->regs[VCPU_REGS_RDX]) == 0) {
2068                         c->eip = saved_eip;
2069                         return -1;
2070                 }
2071                 return 0;
2072         case 0x70 ... 0x7f: /* jcc (short) */
2073                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2074                         jmp_rel(c, c->src.val);
2075                 break;
2076         case 0x80 ... 0x83:     /* Grp1 */
2077                 switch (c->modrm_reg) {
2078                 case 0:
2079                         goto add;
2080                 case 1:
2081                         goto or;
2082                 case 2:
2083                         goto adc;
2084                 case 3:
2085                         goto sbb;
2086                 case 4:
2087                         goto and;
2088                 case 5:
2089                         goto sub;
2090                 case 6:
2091                         goto xor;
2092                 case 7:
2093                         goto cmp;
2094                 }
2095                 break;
2096         case 0x84 ... 0x85:
2097                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2098                 break;
2099         case 0x86 ... 0x87:     /* xchg */
2100         xchg:
2101                 /* Write back the register source. */
2102                 switch (c->dst.bytes) {
2103                 case 1:
2104                         *(u8 *) c->src.ptr = (u8) c->dst.val;
2105                         break;
2106                 case 2:
2107                         *(u16 *) c->src.ptr = (u16) c->dst.val;
2108                         break;
2109                 case 4:
2110                         *c->src.ptr = (u32) c->dst.val;
2111                         break;  /* 64b reg: zero-extend */
2112                 case 8:
2113                         *c->src.ptr = c->dst.val;
2114                         break;
2115                 }
2116                 /*
2117                  * Write back the memory destination with implicit LOCK
2118                  * prefix.
2119                  */
2120                 c->dst.val = c->src.val;
2121                 c->lock_prefix = 1;
2122                 break;
2123         case 0x88 ... 0x8b:     /* mov */
2124                 goto mov;
2125         case 0x8c: { /* mov r/m, sreg */
2126                 struct kvm_segment segreg;
2127
2128                 if (c->modrm_reg <= 5)
2129                         kvm_get_segment(ctxt->vcpu, &segreg, c->modrm_reg);
2130                 else {
2131                         printk(KERN_INFO "0x8c: Invalid segreg in modrm byte 0x%02x\n",
2132                                c->modrm);
2133                         goto cannot_emulate;
2134                 }
2135                 c->dst.val = segreg.selector;
2136                 break;
2137         }
2138         case 0x8d: /* lea r16/r32, m */
2139                 c->dst.val = c->modrm_ea;
2140                 break;
2141         case 0x8e: { /* mov seg, r/m16 */
2142                 uint16_t sel;
2143
2144                 sel = c->src.val;
2145
2146                 if (c->modrm_reg == VCPU_SREG_CS ||
2147                     c->modrm_reg > VCPU_SREG_GS) {
2148                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
2149                         goto done;
2150                 }
2151
2152                 if (c->modrm_reg == VCPU_SREG_SS)
2153                         toggle_interruptibility(ctxt, KVM_X86_SHADOW_INT_MOV_SS);
2154
2155                 rc = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, sel, c->modrm_reg);
2156
2157                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2158                 break;
2159         }
2160         case 0x8f:              /* pop (sole member of Grp1a) */
2161                 rc = emulate_grp1a(ctxt, ops);
2162                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2163                         goto done;
2164                 break;
2165         case 0x90: /* nop / xchg r8,rax */
2166                 if (!(c->rex_prefix & 1)) { /* nop */
2167                         c->dst.type = OP_NONE;
2168                         break;
2169                 }
2170         case 0x91 ... 0x97: /* xchg reg,rax */
2171                 c->src.type = c->dst.type = OP_REG;
2172                 c->src.bytes = c->dst.bytes = c->op_bytes;
2173                 c->src.ptr = (unsigned long *) &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2174                 c->src.val = *(c->src.ptr);
2175                 goto xchg;
2176         case 0x9c: /* pushf */
2177                 c->src.val =  (unsigned long) ctxt->eflags;
2178                 emulate_push(ctxt);
2179                 break;
2180         case 0x9d: /* popf */
2181                 c->dst.type = OP_REG;
2182                 c->dst.ptr = (unsigned long *) &ctxt->eflags;
2183                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2184                 rc = emulate_popf(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
2185                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2186                         goto done;
2187                 break;
2188         case 0xa0 ... 0xa1:     /* mov */
2189                 c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2190                 c->dst.val = c->src.val;
2191                 break;
2192         case 0xa2 ... 0xa3:     /* mov */
2193                 c->dst.val = (unsigned long)c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2194                 break;
2195         case 0xa4 ... 0xa5:     /* movs */
2196                 c->dst.type = OP_MEM;
2197                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2198                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2199                                                    es_base(ctxt),
2200                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2201                 rc = ops->read_emulated(register_address(c,
2202                                                 seg_override_base(ctxt, c),
2203                                                 c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
2204                                         &c->dst.val,
2205                                         c->dst.bytes, ctxt->vcpu);
2206                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2207                         goto done;
2208                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2209                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2210                                                            : c->dst.bytes);
2211                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2212                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2213                                                            : c->dst.bytes);
2214                 break;
2215         case 0xa6 ... 0xa7:     /* cmps */
2216                 c->src.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2217                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2218                 c->src.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2219                                        seg_override_base(ctxt, c),
2220                                                    c->regs[VCPU_REGS_RSI]);
2221                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src.ptr,
2222                                         &c->src.val,
2223                                         c->src.bytes,
2224                                         ctxt->vcpu);
2225                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2226                         goto done;
2227
2228                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2229                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2230                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2231                                                    es_base(ctxt),
2232                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2233                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->dst.ptr,
2234                                         &c->dst.val,
2235                                         c->dst.bytes,
2236                                         ctxt->vcpu);
2237                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2238                         goto done;
2239
2240                 DPRINTF("cmps: mem1=0x%p mem2=0x%p\n", c->src.ptr, c->dst.ptr);
2241
2242                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2243
2244                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2245                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->src.bytes
2246                                                                   : c->src.bytes);
2247                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2248                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2249                                                                   : c->dst.bytes);
2250
2251                 break;
2252         case 0xaa ... 0xab:     /* stos */
2253                 c->dst.type = OP_MEM;
2254                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2255                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2256                                                    es_base(ctxt),
2257                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2258                 c->dst.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2259                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2260                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2261                                                            : c->dst.bytes);
2262                 break;
2263         case 0xac ... 0xad:     /* lods */
2264                 c->dst.type = OP_REG;
2265                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2266                 c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2267                 rc = ops->read_emulated(register_address(c,
2268                                                 seg_override_base(ctxt, c),
2269                                                 c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
2270                                         &c->dst.val,
2271                                         c->dst.bytes,
2272                                         ctxt->vcpu);
2273                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2274                         goto done;
2275                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2276                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2277                                                            : c->dst.bytes);
2278                 break;
2279         case 0xae ... 0xaf:     /* scas */
2280                 DPRINTF("Urk! I don't handle SCAS.\n");
2281                 goto cannot_emulate;
2282         case 0xb0 ... 0xbf: /* mov r, imm */
2283                 goto mov;
2284         case 0xc0 ... 0xc1:
2285                 emulate_grp2(ctxt);
2286                 break;
2287         case 0xc3: /* ret */
2288                 c->dst.type = OP_REG;
2289                 c->dst.ptr = &c->eip;
2290                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2291                 goto pop_instruction;
2292         case 0xc6 ... 0xc7:     /* mov (sole member of Grp11) */
2293         mov:
2294                 c->dst.val = c->src.val;
2295                 break;
2296         case 0xcb:              /* ret far */
2297                 rc = emulate_ret_far(ctxt, ops);
2298                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2299                         goto done;
2300                 break;
2301         case 0xd0 ... 0xd1:     /* Grp2 */
2302                 c->src.val = 1;
2303                 emulate_grp2(ctxt);
2304                 break;
2305         case 0xd2 ... 0xd3:     /* Grp2 */
2306                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
2307                 emulate_grp2(ctxt);
2308                 break;
2309         case 0xe4:      /* inb */
2310         case 0xe5:      /* in */
2311                 port = c->src.val;
2312                 io_dir_in = 1;
2313                 goto do_io;
2314         case 0xe6: /* outb */
2315         case 0xe7: /* out */
2316                 port = c->src.val;
2317                 io_dir_in = 0;
2318                 goto do_io;
2319         case 0xe8: /* call (near) */ {
2320                 long int rel = c->src.val;
2321                 c->src.val = (unsigned long) c->eip;
2322                 jmp_rel(c, rel);
2323                 emulate_push(ctxt);
2324                 break;
2325         }
2326         case 0xe9: /* jmp rel */
2327                 goto jmp;
2328         case 0xea: /* jmp far */
2329         jump_far:
2330                 if (kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, c->src2.val,
2331                                                 VCPU_SREG_CS))
2332                         goto done;
2333
2334                 c->eip = c->src.val;
2335                 break;
2336         case 0xeb:
2337               jmp:              /* jmp rel short */
2338                 jmp_rel(c, c->src.val);
2339                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2340                 break;
2341         case 0xec: /* in al,dx */
2342         case 0xed: /* in (e/r)ax,dx */
2343                 port = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2344                 io_dir_in = 1;
2345                 goto do_io;
2346         case 0xee: /* out al,dx */
2347         case 0xef: /* out (e/r)ax,dx */
2348                 port = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2349                 io_dir_in = 0;
2350         do_io:
2351                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, port,
2352                                           (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes)) {
2353                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2354                         goto done;
2355                 }
2356                 if (kvm_emulate_pio(ctxt->vcpu, io_dir_in,
2357                                    (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
2358                                    port) != 0) {
2359                         c->eip = saved_eip;
2360                         goto cannot_emulate;
2361                 }
2362                 break;
2363         case 0xf4:              /* hlt */
2364                 ctxt->vcpu->arch.halt_request = 1;
2365                 break;
2366         case 0xf5:      /* cmc */
2367                 /* complement carry flag from eflags reg */
2368                 ctxt->eflags ^= EFLG_CF;
2369                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2370                 break;
2371         case 0xf6 ... 0xf7:     /* Grp3 */
2372                 rc = emulate_grp3(ctxt, ops);
2373                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2374                         goto done;
2375                 break;
2376         case 0xf8: /* clc */
2377                 ctxt->eflags &= ~EFLG_CF;
2378                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2379                 break;
2380         case 0xfa: /* cli */
2381                 if (emulator_bad_iopl(ctxt))
2382                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2383                 else {
2384                         ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_IF;
2385                         c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2386                 }
2387                 break;
2388         case 0xfb: /* sti */
2389                 if (emulator_bad_iopl(ctxt))
2390                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2391                 else {
2392                         toggle_interruptibility(ctxt, KVM_X86_SHADOW_INT_STI);
2393                         ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_IF;
2394                         c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2395                 }
2396                 break;
2397         case 0xfc: /* cld */
2398                 ctxt->eflags &= ~EFLG_DF;
2399                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2400                 break;
2401         case 0xfd: /* std */
2402                 ctxt->eflags |= EFLG_DF;
2403                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2404                 break;
2405         case 0xfe: /* Grp4 */
2406         grp45:
2407                 rc = emulate_grp45(ctxt, ops);
2408                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2409                         goto done;
2410                 break;
2411         case 0xff: /* Grp5 */
2412                 if (c->modrm_reg == 5)
2413                         goto jump_far;
2414                 goto grp45;
2415         }
2416
2417 writeback:
2418         rc = writeback(ctxt, ops);
2419         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2420                 goto done;
2421
2422         /* Commit shadow register state. */
2423         memcpy(ctxt->vcpu->arch.regs, c->regs, sizeof c->regs);
2424         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
2425
2426 done:
2427         if (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) {
2428                 c->eip = saved_eip;
2429                 return -1;
2430         }
2431         return 0;
2432
2433 twobyte_insn:
2434         switch (c->b) {
2435         case 0x01: /* lgdt, lidt, lmsw */
2436                 switch (c->modrm_reg) {
2437                         u16 size;
2438                         unsigned long address;
2439
2440                 case 0: /* vmcall */
2441                         if (c->modrm_mod != 3 || c->modrm_rm != 1)
2442                                 goto cannot_emulate;
2443
2444                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
2445                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2446                                 goto done;
2447
2448                         /* Let the processor re-execute the fixed hypercall */
2449                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2450                         /* Disable writeback. */
2451                         c->dst.type = OP_NONE;
2452                         break;
2453                 case 2: /* lgdt */
2454                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
2455                                              &size, &address, c->op_bytes);
2456                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2457                                 goto done;
2458                         realmode_lgdt(ctxt->vcpu, size, address);
2459                         /* Disable writeback. */
2460                         c->dst.type = OP_NONE;
2461                         break;
2462                 case 3: /* lidt/vmmcall */
2463                         if (c->modrm_mod == 3) {
2464                                 switch (c->modrm_rm) {
2465                                 case 1:
2466                                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
2467                                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2468                                                 goto done;
2469                                         break;
2470                                 default:
2471                                         goto cannot_emulate;
2472                                 }
2473                         } else {
2474                                 rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
2475                                                      &size, &address,
2476                                                      c->op_bytes);
2477                                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2478                                         goto done;
2479                                 realmode_lidt(ctxt->vcpu, size, address);
2480                         }
2481                         /* Disable writeback. */
2482                         c->dst.type = OP_NONE;
2483                         break;
2484                 case 4: /* smsw */
2485                         c->dst.bytes = 2;
2486                         c->dst.val = ops->get_cr(0, ctxt->vcpu);
2487                         break;
2488                 case 6: /* lmsw */
2489                         ops->set_cr(0, (ops->get_cr(0, ctxt->vcpu) & ~0x0ful) |
2490                                     (c->src.val & 0x0f), ctxt->vcpu);
2491                         c->dst.type = OP_NONE;
2492                         break;
2493                 case 7: /* invlpg*/
2494                         emulate_invlpg(ctxt->vcpu, memop);
2495                         /* Disable writeback. */
2496                         c->dst.type = OP_NONE;
2497                         break;
2498                 default:
2499                         goto cannot_emulate;
2500                 }
2501                 break;
2502         case 0x05:              /* syscall */
2503                 rc = emulate_syscall(ctxt);
2504                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2505                         goto done;
2506                 else
2507                         goto writeback;
2508                 break;
2509         case 0x06:
2510                 emulate_clts(ctxt->vcpu);
2511                 c->dst.type = OP_NONE;
2512                 break;
2513         case 0x08:              /* invd */
2514         case 0x09:              /* wbinvd */
2515         case 0x0d:              /* GrpP (prefetch) */
2516         case 0x18:              /* Grp16 (prefetch/nop) */
2517                 c->dst.type = OP_NONE;
2518                 break;
2519         case 0x20: /* mov cr, reg */
2520                 if (c->modrm_mod != 3)
2521                         goto cannot_emulate;
2522                 c->regs[c->modrm_rm] = ops->get_cr(c->modrm_reg, ctxt->vcpu);
2523                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2524                 break;
2525         case 0x21: /* mov from dr to reg */
2526                 if (c->modrm_mod != 3)
2527                         goto cannot_emulate;
2528                 if (emulator_get_dr(ctxt, c->modrm_reg, &c->regs[c->modrm_rm]))
2529                         goto cannot_emulate;
2530                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
2531                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2532                 break;
2533         case 0x22: /* mov reg, cr */
2534                 if (c->modrm_mod != 3)
2535                         goto cannot_emulate;
2536                 ops->set_cr(c->modrm_reg, c->modrm_val, ctxt->vcpu);
2537                 c->dst.type = OP_NONE;
2538                 break;
2539         case 0x23: /* mov from reg to dr */
2540                 if (c->modrm_mod != 3)
2541                         goto cannot_emulate;
2542                 if (emulator_set_dr(ctxt, c->modrm_reg, c->regs[c->modrm_rm]))
2543                         goto cannot_emulate;
2544                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
2545                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2546                 break;
2547         case 0x30:
2548                 /* wrmsr */
2549                 msr_data = (u32)c->regs[VCPU_REGS_RAX]
2550                         | ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RDX] << 32);
2551                 if (kvm_set_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], msr_data)) {
2552                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2553                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2554                 }
2555                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
2556                 c->dst.type = OP_NONE;
2557                 break;
2558         case 0x32:
2559                 /* rdmsr */
2560                 if (kvm_get_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], &msr_data)) {
2561                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2562                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2563                 } else {
2564                         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32)msr_data;
2565                         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = msr_data >> 32;
2566                 }
2567                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
2568                 c->dst.type = OP_NONE;
2569                 break;
2570         case 0x34:              /* sysenter */
2571                 rc = emulate_sysenter(ctxt);
2572                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2573                         goto done;
2574                 else
2575                         goto writeback;
2576                 break;
2577         case 0x35:              /* sysexit */
2578                 rc = emulate_sysexit(ctxt);
2579                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2580                         goto done;
2581                 else
2582                         goto writeback;
2583                 break;
2584         case 0x40 ... 0x4f:     /* cmov */
2585                 c->dst.val = c->dst.orig_val = c->src.val;
2586                 if (!test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2587                         c->dst.type = OP_NONE; /* no writeback */
2588                 break;
2589         case 0x80 ... 0x8f: /* jnz rel, etc*/
2590                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2591                         jmp_rel(c, c->src.val);
2592                 c->dst.type = OP_NONE;
2593                 break;
2594         case 0xa0:        /* push fs */
2595                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_FS);
2596                 break;
2597         case 0xa1:       /* pop fs */
2598                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_FS);
2599                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2600                         goto done;
2601                 break;
2602         case 0xa3:
2603               bt:               /* bt */
2604                 c->dst.type = OP_NONE;
2605                 /* only subword offset */
2606                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2607                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bt", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2608                 break;
2609         case 0xa4: /* shld imm8, r, r/m */
2610         case 0xa5: /* shld cl, r, r/m */
2611                 emulate_2op_cl("shld", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2612                 break;
2613         case 0xa8:      /* push gs */
2614                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_GS);
2615                 break;
2616         case 0xa9:      /* pop gs */
2617                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_GS);
2618                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2619                         goto done;
2620                 break;
2621         case 0xab:
2622               bts:              /* bts */
2623                 /* only subword offset */
2624                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2625                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bts", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2626                 break;
2627         case 0xac: /* shrd imm8, r, r/m */
2628         case 0xad: /* shrd cl, r, r/m */
2629                 emulate_2op_cl("shrd", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2630                 break;
2631         case 0xae:              /* clflush */
2632                 break;
2633         case 0xb0 ... 0xb1:     /* cmpxchg */
2634                 /*
2635                  * Save real source value, then compare EAX against
2636                  * destination.
2637                  */
2638                 c->src.orig_val = c->src.val;
2639                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2640                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2641                 if (ctxt->eflags & EFLG_ZF) {
2642                         /* Success: write back to memory. */
2643                         c->dst.val = c->src.orig_val;
2644                 } else {
2645                         /* Failure: write the value we saw to EAX. */
2646                         c->dst.type = OP_REG;
2647                         c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2648                 }
2649                 break;
2650         case 0xb3:
2651               btr:              /* btr */
2652                 /* only subword offset */
2653                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2654                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2655                 break;
2656         case 0xb6 ... 0xb7:     /* movzx */
2657                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2658                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (u8) c->src.val
2659                                                        : (u16) c->src.val;
2660                 break;
2661         case 0xba:              /* Grp8 */
2662                 switch (c->modrm_reg & 3) {
2663                 case 0:
2664                         goto bt;
2665                 case 1:
2666                         goto bts;
2667                 case 2:
2668                         goto btr;
2669                 case 3:
2670                         goto btc;
2671                 }
2672                 break;
2673         case 0xbb:
2674               btc:              /* btc */
2675                 /* only subword offset */
2676                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2677                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2678                 break;
2679         case 0xbe ... 0xbf:     /* movsx */
2680                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2681                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (s8) c->src.val :
2682                                                         (s16) c->src.val;
2683                 break;
2684         case 0xc3:              /* movnti */
2685                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2686                 c->dst.val = (c->op_bytes == 4) ? (u32) c->src.val :
2687                                                         (u64) c->src.val;
2688                 break;
2689         case 0xc7:              /* Grp9 (cmpxchg8b) */
2690                 rc = emulate_grp9(ctxt, ops, memop);
2691                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2692                         goto done;
2693                 c->dst.type = OP_NONE;
2694                 break;
2695         }
2696         goto writeback;
2697
2698 cannot_emulate:
2699         DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
2700         c->eip = saved_eip;
2701         return -1;
2702 }