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 "mmu.h"                /* for is_long_mode() */
  36
  37 /*
  38  * Opcode effective-address decode tables.
  39  * Note that we only emulate instructions that have at least one memory
  40  * operand (excluding implicit stack references). We assume that stack
  41  * references and instruction fetches will never occur in special memory
  42  * areas that require emulation. So, for example, 'mov <imm>,<reg>' need
  43  * not be handled.
  44  */
  45
  46 /* Operand sizes: 8-bit operands or specified/overridden size. */
  47 #define ByteOp      (1<<0)      /* 8-bit operands. */
  48 /* Destination operand type. */
  49 #define ImplicitOps (1<<1)      /* Implicit in opcode. No generic decode. */
  50 #define DstReg      (2<<1)      /* Register operand. */
  51 #define DstMem      (3<<1)      /* Memory operand. */
  52 #define DstAcc      (4<<1)      /* Destination Accumulator */
  53 #define DstMask     (7<<1)
  54 /* Source operand type. */
  55 #define SrcNone     (0<<4)      /* No source operand. */
  56 #define SrcImplicit (0<<4)      /* Source operand is implicit in the opcode. */
  57 #define SrcReg      (1<<4)      /* Register operand. */
  58 #define SrcMem      (2<<4)      /* Memory operand. */
  59 #define SrcMem16    (3<<4)      /* Memory operand (16-bit). */
  60 #define SrcMem32    (4<<4)      /* Memory operand (32-bit). */
  61 #define SrcImm      (5<<4)      /* Immediate operand. */
  62 #define SrcImmByte  (6<<4)      /* 8-bit sign-extended immediate operand. */
  63 #define SrcOne      (7<<4)      /* Implied '1' */
  64 #define SrcImmUByte (8<<4)      /* 8-bit unsigned immediate operand. */
  65 #define SrcImmU     (9<<4)      /* Immediate operand, unsigned */
  66 #define SrcMask     (0xf<<4)
  67 /* Generic ModRM decode. */
  68 #define ModRM       (1<<8)
  69 /* Destination is only written; never read. */
  70 #define Mov         (1<<9)
  71 #define BitOp       (1<<10)
  72 #define MemAbs      (1<<11)      /* Memory operand is absolute displacement */
  73 #define String      (1<<12)     /* String instruction (rep capable) */
  74 #define Stack       (1<<13)     /* Stack instruction (push/pop) */
  75 #define Group       (1<<14)     /* Bits 3:5 of modrm byte extend opcode */
  76 #define GroupDual   (1<<15)     /* Alternate decoding of mod == 3 */
  77 #define GroupMask   0xff        /* Group number stored in bits 0:7 */
  78 /* Misc flags */
  79 #define No64        (1<<28)
  80 /* Source 2 operand type */
  81 #define Src2None    (0<<29)
  82 #define Src2CL      (1<<29)
  83 #define Src2ImmByte (2<<29)
  84 #define Src2One     (3<<29)
  85 #define Src2Imm16   (4<<29)
  86 #define Src2Mask    (7<<29)
  87
  88 enum {
  89         Group1_80, Group1_81, Group1_82, Group1_83,
  90         Group1A, Group3_Byte, Group3, Group4, Group5, Group7,
  91 };
  92
  93 static u32 opcode_table[256] = {
  94         /* 0x00 - 0x07 */
  95         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  96         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  97         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
  98         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
  99         /* 0x08 - 0x0F */
 100         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 101         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 102         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 103         ImplicitOps | Stack | No64, 0,
 104         /* 0x10 - 0x17 */
 105         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 106         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 107         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 108         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 109         /* 0x18 - 0x1F */
 110         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 111         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 112         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 113         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 114         /* 0x20 - 0x27 */
 115         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 116         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 117         DstAcc | SrcImmByte, DstAcc | SrcImm, 0, 0,
 118         /* 0x28 - 0x2F */
 119         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 120         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 121         0, 0, 0, 0,
 122         /* 0x30 - 0x37 */
 123         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 124         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 125         0, 0, 0, 0,
 126         /* 0x38 - 0x3F */
 127         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 128         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 129         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 130         0, 0,
 131         /* 0x40 - 0x47 */
 132         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
 133         /* 0x48 - 0x4F */
 134         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
 135         /* 0x50 - 0x57 */
 136         SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack,
 137         SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack,
 138         /* 0x58 - 0x5F */
 139         DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack,
 140         DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack,
 141         /* 0x60 - 0x67 */
 142         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 143         0, DstReg | SrcMem32 | ModRM | Mov /* movsxd (x86/64) */ ,
 144         0, 0, 0, 0,
 145         /* 0x68 - 0x6F */
 146         SrcImm | Mov | Stack, 0, SrcImmByte | Mov | Stack, 0,
 147         SrcNone  | ByteOp  | ImplicitOps, SrcNone  | ImplicitOps, /* insb, insw/insd */
 148         SrcNone  | ByteOp  | ImplicitOps, SrcNone  | ImplicitOps, /* outsb, outsw/outsd */
 149         /* 0x70 - 0x77 */
 150         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 151         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 152         /* 0x78 - 0x7F */
 153         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 154         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 155         /* 0x80 - 0x87 */
 156         Group | Group1_80, Group | Group1_81,
 157         Group | Group1_82, Group | Group1_83,
 158         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 159         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 160         /* 0x88 - 0x8F */
 161         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov,
 162         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 163         DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, ModRM | DstReg,
 164         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, Group | Group1A,
 165         /* 0x90 - 0x97 */
 166         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
 167         /* 0x98 - 0x9F */
 168         0, 0, SrcImm | Src2Imm16 | No64, 0,
 169         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack, 0, 0,
 170         /* 0xA0 - 0xA7 */
 171         ByteOp | DstReg | SrcMem | Mov | MemAbs, DstReg | SrcMem | Mov | MemAbs,
 172         ByteOp | DstMem | SrcReg | Mov | MemAbs, DstMem | SrcReg | Mov | MemAbs,
 173         ByteOp | ImplicitOps | Mov | String, ImplicitOps | Mov | String,
 174         ByteOp | ImplicitOps | String, ImplicitOps | String,
 175         /* 0xA8 - 0xAF */
 176         0, 0, ByteOp | ImplicitOps | Mov | String, ImplicitOps | Mov | String,
 177         ByteOp | ImplicitOps | Mov | String, ImplicitOps | Mov | String,
 178         ByteOp | ImplicitOps | String, ImplicitOps | String,
 179         /* 0xB0 - 0xB7 */
 180         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 181         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 182         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 183         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 184         /* 0xB8 - 0xBF */
 185         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 186         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 187         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 188         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 189         /* 0xC0 - 0xC7 */
 190         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 191         0, ImplicitOps | Stack, 0, 0,
 192         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Mov, DstMem | SrcImm | ModRM | Mov,
 193         /* 0xC8 - 0xCF */
 194         0, 0, 0, ImplicitOps | Stack,
 195         ImplicitOps, SrcImmByte, ImplicitOps | No64, ImplicitOps,
 196         /* 0xD0 - 0xD7 */
 197         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
 198         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
 199         0, 0, 0, 0,
 200         /* 0xD8 - 0xDF */
 201         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 202         /* 0xE0 - 0xE7 */
 203         0, 0, 0, 0,
 204         ByteOp | SrcImmUByte, SrcImmUByte,
 205         ByteOp | SrcImmUByte, SrcImmUByte,
 206         /* 0xE8 - 0xEF */
 207         SrcImm | Stack, SrcImm | ImplicitOps,
 208         SrcImmU | Src2Imm16 | No64, SrcImmByte | ImplicitOps,
 209         SrcNone | ByteOp | ImplicitOps, SrcNone | ImplicitOps,
 210         SrcNone | ByteOp | ImplicitOps, SrcNone | ImplicitOps,
 211         /* 0xF0 - 0xF7 */
 212         0, 0, 0, 0,
 213         ImplicitOps, ImplicitOps, Group | Group3_Byte, Group | Group3,
 214         /* 0xF8 - 0xFF */
 215         ImplicitOps, 0, ImplicitOps, ImplicitOps,
 216         ImplicitOps, ImplicitOps, Group | Group4, Group | Group5,
 217 };
 218
 219 static u32 twobyte_table[256] = {
 220         /* 0x00 - 0x0F */
 221         0, Group | GroupDual | Group7, 0, 0, 0, ImplicitOps, ImplicitOps, 0,
 222         ImplicitOps, ImplicitOps, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0,
 223         /* 0x10 - 0x1F */
 224         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 225         /* 0x20 - 0x2F */
 226         ModRM | ImplicitOps, ModRM, ModRM | ImplicitOps, ModRM, 0, 0, 0, 0,
 227         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 228         /* 0x30 - 0x3F */
 229         ImplicitOps, 0, ImplicitOps, 0,
 230         ImplicitOps, ImplicitOps, 0, 0,
 231         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 232         /* 0x40 - 0x47 */
 233         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 234         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 235         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 236         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 237         /* 0x48 - 0x4F */
 238         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 239         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 240         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 241         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 242         /* 0x50 - 0x5F */
 243         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 244         /* 0x60 - 0x6F */
 245         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 246         /* 0x70 - 0x7F */
 247         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 248         /* 0x80 - 0x8F */
 249         SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm,
 250         SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm,
 251         /* 0x90 - 0x9F */
 252         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 253         /* 0xA0 - 0xA7 */
 254         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack,
 255         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
 256         DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM,
 257         DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM, 0, 0,
 258         /* 0xA8 - 0xAF */
 259         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack,
 260         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
 261         DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM,
 262         DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM,
 263         ModRM, 0,
 264         /* 0xB0 - 0xB7 */
 265         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM, 0,
 266             DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
 267         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 268             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
 269         /* 0xB8 - 0xBF */
 270         0, 0, DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
 271         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 272             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
 273         /* 0xC0 - 0xCF */
 274         0, 0, 0, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM,
 275         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 276         /* 0xD0 - 0xDF */
 277         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 278         /* 0xE0 - 0xEF */
 279         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 280         /* 0xF0 - 0xFF */
 281         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
 282 };
 283
 284 static u32 group_table[] = {
 285         [Group1_80*8] =
 286         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 287         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 288         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 289         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 290         [Group1_81*8] =
 291         DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImm | ModRM,
 292         DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImm | ModRM,
 293         DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImm | ModRM,
 294         DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImm | ModRM,
 295         [Group1_82*8] =
 296         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 297         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 298         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 299         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 300         [Group1_83*8] =
 301         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 302         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 303         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 304         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 305         [Group1A*8] =
 306         DstMem | SrcNone | ModRM | Mov | Stack, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 307         [Group3_Byte*8] =
 308         ByteOp | SrcImm | DstMem | ModRM, 0,
 309         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM,
 310         0, 0, 0, 0,
 311         [Group3*8] =
 312         DstMem | SrcImm | ModRM, 0,
 313         DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
 314         0, 0, 0, 0,
 315         [Group4*8] =
 316         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM,
 317         0, 0, 0, 0, 0, 0,
 318         [Group5*8] =
 319         DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
 320         SrcMem | ModRM | Stack, 0,
 321         SrcMem | ModRM | Stack, 0, SrcMem | ModRM | Stack, 0,
 322         [Group7*8] =
 323         0, 0, ModRM | SrcMem, ModRM | SrcMem,
 324         SrcNone | ModRM | DstMem | Mov, 0,
 325         SrcMem16 | ModRM | Mov, SrcMem | ModRM | ByteOp,
 326 };
 327
 328 static u32 group2_table[] = {
 329         [Group7*8] =
 330         SrcNone | ModRM, 0, 0, SrcNone | ModRM,
 331         SrcNone | ModRM | DstMem | Mov, 0,
 332         SrcMem16 | ModRM | Mov, 0,
 333 };
 334
 335 /* EFLAGS bit definitions. */
 336 #define EFLG_VM (1<<17)
 337 #define EFLG_RF (1<<16)
 338 #define EFLG_OF (1<<11)
 339 #define EFLG_DF (1<<10)
 340 #define EFLG_IF (1<<9)
 341 #define EFLG_SF (1<<7)
 342 #define EFLG_ZF (1<<6)
 343 #define EFLG_AF (1<<4)
 344 #define EFLG_PF (1<<2)
 345 #define EFLG_CF (1<<0)
 346
 347 /*
 348  * Instruction emulation:
 349  * Most instructions are emulated directly via a fragment of inline assembly
 350  * code. This allows us to save/restore EFLAGS and thus very easily pick up
 351  * any modified flags.
 352  */
 353
 354 #if defined(CONFIG_X86_64)
 355 #define _LO32 "k"               /* force 32-bit operand */
 356 #define _STK  "%%rsp"           /* stack pointer */
 357 #elif defined(__i386__)
 358 #define _LO32 ""                /* force 32-bit operand */
 359 #define _STK  "%%esp"           /* stack pointer */
 360 #endif
 361
 362 /*
 363  * These EFLAGS bits are restored from saved value during emulation, and
 364  * any changes are written back to the saved value after emulation.
 365  */
 366 #define EFLAGS_MASK (EFLG_OF|EFLG_SF|EFLG_ZF|EFLG_AF|EFLG_PF|EFLG_CF)
 367
 368 /* Before executing instruction: restore necessary bits in EFLAGS. */
 369 #define _PRE_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp)                                   \
 370         /* EFLAGS = (_sav & _msk) | (EFLAGS & ~_msk); _sav &= ~_msk; */ \
 371         "movl %"_sav",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
 372         "push %"_tmp"; "                                                \
 373         "push %"_tmp"; "                                                \
 374         "movl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
 375         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 376         "pushf; "                                                       \
 377         "notl %"_LO32 _tmp"; "                                          \
 378         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 379         "andl %"_LO32 _tmp","__stringify(BITS_PER_LONG/4)"("_STK"); "   \
 380         "pop  %"_tmp"; "                                                \
 381         "orl  %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 382         "popf; "                                                        \
 383         "pop  %"_sav"; "
 384
 385 /* After executing instruction: write-back necessary bits in EFLAGS. */
 386 #define _POST_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp) \
 387         /* _sav |= EFLAGS & _msk; */            \
 388         "pushf; "                               \
 389         "pop  %"_tmp"; "                        \
 390         "andl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "          \
 391         "orl  %"_LO32 _tmp",%"_sav"; "
 392
 393 #ifdef CONFIG_X86_64
 394 #define ON64(x) x
 395 #else
 396 #define ON64(x)
 397 #endif
 398
 399 #define ____emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags, _x, _y, _suffix)      \
 400         do {                                                            \
 401                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 402                         _PRE_EFLAGS("0", "4", "2")                      \
 403                         _op _suffix " %"_x"3,%1; "                      \
 404                         _POST_EFLAGS("0", "4", "2")                     \
 405                         : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),            \
 406                           "=&r" (_tmp)                                  \
 407                         : _y ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK));          \
 408         } while (0)
 409
 410
 411 /* Raw emulation: instruction has two explicit operands. */
 412 #define __emulate_2op_nobyte(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 413         do {                                                            \
 414                 unsigned long _tmp;                                     \
 415                                                                         \
 416                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
 417                 case 2:                                                 \
 418                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,"w"); \
 419                         break;                                          \
 420                 case 4:                                                 \
 421                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_lx,_ly,"l"); \
 422                         break;                                          \
 423                 case 8:                                                 \
 424                         ON64(____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_qx,_qy,"q")); \
 425                         break;                                          \
 426                 }                                                       \
 427         } while (0)
 428
 429 #define __emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 430         do {                                                                 \
 431                 unsigned long _tmp;                                          \
 432                 switch ((_dst).bytes) {                                      \
 433                 case 1:                                                      \
 434                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,"b");  \
 435                         break;                                               \
 436                 default:                                                     \
 437                         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,       \
 438                                              _wx, _wy, _lx, _ly, _qx, _qy);  \
 439                         break;                                               \
 440                 }                                                            \
 441         } while (0)
 442
 443 /* Source operand is byte-sized and may be restricted to just %cl. */
 444 #define emulate_2op_SrcB(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 445         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 446                       "b", "c", "b", "c", "b", "c", "b", "c")
 447
 448 /* Source operand is byte, word, long or quad sized. */
 449 #define emulate_2op_SrcV(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 450         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 451                       "b", "q", "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 452
 453 /* Source operand is word, long or quad sized. */
 454 #define emulate_2op_SrcV_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags)               \
 455         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,                  \
 456                              "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 457
 458 /* Instruction has three operands and one operand is stored in ECX register */
 459 #define __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags, _suffix, _type)         \
 460         do {                                                                    \
 461                 unsigned long _tmp;                                             \
 462                 _type _clv  = (_cl).val;                                        \
 463                 _type _srcv = (_src).val;                                       \
 464                 _type _dstv = (_dst).val;                                       \
 465                                                                                 \
 466                 __asm__ __volatile__ (                                          \
 467                         _PRE_EFLAGS("0", "5", "2")                              \
 468                         _op _suffix " %4,%1 \n"                                 \
 469                         _POST_EFLAGS("0", "5", "2")                             \
 470                         : "=m" (_eflags), "+r" (_dstv), "=&r" (_tmp)            \
 471                         : "c" (_clv) , "r" (_srcv), "i" (EFLAGS_MASK)           \
 472                         );                                                      \
 473                                                                                 \
 474                 (_cl).val  = (unsigned long) _clv;                              \
 475                 (_src).val = (unsigned long) _srcv;                             \
 476                 (_dst).val = (unsigned long) _dstv;                             \
 477         } while (0)
 478
 479 #define emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags)                           \
 480         do {                                                                    \
 481                 switch ((_dst).bytes) {                                         \
 482                 case 2:                                                         \
 483                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
 484                                                 "w", unsigned short);           \
 485                         break;                                                  \
 486                 case 4:                                                         \
 487                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
 488                                                 "l", unsigned int);             \
 489                         break;                                                  \
 490                 case 8:                                                         \
 491                         ON64(__emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,    \
 492                                                 "q", unsigned long));           \
 493                         break;                                                  \
 494                 }                                                               \
 495         } while (0)
 496
 497 #define __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, _suffix)                      \
 498         do {                                                            \
 499                 unsigned long _tmp;                                     \
 500                                                                         \
 501                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 502                         _PRE_EFLAGS("0", "3", "2")                      \
 503                         _op _suffix " %1; "                             \
 504                         _POST_EFLAGS("0", "3", "2")                     \
 505                         : "=m" (_eflags), "+m" ((_dst).val),            \
 506                           "=&r" (_tmp)                                  \
 507                         : "i" (EFLAGS_MASK));                           \
 508         } while (0)
 509
 510 /* Instruction has only one explicit operand (no source operand). */
 511 #define emulate_1op(_op, _dst, _eflags)                                    \
 512         do {                                                            \
 513                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
 514                 case 1: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "b"); break;  \
 515                 case 2: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "w"); break;  \
 516                 case 4: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "l"); break;  \
 517                 case 8: ON64(__emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "q")); break; \
 518                 }                                                       \
 519         } while (0)
 520
 521 /* Fetch next part of the instruction being emulated. */
 522 #define insn_fetch(_type, _size, _eip)                                  \
 523 ({      unsigned long _x;                                               \
 524         rc = do_insn_fetch(ctxt, ops, (_eip), &_x, (_size));            \
 525         if (rc != 0)                                                    \
 526                 goto done;                                              \
 527         (_eip) += (_size);                                              \
 528         (_type)_x;                                                      \
 529 })
 530
 531 static inline unsigned long ad_mask(struct decode_cache *c)
 532 {
 533         return (1UL << (c->ad_bytes << 3)) - 1;
 534 }
 535
 536 /* Access/update address held in a register, based on addressing mode. */
 537 static inline unsigned long
 538 address_mask(struct decode_cache *c, unsigned long reg)
 539 {
 540         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 541                 return reg;
 542         else
 543                 return reg & ad_mask(c);
 544 }
 545
 546 static inline unsigned long
 547 register_address(struct decode_cache *c, unsigned long base, unsigned long reg)
 548 {
 549         return base + address_mask(c, reg);
 550 }
 551
 552 static inline void
 553 register_address_increment(struct decode_cache *c, unsigned long *reg, int inc)
 554 {
 555         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 556                 *reg += inc;
 557         else
 558                 *reg = (*reg & ~ad_mask(c)) | ((*reg + inc) & ad_mask(c));
 559 }
 560
 561 static inline void jmp_rel(struct decode_cache *c, int rel)
 562 {
 563         register_address_increment(c, &c->eip, rel);
 564 }
 565
 566 static void set_seg_override(struct decode_cache *c, int seg)
 567 {
 568         c->has_seg_override = true;
 569         c->seg_override = seg;
 570 }
 571
 572 static unsigned long seg_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
 573 {
 574         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && seg < VCPU_SREG_FS)
 575                 return 0;
 576
 577         return kvm_x86_ops->get_segment_base(ctxt->vcpu, seg);
 578 }
 579
 580 static unsigned long seg_override_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 581                                        struct decode_cache *c)
 582 {
 583         if (!c->has_seg_override)
 584                 return 0;
 585
 586         return seg_base(ctxt, c->seg_override);
 587 }
 588
 589 static unsigned long es_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 590 {
 591         return seg_base(ctxt, VCPU_SREG_ES);
 592 }
 593
 594 static unsigned long ss_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 595 {
 596         return seg_base(ctxt, VCPU_SREG_SS);
 597 }
 598
 599 static int do_fetch_insn_byte(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 600                               struct x86_emulate_ops *ops,
 601                               unsigned long linear, u8 *dest)
 602 {
 603         struct fetch_cache *fc = &ctxt->decode.fetch;
 604         int rc;
 605         int size;
 606
 607         if (linear < fc->start || linear >= fc->end) {
 608                 size = min(15UL, PAGE_SIZE - offset_in_page(linear));
 609                 rc = ops->read_std(linear, fc->data, size, ctxt->vcpu);
 610                 if (rc)
 611                         return rc;
 612                 fc->start = linear;
 613                 fc->end = linear + size;
 614         }
 615         *dest = fc->data[linear - fc->start];
 616         return 0;
 617 }
 618
 619 static int do_insn_fetch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 620                          struct x86_emulate_ops *ops,
 621                          unsigned long eip, void *dest, unsigned size)
 622 {
 623         int rc = 0;
 624
 625         /* x86 instructions are limited to 15 bytes. */
 626         if (eip + size - ctxt->decode.eip_orig > 15)
 627                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
 628         eip += ctxt->cs_base;
 629         while (size--) {
 630                 rc = do_fetch_insn_byte(ctxt, ops, eip++, dest++);
 631                 if (rc)
 632                         return rc;
 633         }
 634         return 0;
 635 }
 636
 637 /*
 638  * Given the 'reg' portion of a ModRM byte, and a register block, return a
 639  * pointer into the block that addresses the relevant register.
 640  * @highbyte_regs specifies whether to decode AH,CH,DH,BH.
 641  */
 642 static void *decode_register(u8 modrm_reg, unsigned long *regs,
 643                              int highbyte_regs)
 644 {
 645         void *p;
 646
 647         p = &regs[modrm_reg];
 648         if (highbyte_regs && modrm_reg >= 4 && modrm_reg < 8)
 649                 p = (unsigned char *)&regs[modrm_reg & 3] + 1;
 650         return p;
 651 }
 652
 653 static int read_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 654                            struct x86_emulate_ops *ops,
 655                            void *ptr,
 656                            u16 *size, unsigned long *address, int op_bytes)
 657 {
 658         int rc;
 659
 660         if (op_bytes == 2)
 661                 op_bytes = 3;
 662         *address = 0;
 663         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr, (unsigned long *)size, 2,
 664                            ctxt->vcpu);
 665         if (rc)
 666                 return rc;
 667         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr + 2, address, op_bytes,
 668                            ctxt->vcpu);
 669         return rc;
 670 }
 671
 672 static int test_cc(unsigned int condition, unsigned int flags)
 673 {
 674         int rc = 0;
 675
 676         switch ((condition & 15) >> 1) {
 677         case 0: /* o */
 678                 rc |= (flags & EFLG_OF);
 679                 break;
 680         case 1: /* b/c/nae */
 681                 rc |= (flags & EFLG_CF);
 682                 break;
 683         case 2: /* z/e */
 684                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 685                 break;
 686         case 3: /* be/na */
 687                 rc |= (flags & (EFLG_CF|EFLG_ZF));
 688                 break;
 689         case 4: /* s */
 690                 rc |= (flags & EFLG_SF);
 691                 break;
 692         case 5: /* p/pe */
 693                 rc |= (flags & EFLG_PF);
 694                 break;
 695         case 7: /* le/ng */
 696                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 697                 /* fall through */
 698         case 6: /* l/nge */
 699                 rc |= (!(flags & EFLG_SF) != !(flags & EFLG_OF));
 700                 break;
 701         }
 702
 703         /* Odd condition identifiers (lsb == 1) have inverted sense. */
 704         return (!!rc ^ (condition & 1));
 705 }
 706
 707 static void decode_register_operand(struct operand *op,
 708                                     struct decode_cache *c,
 709                                     int inhibit_bytereg)
 710 {
 711         unsigned reg = c->modrm_reg;
 712         int highbyte_regs = c->rex_prefix == 0;
 713
 714         if (!(c->d & ModRM))
 715                 reg = (c->b & 7) | ((c->rex_prefix & 1) << 3);
 716         op->type = OP_REG;
 717         if ((c->d & ByteOp) && !inhibit_bytereg) {
 718                 op->ptr = decode_register(reg, c->regs, highbyte_regs);
 719                 op->val = *(u8 *)op->ptr;
 720                 op->bytes = 1;
 721         } else {
 722                 op->ptr = decode_register(reg, c->regs, 0);
 723                 op->bytes = c->op_bytes;
 724                 switch (op->bytes) {
 725                 case 2:
 726                         op->val = *(u16 *)op->ptr;
 727                         break;
 728                 case 4:
 729                         op->val = *(u32 *)op->ptr;
 730                         break;
 731                 case 8:
 732                         op->val = *(u64 *) op->ptr;
 733                         break;
 734                 }
 735         }
 736         op->orig_val = op->val;
 737 }
 738
 739 static int decode_modrm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 740                         struct x86_emulate_ops *ops)
 741 {
 742         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 743         u8 sib;
 744         int index_reg = 0, base_reg = 0, scale;
 745         int rc = 0;
 746
 747         if (c->rex_prefix) {
 748                 c->modrm_reg = (c->rex_prefix & 4) << 1;        /* REX.R */
 749                 index_reg = (c->rex_prefix & 2) << 2; /* REX.X */
 750                 c->modrm_rm = base_reg = (c->rex_prefix & 1) << 3; /* REG.B */
 751         }
 752
 753         c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 754         c->modrm_mod |= (c->modrm & 0xc0) >> 6;
 755         c->modrm_reg |= (c->modrm & 0x38) >> 3;
 756         c->modrm_rm |= (c->modrm & 0x07);
 757         c->modrm_ea = 0;
 758         c->use_modrm_ea = 1;
 759
 760         if (c->modrm_mod == 3) {
 761                 c->modrm_ptr = decode_register(c->modrm_rm,
 762                                                c->regs, c->d & ByteOp);
 763                 c->modrm_val = *(unsigned long *)c->modrm_ptr;
 764                 return rc;
 765         }
 766
 767         if (c->ad_bytes == 2) {
 768                 unsigned bx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
 769                 unsigned bp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
 770                 unsigned si = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
 771                 unsigned di = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
 772
 773                 /* 16-bit ModR/M decode. */
 774                 switch (c->modrm_mod) {
 775                 case 0:
 776                         if (c->modrm_rm == 6)
 777                                 c->modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 778                         break;
 779                 case 1:
 780                         c->modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
 781                         break;
 782                 case 2:
 783                         c->modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 784                         break;
 785                 }
 786                 switch (c->modrm_rm) {
 787                 case 0:
 788                         c->modrm_ea += bx + si;
 789                         break;
 790                 case 1:
 791                         c->modrm_ea += bx + di;
 792                         break;
 793                 case 2:
 794                         c->modrm_ea += bp + si;
 795                         break;
 796                 case 3:
 797                         c->modrm_ea += bp + di;
 798                         break;
 799                 case 4:
 800                         c->modrm_ea += si;
 801                         break;
 802                 case 5:
 803                         c->modrm_ea += di;
 804                         break;
 805                 case 6:
 806                         if (c->modrm_mod != 0)
 807                                 c->modrm_ea += bp;
 808                         break;
 809                 case 7:
 810                         c->modrm_ea += bx;
 811                         break;
 812                 }
 813                 if (c->modrm_rm == 2 || c->modrm_rm == 3 ||
 814                     (c->modrm_rm == 6 && c->modrm_mod != 0))
 815                         if (!c->has_seg_override)
 816                                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_SS);
 817                 c->modrm_ea = (u16)c->modrm_ea;
 818         } else {
 819                 /* 32/64-bit ModR/M decode. */
 820                 if ((c->modrm_rm & 7) == 4) {
 821                         sib = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 822                         index_reg |= (sib >> 3) & 7;
 823                         base_reg |= sib & 7;
 824                         scale = sib >> 6;
 825
 826                         if ((base_reg & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0)
 827                                 c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 828                         else
 829                                 c->modrm_ea += c->regs[base_reg];
 830                         if (index_reg != 4)
 831                                 c->modrm_ea += c->regs[index_reg] << scale;
 832                 } else if ((c->modrm_rm & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0) {
 833                         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 834                                 c->rip_relative = 1;
 835                 } else
 836                         c->modrm_ea += c->regs[c->modrm_rm];
 837                 switch (c->modrm_mod) {
 838                 case 0:
 839                         if (c->modrm_rm == 5)
 840                                 c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 841                         break;
 842                 case 1:
 843                         c->modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
 844                         break;
 845                 case 2:
 846                         c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 847                         break;
 848                 }
 849         }
 850 done:
 851         return rc;
 852 }
 853
 854 static int decode_abs(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 855                       struct x86_emulate_ops *ops)
 856 {
 857         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 858         int rc = 0;
 859
 860         switch (c->ad_bytes) {
 861         case 2:
 862                 c->modrm_ea = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 863                 break;
 864         case 4:
 865                 c->modrm_ea = insn_fetch(u32, 4, c->eip);
 866                 break;
 867         case 8:
 868                 c->modrm_ea = insn_fetch(u64, 8, c->eip);
 869                 break;
 870         }
 871 done:
 872         return rc;
 873 }
 874
 875 int
 876 x86_decode_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
 877 {
 878         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 879         int rc = 0;
 880         int mode = ctxt->mode;
 881         int def_op_bytes, def_ad_bytes, group;
 882
 883         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation. */
 884
 885         memset(c, 0, sizeof(struct decode_cache));
 886         c->eip = c->eip_orig = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
 887         ctxt->cs_base = seg_base(ctxt, VCPU_SREG_CS);
 888         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
 889
 890         switch (mode) {
 891         case X86EMUL_MODE_REAL:
 892         case X86EMUL_MODE_PROT16:
 893                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 2;
 894                 break;
 895         case X86EMUL_MODE_PROT32:
 896                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 4;
 897                 break;
 898 #ifdef CONFIG_X86_64
 899         case X86EMUL_MODE_PROT64:
 900                 def_op_bytes = 4;
 901                 def_ad_bytes = 8;
 902                 break;
 903 #endif
 904         default:
 905                 return -1;
 906         }
 907
 908         c->op_bytes = def_op_bytes;
 909         c->ad_bytes = def_ad_bytes;
 910
 911         /* Legacy prefixes. */
 912         for (;;) {
 913                 switch (c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip)) {
 914                 case 0x66:      /* operand-size override */
 915                         /* switch between 2/4 bytes */
 916                         c->op_bytes = def_op_bytes ^ 6;
 917                         break;
 918                 case 0x67:      /* address-size override */
 919                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 920                                 /* switch between 4/8 bytes */
 921                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 12;
 922                         else
 923                                 /* switch between 2/4 bytes */
 924                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 6;
 925                         break;
 926                 case 0x26:      /* ES override */
 927                 case 0x2e:      /* CS override */
 928                 case 0x36:      /* SS override */
 929                 case 0x3e:      /* DS override */
 930                         set_seg_override(c, (c->b >> 3) & 3);
 931                         break;
 932                 case 0x64:      /* FS override */
 933                 case 0x65:      /* GS override */
 934                         set_seg_override(c, c->b & 7);
 935                         break;
 936                 case 0x40 ... 0x4f: /* REX */
 937                         if (mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
 938                                 goto done_prefixes;
 939                         c->rex_prefix = c->b;
 940                         continue;
 941                 case 0xf0:      /* LOCK */
 942                         c->lock_prefix = 1;
 943                         break;
 944                 case 0xf2:      /* REPNE/REPNZ */
 945                         c->rep_prefix = REPNE_PREFIX;
 946                         break;
 947                 case 0xf3:      /* REP/REPE/REPZ */
 948                         c->rep_prefix = REPE_PREFIX;
 949                         break;
 950                 default:
 951                         goto done_prefixes;
 952                 }
 953
 954                 /* Any legacy prefix after a REX prefix nullifies its effect. */
 955
 956                 c->rex_prefix = 0;
 957         }
 958
 959 done_prefixes:
 960
 961         /* REX prefix. */
 962         if (c->rex_prefix)
 963                 if (c->rex_prefix & 8)
 964                         c->op_bytes = 8;        /* REX.W */
 965
 966         /* Opcode byte(s). */
 967         c->d = opcode_table[c->b];
 968         if (c->d == 0) {
 969                 /* Two-byte opcode? */
 970                 if (c->b == 0x0f) {
 971                         c->twobyte = 1;
 972                         c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 973                         c->d = twobyte_table[c->b];
 974                 }
 975         }
 976
 977         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & No64)) {
 978                 kvm_report_emulation_failure(ctxt->vcpu, "invalid x86/64 instruction");;
 979                 return -1;
 980         }
 981
 982         if (c->d & Group) {
 983                 group = c->d & GroupMask;
 984                 c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 985                 --c->eip;
 986
 987                 group = (group << 3) + ((c->modrm >> 3) & 7);
 988                 if ((c->d & GroupDual) && (c->modrm >> 6) == 3)
 989                         c->d = group2_table[group];
 990                 else
 991                         c->d = group_table[group];
 992         }
 993
 994         /* Unrecognised? */
 995         if (c->d == 0) {
 996                 DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
 997                 return -1;
 998         }
 999
1000         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & Stack))
1001                 c->op_bytes = 8;
1002
1003         /* ModRM and SIB bytes. */
1004         if (c->d & ModRM)
1005                 rc = decode_modrm(ctxt, ops);
1006         else if (c->d & MemAbs)
1007                 rc = decode_abs(ctxt, ops);
1008         if (rc)
1009                 goto done;
1010
1011         if (!c->has_seg_override)
1012                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_DS);
1013
1014         if (!(!c->twobyte && c->b == 0x8d))
1015                 c->modrm_ea += seg_override_base(ctxt, c);
1016
1017         if (c->ad_bytes != 8)
1018                 c->modrm_ea = (u32)c->modrm_ea;
1019         /*
1020          * Decode and fetch the source operand: register, memory
1021          * or immediate.
1022          */
1023         switch (c->d & SrcMask) {
1024         case SrcNone:
1025                 break;
1026         case SrcReg:
1027                 decode_register_operand(&c->src, c, 0);
1028                 break;
1029         case SrcMem16:
1030                 c->src.bytes = 2;
1031                 goto srcmem_common;
1032         case SrcMem32:
1033                 c->src.bytes = 4;
1034                 goto srcmem_common;
1035         case SrcMem:
1036                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 :
1037                                                            c->op_bytes;
1038                 /* Don't fetch the address for invlpg: it could be unmapped. */
1039                 if (c->twobyte && c->b == 0x01 && c->modrm_reg == 7)
1040                         break;
1041         srcmem_common:
1042                 /*
1043                  * For instructions with a ModR/M byte, switch to register
1044                  * access if Mod = 3.
1045                  */
1046                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1047                         c->src.type = OP_REG;
1048                         c->src.val = c->modrm_val;
1049                         c->src.ptr = c->modrm_ptr;
1050                         break;
1051                 }
1052                 c->src.type = OP_MEM;
1053                 break;
1054         case SrcImm:
1055         case SrcImmU:
1056                 c->src.type = OP_IMM;
1057                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1058                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1059                 if (c->src.bytes == 8)
1060                         c->src.bytes = 4;
1061                 /* NB. Immediates are sign-extended as necessary. */
1062                 switch (c->src.bytes) {
1063                 case 1:
1064                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1065                         break;
1066                 case 2:
1067                         c->src.val = insn_fetch(s16, 2, c->eip);
1068                         break;
1069                 case 4:
1070                         c->src.val = insn_fetch(s32, 4, c->eip);
1071                         break;
1072                 }
1073                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmU) {
1074                         switch (c->src.bytes) {
1075                         case 1:
1076                                 c->src.val &= 0xff;
1077                                 break;
1078                         case 2:
1079                                 c->src.val &= 0xffff;
1080                                 break;
1081                         case 4:
1082                                 c->src.val &= 0xffffffff;
1083                                 break;
1084                         }
1085                 }
1086                 break;
1087         case SrcImmByte:
1088         case SrcImmUByte:
1089                 c->src.type = OP_IMM;
1090                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1091                 c->src.bytes = 1;
1092                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmByte)
1093                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1094                 else
1095                         c->src.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1096                 break;
1097         case SrcOne:
1098                 c->src.bytes = 1;
1099                 c->src.val = 1;
1100                 break;
1101         }
1102
1103         /*
1104          * Decode and fetch the second source operand: register, memory
1105          * or immediate.
1106          */
1107         switch (c->d & Src2Mask) {
1108         case Src2None:
1109                 break;
1110         case Src2CL:
1111                 c->src2.bytes = 1;
1112                 c->src2.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX] & 0x8;
1113                 break;
1114         case Src2ImmByte:
1115                 c->src2.type = OP_IMM;
1116                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1117                 c->src2.bytes = 1;
1118                 c->src2.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1119                 break;
1120         case Src2Imm16:
1121                 c->src2.type = OP_IMM;
1122                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1123                 c->src2.bytes = 2;
1124                 c->src2.val = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
1125                 break;
1126         case Src2One:
1127                 c->src2.bytes = 1;
1128                 c->src2.val = 1;
1129                 break;
1130         }
1131
1132         /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
1133         switch (c->d & DstMask) {
1134         case ImplicitOps:
1135                 /* Special instructions do their own operand decoding. */
1136                 return 0;
1137         case DstReg:
1138                 decode_register_operand(&c->dst, c,
1139                          c->twobyte && (c->b == 0xb6 || c->b == 0xb7));
1140                 break;
1141         case DstMem:
1142                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1143                         c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1144                         c->dst.type = OP_REG;
1145                         c->dst.val = c->dst.orig_val = c->modrm_val;
1146                         c->dst.ptr = c->modrm_ptr;
1147                         break;
1148                 }
1149                 c->dst.type = OP_MEM;
1150                 break;
1151         case DstAcc:
1152                 c->dst.type = OP_REG;
1153                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
1154                 c->dst.ptr = &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
1155                 switch (c->op_bytes) {
1156                         case 1:
1157                                 c->dst.val = *(u8 *)c->dst.ptr;
1158                                 break;
1159                         case 2:
1160                                 c->dst.val = *(u16 *)c->dst.ptr;
1161                                 break;
1162                         case 4:
1163                                 c->dst.val = *(u32 *)c->dst.ptr;
1164                                 break;
1165                 }
1166                 c->dst.orig_val = c->dst.val;
1167                 break;
1168         }
1169
1170         if (c->rip_relative)
1171                 c->modrm_ea += c->eip;
1172
1173 done:
1174         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
1175 }
1176
1177 static inline void emulate_push(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1178 {
1179         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1180
1181         c->dst.type  = OP_MEM;
1182         c->dst.bytes = c->op_bytes;
1183         c->dst.val = c->src.val;
1184         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], -c->op_bytes);
1185         c->dst.ptr = (void *) register_address(c, ss_base(ctxt),
1186                                                c->regs[VCPU_REGS_RSP]);
1187 }
1188
1189 static int emulate_pop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1190                        struct x86_emulate_ops *ops,
1191                        void *dest, int len)
1192 {
1193         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1194         int rc;
1195
1196         rc = ops->read_emulated(register_address(c, ss_base(ctxt),
1197                                                  c->regs[VCPU_REGS_RSP]),
1198                                 dest, len, ctxt->vcpu);
1199         if (rc != 0)
1200                 return rc;
1201
1202         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], len);
1203         return rc;
1204 }
1205
1206 static void emulate_push_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
1207 {
1208         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1209         struct kvm_segment segment;
1210
1211         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, &segment, seg);
1212
1213         c->src.val = segment.selector;
1214         emulate_push(ctxt);
1215 }
1216
1217 static int emulate_pop_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1218                              struct x86_emulate_ops *ops, int seg)
1219 {
1220         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1221         unsigned long selector;
1222         int rc;
1223
1224         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &selector, c->op_bytes);
1225         if (rc != 0)
1226                 return rc;
1227
1228         rc = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, (u16)selector, 1, seg);
1229         return rc;
1230 }
1231
1232 static void emulate_pusha(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1233 {
1234         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1235         unsigned long old_esp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
1236         int reg = VCPU_REGS_RAX;
1237
1238         while (reg <= VCPU_REGS_RDI) {
1239                 (reg == VCPU_REGS_RSP) ?
1240                 (c->src.val = old_esp) : (c->src.val = c->regs[reg]);
1241
1242                 emulate_push(ctxt);
1243                 ++reg;
1244         }
1245 }
1246
1247 static int emulate_popa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1248                         struct x86_emulate_ops *ops)
1249 {
1250         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1251         int rc = 0;
1252         int reg = VCPU_REGS_RDI;
1253
1254         while (reg >= VCPU_REGS_RAX) {
1255                 if (reg == VCPU_REGS_RSP) {
1256                         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP],
1257                                                         c->op_bytes);
1258                         --reg;
1259                 }
1260
1261                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->regs[reg], c->op_bytes);
1262                 if (rc != 0)
1263                         break;
1264                 --reg;
1265         }
1266         return rc;
1267 }
1268
1269 static inline int emulate_grp1a(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1270                                 struct x86_emulate_ops *ops)
1271 {
1272         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1273         int rc;
1274
1275         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->dst.bytes);
1276         if (rc != 0)
1277                 return rc;
1278         return 0;
1279 }
1280
1281 static inline void emulate_grp2(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1282 {
1283         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1284         switch (c->modrm_reg) {
1285         case 0: /* rol */
1286                 emulate_2op_SrcB("rol", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1287                 break;
1288         case 1: /* ror */
1289                 emulate_2op_SrcB("ror", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1290                 break;
1291         case 2: /* rcl */
1292                 emulate_2op_SrcB("rcl", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1293                 break;
1294         case 3: /* rcr */
1295                 emulate_2op_SrcB("rcr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1296                 break;
1297         case 4: /* sal/shl */
1298         case 6: /* sal/shl */
1299                 emulate_2op_SrcB("sal", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1300                 break;
1301         case 5: /* shr */
1302                 emulate_2op_SrcB("shr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1303                 break;
1304         case 7: /* sar */
1305                 emulate_2op_SrcB("sar", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1306                 break;
1307         }
1308 }
1309
1310 static inline int emulate_grp3(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1311                                struct x86_emulate_ops *ops)
1312 {
1313         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1314         int rc = 0;
1315
1316         switch (c->modrm_reg) {
1317         case 0 ... 1:   /* test */
1318                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1319                 break;
1320         case 2: /* not */
1321                 c->dst.val = ~c->dst.val;
1322                 break;
1323         case 3: /* neg */
1324                 emulate_1op("neg", c->dst, ctxt->eflags);
1325                 break;
1326         default:
1327                 DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
1328                 rc = X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1329                 break;
1330         }
1331         return rc;
1332 }
1333
1334 static inline int emulate_grp45(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1335                                struct x86_emulate_ops *ops)
1336 {
1337         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1338
1339         switch (c->modrm_reg) {
1340         case 0: /* inc */
1341                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
1342                 break;
1343         case 1: /* dec */
1344                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
1345                 break;
1346         case 2: /* call near abs */ {
1347                 long int old_eip;
1348                 old_eip = c->eip;
1349                 c->eip = c->src.val;
1350                 c->src.val = old_eip;
1351                 emulate_push(ctxt);
1352                 break;
1353         }
1354         case 4: /* jmp abs */
1355                 c->eip = c->src.val;
1356                 break;
1357         case 6: /* push */
1358                 emulate_push(ctxt);
1359                 break;
1360         }
1361         return 0;
1362 }
1363
1364 static inline int emulate_grp9(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1365                                struct x86_emulate_ops *ops,
1366                                unsigned long memop)
1367 {
1368         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1369         u64 old, new;
1370         int rc;
1371
1372         rc = ops->read_emulated(memop, &old, 8, ctxt->vcpu);
1373         if (rc != 0)
1374                 return rc;
1375
1376         if (((u32) (old >> 0) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RAX]) ||
1377             ((u32) (old >> 32) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RDX])) {
1378
1379                 c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32) (old >> 0);
1380                 c->regs[VCPU_REGS_RDX] = (u32) (old >> 32);
1381                 ctxt->eflags &= ~EFLG_ZF;
1382
1383         } else {
1384                 new = ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RCX] << 32) |
1385                        (u32) c->regs[VCPU_REGS_RBX];
1386
1387                 rc = ops->cmpxchg_emulated(memop, &old, &new, 8, ctxt->vcpu);
1388                 if (rc != 0)
1389                         return rc;
1390                 ctxt->eflags |= EFLG_ZF;
1391         }
1392         return 0;
1393 }
1394
1395 static int emulate_ret_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1396                            struct x86_emulate_ops *ops)
1397 {
1398         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1399         int rc;
1400         unsigned long cs;
1401
1402         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->eip, c->op_bytes);
1403         if (rc)
1404                 return rc;
1405         if (c->op_bytes == 4)
1406                 c->eip = (u32)c->eip;
1407         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &cs, c->op_bytes);
1408         if (rc)
1409                 return rc;
1410         rc = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, (u16)cs, 1, VCPU_SREG_CS);
1411         return rc;
1412 }
1413
1414 static inline int writeback(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1415                             struct x86_emulate_ops *ops)
1416 {
1417         int rc;
1418         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1419
1420         switch (c->dst.type) {
1421         case OP_REG:
1422                 /* The 4-byte case *is* correct:
1423                  * in 64-bit mode we zero-extend.
1424                  */
1425                 switch (c->dst.bytes) {
1426                 case 1:
1427                         *(u8 *)c->dst.ptr = (u8)c->dst.val;
1428                         break;
1429                 case 2:
1430                         *(u16 *)c->dst.ptr = (u16)c->dst.val;
1431                         break;
1432                 case 4:
1433                         *c->dst.ptr = (u32)c->dst.val;
1434                         break;  /* 64b: zero-ext */
1435                 case 8:
1436                         *c->dst.ptr = c->dst.val;
1437                         break;
1438                 }
1439                 break;
1440         case OP_MEM:
1441                 if (c->lock_prefix)
1442                         rc = ops->cmpxchg_emulated(
1443                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1444                                         &c->dst.orig_val,
1445                                         &c->dst.val,
1446                                         c->dst.bytes,
1447                                         ctxt->vcpu);
1448                 else
1449                         rc = ops->write_emulated(
1450                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1451                                         &c->dst.val,
1452                                         c->dst.bytes,
1453                                         ctxt->vcpu);
1454                 if (rc != 0)
1455                         return rc;
1456                 break;
1457         case OP_NONE:
1458                 /* no writeback */
1459                 break;
1460         default:
1461                 break;
1462         }
1463         return 0;
1464 }
1465
1466 static void toggle_interruptibility(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u32 mask)
1467 {
1468         u32 int_shadow = kvm_x86_ops->get_interrupt_shadow(ctxt->vcpu, mask);
1469         /*
1470          * an sti; sti; sequence only disable interrupts for the first
1471          * instruction. So, if the last instruction, be it emulated or
1472          * not, left the system with the INT_STI flag enabled, it
1473          * means that the last instruction is an sti. We should not
1474          * leave the flag on in this case. The same goes for mov ss
1475          */
1476         if (!(int_shadow & mask))
1477                 ctxt->interruptibility = mask;
1478 }
1479
1480 static inline void
1481 setup_syscalls_segments(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1482         struct kvm_segment *cs, struct kvm_segment *ss)
1483 {
1484         memset(cs, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1485         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, cs, VCPU_SREG_CS);
1486         memset(ss, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1487
1488         cs->l = 0;              /* will be adjusted later */
1489         cs->base = 0;           /* flat segment */
1490         cs->g = 1;              /* 4kb granularity */
1491         cs->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1492         cs->type = 0x0b;        /* Read, Execute, Accessed */
1493         cs->s = 1;
1494         cs->dpl = 0;            /* will be adjusted later */
1495         cs->present = 1;
1496         cs->db = 1;
1497
1498         ss->unusable = 0;
1499         ss->base = 0;           /* flat segment */
1500         ss->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1501         ss->g = 1;              /* 4kb granularity */
1502         ss->s = 1;
1503         ss->type = 0x03;        /* Read/Write, Accessed */
1504         ss->db = 1;             /* 32bit stack segment */
1505         ss->dpl = 0;
1506         ss->present = 1;
1507 }
1508
1509 static int
1510 emulate_syscall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1511 {
1512         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1513         struct kvm_segment cs, ss;
1514         u64 msr_data;
1515
1516         /* syscall is not available in real mode */
1517         if (c->lock_prefix || ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL
1518                 || !(ctxt->vcpu->arch.cr0 & X86_CR0_PE))
1519                 return -1;
1520
1521         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1522
1523         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1524         msr_data >>= 32;
1525         cs.selector = (u16)(msr_data & 0xfffc);
1526         ss.selector = (u16)(msr_data + 8);
1527
1528         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1529                 cs.db = 0;
1530                 cs.l = 1;
1531         }
1532         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1533         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1534
1535         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = c->eip;
1536         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1537 #ifdef CONFIG_X86_64
1538                 c->regs[VCPU_REGS_R11] = ctxt->eflags & ~EFLG_RF;
1539
1540                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu,
1541                         ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 ?
1542                         MSR_LSTAR : MSR_CSTAR, &msr_data);
1543                 c->eip = msr_data;
1544
1545                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_SYSCALL_MASK, &msr_data);
1546                 ctxt->eflags &= ~(msr_data | EFLG_RF);
1547 #endif
1548         } else {
1549                 /* legacy mode */
1550                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1551                 c->eip = (u32)msr_data;
1552
1553                 ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1554         }
1555
1556         return 0;
1557 }
1558
1559 static int
1560 emulate_sysenter(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1561 {
1562         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1563         struct kvm_segment cs, ss;
1564         u64 msr_data;
1565
1566         /* inject #UD if LOCK prefix is used */
1567         if (c->lock_prefix)
1568                 return -1;
1569
1570         /* inject #GP if in real mode or paging is disabled */
1571         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
1572                 !(ctxt->vcpu->arch.cr0 & X86_CR0_PE)) {
1573                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1574                 return -1;
1575         }
1576
1577         /* XXX sysenter/sysexit have not been tested in 64bit mode.
1578         * Therefore, we inject an #UD.
1579         */
1580         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
1581                 return -1;
1582
1583         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1584
1585         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1586         switch (ctxt->mode) {
1587         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1588                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1589                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1590                         return -1;
1591                 }
1592                 break;
1593         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1594                 if (msr_data == 0x0) {
1595                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1596                         return -1;
1597                 }
1598                 break;
1599         }
1600
1601         ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1602         cs.selector = (u16)msr_data;
1603         cs.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1604         ss.selector = cs.selector + 8;
1605         ss.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1606         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64
1607                 || is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1608                 cs.db = 0;
1609                 cs.l = 1;
1610         }
1611
1612         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1613         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1614
1615         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_EIP, &msr_data);
1616         c->eip = msr_data;
1617
1618         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_ESP, &msr_data);
1619         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = msr_data;
1620
1621         return 0;
1622 }
1623
1624 static int
1625 emulate_sysexit(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1626 {
1627         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1628         struct kvm_segment cs, ss;
1629         u64 msr_data;
1630         int usermode;
1631
1632         /* inject #UD if LOCK prefix is used */
1633         if (c->lock_prefix)
1634                 return -1;
1635
1636         /* inject #GP if in real mode or paging is disabled */
1637         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL
1638                 || !(ctxt->vcpu->arch.cr0 & X86_CR0_PE)) {
1639                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1640                 return -1;
1641         }
1642
1643         /* sysexit must be called from CPL 0 */
1644         if (kvm_x86_ops->get_cpl(ctxt->vcpu) != 0) {
1645                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1646                 return -1;
1647         }
1648
1649         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1650
1651         if ((c->rex_prefix & 0x8) != 0x0)
1652                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT64;
1653         else
1654                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT32;
1655
1656         cs.dpl = 3;
1657         ss.dpl = 3;
1658         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1659         switch (usermode) {
1660         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1661                 cs.selector = (u16)(msr_data + 16);
1662                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1663                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1664                         return -1;
1665                 }
1666                 ss.selector = (u16)(msr_data + 24);
1667                 break;
1668         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1669                 cs.selector = (u16)(msr_data + 32);
1670                 if (msr_data == 0x0) {
1671                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1672                         return -1;
1673                 }
1674                 ss.selector = cs.selector + 8;
1675                 cs.db = 0;
1676                 cs.l = 1;
1677                 break;
1678         }
1679         cs.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
1680         ss.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
1681
1682         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1683         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1684
1685         c->eip = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RDX];
1686         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RCX];
1687
1688         return 0;
1689 }
1690
1691 int
1692 x86_emulate_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
1693 {
1694         unsigned long memop = 0;
1695         u64 msr_data;
1696         unsigned long saved_eip = 0;
1697         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1698         unsigned int port;
1699         int io_dir_in;
1700         int rc = 0;
1701
1702         ctxt->interruptibility = 0;
1703
1704         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation.
1705          * NOTE: we can copy them from vcpu as x86_decode_insn() doesn't
1706          * modify them.
1707          */
1708
1709         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
1710         saved_eip = c->eip;
1711
1712         if (((c->d & ModRM) && (c->modrm_mod != 3)) || (c->d & MemAbs))
1713                 memop = c->modrm_ea;
1714
1715         if (c->rep_prefix && (c->d & String)) {
1716                 /* All REP prefixes have the same first termination condition */
1717                 if (c->regs[VCPU_REGS_RCX] == 0) {
1718                         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1719                         goto done;
1720                 }
1721                 /* The second termination condition only applies for REPE
1722                  * and REPNE. Test if the repeat string operation prefix is
1723                  * REPE/REPZ or REPNE/REPNZ and if it's the case it tests the
1724                  * corresponding termination condition according to:
1725                  *      - if REPE/REPZ and ZF = 0 then done
1726                  *      - if REPNE/REPNZ and ZF = 1 then done
1727                  */
1728                 if ((c->b == 0xa6) || (c->b == 0xa7) ||
1729                                 (c->b == 0xae) || (c->b == 0xaf)) {
1730                         if ((c->rep_prefix == REPE_PREFIX) &&
1731                                 ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == 0)) {
1732                                         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1733                                         goto done;
1734                         }
1735                         if ((c->rep_prefix == REPNE_PREFIX) &&
1736                                 ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == EFLG_ZF)) {
1737                                 kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1738                                 goto done;
1739                         }
1740                 }
1741                 c->regs[VCPU_REGS_RCX]--;
1742                 c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
1743         }
1744
1745         if (c->src.type == OP_MEM) {
1746                 c->src.ptr = (unsigned long *)memop;
1747                 c->src.val = 0;
1748                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src.ptr,
1749                                         &c->src.val,
1750                                         c->src.bytes,
1751                                         ctxt->vcpu);
1752                 if (rc != 0)
1753                         goto done;
1754                 c->src.orig_val = c->src.val;
1755         }
1756
1757         if ((c->d & DstMask) == ImplicitOps)
1758                 goto special_insn;
1759
1760
1761         if (c->dst.type == OP_MEM) {
1762                 c->dst.ptr = (unsigned long *)memop;
1763                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1764                 c->dst.val = 0;
1765                 if (c->d & BitOp) {
1766                         unsigned long mask = ~(c->dst.bytes * 8 - 1);
1767
1768                         c->dst.ptr = (void *)c->dst.ptr +
1769                                                    (c->src.val & mask) / 8;
1770                 }
1771                 if (!(c->d & Mov) &&
1772                                    /* optimisation - avoid slow emulated read */
1773                     ((rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->dst.ptr,
1774                                            &c->dst.val,
1775                                           c->dst.bytes, ctxt->vcpu)) != 0))
1776                         goto done;
1777         }
1778         c->dst.orig_val = c->dst.val;
1779
1780 special_insn:
1781
1782         if (c->twobyte)
1783                 goto twobyte_insn;
1784
1785         switch (c->b) {
1786         case 0x00 ... 0x05:
1787               add:              /* add */
1788                 emulate_2op_SrcV("add", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1789                 break;
1790         case 0x06:              /* push es */
1791                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_ES);
1792                 break;
1793         case 0x07:              /* pop es */
1794                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_ES);
1795                 if (rc != 0)
1796                         goto done;
1797                 break;
1798         case 0x08 ... 0x0d:
1799               or:               /* or */
1800                 emulate_2op_SrcV("or", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1801                 break;
1802         case 0x0e:              /* push cs */
1803                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_CS);
1804                 break;
1805         case 0x10 ... 0x15:
1806               adc:              /* adc */
1807                 emulate_2op_SrcV("adc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1808                 break;
1809         case 0x16:              /* push ss */
1810                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_SS);
1811                 break;
1812         case 0x17:              /* pop ss */
1813                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_SS);
1814                 if (rc != 0)
1815                         goto done;
1816                 break;
1817         case 0x18 ... 0x1d:
1818               sbb:              /* sbb */
1819                 emulate_2op_SrcV("sbb", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1820                 break;
1821         case 0x1e:              /* push ds */
1822                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_DS);
1823                 break;
1824         case 0x1f:              /* pop ds */
1825                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_DS);
1826                 if (rc != 0)
1827                         goto done;
1828                 break;
1829         case 0x20 ... 0x25:
1830               and:              /* and */
1831                 emulate_2op_SrcV("and", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1832                 break;
1833         case 0x28 ... 0x2d:
1834               sub:              /* sub */
1835                 emulate_2op_SrcV("sub", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1836                 break;
1837         case 0x30 ... 0x35:
1838               xor:              /* xor */
1839                 emulate_2op_SrcV("xor", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1840                 break;
1841         case 0x38 ... 0x3d:
1842               cmp:              /* cmp */
1843                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1844                 break;
1845         case 0x40 ... 0x47: /* inc r16/r32 */
1846                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
1847                 break;
1848         case 0x48 ... 0x4f: /* dec r16/r32 */
1849                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
1850                 break;
1851         case 0x50 ... 0x57:  /* push reg */
1852                 emulate_push(ctxt);
1853                 break;
1854         case 0x58 ... 0x5f: /* pop reg */
1855         pop_instruction:
1856                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
1857                 if (rc != 0)
1858                         goto done;
1859                 break;
1860         case 0x60:      /* pusha */
1861                 emulate_pusha(ctxt);
1862                 break;
1863         case 0x61:      /* popa */
1864                 rc = emulate_popa(ctxt, ops);
1865                 if (rc != 0)
1866                         goto done;
1867                 break;
1868         case 0x63:              /* movsxd */
1869                 if (ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
1870                         goto cannot_emulate;
1871                 c->dst.val = (s32) c->src.val;
1872                 break;
1873         case 0x68: /* push imm */
1874         case 0x6a: /* push imm8 */
1875                 emulate_push(ctxt);
1876                 break;
1877         case 0x6c:              /* insb */
1878         case 0x6d:              /* insw/insd */
1879                  if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu,
1880                                 1,
1881                                 (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
1882                                 c->rep_prefix ?
1883                                 address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1,
1884                                 (ctxt->eflags & EFLG_DF),
1885                                 register_address(c, es_base(ctxt),
1886                                                  c->regs[VCPU_REGS_RDI]),
1887                                 c->rep_prefix,
1888                                 c->regs[VCPU_REGS_RDX]) == 0) {
1889                         c->eip = saved_eip;
1890                         return -1;
1891                 }
1892                 return 0;
1893         case 0x6e:              /* outsb */
1894         case 0x6f:              /* outsw/outsd */
1895                 if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu,
1896                                 0,
1897                                 (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
1898                                 c->rep_prefix ?
1899                                 address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1,
1900                                 (ctxt->eflags & EFLG_DF),
1901                                          register_address(c,
1902                                           seg_override_base(ctxt, c),
1903                                                  c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
1904                                 c->rep_prefix,
1905                                 c->regs[VCPU_REGS_RDX]) == 0) {
1906                         c->eip = saved_eip;
1907                         return -1;
1908                 }
1909                 return 0;
1910         case 0x70 ... 0x7f: /* jcc (short) */
1911                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
1912                         jmp_rel(c, c->src.val);
1913                 break;
1914         case 0x80 ... 0x83:     /* Grp1 */
1915                 switch (c->modrm_reg) {
1916                 case 0:
1917                         goto add;
1918                 case 1:
1919                         goto or;
1920                 case 2:
1921                         goto adc;
1922                 case 3:
1923                         goto sbb;
1924                 case 4:
1925                         goto and;
1926                 case 5:
1927                         goto sub;
1928                 case 6:
1929                         goto xor;
1930                 case 7:
1931                         goto cmp;
1932                 }
1933                 break;
1934         case 0x84 ... 0x85:
1935                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1936                 break;
1937         case 0x86 ... 0x87:     /* xchg */
1938         xchg:
1939                 /* Write back the register source. */
1940                 switch (c->dst.bytes) {
1941                 case 1:
1942                         *(u8 *) c->src.ptr = (u8) c->dst.val;
1943                         break;
1944                 case 2:
1945                         *(u16 *) c->src.ptr = (u16) c->dst.val;
1946                         break;
1947                 case 4:
1948                         *c->src.ptr = (u32) c->dst.val;
1949                         break;  /* 64b reg: zero-extend */
1950                 case 8:
1951                         *c->src.ptr = c->dst.val;
1952                         break;
1953                 }
1954                 /*
1955                  * Write back the memory destination with implicit LOCK
1956                  * prefix.
1957                  */
1958                 c->dst.val = c->src.val;
1959                 c->lock_prefix = 1;
1960                 break;
1961         case 0x88 ... 0x8b:     /* mov */
1962                 goto mov;
1963         case 0x8c: { /* mov r/m, sreg */
1964                 struct kvm_segment segreg;
1965
1966                 if (c->modrm_reg <= 5)
1967                         kvm_get_segment(ctxt->vcpu, &segreg, c->modrm_reg);
1968                 else {
1969                         printk(KERN_INFO "0x8c: Invalid segreg in modrm byte 0x%02x\n",
1970                                c->modrm);
1971                         goto cannot_emulate;
1972                 }
1973                 c->dst.val = segreg.selector;
1974                 break;
1975         }
1976         case 0x8d: /* lea r16/r32, m */
1977                 c->dst.val = c->modrm_ea;
1978                 break;
1979         case 0x8e: { /* mov seg, r/m16 */
1980                 uint16_t sel;
1981                 int type_bits;
1982                 int err;
1983
1984                 sel = c->src.val;
1985                 if (c->modrm_reg == VCPU_SREG_SS)
1986                         toggle_interruptibility(ctxt, X86_SHADOW_INT_MOV_SS);
1987
1988                 if (c->modrm_reg <= 5) {
1989                         type_bits = (c->modrm_reg == 1) ? 9 : 1;
1990                         err = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, sel,
1991                                                           type_bits, c->modrm_reg);
1992                 } else {
1993                         printk(KERN_INFO "Invalid segreg in modrm byte 0x%02x\n",
1994                                         c->modrm);
1995                         goto cannot_emulate;
1996                 }
1997
1998                 if (err < 0)
1999                         goto cannot_emulate;
2000
2001                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2002                 break;
2003         }
2004         case 0x8f:              /* pop (sole member of Grp1a) */
2005                 rc = emulate_grp1a(ctxt, ops);
2006                 if (rc != 0)
2007                         goto done;
2008                 break;
2009         case 0x90: /* nop / xchg r8,rax */
2010                 if (!(c->rex_prefix & 1)) { /* nop */
2011                         c->dst.type = OP_NONE;
2012                         break;
2013                 }
2014         case 0x91 ... 0x97: /* xchg reg,rax */
2015                 c->src.type = c->dst.type = OP_REG;
2016                 c->src.bytes = c->dst.bytes = c->op_bytes;
2017                 c->src.ptr = (unsigned long *) &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2018                 c->src.val = *(c->src.ptr);
2019                 goto xchg;
2020         case 0x9c: /* pushf */
2021                 c->src.val =  (unsigned long) ctxt->eflags;
2022                 emulate_push(ctxt);
2023                 break;
2024         case 0x9d: /* popf */
2025                 c->dst.type = OP_REG;
2026                 c->dst.ptr = (unsigned long *) &ctxt->eflags;
2027                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2028                 goto pop_instruction;
2029         case 0xa0 ... 0xa1:     /* mov */
2030                 c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2031                 c->dst.val = c->src.val;
2032                 break;
2033         case 0xa2 ... 0xa3:     /* mov */
2034                 c->dst.val = (unsigned long)c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2035                 break;
2036         case 0xa4 ... 0xa5:     /* movs */
2037                 c->dst.type = OP_MEM;
2038                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2039                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2040                                                    es_base(ctxt),
2041                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2042                 if ((rc = ops->read_emulated(register_address(c,
2043                                            seg_override_base(ctxt, c),
2044                                         c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
2045                                         &c->dst.val,
2046                                         c->dst.bytes, ctxt->vcpu)) != 0)
2047                         goto done;
2048                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2049                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2050                                                            : c->dst.bytes);
2051                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2052                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2053                                                            : c->dst.bytes);
2054                 break;
2055         case 0xa6 ... 0xa7:     /* cmps */
2056                 c->src.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2057                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2058                 c->src.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2059                                        seg_override_base(ctxt, c),
2060                                                    c->regs[VCPU_REGS_RSI]);
2061                 if ((rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src.ptr,
2062                                                 &c->src.val,
2063                                                 c->src.bytes,
2064                                                 ctxt->vcpu)) != 0)
2065                         goto done;
2066
2067                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2068                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2069                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2070                                                    es_base(ctxt),
2071                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2072                 if ((rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->dst.ptr,
2073                                                 &c->dst.val,
2074                                                 c->dst.bytes,
2075                                                 ctxt->vcpu)) != 0)
2076                         goto done;
2077
2078                 DPRINTF("cmps: mem1=0x%p mem2=0x%p\n", c->src.ptr, c->dst.ptr);
2079
2080                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2081
2082                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2083                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->src.bytes
2084                                                                   : c->src.bytes);
2085                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2086                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2087                                                                   : c->dst.bytes);
2088
2089                 break;
2090         case 0xaa ... 0xab:     /* stos */
2091                 c->dst.type = OP_MEM;
2092                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2093                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2094                                                    es_base(ctxt),
2095                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2096                 c->dst.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2097                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2098                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2099                                                            : c->dst.bytes);
2100                 break;
2101         case 0xac ... 0xad:     /* lods */
2102                 c->dst.type = OP_REG;
2103                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2104                 c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2105                 if ((rc = ops->read_emulated(register_address(c,
2106                                                  seg_override_base(ctxt, c),
2107                                                  c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
2108                                                  &c->dst.val,
2109                                                  c->dst.bytes,
2110                                                  ctxt->vcpu)) != 0)
2111                         goto done;
2112                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2113                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2114                                                            : c->dst.bytes);
2115                 break;
2116         case 0xae ... 0xaf:     /* scas */
2117                 DPRINTF("Urk! I don't handle SCAS.\n");
2118                 goto cannot_emulate;
2119         case 0xb0 ... 0xbf: /* mov r, imm */
2120                 goto mov;
2121         case 0xc0 ... 0xc1:
2122                 emulate_grp2(ctxt);
2123                 break;
2124         case 0xc3: /* ret */
2125                 c->dst.type = OP_REG;
2126                 c->dst.ptr = &c->eip;
2127                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2128                 goto pop_instruction;
2129         case 0xc6 ... 0xc7:     /* mov (sole member of Grp11) */
2130         mov:
2131                 c->dst.val = c->src.val;
2132                 break;
2133         case 0xcb:              /* ret far */
2134                 rc = emulate_ret_far(ctxt, ops);
2135                 if (rc)
2136                         goto done;
2137                 break;
2138         case 0xd0 ... 0xd1:     /* Grp2 */
2139                 c->src.val = 1;
2140                 emulate_grp2(ctxt);
2141                 break;
2142         case 0xd2 ... 0xd3:     /* Grp2 */
2143                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
2144                 emulate_grp2(ctxt);
2145                 break;
2146         case 0xe4:      /* inb */
2147         case 0xe5:      /* in */
2148                 port = c->src.val;
2149                 io_dir_in = 1;
2150                 goto do_io;
2151         case 0xe6: /* outb */
2152         case 0xe7: /* out */
2153                 port = c->src.val;
2154                 io_dir_in = 0;
2155                 goto do_io;
2156         case 0xe8: /* call (near) */ {
2157                 long int rel = c->src.val;
2158                 c->src.val = (unsigned long) c->eip;
2159                 jmp_rel(c, rel);
2160                 emulate_push(ctxt);
2161                 break;
2162         }
2163         case 0xe9: /* jmp rel */
2164                 goto jmp;
2165         case 0xea: /* jmp far */
2166                 if (kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, c->src2.val, 9,
2167                                         VCPU_SREG_CS) < 0) {
2168                         DPRINTF("jmp far: Failed to load CS descriptor\n");
2169                         goto cannot_emulate;
2170                 }
2171
2172                 c->eip = c->src.val;
2173                 break;
2174         case 0xeb:
2175               jmp:              /* jmp rel short */
2176                 jmp_rel(c, c->src.val);
2177                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2178                 break;
2179         case 0xec: /* in al,dx */
2180         case 0xed: /* in (e/r)ax,dx */
2181                 port = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2182                 io_dir_in = 1;
2183                 goto do_io;
2184         case 0xee: /* out al,dx */
2185         case 0xef: /* out (e/r)ax,dx */
2186                 port = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2187                 io_dir_in = 0;
2188         do_io:  if (kvm_emulate_pio(ctxt->vcpu, io_dir_in,
2189                                    (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
2190                                    port) != 0) {
2191                         c->eip = saved_eip;
2192                         goto cannot_emulate;
2193                 }
2194                 break;
2195         case 0xf4:              /* hlt */
2196                 ctxt->vcpu->arch.halt_request = 1;
2197                 break;
2198         case 0xf5:      /* cmc */
2199                 /* complement carry flag from eflags reg */
2200                 ctxt->eflags ^= EFLG_CF;
2201                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2202                 break;
2203         case 0xf6 ... 0xf7:     /* Grp3 */
2204                 rc = emulate_grp3(ctxt, ops);
2205                 if (rc != 0)
2206                         goto done;
2207                 break;
2208         case 0xf8: /* clc */
2209                 ctxt->eflags &= ~EFLG_CF;
2210                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2211                 break;
2212         case 0xfa: /* cli */
2213                 ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_IF;
2214                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2215                 break;
2216         case 0xfb: /* sti */
2217                 toggle_interruptibility(ctxt, X86_SHADOW_INT_STI);
2218                 ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_IF;
2219                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2220                 break;
2221         case 0xfc: /* cld */
2222                 ctxt->eflags &= ~EFLG_DF;
2223                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2224                 break;
2225         case 0xfd: /* std */
2226                 ctxt->eflags |= EFLG_DF;
2227                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2228                 break;
2229         case 0xfe ... 0xff:     /* Grp4/Grp5 */
2230                 rc = emulate_grp45(ctxt, ops);
2231                 if (rc != 0)
2232                         goto done;
2233                 break;
2234         }
2235
2236 writeback:
2237         rc = writeback(ctxt, ops);
2238         if (rc != 0)
2239                 goto done;
2240
2241         /* Commit shadow register state. */
2242         memcpy(ctxt->vcpu->arch.regs, c->regs, sizeof c->regs);
2243         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
2244
2245 done:
2246         if (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) {
2247                 c->eip = saved_eip;
2248                 return -1;
2249         }
2250         return 0;
2251
2252 twobyte_insn:
2253         switch (c->b) {
2254         case 0x01: /* lgdt, lidt, lmsw */
2255                 switch (c->modrm_reg) {
2256                         u16 size;
2257                         unsigned long address;
2258
2259                 case 0: /* vmcall */
2260                         if (c->modrm_mod != 3 || c->modrm_rm != 1)
2261                                 goto cannot_emulate;
2262
2263                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
2264                         if (rc)
2265                                 goto done;
2266
2267                         /* Let the processor re-execute the fixed hypercall */
2268                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2269                         /* Disable writeback. */
2270                         c->dst.type = OP_NONE;
2271                         break;
2272                 case 2: /* lgdt */
2273                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
2274                                              &size, &address, c->op_bytes);
2275                         if (rc)
2276                                 goto done;
2277                         realmode_lgdt(ctxt->vcpu, size, address);
2278                         /* Disable writeback. */
2279                         c->dst.type = OP_NONE;
2280                         break;
2281                 case 3: /* lidt/vmmcall */
2282                         if (c->modrm_mod == 3) {
2283                                 switch (c->modrm_rm) {
2284                                 case 1:
2285                                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
2286                                         if (rc)
2287                                                 goto done;
2288                                         break;
2289                                 default:
2290                                         goto cannot_emulate;
2291                                 }
2292                         } else {
2293                                 rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
2294                                                      &size, &address,
2295                                                      c->op_bytes);
2296                                 if (rc)
2297                                         goto done;
2298                                 realmode_lidt(ctxt->vcpu, size, address);
2299                         }
2300                         /* Disable writeback. */
2301                         c->dst.type = OP_NONE;
2302                         break;
2303                 case 4: /* smsw */
2304                         c->dst.bytes = 2;
2305                         c->dst.val = realmode_get_cr(ctxt->vcpu, 0);
2306                         break;
2307                 case 6: /* lmsw */
2308                         realmode_lmsw(ctxt->vcpu, (u16)c->src.val,
2309                                       &ctxt->eflags);
2310                         c->dst.type = OP_NONE;
2311                         break;
2312                 case 7: /* invlpg*/
2313                         emulate_invlpg(ctxt->vcpu, memop);
2314                         /* Disable writeback. */
2315                         c->dst.type = OP_NONE;
2316                         break;
2317                 default:
2318                         goto cannot_emulate;
2319                 }
2320                 break;
2321         case 0x05:              /* syscall */
2322                 if (emulate_syscall(ctxt) == -1)
2323                         goto cannot_emulate;
2324                 else
2325                         goto writeback;
2326                 break;
2327         case 0x06:
2328                 emulate_clts(ctxt->vcpu);
2329                 c->dst.type = OP_NONE;
2330                 break;
2331         case 0x08:              /* invd */
2332         case 0x09:              /* wbinvd */
2333         case 0x0d:              /* GrpP (prefetch) */
2334         case 0x18:              /* Grp16 (prefetch/nop) */
2335                 c->dst.type = OP_NONE;
2336                 break;
2337         case 0x20: /* mov cr, reg */
2338                 if (c->modrm_mod != 3)
2339                         goto cannot_emulate;
2340                 c->regs[c->modrm_rm] =
2341                                 realmode_get_cr(ctxt->vcpu, c->modrm_reg);
2342                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2343                 break;
2344         case 0x21: /* mov from dr to reg */
2345                 if (c->modrm_mod != 3)
2346                         goto cannot_emulate;
2347                 rc = emulator_get_dr(ctxt, c->modrm_reg, &c->regs[c->modrm_rm]);
2348                 if (rc)
2349                         goto cannot_emulate;
2350                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2351                 break;
2352         case 0x22: /* mov reg, cr */
2353                 if (c->modrm_mod != 3)
2354                         goto cannot_emulate;
2355                 realmode_set_cr(ctxt->vcpu,
2356                                 c->modrm_reg, c->modrm_val, &ctxt->eflags);
2357                 c->dst.type = OP_NONE;
2358                 break;
2359         case 0x23: /* mov from reg to dr */
2360                 if (c->modrm_mod != 3)
2361                         goto cannot_emulate;
2362                 rc = emulator_set_dr(ctxt, c->modrm_reg,
2363                                      c->regs[c->modrm_rm]);
2364                 if (rc)
2365                         goto cannot_emulate;
2366                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2367                 break;
2368         case 0x30:
2369                 /* wrmsr */
2370                 msr_data = (u32)c->regs[VCPU_REGS_RAX]
2371                         | ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RDX] << 32);
2372                 rc = kvm_set_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], msr_data);
2373                 if (rc) {
2374                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2375                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2376                 }
2377                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
2378                 c->dst.type = OP_NONE;
2379                 break;
2380         case 0x32:
2381                 /* rdmsr */
2382                 rc = kvm_get_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], &msr_data);
2383                 if (rc) {
2384                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2385                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2386                 } else {
2387                         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32)msr_data;
2388                         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = msr_data >> 32;
2389                 }
2390                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
2391                 c->dst.type = OP_NONE;
2392                 break;
2393         case 0x34:              /* sysenter */
2394                 if (emulate_sysenter(ctxt) == -1)
2395                         goto cannot_emulate;
2396                 else
2397                         goto writeback;
2398                 break;
2399         case 0x35:              /* sysexit */
2400                 if (emulate_sysexit(ctxt) == -1)
2401                         goto cannot_emulate;
2402                 else
2403                         goto writeback;
2404                 break;
2405         case 0x40 ... 0x4f:     /* cmov */
2406                 c->dst.val = c->dst.orig_val = c->src.val;
2407                 if (!test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2408                         c->dst.type = OP_NONE; /* no writeback */
2409                 break;
2410         case 0x80 ... 0x8f: /* jnz rel, etc*/
2411                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2412                         jmp_rel(c, c->src.val);
2413                 c->dst.type = OP_NONE;
2414                 break;
2415         case 0xa0:        /* push fs */
2416                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_FS);
2417                 break;
2418         case 0xa1:       /* pop fs */
2419                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_FS);
2420                 if (rc != 0)
2421                         goto done;
2422                 break;
2423         case 0xa3:
2424               bt:               /* bt */
2425                 c->dst.type = OP_NONE;
2426                 /* only subword offset */
2427                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2428                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bt", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2429                 break;
2430         case 0xa4: /* shld imm8, r, r/m */
2431         case 0xa5: /* shld cl, r, r/m */
2432                 emulate_2op_cl("shld", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2433                 break;
2434         case 0xa8:      /* push gs */
2435                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_GS);
2436                 break;
2437         case 0xa9:      /* pop gs */
2438                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_GS);
2439                 if (rc != 0)
2440                         goto done;
2441                 break;
2442         case 0xab:
2443               bts:              /* bts */
2444                 /* only subword offset */
2445                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2446                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bts", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2447                 break;
2448         case 0xac: /* shrd imm8, r, r/m */
2449         case 0xad: /* shrd cl, r, r/m */
2450                 emulate_2op_cl("shrd", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2451                 break;
2452         case 0xae:              /* clflush */
2453                 break;
2454         case 0xb0 ... 0xb1:     /* cmpxchg */
2455                 /*
2456                  * Save real source value, then compare EAX against
2457                  * destination.
2458                  */
2459                 c->src.orig_val = c->src.val;
2460                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2461                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2462                 if (ctxt->eflags & EFLG_ZF) {
2463                         /* Success: write back to memory. */
2464                         c->dst.val = c->src.orig_val;
2465                 } else {
2466                         /* Failure: write the value we saw to EAX. */
2467                         c->dst.type = OP_REG;
2468                         c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2469                 }
2470                 break;
2471         case 0xb3:
2472               btr:              /* btr */
2473                 /* only subword offset */
2474                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2475                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2476                 break;
2477         case 0xb6 ... 0xb7:     /* movzx */
2478                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2479                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (u8) c->src.val
2480                                                        : (u16) c->src.val;
2481                 break;
2482         case 0xba:              /* Grp8 */
2483                 switch (c->modrm_reg & 3) {
2484                 case 0:
2485                         goto bt;
2486                 case 1:
2487                         goto bts;
2488                 case 2:
2489                         goto btr;
2490                 case 3:
2491                         goto btc;
2492                 }
2493                 break;
2494         case 0xbb:
2495               btc:              /* btc */
2496                 /* only subword offset */
2497                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2498                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2499                 break;
2500         case 0xbe ... 0xbf:     /* movsx */
2501                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2502                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (s8) c->src.val :
2503                                                         (s16) c->src.val;
2504                 break;
2505         case 0xc3:              /* movnti */
2506                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2507                 c->dst.val = (c->op_bytes == 4) ? (u32) c->src.val :
2508                                                         (u64) c->src.val;
2509                 break;
2510         case 0xc7:              /* Grp9 (cmpxchg8b) */
2511                 rc = emulate_grp9(ctxt, ops, memop);
2512                 if (rc != 0)
2513                         goto done;
2514                 c->dst.type = OP_NONE;
2515                 break;
2516         }
2517         goto writeback;
2518
2519 cannot_emulate:
2520         DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
2521         c->eip = saved_eip;
2522         return -1;
2523 }