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

   1 /******************************************************************************
   2  * emulate.c
   3  *
   4  * Generic x86 (32-bit and 64-bit) instruction decoder and emulator.
   5  *
   6  * Copyright (c) 2005 Keir Fraser
   7  *
   8  * Linux coding style, mod r/m decoder, segment base fixes, real-mode
   9  * privileged instructions:
  10  *
  11  * Copyright (C) 2006 Qumranet
  12  *
  13  *   Avi Kivity <avi@qumranet.com>
  14  *   Yaniv Kamay <yaniv@qumranet.com>
  15  *
  16  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
  17  * the COPYING file in the top-level directory.
  18  *
  19  * From: xen-unstable 10676:af9809f51f81a3c43f276f00c81a52ef558afda4
  20  */
  21
  22 #ifndef __KERNEL__
  23 #include <stdio.h>
  24 #include <stdint.h>
  25 #include <public/xen.h>
  26 #define DPRINTF(_f, _a ...) printf(_f , ## _a)
  27 #else
  28 #include <linux/kvm_host.h>
  29 #include "kvm_cache_regs.h"
  30 #define DPRINTF(x...) do {} while (0)
  31 #endif
  32 #include <linux/module.h>
  33 #include <asm/kvm_emulate.h>
  34
  35 #include "x86.h"
  36 #include "mmu.h"                /* for is_long_mode() */
  37
  38 /*
  39  * Opcode effective-address decode tables.
  40  * Note that we only emulate instructions that have at least one memory
  41  * operand (excluding implicit stack references). We assume that stack
  42  * references and instruction fetches will never occur in special memory
  43  * areas that require emulation. So, for example, 'mov <imm>,<reg>' need
  44  * not be handled.
  45  */
  46
  47 /* Operand sizes: 8-bit operands or specified/overridden size. */
  48 #define ByteOp      (1<<0)      /* 8-bit operands. */
  49 /* Destination operand type. */
  50 #define ImplicitOps (1<<1)      /* Implicit in opcode. No generic decode. */
  51 #define DstReg      (2<<1)      /* Register operand. */
  52 #define DstMem      (3<<1)      /* Memory operand. */
  53 #define DstAcc      (4<<1)      /* Destination Accumulator */
  54 #define DstMask     (7<<1)
  55 /* Source operand type. */
  56 #define SrcNone     (0<<4)      /* No source operand. */
  57 #define SrcImplicit (0<<4)      /* Source operand is implicit in the opcode. */
  58 #define SrcReg      (1<<4)      /* Register operand. */
  59 #define SrcMem      (2<<4)      /* Memory operand. */
  60 #define SrcMem16    (3<<4)      /* Memory operand (16-bit). */
  61 #define SrcMem32    (4<<4)      /* Memory operand (32-bit). */
  62 #define SrcImm      (5<<4)      /* Immediate operand. */
  63 #define SrcImmByte  (6<<4)      /* 8-bit sign-extended immediate operand. */
  64 #define SrcOne      (7<<4)      /* Implied '1' */
  65 #define SrcImmUByte (8<<4)      /* 8-bit unsigned immediate operand. */
  66 #define SrcImmU     (9<<4)      /* Immediate operand, unsigned */
  67 #define SrcMask     (0xf<<4)
  68 /* Generic ModRM decode. */
  69 #define ModRM       (1<<8)
  70 /* Destination is only written; never read. */
  71 #define Mov         (1<<9)
  72 #define BitOp       (1<<10)
  73 #define MemAbs      (1<<11)      /* Memory operand is absolute displacement */
  74 #define String      (1<<12)     /* String instruction (rep capable) */
  75 #define Stack       (1<<13)     /* Stack instruction (push/pop) */
  76 #define Group       (1<<14)     /* Bits 3:5 of modrm byte extend opcode */
  77 #define GroupDual   (1<<15)     /* Alternate decoding of mod == 3 */
  78 #define GroupMask   0xff        /* Group number stored in bits 0:7 */
  79 /* Misc flags */
  80 #define No64        (1<<28)
  81 /* Source 2 operand type */
  82 #define Src2None    (0<<29)
  83 #define Src2CL      (1<<29)
  84 #define Src2ImmByte (2<<29)
  85 #define Src2One     (3<<29)
  86 #define Src2Imm16   (4<<29)
  87 #define Src2Mask    (7<<29)
  88
  89 enum {
  90         Group1_80, Group1_81, Group1_82, Group1_83,
  91         Group1A, Group3_Byte, Group3, Group4, Group5, Group7,
  92 };
  93
  94 static u32 opcode_table[256] = {
  95         /* 0x00 - 0x07 */
  96         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  97         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  98         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
  99         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 100         /* 0x08 - 0x0F */
 101         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 102         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 103         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 104         ImplicitOps | Stack | No64, 0,
 105         /* 0x10 - 0x17 */
 106         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 107         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 108         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 109         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 110         /* 0x18 - 0x1F */
 111         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 112         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 113         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 114         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 115         /* 0x20 - 0x27 */
 116         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 117         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 118         DstAcc | SrcImmByte, DstAcc | SrcImm, 0, 0,
 119         /* 0x28 - 0x2F */
 120         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 121         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 122         0, 0, 0, 0,
 123         /* 0x30 - 0x37 */
 124         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 125         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 126         0, 0, 0, 0,
 127         /* 0x38 - 0x3F */
 128         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 129         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 130         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 131         0, 0,
 132         /* 0x40 - 0x47 */
 133         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
 134         /* 0x48 - 0x4F */
 135         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
 136         /* 0x50 - 0x57 */
 137         SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack,
 138         SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack,
 139         /* 0x58 - 0x5F */
 140         DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack,
 141         DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack,
 142         /* 0x60 - 0x67 */
 143         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 144         0, DstReg | SrcMem32 | ModRM | Mov /* movsxd (x86/64) */ ,
 145         0, 0, 0, 0,
 146         /* 0x68 - 0x6F */
 147         SrcImm | Mov | Stack, 0, SrcImmByte | Mov | Stack, 0,
 148         SrcNone  | ByteOp  | ImplicitOps, SrcNone  | ImplicitOps, /* insb, insw/insd */
 149         SrcNone  | ByteOp  | ImplicitOps, SrcNone  | ImplicitOps, /* outsb, outsw/outsd */
 150         /* 0x70 - 0x77 */
 151         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 152         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 153         /* 0x78 - 0x7F */
 154         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 155         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 156         /* 0x80 - 0x87 */
 157         Group | Group1_80, Group | Group1_81,
 158         Group | Group1_82, Group | Group1_83,
 159         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 160         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 161         /* 0x88 - 0x8F */
 162         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov,
 163         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 164         DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, ModRM | DstReg,
 165         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, Group | Group1A,
 166         /* 0x90 - 0x97 */
 167         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
 168         /* 0x98 - 0x9F */
 169         0, 0, SrcImm | Src2Imm16 | No64, 0,
 170         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack, 0, 0,
 171         /* 0xA0 - 0xA7 */
 172         ByteOp | DstReg | SrcMem | Mov | MemAbs, DstReg | SrcMem | Mov | MemAbs,
 173         ByteOp | DstMem | SrcReg | Mov | MemAbs, DstMem | SrcReg | Mov | MemAbs,
 174         ByteOp | ImplicitOps | Mov | String, ImplicitOps | Mov | String,
 175         ByteOp | ImplicitOps | String, ImplicitOps | String,
 176         /* 0xA8 - 0xAF */
 177         0, 0, ByteOp | ImplicitOps | Mov | String, ImplicitOps | Mov | String,
 178         ByteOp | ImplicitOps | Mov | String, ImplicitOps | Mov | String,
 179         ByteOp | ImplicitOps | String, ImplicitOps | String,
 180         /* 0xB0 - 0xB7 */
 181         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 182         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 183         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 184         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 185         /* 0xB8 - 0xBF */
 186         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 187         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 188         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 189         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 190         /* 0xC0 - 0xC7 */
 191         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 192         0, ImplicitOps | Stack, 0, 0,
 193         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Mov, DstMem | SrcImm | ModRM | Mov,
 194         /* 0xC8 - 0xCF */
 195         0, 0, 0, ImplicitOps | Stack,
 196         ImplicitOps, SrcImmByte, ImplicitOps | No64, ImplicitOps,
 197         /* 0xD0 - 0xD7 */
 198         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
 199         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
 200         0, 0, 0, 0,
 201         /* 0xD8 - 0xDF */
 202         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 203         /* 0xE0 - 0xE7 */
 204         0, 0, 0, 0,
 205         ByteOp | SrcImmUByte, SrcImmUByte,
 206         ByteOp | SrcImmUByte, SrcImmUByte,
 207         /* 0xE8 - 0xEF */
 208         SrcImm | Stack, SrcImm | ImplicitOps,
 209         SrcImmU | Src2Imm16 | No64, SrcImmByte | ImplicitOps,
 210         SrcNone | ByteOp | ImplicitOps, SrcNone | ImplicitOps,
 211         SrcNone | ByteOp | ImplicitOps, SrcNone | ImplicitOps,
 212         /* 0xF0 - 0xF7 */
 213         0, 0, 0, 0,
 214         ImplicitOps, ImplicitOps, Group | Group3_Byte, Group | Group3,
 215         /* 0xF8 - 0xFF */
 216         ImplicitOps, 0, ImplicitOps, ImplicitOps,
 217         ImplicitOps, ImplicitOps, Group | Group4, Group | Group5,
 218 };
 219
 220 static u32 twobyte_table[256] = {
 221         /* 0x00 - 0x0F */
 222         0, Group | GroupDual | Group7, 0, 0, 0, ImplicitOps, ImplicitOps, 0,
 223         ImplicitOps, ImplicitOps, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0,
 224         /* 0x10 - 0x1F */
 225         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 226         /* 0x20 - 0x2F */
 227         ModRM | ImplicitOps, ModRM, ModRM | ImplicitOps, ModRM, 0, 0, 0, 0,
 228         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 229         /* 0x30 - 0x3F */
 230         ImplicitOps, 0, ImplicitOps, 0,
 231         ImplicitOps, ImplicitOps, 0, 0,
 232         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 233         /* 0x40 - 0x47 */
 234         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 235         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 236         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 237         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 238         /* 0x48 - 0x4F */
 239         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 240         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 241         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 242         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 243         /* 0x50 - 0x5F */
 244         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 245         /* 0x60 - 0x6F */
 246         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 247         /* 0x70 - 0x7F */
 248         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 249         /* 0x80 - 0x8F */
 250         SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm,
 251         SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm,
 252         /* 0x90 - 0x9F */
 253         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 254         /* 0xA0 - 0xA7 */
 255         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack,
 256         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
 257         DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM,
 258         DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM, 0, 0,
 259         /* 0xA8 - 0xAF */
 260         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack,
 261         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
 262         DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM,
 263         DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM,
 264         ModRM, 0,
 265         /* 0xB0 - 0xB7 */
 266         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM, 0,
 267             DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
 268         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 269             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
 270         /* 0xB8 - 0xBF */
 271         0, 0, DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
 272         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 273             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
 274         /* 0xC0 - 0xCF */
 275         0, 0, 0, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM,
 276         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 277         /* 0xD0 - 0xDF */
 278         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 279         /* 0xE0 - 0xEF */
 280         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 281         /* 0xF0 - 0xFF */
 282         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
 283 };
 284
 285 static u32 group_table[] = {
 286         [Group1_80*8] =
 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         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 291         [Group1_81*8] =
 292         DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImm | ModRM,
 293         DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImm | ModRM,
 294         DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImm | ModRM,
 295         DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImm | ModRM,
 296         [Group1_82*8] =
 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         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 301         [Group1_83*8] =
 302         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 303         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 304         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 305         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 306         [Group1A*8] =
 307         DstMem | SrcNone | ModRM | Mov | Stack, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 308         [Group3_Byte*8] =
 309         ByteOp | SrcImm | DstMem | ModRM, 0,
 310         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM,
 311         0, 0, 0, 0,
 312         [Group3*8] =
 313         DstMem | SrcImm | ModRM, 0,
 314         DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
 315         0, 0, 0, 0,
 316         [Group4*8] =
 317         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM,
 318         0, 0, 0, 0, 0, 0,
 319         [Group5*8] =
 320         DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
 321         SrcMem | ModRM | Stack, 0,
 322         SrcMem | ModRM | Stack, 0, SrcMem | ModRM | Stack, 0,
 323         [Group7*8] =
 324         0, 0, ModRM | SrcMem, ModRM | SrcMem,
 325         SrcNone | ModRM | DstMem | Mov, 0,
 326         SrcMem16 | ModRM | Mov, SrcMem | ModRM | ByteOp,
 327 };
 328
 329 static u32 group2_table[] = {
 330         [Group7*8] =
 331         SrcNone | ModRM, 0, 0, SrcNone | ModRM,
 332         SrcNone | ModRM | DstMem | Mov, 0,
 333         SrcMem16 | ModRM | Mov, 0,
 334 };
 335
 336 /* EFLAGS bit definitions. */
 337 #define EFLG_VM (1<<17)
 338 #define EFLG_RF (1<<16)
 339 #define EFLG_OF (1<<11)
 340 #define EFLG_DF (1<<10)
 341 #define EFLG_IF (1<<9)
 342 #define EFLG_SF (1<<7)
 343 #define EFLG_ZF (1<<6)
 344 #define EFLG_AF (1<<4)
 345 #define EFLG_PF (1<<2)
 346 #define EFLG_CF (1<<0)
 347
 348 /*
 349  * Instruction emulation:
 350  * Most instructions are emulated directly via a fragment of inline assembly
 351  * code. This allows us to save/restore EFLAGS and thus very easily pick up
 352  * any modified flags.
 353  */
 354
 355 #if defined(CONFIG_X86_64)
 356 #define _LO32 "k"               /* force 32-bit operand */
 357 #define _STK  "%%rsp"           /* stack pointer */
 358 #elif defined(__i386__)
 359 #define _LO32 ""                /* force 32-bit operand */
 360 #define _STK  "%%esp"           /* stack pointer */
 361 #endif
 362
 363 /*
 364  * These EFLAGS bits are restored from saved value during emulation, and
 365  * any changes are written back to the saved value after emulation.
 366  */
 367 #define EFLAGS_MASK (EFLG_OF|EFLG_SF|EFLG_ZF|EFLG_AF|EFLG_PF|EFLG_CF)
 368
 369 /* Before executing instruction: restore necessary bits in EFLAGS. */
 370 #define _PRE_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp)                                   \
 371         /* EFLAGS = (_sav & _msk) | (EFLAGS & ~_msk); _sav &= ~_msk; */ \
 372         "movl %"_sav",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
 373         "push %"_tmp"; "                                                \
 374         "push %"_tmp"; "                                                \
 375         "movl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
 376         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 377         "pushf; "                                                       \
 378         "notl %"_LO32 _tmp"; "                                          \
 379         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 380         "andl %"_LO32 _tmp","__stringify(BITS_PER_LONG/4)"("_STK"); "   \
 381         "pop  %"_tmp"; "                                                \
 382         "orl  %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 383         "popf; "                                                        \
 384         "pop  %"_sav"; "
 385
 386 /* After executing instruction: write-back necessary bits in EFLAGS. */
 387 #define _POST_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp) \
 388         /* _sav |= EFLAGS & _msk; */            \
 389         "pushf; "                               \
 390         "pop  %"_tmp"; "                        \
 391         "andl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "          \
 392         "orl  %"_LO32 _tmp",%"_sav"; "
 393
 394 #ifdef CONFIG_X86_64
 395 #define ON64(x) x
 396 #else
 397 #define ON64(x)
 398 #endif
 399
 400 #define ____emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags, _x, _y, _suffix)      \
 401         do {                                                            \
 402                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 403                         _PRE_EFLAGS("0", "4", "2")                      \
 404                         _op _suffix " %"_x"3,%1; "                      \
 405                         _POST_EFLAGS("0", "4", "2")                     \
 406                         : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),            \
 407                           "=&r" (_tmp)                                  \
 408                         : _y ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK));          \
 409         } while (0)
 410
 411
 412 /* Raw emulation: instruction has two explicit operands. */
 413 #define __emulate_2op_nobyte(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 414         do {                                                            \
 415                 unsigned long _tmp;                                     \
 416                                                                         \
 417                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
 418                 case 2:                                                 \
 419                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,"w"); \
 420                         break;                                          \
 421                 case 4:                                                 \
 422                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_lx,_ly,"l"); \
 423                         break;                                          \
 424                 case 8:                                                 \
 425                         ON64(____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_qx,_qy,"q")); \
 426                         break;                                          \
 427                 }                                                       \
 428         } while (0)
 429
 430 #define __emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 431         do {                                                                 \
 432                 unsigned long _tmp;                                          \
 433                 switch ((_dst).bytes) {                                      \
 434                 case 1:                                                      \
 435                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,"b");  \
 436                         break;                                               \
 437                 default:                                                     \
 438                         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,       \
 439                                              _wx, _wy, _lx, _ly, _qx, _qy);  \
 440                         break;                                               \
 441                 }                                                            \
 442         } while (0)
 443
 444 /* Source operand is byte-sized and may be restricted to just %cl. */
 445 #define emulate_2op_SrcB(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 446         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 447                       "b", "c", "b", "c", "b", "c", "b", "c")
 448
 449 /* Source operand is byte, word, long or quad sized. */
 450 #define emulate_2op_SrcV(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 451         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 452                       "b", "q", "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 453
 454 /* Source operand is word, long or quad sized. */
 455 #define emulate_2op_SrcV_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags)               \
 456         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,                  \
 457                              "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 458
 459 /* Instruction has three operands and one operand is stored in ECX register */
 460 #define __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags, _suffix, _type)         \
 461         do {                                                                    \
 462                 unsigned long _tmp;                                             \
 463                 _type _clv  = (_cl).val;                                        \
 464                 _type _srcv = (_src).val;                                       \
 465                 _type _dstv = (_dst).val;                                       \
 466                                                                                 \
 467                 __asm__ __volatile__ (                                          \
 468                         _PRE_EFLAGS("0", "5", "2")                              \
 469                         _op _suffix " %4,%1 \n"                                 \
 470                         _POST_EFLAGS("0", "5", "2")                             \
 471                         : "=m" (_eflags), "+r" (_dstv), "=&r" (_tmp)            \
 472                         : "c" (_clv) , "r" (_srcv), "i" (EFLAGS_MASK)           \
 473                         );                                                      \
 474                                                                                 \
 475                 (_cl).val  = (unsigned long) _clv;                              \
 476                 (_src).val = (unsigned long) _srcv;                             \
 477                 (_dst).val = (unsigned long) _dstv;                             \
 478         } while (0)
 479
 480 #define emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags)                           \
 481         do {                                                                    \
 482                 switch ((_dst).bytes) {                                         \
 483                 case 2:                                                         \
 484                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
 485                                                 "w", unsigned short);           \
 486                         break;                                                  \
 487                 case 4:                                                         \
 488                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
 489                                                 "l", unsigned int);             \
 490                         break;                                                  \
 491                 case 8:                                                         \
 492                         ON64(__emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,    \
 493                                                 "q", unsigned long));           \
 494                         break;                                                  \
 495                 }                                                               \
 496         } while (0)
 497
 498 #define __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, _suffix)                      \
 499         do {                                                            \
 500                 unsigned long _tmp;                                     \
 501                                                                         \
 502                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 503                         _PRE_EFLAGS("0", "3", "2")                      \
 504                         _op _suffix " %1; "                             \
 505                         _POST_EFLAGS("0", "3", "2")                     \
 506                         : "=m" (_eflags), "+m" ((_dst).val),            \
 507                           "=&r" (_tmp)                                  \
 508                         : "i" (EFLAGS_MASK));                           \
 509         } while (0)
 510
 511 /* Instruction has only one explicit operand (no source operand). */
 512 #define emulate_1op(_op, _dst, _eflags)                                    \
 513         do {                                                            \
 514                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
 515                 case 1: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "b"); break;  \
 516                 case 2: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "w"); break;  \
 517                 case 4: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "l"); break;  \
 518                 case 8: ON64(__emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "q")); break; \
 519                 }                                                       \
 520         } while (0)
 521
 522 /* Fetch next part of the instruction being emulated. */
 523 #define insn_fetch(_type, _size, _eip)                                  \
 524 ({      unsigned long _x;                                               \
 525         rc = do_insn_fetch(ctxt, ops, (_eip), &_x, (_size));            \
 526         if (rc != 0)                                                    \
 527                 goto done;                                              \
 528         (_eip) += (_size);                                              \
 529         (_type)_x;                                                      \
 530 })
 531
 532 static inline unsigned long ad_mask(struct decode_cache *c)
 533 {
 534         return (1UL << (c->ad_bytes << 3)) - 1;
 535 }
 536
 537 /* Access/update address held in a register, based on addressing mode. */
 538 static inline unsigned long
 539 address_mask(struct decode_cache *c, unsigned long reg)
 540 {
 541         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 542                 return reg;
 543         else
 544                 return reg & ad_mask(c);
 545 }
 546
 547 static inline unsigned long
 548 register_address(struct decode_cache *c, unsigned long base, unsigned long reg)
 549 {
 550         return base + address_mask(c, reg);
 551 }
 552
 553 static inline void
 554 register_address_increment(struct decode_cache *c, unsigned long *reg, int inc)
 555 {
 556         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 557                 *reg += inc;
 558         else
 559                 *reg = (*reg & ~ad_mask(c)) | ((*reg + inc) & ad_mask(c));
 560 }
 561
 562 static inline void jmp_rel(struct decode_cache *c, int rel)
 563 {
 564         register_address_increment(c, &c->eip, rel);
 565 }
 566
 567 static void set_seg_override(struct decode_cache *c, int seg)
 568 {
 569         c->has_seg_override = true;
 570         c->seg_override = seg;
 571 }
 572
 573 static unsigned long seg_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
 574 {
 575         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && seg < VCPU_SREG_FS)
 576                 return 0;
 577
 578         return kvm_x86_ops->get_segment_base(ctxt->vcpu, seg);
 579 }
 580
 581 static unsigned long seg_override_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 582                                        struct decode_cache *c)
 583 {
 584         if (!c->has_seg_override)
 585                 return 0;
 586
 587         return seg_base(ctxt, c->seg_override);
 588 }
 589
 590 static unsigned long es_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 591 {
 592         return seg_base(ctxt, VCPU_SREG_ES);
 593 }
 594
 595 static unsigned long ss_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 596 {
 597         return seg_base(ctxt, VCPU_SREG_SS);
 598 }
 599
 600 static int do_fetch_insn_byte(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 601                               struct x86_emulate_ops *ops,
 602                               unsigned long linear, u8 *dest)
 603 {
 604         struct fetch_cache *fc = &ctxt->decode.fetch;
 605         int rc;
 606         int size;
 607
 608         if (linear < fc->start || linear >= fc->end) {
 609                 size = min(15UL, PAGE_SIZE - offset_in_page(linear));
 610                 rc = ops->read_std(linear, fc->data, size, ctxt->vcpu);
 611                 if (rc)
 612                         return rc;
 613                 fc->start = linear;
 614                 fc->end = linear + size;
 615         }
 616         *dest = fc->data[linear - fc->start];
 617         return 0;
 618 }
 619
 620 static int do_insn_fetch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 621                          struct x86_emulate_ops *ops,
 622                          unsigned long eip, void *dest, unsigned size)
 623 {
 624         int rc = 0;
 625
 626         /* x86 instructions are limited to 15 bytes. */
 627         if (eip + size - ctxt->decode.eip_orig > 15)
 628                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
 629         eip += ctxt->cs_base;
 630         while (size--) {
 631                 rc = do_fetch_insn_byte(ctxt, ops, eip++, dest++);
 632                 if (rc)
 633                         return rc;
 634         }
 635         return 0;
 636 }
 637
 638 /*
 639  * Given the 'reg' portion of a ModRM byte, and a register block, return a
 640  * pointer into the block that addresses the relevant register.
 641  * @highbyte_regs specifies whether to decode AH,CH,DH,BH.
 642  */
 643 static void *decode_register(u8 modrm_reg, unsigned long *regs,
 644                              int highbyte_regs)
 645 {
 646         void *p;
 647
 648         p = &regs[modrm_reg];
 649         if (highbyte_regs && modrm_reg >= 4 && modrm_reg < 8)
 650                 p = (unsigned char *)&regs[modrm_reg & 3] + 1;
 651         return p;
 652 }
 653
 654 static int read_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 655                            struct x86_emulate_ops *ops,
 656                            void *ptr,
 657                            u16 *size, unsigned long *address, int op_bytes)
 658 {
 659         int rc;
 660
 661         if (op_bytes == 2)
 662                 op_bytes = 3;
 663         *address = 0;
 664         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr, (unsigned long *)size, 2,
 665                            ctxt->vcpu);
 666         if (rc)
 667                 return rc;
 668         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr + 2, address, op_bytes,
 669                            ctxt->vcpu);
 670         return rc;
 671 }
 672
 673 static int test_cc(unsigned int condition, unsigned int flags)
 674 {
 675         int rc = 0;
 676
 677         switch ((condition & 15) >> 1) {
 678         case 0: /* o */
 679                 rc |= (flags & EFLG_OF);
 680                 break;
 681         case 1: /* b/c/nae */
 682                 rc |= (flags & EFLG_CF);
 683                 break;
 684         case 2: /* z/e */
 685                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 686                 break;
 687         case 3: /* be/na */
 688                 rc |= (flags & (EFLG_CF|EFLG_ZF));
 689                 break;
 690         case 4: /* s */
 691                 rc |= (flags & EFLG_SF);
 692                 break;
 693         case 5: /* p/pe */
 694                 rc |= (flags & EFLG_PF);
 695                 break;
 696         case 7: /* le/ng */
 697                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 698                 /* fall through */
 699         case 6: /* l/nge */
 700                 rc |= (!(flags & EFLG_SF) != !(flags & EFLG_OF));
 701                 break;
 702         }
 703
 704         /* Odd condition identifiers (lsb == 1) have inverted sense. */
 705         return (!!rc ^ (condition & 1));
 706 }
 707
 708 static void decode_register_operand(struct operand *op,
 709                                     struct decode_cache *c,
 710                                     int inhibit_bytereg)
 711 {
 712         unsigned reg = c->modrm_reg;
 713         int highbyte_regs = c->rex_prefix == 0;
 714
 715         if (!(c->d & ModRM))
 716                 reg = (c->b & 7) | ((c->rex_prefix & 1) << 3);
 717         op->type = OP_REG;
 718         if ((c->d & ByteOp) && !inhibit_bytereg) {
 719                 op->ptr = decode_register(reg, c->regs, highbyte_regs);
 720                 op->val = *(u8 *)op->ptr;
 721                 op->bytes = 1;
 722         } else {
 723                 op->ptr = decode_register(reg, c->regs, 0);
 724                 op->bytes = c->op_bytes;
 725                 switch (op->bytes) {
 726                 case 2:
 727                         op->val = *(u16 *)op->ptr;
 728                         break;
 729                 case 4:
 730                         op->val = *(u32 *)op->ptr;
 731                         break;
 732                 case 8:
 733                         op->val = *(u64 *) op->ptr;
 734                         break;
 735                 }
 736         }
 737         op->orig_val = op->val;
 738 }
 739
 740 static int decode_modrm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 741                         struct x86_emulate_ops *ops)
 742 {
 743         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 744         u8 sib;
 745         int index_reg = 0, base_reg = 0, scale;
 746         int rc = 0;
 747
 748         if (c->rex_prefix) {
 749                 c->modrm_reg = (c->rex_prefix & 4) << 1;        /* REX.R */
 750                 index_reg = (c->rex_prefix & 2) << 2; /* REX.X */
 751                 c->modrm_rm = base_reg = (c->rex_prefix & 1) << 3; /* REG.B */
 752         }
 753
 754         c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 755         c->modrm_mod |= (c->modrm & 0xc0) >> 6;
 756         c->modrm_reg |= (c->modrm & 0x38) >> 3;
 757         c->modrm_rm |= (c->modrm & 0x07);
 758         c->modrm_ea = 0;
 759         c->use_modrm_ea = 1;
 760
 761         if (c->modrm_mod == 3) {
 762                 c->modrm_ptr = decode_register(c->modrm_rm,
 763                                                c->regs, c->d & ByteOp);
 764                 c->modrm_val = *(unsigned long *)c->modrm_ptr;
 765                 return rc;
 766         }
 767
 768         if (c->ad_bytes == 2) {
 769                 unsigned bx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
 770                 unsigned bp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
 771                 unsigned si = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
 772                 unsigned di = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
 773
 774                 /* 16-bit ModR/M decode. */
 775                 switch (c->modrm_mod) {
 776                 case 0:
 777                         if (c->modrm_rm == 6)
 778                                 c->modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 779                         break;
 780                 case 1:
 781                         c->modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
 782                         break;
 783                 case 2:
 784                         c->modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 785                         break;
 786                 }
 787                 switch (c->modrm_rm) {
 788                 case 0:
 789                         c->modrm_ea += bx + si;
 790                         break;
 791                 case 1:
 792                         c->modrm_ea += bx + di;
 793                         break;
 794                 case 2:
 795                         c->modrm_ea += bp + si;
 796                         break;
 797                 case 3:
 798                         c->modrm_ea += bp + di;
 799                         break;
 800                 case 4:
 801                         c->modrm_ea += si;
 802                         break;
 803                 case 5:
 804                         c->modrm_ea += di;
 805                         break;
 806                 case 6:
 807                         if (c->modrm_mod != 0)
 808                                 c->modrm_ea += bp;
 809                         break;
 810                 case 7:
 811                         c->modrm_ea += bx;
 812                         break;
 813                 }
 814                 if (c->modrm_rm == 2 || c->modrm_rm == 3 ||
 815                     (c->modrm_rm == 6 && c->modrm_mod != 0))
 816                         if (!c->has_seg_override)
 817                                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_SS);
 818                 c->modrm_ea = (u16)c->modrm_ea;
 819         } else {
 820                 /* 32/64-bit ModR/M decode. */
 821                 if ((c->modrm_rm & 7) == 4) {
 822                         sib = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 823                         index_reg |= (sib >> 3) & 7;
 824                         base_reg |= sib & 7;
 825                         scale = sib >> 6;
 826
 827                         if ((base_reg & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0)
 828                                 c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 829                         else
 830                                 c->modrm_ea += c->regs[base_reg];
 831                         if (index_reg != 4)
 832                                 c->modrm_ea += c->regs[index_reg] << scale;
 833                 } else if ((c->modrm_rm & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0) {
 834                         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 835                                 c->rip_relative = 1;
 836                 } else
 837                         c->modrm_ea += c->regs[c->modrm_rm];
 838                 switch (c->modrm_mod) {
 839                 case 0:
 840                         if (c->modrm_rm == 5)
 841                                 c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 842                         break;
 843                 case 1:
 844                         c->modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
 845                         break;
 846                 case 2:
 847                         c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 848                         break;
 849                 }
 850         }
 851 done:
 852         return rc;
 853 }
 854
 855 static int decode_abs(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 856                       struct x86_emulate_ops *ops)
 857 {
 858         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 859         int rc = 0;
 860
 861         switch (c->ad_bytes) {
 862         case 2:
 863                 c->modrm_ea = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 864                 break;
 865         case 4:
 866                 c->modrm_ea = insn_fetch(u32, 4, c->eip);
 867                 break;
 868         case 8:
 869                 c->modrm_ea = insn_fetch(u64, 8, c->eip);
 870                 break;
 871         }
 872 done:
 873         return rc;
 874 }
 875
 876 int
 877 x86_decode_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
 878 {
 879         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 880         int rc = 0;
 881         int mode = ctxt->mode;
 882         int def_op_bytes, def_ad_bytes, group;
 883
 884         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation. */
 885
 886         memset(c, 0, sizeof(struct decode_cache));
 887         c->eip = c->eip_orig = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
 888         ctxt->cs_base = seg_base(ctxt, VCPU_SREG_CS);
 889         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
 890
 891         switch (mode) {
 892         case X86EMUL_MODE_REAL:
 893         case X86EMUL_MODE_PROT16:
 894                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 2;
 895                 break;
 896         case X86EMUL_MODE_PROT32:
 897                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 4;
 898                 break;
 899 #ifdef CONFIG_X86_64
 900         case X86EMUL_MODE_PROT64:
 901                 def_op_bytes = 4;
 902                 def_ad_bytes = 8;
 903                 break;
 904 #endif
 905         default:
 906                 return -1;
 907         }
 908
 909         c->op_bytes = def_op_bytes;
 910         c->ad_bytes = def_ad_bytes;
 911
 912         /* Legacy prefixes. */
 913         for (;;) {
 914                 switch (c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip)) {
 915                 case 0x66:      /* operand-size override */
 916                         /* switch between 2/4 bytes */
 917                         c->op_bytes = def_op_bytes ^ 6;
 918                         break;
 919                 case 0x67:      /* address-size override */
 920                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 921                                 /* switch between 4/8 bytes */
 922                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 12;
 923                         else
 924                                 /* switch between 2/4 bytes */
 925                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 6;
 926                         break;
 927                 case 0x26:      /* ES override */
 928                 case 0x2e:      /* CS override */
 929                 case 0x36:      /* SS override */
 930                 case 0x3e:      /* DS override */
 931                         set_seg_override(c, (c->b >> 3) & 3);
 932                         break;
 933                 case 0x64:      /* FS override */
 934                 case 0x65:      /* GS override */
 935                         set_seg_override(c, c->b & 7);
 936                         break;
 937                 case 0x40 ... 0x4f: /* REX */
 938                         if (mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
 939                                 goto done_prefixes;
 940                         c->rex_prefix = c->b;
 941                         continue;
 942                 case 0xf0:      /* LOCK */
 943                         c->lock_prefix = 1;
 944                         break;
 945                 case 0xf2:      /* REPNE/REPNZ */
 946                         c->rep_prefix = REPNE_PREFIX;
 947                         break;
 948                 case 0xf3:      /* REP/REPE/REPZ */
 949                         c->rep_prefix = REPE_PREFIX;
 950                         break;
 951                 default:
 952                         goto done_prefixes;
 953                 }
 954
 955                 /* Any legacy prefix after a REX prefix nullifies its effect. */
 956
 957                 c->rex_prefix = 0;
 958         }
 959
 960 done_prefixes:
 961
 962         /* REX prefix. */
 963         if (c->rex_prefix)
 964                 if (c->rex_prefix & 8)
 965                         c->op_bytes = 8;        /* REX.W */
 966
 967         /* Opcode byte(s). */
 968         c->d = opcode_table[c->b];
 969         if (c->d == 0) {
 970                 /* Two-byte opcode? */
 971                 if (c->b == 0x0f) {
 972                         c->twobyte = 1;
 973                         c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 974                         c->d = twobyte_table[c->b];
 975                 }
 976         }
 977
 978         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & No64)) {
 979                 kvm_report_emulation_failure(ctxt->vcpu, "invalid x86/64 instruction");;
 980                 return -1;
 981         }
 982
 983         if (c->d & Group) {
 984                 group = c->d & GroupMask;
 985                 c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 986                 --c->eip;
 987
 988                 group = (group << 3) + ((c->modrm >> 3) & 7);
 989                 if ((c->d & GroupDual) && (c->modrm >> 6) == 3)
 990                         c->d = group2_table[group];
 991                 else
 992                         c->d = group_table[group];
 993         }
 994
 995         /* Unrecognised? */
 996         if (c->d == 0) {
 997                 DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
 998                 return -1;
 999         }
1000
1001         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & Stack))
1002                 c->op_bytes = 8;
1003
1004         /* ModRM and SIB bytes. */
1005         if (c->d & ModRM)
1006                 rc = decode_modrm(ctxt, ops);
1007         else if (c->d & MemAbs)
1008                 rc = decode_abs(ctxt, ops);
1009         if (rc)
1010                 goto done;
1011
1012         if (!c->has_seg_override)
1013                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_DS);
1014
1015         if (!(!c->twobyte && c->b == 0x8d))
1016                 c->modrm_ea += seg_override_base(ctxt, c);
1017
1018         if (c->ad_bytes != 8)
1019                 c->modrm_ea = (u32)c->modrm_ea;
1020         /*
1021          * Decode and fetch the source operand: register, memory
1022          * or immediate.
1023          */
1024         switch (c->d & SrcMask) {
1025         case SrcNone:
1026                 break;
1027         case SrcReg:
1028                 decode_register_operand(&c->src, c, 0);
1029                 break;
1030         case SrcMem16:
1031                 c->src.bytes = 2;
1032                 goto srcmem_common;
1033         case SrcMem32:
1034                 c->src.bytes = 4;
1035                 goto srcmem_common;
1036         case SrcMem:
1037                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 :
1038                                                            c->op_bytes;
1039                 /* Don't fetch the address for invlpg: it could be unmapped. */
1040                 if (c->twobyte && c->b == 0x01 && c->modrm_reg == 7)
1041                         break;
1042         srcmem_common:
1043                 /*
1044                  * For instructions with a ModR/M byte, switch to register
1045                  * access if Mod = 3.
1046                  */
1047                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1048                         c->src.type = OP_REG;
1049                         c->src.val = c->modrm_val;
1050                         c->src.ptr = c->modrm_ptr;
1051                         break;
1052                 }
1053                 c->src.type = OP_MEM;
1054                 break;
1055         case SrcImm:
1056         case SrcImmU:
1057                 c->src.type = OP_IMM;
1058                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1059                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1060                 if (c->src.bytes == 8)
1061                         c->src.bytes = 4;
1062                 /* NB. Immediates are sign-extended as necessary. */
1063                 switch (c->src.bytes) {
1064                 case 1:
1065                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1066                         break;
1067                 case 2:
1068                         c->src.val = insn_fetch(s16, 2, c->eip);
1069                         break;
1070                 case 4:
1071                         c->src.val = insn_fetch(s32, 4, c->eip);
1072                         break;
1073                 }
1074                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmU) {
1075                         switch (c->src.bytes) {
1076                         case 1:
1077                                 c->src.val &= 0xff;
1078                                 break;
1079                         case 2:
1080                                 c->src.val &= 0xffff;
1081                                 break;
1082                         case 4:
1083                                 c->src.val &= 0xffffffff;
1084                                 break;
1085                         }
1086                 }
1087                 break;
1088         case SrcImmByte:
1089         case SrcImmUByte:
1090                 c->src.type = OP_IMM;
1091                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1092                 c->src.bytes = 1;
1093                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmByte)
1094                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1095                 else
1096                         c->src.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1097                 break;
1098         case SrcOne:
1099                 c->src.bytes = 1;
1100                 c->src.val = 1;
1101                 break;
1102         }
1103
1104         /*
1105          * Decode and fetch the second source operand: register, memory
1106          * or immediate.
1107          */
1108         switch (c->d & Src2Mask) {
1109         case Src2None:
1110                 break;
1111         case Src2CL:
1112                 c->src2.bytes = 1;
1113                 c->src2.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX] & 0x8;
1114                 break;
1115         case Src2ImmByte:
1116                 c->src2.type = OP_IMM;
1117                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1118                 c->src2.bytes = 1;
1119                 c->src2.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1120                 break;
1121         case Src2Imm16:
1122                 c->src2.type = OP_IMM;
1123                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1124                 c->src2.bytes = 2;
1125                 c->src2.val = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
1126                 break;
1127         case Src2One:
1128                 c->src2.bytes = 1;
1129                 c->src2.val = 1;
1130                 break;
1131         }
1132
1133         /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
1134         switch (c->d & DstMask) {
1135         case ImplicitOps:
1136                 /* Special instructions do their own operand decoding. */
1137                 return 0;
1138         case DstReg:
1139                 decode_register_operand(&c->dst, c,
1140                          c->twobyte && (c->b == 0xb6 || c->b == 0xb7));
1141                 break;
1142         case DstMem:
1143                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1144                         c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1145                         c->dst.type = OP_REG;
1146                         c->dst.val = c->dst.orig_val = c->modrm_val;
1147                         c->dst.ptr = c->modrm_ptr;
1148                         break;
1149                 }
1150                 c->dst.type = OP_MEM;
1151                 break;
1152         case DstAcc:
1153                 c->dst.type = OP_REG;
1154                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
1155                 c->dst.ptr = &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
1156                 switch (c->op_bytes) {
1157                         case 1:
1158                                 c->dst.val = *(u8 *)c->dst.ptr;
1159                                 break;
1160                         case 2:
1161                                 c->dst.val = *(u16 *)c->dst.ptr;
1162                                 break;
1163                         case 4:
1164                                 c->dst.val = *(u32 *)c->dst.ptr;
1165                                 break;
1166                 }
1167                 c->dst.orig_val = c->dst.val;
1168                 break;
1169         }
1170
1171         if (c->rip_relative)
1172                 c->modrm_ea += c->eip;
1173
1174 done:
1175         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
1176 }
1177
1178 static inline void emulate_push(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1179 {
1180         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1181
1182         c->dst.type  = OP_MEM;
1183         c->dst.bytes = c->op_bytes;
1184         c->dst.val = c->src.val;
1185         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], -c->op_bytes);
1186         c->dst.ptr = (void *) register_address(c, ss_base(ctxt),
1187                                                c->regs[VCPU_REGS_RSP]);
1188 }
1189
1190 static int emulate_pop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1191                        struct x86_emulate_ops *ops,
1192                        void *dest, int len)
1193 {
1194         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1195         int rc;
1196
1197         rc = ops->read_emulated(register_address(c, ss_base(ctxt),
1198                                                  c->regs[VCPU_REGS_RSP]),
1199                                 dest, len, ctxt->vcpu);
1200         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1201                 return rc;
1202
1203         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], len);
1204         return rc;
1205 }
1206
1207 static void emulate_push_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
1208 {
1209         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1210         struct kvm_segment segment;
1211
1212         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, &segment, seg);
1213
1214         c->src.val = segment.selector;
1215         emulate_push(ctxt);
1216 }
1217
1218 static int emulate_pop_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1219                              struct x86_emulate_ops *ops, int seg)
1220 {
1221         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1222         unsigned long selector;
1223         int rc;
1224
1225         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &selector, c->op_bytes);
1226         if (rc != 0)
1227                 return rc;
1228
1229         rc = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, (u16)selector, 1, seg);
1230         return rc;
1231 }
1232
1233 static void emulate_pusha(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1234 {
1235         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1236         unsigned long old_esp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
1237         int reg = VCPU_REGS_RAX;
1238
1239         while (reg <= VCPU_REGS_RDI) {
1240                 (reg == VCPU_REGS_RSP) ?
1241                 (c->src.val = old_esp) : (c->src.val = c->regs[reg]);
1242
1243                 emulate_push(ctxt);
1244                 ++reg;
1245         }
1246 }
1247
1248 static int emulate_popa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1249                         struct x86_emulate_ops *ops)
1250 {
1251         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1252         int rc = 0;
1253         int reg = VCPU_REGS_RDI;
1254
1255         while (reg >= VCPU_REGS_RAX) {
1256                 if (reg == VCPU_REGS_RSP) {
1257                         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP],
1258                                                         c->op_bytes);
1259                         --reg;
1260                 }
1261
1262                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->regs[reg], c->op_bytes);
1263                 if (rc != 0)
1264                         break;
1265                 --reg;
1266         }
1267         return rc;
1268 }
1269
1270 static inline int emulate_grp1a(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1271                                 struct x86_emulate_ops *ops)
1272 {
1273         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1274         int rc;
1275
1276         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->dst.bytes);
1277         if (rc != 0)
1278                 return rc;
1279         return 0;
1280 }
1281
1282 static inline void emulate_grp2(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1283 {
1284         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1285         switch (c->modrm_reg) {
1286         case 0: /* rol */
1287                 emulate_2op_SrcB("rol", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1288                 break;
1289         case 1: /* ror */
1290                 emulate_2op_SrcB("ror", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1291                 break;
1292         case 2: /* rcl */
1293                 emulate_2op_SrcB("rcl", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1294                 break;
1295         case 3: /* rcr */
1296                 emulate_2op_SrcB("rcr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1297                 break;
1298         case 4: /* sal/shl */
1299         case 6: /* sal/shl */
1300                 emulate_2op_SrcB("sal", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1301                 break;
1302         case 5: /* shr */
1303                 emulate_2op_SrcB("shr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1304                 break;
1305         case 7: /* sar */
1306                 emulate_2op_SrcB("sar", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1307                 break;
1308         }
1309 }
1310
1311 static inline int emulate_grp3(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1312                                struct x86_emulate_ops *ops)
1313 {
1314         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1315         int rc = 0;
1316
1317         switch (c->modrm_reg) {
1318         case 0 ... 1:   /* test */
1319                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1320                 break;
1321         case 2: /* not */
1322                 c->dst.val = ~c->dst.val;
1323                 break;
1324         case 3: /* neg */
1325                 emulate_1op("neg", c->dst, ctxt->eflags);
1326                 break;
1327         default:
1328                 DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
1329                 rc = X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1330                 break;
1331         }
1332         return rc;
1333 }
1334
1335 static inline int emulate_grp45(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1336                                struct x86_emulate_ops *ops)
1337 {
1338         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1339
1340         switch (c->modrm_reg) {
1341         case 0: /* inc */
1342                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
1343                 break;
1344         case 1: /* dec */
1345                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
1346                 break;
1347         case 2: /* call near abs */ {
1348                 long int old_eip;
1349                 old_eip = c->eip;
1350                 c->eip = c->src.val;
1351                 c->src.val = old_eip;
1352                 emulate_push(ctxt);
1353                 break;
1354         }
1355         case 4: /* jmp abs */
1356                 c->eip = c->src.val;
1357                 break;
1358         case 6: /* push */
1359                 emulate_push(ctxt);
1360                 break;
1361         }
1362         return 0;
1363 }
1364
1365 static inline int emulate_grp9(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1366                                struct x86_emulate_ops *ops,
1367                                unsigned long memop)
1368 {
1369         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1370         u64 old, new;
1371         int rc;
1372
1373         rc = ops->read_emulated(memop, &old, 8, ctxt->vcpu);
1374         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1375                 return rc;
1376
1377         if (((u32) (old >> 0) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RAX]) ||
1378             ((u32) (old >> 32) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RDX])) {
1379
1380                 c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32) (old >> 0);
1381                 c->regs[VCPU_REGS_RDX] = (u32) (old >> 32);
1382                 ctxt->eflags &= ~EFLG_ZF;
1383
1384         } else {
1385                 new = ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RCX] << 32) |
1386                        (u32) c->regs[VCPU_REGS_RBX];
1387
1388                 rc = ops->cmpxchg_emulated(memop, &old, &new, 8, ctxt->vcpu);
1389                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1390                         return rc;
1391                 ctxt->eflags |= EFLG_ZF;
1392         }
1393         return 0;
1394 }
1395
1396 static int emulate_ret_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1397                            struct x86_emulate_ops *ops)
1398 {
1399         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1400         int rc;
1401         unsigned long cs;
1402
1403         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->eip, c->op_bytes);
1404         if (rc)
1405                 return rc;
1406         if (c->op_bytes == 4)
1407                 c->eip = (u32)c->eip;
1408         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &cs, c->op_bytes);
1409         if (rc)
1410                 return rc;
1411         rc = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, (u16)cs, 1, VCPU_SREG_CS);
1412         return rc;
1413 }
1414
1415 static inline int writeback(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1416                             struct x86_emulate_ops *ops)
1417 {
1418         int rc;
1419         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1420
1421         switch (c->dst.type) {
1422         case OP_REG:
1423                 /* The 4-byte case *is* correct:
1424                  * in 64-bit mode we zero-extend.
1425                  */
1426                 switch (c->dst.bytes) {
1427                 case 1:
1428                         *(u8 *)c->dst.ptr = (u8)c->dst.val;
1429                         break;
1430                 case 2:
1431                         *(u16 *)c->dst.ptr = (u16)c->dst.val;
1432                         break;
1433                 case 4:
1434                         *c->dst.ptr = (u32)c->dst.val;
1435                         break;  /* 64b: zero-ext */
1436                 case 8:
1437                         *c->dst.ptr = c->dst.val;
1438                         break;
1439                 }
1440                 break;
1441         case OP_MEM:
1442                 if (c->lock_prefix)
1443                         rc = ops->cmpxchg_emulated(
1444                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1445                                         &c->dst.orig_val,
1446                                         &c->dst.val,
1447                                         c->dst.bytes,
1448                                         ctxt->vcpu);
1449                 else
1450                         rc = ops->write_emulated(
1451                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1452                                         &c->dst.val,
1453                                         c->dst.bytes,
1454                                         ctxt->vcpu);
1455                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1456                         return rc;
1457                 break;
1458         case OP_NONE:
1459                 /* no writeback */
1460                 break;
1461         default:
1462                 break;
1463         }
1464         return 0;
1465 }
1466
1467 static void toggle_interruptibility(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u32 mask)
1468 {
1469         u32 int_shadow = kvm_x86_ops->get_interrupt_shadow(ctxt->vcpu, mask);
1470         /*
1471          * an sti; sti; sequence only disable interrupts for the first
1472          * instruction. So, if the last instruction, be it emulated or
1473          * not, left the system with the INT_STI flag enabled, it
1474          * means that the last instruction is an sti. We should not
1475          * leave the flag on in this case. The same goes for mov ss
1476          */
1477         if (!(int_shadow & mask))
1478                 ctxt->interruptibility = mask;
1479 }
1480
1481 static inline void
1482 setup_syscalls_segments(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1483         struct kvm_segment *cs, struct kvm_segment *ss)
1484 {
1485         memset(cs, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1486         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, cs, VCPU_SREG_CS);
1487         memset(ss, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1488
1489         cs->l = 0;              /* will be adjusted later */
1490         cs->base = 0;           /* flat segment */
1491         cs->g = 1;              /* 4kb granularity */
1492         cs->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1493         cs->type = 0x0b;        /* Read, Execute, Accessed */
1494         cs->s = 1;
1495         cs->dpl = 0;            /* will be adjusted later */
1496         cs->present = 1;
1497         cs->db = 1;
1498
1499         ss->unusable = 0;
1500         ss->base = 0;           /* flat segment */
1501         ss->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1502         ss->g = 1;              /* 4kb granularity */
1503         ss->s = 1;
1504         ss->type = 0x03;        /* Read/Write, Accessed */
1505         ss->db = 1;             /* 32bit stack segment */
1506         ss->dpl = 0;
1507         ss->present = 1;
1508 }
1509
1510 static int
1511 emulate_syscall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1512 {
1513         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1514         struct kvm_segment cs, ss;
1515         u64 msr_data;
1516
1517         /* syscall is not available in real mode */
1518         if (c->lock_prefix || ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL
1519             || !is_protmode(ctxt->vcpu))
1520                 return -1;
1521
1522         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1523
1524         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1525         msr_data >>= 32;
1526         cs.selector = (u16)(msr_data & 0xfffc);
1527         ss.selector = (u16)(msr_data + 8);
1528
1529         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1530                 cs.db = 0;
1531                 cs.l = 1;
1532         }
1533         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1534         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1535
1536         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = c->eip;
1537         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1538 #ifdef CONFIG_X86_64
1539                 c->regs[VCPU_REGS_R11] = ctxt->eflags & ~EFLG_RF;
1540
1541                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu,
1542                         ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 ?
1543                         MSR_LSTAR : MSR_CSTAR, &msr_data);
1544                 c->eip = msr_data;
1545
1546                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_SYSCALL_MASK, &msr_data);
1547                 ctxt->eflags &= ~(msr_data | EFLG_RF);
1548 #endif
1549         } else {
1550                 /* legacy mode */
1551                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1552                 c->eip = (u32)msr_data;
1553
1554                 ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1555         }
1556
1557         return 0;
1558 }
1559
1560 static int
1561 emulate_sysenter(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1562 {
1563         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1564         struct kvm_segment cs, ss;
1565         u64 msr_data;
1566
1567         /* inject #UD if LOCK prefix is used */
1568         if (c->lock_prefix)
1569                 return -1;
1570
1571         /* inject #GP if in real mode or paging is disabled */
1572         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL || !is_protmode(ctxt->vcpu)) {
1573                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1574                 return -1;
1575         }
1576
1577         /* XXX sysenter/sysexit have not been tested in 64bit mode.
1578         * Therefore, we inject an #UD.
1579         */
1580         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
1581                 return -1;
1582
1583         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1584
1585         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1586         switch (ctxt->mode) {
1587         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1588                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1589                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1590                         return -1;
1591                 }
1592                 break;
1593         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1594                 if (msr_data == 0x0) {
1595                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1596                         return -1;
1597                 }
1598                 break;
1599         }
1600
1601         ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1602         cs.selector = (u16)msr_data;
1603         cs.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1604         ss.selector = cs.selector + 8;
1605         ss.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1606         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64
1607                 || is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1608                 cs.db = 0;
1609                 cs.l = 1;
1610         }
1611
1612         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1613         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1614
1615         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_EIP, &msr_data);
1616         c->eip = msr_data;
1617
1618         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_ESP, &msr_data);
1619         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = msr_data;
1620
1621         return 0;
1622 }
1623
1624 static int
1625 emulate_sysexit(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1626 {
1627         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1628         struct kvm_segment cs, ss;
1629         u64 msr_data;
1630         int usermode;
1631
1632         /* inject #UD if LOCK prefix is used */
1633         if (c->lock_prefix)
1634                 return -1;
1635
1636         /* inject #GP if in real mode or paging is disabled */
1637         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL || !is_protmode(ctxt->vcpu)) {
1638                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1639                 return -1;
1640         }
1641
1642         /* sysexit must be called from CPL 0 */
1643         if (kvm_x86_ops->get_cpl(ctxt->vcpu) != 0) {
1644                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1645                 return -1;
1646         }
1647
1648         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1649
1650         if ((c->rex_prefix & 0x8) != 0x0)
1651                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT64;
1652         else
1653                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT32;
1654
1655         cs.dpl = 3;
1656         ss.dpl = 3;
1657         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1658         switch (usermode) {
1659         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1660                 cs.selector = (u16)(msr_data + 16);
1661                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1662                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1663                         return -1;
1664                 }
1665                 ss.selector = (u16)(msr_data + 24);
1666                 break;
1667         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1668                 cs.selector = (u16)(msr_data + 32);
1669                 if (msr_data == 0x0) {
1670                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1671                         return -1;
1672                 }
1673                 ss.selector = cs.selector + 8;
1674                 cs.db = 0;
1675                 cs.l = 1;
1676                 break;
1677         }
1678         cs.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
1679         ss.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
1680
1681         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1682         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1683
1684         c->eip = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RDX];
1685         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RCX];
1686
1687         return 0;
1688 }
1689
1690 int
1691 x86_emulate_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
1692 {
1693         unsigned long memop = 0;
1694         u64 msr_data;
1695         unsigned long saved_eip = 0;
1696         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1697         unsigned int port;
1698         int io_dir_in;
1699         int rc = 0;
1700
1701         ctxt->interruptibility = 0;
1702
1703         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation.
1704          * NOTE: we can copy them from vcpu as x86_decode_insn() doesn't
1705          * modify them.
1706          */
1707
1708         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
1709         saved_eip = c->eip;
1710
1711         if (((c->d & ModRM) && (c->modrm_mod != 3)) || (c->d & MemAbs))
1712                 memop = c->modrm_ea;
1713
1714         if (c->rep_prefix && (c->d & String)) {
1715                 /* All REP prefixes have the same first termination condition */
1716                 if (c->regs[VCPU_REGS_RCX] == 0) {
1717                         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1718                         goto done;
1719                 }
1720                 /* The second termination condition only applies for REPE
1721                  * and REPNE. Test if the repeat string operation prefix is
1722                  * REPE/REPZ or REPNE/REPNZ and if it's the case it tests the
1723                  * corresponding termination condition according to:
1724                  *      - if REPE/REPZ and ZF = 0 then done
1725                  *      - if REPNE/REPNZ and ZF = 1 then done
1726                  */
1727                 if ((c->b == 0xa6) || (c->b == 0xa7) ||
1728                                 (c->b == 0xae) || (c->b == 0xaf)) {
1729                         if ((c->rep_prefix == REPE_PREFIX) &&
1730                                 ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == 0)) {
1731                                         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1732                                         goto done;
1733                         }
1734                         if ((c->rep_prefix == REPNE_PREFIX) &&
1735                                 ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == EFLG_ZF)) {
1736                                 kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1737                                 goto done;
1738                         }
1739                 }
1740                 c->regs[VCPU_REGS_RCX]--;
1741                 c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
1742         }
1743
1744         if (c->src.type == OP_MEM) {
1745                 c->src.ptr = (unsigned long *)memop;
1746                 c->src.val = 0;
1747                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src.ptr,
1748                                         &c->src.val,
1749                                         c->src.bytes,
1750                                         ctxt->vcpu);
1751                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1752                         goto done;
1753                 c->src.orig_val = c->src.val;
1754         }
1755
1756         if ((c->d & DstMask) == ImplicitOps)
1757                 goto special_insn;
1758
1759
1760         if (c->dst.type == OP_MEM) {
1761                 c->dst.ptr = (unsigned long *)memop;
1762                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1763                 c->dst.val = 0;
1764                 if (c->d & BitOp) {
1765                         unsigned long mask = ~(c->dst.bytes * 8 - 1);
1766
1767                         c->dst.ptr = (void *)c->dst.ptr +
1768                                                    (c->src.val & mask) / 8;
1769                 }
1770                 if (!(c->d & Mov)) {
1771                         /* optimisation - avoid slow emulated read */
1772                         rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->dst.ptr,
1773                                                 &c->dst.val,
1774                                                 c->dst.bytes,
1775                                                 ctxt->vcpu);
1776                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1777                                 goto done;
1778                 }
1779         }
1780         c->dst.orig_val = c->dst.val;
1781
1782 special_insn:
1783
1784         if (c->twobyte)
1785                 goto twobyte_insn;
1786
1787         switch (c->b) {
1788         case 0x00 ... 0x05:
1789               add:              /* add */
1790                 emulate_2op_SrcV("add", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1791                 break;
1792         case 0x06:              /* push es */
1793                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_ES);
1794                 break;
1795         case 0x07:              /* pop es */
1796                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_ES);
1797                 if (rc != 0)
1798                         goto done;
1799                 break;
1800         case 0x08 ... 0x0d:
1801               or:               /* or */
1802                 emulate_2op_SrcV("or", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1803                 break;
1804         case 0x0e:              /* push cs */
1805                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_CS);
1806                 break;
1807         case 0x10 ... 0x15:
1808               adc:              /* adc */
1809                 emulate_2op_SrcV("adc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1810                 break;
1811         case 0x16:              /* push ss */
1812                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_SS);
1813                 break;
1814         case 0x17:              /* pop ss */
1815                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_SS);
1816                 if (rc != 0)
1817                         goto done;
1818                 break;
1819         case 0x18 ... 0x1d:
1820               sbb:              /* sbb */
1821                 emulate_2op_SrcV("sbb", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1822                 break;
1823         case 0x1e:              /* push ds */
1824                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_DS);
1825                 break;
1826         case 0x1f:              /* pop ds */
1827                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_DS);
1828                 if (rc != 0)
1829                         goto done;
1830                 break;
1831         case 0x20 ... 0x25:
1832               and:              /* and */
1833                 emulate_2op_SrcV("and", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1834                 break;
1835         case 0x28 ... 0x2d:
1836               sub:              /* sub */
1837                 emulate_2op_SrcV("sub", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1838                 break;
1839         case 0x30 ... 0x35:
1840               xor:              /* xor */
1841                 emulate_2op_SrcV("xor", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1842                 break;
1843         case 0x38 ... 0x3d:
1844               cmp:              /* cmp */
1845                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1846                 break;
1847         case 0x40 ... 0x47: /* inc r16/r32 */
1848                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
1849                 break;
1850         case 0x48 ... 0x4f: /* dec r16/r32 */
1851                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
1852                 break;
1853         case 0x50 ... 0x57:  /* push reg */
1854                 emulate_push(ctxt);
1855                 break;
1856         case 0x58 ... 0x5f: /* pop reg */
1857         pop_instruction:
1858                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
1859                 if (rc != 0)
1860                         goto done;
1861                 break;
1862         case 0x60:      /* pusha */
1863                 emulate_pusha(ctxt);
1864                 break;
1865         case 0x61:      /* popa */
1866                 rc = emulate_popa(ctxt, ops);
1867                 if (rc != 0)
1868                         goto done;
1869                 break;
1870         case 0x63:              /* movsxd */
1871                 if (ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
1872                         goto cannot_emulate;
1873                 c->dst.val = (s32) c->src.val;
1874                 break;
1875         case 0x68: /* push imm */
1876         case 0x6a: /* push imm8 */
1877                 emulate_push(ctxt);
1878                 break;
1879         case 0x6c:              /* insb */
1880         case 0x6d:              /* insw/insd */
1881                  if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu,
1882                                 1,
1883                                 (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
1884                                 c->rep_prefix ?
1885                                 address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1,
1886                                 (ctxt->eflags & EFLG_DF),
1887                                 register_address(c, es_base(ctxt),
1888                                                  c->regs[VCPU_REGS_RDI]),
1889                                 c->rep_prefix,
1890                                 c->regs[VCPU_REGS_RDX]) == 0) {
1891                         c->eip = saved_eip;
1892                         return -1;
1893                 }
1894                 return 0;
1895         case 0x6e:              /* outsb */
1896         case 0x6f:              /* outsw/outsd */
1897                 if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu,
1898                                 0,
1899                                 (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
1900                                 c->rep_prefix ?
1901                                 address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1,
1902                                 (ctxt->eflags & EFLG_DF),
1903                                          register_address(c,
1904                                           seg_override_base(ctxt, c),
1905                                                  c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
1906                                 c->rep_prefix,
1907                                 c->regs[VCPU_REGS_RDX]) == 0) {
1908                         c->eip = saved_eip;
1909                         return -1;
1910                 }
1911                 return 0;
1912         case 0x70 ... 0x7f: /* jcc (short) */
1913                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
1914                         jmp_rel(c, c->src.val);
1915                 break;
1916         case 0x80 ... 0x83:     /* Grp1 */
1917                 switch (c->modrm_reg) {
1918                 case 0:
1919                         goto add;
1920                 case 1:
1921                         goto or;
1922                 case 2:
1923                         goto adc;
1924                 case 3:
1925                         goto sbb;
1926                 case 4:
1927                         goto and;
1928                 case 5:
1929                         goto sub;
1930                 case 6:
1931                         goto xor;
1932                 case 7:
1933                         goto cmp;
1934                 }
1935                 break;
1936         case 0x84 ... 0x85:
1937                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1938                 break;
1939         case 0x86 ... 0x87:     /* xchg */
1940         xchg:
1941                 /* Write back the register source. */
1942                 switch (c->dst.bytes) {
1943                 case 1:
1944                         *(u8 *) c->src.ptr = (u8) c->dst.val;
1945                         break;
1946                 case 2:
1947                         *(u16 *) c->src.ptr = (u16) c->dst.val;
1948                         break;
1949                 case 4:
1950                         *c->src.ptr = (u32) c->dst.val;
1951                         break;  /* 64b reg: zero-extend */
1952                 case 8:
1953                         *c->src.ptr = c->dst.val;
1954                         break;
1955                 }
1956                 /*
1957                  * Write back the memory destination with implicit LOCK
1958                  * prefix.
1959                  */
1960                 c->dst.val = c->src.val;
1961                 c->lock_prefix = 1;
1962                 break;
1963         case 0x88 ... 0x8b:     /* mov */
1964                 goto mov;
1965         case 0x8c: { /* mov r/m, sreg */
1966                 struct kvm_segment segreg;
1967
1968                 if (c->modrm_reg <= 5)
1969                         kvm_get_segment(ctxt->vcpu, &segreg, c->modrm_reg);
1970                 else {
1971                         printk(KERN_INFO "0x8c: Invalid segreg in modrm byte 0x%02x\n",
1972                                c->modrm);
1973                         goto cannot_emulate;
1974                 }
1975                 c->dst.val = segreg.selector;
1976                 break;
1977         }
1978         case 0x8d: /* lea r16/r32, m */
1979                 c->dst.val = c->modrm_ea;
1980                 break;
1981         case 0x8e: { /* mov seg, r/m16 */
1982                 uint16_t sel;
1983                 int type_bits;
1984                 int err;
1985
1986                 sel = c->src.val;
1987                 if (c->modrm_reg == VCPU_SREG_SS)
1988                         toggle_interruptibility(ctxt, X86_SHADOW_INT_MOV_SS);
1989
1990                 if (c->modrm_reg <= 5) {
1991                         type_bits = (c->modrm_reg == 1) ? 9 : 1;
1992                         err = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, sel,
1993                                                           type_bits, c->modrm_reg);
1994                 } else {
1995                         printk(KERN_INFO "Invalid segreg in modrm byte 0x%02x\n",
1996                                         c->modrm);
1997                         goto cannot_emulate;
1998                 }
1999
2000                 if (err < 0)
2001                         goto cannot_emulate;
2002
2003                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2004                 break;
2005         }
2006         case 0x8f:              /* pop (sole member of Grp1a) */
2007                 rc = emulate_grp1a(ctxt, ops);
2008                 if (rc != 0)
2009                         goto done;
2010                 break;
2011         case 0x90: /* nop / xchg r8,rax */
2012                 if (!(c->rex_prefix & 1)) { /* nop */
2013                         c->dst.type = OP_NONE;
2014                         break;
2015                 }
2016         case 0x91 ... 0x97: /* xchg reg,rax */
2017                 c->src.type = c->dst.type = OP_REG;
2018                 c->src.bytes = c->dst.bytes = c->op_bytes;
2019                 c->src.ptr = (unsigned long *) &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2020                 c->src.val = *(c->src.ptr);
2021                 goto xchg;
2022         case 0x9c: /* pushf */
2023                 c->src.val =  (unsigned long) ctxt->eflags;
2024                 emulate_push(ctxt);
2025                 break;
2026         case 0x9d: /* popf */
2027                 c->dst.type = OP_REG;
2028                 c->dst.ptr = (unsigned long *) &ctxt->eflags;
2029                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2030                 goto pop_instruction;
2031         case 0xa0 ... 0xa1:     /* mov */
2032                 c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2033                 c->dst.val = c->src.val;
2034                 break;
2035         case 0xa2 ... 0xa3:     /* mov */
2036                 c->dst.val = (unsigned long)c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2037                 break;
2038         case 0xa4 ... 0xa5:     /* movs */
2039                 c->dst.type = OP_MEM;
2040                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2041                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2042                                                    es_base(ctxt),
2043                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2044                 rc = ops->read_emulated(register_address(c,
2045                                                 seg_override_base(ctxt, c),
2046                                                 c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
2047                                         &c->dst.val,
2048                                         c->dst.bytes, ctxt->vcpu);
2049                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2050                         goto done;
2051                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2052                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2053                                                            : c->dst.bytes);
2054                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2055                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2056                                                            : c->dst.bytes);
2057                 break;
2058         case 0xa6 ... 0xa7:     /* cmps */
2059                 c->src.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2060                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2061                 c->src.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2062                                        seg_override_base(ctxt, c),
2063                                                    c->regs[VCPU_REGS_RSI]);
2064                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src.ptr,
2065                                         &c->src.val,
2066                                         c->src.bytes,
2067                                         ctxt->vcpu);
2068                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2069                         goto done;
2070
2071                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2072                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2073                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2074                                                    es_base(ctxt),
2075                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2076                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->dst.ptr,
2077                                         &c->dst.val,
2078                                         c->dst.bytes,
2079                                         ctxt->vcpu);
2080                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2081                         goto done;
2082
2083                 DPRINTF("cmps: mem1=0x%p mem2=0x%p\n", c->src.ptr, c->dst.ptr);
2084
2085                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2086
2087                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2088                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->src.bytes
2089                                                                   : c->src.bytes);
2090                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2091                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2092                                                                   : c->dst.bytes);
2093
2094                 break;
2095         case 0xaa ... 0xab:     /* stos */
2096                 c->dst.type = OP_MEM;
2097                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2098                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2099                                                    es_base(ctxt),
2100                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2101                 c->dst.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2102                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2103                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2104                                                            : c->dst.bytes);
2105                 break;
2106         case 0xac ... 0xad:     /* lods */
2107                 c->dst.type = OP_REG;
2108                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2109                 c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2110                 rc = ops->read_emulated(register_address(c,
2111                                                 seg_override_base(ctxt, c),
2112                                                 c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
2113                                         &c->dst.val,
2114                                         c->dst.bytes,
2115                                         ctxt->vcpu);
2116                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2117                         goto done;
2118                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2119                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2120                                                            : c->dst.bytes);
2121                 break;
2122         case 0xae ... 0xaf:     /* scas */
2123                 DPRINTF("Urk! I don't handle SCAS.\n");
2124                 goto cannot_emulate;
2125         case 0xb0 ... 0xbf: /* mov r, imm */
2126                 goto mov;
2127         case 0xc0 ... 0xc1:
2128                 emulate_grp2(ctxt);
2129                 break;
2130         case 0xc3: /* ret */
2131                 c->dst.type = OP_REG;
2132                 c->dst.ptr = &c->eip;
2133                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2134                 goto pop_instruction;
2135         case 0xc6 ... 0xc7:     /* mov (sole member of Grp11) */
2136         mov:
2137                 c->dst.val = c->src.val;
2138                 break;
2139         case 0xcb:              /* ret far */
2140                 rc = emulate_ret_far(ctxt, ops);
2141                 if (rc)
2142                         goto done;
2143                 break;
2144         case 0xd0 ... 0xd1:     /* Grp2 */
2145                 c->src.val = 1;
2146                 emulate_grp2(ctxt);
2147                 break;
2148         case 0xd2 ... 0xd3:     /* Grp2 */
2149                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
2150                 emulate_grp2(ctxt);
2151                 break;
2152         case 0xe4:      /* inb */
2153         case 0xe5:      /* in */
2154                 port = c->src.val;
2155                 io_dir_in = 1;
2156                 goto do_io;
2157         case 0xe6: /* outb */
2158         case 0xe7: /* out */
2159                 port = c->src.val;
2160                 io_dir_in = 0;
2161                 goto do_io;
2162         case 0xe8: /* call (near) */ {
2163                 long int rel = c->src.val;
2164                 c->src.val = (unsigned long) c->eip;
2165                 jmp_rel(c, rel);
2166                 emulate_push(ctxt);
2167                 break;
2168         }
2169         case 0xe9: /* jmp rel */
2170                 goto jmp;
2171         case 0xea: /* jmp far */
2172                 if (kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, c->src2.val, 9,
2173                                         VCPU_SREG_CS) < 0) {
2174                         DPRINTF("jmp far: Failed to load CS descriptor\n");
2175                         goto cannot_emulate;
2176                 }
2177
2178                 c->eip = c->src.val;
2179                 break;
2180         case 0xeb:
2181               jmp:              /* jmp rel short */
2182                 jmp_rel(c, c->src.val);
2183                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2184                 break;
2185         case 0xec: /* in al,dx */
2186         case 0xed: /* in (e/r)ax,dx */
2187                 port = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2188                 io_dir_in = 1;
2189                 goto do_io;
2190         case 0xee: /* out al,dx */
2191         case 0xef: /* out (e/r)ax,dx */
2192                 port = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2193                 io_dir_in = 0;
2194         do_io:  if (kvm_emulate_pio(ctxt->vcpu, io_dir_in,
2195                                    (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
2196                                    port) != 0) {
2197                         c->eip = saved_eip;
2198                         goto cannot_emulate;
2199                 }
2200                 break;
2201         case 0xf4:              /* hlt */
2202                 ctxt->vcpu->arch.halt_request = 1;
2203                 break;
2204         case 0xf5:      /* cmc */
2205                 /* complement carry flag from eflags reg */
2206                 ctxt->eflags ^= EFLG_CF;
2207                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2208                 break;
2209         case 0xf6 ... 0xf7:     /* Grp3 */
2210                 rc = emulate_grp3(ctxt, ops);
2211                 if (rc != 0)
2212                         goto done;
2213                 break;
2214         case 0xf8: /* clc */
2215                 ctxt->eflags &= ~EFLG_CF;
2216                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2217                 break;
2218         case 0xfa: /* cli */
2219                 ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_IF;
2220                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2221                 break;
2222         case 0xfb: /* sti */
2223                 toggle_interruptibility(ctxt, X86_SHADOW_INT_STI);
2224                 ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_IF;
2225                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2226                 break;
2227         case 0xfc: /* cld */
2228                 ctxt->eflags &= ~EFLG_DF;
2229                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2230                 break;
2231         case 0xfd: /* std */
2232                 ctxt->eflags |= EFLG_DF;
2233                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2234                 break;
2235         case 0xfe ... 0xff:     /* Grp4/Grp5 */
2236                 rc = emulate_grp45(ctxt, ops);
2237                 if (rc != 0)
2238                         goto done;
2239                 break;
2240         }
2241
2242 writeback:
2243         rc = writeback(ctxt, ops);
2244         if (rc != 0)
2245                 goto done;
2246
2247         /* Commit shadow register state. */
2248         memcpy(ctxt->vcpu->arch.regs, c->regs, sizeof c->regs);
2249         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
2250
2251 done:
2252         if (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) {
2253                 c->eip = saved_eip;
2254                 return -1;
2255         }
2256         return 0;
2257
2258 twobyte_insn:
2259         switch (c->b) {
2260         case 0x01: /* lgdt, lidt, lmsw */
2261                 switch (c->modrm_reg) {
2262                         u16 size;
2263                         unsigned long address;
2264
2265                 case 0: /* vmcall */
2266                         if (c->modrm_mod != 3 || c->modrm_rm != 1)
2267                                 goto cannot_emulate;
2268
2269                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
2270                         if (rc)
2271                                 goto done;
2272
2273                         /* Let the processor re-execute the fixed hypercall */
2274                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2275                         /* Disable writeback. */
2276                         c->dst.type = OP_NONE;
2277                         break;
2278                 case 2: /* lgdt */
2279                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
2280                                              &size, &address, c->op_bytes);
2281                         if (rc)
2282                                 goto done;
2283                         realmode_lgdt(ctxt->vcpu, size, address);
2284                         /* Disable writeback. */
2285                         c->dst.type = OP_NONE;
2286                         break;
2287                 case 3: /* lidt/vmmcall */
2288                         if (c->modrm_mod == 3) {
2289                                 switch (c->modrm_rm) {
2290                                 case 1:
2291                                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
2292                                         if (rc)
2293                                                 goto done;
2294                                         break;
2295                                 default:
2296                                         goto cannot_emulate;
2297                                 }
2298                         } else {
2299                                 rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
2300                                                      &size, &address,
2301                                                      c->op_bytes);
2302                                 if (rc)
2303                                         goto done;
2304                                 realmode_lidt(ctxt->vcpu, size, address);
2305                         }
2306                         /* Disable writeback. */
2307                         c->dst.type = OP_NONE;
2308                         break;
2309                 case 4: /* smsw */
2310                         c->dst.bytes = 2;
2311                         c->dst.val = realmode_get_cr(ctxt->vcpu, 0);
2312                         break;
2313                 case 6: /* lmsw */
2314                         realmode_lmsw(ctxt->vcpu, (u16)c->src.val,
2315                                       &ctxt->eflags);
2316                         c->dst.type = OP_NONE;
2317                         break;
2318                 case 7: /* invlpg*/
2319                         emulate_invlpg(ctxt->vcpu, memop);
2320                         /* Disable writeback. */
2321                         c->dst.type = OP_NONE;
2322                         break;
2323                 default:
2324                         goto cannot_emulate;
2325                 }
2326                 break;
2327         case 0x05:              /* syscall */
2328                 if (emulate_syscall(ctxt) == -1)
2329                         goto cannot_emulate;
2330                 else
2331                         goto writeback;
2332                 break;
2333         case 0x06:
2334                 emulate_clts(ctxt->vcpu);
2335                 c->dst.type = OP_NONE;
2336                 break;
2337         case 0x08:              /* invd */
2338         case 0x09:              /* wbinvd */
2339         case 0x0d:              /* GrpP (prefetch) */
2340         case 0x18:              /* Grp16 (prefetch/nop) */
2341                 c->dst.type = OP_NONE;
2342                 break;
2343         case 0x20: /* mov cr, reg */
2344                 if (c->modrm_mod != 3)
2345                         goto cannot_emulate;
2346                 c->regs[c->modrm_rm] =
2347                                 realmode_get_cr(ctxt->vcpu, c->modrm_reg);
2348                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2349                 break;
2350         case 0x21: /* mov from dr to reg */
2351                 if (c->modrm_mod != 3)
2352                         goto cannot_emulate;
2353                 rc = emulator_get_dr(ctxt, c->modrm_reg, &c->regs[c->modrm_rm]);
2354                 if (rc)
2355                         goto cannot_emulate;
2356                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2357                 break;
2358         case 0x22: /* mov reg, cr */
2359                 if (c->modrm_mod != 3)
2360                         goto cannot_emulate;
2361                 realmode_set_cr(ctxt->vcpu,
2362                                 c->modrm_reg, c->modrm_val, &ctxt->eflags);
2363                 c->dst.type = OP_NONE;
2364                 break;
2365         case 0x23: /* mov from reg to dr */
2366                 if (c->modrm_mod != 3)
2367                         goto cannot_emulate;
2368                 rc = emulator_set_dr(ctxt, c->modrm_reg,
2369                                      c->regs[c->modrm_rm]);
2370                 if (rc)
2371                         goto cannot_emulate;
2372                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2373                 break;
2374         case 0x30:
2375                 /* wrmsr */
2376                 msr_data = (u32)c->regs[VCPU_REGS_RAX]
2377                         | ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RDX] << 32);
2378                 rc = kvm_set_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], msr_data);
2379                 if (rc) {
2380                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2381                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2382                 }
2383                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
2384                 c->dst.type = OP_NONE;
2385                 break;
2386         case 0x32:
2387                 /* rdmsr */
2388                 rc = kvm_get_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], &msr_data);
2389                 if (rc) {
2390                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2391                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2392                 } else {
2393                         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32)msr_data;
2394                         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = msr_data >> 32;
2395                 }
2396                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
2397                 c->dst.type = OP_NONE;
2398                 break;
2399         case 0x34:              /* sysenter */
2400                 if (emulate_sysenter(ctxt) == -1)
2401                         goto cannot_emulate;
2402                 else
2403                         goto writeback;
2404                 break;
2405         case 0x35:              /* sysexit */
2406                 if (emulate_sysexit(ctxt) == -1)
2407                         goto cannot_emulate;
2408                 else
2409                         goto writeback;
2410                 break;
2411         case 0x40 ... 0x4f:     /* cmov */
2412                 c->dst.val = c->dst.orig_val = c->src.val;
2413                 if (!test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2414                         c->dst.type = OP_NONE; /* no writeback */
2415                 break;
2416         case 0x80 ... 0x8f: /* jnz rel, etc*/
2417                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2418                         jmp_rel(c, c->src.val);
2419                 c->dst.type = OP_NONE;
2420                 break;
2421         case 0xa0:        /* push fs */
2422                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_FS);
2423                 break;
2424         case 0xa1:       /* pop fs */
2425                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_FS);
2426                 if (rc != 0)
2427                         goto done;
2428                 break;
2429         case 0xa3:
2430               bt:               /* bt */
2431                 c->dst.type = OP_NONE;
2432                 /* only subword offset */
2433                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2434                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bt", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2435                 break;
2436         case 0xa4: /* shld imm8, r, r/m */
2437         case 0xa5: /* shld cl, r, r/m */
2438                 emulate_2op_cl("shld", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2439                 break;
2440         case 0xa8:      /* push gs */
2441                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_GS);
2442                 break;
2443         case 0xa9:      /* pop gs */
2444                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_GS);
2445                 if (rc != 0)
2446                         goto done;
2447                 break;
2448         case 0xab:
2449               bts:              /* bts */
2450                 /* only subword offset */
2451                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2452                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bts", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2453                 break;
2454         case 0xac: /* shrd imm8, r, r/m */
2455         case 0xad: /* shrd cl, r, r/m */
2456                 emulate_2op_cl("shrd", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2457                 break;
2458         case 0xae:              /* clflush */
2459                 break;
2460         case 0xb0 ... 0xb1:     /* cmpxchg */
2461                 /*
2462                  * Save real source value, then compare EAX against
2463                  * destination.
2464                  */
2465                 c->src.orig_val = c->src.val;
2466                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2467                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2468                 if (ctxt->eflags & EFLG_ZF) {
2469                         /* Success: write back to memory. */
2470                         c->dst.val = c->src.orig_val;
2471                 } else {
2472                         /* Failure: write the value we saw to EAX. */
2473                         c->dst.type = OP_REG;
2474                         c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2475                 }
2476                 break;
2477         case 0xb3:
2478               btr:              /* btr */
2479                 /* only subword offset */
2480                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2481                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2482                 break;
2483         case 0xb6 ... 0xb7:     /* movzx */
2484                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2485                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (u8) c->src.val
2486                                                        : (u16) c->src.val;
2487                 break;
2488         case 0xba:              /* Grp8 */
2489                 switch (c->modrm_reg & 3) {
2490                 case 0:
2491                         goto bt;
2492                 case 1:
2493                         goto bts;
2494                 case 2:
2495                         goto btr;
2496                 case 3:
2497                         goto btc;
2498                 }
2499                 break;
2500         case 0xbb:
2501               btc:              /* btc */
2502                 /* only subword offset */
2503                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2504                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2505                 break;
2506         case 0xbe ... 0xbf:     /* movsx */
2507                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2508                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (s8) c->src.val :
2509                                                         (s16) c->src.val;
2510                 break;
2511         case 0xc3:              /* movnti */
2512                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2513                 c->dst.val = (c->op_bytes == 4) ? (u32) c->src.val :
2514                                                         (u64) c->src.val;
2515                 break;
2516         case 0xc7:              /* Grp9 (cmpxchg8b) */
2517                 rc = emulate_grp9(ctxt, ops, memop);
2518                 if (rc != 0)
2519                         goto done;
2520                 c->dst.type = OP_NONE;
2521                 break;
2522         }
2523         goto writeback;
2524
2525 cannot_emulate:
2526         DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
2527         c->eip = saved_eip;
2528         return -1;
2529 }