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

   1 /******************************************************************************
   2  * emulate.c
   3  *
   4  * Generic x86 (32-bit and 64-bit) instruction decoder and emulator.
   5  *
   6  * Copyright (c) 2005 Keir Fraser
   7  *
   8  * Linux coding style, mod r/m decoder, segment base fixes, real-mode
   9  * privileged instructions:
  10  *
  11  * Copyright (C) 2006 Qumranet
  12  *
  13  *   Avi Kivity <avi@qumranet.com>
  14  *   Yaniv Kamay <yaniv@qumranet.com>
  15  *
  16  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
  17  * the COPYING file in the top-level directory.
  18  *
  19  * From: xen-unstable 10676:af9809f51f81a3c43f276f00c81a52ef558afda4
  20  */
  21
  22 #ifndef __KERNEL__
  23 #include <stdio.h>
  24 #include <stdint.h>
  25 #include <public/xen.h>
  26 #define DPRINTF(_f, _a ...) printf(_f , ## _a)
  27 #else
  28 #include <linux/kvm_host.h>
  29 #include "kvm_cache_regs.h"
  30 #define DPRINTF(x...) do {} while (0)
  31 #endif
  32 #include <linux/module.h>
  33 #include <asm/kvm_emulate.h>
  34
  35 #include "x86.h"
  36
  37 /*
  38  * Opcode effective-address decode tables.
  39  * Note that we only emulate instructions that have at least one memory
  40  * operand (excluding implicit stack references). We assume that stack
  41  * references and instruction fetches will never occur in special memory
  42  * areas that require emulation. So, for example, 'mov <imm>,<reg>' need
  43  * not be handled.
  44  */
  45
  46 /* Operand sizes: 8-bit operands or specified/overridden size. */
  47 #define ByteOp      (1<<0)      /* 8-bit operands. */
  48 /* Destination operand type. */
  49 #define ImplicitOps (1<<1)      /* Implicit in opcode. No generic decode. */
  50 #define DstReg      (2<<1)      /* Register operand. */
  51 #define DstMem      (3<<1)      /* Memory operand. */
  52 #define DstAcc      (4<<1)      /* Destination Accumulator */
  53 #define DstMask     (7<<1)
  54 /* Source operand type. */
  55 #define SrcNone     (0<<4)      /* No source operand. */
  56 #define SrcImplicit (0<<4)      /* Source operand is implicit in the opcode. */
  57 #define SrcReg      (1<<4)      /* Register operand. */
  58 #define SrcMem      (2<<4)      /* Memory operand. */
  59 #define SrcMem16    (3<<4)      /* Memory operand (16-bit). */
  60 #define SrcMem32    (4<<4)      /* Memory operand (32-bit). */
  61 #define SrcImm      (5<<4)      /* Immediate operand. */
  62 #define SrcImmByte  (6<<4)      /* 8-bit sign-extended immediate operand. */
  63 #define SrcOne      (7<<4)      /* Implied '1' */
  64 #define SrcImmUByte (8<<4)      /* 8-bit unsigned immediate operand. */
  65 #define SrcImmU     (9<<4)      /* Immediate operand, unsigned */
  66 #define SrcMask     (0xf<<4)
  67 /* Generic ModRM decode. */
  68 #define ModRM       (1<<8)
  69 /* Destination is only written; never read. */
  70 #define Mov         (1<<9)
  71 #define BitOp       (1<<10)
  72 #define MemAbs      (1<<11)      /* Memory operand is absolute displacement */
  73 #define String      (1<<12)     /* String instruction (rep capable) */
  74 #define Stack       (1<<13)     /* Stack instruction (push/pop) */
  75 #define Group       (1<<14)     /* Bits 3:5 of modrm byte extend opcode */
  76 #define GroupDual   (1<<15)     /* Alternate decoding of mod == 3 */
  77 #define GroupMask   0xff        /* Group number stored in bits 0:7 */
  78 /* Misc flags */
  79 #define No64        (1<<28)
  80 /* Source 2 operand type */
  81 #define Src2None    (0<<29)
  82 #define Src2CL      (1<<29)
  83 #define Src2ImmByte (2<<29)
  84 #define Src2One     (3<<29)
  85 #define Src2Imm16   (4<<29)
  86 #define Src2Mask    (7<<29)
  87
  88 enum {
  89         Group1_80, Group1_81, Group1_82, Group1_83,
  90         Group1A, Group3_Byte, Group3, Group4, Group5, Group7,
  91         Group8, Group9,
  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, Group | Group8, 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,
 276         0, 0, 0, Group | GroupDual | Group9,
 277         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 278         /* 0xD0 - 0xDF */
 279         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 280         /* 0xE0 - 0xEF */
 281         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 282         /* 0xF0 - 0xFF */
 283         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
 284 };
 285
 286 static u32 group_table[] = {
 287         [Group1_80*8] =
 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         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 292         [Group1_81*8] =
 293         DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImm | ModRM,
 294         DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImm | ModRM,
 295         DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImm | ModRM,
 296         DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImm | ModRM,
 297         [Group1_82*8] =
 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         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 302         [Group1_83*8] =
 303         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 304         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 305         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 306         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 307         [Group1A*8] =
 308         DstMem | SrcNone | ModRM | Mov | Stack, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 309         [Group3_Byte*8] =
 310         ByteOp | SrcImm | DstMem | ModRM, 0,
 311         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM,
 312         0, 0, 0, 0,
 313         [Group3*8] =
 314         DstMem | SrcImm | ModRM, 0,
 315         DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
 316         0, 0, 0, 0,
 317         [Group4*8] =
 318         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM,
 319         0, 0, 0, 0, 0, 0,
 320         [Group5*8] =
 321         DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
 322         SrcMem | ModRM | Stack, 0,
 323         SrcMem | ModRM | Stack, 0, SrcMem | ModRM | Stack, 0,
 324         [Group7*8] =
 325         0, 0, ModRM | SrcMem, ModRM | SrcMem,
 326         SrcNone | ModRM | DstMem | Mov, 0,
 327         SrcMem16 | ModRM | Mov, SrcMem | ModRM | ByteOp,
 328         [Group8*8] =
 329         0, 0, 0, 0,
 330         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 331         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 332         [Group9*8] =
 333         0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 334 };
 335
 336 static u32 group2_table[] = {
 337         [Group7*8] =
 338         SrcNone | ModRM, 0, 0, SrcNone | ModRM,
 339         SrcNone | ModRM | DstMem | Mov, 0,
 340         SrcMem16 | ModRM | Mov, 0,
 341         [Group9*8] =
 342         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 343 };
 344
 345 /* EFLAGS bit definitions. */
 346 #define EFLG_ID (1<<21)
 347 #define EFLG_VIP (1<<20)
 348 #define EFLG_VIF (1<<19)
 349 #define EFLG_AC (1<<18)
 350 #define EFLG_VM (1<<17)
 351 #define EFLG_RF (1<<16)
 352 #define EFLG_IOPL (3<<12)
 353 #define EFLG_NT (1<<14)
 354 #define EFLG_OF (1<<11)
 355 #define EFLG_DF (1<<10)
 356 #define EFLG_IF (1<<9)
 357 #define EFLG_TF (1<<8)
 358 #define EFLG_SF (1<<7)
 359 #define EFLG_ZF (1<<6)
 360 #define EFLG_AF (1<<4)
 361 #define EFLG_PF (1<<2)
 362 #define EFLG_CF (1<<0)
 363
 364 /*
 365  * Instruction emulation:
 366  * Most instructions are emulated directly via a fragment of inline assembly
 367  * code. This allows us to save/restore EFLAGS and thus very easily pick up
 368  * any modified flags.
 369  */
 370
 371 #if defined(CONFIG_X86_64)
 372 #define _LO32 "k"               /* force 32-bit operand */
 373 #define _STK  "%%rsp"           /* stack pointer */
 374 #elif defined(__i386__)
 375 #define _LO32 ""                /* force 32-bit operand */
 376 #define _STK  "%%esp"           /* stack pointer */
 377 #endif
 378
 379 /*
 380  * These EFLAGS bits are restored from saved value during emulation, and
 381  * any changes are written back to the saved value after emulation.
 382  */
 383 #define EFLAGS_MASK (EFLG_OF|EFLG_SF|EFLG_ZF|EFLG_AF|EFLG_PF|EFLG_CF)
 384
 385 /* Before executing instruction: restore necessary bits in EFLAGS. */
 386 #define _PRE_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp)                                   \
 387         /* EFLAGS = (_sav & _msk) | (EFLAGS & ~_msk); _sav &= ~_msk; */ \
 388         "movl %"_sav",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
 389         "push %"_tmp"; "                                                \
 390         "push %"_tmp"; "                                                \
 391         "movl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
 392         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 393         "pushf; "                                                       \
 394         "notl %"_LO32 _tmp"; "                                          \
 395         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 396         "andl %"_LO32 _tmp","__stringify(BITS_PER_LONG/4)"("_STK"); "   \
 397         "pop  %"_tmp"; "                                                \
 398         "orl  %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 399         "popf; "                                                        \
 400         "pop  %"_sav"; "
 401
 402 /* After executing instruction: write-back necessary bits in EFLAGS. */
 403 #define _POST_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp) \
 404         /* _sav |= EFLAGS & _msk; */            \
 405         "pushf; "                               \
 406         "pop  %"_tmp"; "                        \
 407         "andl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "          \
 408         "orl  %"_LO32 _tmp",%"_sav"; "
 409
 410 #ifdef CONFIG_X86_64
 411 #define ON64(x) x
 412 #else
 413 #define ON64(x)
 414 #endif
 415
 416 #define ____emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags, _x, _y, _suffix)      \
 417         do {                                                            \
 418                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 419                         _PRE_EFLAGS("0", "4", "2")                      \
 420                         _op _suffix " %"_x"3,%1; "                      \
 421                         _POST_EFLAGS("0", "4", "2")                     \
 422                         : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),            \
 423                           "=&r" (_tmp)                                  \
 424                         : _y ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK));          \
 425         } while (0)
 426
 427
 428 /* Raw emulation: instruction has two explicit operands. */
 429 #define __emulate_2op_nobyte(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 430         do {                                                            \
 431                 unsigned long _tmp;                                     \
 432                                                                         \
 433                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
 434                 case 2:                                                 \
 435                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,"w"); \
 436                         break;                                          \
 437                 case 4:                                                 \
 438                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_lx,_ly,"l"); \
 439                         break;                                          \
 440                 case 8:                                                 \
 441                         ON64(____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_qx,_qy,"q")); \
 442                         break;                                          \
 443                 }                                                       \
 444         } while (0)
 445
 446 #define __emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 447         do {                                                                 \
 448                 unsigned long _tmp;                                          \
 449                 switch ((_dst).bytes) {                                      \
 450                 case 1:                                                      \
 451                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,"b");  \
 452                         break;                                               \
 453                 default:                                                     \
 454                         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,       \
 455                                              _wx, _wy, _lx, _ly, _qx, _qy);  \
 456                         break;                                               \
 457                 }                                                            \
 458         } while (0)
 459
 460 /* Source operand is byte-sized and may be restricted to just %cl. */
 461 #define emulate_2op_SrcB(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 462         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 463                       "b", "c", "b", "c", "b", "c", "b", "c")
 464
 465 /* Source operand is byte, word, long or quad sized. */
 466 #define emulate_2op_SrcV(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 467         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 468                       "b", "q", "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 469
 470 /* Source operand is word, long or quad sized. */
 471 #define emulate_2op_SrcV_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags)               \
 472         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,                  \
 473                              "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 474
 475 /* Instruction has three operands and one operand is stored in ECX register */
 476 #define __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags, _suffix, _type)         \
 477         do {                                                                    \
 478                 unsigned long _tmp;                                             \
 479                 _type _clv  = (_cl).val;                                        \
 480                 _type _srcv = (_src).val;                                       \
 481                 _type _dstv = (_dst).val;                                       \
 482                                                                                 \
 483                 __asm__ __volatile__ (                                          \
 484                         _PRE_EFLAGS("0", "5", "2")                              \
 485                         _op _suffix " %4,%1 \n"                                 \
 486                         _POST_EFLAGS("0", "5", "2")                             \
 487                         : "=m" (_eflags), "+r" (_dstv), "=&r" (_tmp)            \
 488                         : "c" (_clv) , "r" (_srcv), "i" (EFLAGS_MASK)           \
 489                         );                                                      \
 490                                                                                 \
 491                 (_cl).val  = (unsigned long) _clv;                              \
 492                 (_src).val = (unsigned long) _srcv;                             \
 493                 (_dst).val = (unsigned long) _dstv;                             \
 494         } while (0)
 495
 496 #define emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags)                           \
 497         do {                                                                    \
 498                 switch ((_dst).bytes) {                                         \
 499                 case 2:                                                         \
 500                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
 501                                                 "w", unsigned short);           \
 502                         break;                                                  \
 503                 case 4:                                                         \
 504                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
 505                                                 "l", unsigned int);             \
 506                         break;                                                  \
 507                 case 8:                                                         \
 508                         ON64(__emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,    \
 509                                                 "q", unsigned long));           \
 510                         break;                                                  \
 511                 }                                                               \
 512         } while (0)
 513
 514 #define __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, _suffix)                      \
 515         do {                                                            \
 516                 unsigned long _tmp;                                     \
 517                                                                         \
 518                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 519                         _PRE_EFLAGS("0", "3", "2")                      \
 520                         _op _suffix " %1; "                             \
 521                         _POST_EFLAGS("0", "3", "2")                     \
 522                         : "=m" (_eflags), "+m" ((_dst).val),            \
 523                           "=&r" (_tmp)                                  \
 524                         : "i" (EFLAGS_MASK));                           \
 525         } while (0)
 526
 527 /* Instruction has only one explicit operand (no source operand). */
 528 #define emulate_1op(_op, _dst, _eflags)                                    \
 529         do {                                                            \
 530                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
 531                 case 1: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "b"); break;  \
 532                 case 2: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "w"); break;  \
 533                 case 4: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "l"); break;  \
 534                 case 8: ON64(__emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "q")); break; \
 535                 }                                                       \
 536         } while (0)
 537
 538 /* Fetch next part of the instruction being emulated. */
 539 #define insn_fetch(_type, _size, _eip)                                  \
 540 ({      unsigned long _x;                                               \
 541         rc = do_insn_fetch(ctxt, ops, (_eip), &_x, (_size));            \
 542         if (rc != 0)                                                    \
 543                 goto done;                                              \
 544         (_eip) += (_size);                                              \
 545         (_type)_x;                                                      \
 546 })
 547
 548 static inline unsigned long ad_mask(struct decode_cache *c)
 549 {
 550         return (1UL << (c->ad_bytes << 3)) - 1;
 551 }
 552
 553 /* Access/update address held in a register, based on addressing mode. */
 554 static inline unsigned long
 555 address_mask(struct decode_cache *c, unsigned long reg)
 556 {
 557         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 558                 return reg;
 559         else
 560                 return reg & ad_mask(c);
 561 }
 562
 563 static inline unsigned long
 564 register_address(struct decode_cache *c, unsigned long base, unsigned long reg)
 565 {
 566         return base + address_mask(c, reg);
 567 }
 568
 569 static inline void
 570 register_address_increment(struct decode_cache *c, unsigned long *reg, int inc)
 571 {
 572         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 573                 *reg += inc;
 574         else
 575                 *reg = (*reg & ~ad_mask(c)) | ((*reg + inc) & ad_mask(c));
 576 }
 577
 578 static inline void jmp_rel(struct decode_cache *c, int rel)
 579 {
 580         register_address_increment(c, &c->eip, rel);
 581 }
 582
 583 static void set_seg_override(struct decode_cache *c, int seg)
 584 {
 585         c->has_seg_override = true;
 586         c->seg_override = seg;
 587 }
 588
 589 static unsigned long seg_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
 590 {
 591         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && seg < VCPU_SREG_FS)
 592                 return 0;
 593
 594         return kvm_x86_ops->get_segment_base(ctxt->vcpu, seg);
 595 }
 596
 597 static unsigned long seg_override_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 598                                        struct decode_cache *c)
 599 {
 600         if (!c->has_seg_override)
 601                 return 0;
 602
 603         return seg_base(ctxt, c->seg_override);
 604 }
 605
 606 static unsigned long es_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 607 {
 608         return seg_base(ctxt, VCPU_SREG_ES);
 609 }
 610
 611 static unsigned long ss_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 612 {
 613         return seg_base(ctxt, VCPU_SREG_SS);
 614 }
 615
 616 static int do_fetch_insn_byte(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 617                               struct x86_emulate_ops *ops,
 618                               unsigned long linear, u8 *dest)
 619 {
 620         struct fetch_cache *fc = &ctxt->decode.fetch;
 621         int rc;
 622         int size;
 623
 624         if (linear < fc->start || linear >= fc->end) {
 625                 size = min(15UL, PAGE_SIZE - offset_in_page(linear));
 626                 rc = ops->fetch(linear, fc->data, size, ctxt->vcpu, NULL);
 627                 if (rc)
 628                         return rc;
 629                 fc->start = linear;
 630                 fc->end = linear + size;
 631         }
 632         *dest = fc->data[linear - fc->start];
 633         return 0;
 634 }
 635
 636 static int do_insn_fetch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 637                          struct x86_emulate_ops *ops,
 638                          unsigned long eip, void *dest, unsigned size)
 639 {
 640         int rc = 0;
 641
 642         /* x86 instructions are limited to 15 bytes. */
 643         if (eip + size - ctxt->decode.eip_orig > 15)
 644                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
 645         eip += ctxt->cs_base;
 646         while (size--) {
 647                 rc = do_fetch_insn_byte(ctxt, ops, eip++, dest++);
 648                 if (rc)
 649                         return rc;
 650         }
 651         return 0;
 652 }
 653
 654 /*
 655  * Given the 'reg' portion of a ModRM byte, and a register block, return a
 656  * pointer into the block that addresses the relevant register.
 657  * @highbyte_regs specifies whether to decode AH,CH,DH,BH.
 658  */
 659 static void *decode_register(u8 modrm_reg, unsigned long *regs,
 660                              int highbyte_regs)
 661 {
 662         void *p;
 663
 664         p = &regs[modrm_reg];
 665         if (highbyte_regs && modrm_reg >= 4 && modrm_reg < 8)
 666                 p = (unsigned char *)&regs[modrm_reg & 3] + 1;
 667         return p;
 668 }
 669
 670 static int read_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 671                            struct x86_emulate_ops *ops,
 672                            void *ptr,
 673                            u16 *size, unsigned long *address, int op_bytes)
 674 {
 675         int rc;
 676
 677         if (op_bytes == 2)
 678                 op_bytes = 3;
 679         *address = 0;
 680         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr, (unsigned long *)size, 2,
 681                            ctxt->vcpu, NULL);
 682         if (rc)
 683                 return rc;
 684         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr + 2, address, op_bytes,
 685                            ctxt->vcpu, NULL);
 686         return rc;
 687 }
 688
 689 static int test_cc(unsigned int condition, unsigned int flags)
 690 {
 691         int rc = 0;
 692
 693         switch ((condition & 15) >> 1) {
 694         case 0: /* o */
 695                 rc |= (flags & EFLG_OF);
 696                 break;
 697         case 1: /* b/c/nae */
 698                 rc |= (flags & EFLG_CF);
 699                 break;
 700         case 2: /* z/e */
 701                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 702                 break;
 703         case 3: /* be/na */
 704                 rc |= (flags & (EFLG_CF|EFLG_ZF));
 705                 break;
 706         case 4: /* s */
 707                 rc |= (flags & EFLG_SF);
 708                 break;
 709         case 5: /* p/pe */
 710                 rc |= (flags & EFLG_PF);
 711                 break;
 712         case 7: /* le/ng */
 713                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 714                 /* fall through */
 715         case 6: /* l/nge */
 716                 rc |= (!(flags & EFLG_SF) != !(flags & EFLG_OF));
 717                 break;
 718         }
 719
 720         /* Odd condition identifiers (lsb == 1) have inverted sense. */
 721         return (!!rc ^ (condition & 1));
 722 }
 723
 724 static void decode_register_operand(struct operand *op,
 725                                     struct decode_cache *c,
 726                                     int inhibit_bytereg)
 727 {
 728         unsigned reg = c->modrm_reg;
 729         int highbyte_regs = c->rex_prefix == 0;
 730
 731         if (!(c->d & ModRM))
 732                 reg = (c->b & 7) | ((c->rex_prefix & 1) << 3);
 733         op->type = OP_REG;
 734         if ((c->d & ByteOp) && !inhibit_bytereg) {
 735                 op->ptr = decode_register(reg, c->regs, highbyte_regs);
 736                 op->val = *(u8 *)op->ptr;
 737                 op->bytes = 1;
 738         } else {
 739                 op->ptr = decode_register(reg, c->regs, 0);
 740                 op->bytes = c->op_bytes;
 741                 switch (op->bytes) {
 742                 case 2:
 743                         op->val = *(u16 *)op->ptr;
 744                         break;
 745                 case 4:
 746                         op->val = *(u32 *)op->ptr;
 747                         break;
 748                 case 8:
 749                         op->val = *(u64 *) op->ptr;
 750                         break;
 751                 }
 752         }
 753         op->orig_val = op->val;
 754 }
 755
 756 static int decode_modrm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 757                         struct x86_emulate_ops *ops)
 758 {
 759         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 760         u8 sib;
 761         int index_reg = 0, base_reg = 0, scale;
 762         int rc = 0;
 763
 764         if (c->rex_prefix) {
 765                 c->modrm_reg = (c->rex_prefix & 4) << 1;        /* REX.R */
 766                 index_reg = (c->rex_prefix & 2) << 2; /* REX.X */
 767                 c->modrm_rm = base_reg = (c->rex_prefix & 1) << 3; /* REG.B */
 768         }
 769
 770         c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 771         c->modrm_mod |= (c->modrm & 0xc0) >> 6;
 772         c->modrm_reg |= (c->modrm & 0x38) >> 3;
 773         c->modrm_rm |= (c->modrm & 0x07);
 774         c->modrm_ea = 0;
 775         c->use_modrm_ea = 1;
 776
 777         if (c->modrm_mod == 3) {
 778                 c->modrm_ptr = decode_register(c->modrm_rm,
 779                                                c->regs, c->d & ByteOp);
 780                 c->modrm_val = *(unsigned long *)c->modrm_ptr;
 781                 return rc;
 782         }
 783
 784         if (c->ad_bytes == 2) {
 785                 unsigned bx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
 786                 unsigned bp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
 787                 unsigned si = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
 788                 unsigned di = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
 789
 790                 /* 16-bit ModR/M decode. */
 791                 switch (c->modrm_mod) {
 792                 case 0:
 793                         if (c->modrm_rm == 6)
 794                                 c->modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 795                         break;
 796                 case 1:
 797                         c->modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
 798                         break;
 799                 case 2:
 800                         c->modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 801                         break;
 802                 }
 803                 switch (c->modrm_rm) {
 804                 case 0:
 805                         c->modrm_ea += bx + si;
 806                         break;
 807                 case 1:
 808                         c->modrm_ea += bx + di;
 809                         break;
 810                 case 2:
 811                         c->modrm_ea += bp + si;
 812                         break;
 813                 case 3:
 814                         c->modrm_ea += bp + di;
 815                         break;
 816                 case 4:
 817                         c->modrm_ea += si;
 818                         break;
 819                 case 5:
 820                         c->modrm_ea += di;
 821                         break;
 822                 case 6:
 823                         if (c->modrm_mod != 0)
 824                                 c->modrm_ea += bp;
 825                         break;
 826                 case 7:
 827                         c->modrm_ea += bx;
 828                         break;
 829                 }
 830                 if (c->modrm_rm == 2 || c->modrm_rm == 3 ||
 831                     (c->modrm_rm == 6 && c->modrm_mod != 0))
 832                         if (!c->has_seg_override)
 833                                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_SS);
 834                 c->modrm_ea = (u16)c->modrm_ea;
 835         } else {
 836                 /* 32/64-bit ModR/M decode. */
 837                 if ((c->modrm_rm & 7) == 4) {
 838                         sib = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 839                         index_reg |= (sib >> 3) & 7;
 840                         base_reg |= sib & 7;
 841                         scale = sib >> 6;
 842
 843                         if ((base_reg & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0)
 844                                 c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 845                         else
 846                                 c->modrm_ea += c->regs[base_reg];
 847                         if (index_reg != 4)
 848                                 c->modrm_ea += c->regs[index_reg] << scale;
 849                 } else if ((c->modrm_rm & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0) {
 850                         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 851                                 c->rip_relative = 1;
 852                 } else
 853                         c->modrm_ea += c->regs[c->modrm_rm];
 854                 switch (c->modrm_mod) {
 855                 case 0:
 856                         if (c->modrm_rm == 5)
 857                                 c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 858                         break;
 859                 case 1:
 860                         c->modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
 861                         break;
 862                 case 2:
 863                         c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 864                         break;
 865                 }
 866         }
 867 done:
 868         return rc;
 869 }
 870
 871 static int decode_abs(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 872                       struct x86_emulate_ops *ops)
 873 {
 874         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 875         int rc = 0;
 876
 877         switch (c->ad_bytes) {
 878         case 2:
 879                 c->modrm_ea = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 880                 break;
 881         case 4:
 882                 c->modrm_ea = insn_fetch(u32, 4, c->eip);
 883                 break;
 884         case 8:
 885                 c->modrm_ea = insn_fetch(u64, 8, c->eip);
 886                 break;
 887         }
 888 done:
 889         return rc;
 890 }
 891
 892 int
 893 x86_decode_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
 894 {
 895         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 896         int rc = 0;
 897         int mode = ctxt->mode;
 898         int def_op_bytes, def_ad_bytes, group;
 899
 900         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation. */
 901
 902         memset(c, 0, sizeof(struct decode_cache));
 903         c->eip = c->eip_orig = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
 904         ctxt->cs_base = seg_base(ctxt, VCPU_SREG_CS);
 905         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
 906
 907         switch (mode) {
 908         case X86EMUL_MODE_REAL:
 909         case X86EMUL_MODE_VM86:
 910         case X86EMUL_MODE_PROT16:
 911                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 2;
 912                 break;
 913         case X86EMUL_MODE_PROT32:
 914                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 4;
 915                 break;
 916 #ifdef CONFIG_X86_64
 917         case X86EMUL_MODE_PROT64:
 918                 def_op_bytes = 4;
 919                 def_ad_bytes = 8;
 920                 break;
 921 #endif
 922         default:
 923                 return -1;
 924         }
 925
 926         c->op_bytes = def_op_bytes;
 927         c->ad_bytes = def_ad_bytes;
 928
 929         /* Legacy prefixes. */
 930         for (;;) {
 931                 switch (c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip)) {
 932                 case 0x66:      /* operand-size override */
 933                         /* switch between 2/4 bytes */
 934                         c->op_bytes = def_op_bytes ^ 6;
 935                         break;
 936                 case 0x67:      /* address-size override */
 937                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 938                                 /* switch between 4/8 bytes */
 939                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 12;
 940                         else
 941                                 /* switch between 2/4 bytes */
 942                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 6;
 943                         break;
 944                 case 0x26:      /* ES override */
 945                 case 0x2e:      /* CS override */
 946                 case 0x36:      /* SS override */
 947                 case 0x3e:      /* DS override */
 948                         set_seg_override(c, (c->b >> 3) & 3);
 949                         break;
 950                 case 0x64:      /* FS override */
 951                 case 0x65:      /* GS override */
 952                         set_seg_override(c, c->b & 7);
 953                         break;
 954                 case 0x40 ... 0x4f: /* REX */
 955                         if (mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
 956                                 goto done_prefixes;
 957                         c->rex_prefix = c->b;
 958                         continue;
 959                 case 0xf0:      /* LOCK */
 960                         c->lock_prefix = 1;
 961                         break;
 962                 case 0xf2:      /* REPNE/REPNZ */
 963                         c->rep_prefix = REPNE_PREFIX;
 964                         break;
 965                 case 0xf3:      /* REP/REPE/REPZ */
 966                         c->rep_prefix = REPE_PREFIX;
 967                         break;
 968                 default:
 969                         goto done_prefixes;
 970                 }
 971
 972                 /* Any legacy prefix after a REX prefix nullifies its effect. */
 973
 974                 c->rex_prefix = 0;
 975         }
 976
 977 done_prefixes:
 978
 979         /* REX prefix. */
 980         if (c->rex_prefix)
 981                 if (c->rex_prefix & 8)
 982                         c->op_bytes = 8;        /* REX.W */
 983
 984         /* Opcode byte(s). */
 985         c->d = opcode_table[c->b];
 986         if (c->d == 0) {
 987                 /* Two-byte opcode? */
 988                 if (c->b == 0x0f) {
 989                         c->twobyte = 1;
 990                         c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 991                         c->d = twobyte_table[c->b];
 992                 }
 993         }
 994
 995         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & No64)) {
 996                 kvm_report_emulation_failure(ctxt->vcpu, "invalid x86/64 instruction");;
 997                 return -1;
 998         }
 999
1000         if (c->d & Group) {
1001                 group = c->d & GroupMask;
1002                 c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1003                 --c->eip;
1004
1005                 group = (group << 3) + ((c->modrm >> 3) & 7);
1006                 if ((c->d & GroupDual) && (c->modrm >> 6) == 3)
1007                         c->d = group2_table[group];
1008                 else
1009                         c->d = group_table[group];
1010         }
1011
1012         /* Unrecognised? */
1013         if (c->d == 0) {
1014                 DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
1015                 return -1;
1016         }
1017
1018         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & Stack))
1019                 c->op_bytes = 8;
1020
1021         /* ModRM and SIB bytes. */
1022         if (c->d & ModRM)
1023                 rc = decode_modrm(ctxt, ops);
1024         else if (c->d & MemAbs)
1025                 rc = decode_abs(ctxt, ops);
1026         if (rc)
1027                 goto done;
1028
1029         if (!c->has_seg_override)
1030                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_DS);
1031
1032         if (!(!c->twobyte && c->b == 0x8d))
1033                 c->modrm_ea += seg_override_base(ctxt, c);
1034
1035         if (c->ad_bytes != 8)
1036                 c->modrm_ea = (u32)c->modrm_ea;
1037         /*
1038          * Decode and fetch the source operand: register, memory
1039          * or immediate.
1040          */
1041         switch (c->d & SrcMask) {
1042         case SrcNone:
1043                 break;
1044         case SrcReg:
1045                 decode_register_operand(&c->src, c, 0);
1046                 break;
1047         case SrcMem16:
1048                 c->src.bytes = 2;
1049                 goto srcmem_common;
1050         case SrcMem32:
1051                 c->src.bytes = 4;
1052                 goto srcmem_common;
1053         case SrcMem:
1054                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 :
1055                                                            c->op_bytes;
1056                 /* Don't fetch the address for invlpg: it could be unmapped. */
1057                 if (c->twobyte && c->b == 0x01 && c->modrm_reg == 7)
1058                         break;
1059         srcmem_common:
1060                 /*
1061                  * For instructions with a ModR/M byte, switch to register
1062                  * access if Mod = 3.
1063                  */
1064                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1065                         c->src.type = OP_REG;
1066                         c->src.val = c->modrm_val;
1067                         c->src.ptr = c->modrm_ptr;
1068                         break;
1069                 }
1070                 c->src.type = OP_MEM;
1071                 break;
1072         case SrcImm:
1073         case SrcImmU:
1074                 c->src.type = OP_IMM;
1075                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1076                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1077                 if (c->src.bytes == 8)
1078                         c->src.bytes = 4;
1079                 /* NB. Immediates are sign-extended as necessary. */
1080                 switch (c->src.bytes) {
1081                 case 1:
1082                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1083                         break;
1084                 case 2:
1085                         c->src.val = insn_fetch(s16, 2, c->eip);
1086                         break;
1087                 case 4:
1088                         c->src.val = insn_fetch(s32, 4, c->eip);
1089                         break;
1090                 }
1091                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmU) {
1092                         switch (c->src.bytes) {
1093                         case 1:
1094                                 c->src.val &= 0xff;
1095                                 break;
1096                         case 2:
1097                                 c->src.val &= 0xffff;
1098                                 break;
1099                         case 4:
1100                                 c->src.val &= 0xffffffff;
1101                                 break;
1102                         }
1103                 }
1104                 break;
1105         case SrcImmByte:
1106         case SrcImmUByte:
1107                 c->src.type = OP_IMM;
1108                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1109                 c->src.bytes = 1;
1110                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmByte)
1111                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1112                 else
1113                         c->src.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1114                 break;
1115         case SrcOne:
1116                 c->src.bytes = 1;
1117                 c->src.val = 1;
1118                 break;
1119         }
1120
1121         /*
1122          * Decode and fetch the second source operand: register, memory
1123          * or immediate.
1124          */
1125         switch (c->d & Src2Mask) {
1126         case Src2None:
1127                 break;
1128         case Src2CL:
1129                 c->src2.bytes = 1;
1130                 c->src2.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX] & 0x8;
1131                 break;
1132         case Src2ImmByte:
1133                 c->src2.type = OP_IMM;
1134                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1135                 c->src2.bytes = 1;
1136                 c->src2.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1137                 break;
1138         case Src2Imm16:
1139                 c->src2.type = OP_IMM;
1140                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1141                 c->src2.bytes = 2;
1142                 c->src2.val = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
1143                 break;
1144         case Src2One:
1145                 c->src2.bytes = 1;
1146                 c->src2.val = 1;
1147                 break;
1148         }
1149
1150         /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
1151         switch (c->d & DstMask) {
1152         case ImplicitOps:
1153                 /* Special instructions do their own operand decoding. */
1154                 return 0;
1155         case DstReg:
1156                 decode_register_operand(&c->dst, c,
1157                          c->twobyte && (c->b == 0xb6 || c->b == 0xb7));
1158                 break;
1159         case DstMem:
1160                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1161                         c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1162                         c->dst.type = OP_REG;
1163                         c->dst.val = c->dst.orig_val = c->modrm_val;
1164                         c->dst.ptr = c->modrm_ptr;
1165                         break;
1166                 }
1167                 c->dst.type = OP_MEM;
1168                 break;
1169         case DstAcc:
1170                 c->dst.type = OP_REG;
1171                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
1172                 c->dst.ptr = &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
1173                 switch (c->op_bytes) {
1174                         case 1:
1175                                 c->dst.val = *(u8 *)c->dst.ptr;
1176                                 break;
1177                         case 2:
1178                                 c->dst.val = *(u16 *)c->dst.ptr;
1179                                 break;
1180                         case 4:
1181                                 c->dst.val = *(u32 *)c->dst.ptr;
1182                                 break;
1183                 }
1184                 c->dst.orig_val = c->dst.val;
1185                 break;
1186         }
1187
1188         if (c->rip_relative)
1189                 c->modrm_ea += c->eip;
1190
1191 done:
1192         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
1193 }
1194
1195 static inline void emulate_push(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1196 {
1197         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1198
1199         c->dst.type  = OP_MEM;
1200         c->dst.bytes = c->op_bytes;
1201         c->dst.val = c->src.val;
1202         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], -c->op_bytes);
1203         c->dst.ptr = (void *) register_address(c, ss_base(ctxt),
1204                                                c->regs[VCPU_REGS_RSP]);
1205 }
1206
1207 static int emulate_pop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1208                        struct x86_emulate_ops *ops,
1209                        void *dest, int len)
1210 {
1211         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1212         int rc;
1213
1214         rc = ops->read_emulated(register_address(c, ss_base(ctxt),
1215                                                  c->regs[VCPU_REGS_RSP]),
1216                                 dest, len, ctxt->vcpu);
1217         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1218                 return rc;
1219
1220         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], len);
1221         return rc;
1222 }
1223
1224 static int emulate_popf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1225                        struct x86_emulate_ops *ops,
1226                        void *dest, int len)
1227 {
1228         int rc;
1229         unsigned long val, change_mask;
1230         int iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
1231         int cpl = kvm_x86_ops->get_cpl(ctxt->vcpu);
1232
1233         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &val, len);
1234         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1235                 return rc;
1236
1237         change_mask = EFLG_CF | EFLG_PF | EFLG_AF | EFLG_ZF | EFLG_SF | EFLG_OF
1238                 | EFLG_TF | EFLG_DF | EFLG_NT | EFLG_RF | EFLG_AC | EFLG_ID;
1239
1240         switch(ctxt->mode) {
1241         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1242         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1243         case X86EMUL_MODE_PROT16:
1244                 if (cpl == 0)
1245                         change_mask |= EFLG_IOPL;
1246                 if (cpl <= iopl)
1247                         change_mask |= EFLG_IF;
1248                 break;
1249         case X86EMUL_MODE_VM86:
1250                 if (iopl < 3) {
1251                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1252                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1253                 }
1254                 change_mask |= EFLG_IF;
1255                 break;
1256         default: /* real mode */
1257                 change_mask |= (EFLG_IOPL | EFLG_IF);
1258                 break;
1259         }
1260
1261         *(unsigned long *)dest =
1262                 (ctxt->eflags & ~change_mask) | (val & change_mask);
1263
1264         return rc;
1265 }
1266
1267 static void emulate_push_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
1268 {
1269         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1270         struct kvm_segment segment;
1271
1272         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, &segment, seg);
1273
1274         c->src.val = segment.selector;
1275         emulate_push(ctxt);
1276 }
1277
1278 static int emulate_pop_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1279                              struct x86_emulate_ops *ops, int seg)
1280 {
1281         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1282         unsigned long selector;
1283         int rc;
1284
1285         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &selector, c->op_bytes);
1286         if (rc != 0)
1287                 return rc;
1288
1289         rc = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, (u16)selector, 1, seg);
1290         return rc;
1291 }
1292
1293 static void emulate_pusha(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1294 {
1295         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1296         unsigned long old_esp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
1297         int reg = VCPU_REGS_RAX;
1298
1299         while (reg <= VCPU_REGS_RDI) {
1300                 (reg == VCPU_REGS_RSP) ?
1301                 (c->src.val = old_esp) : (c->src.val = c->regs[reg]);
1302
1303                 emulate_push(ctxt);
1304                 ++reg;
1305         }
1306 }
1307
1308 static int emulate_popa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1309                         struct x86_emulate_ops *ops)
1310 {
1311         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1312         int rc = 0;
1313         int reg = VCPU_REGS_RDI;
1314
1315         while (reg >= VCPU_REGS_RAX) {
1316                 if (reg == VCPU_REGS_RSP) {
1317                         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP],
1318                                                         c->op_bytes);
1319                         --reg;
1320                 }
1321
1322                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->regs[reg], c->op_bytes);
1323                 if (rc != 0)
1324                         break;
1325                 --reg;
1326         }
1327         return rc;
1328 }
1329
1330 static inline int emulate_grp1a(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1331                                 struct x86_emulate_ops *ops)
1332 {
1333         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1334         int rc;
1335
1336         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->dst.bytes);
1337         if (rc != 0)
1338                 return rc;
1339         return 0;
1340 }
1341
1342 static inline void emulate_grp2(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1343 {
1344         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1345         switch (c->modrm_reg) {
1346         case 0: /* rol */
1347                 emulate_2op_SrcB("rol", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1348                 break;
1349         case 1: /* ror */
1350                 emulate_2op_SrcB("ror", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1351                 break;
1352         case 2: /* rcl */
1353                 emulate_2op_SrcB("rcl", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1354                 break;
1355         case 3: /* rcr */
1356                 emulate_2op_SrcB("rcr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1357                 break;
1358         case 4: /* sal/shl */
1359         case 6: /* sal/shl */
1360                 emulate_2op_SrcB("sal", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1361                 break;
1362         case 5: /* shr */
1363                 emulate_2op_SrcB("shr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1364                 break;
1365         case 7: /* sar */
1366                 emulate_2op_SrcB("sar", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1367                 break;
1368         }
1369 }
1370
1371 static inline int emulate_grp3(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1372                                struct x86_emulate_ops *ops)
1373 {
1374         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1375         int rc = 0;
1376
1377         switch (c->modrm_reg) {
1378         case 0 ... 1:   /* test */
1379                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1380                 break;
1381         case 2: /* not */
1382                 c->dst.val = ~c->dst.val;
1383                 break;
1384         case 3: /* neg */
1385                 emulate_1op("neg", c->dst, ctxt->eflags);
1386                 break;
1387         default:
1388                 DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
1389                 rc = X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1390                 break;
1391         }
1392         return rc;
1393 }
1394
1395 static inline int emulate_grp45(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1396                                struct x86_emulate_ops *ops)
1397 {
1398         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1399
1400         switch (c->modrm_reg) {
1401         case 0: /* inc */
1402                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
1403                 break;
1404         case 1: /* dec */
1405                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
1406                 break;
1407         case 2: /* call near abs */ {
1408                 long int old_eip;
1409                 old_eip = c->eip;
1410                 c->eip = c->src.val;
1411                 c->src.val = old_eip;
1412                 emulate_push(ctxt);
1413                 break;
1414         }
1415         case 4: /* jmp abs */
1416                 c->eip = c->src.val;
1417                 break;
1418         case 6: /* push */
1419                 emulate_push(ctxt);
1420                 break;
1421         }
1422         return 0;
1423 }
1424
1425 static inline int emulate_grp9(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1426                                struct x86_emulate_ops *ops,
1427                                unsigned long memop)
1428 {
1429         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1430         u64 old, new;
1431         int rc;
1432
1433         rc = ops->read_emulated(memop, &old, 8, ctxt->vcpu);
1434         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1435                 return rc;
1436
1437         if (((u32) (old >> 0) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RAX]) ||
1438             ((u32) (old >> 32) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RDX])) {
1439
1440                 c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32) (old >> 0);
1441                 c->regs[VCPU_REGS_RDX] = (u32) (old >> 32);
1442                 ctxt->eflags &= ~EFLG_ZF;
1443
1444         } else {
1445                 new = ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RCX] << 32) |
1446                        (u32) c->regs[VCPU_REGS_RBX];
1447
1448                 rc = ops->cmpxchg_emulated(memop, &old, &new, 8, ctxt->vcpu);
1449                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1450                         return rc;
1451                 ctxt->eflags |= EFLG_ZF;
1452         }
1453         return 0;
1454 }
1455
1456 static int emulate_ret_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1457                            struct x86_emulate_ops *ops)
1458 {
1459         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1460         int rc;
1461         unsigned long cs;
1462
1463         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->eip, c->op_bytes);
1464         if (rc)
1465                 return rc;
1466         if (c->op_bytes == 4)
1467                 c->eip = (u32)c->eip;
1468         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &cs, c->op_bytes);
1469         if (rc)
1470                 return rc;
1471         rc = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, (u16)cs, 1, VCPU_SREG_CS);
1472         return rc;
1473 }
1474
1475 static inline int writeback(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1476                             struct x86_emulate_ops *ops)
1477 {
1478         int rc;
1479         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1480
1481         switch (c->dst.type) {
1482         case OP_REG:
1483                 /* The 4-byte case *is* correct:
1484                  * in 64-bit mode we zero-extend.
1485                  */
1486                 switch (c->dst.bytes) {
1487                 case 1:
1488                         *(u8 *)c->dst.ptr = (u8)c->dst.val;
1489                         break;
1490                 case 2:
1491                         *(u16 *)c->dst.ptr = (u16)c->dst.val;
1492                         break;
1493                 case 4:
1494                         *c->dst.ptr = (u32)c->dst.val;
1495                         break;  /* 64b: zero-ext */
1496                 case 8:
1497                         *c->dst.ptr = c->dst.val;
1498                         break;
1499                 }
1500                 break;
1501         case OP_MEM:
1502                 if (c->lock_prefix)
1503                         rc = ops->cmpxchg_emulated(
1504                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1505                                         &c->dst.orig_val,
1506                                         &c->dst.val,
1507                                         c->dst.bytes,
1508                                         ctxt->vcpu);
1509                 else
1510                         rc = ops->write_emulated(
1511                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1512                                         &c->dst.val,
1513                                         c->dst.bytes,
1514                                         ctxt->vcpu);
1515                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1516                         return rc;
1517                 break;
1518         case OP_NONE:
1519                 /* no writeback */
1520                 break;
1521         default:
1522                 break;
1523         }
1524         return 0;
1525 }
1526
1527 static void toggle_interruptibility(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u32 mask)
1528 {
1529         u32 int_shadow = kvm_x86_ops->get_interrupt_shadow(ctxt->vcpu, mask);
1530         /*
1531          * an sti; sti; sequence only disable interrupts for the first
1532          * instruction. So, if the last instruction, be it emulated or
1533          * not, left the system with the INT_STI flag enabled, it
1534          * means that the last instruction is an sti. We should not
1535          * leave the flag on in this case. The same goes for mov ss
1536          */
1537         if (!(int_shadow & mask))
1538                 ctxt->interruptibility = mask;
1539 }
1540
1541 static inline void
1542 setup_syscalls_segments(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1543         struct kvm_segment *cs, struct kvm_segment *ss)
1544 {
1545         memset(cs, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1546         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, cs, VCPU_SREG_CS);
1547         memset(ss, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1548
1549         cs->l = 0;              /* will be adjusted later */
1550         cs->base = 0;           /* flat segment */
1551         cs->g = 1;              /* 4kb granularity */
1552         cs->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1553         cs->type = 0x0b;        /* Read, Execute, Accessed */
1554         cs->s = 1;
1555         cs->dpl = 0;            /* will be adjusted later */
1556         cs->present = 1;
1557         cs->db = 1;
1558
1559         ss->unusable = 0;
1560         ss->base = 0;           /* flat segment */
1561         ss->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1562         ss->g = 1;              /* 4kb granularity */
1563         ss->s = 1;
1564         ss->type = 0x03;        /* Read/Write, Accessed */
1565         ss->db = 1;             /* 32bit stack segment */
1566         ss->dpl = 0;
1567         ss->present = 1;
1568 }
1569
1570 static int
1571 emulate_syscall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1572 {
1573         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1574         struct kvm_segment cs, ss;
1575         u64 msr_data;
1576
1577         /* syscall is not available in real mode */
1578         if (c->lock_prefix || ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL
1579             || ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
1580                 return -1;
1581
1582         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1583
1584         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1585         msr_data >>= 32;
1586         cs.selector = (u16)(msr_data & 0xfffc);
1587         ss.selector = (u16)(msr_data + 8);
1588
1589         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1590                 cs.db = 0;
1591                 cs.l = 1;
1592         }
1593         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1594         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1595
1596         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = c->eip;
1597         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1598 #ifdef CONFIG_X86_64
1599                 c->regs[VCPU_REGS_R11] = ctxt->eflags & ~EFLG_RF;
1600
1601                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu,
1602                         ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 ?
1603                         MSR_LSTAR : MSR_CSTAR, &msr_data);
1604                 c->eip = msr_data;
1605
1606                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_SYSCALL_MASK, &msr_data);
1607                 ctxt->eflags &= ~(msr_data | EFLG_RF);
1608 #endif
1609         } else {
1610                 /* legacy mode */
1611                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1612                 c->eip = (u32)msr_data;
1613
1614                 ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1615         }
1616
1617         return 0;
1618 }
1619
1620 static int
1621 emulate_sysenter(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1622 {
1623         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1624         struct kvm_segment cs, ss;
1625         u64 msr_data;
1626
1627         /* inject #UD if LOCK prefix is used */
1628         if (c->lock_prefix)
1629                 return -1;
1630
1631         /* inject #GP if in real mode */
1632         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL) {
1633                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1634                 return -1;
1635         }
1636
1637         /* XXX sysenter/sysexit have not been tested in 64bit mode.
1638         * Therefore, we inject an #UD.
1639         */
1640         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
1641                 return -1;
1642
1643         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1644
1645         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1646         switch (ctxt->mode) {
1647         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1648                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1649                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1650                         return -1;
1651                 }
1652                 break;
1653         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1654                 if (msr_data == 0x0) {
1655                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1656                         return -1;
1657                 }
1658                 break;
1659         }
1660
1661         ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1662         cs.selector = (u16)msr_data;
1663         cs.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1664         ss.selector = cs.selector + 8;
1665         ss.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1666         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64
1667                 || is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1668                 cs.db = 0;
1669                 cs.l = 1;
1670         }
1671
1672         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1673         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1674
1675         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_EIP, &msr_data);
1676         c->eip = msr_data;
1677
1678         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_ESP, &msr_data);
1679         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = msr_data;
1680
1681         return 0;
1682 }
1683
1684 static int
1685 emulate_sysexit(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1686 {
1687         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1688         struct kvm_segment cs, ss;
1689         u64 msr_data;
1690         int usermode;
1691
1692         /* inject #UD if LOCK prefix is used */
1693         if (c->lock_prefix)
1694                 return -1;
1695
1696         /* inject #GP if in real mode or Virtual 8086 mode */
1697         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
1698             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86) {
1699                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1700                 return -1;
1701         }
1702
1703         /* sysexit must be called from CPL 0 */
1704         if (kvm_x86_ops->get_cpl(ctxt->vcpu) != 0) {
1705                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1706                 return -1;
1707         }
1708
1709         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1710
1711         if ((c->rex_prefix & 0x8) != 0x0)
1712                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT64;
1713         else
1714                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT32;
1715
1716         cs.dpl = 3;
1717         ss.dpl = 3;
1718         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1719         switch (usermode) {
1720         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1721                 cs.selector = (u16)(msr_data + 16);
1722                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1723                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1724                         return -1;
1725                 }
1726                 ss.selector = (u16)(msr_data + 24);
1727                 break;
1728         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1729                 cs.selector = (u16)(msr_data + 32);
1730                 if (msr_data == 0x0) {
1731                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1732                         return -1;
1733                 }
1734                 ss.selector = cs.selector + 8;
1735                 cs.db = 0;
1736                 cs.l = 1;
1737                 break;
1738         }
1739         cs.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
1740         ss.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
1741
1742         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1743         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1744
1745         c->eip = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RDX];
1746         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RCX];
1747
1748         return 0;
1749 }
1750
1751 static bool emulator_bad_iopl(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1752 {
1753         int iopl;
1754         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL)
1755                 return false;
1756         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
1757                 return true;
1758         iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
1759         return kvm_x86_ops->get_cpl(ctxt->vcpu) > iopl;
1760 }
1761
1762 static bool emulator_io_port_access_allowed(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1763                                             struct x86_emulate_ops *ops,
1764                                             u16 port, u16 len)
1765 {
1766         struct kvm_segment tr_seg;
1767         int r;
1768         u16 io_bitmap_ptr;
1769         u8 perm, bit_idx = port & 0x7;
1770         unsigned mask = (1 << len) - 1;
1771
1772         kvm_get_segment(ctxt->vcpu, &tr_seg, VCPU_SREG_TR);
1773         if (tr_seg.unusable)
1774                 return false;
1775         if (tr_seg.limit < 103)
1776                 return false;
1777         r = ops->read_std(tr_seg.base + 102, &io_bitmap_ptr, 2, ctxt->vcpu,
1778                           NULL);
1779         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
1780                 return false;
1781         if (io_bitmap_ptr + port/8 > tr_seg.limit)
1782                 return false;
1783         r = ops->read_std(tr_seg.base + io_bitmap_ptr + port/8, &perm, 1,
1784                           ctxt->vcpu, NULL);
1785         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
1786                 return false;
1787         if ((perm >> bit_idx) & mask)
1788                 return false;
1789         return true;
1790 }
1791
1792 static bool emulator_io_permited(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1793                                  struct x86_emulate_ops *ops,
1794                                  u16 port, u16 len)
1795 {
1796         if (emulator_bad_iopl(ctxt))
1797                 if (!emulator_io_port_access_allowed(ctxt, ops, port, len))
1798                         return false;
1799         return true;
1800 }
1801
1802 int
1803 x86_emulate_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
1804 {
1805         unsigned long memop = 0;
1806         u64 msr_data;
1807         unsigned long saved_eip = 0;
1808         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1809         unsigned int port;
1810         int io_dir_in;
1811         int rc = 0;
1812
1813         ctxt->interruptibility = 0;
1814
1815         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation.
1816          * NOTE: we can copy them from vcpu as x86_decode_insn() doesn't
1817          * modify them.
1818          */
1819
1820         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
1821         saved_eip = c->eip;
1822
1823         if (((c->d & ModRM) && (c->modrm_mod != 3)) || (c->d & MemAbs))
1824                 memop = c->modrm_ea;
1825
1826         if (c->rep_prefix && (c->d & String)) {
1827                 /* All REP prefixes have the same first termination condition */
1828                 if (c->regs[VCPU_REGS_RCX] == 0) {
1829                         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1830                         goto done;
1831                 }
1832                 /* The second termination condition only applies for REPE
1833                  * and REPNE. Test if the repeat string operation prefix is
1834                  * REPE/REPZ or REPNE/REPNZ and if it's the case it tests the
1835                  * corresponding termination condition according to:
1836                  *      - if REPE/REPZ and ZF = 0 then done
1837                  *      - if REPNE/REPNZ and ZF = 1 then done
1838                  */
1839                 if ((c->b == 0xa6) || (c->b == 0xa7) ||
1840                                 (c->b == 0xae) || (c->b == 0xaf)) {
1841                         if ((c->rep_prefix == REPE_PREFIX) &&
1842                                 ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == 0)) {
1843                                         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1844                                         goto done;
1845                         }
1846                         if ((c->rep_prefix == REPNE_PREFIX) &&
1847                                 ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == EFLG_ZF)) {
1848                                 kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1849                                 goto done;
1850                         }
1851                 }
1852                 c->regs[VCPU_REGS_RCX]--;
1853                 c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
1854         }
1855
1856         if (c->src.type == OP_MEM) {
1857                 c->src.ptr = (unsigned long *)memop;
1858                 c->src.val = 0;
1859                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src.ptr,
1860                                         &c->src.val,
1861                                         c->src.bytes,
1862                                         ctxt->vcpu);
1863                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1864                         goto done;
1865                 c->src.orig_val = c->src.val;
1866         }
1867
1868         if ((c->d & DstMask) == ImplicitOps)
1869                 goto special_insn;
1870
1871
1872         if (c->dst.type == OP_MEM) {
1873                 c->dst.ptr = (unsigned long *)memop;
1874                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1875                 c->dst.val = 0;
1876                 if (c->d & BitOp) {
1877                         unsigned long mask = ~(c->dst.bytes * 8 - 1);
1878
1879                         c->dst.ptr = (void *)c->dst.ptr +
1880                                                    (c->src.val & mask) / 8;
1881                 }
1882                 if (!(c->d & Mov)) {
1883                         /* optimisation - avoid slow emulated read */
1884                         rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->dst.ptr,
1885                                                 &c->dst.val,
1886                                                 c->dst.bytes,
1887                                                 ctxt->vcpu);
1888                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1889                                 goto done;
1890                 }
1891         }
1892         c->dst.orig_val = c->dst.val;
1893
1894 special_insn:
1895
1896         if (c->twobyte)
1897                 goto twobyte_insn;
1898
1899         switch (c->b) {
1900         case 0x00 ... 0x05:
1901               add:              /* add */
1902                 emulate_2op_SrcV("add", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1903                 break;
1904         case 0x06:              /* push es */
1905                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_ES);
1906                 break;
1907         case 0x07:              /* pop es */
1908                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_ES);
1909                 if (rc != 0)
1910                         goto done;
1911                 break;
1912         case 0x08 ... 0x0d:
1913               or:               /* or */
1914                 emulate_2op_SrcV("or", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1915                 break;
1916         case 0x0e:              /* push cs */
1917                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_CS);
1918                 break;
1919         case 0x10 ... 0x15:
1920               adc:              /* adc */
1921                 emulate_2op_SrcV("adc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1922                 break;
1923         case 0x16:              /* push ss */
1924                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_SS);
1925                 break;
1926         case 0x17:              /* pop ss */
1927                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_SS);
1928                 if (rc != 0)
1929                         goto done;
1930                 break;
1931         case 0x18 ... 0x1d:
1932               sbb:              /* sbb */
1933                 emulate_2op_SrcV("sbb", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1934                 break;
1935         case 0x1e:              /* push ds */
1936                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_DS);
1937                 break;
1938         case 0x1f:              /* pop ds */
1939                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_DS);
1940                 if (rc != 0)
1941                         goto done;
1942                 break;
1943         case 0x20 ... 0x25:
1944               and:              /* and */
1945                 emulate_2op_SrcV("and", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1946                 break;
1947         case 0x28 ... 0x2d:
1948               sub:              /* sub */
1949                 emulate_2op_SrcV("sub", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1950                 break;
1951         case 0x30 ... 0x35:
1952               xor:              /* xor */
1953                 emulate_2op_SrcV("xor", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1954                 break;
1955         case 0x38 ... 0x3d:
1956               cmp:              /* cmp */
1957                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1958                 break;
1959         case 0x40 ... 0x47: /* inc r16/r32 */
1960                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
1961                 break;
1962         case 0x48 ... 0x4f: /* dec r16/r32 */
1963                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
1964                 break;
1965         case 0x50 ... 0x57:  /* push reg */
1966                 emulate_push(ctxt);
1967                 break;
1968         case 0x58 ... 0x5f: /* pop reg */
1969         pop_instruction:
1970                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
1971                 if (rc != 0)
1972                         goto done;
1973                 break;
1974         case 0x60:      /* pusha */
1975                 emulate_pusha(ctxt);
1976                 break;
1977         case 0x61:      /* popa */
1978                 rc = emulate_popa(ctxt, ops);
1979                 if (rc != 0)
1980                         goto done;
1981                 break;
1982         case 0x63:              /* movsxd */
1983                 if (ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
1984                         goto cannot_emulate;
1985                 c->dst.val = (s32) c->src.val;
1986                 break;
1987         case 0x68: /* push imm */
1988         case 0x6a: /* push imm8 */
1989                 emulate_push(ctxt);
1990                 break;
1991         case 0x6c:              /* insb */
1992         case 0x6d:              /* insw/insd */
1993                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->regs[VCPU_REGS_RDX],
1994                                           (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes)) {
1995                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1996                         goto done;
1997                 }
1998                 if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu,
1999                                 1,
2000                                 (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
2001                                 c->rep_prefix ?
2002                                 address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1,
2003                                 (ctxt->eflags & EFLG_DF),
2004                                 register_address(c, es_base(ctxt),
2005                                                  c->regs[VCPU_REGS_RDI]),
2006                                 c->rep_prefix,
2007                                 c->regs[VCPU_REGS_RDX]) == 0) {
2008                         c->eip = saved_eip;
2009                         return -1;
2010                 }
2011                 return 0;
2012         case 0x6e:              /* outsb */
2013         case 0x6f:              /* outsw/outsd */
2014                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->regs[VCPU_REGS_RDX],
2015                                           (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes)) {
2016                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2017                         goto done;
2018                 }
2019                 if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu,
2020                                 0,
2021                                 (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
2022                                 c->rep_prefix ?
2023                                 address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1,
2024                                 (ctxt->eflags & EFLG_DF),
2025                                          register_address(c,
2026                                           seg_override_base(ctxt, c),
2027                                                  c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
2028                                 c->rep_prefix,
2029                                 c->regs[VCPU_REGS_RDX]) == 0) {
2030                         c->eip = saved_eip;
2031                         return -1;
2032                 }
2033                 return 0;
2034         case 0x70 ... 0x7f: /* jcc (short) */
2035                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2036                         jmp_rel(c, c->src.val);
2037                 break;
2038         case 0x80 ... 0x83:     /* Grp1 */
2039                 switch (c->modrm_reg) {
2040                 case 0:
2041                         goto add;
2042                 case 1:
2043                         goto or;
2044                 case 2:
2045                         goto adc;
2046                 case 3:
2047                         goto sbb;
2048                 case 4:
2049                         goto and;
2050                 case 5:
2051                         goto sub;
2052                 case 6:
2053                         goto xor;
2054                 case 7:
2055                         goto cmp;
2056                 }
2057                 break;
2058         case 0x84 ... 0x85:
2059                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2060                 break;
2061         case 0x86 ... 0x87:     /* xchg */
2062         xchg:
2063                 /* Write back the register source. */
2064                 switch (c->dst.bytes) {
2065                 case 1:
2066                         *(u8 *) c->src.ptr = (u8) c->dst.val;
2067                         break;
2068                 case 2:
2069                         *(u16 *) c->src.ptr = (u16) c->dst.val;
2070                         break;
2071                 case 4:
2072                         *c->src.ptr = (u32) c->dst.val;
2073                         break;  /* 64b reg: zero-extend */
2074                 case 8:
2075                         *c->src.ptr = c->dst.val;
2076                         break;
2077                 }
2078                 /*
2079                  * Write back the memory destination with implicit LOCK
2080                  * prefix.
2081                  */
2082                 c->dst.val = c->src.val;
2083                 c->lock_prefix = 1;
2084                 break;
2085         case 0x88 ... 0x8b:     /* mov */
2086                 goto mov;
2087         case 0x8c: { /* mov r/m, sreg */
2088                 struct kvm_segment segreg;
2089
2090                 if (c->modrm_reg <= 5)
2091                         kvm_get_segment(ctxt->vcpu, &segreg, c->modrm_reg);
2092                 else {
2093                         printk(KERN_INFO "0x8c: Invalid segreg in modrm byte 0x%02x\n",
2094                                c->modrm);
2095                         goto cannot_emulate;
2096                 }
2097                 c->dst.val = segreg.selector;
2098                 break;
2099         }
2100         case 0x8d: /* lea r16/r32, m */
2101                 c->dst.val = c->modrm_ea;
2102                 break;
2103         case 0x8e: { /* mov seg, r/m16 */
2104                 uint16_t sel;
2105                 int type_bits;
2106                 int err;
2107
2108                 sel = c->src.val;
2109                 if (c->modrm_reg == VCPU_SREG_SS)
2110                         toggle_interruptibility(ctxt, X86_SHADOW_INT_MOV_SS);
2111
2112                 if (c->modrm_reg <= 5) {
2113                         type_bits = (c->modrm_reg == 1) ? 9 : 1;
2114                         err = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, sel,
2115                                                           type_bits, c->modrm_reg);
2116                 } else {
2117                         printk(KERN_INFO "Invalid segreg in modrm byte 0x%02x\n",
2118                                         c->modrm);
2119                         goto cannot_emulate;
2120                 }
2121
2122                 if (err < 0)
2123                         goto cannot_emulate;
2124
2125                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2126                 break;
2127         }
2128         case 0x8f:              /* pop (sole member of Grp1a) */
2129                 rc = emulate_grp1a(ctxt, ops);
2130                 if (rc != 0)
2131                         goto done;
2132                 break;
2133         case 0x90: /* nop / xchg r8,rax */
2134                 if (!(c->rex_prefix & 1)) { /* nop */
2135                         c->dst.type = OP_NONE;
2136                         break;
2137                 }
2138         case 0x91 ... 0x97: /* xchg reg,rax */
2139                 c->src.type = c->dst.type = OP_REG;
2140                 c->src.bytes = c->dst.bytes = c->op_bytes;
2141                 c->src.ptr = (unsigned long *) &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2142                 c->src.val = *(c->src.ptr);
2143                 goto xchg;
2144         case 0x9c: /* pushf */
2145                 c->src.val =  (unsigned long) ctxt->eflags;
2146                 emulate_push(ctxt);
2147                 break;
2148         case 0x9d: /* popf */
2149                 c->dst.type = OP_REG;
2150                 c->dst.ptr = (unsigned long *) &ctxt->eflags;
2151                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2152                 rc = emulate_popf(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
2153                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2154                         goto done;
2155                 break;
2156         case 0xa0 ... 0xa1:     /* mov */
2157                 c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2158                 c->dst.val = c->src.val;
2159                 break;
2160         case 0xa2 ... 0xa3:     /* mov */
2161                 c->dst.val = (unsigned long)c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2162                 break;
2163         case 0xa4 ... 0xa5:     /* movs */
2164                 c->dst.type = OP_MEM;
2165                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2166                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2167                                                    es_base(ctxt),
2168                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2169                 rc = ops->read_emulated(register_address(c,
2170                                                 seg_override_base(ctxt, c),
2171                                                 c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
2172                                         &c->dst.val,
2173                                         c->dst.bytes, ctxt->vcpu);
2174                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2175                         goto done;
2176                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2177                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2178                                                            : c->dst.bytes);
2179                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2180                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2181                                                            : c->dst.bytes);
2182                 break;
2183         case 0xa6 ... 0xa7:     /* cmps */
2184                 c->src.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2185                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2186                 c->src.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2187                                        seg_override_base(ctxt, c),
2188                                                    c->regs[VCPU_REGS_RSI]);
2189                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src.ptr,
2190                                         &c->src.val,
2191                                         c->src.bytes,
2192                                         ctxt->vcpu);
2193                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2194                         goto done;
2195
2196                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2197                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2198                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2199                                                    es_base(ctxt),
2200                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2201                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->dst.ptr,
2202                                         &c->dst.val,
2203                                         c->dst.bytes,
2204                                         ctxt->vcpu);
2205                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2206                         goto done;
2207
2208                 DPRINTF("cmps: mem1=0x%p mem2=0x%p\n", c->src.ptr, c->dst.ptr);
2209
2210                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2211
2212                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2213                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->src.bytes
2214                                                                   : c->src.bytes);
2215                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2216                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2217                                                                   : c->dst.bytes);
2218
2219                 break;
2220         case 0xaa ... 0xab:     /* stos */
2221                 c->dst.type = OP_MEM;
2222                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2223                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2224                                                    es_base(ctxt),
2225                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2226                 c->dst.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2227                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2228                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2229                                                            : c->dst.bytes);
2230                 break;
2231         case 0xac ... 0xad:     /* lods */
2232                 c->dst.type = OP_REG;
2233                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2234                 c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2235                 rc = ops->read_emulated(register_address(c,
2236                                                 seg_override_base(ctxt, c),
2237                                                 c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
2238                                         &c->dst.val,
2239                                         c->dst.bytes,
2240                                         ctxt->vcpu);
2241                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2242                         goto done;
2243                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2244                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2245                                                            : c->dst.bytes);
2246                 break;
2247         case 0xae ... 0xaf:     /* scas */
2248                 DPRINTF("Urk! I don't handle SCAS.\n");
2249                 goto cannot_emulate;
2250         case 0xb0 ... 0xbf: /* mov r, imm */
2251                 goto mov;
2252         case 0xc0 ... 0xc1:
2253                 emulate_grp2(ctxt);
2254                 break;
2255         case 0xc3: /* ret */
2256                 c->dst.type = OP_REG;
2257                 c->dst.ptr = &c->eip;
2258                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2259                 goto pop_instruction;
2260         case 0xc6 ... 0xc7:     /* mov (sole member of Grp11) */
2261         mov:
2262                 c->dst.val = c->src.val;
2263                 break;
2264         case 0xcb:              /* ret far */
2265                 rc = emulate_ret_far(ctxt, ops);
2266                 if (rc)
2267                         goto done;
2268                 break;
2269         case 0xd0 ... 0xd1:     /* Grp2 */
2270                 c->src.val = 1;
2271                 emulate_grp2(ctxt);
2272                 break;
2273         case 0xd2 ... 0xd3:     /* Grp2 */
2274                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
2275                 emulate_grp2(ctxt);
2276                 break;
2277         case 0xe4:      /* inb */
2278         case 0xe5:      /* in */
2279                 port = c->src.val;
2280                 io_dir_in = 1;
2281                 goto do_io;
2282         case 0xe6: /* outb */
2283         case 0xe7: /* out */
2284                 port = c->src.val;
2285                 io_dir_in = 0;
2286                 goto do_io;
2287         case 0xe8: /* call (near) */ {
2288                 long int rel = c->src.val;
2289                 c->src.val = (unsigned long) c->eip;
2290                 jmp_rel(c, rel);
2291                 emulate_push(ctxt);
2292                 break;
2293         }
2294         case 0xe9: /* jmp rel */
2295                 goto jmp;
2296         case 0xea: /* jmp far */
2297                 if (kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, c->src2.val, 9,
2298                                         VCPU_SREG_CS) < 0) {
2299                         DPRINTF("jmp far: Failed to load CS descriptor\n");
2300                         goto cannot_emulate;
2301                 }
2302
2303                 c->eip = c->src.val;
2304                 break;
2305         case 0xeb:
2306               jmp:              /* jmp rel short */
2307                 jmp_rel(c, c->src.val);
2308                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2309                 break;
2310         case 0xec: /* in al,dx */
2311         case 0xed: /* in (e/r)ax,dx */
2312                 port = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2313                 io_dir_in = 1;
2314                 goto do_io;
2315         case 0xee: /* out al,dx */
2316         case 0xef: /* out (e/r)ax,dx */
2317                 port = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2318                 io_dir_in = 0;
2319         do_io:
2320                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, port,
2321                                           (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes)) {
2322                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2323                         goto done;
2324                 }
2325                 if (kvm_emulate_pio(ctxt->vcpu, io_dir_in,
2326                                    (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
2327                                    port) != 0) {
2328                         c->eip = saved_eip;
2329                         goto cannot_emulate;
2330                 }
2331                 break;
2332         case 0xf4:              /* hlt */
2333                 ctxt->vcpu->arch.halt_request = 1;
2334                 break;
2335         case 0xf5:      /* cmc */
2336                 /* complement carry flag from eflags reg */
2337                 ctxt->eflags ^= EFLG_CF;
2338                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2339                 break;
2340         case 0xf6 ... 0xf7:     /* Grp3 */
2341                 rc = emulate_grp3(ctxt, ops);
2342                 if (rc != 0)
2343                         goto done;
2344                 break;
2345         case 0xf8: /* clc */
2346                 ctxt->eflags &= ~EFLG_CF;
2347                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2348                 break;
2349         case 0xfa: /* cli */
2350                 if (emulator_bad_iopl(ctxt))
2351                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2352                 else {
2353                         ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_IF;
2354                         c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2355                 }
2356                 break;
2357         case 0xfb: /* sti */
2358                 if (emulator_bad_iopl(ctxt))
2359                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2360                 else {
2361                         toggle_interruptibility(ctxt, X86_SHADOW_INT_STI);
2362                         ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_IF;
2363                         c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2364                 }
2365                 break;
2366         case 0xfc: /* cld */
2367                 ctxt->eflags &= ~EFLG_DF;
2368                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2369                 break;
2370         case 0xfd: /* std */
2371                 ctxt->eflags |= EFLG_DF;
2372                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2373                 break;
2374         case 0xfe ... 0xff:     /* Grp4/Grp5 */
2375                 rc = emulate_grp45(ctxt, ops);
2376                 if (rc != 0)
2377                         goto done;
2378                 break;
2379         }
2380
2381 writeback:
2382         rc = writeback(ctxt, ops);
2383         if (rc != 0)
2384                 goto done;
2385
2386         /* Commit shadow register state. */
2387         memcpy(ctxt->vcpu->arch.regs, c->regs, sizeof c->regs);
2388         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
2389
2390 done:
2391         if (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) {
2392                 c->eip = saved_eip;
2393                 return -1;
2394         }
2395         return 0;
2396
2397 twobyte_insn:
2398         switch (c->b) {
2399         case 0x01: /* lgdt, lidt, lmsw */
2400                 switch (c->modrm_reg) {
2401                         u16 size;
2402                         unsigned long address;
2403
2404                 case 0: /* vmcall */
2405                         if (c->modrm_mod != 3 || c->modrm_rm != 1)
2406                                 goto cannot_emulate;
2407
2408                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
2409                         if (rc)
2410                                 goto done;
2411
2412                         /* Let the processor re-execute the fixed hypercall */
2413                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2414                         /* Disable writeback. */
2415                         c->dst.type = OP_NONE;
2416                         break;
2417                 case 2: /* lgdt */
2418                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
2419                                              &size, &address, c->op_bytes);
2420                         if (rc)
2421                                 goto done;
2422                         realmode_lgdt(ctxt->vcpu, size, address);
2423                         /* Disable writeback. */
2424                         c->dst.type = OP_NONE;
2425                         break;
2426                 case 3: /* lidt/vmmcall */
2427                         if (c->modrm_mod == 3) {
2428                                 switch (c->modrm_rm) {
2429                                 case 1:
2430                                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
2431                                         if (rc)
2432                                                 goto done;
2433                                         break;
2434                                 default:
2435                                         goto cannot_emulate;
2436                                 }
2437                         } else {
2438                                 rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
2439                                                      &size, &address,
2440                                                      c->op_bytes);
2441                                 if (rc)
2442                                         goto done;
2443                                 realmode_lidt(ctxt->vcpu, size, address);
2444                         }
2445                         /* Disable writeback. */
2446                         c->dst.type = OP_NONE;
2447                         break;
2448                 case 4: /* smsw */
2449                         c->dst.bytes = 2;
2450                         c->dst.val = realmode_get_cr(ctxt->vcpu, 0);
2451                         break;
2452                 case 6: /* lmsw */
2453                         realmode_lmsw(ctxt->vcpu, (u16)c->src.val,
2454                                       &ctxt->eflags);
2455                         c->dst.type = OP_NONE;
2456                         break;
2457                 case 7: /* invlpg*/
2458                         emulate_invlpg(ctxt->vcpu, memop);
2459                         /* Disable writeback. */
2460                         c->dst.type = OP_NONE;
2461                         break;
2462                 default:
2463                         goto cannot_emulate;
2464                 }
2465                 break;
2466         case 0x05:              /* syscall */
2467                 if (emulate_syscall(ctxt) == -1)
2468                         goto cannot_emulate;
2469                 else
2470                         goto writeback;
2471                 break;
2472         case 0x06:
2473                 emulate_clts(ctxt->vcpu);
2474                 c->dst.type = OP_NONE;
2475                 break;
2476         case 0x08:              /* invd */
2477         case 0x09:              /* wbinvd */
2478         case 0x0d:              /* GrpP (prefetch) */
2479         case 0x18:              /* Grp16 (prefetch/nop) */
2480                 c->dst.type = OP_NONE;
2481                 break;
2482         case 0x20: /* mov cr, reg */
2483                 if (c->modrm_mod != 3)
2484                         goto cannot_emulate;
2485                 c->regs[c->modrm_rm] =
2486                                 realmode_get_cr(ctxt->vcpu, c->modrm_reg);
2487                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2488                 break;
2489         case 0x21: /* mov from dr to reg */
2490                 if (c->modrm_mod != 3)
2491                         goto cannot_emulate;
2492                 rc = emulator_get_dr(ctxt, c->modrm_reg, &c->regs[c->modrm_rm]);
2493                 if (rc)
2494                         goto cannot_emulate;
2495                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2496                 break;
2497         case 0x22: /* mov reg, cr */
2498                 if (c->modrm_mod != 3)
2499                         goto cannot_emulate;
2500                 realmode_set_cr(ctxt->vcpu,
2501                                 c->modrm_reg, c->modrm_val, &ctxt->eflags);
2502                 c->dst.type = OP_NONE;
2503                 break;
2504         case 0x23: /* mov from reg to dr */
2505                 if (c->modrm_mod != 3)
2506                         goto cannot_emulate;
2507                 rc = emulator_set_dr(ctxt, c->modrm_reg,
2508                                      c->regs[c->modrm_rm]);
2509                 if (rc)
2510                         goto cannot_emulate;
2511                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2512                 break;
2513         case 0x30:
2514                 /* wrmsr */
2515                 msr_data = (u32)c->regs[VCPU_REGS_RAX]
2516                         | ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RDX] << 32);
2517                 rc = kvm_set_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], msr_data);
2518                 if (rc) {
2519                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2520                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2521                 }
2522                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
2523                 c->dst.type = OP_NONE;
2524                 break;
2525         case 0x32:
2526                 /* rdmsr */
2527                 rc = kvm_get_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], &msr_data);
2528                 if (rc) {
2529                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2530                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2531                 } else {
2532                         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32)msr_data;
2533                         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = msr_data >> 32;
2534                 }
2535                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
2536                 c->dst.type = OP_NONE;
2537                 break;
2538         case 0x34:              /* sysenter */
2539                 if (emulate_sysenter(ctxt) == -1)
2540                         goto cannot_emulate;
2541                 else
2542                         goto writeback;
2543                 break;
2544         case 0x35:              /* sysexit */
2545                 if (emulate_sysexit(ctxt) == -1)
2546                         goto cannot_emulate;
2547                 else
2548                         goto writeback;
2549                 break;
2550         case 0x40 ... 0x4f:     /* cmov */
2551                 c->dst.val = c->dst.orig_val = c->src.val;
2552                 if (!test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2553                         c->dst.type = OP_NONE; /* no writeback */
2554                 break;
2555         case 0x80 ... 0x8f: /* jnz rel, etc*/
2556                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2557                         jmp_rel(c, c->src.val);
2558                 c->dst.type = OP_NONE;
2559                 break;
2560         case 0xa0:        /* push fs */
2561                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_FS);
2562                 break;
2563         case 0xa1:       /* pop fs */
2564                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_FS);
2565                 if (rc != 0)
2566                         goto done;
2567                 break;
2568         case 0xa3:
2569               bt:               /* bt */
2570                 c->dst.type = OP_NONE;
2571                 /* only subword offset */
2572                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2573                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bt", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2574                 break;
2575         case 0xa4: /* shld imm8, r, r/m */
2576         case 0xa5: /* shld cl, r, r/m */
2577                 emulate_2op_cl("shld", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2578                 break;
2579         case 0xa8:      /* push gs */
2580                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_GS);
2581                 break;
2582         case 0xa9:      /* pop gs */
2583                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_GS);
2584                 if (rc != 0)
2585                         goto done;
2586                 break;
2587         case 0xab:
2588               bts:              /* bts */
2589                 /* only subword offset */
2590                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2591                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bts", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2592                 break;
2593         case 0xac: /* shrd imm8, r, r/m */
2594         case 0xad: /* shrd cl, r, r/m */
2595                 emulate_2op_cl("shrd", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2596                 break;
2597         case 0xae:              /* clflush */
2598                 break;
2599         case 0xb0 ... 0xb1:     /* cmpxchg */
2600                 /*
2601                  * Save real source value, then compare EAX against
2602                  * destination.
2603                  */
2604                 c->src.orig_val = c->src.val;
2605                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2606                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2607                 if (ctxt->eflags & EFLG_ZF) {
2608                         /* Success: write back to memory. */
2609                         c->dst.val = c->src.orig_val;
2610                 } else {
2611                         /* Failure: write the value we saw to EAX. */
2612                         c->dst.type = OP_REG;
2613                         c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2614                 }
2615                 break;
2616         case 0xb3:
2617               btr:              /* btr */
2618                 /* only subword offset */
2619                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2620                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2621                 break;
2622         case 0xb6 ... 0xb7:     /* movzx */
2623                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2624                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (u8) c->src.val
2625                                                        : (u16) c->src.val;
2626                 break;
2627         case 0xba:              /* Grp8 */
2628                 switch (c->modrm_reg & 3) {
2629                 case 0:
2630                         goto bt;
2631                 case 1:
2632                         goto bts;
2633                 case 2:
2634                         goto btr;
2635                 case 3:
2636                         goto btc;
2637                 }
2638                 break;
2639         case 0xbb:
2640               btc:              /* btc */
2641                 /* only subword offset */
2642                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2643                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2644                 break;
2645         case 0xbe ... 0xbf:     /* movsx */
2646                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2647                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (s8) c->src.val :
2648                                                         (s16) c->src.val;
2649                 break;
2650         case 0xc3:              /* movnti */
2651                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2652                 c->dst.val = (c->op_bytes == 4) ? (u32) c->src.val :
2653                                                         (u64) c->src.val;
2654                 break;
2655         case 0xc7:              /* Grp9 (cmpxchg8b) */
2656                 rc = emulate_grp9(ctxt, ops, memop);
2657                 if (rc != 0)
2658                         goto done;
2659                 c->dst.type = OP_NONE;
2660                 break;
2661         }
2662         goto writeback;
2663
2664 cannot_emulate:
2665         DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
2666         c->eip = saved_eip;
2667         return -1;
2668 }