sh: Kill off the remaining ST40 cruft.
[safe/jmp/linux-2.6] / drivers / kvm / x86_emulate.c
1 /******************************************************************************
2  * x86_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 "kvm.h"
29 #define DPRINTF(x...) do {} while (0)
30 #endif
31 #include "x86_emulate.h"
32 #include <linux/module.h>
33
34 /*
35  * Opcode effective-address decode tables.
36  * Note that we only emulate instructions that have at least one memory
37  * operand (excluding implicit stack references). We assume that stack
38  * references and instruction fetches will never occur in special memory
39  * areas that require emulation. So, for example, 'mov <imm>,<reg>' need
40  * not be handled.
41  */
42
43 /* Operand sizes: 8-bit operands or specified/overridden size. */
44 #define ByteOp      (1<<0)      /* 8-bit operands. */
45 /* Destination operand type. */
46 #define ImplicitOps (1<<1)      /* Implicit in opcode. No generic decode. */
47 #define DstReg      (2<<1)      /* Register operand. */
48 #define DstMem      (3<<1)      /* Memory operand. */
49 #define DstMask     (3<<1)
50 /* Source operand type. */
51 #define SrcNone     (0<<3)      /* No source operand. */
52 #define SrcImplicit (0<<3)      /* Source operand is implicit in the opcode. */
53 #define SrcReg      (1<<3)      /* Register operand. */
54 #define SrcMem      (2<<3)      /* Memory operand. */
55 #define SrcMem16    (3<<3)      /* Memory operand (16-bit). */
56 #define SrcMem32    (4<<3)      /* Memory operand (32-bit). */
57 #define SrcImm      (5<<3)      /* Immediate operand. */
58 #define SrcImmByte  (6<<3)      /* 8-bit sign-extended immediate operand. */
59 #define SrcMask     (7<<3)
60 /* Generic ModRM decode. */
61 #define ModRM       (1<<6)
62 /* Destination is only written; never read. */
63 #define Mov         (1<<7)
64 #define BitOp       (1<<8)
65
66 static u8 opcode_table[256] = {
67         /* 0x00 - 0x07 */
68         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
69         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
70         0, 0, 0, 0,
71         /* 0x08 - 0x0F */
72         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
73         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
74         0, 0, 0, 0,
75         /* 0x10 - 0x17 */
76         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
77         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
78         0, 0, 0, 0,
79         /* 0x18 - 0x1F */
80         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
81         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
82         0, 0, 0, 0,
83         /* 0x20 - 0x27 */
84         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
85         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
86         SrcImmByte, SrcImm, 0, 0,
87         /* 0x28 - 0x2F */
88         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
89         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
90         0, 0, 0, 0,
91         /* 0x30 - 0x37 */
92         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
93         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
94         0, 0, 0, 0,
95         /* 0x38 - 0x3F */
96         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
97         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
98         0, 0, 0, 0,
99         /* 0x40 - 0x4F */
100         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
101         /* 0x50 - 0x57 */
102         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
103         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
104         /* 0x58 - 0x5F */
105         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
106         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
107         /* 0x60 - 0x67 */
108         0, 0, 0, DstReg | SrcMem32 | ModRM | Mov /* movsxd (x86/64) */ ,
109         0, 0, 0, 0,
110         /* 0x68 - 0x6F */
111         0, 0, ImplicitOps|Mov, 0,
112         SrcNone  | ByteOp  | ImplicitOps, SrcNone  | ImplicitOps, /* insb, insw/insd */
113         SrcNone  | ByteOp  | ImplicitOps, SrcNone  | ImplicitOps, /* outsb, outsw/outsd */
114         /* 0x70 - 0x77 */
115         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
116         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
117         /* 0x78 - 0x7F */
118         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
119         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
120         /* 0x80 - 0x87 */
121         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImm | ModRM,
122         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
123         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
124         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
125         /* 0x88 - 0x8F */
126         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov,
127         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
128         0, ModRM | DstReg, 0, DstMem | SrcNone | ModRM | Mov,
129         /* 0x90 - 0x9F */
130         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps, ImplicitOps, 0, 0,
131         /* 0xA0 - 0xA7 */
132         ByteOp | DstReg | SrcMem | Mov, DstReg | SrcMem | Mov,
133         ByteOp | DstMem | SrcReg | Mov, DstMem | SrcReg | Mov,
134         ByteOp | ImplicitOps | Mov, ImplicitOps | Mov,
135         ByteOp | ImplicitOps, ImplicitOps,
136         /* 0xA8 - 0xAF */
137         0, 0, ByteOp | ImplicitOps | Mov, ImplicitOps | Mov,
138         ByteOp | ImplicitOps | Mov, ImplicitOps | Mov,
139         ByteOp | ImplicitOps, ImplicitOps,
140         /* 0xB0 - 0xBF */
141         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
142         /* 0xC0 - 0xC7 */
143         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
144         0, ImplicitOps, 0, 0,
145         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Mov, DstMem | SrcImm | ModRM | Mov,
146         /* 0xC8 - 0xCF */
147         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
148         /* 0xD0 - 0xD7 */
149         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
150         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
151         0, 0, 0, 0,
152         /* 0xD8 - 0xDF */
153         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
154         /* 0xE0 - 0xE7 */
155         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
156         /* 0xE8 - 0xEF */
157         ImplicitOps, SrcImm|ImplicitOps, 0, SrcImmByte|ImplicitOps, 0, 0, 0, 0,
158         /* 0xF0 - 0xF7 */
159         0, 0, 0, 0,
160         ImplicitOps, 0,
161         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
162         /* 0xF8 - 0xFF */
163         0, 0, 0, 0,
164         0, 0, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM
165 };
166
167 static u16 twobyte_table[256] = {
168         /* 0x00 - 0x0F */
169         0, SrcMem | ModRM | DstReg, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps, 0,
170         0, ImplicitOps, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0,
171         /* 0x10 - 0x1F */
172         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
173         /* 0x20 - 0x2F */
174         ModRM | ImplicitOps, ModRM, ModRM | ImplicitOps, ModRM, 0, 0, 0, 0,
175         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
176         /* 0x30 - 0x3F */
177         ImplicitOps, 0, ImplicitOps, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
178         /* 0x40 - 0x47 */
179         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
180         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
181         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
182         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
183         /* 0x48 - 0x4F */
184         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
185         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
186         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
187         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
188         /* 0x50 - 0x5F */
189         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
190         /* 0x60 - 0x6F */
191         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
192         /* 0x70 - 0x7F */
193         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
194         /* 0x80 - 0x8F */
195         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
196         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
197         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
198         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
199         /* 0x90 - 0x9F */
200         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
201         /* 0xA0 - 0xA7 */
202         0, 0, 0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp, 0, 0, 0, 0,
203         /* 0xA8 - 0xAF */
204         0, 0, 0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp, 0, 0, 0, 0,
205         /* 0xB0 - 0xB7 */
206         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM, 0,
207             DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
208         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
209             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
210         /* 0xB8 - 0xBF */
211         0, 0, DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
212         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
213             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
214         /* 0xC0 - 0xCF */
215         0, 0, 0, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM,
216         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
217         /* 0xD0 - 0xDF */
218         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
219         /* 0xE0 - 0xEF */
220         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
221         /* 0xF0 - 0xFF */
222         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
223 };
224
225 /* Type, address-of, and value of an instruction's operand. */
226 struct operand {
227         enum { OP_REG, OP_MEM, OP_IMM } type;
228         unsigned int bytes;
229         unsigned long val, orig_val, *ptr;
230 };
231
232 /* EFLAGS bit definitions. */
233 #define EFLG_OF (1<<11)
234 #define EFLG_DF (1<<10)
235 #define EFLG_SF (1<<7)
236 #define EFLG_ZF (1<<6)
237 #define EFLG_AF (1<<4)
238 #define EFLG_PF (1<<2)
239 #define EFLG_CF (1<<0)
240
241 /*
242  * Instruction emulation:
243  * Most instructions are emulated directly via a fragment of inline assembly
244  * code. This allows us to save/restore EFLAGS and thus very easily pick up
245  * any modified flags.
246  */
247
248 #if defined(CONFIG_X86_64)
249 #define _LO32 "k"               /* force 32-bit operand */
250 #define _STK  "%%rsp"           /* stack pointer */
251 #elif defined(__i386__)
252 #define _LO32 ""                /* force 32-bit operand */
253 #define _STK  "%%esp"           /* stack pointer */
254 #endif
255
256 /*
257  * These EFLAGS bits are restored from saved value during emulation, and
258  * any changes are written back to the saved value after emulation.
259  */
260 #define EFLAGS_MASK (EFLG_OF|EFLG_SF|EFLG_ZF|EFLG_AF|EFLG_PF|EFLG_CF)
261
262 /* Before executing instruction: restore necessary bits in EFLAGS. */
263 #define _PRE_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp) \
264         /* EFLAGS = (_sav & _msk) | (EFLAGS & ~_msk); */        \
265         "push %"_sav"; "                                        \
266         "movl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "                          \
267         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                         \
268         "pushf; "                                               \
269         "notl %"_LO32 _tmp"; "                                  \
270         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                         \
271         "pop  %"_tmp"; "                                        \
272         "orl  %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                         \
273         "popf; "                                                \
274         /* _sav &= ~msk; */                                     \
275         "movl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "                          \
276         "notl %"_LO32 _tmp"; "                                  \
277         "andl %"_LO32 _tmp",%"_sav"; "
278
279 /* After executing instruction: write-back necessary bits in EFLAGS. */
280 #define _POST_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp) \
281         /* _sav |= EFLAGS & _msk; */            \
282         "pushf; "                               \
283         "pop  %"_tmp"; "                        \
284         "andl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "          \
285         "orl  %"_LO32 _tmp",%"_sav"; "
286
287 /* Raw emulation: instruction has two explicit operands. */
288 #define __emulate_2op_nobyte(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
289         do {                                                                \
290                 unsigned long _tmp;                                         \
291                                                                             \
292                 switch ((_dst).bytes) {                                     \
293                 case 2:                                                     \
294                         __asm__ __volatile__ (                              \
295                                 _PRE_EFLAGS("0","4","2")                    \
296                                 _op"w %"_wx"3,%1; "                         \
297                                 _POST_EFLAGS("0","4","2")                   \
298                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),        \
299                                   "=&r" (_tmp)                              \
300                                 : _wy ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK) );    \
301                         break;                                              \
302                 case 4:                                                     \
303                         __asm__ __volatile__ (                              \
304                                 _PRE_EFLAGS("0","4","2")                    \
305                                 _op"l %"_lx"3,%1; "                         \
306                                 _POST_EFLAGS("0","4","2")                   \
307                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),        \
308                                   "=&r" (_tmp)                              \
309                                 : _ly ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK) );    \
310                         break;                                              \
311                 case 8:                                                     \
312                         __emulate_2op_8byte(_op, _src, _dst,                \
313                                             _eflags, _qx, _qy);             \
314                         break;                                              \
315                 }                                                           \
316         } while (0)
317
318 #define __emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
319         do {                                                                 \
320                 unsigned long _tmp;                                          \
321                 switch ( (_dst).bytes )                                      \
322                 {                                                            \
323                 case 1:                                                      \
324                         __asm__ __volatile__ (                               \
325                                 _PRE_EFLAGS("0","4","2")                     \
326                                 _op"b %"_bx"3,%1; "                          \
327                                 _POST_EFLAGS("0","4","2")                    \
328                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),         \
329                                   "=&r" (_tmp)                               \
330                                 : _by ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK) );     \
331                         break;                                               \
332                 default:                                                     \
333                         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,       \
334                                              _wx, _wy, _lx, _ly, _qx, _qy);  \
335                         break;                                               \
336                 }                                                            \
337         } while (0)
338
339 /* Source operand is byte-sized and may be restricted to just %cl. */
340 #define emulate_2op_SrcB(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
341         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
342                       "b", "c", "b", "c", "b", "c", "b", "c")
343
344 /* Source operand is byte, word, long or quad sized. */
345 #define emulate_2op_SrcV(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
346         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
347                       "b", "q", "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
348
349 /* Source operand is word, long or quad sized. */
350 #define emulate_2op_SrcV_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags)               \
351         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,                  \
352                              "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
353
354 /* Instruction has only one explicit operand (no source operand). */
355 #define emulate_1op(_op, _dst, _eflags)                                    \
356         do {                                                            \
357                 unsigned long _tmp;                                     \
358                                                                         \
359                 switch ( (_dst).bytes )                                 \
360                 {                                                       \
361                 case 1:                                                 \
362                         __asm__ __volatile__ (                          \
363                                 _PRE_EFLAGS("0","3","2")                \
364                                 _op"b %1; "                             \
365                                 _POST_EFLAGS("0","3","2")               \
366                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),    \
367                                   "=&r" (_tmp)                          \
368                                 : "i" (EFLAGS_MASK) );                  \
369                         break;                                          \
370                 case 2:                                                 \
371                         __asm__ __volatile__ (                          \
372                                 _PRE_EFLAGS("0","3","2")                \
373                                 _op"w %1; "                             \
374                                 _POST_EFLAGS("0","3","2")               \
375                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),    \
376                                   "=&r" (_tmp)                          \
377                                 : "i" (EFLAGS_MASK) );                  \
378                         break;                                          \
379                 case 4:                                                 \
380                         __asm__ __volatile__ (                          \
381                                 _PRE_EFLAGS("0","3","2")                \
382                                 _op"l %1; "                             \
383                                 _POST_EFLAGS("0","3","2")               \
384                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),    \
385                                   "=&r" (_tmp)                          \
386                                 : "i" (EFLAGS_MASK) );                  \
387                         break;                                          \
388                 case 8:                                                 \
389                         __emulate_1op_8byte(_op, _dst, _eflags);        \
390                         break;                                          \
391                 }                                                       \
392         } while (0)
393
394 /* Emulate an instruction with quadword operands (x86/64 only). */
395 #if defined(CONFIG_X86_64)
396 #define __emulate_2op_8byte(_op, _src, _dst, _eflags, _qx, _qy)           \
397         do {                                                              \
398                 __asm__ __volatile__ (                                    \
399                         _PRE_EFLAGS("0","4","2")                          \
400                         _op"q %"_qx"3,%1; "                               \
401                         _POST_EFLAGS("0","4","2")                         \
402                         : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val), "=&r" (_tmp) \
403                         : _qy ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK) );          \
404         } while (0)
405
406 #define __emulate_1op_8byte(_op, _dst, _eflags)                           \
407         do {                                                              \
408                 __asm__ __volatile__ (                                    \
409                         _PRE_EFLAGS("0","3","2")                          \
410                         _op"q %1; "                                       \
411                         _POST_EFLAGS("0","3","2")                         \
412                         : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val), "=&r" (_tmp) \
413                         : "i" (EFLAGS_MASK) );                            \
414         } while (0)
415
416 #elif defined(__i386__)
417 #define __emulate_2op_8byte(_op, _src, _dst, _eflags, _qx, _qy)
418 #define __emulate_1op_8byte(_op, _dst, _eflags)
419 #endif                          /* __i386__ */
420
421 /* Fetch next part of the instruction being emulated. */
422 #define insn_fetch(_type, _size, _eip)                                  \
423 ({      unsigned long _x;                                               \
424         rc = ops->read_std((unsigned long)(_eip) + ctxt->cs_base, &_x,  \
425                                                   (_size), ctxt->vcpu); \
426         if ( rc != 0 )                                                  \
427                 goto done;                                              \
428         (_eip) += (_size);                                              \
429         (_type)_x;                                                      \
430 })
431
432 /* Access/update address held in a register, based on addressing mode. */
433 #define address_mask(reg)                                               \
434         ((ad_bytes == sizeof(unsigned long)) ?                          \
435                 (reg) : ((reg) & ((1UL << (ad_bytes << 3)) - 1)))
436 #define register_address(base, reg)                                     \
437         ((base) + address_mask(reg))
438 #define register_address_increment(reg, inc)                            \
439         do {                                                            \
440                 /* signed type ensures sign extension to long */        \
441                 int _inc = (inc);                                       \
442                 if ( ad_bytes == sizeof(unsigned long) )                \
443                         (reg) += _inc;                                  \
444                 else                                                    \
445                         (reg) = ((reg) & ~((1UL << (ad_bytes << 3)) - 1)) | \
446                            (((reg) + _inc) & ((1UL << (ad_bytes << 3)) - 1)); \
447         } while (0)
448
449 #define JMP_REL(rel)                                                    \
450         do {                                                            \
451                 _eip += (int)(rel);                                     \
452                 _eip = ((op_bytes == 2) ? (uint16_t)_eip : (uint32_t)_eip); \
453         } while (0)
454
455 /*
456  * Given the 'reg' portion of a ModRM byte, and a register block, return a
457  * pointer into the block that addresses the relevant register.
458  * @highbyte_regs specifies whether to decode AH,CH,DH,BH.
459  */
460 static void *decode_register(u8 modrm_reg, unsigned long *regs,
461                              int highbyte_regs)
462 {
463         void *p;
464
465         p = &regs[modrm_reg];
466         if (highbyte_regs && modrm_reg >= 4 && modrm_reg < 8)
467                 p = (unsigned char *)&regs[modrm_reg & 3] + 1;
468         return p;
469 }
470
471 static int read_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
472                            struct x86_emulate_ops *ops,
473                            void *ptr,
474                            u16 *size, unsigned long *address, int op_bytes)
475 {
476         int rc;
477
478         if (op_bytes == 2)
479                 op_bytes = 3;
480         *address = 0;
481         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr, (unsigned long *)size, 2,
482                            ctxt->vcpu);
483         if (rc)
484                 return rc;
485         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr + 2, address, op_bytes,
486                            ctxt->vcpu);
487         return rc;
488 }
489
490 static int test_cc(unsigned int condition, unsigned int flags)
491 {
492         int rc = 0;
493
494         switch ((condition & 15) >> 1) {
495         case 0: /* o */
496                 rc |= (flags & EFLG_OF);
497                 break;
498         case 1: /* b/c/nae */
499                 rc |= (flags & EFLG_CF);
500                 break;
501         case 2: /* z/e */
502                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
503                 break;
504         case 3: /* be/na */
505                 rc |= (flags & (EFLG_CF|EFLG_ZF));
506                 break;
507         case 4: /* s */
508                 rc |= (flags & EFLG_SF);
509                 break;
510         case 5: /* p/pe */
511                 rc |= (flags & EFLG_PF);
512                 break;
513         case 7: /* le/ng */
514                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
515                 /* fall through */
516         case 6: /* l/nge */
517                 rc |= (!(flags & EFLG_SF) != !(flags & EFLG_OF));
518                 break;
519         }
520
521         /* Odd condition identifiers (lsb == 1) have inverted sense. */
522         return (!!rc ^ (condition & 1));
523 }
524
525 int
526 x86_emulate_memop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
527 {
528         unsigned d;
529         u8 b, sib, twobyte = 0, rex_prefix = 0;
530         u8 modrm, modrm_mod = 0, modrm_reg = 0, modrm_rm = 0;
531         unsigned long *override_base = NULL;
532         unsigned int op_bytes, ad_bytes, lock_prefix = 0, rep_prefix = 0, i;
533         int rc = 0;
534         struct operand src, dst;
535         unsigned long cr2 = ctxt->cr2;
536         int mode = ctxt->mode;
537         unsigned long modrm_ea;
538         int use_modrm_ea, index_reg = 0, base_reg = 0, scale, rip_relative = 0;
539         int no_wb = 0;
540         u64 msr_data;
541
542         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation. */
543         unsigned long _regs[NR_VCPU_REGS];
544         unsigned long _eip = ctxt->vcpu->rip, _eflags = ctxt->eflags;
545         unsigned long modrm_val = 0;
546
547         memcpy(_regs, ctxt->vcpu->regs, sizeof _regs);
548
549         switch (mode) {
550         case X86EMUL_MODE_REAL:
551         case X86EMUL_MODE_PROT16:
552                 op_bytes = ad_bytes = 2;
553                 break;
554         case X86EMUL_MODE_PROT32:
555                 op_bytes = ad_bytes = 4;
556                 break;
557 #ifdef CONFIG_X86_64
558         case X86EMUL_MODE_PROT64:
559                 op_bytes = 4;
560                 ad_bytes = 8;
561                 break;
562 #endif
563         default:
564                 return -1;
565         }
566
567         /* Legacy prefixes. */
568         for (i = 0; i < 8; i++) {
569                 switch (b = insn_fetch(u8, 1, _eip)) {
570                 case 0x66:      /* operand-size override */
571                         op_bytes ^= 6;  /* switch between 2/4 bytes */
572                         break;
573                 case 0x67:      /* address-size override */
574                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
575                                 ad_bytes ^= 12; /* switch between 4/8 bytes */
576                         else
577                                 ad_bytes ^= 6;  /* switch between 2/4 bytes */
578                         break;
579                 case 0x2e:      /* CS override */
580                         override_base = &ctxt->cs_base;
581                         break;
582                 case 0x3e:      /* DS override */
583                         override_base = &ctxt->ds_base;
584                         break;
585                 case 0x26:      /* ES override */
586                         override_base = &ctxt->es_base;
587                         break;
588                 case 0x64:      /* FS override */
589                         override_base = &ctxt->fs_base;
590                         break;
591                 case 0x65:      /* GS override */
592                         override_base = &ctxt->gs_base;
593                         break;
594                 case 0x36:      /* SS override */
595                         override_base = &ctxt->ss_base;
596                         break;
597                 case 0xf0:      /* LOCK */
598                         lock_prefix = 1;
599                         break;
600                 case 0xf2:      /* REPNE/REPNZ */
601                 case 0xf3:      /* REP/REPE/REPZ */
602                         rep_prefix = 1;
603                         break;
604                 default:
605                         goto done_prefixes;
606                 }
607         }
608
609 done_prefixes:
610
611         /* REX prefix. */
612         if ((mode == X86EMUL_MODE_PROT64) && ((b & 0xf0) == 0x40)) {
613                 rex_prefix = b;
614                 if (b & 8)
615                         op_bytes = 8;   /* REX.W */
616                 modrm_reg = (b & 4) << 1;       /* REX.R */
617                 index_reg = (b & 2) << 2; /* REX.X */
618                 modrm_rm = base_reg = (b & 1) << 3; /* REG.B */
619                 b = insn_fetch(u8, 1, _eip);
620         }
621
622         /* Opcode byte(s). */
623         d = opcode_table[b];
624         if (d == 0) {
625                 /* Two-byte opcode? */
626                 if (b == 0x0f) {
627                         twobyte = 1;
628                         b = insn_fetch(u8, 1, _eip);
629                         d = twobyte_table[b];
630                 }
631
632                 /* Unrecognised? */
633                 if (d == 0)
634                         goto cannot_emulate;
635         }
636
637         /* ModRM and SIB bytes. */
638         if (d & ModRM) {
639                 modrm = insn_fetch(u8, 1, _eip);
640                 modrm_mod |= (modrm & 0xc0) >> 6;
641                 modrm_reg |= (modrm & 0x38) >> 3;
642                 modrm_rm |= (modrm & 0x07);
643                 modrm_ea = 0;
644                 use_modrm_ea = 1;
645
646                 if (modrm_mod == 3) {
647                         modrm_val = *(unsigned long *)
648                                 decode_register(modrm_rm, _regs, d & ByteOp);
649                         goto modrm_done;
650                 }
651
652                 if (ad_bytes == 2) {
653                         unsigned bx = _regs[VCPU_REGS_RBX];
654                         unsigned bp = _regs[VCPU_REGS_RBP];
655                         unsigned si = _regs[VCPU_REGS_RSI];
656                         unsigned di = _regs[VCPU_REGS_RDI];
657
658                         /* 16-bit ModR/M decode. */
659                         switch (modrm_mod) {
660                         case 0:
661                                 if (modrm_rm == 6)
662                                         modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, _eip);
663                                 break;
664                         case 1:
665                                 modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, _eip);
666                                 break;
667                         case 2:
668                                 modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, _eip);
669                                 break;
670                         }
671                         switch (modrm_rm) {
672                         case 0:
673                                 modrm_ea += bx + si;
674                                 break;
675                         case 1:
676                                 modrm_ea += bx + di;
677                                 break;
678                         case 2:
679                                 modrm_ea += bp + si;
680                                 break;
681                         case 3:
682                                 modrm_ea += bp + di;
683                                 break;
684                         case 4:
685                                 modrm_ea += si;
686                                 break;
687                         case 5:
688                                 modrm_ea += di;
689                                 break;
690                         case 6:
691                                 if (modrm_mod != 0)
692                                         modrm_ea += bp;
693                                 break;
694                         case 7:
695                                 modrm_ea += bx;
696                                 break;
697                         }
698                         if (modrm_rm == 2 || modrm_rm == 3 ||
699                             (modrm_rm == 6 && modrm_mod != 0))
700                                 if (!override_base)
701                                         override_base = &ctxt->ss_base;
702                         modrm_ea = (u16)modrm_ea;
703                 } else {
704                         /* 32/64-bit ModR/M decode. */
705                         switch (modrm_rm) {
706                         case 4:
707                         case 12:
708                                 sib = insn_fetch(u8, 1, _eip);
709                                 index_reg |= (sib >> 3) & 7;
710                                 base_reg |= sib & 7;
711                                 scale = sib >> 6;
712
713                                 switch (base_reg) {
714                                 case 5:
715                                         if (modrm_mod != 0)
716                                                 modrm_ea += _regs[base_reg];
717                                         else
718                                                 modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, _eip);
719                                         break;
720                                 default:
721                                         modrm_ea += _regs[base_reg];
722                                 }
723                                 switch (index_reg) {
724                                 case 4:
725                                         break;
726                                 default:
727                                         modrm_ea += _regs[index_reg] << scale;
728
729                                 }
730                                 break;
731                         case 5:
732                                 if (modrm_mod != 0)
733                                         modrm_ea += _regs[modrm_rm];
734                                 else if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
735                                         rip_relative = 1;
736                                 break;
737                         default:
738                                 modrm_ea += _regs[modrm_rm];
739                                 break;
740                         }
741                         switch (modrm_mod) {
742                         case 0:
743                                 if (modrm_rm == 5)
744                                         modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, _eip);
745                                 break;
746                         case 1:
747                                 modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, _eip);
748                                 break;
749                         case 2:
750                                 modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, _eip);
751                                 break;
752                         }
753                 }
754                 if (!override_base)
755                         override_base = &ctxt->ds_base;
756                 if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 &&
757                     override_base != &ctxt->fs_base &&
758                     override_base != &ctxt->gs_base)
759                         override_base = NULL;
760
761                 if (override_base)
762                         modrm_ea += *override_base;
763
764                 if (rip_relative) {
765                         modrm_ea += _eip;
766                         switch (d & SrcMask) {
767                         case SrcImmByte:
768                                 modrm_ea += 1;
769                                 break;
770                         case SrcImm:
771                                 if (d & ByteOp)
772                                         modrm_ea += 1;
773                                 else
774                                         if (op_bytes == 8)
775                                                 modrm_ea += 4;
776                                         else
777                                                 modrm_ea += op_bytes;
778                         }
779                 }
780                 if (ad_bytes != 8)
781                         modrm_ea = (u32)modrm_ea;
782                 cr2 = modrm_ea;
783         modrm_done:
784                 ;
785         }
786
787         /*
788          * Decode and fetch the source operand: register, memory
789          * or immediate.
790          */
791         switch (d & SrcMask) {
792         case SrcNone:
793                 break;
794         case SrcReg:
795                 src.type = OP_REG;
796                 if (d & ByteOp) {
797                         src.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs,
798                                                   (rex_prefix == 0));
799                         src.val = src.orig_val = *(u8 *) src.ptr;
800                         src.bytes = 1;
801                 } else {
802                         src.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs, 0);
803                         switch ((src.bytes = op_bytes)) {
804                         case 2:
805                                 src.val = src.orig_val = *(u16 *) src.ptr;
806                                 break;
807                         case 4:
808                                 src.val = src.orig_val = *(u32 *) src.ptr;
809                                 break;
810                         case 8:
811                                 src.val = src.orig_val = *(u64 *) src.ptr;
812                                 break;
813                         }
814                 }
815                 break;
816         case SrcMem16:
817                 src.bytes = 2;
818                 goto srcmem_common;
819         case SrcMem32:
820                 src.bytes = 4;
821                 goto srcmem_common;
822         case SrcMem:
823                 src.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
824                 /* Don't fetch the address for invlpg: it could be unmapped. */
825                 if (twobyte && b == 0x01 && modrm_reg == 7)
826                         break;
827               srcmem_common:
828                 /*
829                  * For instructions with a ModR/M byte, switch to register
830                  * access if Mod = 3.
831                  */
832                 if ((d & ModRM) && modrm_mod == 3) {
833                         src.type = OP_REG;
834                         break;
835                 }
836                 src.type = OP_MEM;
837                 src.ptr = (unsigned long *)cr2;
838                 src.val = 0;
839                 if ((rc = ops->read_emulated((unsigned long)src.ptr,
840                                              &src.val, src.bytes, ctxt->vcpu)) != 0)
841                         goto done;
842                 src.orig_val = src.val;
843                 break;
844         case SrcImm:
845                 src.type = OP_IMM;
846                 src.ptr = (unsigned long *)_eip;
847                 src.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
848                 if (src.bytes == 8)
849                         src.bytes = 4;
850                 /* NB. Immediates are sign-extended as necessary. */
851                 switch (src.bytes) {
852                 case 1:
853                         src.val = insn_fetch(s8, 1, _eip);
854                         break;
855                 case 2:
856                         src.val = insn_fetch(s16, 2, _eip);
857                         break;
858                 case 4:
859                         src.val = insn_fetch(s32, 4, _eip);
860                         break;
861                 }
862                 break;
863         case SrcImmByte:
864                 src.type = OP_IMM;
865                 src.ptr = (unsigned long *)_eip;
866                 src.bytes = 1;
867                 src.val = insn_fetch(s8, 1, _eip);
868                 break;
869         }
870
871         /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
872         switch (d & DstMask) {
873         case ImplicitOps:
874                 /* Special instructions do their own operand decoding. */
875                 goto special_insn;
876         case DstReg:
877                 dst.type = OP_REG;
878                 if ((d & ByteOp)
879                     && !(twobyte && (b == 0xb6 || b == 0xb7))) {
880                         dst.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs,
881                                                   (rex_prefix == 0));
882                         dst.val = *(u8 *) dst.ptr;
883                         dst.bytes = 1;
884                 } else {
885                         dst.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs, 0);
886                         switch ((dst.bytes = op_bytes)) {
887                         case 2:
888                                 dst.val = *(u16 *)dst.ptr;
889                                 break;
890                         case 4:
891                                 dst.val = *(u32 *)dst.ptr;
892                                 break;
893                         case 8:
894                                 dst.val = *(u64 *)dst.ptr;
895                                 break;
896                         }
897                 }
898                 break;
899         case DstMem:
900                 dst.type = OP_MEM;
901                 dst.ptr = (unsigned long *)cr2;
902                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
903                 dst.val = 0;
904                 /*
905                  * For instructions with a ModR/M byte, switch to register
906                  * access if Mod = 3.
907                  */
908                 if ((d & ModRM) && modrm_mod == 3) {
909                         dst.type = OP_REG;
910                         break;
911                 }
912                 if (d & BitOp) {
913                         unsigned long mask = ~(dst.bytes * 8 - 1);
914
915                         dst.ptr = (void *)dst.ptr + (src.val & mask) / 8;
916                 }
917                 if (!(d & Mov) && /* optimisation - avoid slow emulated read */
918                     ((rc = ops->read_emulated((unsigned long)dst.ptr,
919                                               &dst.val, dst.bytes, ctxt->vcpu)) != 0))
920                         goto done;
921                 break;
922         }
923         dst.orig_val = dst.val;
924
925         if (twobyte)
926                 goto twobyte_insn;
927
928         switch (b) {
929         case 0x00 ... 0x05:
930               add:              /* add */
931                 emulate_2op_SrcV("add", src, dst, _eflags);
932                 break;
933         case 0x08 ... 0x0d:
934               or:               /* or */
935                 emulate_2op_SrcV("or", src, dst, _eflags);
936                 break;
937         case 0x10 ... 0x15:
938               adc:              /* adc */
939                 emulate_2op_SrcV("adc", src, dst, _eflags);
940                 break;
941         case 0x18 ... 0x1d:
942               sbb:              /* sbb */
943                 emulate_2op_SrcV("sbb", src, dst, _eflags);
944                 break;
945         case 0x20 ... 0x23:
946               and:              /* and */
947                 emulate_2op_SrcV("and", src, dst, _eflags);
948                 break;
949         case 0x24:              /* and al imm8 */
950                 dst.type = OP_REG;
951                 dst.ptr = &_regs[VCPU_REGS_RAX];
952                 dst.val = *(u8 *)dst.ptr;
953                 dst.bytes = 1;
954                 dst.orig_val = dst.val;
955                 goto and;
956         case 0x25:              /* and ax imm16, or eax imm32 */
957                 dst.type = OP_REG;
958                 dst.bytes = op_bytes;
959                 dst.ptr = &_regs[VCPU_REGS_RAX];
960                 if (op_bytes == 2)
961                         dst.val = *(u16 *)dst.ptr;
962                 else
963                         dst.val = *(u32 *)dst.ptr;
964                 dst.orig_val = dst.val;
965                 goto and;
966         case 0x28 ... 0x2d:
967               sub:              /* sub */
968                 emulate_2op_SrcV("sub", src, dst, _eflags);
969                 break;
970         case 0x30 ... 0x35:
971               xor:              /* xor */
972                 emulate_2op_SrcV("xor", src, dst, _eflags);
973                 break;
974         case 0x38 ... 0x3d:
975               cmp:              /* cmp */
976                 emulate_2op_SrcV("cmp", src, dst, _eflags);
977                 break;
978         case 0x63:              /* movsxd */
979                 if (mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
980                         goto cannot_emulate;
981                 dst.val = (s32) src.val;
982                 break;
983         case 0x6a: /* push imm8 */
984                 src.val = 0L;
985                 src.val = insn_fetch(s8, 1, _eip);
986 push:
987                 dst.type  = OP_MEM;
988                 dst.bytes = op_bytes;
989                 dst.val = src.val;
990                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSP], -op_bytes);
991                 dst.ptr = (void *) register_address(ctxt->ss_base,
992                                                         _regs[VCPU_REGS_RSP]);
993                 break;
994         case 0x80 ... 0x83:     /* Grp1 */
995                 switch (modrm_reg) {
996                 case 0:
997                         goto add;
998                 case 1:
999                         goto or;
1000                 case 2:
1001                         goto adc;
1002                 case 3:
1003                         goto sbb;
1004                 case 4:
1005                         goto and;
1006                 case 5:
1007                         goto sub;
1008                 case 6:
1009                         goto xor;
1010                 case 7:
1011                         goto cmp;
1012                 }
1013                 break;
1014         case 0x84 ... 0x85:
1015               test:             /* test */
1016                 emulate_2op_SrcV("test", src, dst, _eflags);
1017                 break;
1018         case 0x86 ... 0x87:     /* xchg */
1019                 /* Write back the register source. */
1020                 switch (dst.bytes) {
1021                 case 1:
1022                         *(u8 *) src.ptr = (u8) dst.val;
1023                         break;
1024                 case 2:
1025                         *(u16 *) src.ptr = (u16) dst.val;
1026                         break;
1027                 case 4:
1028                         *src.ptr = (u32) dst.val;
1029                         break;  /* 64b reg: zero-extend */
1030                 case 8:
1031                         *src.ptr = dst.val;
1032                         break;
1033                 }
1034                 /*
1035                  * Write back the memory destination with implicit LOCK
1036                  * prefix.
1037                  */
1038                 dst.val = src.val;
1039                 lock_prefix = 1;
1040                 break;
1041         case 0x88 ... 0x8b:     /* mov */
1042                 goto mov;
1043         case 0x8d: /* lea r16/r32, m */
1044                 dst.val = modrm_val;
1045                 break;
1046         case 0x8f:              /* pop (sole member of Grp1a) */
1047                 /* 64-bit mode: POP always pops a 64-bit operand. */
1048                 if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
1049                         dst.bytes = 8;
1050                 if ((rc = ops->read_std(register_address(ctxt->ss_base,
1051                                                          _regs[VCPU_REGS_RSP]),
1052                                         &dst.val, dst.bytes, ctxt->vcpu)) != 0)
1053                         goto done;
1054                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSP], dst.bytes);
1055                 break;
1056         case 0xa0 ... 0xa1:     /* mov */
1057                 dst.ptr = (unsigned long *)&_regs[VCPU_REGS_RAX];
1058                 dst.val = src.val;
1059                 _eip += ad_bytes;       /* skip src displacement */
1060                 break;
1061         case 0xa2 ... 0xa3:     /* mov */
1062                 dst.val = (unsigned long)_regs[VCPU_REGS_RAX];
1063                 _eip += ad_bytes;       /* skip dst displacement */
1064                 break;
1065         case 0xc0 ... 0xc1:
1066               grp2:             /* Grp2 */
1067                 switch (modrm_reg) {
1068                 case 0: /* rol */
1069                         emulate_2op_SrcB("rol", src, dst, _eflags);
1070                         break;
1071                 case 1: /* ror */
1072                         emulate_2op_SrcB("ror", src, dst, _eflags);
1073                         break;
1074                 case 2: /* rcl */
1075                         emulate_2op_SrcB("rcl", src, dst, _eflags);
1076                         break;
1077                 case 3: /* rcr */
1078                         emulate_2op_SrcB("rcr", src, dst, _eflags);
1079                         break;
1080                 case 4: /* sal/shl */
1081                 case 6: /* sal/shl */
1082                         emulate_2op_SrcB("sal", src, dst, _eflags);
1083                         break;
1084                 case 5: /* shr */
1085                         emulate_2op_SrcB("shr", src, dst, _eflags);
1086                         break;
1087                 case 7: /* sar */
1088                         emulate_2op_SrcB("sar", src, dst, _eflags);
1089                         break;
1090                 }
1091                 break;
1092         case 0xc6 ... 0xc7:     /* mov (sole member of Grp11) */
1093         mov:
1094                 dst.val = src.val;
1095                 break;
1096         case 0xd0 ... 0xd1:     /* Grp2 */
1097                 src.val = 1;
1098                 goto grp2;
1099         case 0xd2 ... 0xd3:     /* Grp2 */
1100                 src.val = _regs[VCPU_REGS_RCX];
1101                 goto grp2;
1102         case 0xf6 ... 0xf7:     /* Grp3 */
1103                 switch (modrm_reg) {
1104                 case 0 ... 1:   /* test */
1105                         /*
1106                          * Special case in Grp3: test has an immediate
1107                          * source operand.
1108                          */
1109                         src.type = OP_IMM;
1110                         src.ptr = (unsigned long *)_eip;
1111                         src.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
1112                         if (src.bytes == 8)
1113                                 src.bytes = 4;
1114                         switch (src.bytes) {
1115                         case 1:
1116                                 src.val = insn_fetch(s8, 1, _eip);
1117                                 break;
1118                         case 2:
1119                                 src.val = insn_fetch(s16, 2, _eip);
1120                                 break;
1121                         case 4:
1122                                 src.val = insn_fetch(s32, 4, _eip);
1123                                 break;
1124                         }
1125                         goto test;
1126                 case 2: /* not */
1127                         dst.val = ~dst.val;
1128                         break;
1129                 case 3: /* neg */
1130                         emulate_1op("neg", dst, _eflags);
1131                         break;
1132                 default:
1133                         goto cannot_emulate;
1134                 }
1135                 break;
1136         case 0xfe ... 0xff:     /* Grp4/Grp5 */
1137                 switch (modrm_reg) {
1138                 case 0: /* inc */
1139                         emulate_1op("inc", dst, _eflags);
1140                         break;
1141                 case 1: /* dec */
1142                         emulate_1op("dec", dst, _eflags);
1143                         break;
1144                 case 4: /* jmp abs */
1145                         if (b == 0xff)
1146                                 _eip = dst.val;
1147                         else
1148                                 goto cannot_emulate;
1149                         break;
1150                 case 6: /* push */
1151                         /* 64-bit mode: PUSH always pushes a 64-bit operand. */
1152                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64) {
1153                                 dst.bytes = 8;
1154                                 if ((rc = ops->read_std((unsigned long)dst.ptr,
1155                                                         &dst.val, 8,
1156                                                         ctxt->vcpu)) != 0)
1157                                         goto done;
1158                         }
1159                         register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSP],
1160                                                    -dst.bytes);
1161                         if ((rc = ops->write_std(
1162                                      register_address(ctxt->ss_base,
1163                                                       _regs[VCPU_REGS_RSP]),
1164                                      &dst.val, dst.bytes, ctxt->vcpu)) != 0)
1165                                 goto done;
1166                         no_wb = 1;
1167                         break;
1168                 default:
1169                         goto cannot_emulate;
1170                 }
1171                 break;
1172         }
1173
1174 writeback:
1175         if (!no_wb) {
1176                 switch (dst.type) {
1177                 case OP_REG:
1178                         /* The 4-byte case *is* correct: in 64-bit mode we zero-extend. */
1179                         switch (dst.bytes) {
1180                         case 1:
1181                                 *(u8 *)dst.ptr = (u8)dst.val;
1182                                 break;
1183                         case 2:
1184                                 *(u16 *)dst.ptr = (u16)dst.val;
1185                                 break;
1186                         case 4:
1187                                 *dst.ptr = (u32)dst.val;
1188                                 break;  /* 64b: zero-ext */
1189                         case 8:
1190                                 *dst.ptr = dst.val;
1191                                 break;
1192                         }
1193                         break;
1194                 case OP_MEM:
1195                         if (lock_prefix)
1196                                 rc = ops->cmpxchg_emulated((unsigned long)dst.
1197                                                            ptr, &dst.orig_val,
1198                                                            &dst.val, dst.bytes,
1199                                                            ctxt->vcpu);
1200                         else
1201                                 rc = ops->write_emulated((unsigned long)dst.ptr,
1202                                                          &dst.val, dst.bytes,
1203                                                          ctxt->vcpu);
1204                         if (rc != 0)
1205                                 goto done;
1206                 default:
1207                         break;
1208                 }
1209         }
1210
1211         /* Commit shadow register state. */
1212         memcpy(ctxt->vcpu->regs, _regs, sizeof _regs);
1213         ctxt->eflags = _eflags;
1214         ctxt->vcpu->rip = _eip;
1215
1216 done:
1217         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
1218
1219 special_insn:
1220         if (twobyte)
1221                 goto twobyte_special_insn;
1222         switch(b) {
1223         case 0x50 ... 0x57:  /* push reg */
1224                 if (op_bytes == 2)
1225                         src.val = (u16) _regs[b & 0x7];
1226                 else
1227                         src.val = (u32) _regs[b & 0x7];
1228                 dst.type  = OP_MEM;
1229                 dst.bytes = op_bytes;
1230                 dst.val = src.val;
1231                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSP], -op_bytes);
1232                 dst.ptr = (void *) register_address(
1233                         ctxt->ss_base, _regs[VCPU_REGS_RSP]);
1234                 break;
1235         case 0x58 ... 0x5f: /* pop reg */
1236                 dst.ptr = (unsigned long *)&_regs[b & 0x7];
1237         pop_instruction:
1238                 if ((rc = ops->read_std(register_address(ctxt->ss_base,
1239                         _regs[VCPU_REGS_RSP]), dst.ptr, op_bytes, ctxt->vcpu))
1240                         != 0)
1241                         goto done;
1242
1243                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSP], op_bytes);
1244                 no_wb = 1; /* Disable writeback. */
1245                 break;
1246         case 0x6c:              /* insb */
1247         case 0x6d:              /* insw/insd */
1248                  if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu, NULL,
1249                                 1,                                      /* in */
1250                                 (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes,            /* size */
1251                                 rep_prefix ?
1252                                 address_mask(_regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1, /* count */
1253                                 (_eflags & EFLG_DF),                    /* down */
1254                                 register_address(ctxt->es_base,
1255                                                  _regs[VCPU_REGS_RDI]), /* address */
1256                                 rep_prefix,
1257                                 _regs[VCPU_REGS_RDX]                    /* port */
1258                                 ) == 0)
1259                         return -1;
1260                 return 0;
1261         case 0x6e:              /* outsb */
1262         case 0x6f:              /* outsw/outsd */
1263                 if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu, NULL,
1264                                 0,                                      /* in */
1265                                 (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes,            /* size */
1266                                 rep_prefix ?
1267                                 address_mask(_regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1, /* count */
1268                                 (_eflags & EFLG_DF),                    /* down */
1269                                 register_address(override_base ?
1270                                                  *override_base : ctxt->ds_base,
1271                                                  _regs[VCPU_REGS_RSI]), /* address */
1272                                 rep_prefix,
1273                                 _regs[VCPU_REGS_RDX]                    /* port */
1274                                 ) == 0)
1275                         return -1;
1276                 return 0;
1277         case 0x70 ... 0x7f: /* jcc (short) */ {
1278                 int rel = insn_fetch(s8, 1, _eip);
1279
1280                 if (test_cc(b, _eflags))
1281                 JMP_REL(rel);
1282                 break;
1283         }
1284         case 0x9c: /* pushf */
1285                 src.val =  (unsigned long) _eflags;
1286                 goto push;
1287         case 0x9d: /* popf */
1288                 dst.ptr = (unsigned long *) &_eflags;
1289                 goto pop_instruction;
1290         case 0xc3: /* ret */
1291                 dst.ptr = &_eip;
1292                 goto pop_instruction;
1293         case 0xf4:              /* hlt */
1294                 ctxt->vcpu->halt_request = 1;
1295                 goto done;
1296         }
1297         if (rep_prefix) {
1298                 if (_regs[VCPU_REGS_RCX] == 0) {
1299                         ctxt->vcpu->rip = _eip;
1300                         goto done;
1301                 }
1302                 _regs[VCPU_REGS_RCX]--;
1303                 _eip = ctxt->vcpu->rip;
1304         }
1305         switch (b) {
1306         case 0xa4 ... 0xa5:     /* movs */
1307                 dst.type = OP_MEM;
1308                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
1309                 dst.ptr = (unsigned long *)register_address(ctxt->es_base,
1310                                                         _regs[VCPU_REGS_RDI]);
1311                 if ((rc = ops->read_emulated(register_address(
1312                       override_base ? *override_base : ctxt->ds_base,
1313                       _regs[VCPU_REGS_RSI]), &dst.val, dst.bytes, ctxt->vcpu)) != 0)
1314                         goto done;
1315                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSI],
1316                              (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1317                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RDI],
1318                              (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1319                 break;
1320         case 0xa6 ... 0xa7:     /* cmps */
1321                 DPRINTF("Urk! I don't handle CMPS.\n");
1322                 goto cannot_emulate;
1323         case 0xaa ... 0xab:     /* stos */
1324                 dst.type = OP_MEM;
1325                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
1326                 dst.ptr = (unsigned long *)cr2;
1327                 dst.val = _regs[VCPU_REGS_RAX];
1328                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RDI],
1329                              (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1330                 break;
1331         case 0xac ... 0xad:     /* lods */
1332                 dst.type = OP_REG;
1333                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
1334                 dst.ptr = (unsigned long *)&_regs[VCPU_REGS_RAX];
1335                 if ((rc = ops->read_emulated(cr2, &dst.val, dst.bytes,
1336                                              ctxt->vcpu)) != 0)
1337                         goto done;
1338                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSI],
1339                            (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1340                 break;
1341         case 0xae ... 0xaf:     /* scas */
1342                 DPRINTF("Urk! I don't handle SCAS.\n");
1343                 goto cannot_emulate;
1344         case 0xe8: /* call (near) */ {
1345                 long int rel;
1346                 switch (op_bytes) {
1347                 case 2:
1348                         rel = insn_fetch(s16, 2, _eip);
1349                         break;
1350                 case 4:
1351                         rel = insn_fetch(s32, 4, _eip);
1352                         break;
1353                 case 8:
1354                         rel = insn_fetch(s64, 8, _eip);
1355                         break;
1356                 default:
1357                         DPRINTF("Call: Invalid op_bytes\n");
1358                         goto cannot_emulate;
1359                 }
1360                 src.val = (unsigned long) _eip;
1361                 JMP_REL(rel);
1362                 goto push;
1363         }
1364         case 0xe9: /* jmp rel */
1365         case 0xeb: /* jmp rel short */
1366                 JMP_REL(src.val);
1367                 no_wb = 1; /* Disable writeback. */
1368                 break;
1369
1370
1371         }
1372         goto writeback;
1373
1374 twobyte_insn:
1375         switch (b) {
1376         case 0x01: /* lgdt, lidt, lmsw */
1377                 /* Disable writeback. */
1378                 no_wb = 1;
1379                 switch (modrm_reg) {
1380                         u16 size;
1381                         unsigned long address;
1382
1383                 case 2: /* lgdt */
1384                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, src.ptr,
1385                                              &size, &address, op_bytes);
1386                         if (rc)
1387                                 goto done;
1388                         realmode_lgdt(ctxt->vcpu, size, address);
1389                         break;
1390                 case 3: /* lidt */
1391                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, src.ptr,
1392                                              &size, &address, op_bytes);
1393                         if (rc)
1394                                 goto done;
1395                         realmode_lidt(ctxt->vcpu, size, address);
1396                         break;
1397                 case 4: /* smsw */
1398                         if (modrm_mod != 3)
1399                                 goto cannot_emulate;
1400                         *(u16 *)&_regs[modrm_rm]
1401                                 = realmode_get_cr(ctxt->vcpu, 0);
1402                         break;
1403                 case 6: /* lmsw */
1404                         if (modrm_mod != 3)
1405                                 goto cannot_emulate;
1406                         realmode_lmsw(ctxt->vcpu, (u16)modrm_val, &_eflags);
1407                         break;
1408                 case 7: /* invlpg*/
1409                         emulate_invlpg(ctxt->vcpu, cr2);
1410                         break;
1411                 default:
1412                         goto cannot_emulate;
1413                 }
1414                 break;
1415         case 0x21: /* mov from dr to reg */
1416                 no_wb = 1;
1417                 if (modrm_mod != 3)
1418                         goto cannot_emulate;
1419                 rc = emulator_get_dr(ctxt, modrm_reg, &_regs[modrm_rm]);
1420                 break;
1421         case 0x23: /* mov from reg to dr */
1422                 no_wb = 1;
1423                 if (modrm_mod != 3)
1424                         goto cannot_emulate;
1425                 rc = emulator_set_dr(ctxt, modrm_reg, _regs[modrm_rm]);
1426                 break;
1427         case 0x40 ... 0x4f:     /* cmov */
1428                 dst.val = dst.orig_val = src.val;
1429                 no_wb = 1;
1430                 /*
1431                  * First, assume we're decoding an even cmov opcode
1432                  * (lsb == 0).
1433                  */
1434                 switch ((b & 15) >> 1) {
1435                 case 0: /* cmovo */
1436                         no_wb = (_eflags & EFLG_OF) ? 0 : 1;
1437                         break;
1438                 case 1: /* cmovb/cmovc/cmovnae */
1439                         no_wb = (_eflags & EFLG_CF) ? 0 : 1;
1440                         break;
1441                 case 2: /* cmovz/cmove */
1442                         no_wb = (_eflags & EFLG_ZF) ? 0 : 1;
1443                         break;
1444                 case 3: /* cmovbe/cmovna */
1445                         no_wb = (_eflags & (EFLG_CF | EFLG_ZF)) ? 0 : 1;
1446                         break;
1447                 case 4: /* cmovs */
1448                         no_wb = (_eflags & EFLG_SF) ? 0 : 1;
1449                         break;
1450                 case 5: /* cmovp/cmovpe */
1451                         no_wb = (_eflags & EFLG_PF) ? 0 : 1;
1452                         break;
1453                 case 7: /* cmovle/cmovng */
1454                         no_wb = (_eflags & EFLG_ZF) ? 0 : 1;
1455                         /* fall through */
1456                 case 6: /* cmovl/cmovnge */
1457                         no_wb &= (!(_eflags & EFLG_SF) !=
1458                               !(_eflags & EFLG_OF)) ? 0 : 1;
1459                         break;
1460                 }
1461                 /* Odd cmov opcodes (lsb == 1) have inverted sense. */
1462                 no_wb ^= b & 1;
1463                 break;
1464         case 0xa3:
1465               bt:               /* bt */
1466                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1467                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bt", src, dst, _eflags);
1468                 break;
1469         case 0xab:
1470               bts:              /* bts */
1471                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1472                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bts", src, dst, _eflags);
1473                 break;
1474         case 0xb0 ... 0xb1:     /* cmpxchg */
1475                 /*
1476                  * Save real source value, then compare EAX against
1477                  * destination.
1478                  */
1479                 src.orig_val = src.val;
1480                 src.val = _regs[VCPU_REGS_RAX];
1481                 emulate_2op_SrcV("cmp", src, dst, _eflags);
1482                 if (_eflags & EFLG_ZF) {
1483                         /* Success: write back to memory. */
1484                         dst.val = src.orig_val;
1485                 } else {
1486                         /* Failure: write the value we saw to EAX. */
1487                         dst.type = OP_REG;
1488                         dst.ptr = (unsigned long *)&_regs[VCPU_REGS_RAX];
1489                 }
1490                 break;
1491         case 0xb3:
1492               btr:              /* btr */
1493                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1494                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btr", src, dst, _eflags);
1495                 break;
1496         case 0xb6 ... 0xb7:     /* movzx */
1497                 dst.bytes = op_bytes;
1498                 dst.val = (d & ByteOp) ? (u8) src.val : (u16) src.val;
1499                 break;
1500         case 0xba:              /* Grp8 */
1501                 switch (modrm_reg & 3) {
1502                 case 0:
1503                         goto bt;
1504                 case 1:
1505                         goto bts;
1506                 case 2:
1507                         goto btr;
1508                 case 3:
1509                         goto btc;
1510                 }
1511                 break;
1512         case 0xbb:
1513               btc:              /* btc */
1514                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1515                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btc", src, dst, _eflags);
1516                 break;
1517         case 0xbe ... 0xbf:     /* movsx */
1518                 dst.bytes = op_bytes;
1519                 dst.val = (d & ByteOp) ? (s8) src.val : (s16) src.val;
1520                 break;
1521         case 0xc3:              /* movnti */
1522                 dst.bytes = op_bytes;
1523                 dst.val = (op_bytes == 4) ? (u32) src.val : (u64) src.val;
1524                 break;
1525         }
1526         goto writeback;
1527
1528 twobyte_special_insn:
1529         /* Disable writeback. */
1530         no_wb = 1;
1531         switch (b) {
1532         case 0x06:
1533                 emulate_clts(ctxt->vcpu);
1534                 break;
1535         case 0x09:              /* wbinvd */
1536                 break;
1537         case 0x0d:              /* GrpP (prefetch) */
1538         case 0x18:              /* Grp16 (prefetch/nop) */
1539                 break;
1540         case 0x20: /* mov cr, reg */
1541                 if (modrm_mod != 3)
1542                         goto cannot_emulate;
1543                 _regs[modrm_rm] = realmode_get_cr(ctxt->vcpu, modrm_reg);
1544                 break;
1545         case 0x22: /* mov reg, cr */
1546                 if (modrm_mod != 3)
1547                         goto cannot_emulate;
1548                 realmode_set_cr(ctxt->vcpu, modrm_reg, modrm_val, &_eflags);
1549                 break;
1550         case 0x30:
1551                 /* wrmsr */
1552                 msr_data = (u32)_regs[VCPU_REGS_RAX]
1553                         | ((u64)_regs[VCPU_REGS_RDX] << 32);
1554                 rc = kvm_set_msr(ctxt->vcpu, _regs[VCPU_REGS_RCX], msr_data);
1555                 if (rc) {
1556                         kvm_x86_ops->inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1557                         _eip = ctxt->vcpu->rip;
1558                 }
1559                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
1560                 break;
1561         case 0x32:
1562                 /* rdmsr */
1563                 rc = kvm_get_msr(ctxt->vcpu, _regs[VCPU_REGS_RCX], &msr_data);
1564                 if (rc) {
1565                         kvm_x86_ops->inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1566                         _eip = ctxt->vcpu->rip;
1567                 } else {
1568                         _regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32)msr_data;
1569                         _regs[VCPU_REGS_RDX] = msr_data >> 32;
1570                 }
1571                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
1572                 break;
1573         case 0x80 ... 0x8f: /* jnz rel, etc*/ {
1574                 long int rel;
1575
1576                 switch (op_bytes) {
1577                 case 2:
1578                         rel = insn_fetch(s16, 2, _eip);
1579                         break;
1580                 case 4:
1581                         rel = insn_fetch(s32, 4, _eip);
1582                         break;
1583                 case 8:
1584                         rel = insn_fetch(s64, 8, _eip);
1585                         break;
1586                 default:
1587                         DPRINTF("jnz: Invalid op_bytes\n");
1588                         goto cannot_emulate;
1589                 }
1590                 if (test_cc(b, _eflags))
1591                         JMP_REL(rel);
1592                 break;
1593         }
1594         case 0xc7:              /* Grp9 (cmpxchg8b) */
1595                 {
1596                         u64 old, new;
1597                         if ((rc = ops->read_emulated(cr2, &old, 8, ctxt->vcpu))
1598                                                                         != 0)
1599                                 goto done;
1600                         if (((u32) (old >> 0) != (u32) _regs[VCPU_REGS_RAX]) ||
1601                             ((u32) (old >> 32) != (u32) _regs[VCPU_REGS_RDX])) {
1602                                 _regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32) (old >> 0);
1603                                 _regs[VCPU_REGS_RDX] = (u32) (old >> 32);
1604                                 _eflags &= ~EFLG_ZF;
1605                         } else {
1606                                 new = ((u64)_regs[VCPU_REGS_RCX] << 32)
1607                                         | (u32) _regs[VCPU_REGS_RBX];
1608                                 if ((rc = ops->cmpxchg_emulated(cr2, &old,
1609                                                           &new, 8, ctxt->vcpu)) != 0)
1610                                         goto done;
1611                                 _eflags |= EFLG_ZF;
1612                         }
1613                         break;
1614                 }
1615         }
1616         goto writeback;
1617
1618 cannot_emulate:
1619         DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", b);
1620         return -1;
1621 }
1622
1623 #ifdef __XEN__
1624
1625 #include <asm/mm.h>
1626 #include <asm/uaccess.h>
1627
1628 int
1629 x86_emulate_read_std(unsigned long addr,
1630                      unsigned long *val,
1631                      unsigned int bytes, struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1632 {
1633         unsigned int rc;
1634
1635         *val = 0;
1636
1637         if ((rc = copy_from_user((void *)val, (void *)addr, bytes)) != 0) {
1638                 propagate_page_fault(addr + bytes - rc, 0);     /* read fault */
1639                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1640         }
1641
1642         return X86EMUL_CONTINUE;
1643 }
1644
1645 int
1646 x86_emulate_write_std(unsigned long addr,
1647                       unsigned long val,
1648                       unsigned int bytes, struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1649 {
1650         unsigned int rc;
1651
1652         if ((rc = copy_to_user((void *)addr, (void *)&val, bytes)) != 0) {
1653                 propagate_page_fault(addr + bytes - rc, PGERR_write_access);
1654                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1655         }
1656
1657         return X86EMUL_CONTINUE;
1658 }
1659
1660 #endif