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         eip += ctxt->cs_base;
 626         while (size--) {
 627                 rc = do_fetch_insn_byte(ctxt, ops, eip++, dest++);
 628                 if (rc)
 629                         return rc;
 630         }
 631         return 0;
 632 }
 633
 634 /*
 635  * Given the 'reg' portion of a ModRM byte, and a register block, return a
 636  * pointer into the block that addresses the relevant register.
 637  * @highbyte_regs specifies whether to decode AH,CH,DH,BH.
 638  */
 639 static void *decode_register(u8 modrm_reg, unsigned long *regs,
 640                              int highbyte_regs)
 641 {
 642         void *p;
 643
 644         p = &regs[modrm_reg];
 645         if (highbyte_regs && modrm_reg >= 4 && modrm_reg < 8)
 646                 p = (unsigned char *)&regs[modrm_reg & 3] + 1;
 647         return p;
 648 }
 649
 650 static int read_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 651                            struct x86_emulate_ops *ops,
 652                            void *ptr,
 653                            u16 *size, unsigned long *address, int op_bytes)
 654 {
 655         int rc;
 656
 657         if (op_bytes == 2)
 658                 op_bytes = 3;
 659         *address = 0;
 660         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr, (unsigned long *)size, 2,
 661                            ctxt->vcpu);
 662         if (rc)
 663                 return rc;
 664         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr + 2, address, op_bytes,
 665                            ctxt->vcpu);
 666         return rc;
 667 }
 668
 669 static int test_cc(unsigned int condition, unsigned int flags)
 670 {
 671         int rc = 0;
 672
 673         switch ((condition & 15) >> 1) {
 674         case 0: /* o */
 675                 rc |= (flags & EFLG_OF);
 676                 break;
 677         case 1: /* b/c/nae */
 678                 rc |= (flags & EFLG_CF);
 679                 break;
 680         case 2: /* z/e */
 681                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 682                 break;
 683         case 3: /* be/na */
 684                 rc |= (flags & (EFLG_CF|EFLG_ZF));
 685                 break;
 686         case 4: /* s */
 687                 rc |= (flags & EFLG_SF);
 688                 break;
 689         case 5: /* p/pe */
 690                 rc |= (flags & EFLG_PF);
 691                 break;
 692         case 7: /* le/ng */
 693                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 694                 /* fall through */
 695         case 6: /* l/nge */
 696                 rc |= (!(flags & EFLG_SF) != !(flags & EFLG_OF));
 697                 break;
 698         }
 699
 700         /* Odd condition identifiers (lsb == 1) have inverted sense. */
 701         return (!!rc ^ (condition & 1));
 702 }
 703
 704 static void decode_register_operand(struct operand *op,
 705                                     struct decode_cache *c,
 706                                     int inhibit_bytereg)
 707 {
 708         unsigned reg = c->modrm_reg;
 709         int highbyte_regs = c->rex_prefix == 0;
 710
 711         if (!(c->d & ModRM))
 712                 reg = (c->b & 7) | ((c->rex_prefix & 1) << 3);
 713         op->type = OP_REG;
 714         if ((c->d & ByteOp) && !inhibit_bytereg) {
 715                 op->ptr = decode_register(reg, c->regs, highbyte_regs);
 716                 op->val = *(u8 *)op->ptr;
 717                 op->bytes = 1;
 718         } else {
 719                 op->ptr = decode_register(reg, c->regs, 0);
 720                 op->bytes = c->op_bytes;
 721                 switch (op->bytes) {
 722                 case 2:
 723                         op->val = *(u16 *)op->ptr;
 724                         break;
 725                 case 4:
 726                         op->val = *(u32 *)op->ptr;
 727                         break;
 728                 case 8:
 729                         op->val = *(u64 *) op->ptr;
 730                         break;
 731                 }
 732         }
 733         op->orig_val = op->val;
 734 }
 735
 736 static int decode_modrm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 737                         struct x86_emulate_ops *ops)
 738 {
 739         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 740         u8 sib;
 741         int index_reg = 0, base_reg = 0, scale;
 742         int rc = 0;
 743
 744         if (c->rex_prefix) {
 745                 c->modrm_reg = (c->rex_prefix & 4) << 1;        /* REX.R */
 746                 index_reg = (c->rex_prefix & 2) << 2; /* REX.X */
 747                 c->modrm_rm = base_reg = (c->rex_prefix & 1) << 3; /* REG.B */
 748         }
 749
 750         c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 751         c->modrm_mod |= (c->modrm & 0xc0) >> 6;
 752         c->modrm_reg |= (c->modrm & 0x38) >> 3;
 753         c->modrm_rm |= (c->modrm & 0x07);
 754         c->modrm_ea = 0;
 755         c->use_modrm_ea = 1;
 756
 757         if (c->modrm_mod == 3) {
 758                 c->modrm_ptr = decode_register(c->modrm_rm,
 759                                                c->regs, c->d & ByteOp);
 760                 c->modrm_val = *(unsigned long *)c->modrm_ptr;
 761                 return rc;
 762         }
 763
 764         if (c->ad_bytes == 2) {
 765                 unsigned bx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
 766                 unsigned bp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
 767                 unsigned si = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
 768                 unsigned di = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
 769
 770                 /* 16-bit ModR/M decode. */
 771                 switch (c->modrm_mod) {
 772                 case 0:
 773                         if (c->modrm_rm == 6)
 774                                 c->modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 775                         break;
 776                 case 1:
 777                         c->modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
 778                         break;
 779                 case 2:
 780                         c->modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 781                         break;
 782                 }
 783                 switch (c->modrm_rm) {
 784                 case 0:
 785                         c->modrm_ea += bx + si;
 786                         break;
 787                 case 1:
 788                         c->modrm_ea += bx + di;
 789                         break;
 790                 case 2:
 791                         c->modrm_ea += bp + si;
 792                         break;
 793                 case 3:
 794                         c->modrm_ea += bp + di;
 795                         break;
 796                 case 4:
 797                         c->modrm_ea += si;
 798                         break;
 799                 case 5:
 800                         c->modrm_ea += di;
 801                         break;
 802                 case 6:
 803                         if (c->modrm_mod != 0)
 804                                 c->modrm_ea += bp;
 805                         break;
 806                 case 7:
 807                         c->modrm_ea += bx;
 808                         break;
 809                 }
 810                 if (c->modrm_rm == 2 || c->modrm_rm == 3 ||
 811                     (c->modrm_rm == 6 && c->modrm_mod != 0))
 812                         if (!c->has_seg_override)
 813                                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_SS);
 814                 c->modrm_ea = (u16)c->modrm_ea;
 815         } else {
 816                 /* 32/64-bit ModR/M decode. */
 817                 if ((c->modrm_rm & 7) == 4) {
 818                         sib = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 819                         index_reg |= (sib >> 3) & 7;
 820                         base_reg |= sib & 7;
 821                         scale = sib >> 6;
 822
 823                         if ((base_reg & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0)
 824                                 c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 825                         else
 826                                 c->modrm_ea += c->regs[base_reg];
 827                         if (index_reg != 4)
 828                                 c->modrm_ea += c->regs[index_reg] << scale;
 829                 } else if ((c->modrm_rm & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0) {
 830                         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 831                                 c->rip_relative = 1;
 832                 } else
 833                         c->modrm_ea += c->regs[c->modrm_rm];
 834                 switch (c->modrm_mod) {
 835                 case 0:
 836                         if (c->modrm_rm == 5)
 837                                 c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 838                         break;
 839                 case 1:
 840                         c->modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
 841                         break;
 842                 case 2:
 843                         c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 844                         break;
 845                 }
 846         }
 847 done:
 848         return rc;
 849 }
 850
 851 static int decode_abs(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 852                       struct x86_emulate_ops *ops)
 853 {
 854         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 855         int rc = 0;
 856
 857         switch (c->ad_bytes) {
 858         case 2:
 859                 c->modrm_ea = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 860                 break;
 861         case 4:
 862                 c->modrm_ea = insn_fetch(u32, 4, c->eip);
 863                 break;
 864         case 8:
 865                 c->modrm_ea = insn_fetch(u64, 8, c->eip);
 866                 break;
 867         }
 868 done:
 869         return rc;
 870 }
 871
 872 int
 873 x86_decode_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
 874 {
 875         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 876         int rc = 0;
 877         int mode = ctxt->mode;
 878         int def_op_bytes, def_ad_bytes, group;
 879
 880         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation. */
 881
 882         memset(c, 0, sizeof(struct decode_cache));
 883         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
 884         ctxt->cs_base = seg_base(ctxt, VCPU_SREG_CS);
 885         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
 886
 887         switch (mode) {
 888         case X86EMUL_MODE_REAL:
 889         case X86EMUL_MODE_PROT16:
 890                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 2;
 891                 break;
 892         case X86EMUL_MODE_PROT32:
 893                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 4;
 894                 break;
 895 #ifdef CONFIG_X86_64
 896         case X86EMUL_MODE_PROT64:
 897                 def_op_bytes = 4;
 898                 def_ad_bytes = 8;
 899                 break;
 900 #endif
 901         default:
 902                 return -1;
 903         }
 904
 905         c->op_bytes = def_op_bytes;
 906         c->ad_bytes = def_ad_bytes;
 907
 908         /* Legacy prefixes. */
 909         for (;;) {
 910                 switch (c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip)) {
 911                 case 0x66:      /* operand-size override */
 912                         /* switch between 2/4 bytes */
 913                         c->op_bytes = def_op_bytes ^ 6;
 914                         break;
 915                 case 0x67:      /* address-size override */
 916                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 917                                 /* switch between 4/8 bytes */
 918                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 12;
 919                         else
 920                                 /* switch between 2/4 bytes */
 921                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 6;
 922                         break;
 923                 case 0x26:      /* ES override */
 924                 case 0x2e:      /* CS override */
 925                 case 0x36:      /* SS override */
 926                 case 0x3e:      /* DS override */
 927                         set_seg_override(c, (c->b >> 3) & 3);
 928                         break;
 929                 case 0x64:      /* FS override */
 930                 case 0x65:      /* GS override */
 931                         set_seg_override(c, c->b & 7);
 932                         break;
 933                 case 0x40 ... 0x4f: /* REX */
 934                         if (mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
 935                                 goto done_prefixes;
 936                         c->rex_prefix = c->b;
 937                         continue;
 938                 case 0xf0:      /* LOCK */
 939                         c->lock_prefix = 1;
 940                         break;
 941                 case 0xf2:      /* REPNE/REPNZ */
 942                         c->rep_prefix = REPNE_PREFIX;
 943                         break;
 944                 case 0xf3:      /* REP/REPE/REPZ */
 945                         c->rep_prefix = REPE_PREFIX;
 946                         break;
 947                 default:
 948                         goto done_prefixes;
 949                 }
 950
 951                 /* Any legacy prefix after a REX prefix nullifies its effect. */
 952
 953                 c->rex_prefix = 0;
 954         }
 955
 956 done_prefixes:
 957
 958         /* REX prefix. */
 959         if (c->rex_prefix)
 960                 if (c->rex_prefix & 8)
 961                         c->op_bytes = 8;        /* REX.W */
 962
 963         /* Opcode byte(s). */
 964         c->d = opcode_table[c->b];
 965         if (c->d == 0) {
 966                 /* Two-byte opcode? */
 967                 if (c->b == 0x0f) {
 968                         c->twobyte = 1;
 969                         c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 970                         c->d = twobyte_table[c->b];
 971                 }
 972         }
 973
 974         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & No64)) {
 975                 kvm_report_emulation_failure(ctxt->vcpu, "invalid x86/64 instruction");;
 976                 return -1;
 977         }
 978
 979         if (c->d & Group) {
 980                 group = c->d & GroupMask;
 981                 c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 982                 --c->eip;
 983
 984                 group = (group << 3) + ((c->modrm >> 3) & 7);
 985                 if ((c->d & GroupDual) && (c->modrm >> 6) == 3)
 986                         c->d = group2_table[group];
 987                 else
 988                         c->d = group_table[group];
 989         }
 990
 991         /* Unrecognised? */
 992         if (c->d == 0) {
 993                 DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
 994                 return -1;
 995         }
 996
 997         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & Stack))
 998                 c->op_bytes = 8;
 999
1000         /* ModRM and SIB bytes. */
1001         if (c->d & ModRM)
1002                 rc = decode_modrm(ctxt, ops);
1003         else if (c->d & MemAbs)
1004                 rc = decode_abs(ctxt, ops);
1005         if (rc)
1006                 goto done;
1007
1008         if (!c->has_seg_override)
1009                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_DS);
1010
1011         if (!(!c->twobyte && c->b == 0x8d))
1012                 c->modrm_ea += seg_override_base(ctxt, c);
1013
1014         if (c->ad_bytes != 8)
1015                 c->modrm_ea = (u32)c->modrm_ea;
1016         /*
1017          * Decode and fetch the source operand: register, memory
1018          * or immediate.
1019          */
1020         switch (c->d & SrcMask) {
1021         case SrcNone:
1022                 break;
1023         case SrcReg:
1024                 decode_register_operand(&c->src, c, 0);
1025                 break;
1026         case SrcMem16:
1027                 c->src.bytes = 2;
1028                 goto srcmem_common;
1029         case SrcMem32:
1030                 c->src.bytes = 4;
1031                 goto srcmem_common;
1032         case SrcMem:
1033                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 :
1034                                                            c->op_bytes;
1035                 /* Don't fetch the address for invlpg: it could be unmapped. */
1036                 if (c->twobyte && c->b == 0x01 && c->modrm_reg == 7)
1037                         break;
1038         srcmem_common:
1039                 /*
1040                  * For instructions with a ModR/M byte, switch to register
1041                  * access if Mod = 3.
1042                  */
1043                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1044                         c->src.type = OP_REG;
1045                         c->src.val = c->modrm_val;
1046                         c->src.ptr = c->modrm_ptr;
1047                         break;
1048                 }
1049                 c->src.type = OP_MEM;
1050                 break;
1051         case SrcImm:
1052         case SrcImmU:
1053                 c->src.type = OP_IMM;
1054                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1055                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1056                 if (c->src.bytes == 8)
1057                         c->src.bytes = 4;
1058                 /* NB. Immediates are sign-extended as necessary. */
1059                 switch (c->src.bytes) {
1060                 case 1:
1061                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1062                         break;
1063                 case 2:
1064                         c->src.val = insn_fetch(s16, 2, c->eip);
1065                         break;
1066                 case 4:
1067                         c->src.val = insn_fetch(s32, 4, c->eip);
1068                         break;
1069                 }
1070                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmU) {
1071                         switch (c->src.bytes) {
1072                         case 1:
1073                                 c->src.val &= 0xff;
1074                                 break;
1075                         case 2:
1076                                 c->src.val &= 0xffff;
1077                                 break;
1078                         case 4:
1079                                 c->src.val &= 0xffffffff;
1080                                 break;
1081                         }
1082                 }
1083                 break;
1084         case SrcImmByte:
1085         case SrcImmUByte:
1086                 c->src.type = OP_IMM;
1087                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1088                 c->src.bytes = 1;
1089                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmByte)
1090                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1091                 else
1092                         c->src.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1093                 break;
1094         case SrcOne:
1095                 c->src.bytes = 1;
1096                 c->src.val = 1;
1097                 break;
1098         }
1099
1100         /*
1101          * Decode and fetch the second source operand: register, memory
1102          * or immediate.
1103          */
1104         switch (c->d & Src2Mask) {
1105         case Src2None:
1106                 break;
1107         case Src2CL:
1108                 c->src2.bytes = 1;
1109                 c->src2.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX] & 0x8;
1110                 break;
1111         case Src2ImmByte:
1112                 c->src2.type = OP_IMM;
1113                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1114                 c->src2.bytes = 1;
1115                 c->src2.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1116                 break;
1117         case Src2Imm16:
1118                 c->src2.type = OP_IMM;
1119                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1120                 c->src2.bytes = 2;
1121                 c->src2.val = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
1122                 break;
1123         case Src2One:
1124                 c->src2.bytes = 1;
1125                 c->src2.val = 1;
1126                 break;
1127         }
1128
1129         /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
1130         switch (c->d & DstMask) {
1131         case ImplicitOps:
1132                 /* Special instructions do their own operand decoding. */
1133                 return 0;
1134         case DstReg:
1135                 decode_register_operand(&c->dst, c,
1136                          c->twobyte && (c->b == 0xb6 || c->b == 0xb7));
1137                 break;
1138         case DstMem:
1139                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1140                         c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1141                         c->dst.type = OP_REG;
1142                         c->dst.val = c->dst.orig_val = c->modrm_val;
1143                         c->dst.ptr = c->modrm_ptr;
1144                         break;
1145                 }
1146                 c->dst.type = OP_MEM;
1147                 break;
1148         case DstAcc:
1149                 c->dst.type = OP_REG;
1150                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
1151                 c->dst.ptr = &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
1152                 switch (c->op_bytes) {
1153                         case 1:
1154                                 c->dst.val = *(u8 *)c->dst.ptr;
1155                                 break;
1156                         case 2:
1157                                 c->dst.val = *(u16 *)c->dst.ptr;
1158                                 break;
1159                         case 4:
1160                                 c->dst.val = *(u32 *)c->dst.ptr;
1161                                 break;
1162                 }
1163                 c->dst.orig_val = c->dst.val;
1164                 break;
1165         }
1166
1167         if (c->rip_relative)
1168                 c->modrm_ea += c->eip;
1169
1170 done:
1171         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
1172 }
1173
1174 static inline void emulate_push(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1175 {
1176         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1177
1178         c->dst.type  = OP_MEM;
1179         c->dst.bytes = c->op_bytes;
1180         c->dst.val = c->src.val;
1181         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], -c->op_bytes);
1182         c->dst.ptr = (void *) register_address(c, ss_base(ctxt),
1183                                                c->regs[VCPU_REGS_RSP]);
1184 }
1185
1186 static int emulate_pop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1187                        struct x86_emulate_ops *ops,
1188                        void *dest, int len)
1189 {
1190         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1191         int rc;
1192
1193         rc = ops->read_emulated(register_address(c, ss_base(ctxt),
1194                                                  c->regs[VCPU_REGS_RSP]),
1195                                 dest, len, ctxt->vcpu);
1196         if (rc != 0)
1197                 return rc;
1198
1199         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], len);
1200         return rc;
1201 }
1202
1203 static void emulate_push_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
1204 {
1205         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1206         struct kvm_segment segment;
1207
1208         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, &segment, seg);
1209
1210         c->src.val = segment.selector;
1211         emulate_push(ctxt);
1212 }
1213
1214 static int emulate_pop_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1215                              struct x86_emulate_ops *ops, int seg)
1216 {
1217         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1218         unsigned long selector;
1219         int rc;
1220
1221         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &selector, c->op_bytes);
1222         if (rc != 0)
1223                 return rc;
1224
1225         rc = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, (u16)selector, 1, seg);
1226         return rc;
1227 }
1228
1229 static void emulate_pusha(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1230 {
1231         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1232         unsigned long old_esp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
1233         int reg = VCPU_REGS_RAX;
1234
1235         while (reg <= VCPU_REGS_RDI) {
1236                 (reg == VCPU_REGS_RSP) ?
1237                 (c->src.val = old_esp) : (c->src.val = c->regs[reg]);
1238
1239                 emulate_push(ctxt);
1240                 ++reg;
1241         }
1242 }
1243
1244 static int emulate_popa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1245                         struct x86_emulate_ops *ops)
1246 {
1247         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1248         int rc = 0;
1249         int reg = VCPU_REGS_RDI;
1250
1251         while (reg >= VCPU_REGS_RAX) {
1252                 if (reg == VCPU_REGS_RSP) {
1253                         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP],
1254                                                         c->op_bytes);
1255                         --reg;
1256                 }
1257
1258                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->regs[reg], c->op_bytes);
1259                 if (rc != 0)
1260                         break;
1261                 --reg;
1262         }
1263         return rc;
1264 }
1265
1266 static inline int emulate_grp1a(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1267                                 struct x86_emulate_ops *ops)
1268 {
1269         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1270         int rc;
1271
1272         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->dst.bytes);
1273         if (rc != 0)
1274                 return rc;
1275         return 0;
1276 }
1277
1278 static inline void emulate_grp2(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1279 {
1280         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1281         switch (c->modrm_reg) {
1282         case 0: /* rol */
1283                 emulate_2op_SrcB("rol", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1284                 break;
1285         case 1: /* ror */
1286                 emulate_2op_SrcB("ror", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1287                 break;
1288         case 2: /* rcl */
1289                 emulate_2op_SrcB("rcl", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1290                 break;
1291         case 3: /* rcr */
1292                 emulate_2op_SrcB("rcr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1293                 break;
1294         case 4: /* sal/shl */
1295         case 6: /* sal/shl */
1296                 emulate_2op_SrcB("sal", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1297                 break;
1298         case 5: /* shr */
1299                 emulate_2op_SrcB("shr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1300                 break;
1301         case 7: /* sar */
1302                 emulate_2op_SrcB("sar", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1303                 break;
1304         }
1305 }
1306
1307 static inline int emulate_grp3(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1308                                struct x86_emulate_ops *ops)
1309 {
1310         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1311         int rc = 0;
1312
1313         switch (c->modrm_reg) {
1314         case 0 ... 1:   /* test */
1315                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1316                 break;
1317         case 2: /* not */
1318                 c->dst.val = ~c->dst.val;
1319                 break;
1320         case 3: /* neg */
1321                 emulate_1op("neg", c->dst, ctxt->eflags);
1322                 break;
1323         default:
1324                 DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
1325                 rc = X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1326                 break;
1327         }
1328         return rc;
1329 }
1330
1331 static inline int emulate_grp45(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1332                                struct x86_emulate_ops *ops)
1333 {
1334         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1335
1336         switch (c->modrm_reg) {
1337         case 0: /* inc */
1338                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
1339                 break;
1340         case 1: /* dec */
1341                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
1342                 break;
1343         case 2: /* call near abs */ {
1344                 long int old_eip;
1345                 old_eip = c->eip;
1346                 c->eip = c->src.val;
1347                 c->src.val = old_eip;
1348                 emulate_push(ctxt);
1349                 break;
1350         }
1351         case 4: /* jmp abs */
1352                 c->eip = c->src.val;
1353                 break;
1354         case 6: /* push */
1355                 emulate_push(ctxt);
1356                 break;
1357         }
1358         return 0;
1359 }
1360
1361 static inline int emulate_grp9(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1362                                struct x86_emulate_ops *ops,
1363                                unsigned long memop)
1364 {
1365         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1366         u64 old, new;
1367         int rc;
1368
1369         rc = ops->read_emulated(memop, &old, 8, ctxt->vcpu);
1370         if (rc != 0)
1371                 return rc;
1372
1373         if (((u32) (old >> 0) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RAX]) ||
1374             ((u32) (old >> 32) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RDX])) {
1375
1376                 c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32) (old >> 0);
1377                 c->regs[VCPU_REGS_RDX] = (u32) (old >> 32);
1378                 ctxt->eflags &= ~EFLG_ZF;
1379
1380         } else {
1381                 new = ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RCX] << 32) |
1382                        (u32) c->regs[VCPU_REGS_RBX];
1383
1384                 rc = ops->cmpxchg_emulated(memop, &old, &new, 8, ctxt->vcpu);
1385                 if (rc != 0)
1386                         return rc;
1387                 ctxt->eflags |= EFLG_ZF;
1388         }
1389         return 0;
1390 }
1391
1392 static int emulate_ret_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1393                            struct x86_emulate_ops *ops)
1394 {
1395         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1396         int rc;
1397         unsigned long cs;
1398
1399         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->eip, c->op_bytes);
1400         if (rc)
1401                 return rc;
1402         if (c->op_bytes == 4)
1403                 c->eip = (u32)c->eip;
1404         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &cs, c->op_bytes);
1405         if (rc)
1406                 return rc;
1407         rc = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, (u16)cs, 1, VCPU_SREG_CS);
1408         return rc;
1409 }
1410
1411 static inline int writeback(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1412                             struct x86_emulate_ops *ops)
1413 {
1414         int rc;
1415         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1416
1417         switch (c->dst.type) {
1418         case OP_REG:
1419                 /* The 4-byte case *is* correct:
1420                  * in 64-bit mode we zero-extend.
1421                  */
1422                 switch (c->dst.bytes) {
1423                 case 1:
1424                         *(u8 *)c->dst.ptr = (u8)c->dst.val;
1425                         break;
1426                 case 2:
1427                         *(u16 *)c->dst.ptr = (u16)c->dst.val;
1428                         break;
1429                 case 4:
1430                         *c->dst.ptr = (u32)c->dst.val;
1431                         break;  /* 64b: zero-ext */
1432                 case 8:
1433                         *c->dst.ptr = c->dst.val;
1434                         break;
1435                 }
1436                 break;
1437         case OP_MEM:
1438                 if (c->lock_prefix)
1439                         rc = ops->cmpxchg_emulated(
1440                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1441                                         &c->dst.orig_val,
1442                                         &c->dst.val,
1443                                         c->dst.bytes,
1444                                         ctxt->vcpu);
1445                 else
1446                         rc = ops->write_emulated(
1447                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1448                                         &c->dst.val,
1449                                         c->dst.bytes,
1450                                         ctxt->vcpu);
1451                 if (rc != 0)
1452                         return rc;
1453                 break;
1454         case OP_NONE:
1455                 /* no writeback */
1456                 break;
1457         default:
1458                 break;
1459         }
1460         return 0;
1461 }
1462
1463 static void toggle_interruptibility(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u32 mask)
1464 {
1465         u32 int_shadow = kvm_x86_ops->get_interrupt_shadow(ctxt->vcpu, mask);
1466         /*
1467          * an sti; sti; sequence only disable interrupts for the first
1468          * instruction. So, if the last instruction, be it emulated or
1469          * not, left the system with the INT_STI flag enabled, it
1470          * means that the last instruction is an sti. We should not
1471          * leave the flag on in this case. The same goes for mov ss
1472          */
1473         if (!(int_shadow & mask))
1474                 ctxt->interruptibility = mask;
1475 }
1476
1477 static inline void
1478 setup_syscalls_segments(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1479         struct kvm_segment *cs, struct kvm_segment *ss)
1480 {
1481         memset(cs, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1482         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, cs, VCPU_SREG_CS);
1483         memset(ss, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1484
1485         cs->l = 0;              /* will be adjusted later */
1486         cs->base = 0;           /* flat segment */
1487         cs->g = 1;              /* 4kb granularity */
1488         cs->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1489         cs->type = 0x0b;        /* Read, Execute, Accessed */
1490         cs->s = 1;
1491         cs->dpl = 0;            /* will be adjusted later */
1492         cs->present = 1;
1493         cs->db = 1;
1494
1495         ss->unusable = 0;
1496         ss->base = 0;           /* flat segment */
1497         ss->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1498         ss->g = 1;              /* 4kb granularity */
1499         ss->s = 1;
1500         ss->type = 0x03;        /* Read/Write, Accessed */
1501         ss->db = 1;             /* 32bit stack segment */
1502         ss->dpl = 0;
1503         ss->present = 1;
1504 }
1505
1506 static int
1507 emulate_syscall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1508 {
1509         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1510         struct kvm_segment cs, ss;
1511         u64 msr_data;
1512
1513         /* syscall is not available in real mode */
1514         if (c->lock_prefix || ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL
1515                 || !(ctxt->vcpu->arch.cr0 & X86_CR0_PE))
1516                 return -1;
1517
1518         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1519
1520         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1521         msr_data >>= 32;
1522         cs.selector = (u16)(msr_data & 0xfffc);
1523         ss.selector = (u16)(msr_data + 8);
1524
1525         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1526                 cs.db = 0;
1527                 cs.l = 1;
1528         }
1529         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1530         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1531
1532         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = c->eip;
1533         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1534 #ifdef CONFIG_X86_64
1535                 c->regs[VCPU_REGS_R11] = ctxt->eflags & ~EFLG_RF;
1536
1537                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu,
1538                         ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 ?
1539                         MSR_LSTAR : MSR_CSTAR, &msr_data);
1540                 c->eip = msr_data;
1541
1542                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_SYSCALL_MASK, &msr_data);
1543                 ctxt->eflags &= ~(msr_data | EFLG_RF);
1544 #endif
1545         } else {
1546                 /* legacy mode */
1547                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1548                 c->eip = (u32)msr_data;
1549
1550                 ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1551         }
1552
1553         return 0;
1554 }
1555
1556 static int
1557 emulate_sysenter(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1558 {
1559         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1560         struct kvm_segment cs, ss;
1561         u64 msr_data;
1562
1563         /* inject #UD if LOCK prefix is used */
1564         if (c->lock_prefix)
1565                 return -1;
1566
1567         /* inject #GP if in real mode or paging is disabled */
1568         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
1569                 !(ctxt->vcpu->arch.cr0 & X86_CR0_PE)) {
1570                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1571                 return -1;
1572         }
1573
1574         /* XXX sysenter/sysexit have not been tested in 64bit mode.
1575         * Therefore, we inject an #UD.
1576         */
1577         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
1578                 return -1;
1579
1580         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1581
1582         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1583         switch (ctxt->mode) {
1584         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1585                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1586                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1587                         return -1;
1588                 }
1589                 break;
1590         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1591                 if (msr_data == 0x0) {
1592                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1593                         return -1;
1594                 }
1595                 break;
1596         }
1597
1598         ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1599         cs.selector = (u16)msr_data;
1600         cs.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1601         ss.selector = cs.selector + 8;
1602         ss.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1603         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64
1604                 || is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1605                 cs.db = 0;
1606                 cs.l = 1;
1607         }
1608
1609         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1610         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1611
1612         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_EIP, &msr_data);
1613         c->eip = msr_data;
1614
1615         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_ESP, &msr_data);
1616         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = msr_data;
1617
1618         return 0;
1619 }
1620
1621 static int
1622 emulate_sysexit(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1623 {
1624         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1625         struct kvm_segment cs, ss;
1626         u64 msr_data;
1627         int usermode;
1628
1629         /* inject #UD if LOCK prefix is used */
1630         if (c->lock_prefix)
1631                 return -1;
1632
1633         /* inject #GP if in real mode or paging is disabled */
1634         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL
1635                 || !(ctxt->vcpu->arch.cr0 & X86_CR0_PE)) {
1636                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1637                 return -1;
1638         }
1639
1640         /* sysexit must be called from CPL 0 */
1641         if (kvm_x86_ops->get_cpl(ctxt->vcpu) != 0) {
1642                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1643                 return -1;
1644         }
1645
1646         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1647
1648         if ((c->rex_prefix & 0x8) != 0x0)
1649                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT64;
1650         else
1651                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT32;
1652
1653         cs.dpl = 3;
1654         ss.dpl = 3;
1655         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1656         switch (usermode) {
1657         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1658                 cs.selector = (u16)(msr_data + 16);
1659                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1660                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1661                         return -1;
1662                 }
1663                 ss.selector = (u16)(msr_data + 24);
1664                 break;
1665         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1666                 cs.selector = (u16)(msr_data + 32);
1667                 if (msr_data == 0x0) {
1668                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1669                         return -1;
1670                 }
1671                 ss.selector = cs.selector + 8;
1672                 cs.db = 0;
1673                 cs.l = 1;
1674                 break;
1675         }
1676         cs.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
1677         ss.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
1678
1679         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1680         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1681
1682         c->eip = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RDX];
1683         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RCX];
1684
1685         return 0;
1686 }
1687
1688 int
1689 x86_emulate_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
1690 {
1691         unsigned long memop = 0;
1692         u64 msr_data;
1693         unsigned long saved_eip = 0;
1694         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1695         unsigned int port;
1696         int io_dir_in;
1697         int rc = 0;
1698
1699         ctxt->interruptibility = 0;
1700
1701         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation.
1702          * NOTE: we can copy them from vcpu as x86_decode_insn() doesn't
1703          * modify them.
1704          */
1705
1706         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
1707         saved_eip = c->eip;
1708
1709         if (((c->d & ModRM) && (c->modrm_mod != 3)) || (c->d & MemAbs))
1710                 memop = c->modrm_ea;
1711
1712         if (c->rep_prefix && (c->d & String)) {
1713                 /* All REP prefixes have the same first termination condition */
1714                 if (c->regs[VCPU_REGS_RCX] == 0) {
1715                         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1716                         goto done;
1717                 }
1718                 /* The second termination condition only applies for REPE
1719                  * and REPNE. Test if the repeat string operation prefix is
1720                  * REPE/REPZ or REPNE/REPNZ and if it's the case it tests the
1721                  * corresponding termination condition according to:
1722                  *      - if REPE/REPZ and ZF = 0 then done
1723                  *      - if REPNE/REPNZ and ZF = 1 then done
1724                  */
1725                 if ((c->b == 0xa6) || (c->b == 0xa7) ||
1726                                 (c->b == 0xae) || (c->b == 0xaf)) {
1727                         if ((c->rep_prefix == REPE_PREFIX) &&
1728                                 ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == 0)) {
1729                                         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1730                                         goto done;
1731                         }
1732                         if ((c->rep_prefix == REPNE_PREFIX) &&
1733                                 ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == EFLG_ZF)) {
1734                                 kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1735                                 goto done;
1736                         }
1737                 }
1738                 c->regs[VCPU_REGS_RCX]--;
1739                 c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
1740         }
1741
1742         if (c->src.type == OP_MEM) {
1743                 c->src.ptr = (unsigned long *)memop;
1744                 c->src.val = 0;
1745                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src.ptr,
1746                                         &c->src.val,
1747                                         c->src.bytes,
1748                                         ctxt->vcpu);
1749                 if (rc != 0)
1750                         goto done;
1751                 c->src.orig_val = c->src.val;
1752         }
1753
1754         if ((c->d & DstMask) == ImplicitOps)
1755                 goto special_insn;
1756
1757
1758         if (c->dst.type == OP_MEM) {
1759                 c->dst.ptr = (unsigned long *)memop;
1760                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1761                 c->dst.val = 0;
1762                 if (c->d & BitOp) {
1763                         unsigned long mask = ~(c->dst.bytes * 8 - 1);
1764
1765                         c->dst.ptr = (void *)c->dst.ptr +
1766                                                    (c->src.val & mask) / 8;
1767                 }
1768                 if (!(c->d & Mov) &&
1769                                    /* optimisation - avoid slow emulated read */
1770                     ((rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->dst.ptr,
1771                                            &c->dst.val,
1772                                           c->dst.bytes, ctxt->vcpu)) != 0))
1773                         goto done;
1774         }
1775         c->dst.orig_val = c->dst.val;
1776
1777 special_insn:
1778
1779         if (c->twobyte)
1780                 goto twobyte_insn;
1781
1782         switch (c->b) {
1783         case 0x00 ... 0x05:
1784               add:              /* add */
1785                 emulate_2op_SrcV("add", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1786                 break;
1787         case 0x06:              /* push es */
1788                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_ES);
1789                 break;
1790         case 0x07:              /* pop es */
1791                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_ES);
1792                 if (rc != 0)
1793                         goto done;
1794                 break;
1795         case 0x08 ... 0x0d:
1796               or:               /* or */
1797                 emulate_2op_SrcV("or", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1798                 break;
1799         case 0x0e:              /* push cs */
1800                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_CS);
1801                 break;
1802         case 0x10 ... 0x15:
1803               adc:              /* adc */
1804                 emulate_2op_SrcV("adc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1805                 break;
1806         case 0x16:              /* push ss */
1807                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_SS);
1808                 break;
1809         case 0x17:              /* pop ss */
1810                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_SS);
1811                 if (rc != 0)
1812                         goto done;
1813                 break;
1814         case 0x18 ... 0x1d:
1815               sbb:              /* sbb */
1816                 emulate_2op_SrcV("sbb", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1817                 break;
1818         case 0x1e:              /* push ds */
1819                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_DS);
1820                 break;
1821         case 0x1f:              /* pop ds */
1822                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_DS);
1823                 if (rc != 0)
1824                         goto done;
1825                 break;
1826         case 0x20 ... 0x25:
1827               and:              /* and */
1828                 emulate_2op_SrcV("and", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1829                 break;
1830         case 0x28 ... 0x2d:
1831               sub:              /* sub */
1832                 emulate_2op_SrcV("sub", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1833                 break;
1834         case 0x30 ... 0x35:
1835               xor:              /* xor */
1836                 emulate_2op_SrcV("xor", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1837                 break;
1838         case 0x38 ... 0x3d:
1839               cmp:              /* cmp */
1840                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1841                 break;
1842         case 0x40 ... 0x47: /* inc r16/r32 */
1843                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
1844                 break;
1845         case 0x48 ... 0x4f: /* dec r16/r32 */
1846                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
1847                 break;
1848         case 0x50 ... 0x57:  /* push reg */
1849                 emulate_push(ctxt);
1850                 break;
1851         case 0x58 ... 0x5f: /* pop reg */
1852         pop_instruction:
1853                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
1854                 if (rc != 0)
1855                         goto done;
1856                 break;
1857         case 0x60:      /* pusha */
1858                 emulate_pusha(ctxt);
1859                 break;
1860         case 0x61:      /* popa */
1861                 rc = emulate_popa(ctxt, ops);
1862                 if (rc != 0)
1863                         goto done;
1864                 break;
1865         case 0x63:              /* movsxd */
1866                 if (ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
1867                         goto cannot_emulate;
1868                 c->dst.val = (s32) c->src.val;
1869                 break;
1870         case 0x68: /* push imm */
1871         case 0x6a: /* push imm8 */
1872                 emulate_push(ctxt);
1873                 break;
1874         case 0x6c:              /* insb */
1875         case 0x6d:              /* insw/insd */
1876                  if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu,
1877                                 1,
1878                                 (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
1879                                 c->rep_prefix ?
1880                                 address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1,
1881                                 (ctxt->eflags & EFLG_DF),
1882                                 register_address(c, es_base(ctxt),
1883                                                  c->regs[VCPU_REGS_RDI]),
1884                                 c->rep_prefix,
1885                                 c->regs[VCPU_REGS_RDX]) == 0) {
1886                         c->eip = saved_eip;
1887                         return -1;
1888                 }
1889                 return 0;
1890         case 0x6e:              /* outsb */
1891         case 0x6f:              /* outsw/outsd */
1892                 if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu,
1893                                 0,
1894                                 (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
1895                                 c->rep_prefix ?
1896                                 address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1,
1897                                 (ctxt->eflags & EFLG_DF),
1898                                          register_address(c,
1899                                           seg_override_base(ctxt, c),
1900                                                  c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
1901                                 c->rep_prefix,
1902                                 c->regs[VCPU_REGS_RDX]) == 0) {
1903                         c->eip = saved_eip;
1904                         return -1;
1905                 }
1906                 return 0;
1907         case 0x70 ... 0x7f: /* jcc (short) */
1908                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
1909                         jmp_rel(c, c->src.val);
1910                 break;
1911         case 0x80 ... 0x83:     /* Grp1 */
1912                 switch (c->modrm_reg) {
1913                 case 0:
1914                         goto add;
1915                 case 1:
1916                         goto or;
1917                 case 2:
1918                         goto adc;
1919                 case 3:
1920                         goto sbb;
1921                 case 4:
1922                         goto and;
1923                 case 5:
1924                         goto sub;
1925                 case 6:
1926                         goto xor;
1927                 case 7:
1928                         goto cmp;
1929                 }
1930                 break;
1931         case 0x84 ... 0x85:
1932                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1933                 break;
1934         case 0x86 ... 0x87:     /* xchg */
1935         xchg:
1936                 /* Write back the register source. */
1937                 switch (c->dst.bytes) {
1938                 case 1:
1939                         *(u8 *) c->src.ptr = (u8) c->dst.val;
1940                         break;
1941                 case 2:
1942                         *(u16 *) c->src.ptr = (u16) c->dst.val;
1943                         break;
1944                 case 4:
1945                         *c->src.ptr = (u32) c->dst.val;
1946                         break;  /* 64b reg: zero-extend */
1947                 case 8:
1948                         *c->src.ptr = c->dst.val;
1949                         break;
1950                 }
1951                 /*
1952                  * Write back the memory destination with implicit LOCK
1953                  * prefix.
1954                  */
1955                 c->dst.val = c->src.val;
1956                 c->lock_prefix = 1;
1957                 break;
1958         case 0x88 ... 0x8b:     /* mov */
1959                 goto mov;
1960         case 0x8c: { /* mov r/m, sreg */
1961                 struct kvm_segment segreg;
1962
1963                 if (c->modrm_reg <= 5)
1964                         kvm_get_segment(ctxt->vcpu, &segreg, c->modrm_reg);
1965                 else {
1966                         printk(KERN_INFO "0x8c: Invalid segreg in modrm byte 0x%02x\n",
1967                                c->modrm);
1968                         goto cannot_emulate;
1969                 }
1970                 c->dst.val = segreg.selector;
1971                 break;
1972         }
1973         case 0x8d: /* lea r16/r32, m */
1974                 c->dst.val = c->modrm_ea;
1975                 break;
1976         case 0x8e: { /* mov seg, r/m16 */
1977                 uint16_t sel;
1978                 int type_bits;
1979                 int err;
1980
1981                 sel = c->src.val;
1982                 if (c->modrm_reg == VCPU_SREG_SS)
1983                         toggle_interruptibility(ctxt, X86_SHADOW_INT_MOV_SS);
1984
1985                 if (c->modrm_reg <= 5) {
1986                         type_bits = (c->modrm_reg == 1) ? 9 : 1;
1987                         err = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, sel,
1988                                                           type_bits, c->modrm_reg);
1989                 } else {
1990                         printk(KERN_INFO "Invalid segreg in modrm byte 0x%02x\n",
1991                                         c->modrm);
1992                         goto cannot_emulate;
1993                 }
1994
1995                 if (err < 0)
1996                         goto cannot_emulate;
1997
1998                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
1999                 break;
2000         }
2001         case 0x8f:              /* pop (sole member of Grp1a) */
2002                 rc = emulate_grp1a(ctxt, ops);
2003                 if (rc != 0)
2004                         goto done;
2005                 break;
2006         case 0x90: /* nop / xchg r8,rax */
2007                 if (!(c->rex_prefix & 1)) { /* nop */
2008                         c->dst.type = OP_NONE;
2009                         break;
2010                 }
2011         case 0x91 ... 0x97: /* xchg reg,rax */
2012                 c->src.type = c->dst.type = OP_REG;
2013                 c->src.bytes = c->dst.bytes = c->op_bytes;
2014                 c->src.ptr = (unsigned long *) &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2015                 c->src.val = *(c->src.ptr);
2016                 goto xchg;
2017         case 0x9c: /* pushf */
2018                 c->src.val =  (unsigned long) ctxt->eflags;
2019                 emulate_push(ctxt);
2020                 break;
2021         case 0x9d: /* popf */
2022                 c->dst.type = OP_REG;
2023                 c->dst.ptr = (unsigned long *) &ctxt->eflags;
2024                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2025                 goto pop_instruction;
2026         case 0xa0 ... 0xa1:     /* mov */
2027                 c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2028                 c->dst.val = c->src.val;
2029                 break;
2030         case 0xa2 ... 0xa3:     /* mov */
2031                 c->dst.val = (unsigned long)c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2032                 break;
2033         case 0xa4 ... 0xa5:     /* movs */
2034                 c->dst.type = OP_MEM;
2035                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2036                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2037                                                    es_base(ctxt),
2038                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2039                 if ((rc = ops->read_emulated(register_address(c,
2040                                            seg_override_base(ctxt, c),
2041                                         c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
2042                                         &c->dst.val,
2043                                         c->dst.bytes, ctxt->vcpu)) != 0)
2044                         goto done;
2045                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2046                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2047                                                            : c->dst.bytes);
2048                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2049                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2050                                                            : c->dst.bytes);
2051                 break;
2052         case 0xa6 ... 0xa7:     /* cmps */
2053                 c->src.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2054                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2055                 c->src.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2056                                        seg_override_base(ctxt, c),
2057                                                    c->regs[VCPU_REGS_RSI]);
2058                 if ((rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src.ptr,
2059                                                 &c->src.val,
2060                                                 c->src.bytes,
2061                                                 ctxt->vcpu)) != 0)
2062                         goto done;
2063
2064                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2065                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2066                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2067                                                    es_base(ctxt),
2068                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2069                 if ((rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->dst.ptr,
2070                                                 &c->dst.val,
2071                                                 c->dst.bytes,
2072                                                 ctxt->vcpu)) != 0)
2073                         goto done;
2074
2075                 DPRINTF("cmps: mem1=0x%p mem2=0x%p\n", c->src.ptr, c->dst.ptr);
2076
2077                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2078
2079                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2080                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->src.bytes
2081                                                                   : c->src.bytes);
2082                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2083                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2084                                                                   : c->dst.bytes);
2085
2086                 break;
2087         case 0xaa ... 0xab:     /* stos */
2088                 c->dst.type = OP_MEM;
2089                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2090                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2091                                                    es_base(ctxt),
2092                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2093                 c->dst.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2094                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2095                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2096                                                            : c->dst.bytes);
2097                 break;
2098         case 0xac ... 0xad:     /* lods */
2099                 c->dst.type = OP_REG;
2100                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2101                 c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2102                 if ((rc = ops->read_emulated(register_address(c,
2103                                                  seg_override_base(ctxt, c),
2104                                                  c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
2105                                                  &c->dst.val,
2106                                                  c->dst.bytes,
2107                                                  ctxt->vcpu)) != 0)
2108                         goto done;
2109                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2110                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2111                                                            : c->dst.bytes);
2112                 break;
2113         case 0xae ... 0xaf:     /* scas */
2114                 DPRINTF("Urk! I don't handle SCAS.\n");
2115                 goto cannot_emulate;
2116         case 0xb0 ... 0xbf: /* mov r, imm */
2117                 goto mov;
2118         case 0xc0 ... 0xc1:
2119                 emulate_grp2(ctxt);
2120                 break;
2121         case 0xc3: /* ret */
2122                 c->dst.type = OP_REG;
2123                 c->dst.ptr = &c->eip;
2124                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2125                 goto pop_instruction;
2126         case 0xc6 ... 0xc7:     /* mov (sole member of Grp11) */
2127         mov:
2128                 c->dst.val = c->src.val;
2129                 break;
2130         case 0xcb:              /* ret far */
2131                 rc = emulate_ret_far(ctxt, ops);
2132                 if (rc)
2133                         goto done;
2134                 break;
2135         case 0xd0 ... 0xd1:     /* Grp2 */
2136                 c->src.val = 1;
2137                 emulate_grp2(ctxt);
2138                 break;
2139         case 0xd2 ... 0xd3:     /* Grp2 */
2140                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
2141                 emulate_grp2(ctxt);
2142                 break;
2143         case 0xe4:      /* inb */
2144         case 0xe5:      /* in */
2145                 port = c->src.val;
2146                 io_dir_in = 1;
2147                 goto do_io;
2148         case 0xe6: /* outb */
2149         case 0xe7: /* out */
2150                 port = c->src.val;
2151                 io_dir_in = 0;
2152                 goto do_io;
2153         case 0xe8: /* call (near) */ {
2154                 long int rel = c->src.val;
2155                 c->src.val = (unsigned long) c->eip;
2156                 jmp_rel(c, rel);
2157                 emulate_push(ctxt);
2158                 break;
2159         }
2160         case 0xe9: /* jmp rel */
2161                 goto jmp;
2162         case 0xea: /* jmp far */
2163                 if (kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, c->src2.val, 9,
2164                                         VCPU_SREG_CS) < 0) {
2165                         DPRINTF("jmp far: Failed to load CS descriptor\n");
2166                         goto cannot_emulate;
2167                 }
2168
2169                 c->eip = c->src.val;
2170                 break;
2171         case 0xeb:
2172               jmp:              /* jmp rel short */
2173                 jmp_rel(c, c->src.val);
2174                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2175                 break;
2176         case 0xec: /* in al,dx */
2177         case 0xed: /* in (e/r)ax,dx */
2178                 port = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2179                 io_dir_in = 1;
2180                 goto do_io;
2181         case 0xee: /* out al,dx */
2182         case 0xef: /* out (e/r)ax,dx */
2183                 port = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2184                 io_dir_in = 0;
2185         do_io:  if (kvm_emulate_pio(ctxt->vcpu, io_dir_in,
2186                                    (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
2187                                    port) != 0) {
2188                         c->eip = saved_eip;
2189                         goto cannot_emulate;
2190                 }
2191                 break;
2192         case 0xf4:              /* hlt */
2193                 ctxt->vcpu->arch.halt_request = 1;
2194                 break;
2195         case 0xf5:      /* cmc */
2196                 /* complement carry flag from eflags reg */
2197                 ctxt->eflags ^= EFLG_CF;
2198                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2199                 break;
2200         case 0xf6 ... 0xf7:     /* Grp3 */
2201                 rc = emulate_grp3(ctxt, ops);
2202                 if (rc != 0)
2203                         goto done;
2204                 break;
2205         case 0xf8: /* clc */
2206                 ctxt->eflags &= ~EFLG_CF;
2207                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2208                 break;
2209         case 0xfa: /* cli */
2210                 ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_IF;
2211                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2212                 break;
2213         case 0xfb: /* sti */
2214                 toggle_interruptibility(ctxt, X86_SHADOW_INT_STI);
2215                 ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_IF;
2216                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2217                 break;
2218         case 0xfc: /* cld */
2219                 ctxt->eflags &= ~EFLG_DF;
2220                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2221                 break;
2222         case 0xfd: /* std */
2223                 ctxt->eflags |= EFLG_DF;
2224                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2225                 break;
2226         case 0xfe ... 0xff:     /* Grp4/Grp5 */
2227                 rc = emulate_grp45(ctxt, ops);
2228                 if (rc != 0)
2229                         goto done;
2230                 break;
2231         }
2232
2233 writeback:
2234         rc = writeback(ctxt, ops);
2235         if (rc != 0)
2236                 goto done;
2237
2238         /* Commit shadow register state. */
2239         memcpy(ctxt->vcpu->arch.regs, c->regs, sizeof c->regs);
2240         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
2241
2242 done:
2243         if (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) {
2244                 c->eip = saved_eip;
2245                 return -1;
2246         }
2247         return 0;
2248
2249 twobyte_insn:
2250         switch (c->b) {
2251         case 0x01: /* lgdt, lidt, lmsw */
2252                 switch (c->modrm_reg) {
2253                         u16 size;
2254                         unsigned long address;
2255
2256                 case 0: /* vmcall */
2257                         if (c->modrm_mod != 3 || c->modrm_rm != 1)
2258                                 goto cannot_emulate;
2259
2260                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
2261                         if (rc)
2262                                 goto done;
2263
2264                         /* Let the processor re-execute the fixed hypercall */
2265                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2266                         /* Disable writeback. */
2267                         c->dst.type = OP_NONE;
2268                         break;
2269                 case 2: /* lgdt */
2270                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
2271                                              &size, &address, c->op_bytes);
2272                         if (rc)
2273                                 goto done;
2274                         realmode_lgdt(ctxt->vcpu, size, address);
2275                         /* Disable writeback. */
2276                         c->dst.type = OP_NONE;
2277                         break;
2278                 case 3: /* lidt/vmmcall */
2279                         if (c->modrm_mod == 3) {
2280                                 switch (c->modrm_rm) {
2281                                 case 1:
2282                                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
2283                                         if (rc)
2284                                                 goto done;
2285                                         break;
2286                                 default:
2287                                         goto cannot_emulate;
2288                                 }
2289                         } else {
2290                                 rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
2291                                                      &size, &address,
2292                                                      c->op_bytes);
2293                                 if (rc)
2294                                         goto done;
2295                                 realmode_lidt(ctxt->vcpu, size, address);
2296                         }
2297                         /* Disable writeback. */
2298                         c->dst.type = OP_NONE;
2299                         break;
2300                 case 4: /* smsw */
2301                         c->dst.bytes = 2;
2302                         c->dst.val = realmode_get_cr(ctxt->vcpu, 0);
2303                         break;
2304                 case 6: /* lmsw */
2305                         realmode_lmsw(ctxt->vcpu, (u16)c->src.val,
2306                                       &ctxt->eflags);
2307                         c->dst.type = OP_NONE;
2308                         break;
2309                 case 7: /* invlpg*/
2310                         emulate_invlpg(ctxt->vcpu, memop);
2311                         /* Disable writeback. */
2312                         c->dst.type = OP_NONE;
2313                         break;
2314                 default:
2315                         goto cannot_emulate;
2316                 }
2317                 break;
2318         case 0x05:              /* syscall */
2319                 if (emulate_syscall(ctxt) == -1)
2320                         goto cannot_emulate;
2321                 else
2322                         goto writeback;
2323                 break;
2324         case 0x06:
2325                 emulate_clts(ctxt->vcpu);
2326                 c->dst.type = OP_NONE;
2327                 break;
2328         case 0x08:              /* invd */
2329         case 0x09:              /* wbinvd */
2330         case 0x0d:              /* GrpP (prefetch) */
2331         case 0x18:              /* Grp16 (prefetch/nop) */
2332                 c->dst.type = OP_NONE;
2333                 break;
2334         case 0x20: /* mov cr, reg */
2335                 if (c->modrm_mod != 3)
2336                         goto cannot_emulate;
2337                 c->regs[c->modrm_rm] =
2338                                 realmode_get_cr(ctxt->vcpu, c->modrm_reg);
2339                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2340                 break;
2341         case 0x21: /* mov from dr to reg */
2342                 if (c->modrm_mod != 3)
2343                         goto cannot_emulate;
2344                 rc = emulator_get_dr(ctxt, c->modrm_reg, &c->regs[c->modrm_rm]);
2345                 if (rc)
2346                         goto cannot_emulate;
2347                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2348                 break;
2349         case 0x22: /* mov reg, cr */
2350                 if (c->modrm_mod != 3)
2351                         goto cannot_emulate;
2352                 realmode_set_cr(ctxt->vcpu,
2353                                 c->modrm_reg, c->modrm_val, &ctxt->eflags);
2354                 c->dst.type = OP_NONE;
2355                 break;
2356         case 0x23: /* mov from reg to dr */
2357                 if (c->modrm_mod != 3)
2358                         goto cannot_emulate;
2359                 rc = emulator_set_dr(ctxt, c->modrm_reg,
2360                                      c->regs[c->modrm_rm]);
2361                 if (rc)
2362                         goto cannot_emulate;
2363                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2364                 break;
2365         case 0x30:
2366                 /* wrmsr */
2367                 msr_data = (u32)c->regs[VCPU_REGS_RAX]
2368                         | ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RDX] << 32);
2369                 rc = kvm_set_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], msr_data);
2370                 if (rc) {
2371                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2372                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2373                 }
2374                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
2375                 c->dst.type = OP_NONE;
2376                 break;
2377         case 0x32:
2378                 /* rdmsr */
2379                 rc = kvm_get_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], &msr_data);
2380                 if (rc) {
2381                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2382                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2383                 } else {
2384                         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32)msr_data;
2385                         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = msr_data >> 32;
2386                 }
2387                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
2388                 c->dst.type = OP_NONE;
2389                 break;
2390         case 0x34:              /* sysenter */
2391                 if (emulate_sysenter(ctxt) == -1)
2392                         goto cannot_emulate;
2393                 else
2394                         goto writeback;
2395                 break;
2396         case 0x35:              /* sysexit */
2397                 if (emulate_sysexit(ctxt) == -1)
2398                         goto cannot_emulate;
2399                 else
2400                         goto writeback;
2401                 break;
2402         case 0x40 ... 0x4f:     /* cmov */
2403                 c->dst.val = c->dst.orig_val = c->src.val;
2404                 if (!test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2405                         c->dst.type = OP_NONE; /* no writeback */
2406                 break;
2407         case 0x80 ... 0x8f: /* jnz rel, etc*/
2408                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2409                         jmp_rel(c, c->src.val);
2410                 c->dst.type = OP_NONE;
2411                 break;
2412         case 0xa0:        /* push fs */
2413                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_FS);
2414                 break;
2415         case 0xa1:       /* pop fs */
2416                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_FS);
2417                 if (rc != 0)
2418                         goto done;
2419                 break;
2420         case 0xa3:
2421               bt:               /* bt */
2422                 c->dst.type = OP_NONE;
2423                 /* only subword offset */
2424                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2425                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bt", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2426                 break;
2427         case 0xa4: /* shld imm8, r, r/m */
2428         case 0xa5: /* shld cl, r, r/m */
2429                 emulate_2op_cl("shld", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2430                 break;
2431         case 0xa8:      /* push gs */
2432                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_GS);
2433                 break;
2434         case 0xa9:      /* pop gs */
2435                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_GS);
2436                 if (rc != 0)
2437                         goto done;
2438                 break;
2439         case 0xab:
2440               bts:              /* bts */
2441                 /* only subword offset */
2442                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2443                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bts", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2444                 break;
2445         case 0xac: /* shrd imm8, r, r/m */
2446         case 0xad: /* shrd cl, r, r/m */
2447                 emulate_2op_cl("shrd", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2448                 break;
2449         case 0xae:              /* clflush */
2450                 break;
2451         case 0xb0 ... 0xb1:     /* cmpxchg */
2452                 /*
2453                  * Save real source value, then compare EAX against
2454                  * destination.
2455                  */
2456                 c->src.orig_val = c->src.val;
2457                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2458                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2459                 if (ctxt->eflags & EFLG_ZF) {
2460                         /* Success: write back to memory. */
2461                         c->dst.val = c->src.orig_val;
2462                 } else {
2463                         /* Failure: write the value we saw to EAX. */
2464                         c->dst.type = OP_REG;
2465                         c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2466                 }
2467                 break;
2468         case 0xb3:
2469               btr:              /* btr */
2470                 /* only subword offset */
2471                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2472                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2473                 break;
2474         case 0xb6 ... 0xb7:     /* movzx */
2475                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2476                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (u8) c->src.val
2477                                                        : (u16) c->src.val;
2478                 break;
2479         case 0xba:              /* Grp8 */
2480                 switch (c->modrm_reg & 3) {
2481                 case 0:
2482                         goto bt;
2483                 case 1:
2484                         goto bts;
2485                 case 2:
2486                         goto btr;
2487                 case 3:
2488                         goto btc;
2489                 }
2490                 break;
2491         case 0xbb:
2492               btc:              /* btc */
2493                 /* only subword offset */
2494                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2495                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2496                 break;
2497         case 0xbe ... 0xbf:     /* movsx */
2498                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2499                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (s8) c->src.val :
2500                                                         (s16) c->src.val;
2501                 break;
2502         case 0xc3:              /* movnti */
2503                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2504                 c->dst.val = (c->op_bytes == 4) ? (u32) c->src.val :
2505                                                         (u64) c->src.val;
2506                 break;
2507         case 0xc7:              /* Grp9 (cmpxchg8b) */
2508                 rc = emulate_grp9(ctxt, ops, memop);
2509                 if (rc != 0)
2510                         goto done;
2511                 c->dst.type = OP_NONE;
2512                 break;
2513         }
2514         goto writeback;
2515
2516 cannot_emulate:
2517         DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
2518         c->eip = saved_eip;
2519         return -1;
2520 }