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 Lock        (1<<26) /* lock prefix is allowed for the instruction */
  80 #define Priv        (1<<27) /* instruction generates #GP if current CPL != 0 */
  81 #define No64        (1<<28)
  82 /* Source 2 operand type */
  83 #define Src2None    (0<<29)
  84 #define Src2CL      (1<<29)
  85 #define Src2ImmByte (2<<29)
  86 #define Src2One     (3<<29)
  87 #define Src2Imm16   (4<<29)
  88 #define Src2Mask    (7<<29)
  89
  90 enum {
  91         Group1_80, Group1_81, Group1_82, Group1_83,
  92         Group1A, Group3_Byte, Group3, Group4, Group5, Group7,
  93         Group8, Group9,
  94 };
  95
  96 static u32 opcode_table[256] = {
  97         /* 0x00 - 0x07 */
  98         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
  99         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 100         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 101         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 102         /* 0x08 - 0x0F */
 103         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 104         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 105         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 106         ImplicitOps | Stack | No64, 0,
 107         /* 0x10 - 0x17 */
 108         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 109         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 110         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 111         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 112         /* 0x18 - 0x1F */
 113         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 114         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 115         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 116         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 117         /* 0x20 - 0x27 */
 118         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 119         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 120         DstAcc | SrcImmByte, DstAcc | SrcImm, 0, 0,
 121         /* 0x28 - 0x2F */
 122         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 123         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 124         0, 0, 0, 0,
 125         /* 0x30 - 0x37 */
 126         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 127         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 128         0, 0, 0, 0,
 129         /* 0x38 - 0x3F */
 130         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 131         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 132         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 133         0, 0,
 134         /* 0x40 - 0x47 */
 135         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
 136         /* 0x48 - 0x4F */
 137         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
 138         /* 0x50 - 0x57 */
 139         SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack,
 140         SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack,
 141         /* 0x58 - 0x5F */
 142         DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack,
 143         DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack,
 144         /* 0x60 - 0x67 */
 145         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 146         0, DstReg | SrcMem32 | ModRM | Mov /* movsxd (x86/64) */ ,
 147         0, 0, 0, 0,
 148         /* 0x68 - 0x6F */
 149         SrcImm | Mov | Stack, 0, SrcImmByte | Mov | Stack, 0,
 150         SrcNone  | ByteOp  | ImplicitOps, SrcNone  | ImplicitOps, /* insb, insw/insd */
 151         SrcNone  | ByteOp  | ImplicitOps, SrcNone  | ImplicitOps, /* outsb, outsw/outsd */
 152         /* 0x70 - 0x77 */
 153         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 154         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 155         /* 0x78 - 0x7F */
 156         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 157         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 158         /* 0x80 - 0x87 */
 159         Group | Group1_80, Group | Group1_81,
 160         Group | Group1_82, Group | Group1_83,
 161         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 162         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 163         /* 0x88 - 0x8F */
 164         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov,
 165         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 166         DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, ModRM | DstReg,
 167         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, Group | Group1A,
 168         /* 0x90 - 0x97 */
 169         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
 170         /* 0x98 - 0x9F */
 171         0, 0, SrcImm | Src2Imm16 | No64, 0,
 172         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack, 0, 0,
 173         /* 0xA0 - 0xA7 */
 174         ByteOp | DstReg | SrcMem | Mov | MemAbs, DstReg | SrcMem | Mov | MemAbs,
 175         ByteOp | DstMem | SrcReg | Mov | MemAbs, DstMem | SrcReg | Mov | MemAbs,
 176         ByteOp | ImplicitOps | Mov | String, ImplicitOps | Mov | String,
 177         ByteOp | ImplicitOps | String, ImplicitOps | String,
 178         /* 0xA8 - 0xAF */
 179         0, 0, ByteOp | ImplicitOps | Mov | String, ImplicitOps | Mov | String,
 180         ByteOp | ImplicitOps | Mov | String, ImplicitOps | Mov | String,
 181         ByteOp | ImplicitOps | String, ImplicitOps | String,
 182         /* 0xB0 - 0xB7 */
 183         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 184         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 185         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 186         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 187         /* 0xB8 - 0xBF */
 188         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 189         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 190         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 191         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 192         /* 0xC0 - 0xC7 */
 193         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 194         0, ImplicitOps | Stack, 0, 0,
 195         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Mov, DstMem | SrcImm | ModRM | Mov,
 196         /* 0xC8 - 0xCF */
 197         0, 0, 0, ImplicitOps | Stack,
 198         ImplicitOps, SrcImmByte, ImplicitOps | No64, ImplicitOps,
 199         /* 0xD0 - 0xD7 */
 200         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
 201         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
 202         0, 0, 0, 0,
 203         /* 0xD8 - 0xDF */
 204         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 205         /* 0xE0 - 0xE7 */
 206         0, 0, 0, 0,
 207         ByteOp | SrcImmUByte, SrcImmUByte,
 208         ByteOp | SrcImmUByte, SrcImmUByte,
 209         /* 0xE8 - 0xEF */
 210         SrcImm | Stack, SrcImm | ImplicitOps,
 211         SrcImmU | Src2Imm16 | No64, SrcImmByte | ImplicitOps,
 212         SrcNone | ByteOp | ImplicitOps, SrcNone | ImplicitOps,
 213         SrcNone | ByteOp | ImplicitOps, SrcNone | ImplicitOps,
 214         /* 0xF0 - 0xF7 */
 215         0, 0, 0, 0,
 216         ImplicitOps | Priv, ImplicitOps, Group | Group3_Byte, Group | Group3,
 217         /* 0xF8 - 0xFF */
 218         ImplicitOps, 0, ImplicitOps, ImplicitOps,
 219         ImplicitOps, ImplicitOps, Group | Group4, Group | Group5,
 220 };
 221
 222 static u32 twobyte_table[256] = {
 223         /* 0x00 - 0x0F */
 224         0, Group | GroupDual | Group7, 0, 0,
 225         0, ImplicitOps, ImplicitOps | Priv, 0,
 226         ImplicitOps | Priv, ImplicitOps | Priv, 0, 0,
 227         0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0,
 228         /* 0x10 - 0x1F */
 229         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 230         /* 0x20 - 0x2F */
 231         ModRM | ImplicitOps | Priv, ModRM | Priv,
 232         ModRM | ImplicitOps | Priv, ModRM | Priv,
 233         0, 0, 0, 0,
 234         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 235         /* 0x30 - 0x3F */
 236         ImplicitOps | Priv, 0, ImplicitOps | Priv, 0,
 237         ImplicitOps, ImplicitOps | Priv, 0, 0,
 238         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 239         /* 0x40 - 0x47 */
 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         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 244         /* 0x48 - 0x4F */
 245         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 246         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 247         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 248         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 249         /* 0x50 - 0x5F */
 250         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 251         /* 0x60 - 0x6F */
 252         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 253         /* 0x70 - 0x7F */
 254         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 255         /* 0x80 - 0x8F */
 256         SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm,
 257         SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm,
 258         /* 0x90 - 0x9F */
 259         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 260         /* 0xA0 - 0xA7 */
 261         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack,
 262         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
 263         DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM,
 264         DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM, 0, 0,
 265         /* 0xA8 - 0xAF */
 266         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack,
 267         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock,
 268         DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM,
 269         DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM,
 270         ModRM, 0,
 271         /* 0xB0 - 0xB7 */
 272         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 273         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock,
 274         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 275             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
 276         /* 0xB8 - 0xBF */
 277         0, 0,
 278         Group | Group8, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock,
 279         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 280             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
 281         /* 0xC0 - 0xCF */
 282         0, 0, 0, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov,
 283         0, 0, 0, Group | GroupDual | Group9,
 284         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 285         /* 0xD0 - 0xDF */
 286         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 287         /* 0xE0 - 0xEF */
 288         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 289         /* 0xF0 - 0xFF */
 290         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
 291 };
 292
 293 static u32 group_table[] = {
 294         [Group1_80*8] =
 295         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 296         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 297         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 298         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 299         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 300         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 301         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 302         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 303         [Group1_81*8] =
 304         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 305         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 306         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 307         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 308         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 309         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 310         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 311         DstMem | SrcImm | ModRM,
 312         [Group1_82*8] =
 313         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 314         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 315         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 316         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 317         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 318         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 319         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 320         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64,
 321         [Group1_83*8] =
 322         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 323         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 324         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 325         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 326         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 327         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 328         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 329         DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 330         [Group1A*8] =
 331         DstMem | SrcNone | ModRM | Mov | Stack, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 332         [Group3_Byte*8] =
 333         ByteOp | SrcImm | DstMem | ModRM, 0,
 334         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM,
 335         0, 0, 0, 0,
 336         [Group3*8] =
 337         DstMem | SrcImm | ModRM, 0,
 338         DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
 339         0, 0, 0, 0,
 340         [Group4*8] =
 341         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM,
 342         0, 0, 0, 0, 0, 0,
 343         [Group5*8] =
 344         DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
 345         SrcMem | ModRM | Stack, 0,
 346         SrcMem | ModRM | Stack, 0, SrcMem | ModRM | Stack, 0,
 347         [Group7*8] =
 348         0, 0, ModRM | SrcMem | Priv, ModRM | SrcMem | Priv,
 349         SrcNone | ModRM | DstMem | Mov, 0,
 350         SrcMem16 | ModRM | Mov | Priv, SrcMem | ModRM | ByteOp | Priv,
 351         [Group8*8] =
 352         0, 0, 0, 0,
 353         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 354         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock, DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 355         [Group9*8] =
 356         0, ImplicitOps | ModRM | Lock, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 357 };
 358
 359 static u32 group2_table[] = {
 360         [Group7*8] =
 361         SrcNone | ModRM | Priv, 0, 0, SrcNone | ModRM,
 362         SrcNone | ModRM | DstMem | Mov, 0,
 363         SrcMem16 | ModRM | Mov, 0,
 364         [Group9*8] =
 365         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 366 };
 367
 368 /* EFLAGS bit definitions. */
 369 #define EFLG_ID (1<<21)
 370 #define EFLG_VIP (1<<20)
 371 #define EFLG_VIF (1<<19)
 372 #define EFLG_AC (1<<18)
 373 #define EFLG_VM (1<<17)
 374 #define EFLG_RF (1<<16)
 375 #define EFLG_IOPL (3<<12)
 376 #define EFLG_NT (1<<14)
 377 #define EFLG_OF (1<<11)
 378 #define EFLG_DF (1<<10)
 379 #define EFLG_IF (1<<9)
 380 #define EFLG_TF (1<<8)
 381 #define EFLG_SF (1<<7)
 382 #define EFLG_ZF (1<<6)
 383 #define EFLG_AF (1<<4)
 384 #define EFLG_PF (1<<2)
 385 #define EFLG_CF (1<<0)
 386
 387 /*
 388  * Instruction emulation:
 389  * Most instructions are emulated directly via a fragment of inline assembly
 390  * code. This allows us to save/restore EFLAGS and thus very easily pick up
 391  * any modified flags.
 392  */
 393
 394 #if defined(CONFIG_X86_64)
 395 #define _LO32 "k"               /* force 32-bit operand */
 396 #define _STK  "%%rsp"           /* stack pointer */
 397 #elif defined(__i386__)
 398 #define _LO32 ""                /* force 32-bit operand */
 399 #define _STK  "%%esp"           /* stack pointer */
 400 #endif
 401
 402 /*
 403  * These EFLAGS bits are restored from saved value during emulation, and
 404  * any changes are written back to the saved value after emulation.
 405  */
 406 #define EFLAGS_MASK (EFLG_OF|EFLG_SF|EFLG_ZF|EFLG_AF|EFLG_PF|EFLG_CF)
 407
 408 /* Before executing instruction: restore necessary bits in EFLAGS. */
 409 #define _PRE_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp)                                   \
 410         /* EFLAGS = (_sav & _msk) | (EFLAGS & ~_msk); _sav &= ~_msk; */ \
 411         "movl %"_sav",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
 412         "push %"_tmp"; "                                                \
 413         "push %"_tmp"; "                                                \
 414         "movl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
 415         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 416         "pushf; "                                                       \
 417         "notl %"_LO32 _tmp"; "                                          \
 418         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 419         "andl %"_LO32 _tmp","__stringify(BITS_PER_LONG/4)"("_STK"); "   \
 420         "pop  %"_tmp"; "                                                \
 421         "orl  %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 422         "popf; "                                                        \
 423         "pop  %"_sav"; "
 424
 425 /* After executing instruction: write-back necessary bits in EFLAGS. */
 426 #define _POST_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp) \
 427         /* _sav |= EFLAGS & _msk; */            \
 428         "pushf; "                               \
 429         "pop  %"_tmp"; "                        \
 430         "andl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "          \
 431         "orl  %"_LO32 _tmp",%"_sav"; "
 432
 433 #ifdef CONFIG_X86_64
 434 #define ON64(x) x
 435 #else
 436 #define ON64(x)
 437 #endif
 438
 439 #define ____emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags, _x, _y, _suffix)      \
 440         do {                                                            \
 441                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 442                         _PRE_EFLAGS("0", "4", "2")                      \
 443                         _op _suffix " %"_x"3,%1; "                      \
 444                         _POST_EFLAGS("0", "4", "2")                     \
 445                         : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),            \
 446                           "=&r" (_tmp)                                  \
 447                         : _y ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK));          \
 448         } while (0)
 449
 450
 451 /* Raw emulation: instruction has two explicit operands. */
 452 #define __emulate_2op_nobyte(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 453         do {                                                            \
 454                 unsigned long _tmp;                                     \
 455                                                                         \
 456                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
 457                 case 2:                                                 \
 458                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,"w"); \
 459                         break;                                          \
 460                 case 4:                                                 \
 461                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_lx,_ly,"l"); \
 462                         break;                                          \
 463                 case 8:                                                 \
 464                         ON64(____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_qx,_qy,"q")); \
 465                         break;                                          \
 466                 }                                                       \
 467         } while (0)
 468
 469 #define __emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 470         do {                                                                 \
 471                 unsigned long _tmp;                                          \
 472                 switch ((_dst).bytes) {                                      \
 473                 case 1:                                                      \
 474                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,"b");  \
 475                         break;                                               \
 476                 default:                                                     \
 477                         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,       \
 478                                              _wx, _wy, _lx, _ly, _qx, _qy);  \
 479                         break;                                               \
 480                 }                                                            \
 481         } while (0)
 482
 483 /* Source operand is byte-sized and may be restricted to just %cl. */
 484 #define emulate_2op_SrcB(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 485         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 486                       "b", "c", "b", "c", "b", "c", "b", "c")
 487
 488 /* Source operand is byte, word, long or quad sized. */
 489 #define emulate_2op_SrcV(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 490         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 491                       "b", "q", "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 492
 493 /* Source operand is word, long or quad sized. */
 494 #define emulate_2op_SrcV_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags)               \
 495         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,                  \
 496                              "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 497
 498 /* Instruction has three operands and one operand is stored in ECX register */
 499 #define __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags, _suffix, _type)         \
 500         do {                                                                    \
 501                 unsigned long _tmp;                                             \
 502                 _type _clv  = (_cl).val;                                        \
 503                 _type _srcv = (_src).val;                                       \
 504                 _type _dstv = (_dst).val;                                       \
 505                                                                                 \
 506                 __asm__ __volatile__ (                                          \
 507                         _PRE_EFLAGS("0", "5", "2")                              \
 508                         _op _suffix " %4,%1 \n"                                 \
 509                         _POST_EFLAGS("0", "5", "2")                             \
 510                         : "=m" (_eflags), "+r" (_dstv), "=&r" (_tmp)            \
 511                         : "c" (_clv) , "r" (_srcv), "i" (EFLAGS_MASK)           \
 512                         );                                                      \
 513                                                                                 \
 514                 (_cl).val  = (unsigned long) _clv;                              \
 515                 (_src).val = (unsigned long) _srcv;                             \
 516                 (_dst).val = (unsigned long) _dstv;                             \
 517         } while (0)
 518
 519 #define emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags)                           \
 520         do {                                                                    \
 521                 switch ((_dst).bytes) {                                         \
 522                 case 2:                                                         \
 523                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
 524                                                 "w", unsigned short);           \
 525                         break;                                                  \
 526                 case 4:                                                         \
 527                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
 528                                                 "l", unsigned int);             \
 529                         break;                                                  \
 530                 case 8:                                                         \
 531                         ON64(__emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,    \
 532                                                 "q", unsigned long));           \
 533                         break;                                                  \
 534                 }                                                               \
 535         } while (0)
 536
 537 #define __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, _suffix)                      \
 538         do {                                                            \
 539                 unsigned long _tmp;                                     \
 540                                                                         \
 541                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 542                         _PRE_EFLAGS("0", "3", "2")                      \
 543                         _op _suffix " %1; "                             \
 544                         _POST_EFLAGS("0", "3", "2")                     \
 545                         : "=m" (_eflags), "+m" ((_dst).val),            \
 546                           "=&r" (_tmp)                                  \
 547                         : "i" (EFLAGS_MASK));                           \
 548         } while (0)
 549
 550 /* Instruction has only one explicit operand (no source operand). */
 551 #define emulate_1op(_op, _dst, _eflags)                                    \
 552         do {                                                            \
 553                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
 554                 case 1: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "b"); break;  \
 555                 case 2: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "w"); break;  \
 556                 case 4: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "l"); break;  \
 557                 case 8: ON64(__emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "q")); break; \
 558                 }                                                       \
 559         } while (0)
 560
 561 /* Fetch next part of the instruction being emulated. */
 562 #define insn_fetch(_type, _size, _eip)                                  \
 563 ({      unsigned long _x;                                               \
 564         rc = do_insn_fetch(ctxt, ops, (_eip), &_x, (_size));            \
 565         if (rc != 0)                                                    \
 566                 goto done;                                              \
 567         (_eip) += (_size);                                              \
 568         (_type)_x;                                                      \
 569 })
 570
 571 static inline unsigned long ad_mask(struct decode_cache *c)
 572 {
 573         return (1UL << (c->ad_bytes << 3)) - 1;
 574 }
 575
 576 /* Access/update address held in a register, based on addressing mode. */
 577 static inline unsigned long
 578 address_mask(struct decode_cache *c, unsigned long reg)
 579 {
 580         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 581                 return reg;
 582         else
 583                 return reg & ad_mask(c);
 584 }
 585
 586 static inline unsigned long
 587 register_address(struct decode_cache *c, unsigned long base, unsigned long reg)
 588 {
 589         return base + address_mask(c, reg);
 590 }
 591
 592 static inline void
 593 register_address_increment(struct decode_cache *c, unsigned long *reg, int inc)
 594 {
 595         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 596                 *reg += inc;
 597         else
 598                 *reg = (*reg & ~ad_mask(c)) | ((*reg + inc) & ad_mask(c));
 599 }
 600
 601 static inline void jmp_rel(struct decode_cache *c, int rel)
 602 {
 603         register_address_increment(c, &c->eip, rel);
 604 }
 605
 606 static void set_seg_override(struct decode_cache *c, int seg)
 607 {
 608         c->has_seg_override = true;
 609         c->seg_override = seg;
 610 }
 611
 612 static unsigned long seg_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
 613 {
 614         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && seg < VCPU_SREG_FS)
 615                 return 0;
 616
 617         return kvm_x86_ops->get_segment_base(ctxt->vcpu, seg);
 618 }
 619
 620 static unsigned long seg_override_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 621                                        struct decode_cache *c)
 622 {
 623         if (!c->has_seg_override)
 624                 return 0;
 625
 626         return seg_base(ctxt, c->seg_override);
 627 }
 628
 629 static unsigned long es_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 630 {
 631         return seg_base(ctxt, VCPU_SREG_ES);
 632 }
 633
 634 static unsigned long ss_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 635 {
 636         return seg_base(ctxt, VCPU_SREG_SS);
 637 }
 638
 639 static int do_fetch_insn_byte(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 640                               struct x86_emulate_ops *ops,
 641                               unsigned long linear, u8 *dest)
 642 {
 643         struct fetch_cache *fc = &ctxt->decode.fetch;
 644         int rc;
 645         int size;
 646
 647         if (linear < fc->start || linear >= fc->end) {
 648                 size = min(15UL, PAGE_SIZE - offset_in_page(linear));
 649                 rc = ops->fetch(linear, fc->data, size, ctxt->vcpu, NULL);
 650                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 651                         return rc;
 652                 fc->start = linear;
 653                 fc->end = linear + size;
 654         }
 655         *dest = fc->data[linear - fc->start];
 656         return X86EMUL_CONTINUE;
 657 }
 658
 659 static int do_insn_fetch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 660                          struct x86_emulate_ops *ops,
 661                          unsigned long eip, void *dest, unsigned size)
 662 {
 663         int rc;
 664
 665         /* x86 instructions are limited to 15 bytes. */
 666         if (eip + size - ctxt->decode.eip_orig > 15)
 667                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
 668         eip += ctxt->cs_base;
 669         while (size--) {
 670                 rc = do_fetch_insn_byte(ctxt, ops, eip++, dest++);
 671                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 672                         return rc;
 673         }
 674         return X86EMUL_CONTINUE;
 675 }
 676
 677 /*
 678  * Given the 'reg' portion of a ModRM byte, and a register block, return a
 679  * pointer into the block that addresses the relevant register.
 680  * @highbyte_regs specifies whether to decode AH,CH,DH,BH.
 681  */
 682 static void *decode_register(u8 modrm_reg, unsigned long *regs,
 683                              int highbyte_regs)
 684 {
 685         void *p;
 686
 687         p = &regs[modrm_reg];
 688         if (highbyte_regs && modrm_reg >= 4 && modrm_reg < 8)
 689                 p = (unsigned char *)&regs[modrm_reg & 3] + 1;
 690         return p;
 691 }
 692
 693 static int read_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 694                            struct x86_emulate_ops *ops,
 695                            void *ptr,
 696                            u16 *size, unsigned long *address, int op_bytes)
 697 {
 698         int rc;
 699
 700         if (op_bytes == 2)
 701                 op_bytes = 3;
 702         *address = 0;
 703         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr, (unsigned long *)size, 2,
 704                            ctxt->vcpu, NULL);
 705         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 706                 return rc;
 707         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr + 2, address, op_bytes,
 708                            ctxt->vcpu, NULL);
 709         return rc;
 710 }
 711
 712 static int test_cc(unsigned int condition, unsigned int flags)
 713 {
 714         int rc = 0;
 715
 716         switch ((condition & 15) >> 1) {
 717         case 0: /* o */
 718                 rc |= (flags & EFLG_OF);
 719                 break;
 720         case 1: /* b/c/nae */
 721                 rc |= (flags & EFLG_CF);
 722                 break;
 723         case 2: /* z/e */
 724                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 725                 break;
 726         case 3: /* be/na */
 727                 rc |= (flags & (EFLG_CF|EFLG_ZF));
 728                 break;
 729         case 4: /* s */
 730                 rc |= (flags & EFLG_SF);
 731                 break;
 732         case 5: /* p/pe */
 733                 rc |= (flags & EFLG_PF);
 734                 break;
 735         case 7: /* le/ng */
 736                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 737                 /* fall through */
 738         case 6: /* l/nge */
 739                 rc |= (!(flags & EFLG_SF) != !(flags & EFLG_OF));
 740                 break;
 741         }
 742
 743         /* Odd condition identifiers (lsb == 1) have inverted sense. */
 744         return (!!rc ^ (condition & 1));
 745 }
 746
 747 static void decode_register_operand(struct operand *op,
 748                                     struct decode_cache *c,
 749                                     int inhibit_bytereg)
 750 {
 751         unsigned reg = c->modrm_reg;
 752         int highbyte_regs = c->rex_prefix == 0;
 753
 754         if (!(c->d & ModRM))
 755                 reg = (c->b & 7) | ((c->rex_prefix & 1) << 3);
 756         op->type = OP_REG;
 757         if ((c->d & ByteOp) && !inhibit_bytereg) {
 758                 op->ptr = decode_register(reg, c->regs, highbyte_regs);
 759                 op->val = *(u8 *)op->ptr;
 760                 op->bytes = 1;
 761         } else {
 762                 op->ptr = decode_register(reg, c->regs, 0);
 763                 op->bytes = c->op_bytes;
 764                 switch (op->bytes) {
 765                 case 2:
 766                         op->val = *(u16 *)op->ptr;
 767                         break;
 768                 case 4:
 769                         op->val = *(u32 *)op->ptr;
 770                         break;
 771                 case 8:
 772                         op->val = *(u64 *) op->ptr;
 773                         break;
 774                 }
 775         }
 776         op->orig_val = op->val;
 777 }
 778
 779 static int decode_modrm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 780                         struct x86_emulate_ops *ops)
 781 {
 782         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 783         u8 sib;
 784         int index_reg = 0, base_reg = 0, scale;
 785         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
 786
 787         if (c->rex_prefix) {
 788                 c->modrm_reg = (c->rex_prefix & 4) << 1;        /* REX.R */
 789                 index_reg = (c->rex_prefix & 2) << 2; /* REX.X */
 790                 c->modrm_rm = base_reg = (c->rex_prefix & 1) << 3; /* REG.B */
 791         }
 792
 793         c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 794         c->modrm_mod |= (c->modrm & 0xc0) >> 6;
 795         c->modrm_reg |= (c->modrm & 0x38) >> 3;
 796         c->modrm_rm |= (c->modrm & 0x07);
 797         c->modrm_ea = 0;
 798         c->use_modrm_ea = 1;
 799
 800         if (c->modrm_mod == 3) {
 801                 c->modrm_ptr = decode_register(c->modrm_rm,
 802                                                c->regs, c->d & ByteOp);
 803                 c->modrm_val = *(unsigned long *)c->modrm_ptr;
 804                 return rc;
 805         }
 806
 807         if (c->ad_bytes == 2) {
 808                 unsigned bx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
 809                 unsigned bp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
 810                 unsigned si = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
 811                 unsigned di = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
 812
 813                 /* 16-bit ModR/M decode. */
 814                 switch (c->modrm_mod) {
 815                 case 0:
 816                         if (c->modrm_rm == 6)
 817                                 c->modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 818                         break;
 819                 case 1:
 820                         c->modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
 821                         break;
 822                 case 2:
 823                         c->modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 824                         break;
 825                 }
 826                 switch (c->modrm_rm) {
 827                 case 0:
 828                         c->modrm_ea += bx + si;
 829                         break;
 830                 case 1:
 831                         c->modrm_ea += bx + di;
 832                         break;
 833                 case 2:
 834                         c->modrm_ea += bp + si;
 835                         break;
 836                 case 3:
 837                         c->modrm_ea += bp + di;
 838                         break;
 839                 case 4:
 840                         c->modrm_ea += si;
 841                         break;
 842                 case 5:
 843                         c->modrm_ea += di;
 844                         break;
 845                 case 6:
 846                         if (c->modrm_mod != 0)
 847                                 c->modrm_ea += bp;
 848                         break;
 849                 case 7:
 850                         c->modrm_ea += bx;
 851                         break;
 852                 }
 853                 if (c->modrm_rm == 2 || c->modrm_rm == 3 ||
 854                     (c->modrm_rm == 6 && c->modrm_mod != 0))
 855                         if (!c->has_seg_override)
 856                                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_SS);
 857                 c->modrm_ea = (u16)c->modrm_ea;
 858         } else {
 859                 /* 32/64-bit ModR/M decode. */
 860                 if ((c->modrm_rm & 7) == 4) {
 861                         sib = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 862                         index_reg |= (sib >> 3) & 7;
 863                         base_reg |= sib & 7;
 864                         scale = sib >> 6;
 865
 866                         if ((base_reg & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0)
 867                                 c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 868                         else
 869                                 c->modrm_ea += c->regs[base_reg];
 870                         if (index_reg != 4)
 871                                 c->modrm_ea += c->regs[index_reg] << scale;
 872                 } else if ((c->modrm_rm & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0) {
 873                         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 874                                 c->rip_relative = 1;
 875                 } else
 876                         c->modrm_ea += c->regs[c->modrm_rm];
 877                 switch (c->modrm_mod) {
 878                 case 0:
 879                         if (c->modrm_rm == 5)
 880                                 c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 881                         break;
 882                 case 1:
 883                         c->modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
 884                         break;
 885                 case 2:
 886                         c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 887                         break;
 888                 }
 889         }
 890 done:
 891         return rc;
 892 }
 893
 894 static int decode_abs(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 895                       struct x86_emulate_ops *ops)
 896 {
 897         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 898         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
 899
 900         switch (c->ad_bytes) {
 901         case 2:
 902                 c->modrm_ea = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 903                 break;
 904         case 4:
 905                 c->modrm_ea = insn_fetch(u32, 4, c->eip);
 906                 break;
 907         case 8:
 908                 c->modrm_ea = insn_fetch(u64, 8, c->eip);
 909                 break;
 910         }
 911 done:
 912         return rc;
 913 }
 914
 915 int
 916 x86_decode_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
 917 {
 918         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 919         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
 920         int mode = ctxt->mode;
 921         int def_op_bytes, def_ad_bytes, group;
 922
 923         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation. */
 924
 925         memset(c, 0, sizeof(struct decode_cache));
 926         c->eip = c->eip_orig = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
 927         ctxt->cs_base = seg_base(ctxt, VCPU_SREG_CS);
 928         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
 929
 930         switch (mode) {
 931         case X86EMUL_MODE_REAL:
 932         case X86EMUL_MODE_VM86:
 933         case X86EMUL_MODE_PROT16:
 934                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 2;
 935                 break;
 936         case X86EMUL_MODE_PROT32:
 937                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 4;
 938                 break;
 939 #ifdef CONFIG_X86_64
 940         case X86EMUL_MODE_PROT64:
 941                 def_op_bytes = 4;
 942                 def_ad_bytes = 8;
 943                 break;
 944 #endif
 945         default:
 946                 return -1;
 947         }
 948
 949         c->op_bytes = def_op_bytes;
 950         c->ad_bytes = def_ad_bytes;
 951
 952         /* Legacy prefixes. */
 953         for (;;) {
 954                 switch (c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip)) {
 955                 case 0x66:      /* operand-size override */
 956                         /* switch between 2/4 bytes */
 957                         c->op_bytes = def_op_bytes ^ 6;
 958                         break;
 959                 case 0x67:      /* address-size override */
 960                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 961                                 /* switch between 4/8 bytes */
 962                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 12;
 963                         else
 964                                 /* switch between 2/4 bytes */
 965                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 6;
 966                         break;
 967                 case 0x26:      /* ES override */
 968                 case 0x2e:      /* CS override */
 969                 case 0x36:      /* SS override */
 970                 case 0x3e:      /* DS override */
 971                         set_seg_override(c, (c->b >> 3) & 3);
 972                         break;
 973                 case 0x64:      /* FS override */
 974                 case 0x65:      /* GS override */
 975                         set_seg_override(c, c->b & 7);
 976                         break;
 977                 case 0x40 ... 0x4f: /* REX */
 978                         if (mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
 979                                 goto done_prefixes;
 980                         c->rex_prefix = c->b;
 981                         continue;
 982                 case 0xf0:      /* LOCK */
 983                         c->lock_prefix = 1;
 984                         break;
 985                 case 0xf2:      /* REPNE/REPNZ */
 986                         c->rep_prefix = REPNE_PREFIX;
 987                         break;
 988                 case 0xf3:      /* REP/REPE/REPZ */
 989                         c->rep_prefix = REPE_PREFIX;
 990                         break;
 991                 default:
 992                         goto done_prefixes;
 993                 }
 994
 995                 /* Any legacy prefix after a REX prefix nullifies its effect. */
 996
 997                 c->rex_prefix = 0;
 998         }
 999
1000 done_prefixes:
1001
1002         /* REX prefix. */
1003         if (c->rex_prefix)
1004                 if (c->rex_prefix & 8)
1005                         c->op_bytes = 8;        /* REX.W */
1006
1007         /* Opcode byte(s). */
1008         c->d = opcode_table[c->b];
1009         if (c->d == 0) {
1010                 /* Two-byte opcode? */
1011                 if (c->b == 0x0f) {
1012                         c->twobyte = 1;
1013                         c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1014                         c->d = twobyte_table[c->b];
1015                 }
1016         }
1017
1018         if (c->d & Group) {
1019                 group = c->d & GroupMask;
1020                 c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1021                 --c->eip;
1022
1023                 group = (group << 3) + ((c->modrm >> 3) & 7);
1024                 if ((c->d & GroupDual) && (c->modrm >> 6) == 3)
1025                         c->d = group2_table[group];
1026                 else
1027                         c->d = group_table[group];
1028         }
1029
1030         /* Unrecognised? */
1031         if (c->d == 0) {
1032                 DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
1033                 return -1;
1034         }
1035
1036         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & Stack))
1037                 c->op_bytes = 8;
1038
1039         /* ModRM and SIB bytes. */
1040         if (c->d & ModRM)
1041                 rc = decode_modrm(ctxt, ops);
1042         else if (c->d & MemAbs)
1043                 rc = decode_abs(ctxt, ops);
1044         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1045                 goto done;
1046
1047         if (!c->has_seg_override)
1048                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_DS);
1049
1050         if (!(!c->twobyte && c->b == 0x8d))
1051                 c->modrm_ea += seg_override_base(ctxt, c);
1052
1053         if (c->ad_bytes != 8)
1054                 c->modrm_ea = (u32)c->modrm_ea;
1055         /*
1056          * Decode and fetch the source operand: register, memory
1057          * or immediate.
1058          */
1059         switch (c->d & SrcMask) {
1060         case SrcNone:
1061                 break;
1062         case SrcReg:
1063                 decode_register_operand(&c->src, c, 0);
1064                 break;
1065         case SrcMem16:
1066                 c->src.bytes = 2;
1067                 goto srcmem_common;
1068         case SrcMem32:
1069                 c->src.bytes = 4;
1070                 goto srcmem_common;
1071         case SrcMem:
1072                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 :
1073                                                            c->op_bytes;
1074                 /* Don't fetch the address for invlpg: it could be unmapped. */
1075                 if (c->twobyte && c->b == 0x01 && c->modrm_reg == 7)
1076                         break;
1077         srcmem_common:
1078                 /*
1079                  * For instructions with a ModR/M byte, switch to register
1080                  * access if Mod = 3.
1081                  */
1082                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1083                         c->src.type = OP_REG;
1084                         c->src.val = c->modrm_val;
1085                         c->src.ptr = c->modrm_ptr;
1086                         break;
1087                 }
1088                 c->src.type = OP_MEM;
1089                 break;
1090         case SrcImm:
1091         case SrcImmU:
1092                 c->src.type = OP_IMM;
1093                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1094                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1095                 if (c->src.bytes == 8)
1096                         c->src.bytes = 4;
1097                 /* NB. Immediates are sign-extended as necessary. */
1098                 switch (c->src.bytes) {
1099                 case 1:
1100                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1101                         break;
1102                 case 2:
1103                         c->src.val = insn_fetch(s16, 2, c->eip);
1104                         break;
1105                 case 4:
1106                         c->src.val = insn_fetch(s32, 4, c->eip);
1107                         break;
1108                 }
1109                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmU) {
1110                         switch (c->src.bytes) {
1111                         case 1:
1112                                 c->src.val &= 0xff;
1113                                 break;
1114                         case 2:
1115                                 c->src.val &= 0xffff;
1116                                 break;
1117                         case 4:
1118                                 c->src.val &= 0xffffffff;
1119                                 break;
1120                         }
1121                 }
1122                 break;
1123         case SrcImmByte:
1124         case SrcImmUByte:
1125                 c->src.type = OP_IMM;
1126                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1127                 c->src.bytes = 1;
1128                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmByte)
1129                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1130                 else
1131                         c->src.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1132                 break;
1133         case SrcOne:
1134                 c->src.bytes = 1;
1135                 c->src.val = 1;
1136                 break;
1137         }
1138
1139         /*
1140          * Decode and fetch the second source operand: register, memory
1141          * or immediate.
1142          */
1143         switch (c->d & Src2Mask) {
1144         case Src2None:
1145                 break;
1146         case Src2CL:
1147                 c->src2.bytes = 1;
1148                 c->src2.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX] & 0x8;
1149                 break;
1150         case Src2ImmByte:
1151                 c->src2.type = OP_IMM;
1152                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1153                 c->src2.bytes = 1;
1154                 c->src2.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1155                 break;
1156         case Src2Imm16:
1157                 c->src2.type = OP_IMM;
1158                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1159                 c->src2.bytes = 2;
1160                 c->src2.val = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
1161                 break;
1162         case Src2One:
1163                 c->src2.bytes = 1;
1164                 c->src2.val = 1;
1165                 break;
1166         }
1167
1168         /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
1169         switch (c->d & DstMask) {
1170         case ImplicitOps:
1171                 /* Special instructions do their own operand decoding. */
1172                 return 0;
1173         case DstReg:
1174                 decode_register_operand(&c->dst, c,
1175                          c->twobyte && (c->b == 0xb6 || c->b == 0xb7));
1176                 break;
1177         case DstMem:
1178                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1179                         c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1180                         c->dst.type = OP_REG;
1181                         c->dst.val = c->dst.orig_val = c->modrm_val;
1182                         c->dst.ptr = c->modrm_ptr;
1183                         break;
1184                 }
1185                 c->dst.type = OP_MEM;
1186                 break;
1187         case DstAcc:
1188                 c->dst.type = OP_REG;
1189                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
1190                 c->dst.ptr = &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
1191                 switch (c->op_bytes) {
1192                         case 1:
1193                                 c->dst.val = *(u8 *)c->dst.ptr;
1194                                 break;
1195                         case 2:
1196                                 c->dst.val = *(u16 *)c->dst.ptr;
1197                                 break;
1198                         case 4:
1199                                 c->dst.val = *(u32 *)c->dst.ptr;
1200                                 break;
1201                 }
1202                 c->dst.orig_val = c->dst.val;
1203                 break;
1204         }
1205
1206         if (c->rip_relative)
1207                 c->modrm_ea += c->eip;
1208
1209 done:
1210         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
1211 }
1212
1213 static inline void emulate_push(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1214 {
1215         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1216
1217         c->dst.type  = OP_MEM;
1218         c->dst.bytes = c->op_bytes;
1219         c->dst.val = c->src.val;
1220         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], -c->op_bytes);
1221         c->dst.ptr = (void *) register_address(c, ss_base(ctxt),
1222                                                c->regs[VCPU_REGS_RSP]);
1223 }
1224
1225 static int emulate_pop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1226                        struct x86_emulate_ops *ops,
1227                        void *dest, int len)
1228 {
1229         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1230         int rc;
1231
1232         rc = ops->read_emulated(register_address(c, ss_base(ctxt),
1233                                                  c->regs[VCPU_REGS_RSP]),
1234                                 dest, len, ctxt->vcpu);
1235         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1236                 return rc;
1237
1238         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], len);
1239         return rc;
1240 }
1241
1242 static int emulate_popf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1243                        struct x86_emulate_ops *ops,
1244                        void *dest, int len)
1245 {
1246         int rc;
1247         unsigned long val, change_mask;
1248         int iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
1249         int cpl = kvm_x86_ops->get_cpl(ctxt->vcpu);
1250
1251         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &val, len);
1252         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1253                 return rc;
1254
1255         change_mask = EFLG_CF | EFLG_PF | EFLG_AF | EFLG_ZF | EFLG_SF | EFLG_OF
1256                 | EFLG_TF | EFLG_DF | EFLG_NT | EFLG_RF | EFLG_AC | EFLG_ID;
1257
1258         switch(ctxt->mode) {
1259         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1260         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1261         case X86EMUL_MODE_PROT16:
1262                 if (cpl == 0)
1263                         change_mask |= EFLG_IOPL;
1264                 if (cpl <= iopl)
1265                         change_mask |= EFLG_IF;
1266                 break;
1267         case X86EMUL_MODE_VM86:
1268                 if (iopl < 3) {
1269                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1270                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1271                 }
1272                 change_mask |= EFLG_IF;
1273                 break;
1274         default: /* real mode */
1275                 change_mask |= (EFLG_IOPL | EFLG_IF);
1276                 break;
1277         }
1278
1279         *(unsigned long *)dest =
1280                 (ctxt->eflags & ~change_mask) | (val & change_mask);
1281
1282         return rc;
1283 }
1284
1285 static void emulate_push_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
1286 {
1287         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1288         struct kvm_segment segment;
1289
1290         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, &segment, seg);
1291
1292         c->src.val = segment.selector;
1293         emulate_push(ctxt);
1294 }
1295
1296 static int emulate_pop_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1297                              struct x86_emulate_ops *ops, int seg)
1298 {
1299         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1300         unsigned long selector;
1301         int rc;
1302
1303         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &selector, c->op_bytes);
1304         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1305                 return rc;
1306
1307         rc = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, (u16)selector, seg);
1308         return rc;
1309 }
1310
1311 static void emulate_pusha(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1312 {
1313         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1314         unsigned long old_esp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
1315         int reg = VCPU_REGS_RAX;
1316
1317         while (reg <= VCPU_REGS_RDI) {
1318                 (reg == VCPU_REGS_RSP) ?
1319                 (c->src.val = old_esp) : (c->src.val = c->regs[reg]);
1320
1321                 emulate_push(ctxt);
1322                 ++reg;
1323         }
1324 }
1325
1326 static int emulate_popa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1327                         struct x86_emulate_ops *ops)
1328 {
1329         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1330         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1331         int reg = VCPU_REGS_RDI;
1332
1333         while (reg >= VCPU_REGS_RAX) {
1334                 if (reg == VCPU_REGS_RSP) {
1335                         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP],
1336                                                         c->op_bytes);
1337                         --reg;
1338                 }
1339
1340                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->regs[reg], c->op_bytes);
1341                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1342                         break;
1343                 --reg;
1344         }
1345         return rc;
1346 }
1347
1348 static inline int emulate_grp1a(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1349                                 struct x86_emulate_ops *ops)
1350 {
1351         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1352
1353         return emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->dst.bytes);
1354 }
1355
1356 static inline void emulate_grp2(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1357 {
1358         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1359         switch (c->modrm_reg) {
1360         case 0: /* rol */
1361                 emulate_2op_SrcB("rol", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1362                 break;
1363         case 1: /* ror */
1364                 emulate_2op_SrcB("ror", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1365                 break;
1366         case 2: /* rcl */
1367                 emulate_2op_SrcB("rcl", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1368                 break;
1369         case 3: /* rcr */
1370                 emulate_2op_SrcB("rcr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1371                 break;
1372         case 4: /* sal/shl */
1373         case 6: /* sal/shl */
1374                 emulate_2op_SrcB("sal", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1375                 break;
1376         case 5: /* shr */
1377                 emulate_2op_SrcB("shr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1378                 break;
1379         case 7: /* sar */
1380                 emulate_2op_SrcB("sar", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1381                 break;
1382         }
1383 }
1384
1385 static inline int emulate_grp3(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1386                                struct x86_emulate_ops *ops)
1387 {
1388         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1389         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1390
1391         switch (c->modrm_reg) {
1392         case 0 ... 1:   /* test */
1393                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1394                 break;
1395         case 2: /* not */
1396                 c->dst.val = ~c->dst.val;
1397                 break;
1398         case 3: /* neg */
1399                 emulate_1op("neg", c->dst, ctxt->eflags);
1400                 break;
1401         default:
1402                 DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
1403                 rc = X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1404                 break;
1405         }
1406         return rc;
1407 }
1408
1409 static inline int emulate_grp45(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1410                                struct x86_emulate_ops *ops)
1411 {
1412         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1413
1414         switch (c->modrm_reg) {
1415         case 0: /* inc */
1416                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
1417                 break;
1418         case 1: /* dec */
1419                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
1420                 break;
1421         case 2: /* call near abs */ {
1422                 long int old_eip;
1423                 old_eip = c->eip;
1424                 c->eip = c->src.val;
1425                 c->src.val = old_eip;
1426                 emulate_push(ctxt);
1427                 break;
1428         }
1429         case 4: /* jmp abs */
1430                 c->eip = c->src.val;
1431                 break;
1432         case 6: /* push */
1433                 emulate_push(ctxt);
1434                 break;
1435         }
1436         return X86EMUL_CONTINUE;
1437 }
1438
1439 static inline int emulate_grp9(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1440                                struct x86_emulate_ops *ops,
1441                                unsigned long memop)
1442 {
1443         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1444         u64 old, new;
1445         int rc;
1446
1447         rc = ops->read_emulated(memop, &old, 8, ctxt->vcpu);
1448         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1449                 return rc;
1450
1451         if (((u32) (old >> 0) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RAX]) ||
1452             ((u32) (old >> 32) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RDX])) {
1453
1454                 c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32) (old >> 0);
1455                 c->regs[VCPU_REGS_RDX] = (u32) (old >> 32);
1456                 ctxt->eflags &= ~EFLG_ZF;
1457
1458         } else {
1459                 new = ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RCX] << 32) |
1460                        (u32) c->regs[VCPU_REGS_RBX];
1461
1462                 rc = ops->cmpxchg_emulated(memop, &old, &new, 8, ctxt->vcpu);
1463                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1464                         return rc;
1465                 ctxt->eflags |= EFLG_ZF;
1466         }
1467         return X86EMUL_CONTINUE;
1468 }
1469
1470 static int emulate_ret_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1471                            struct x86_emulate_ops *ops)
1472 {
1473         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1474         int rc;
1475         unsigned long cs;
1476
1477         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->eip, c->op_bytes);
1478         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1479                 return rc;
1480         if (c->op_bytes == 4)
1481                 c->eip = (u32)c->eip;
1482         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &cs, c->op_bytes);
1483         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1484                 return rc;
1485         rc = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, (u16)cs, VCPU_SREG_CS);
1486         return rc;
1487 }
1488
1489 static inline int writeback(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1490                             struct x86_emulate_ops *ops)
1491 {
1492         int rc;
1493         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1494
1495         switch (c->dst.type) {
1496         case OP_REG:
1497                 /* The 4-byte case *is* correct:
1498                  * in 64-bit mode we zero-extend.
1499                  */
1500                 switch (c->dst.bytes) {
1501                 case 1:
1502                         *(u8 *)c->dst.ptr = (u8)c->dst.val;
1503                         break;
1504                 case 2:
1505                         *(u16 *)c->dst.ptr = (u16)c->dst.val;
1506                         break;
1507                 case 4:
1508                         *c->dst.ptr = (u32)c->dst.val;
1509                         break;  /* 64b: zero-ext */
1510                 case 8:
1511                         *c->dst.ptr = c->dst.val;
1512                         break;
1513                 }
1514                 break;
1515         case OP_MEM:
1516                 if (c->lock_prefix)
1517                         rc = ops->cmpxchg_emulated(
1518                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1519                                         &c->dst.orig_val,
1520                                         &c->dst.val,
1521                                         c->dst.bytes,
1522                                         ctxt->vcpu);
1523                 else
1524                         rc = ops->write_emulated(
1525                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1526                                         &c->dst.val,
1527                                         c->dst.bytes,
1528                                         ctxt->vcpu);
1529                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1530                         return rc;
1531                 break;
1532         case OP_NONE:
1533                 /* no writeback */
1534                 break;
1535         default:
1536                 break;
1537         }
1538         return X86EMUL_CONTINUE;
1539 }
1540
1541 static void toggle_interruptibility(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u32 mask)
1542 {
1543         u32 int_shadow = kvm_x86_ops->get_interrupt_shadow(ctxt->vcpu, mask);
1544         /*
1545          * an sti; sti; sequence only disable interrupts for the first
1546          * instruction. So, if the last instruction, be it emulated or
1547          * not, left the system with the INT_STI flag enabled, it
1548          * means that the last instruction is an sti. We should not
1549          * leave the flag on in this case. The same goes for mov ss
1550          */
1551         if (!(int_shadow & mask))
1552                 ctxt->interruptibility = mask;
1553 }
1554
1555 static inline void
1556 setup_syscalls_segments(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1557         struct kvm_segment *cs, struct kvm_segment *ss)
1558 {
1559         memset(cs, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1560         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, cs, VCPU_SREG_CS);
1561         memset(ss, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1562
1563         cs->l = 0;              /* will be adjusted later */
1564         cs->base = 0;           /* flat segment */
1565         cs->g = 1;              /* 4kb granularity */
1566         cs->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1567         cs->type = 0x0b;        /* Read, Execute, Accessed */
1568         cs->s = 1;
1569         cs->dpl = 0;            /* will be adjusted later */
1570         cs->present = 1;
1571         cs->db = 1;
1572
1573         ss->unusable = 0;
1574         ss->base = 0;           /* flat segment */
1575         ss->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1576         ss->g = 1;              /* 4kb granularity */
1577         ss->s = 1;
1578         ss->type = 0x03;        /* Read/Write, Accessed */
1579         ss->db = 1;             /* 32bit stack segment */
1580         ss->dpl = 0;
1581         ss->present = 1;
1582 }
1583
1584 static int
1585 emulate_syscall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1586 {
1587         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1588         struct kvm_segment cs, ss;
1589         u64 msr_data;
1590
1591         /* syscall is not available in real mode */
1592         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL || ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
1593                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1594
1595         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1596
1597         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1598         msr_data >>= 32;
1599         cs.selector = (u16)(msr_data & 0xfffc);
1600         ss.selector = (u16)(msr_data + 8);
1601
1602         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1603                 cs.db = 0;
1604                 cs.l = 1;
1605         }
1606         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1607         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1608
1609         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = c->eip;
1610         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1611 #ifdef CONFIG_X86_64
1612                 c->regs[VCPU_REGS_R11] = ctxt->eflags & ~EFLG_RF;
1613
1614                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu,
1615                         ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 ?
1616                         MSR_LSTAR : MSR_CSTAR, &msr_data);
1617                 c->eip = msr_data;
1618
1619                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_SYSCALL_MASK, &msr_data);
1620                 ctxt->eflags &= ~(msr_data | EFLG_RF);
1621 #endif
1622         } else {
1623                 /* legacy mode */
1624                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1625                 c->eip = (u32)msr_data;
1626
1627                 ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1628         }
1629
1630         return X86EMUL_CONTINUE;
1631 }
1632
1633 static int
1634 emulate_sysenter(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1635 {
1636         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1637         struct kvm_segment cs, ss;
1638         u64 msr_data;
1639
1640         /* inject #GP if in real mode */
1641         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL) {
1642                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1643                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1644         }
1645
1646         /* XXX sysenter/sysexit have not been tested in 64bit mode.
1647         * Therefore, we inject an #UD.
1648         */
1649         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
1650                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1651
1652         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1653
1654         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1655         switch (ctxt->mode) {
1656         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1657                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1658                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1659                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1660                 }
1661                 break;
1662         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1663                 if (msr_data == 0x0) {
1664                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1665                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1666                 }
1667                 break;
1668         }
1669
1670         ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1671         cs.selector = (u16)msr_data;
1672         cs.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1673         ss.selector = cs.selector + 8;
1674         ss.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1675         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64
1676                 || is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1677                 cs.db = 0;
1678                 cs.l = 1;
1679         }
1680
1681         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1682         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1683
1684         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_EIP, &msr_data);
1685         c->eip = msr_data;
1686
1687         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_ESP, &msr_data);
1688         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = msr_data;
1689
1690         return X86EMUL_CONTINUE;
1691 }
1692
1693 static int
1694 emulate_sysexit(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1695 {
1696         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1697         struct kvm_segment cs, ss;
1698         u64 msr_data;
1699         int usermode;
1700
1701         /* inject #GP if in real mode or Virtual 8086 mode */
1702         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
1703             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86) {
1704                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1705                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1706         }
1707
1708         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1709
1710         if ((c->rex_prefix & 0x8) != 0x0)
1711                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT64;
1712         else
1713                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT32;
1714
1715         cs.dpl = 3;
1716         ss.dpl = 3;
1717         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1718         switch (usermode) {
1719         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1720                 cs.selector = (u16)(msr_data + 16);
1721                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1722                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1723                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1724                 }
1725                 ss.selector = (u16)(msr_data + 24);
1726                 break;
1727         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1728                 cs.selector = (u16)(msr_data + 32);
1729                 if (msr_data == 0x0) {
1730                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1731                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1732                 }
1733                 ss.selector = cs.selector + 8;
1734                 cs.db = 0;
1735                 cs.l = 1;
1736                 break;
1737         }
1738         cs.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
1739         ss.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
1740
1741         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1742         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1743
1744         c->eip = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RDX];
1745         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RCX];
1746
1747         return X86EMUL_CONTINUE;
1748 }
1749
1750 static bool emulator_bad_iopl(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1751 {
1752         int iopl;
1753         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL)
1754                 return false;
1755         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
1756                 return true;
1757         iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
1758         return kvm_x86_ops->get_cpl(ctxt->vcpu) > iopl;
1759 }
1760
1761 static bool emulator_io_port_access_allowed(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1762                                             struct x86_emulate_ops *ops,
1763                                             u16 port, u16 len)
1764 {
1765         struct kvm_segment tr_seg;
1766         int r;
1767         u16 io_bitmap_ptr;
1768         u8 perm, bit_idx = port & 0x7;
1769         unsigned mask = (1 << len) - 1;
1770
1771         kvm_get_segment(ctxt->vcpu, &tr_seg, VCPU_SREG_TR);
1772         if (tr_seg.unusable)
1773                 return false;
1774         if (tr_seg.limit < 103)
1775                 return false;
1776         r = ops->read_std(tr_seg.base + 102, &io_bitmap_ptr, 2, ctxt->vcpu,
1777                           NULL);
1778         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
1779                 return false;
1780         if (io_bitmap_ptr + port/8 > tr_seg.limit)
1781                 return false;
1782         r = ops->read_std(tr_seg.base + io_bitmap_ptr + port/8, &perm, 1,
1783                           ctxt->vcpu, NULL);
1784         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
1785                 return false;
1786         if ((perm >> bit_idx) & mask)
1787                 return false;
1788         return true;
1789 }
1790
1791 static bool emulator_io_permited(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1792                                  struct x86_emulate_ops *ops,
1793                                  u16 port, u16 len)
1794 {
1795         if (emulator_bad_iopl(ctxt))
1796                 if (!emulator_io_port_access_allowed(ctxt, ops, port, len))
1797                         return false;
1798         return true;
1799 }
1800
1801 int
1802 x86_emulate_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
1803 {
1804         unsigned long memop = 0;
1805         u64 msr_data;
1806         unsigned long saved_eip = 0;
1807         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1808         unsigned int port;
1809         int io_dir_in;
1810         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1811
1812         ctxt->interruptibility = 0;
1813
1814         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation.
1815          * NOTE: we can copy them from vcpu as x86_decode_insn() doesn't
1816          * modify them.
1817          */
1818
1819         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
1820         saved_eip = c->eip;
1821
1822         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & No64)) {
1823                 kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
1824                 goto done;
1825         }
1826
1827         /* LOCK prefix is allowed only with some instructions */
1828         if (c->lock_prefix && !(c->d & Lock)) {
1829                 kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
1830                 goto done;
1831         }
1832
1833         /* Privileged instruction can be executed only in CPL=0 */
1834         if ((c->d & Priv) && kvm_x86_ops->get_cpl(ctxt->vcpu)) {
1835                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1836                 goto done;
1837         }
1838
1839         if (((c->d & ModRM) && (c->modrm_mod != 3)) || (c->d & MemAbs))
1840                 memop = c->modrm_ea;
1841
1842         if (c->rep_prefix && (c->d & String)) {
1843                 /* All REP prefixes have the same first termination condition */
1844                 if (c->regs[VCPU_REGS_RCX] == 0) {
1845                         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1846                         goto done;
1847                 }
1848                 /* The second termination condition only applies for REPE
1849                  * and REPNE. Test if the repeat string operation prefix is
1850                  * REPE/REPZ or REPNE/REPNZ and if it's the case it tests the
1851                  * corresponding termination condition according to:
1852                  *      - if REPE/REPZ and ZF = 0 then done
1853                  *      - if REPNE/REPNZ and ZF = 1 then done
1854                  */
1855                 if ((c->b == 0xa6) || (c->b == 0xa7) ||
1856                                 (c->b == 0xae) || (c->b == 0xaf)) {
1857                         if ((c->rep_prefix == REPE_PREFIX) &&
1858                                 ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == 0)) {
1859                                         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1860                                         goto done;
1861                         }
1862                         if ((c->rep_prefix == REPNE_PREFIX) &&
1863                                 ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == EFLG_ZF)) {
1864                                 kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
1865                                 goto done;
1866                         }
1867                 }
1868                 c->regs[VCPU_REGS_RCX]--;
1869                 c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
1870         }
1871
1872         if (c->src.type == OP_MEM) {
1873                 c->src.ptr = (unsigned long *)memop;
1874                 c->src.val = 0;
1875                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src.ptr,
1876                                         &c->src.val,
1877                                         c->src.bytes,
1878                                         ctxt->vcpu);
1879                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1880                         goto done;
1881                 c->src.orig_val = c->src.val;
1882         }
1883
1884         if ((c->d & DstMask) == ImplicitOps)
1885                 goto special_insn;
1886
1887
1888         if (c->dst.type == OP_MEM) {
1889                 c->dst.ptr = (unsigned long *)memop;
1890                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1891                 c->dst.val = 0;
1892                 if (c->d & BitOp) {
1893                         unsigned long mask = ~(c->dst.bytes * 8 - 1);
1894
1895                         c->dst.ptr = (void *)c->dst.ptr +
1896                                                    (c->src.val & mask) / 8;
1897                 }
1898                 if (!(c->d & Mov)) {
1899                         /* optimisation - avoid slow emulated read */
1900                         rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->dst.ptr,
1901                                                 &c->dst.val,
1902                                                 c->dst.bytes,
1903                                                 ctxt->vcpu);
1904                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1905                                 goto done;
1906                 }
1907         }
1908         c->dst.orig_val = c->dst.val;
1909
1910 special_insn:
1911
1912         if (c->twobyte)
1913                 goto twobyte_insn;
1914
1915         switch (c->b) {
1916         case 0x00 ... 0x05:
1917               add:              /* add */
1918                 emulate_2op_SrcV("add", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1919                 break;
1920         case 0x06:              /* push es */
1921                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_ES);
1922                 break;
1923         case 0x07:              /* pop es */
1924                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_ES);
1925                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1926                         goto done;
1927                 break;
1928         case 0x08 ... 0x0d:
1929               or:               /* or */
1930                 emulate_2op_SrcV("or", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1931                 break;
1932         case 0x0e:              /* push cs */
1933                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_CS);
1934                 break;
1935         case 0x10 ... 0x15:
1936               adc:              /* adc */
1937                 emulate_2op_SrcV("adc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1938                 break;
1939         case 0x16:              /* push ss */
1940                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_SS);
1941                 break;
1942         case 0x17:              /* pop ss */
1943                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_SS);
1944                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1945                         goto done;
1946                 break;
1947         case 0x18 ... 0x1d:
1948               sbb:              /* sbb */
1949                 emulate_2op_SrcV("sbb", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1950                 break;
1951         case 0x1e:              /* push ds */
1952                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_DS);
1953                 break;
1954         case 0x1f:              /* pop ds */
1955                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_DS);
1956                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1957                         goto done;
1958                 break;
1959         case 0x20 ... 0x25:
1960               and:              /* and */
1961                 emulate_2op_SrcV("and", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1962                 break;
1963         case 0x28 ... 0x2d:
1964               sub:              /* sub */
1965                 emulate_2op_SrcV("sub", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1966                 break;
1967         case 0x30 ... 0x35:
1968               xor:              /* xor */
1969                 emulate_2op_SrcV("xor", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1970                 break;
1971         case 0x38 ... 0x3d:
1972               cmp:              /* cmp */
1973                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1974                 break;
1975         case 0x40 ... 0x47: /* inc r16/r32 */
1976                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
1977                 break;
1978         case 0x48 ... 0x4f: /* dec r16/r32 */
1979                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
1980                 break;
1981         case 0x50 ... 0x57:  /* push reg */
1982                 emulate_push(ctxt);
1983                 break;
1984         case 0x58 ... 0x5f: /* pop reg */
1985         pop_instruction:
1986                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
1987                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1988                         goto done;
1989                 break;
1990         case 0x60:      /* pusha */
1991                 emulate_pusha(ctxt);
1992                 break;
1993         case 0x61:      /* popa */
1994                 rc = emulate_popa(ctxt, ops);
1995                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1996                         goto done;
1997                 break;
1998         case 0x63:              /* movsxd */
1999                 if (ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
2000                         goto cannot_emulate;
2001                 c->dst.val = (s32) c->src.val;
2002                 break;
2003         case 0x68: /* push imm */
2004         case 0x6a: /* push imm8 */
2005                 emulate_push(ctxt);
2006                 break;
2007         case 0x6c:              /* insb */
2008         case 0x6d:              /* insw/insd */
2009                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->regs[VCPU_REGS_RDX],
2010                                           (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes)) {
2011                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2012                         goto done;
2013                 }
2014                 if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu,
2015                                 1,
2016                                 (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
2017                                 c->rep_prefix ?
2018                                 address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1,
2019                                 (ctxt->eflags & EFLG_DF),
2020                                 register_address(c, es_base(ctxt),
2021                                                  c->regs[VCPU_REGS_RDI]),
2022                                 c->rep_prefix,
2023                                 c->regs[VCPU_REGS_RDX]) == 0) {
2024                         c->eip = saved_eip;
2025                         return -1;
2026                 }
2027                 return 0;
2028         case 0x6e:              /* outsb */
2029         case 0x6f:              /* outsw/outsd */
2030                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->regs[VCPU_REGS_RDX],
2031                                           (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes)) {
2032                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2033                         goto done;
2034                 }
2035                 if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu,
2036                                 0,
2037                                 (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
2038                                 c->rep_prefix ?
2039                                 address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1,
2040                                 (ctxt->eflags & EFLG_DF),
2041                                          register_address(c,
2042                                           seg_override_base(ctxt, c),
2043                                                  c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
2044                                 c->rep_prefix,
2045                                 c->regs[VCPU_REGS_RDX]) == 0) {
2046                         c->eip = saved_eip;
2047                         return -1;
2048                 }
2049                 return 0;
2050         case 0x70 ... 0x7f: /* jcc (short) */
2051                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2052                         jmp_rel(c, c->src.val);
2053                 break;
2054         case 0x80 ... 0x83:     /* Grp1 */
2055                 switch (c->modrm_reg) {
2056                 case 0:
2057                         goto add;
2058                 case 1:
2059                         goto or;
2060                 case 2:
2061                         goto adc;
2062                 case 3:
2063                         goto sbb;
2064                 case 4:
2065                         goto and;
2066                 case 5:
2067                         goto sub;
2068                 case 6:
2069                         goto xor;
2070                 case 7:
2071                         goto cmp;
2072                 }
2073                 break;
2074         case 0x84 ... 0x85:
2075                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2076                 break;
2077         case 0x86 ... 0x87:     /* xchg */
2078         xchg:
2079                 /* Write back the register source. */
2080                 switch (c->dst.bytes) {
2081                 case 1:
2082                         *(u8 *) c->src.ptr = (u8) c->dst.val;
2083                         break;
2084                 case 2:
2085                         *(u16 *) c->src.ptr = (u16) c->dst.val;
2086                         break;
2087                 case 4:
2088                         *c->src.ptr = (u32) c->dst.val;
2089                         break;  /* 64b reg: zero-extend */
2090                 case 8:
2091                         *c->src.ptr = c->dst.val;
2092                         break;
2093                 }
2094                 /*
2095                  * Write back the memory destination with implicit LOCK
2096                  * prefix.
2097                  */
2098                 c->dst.val = c->src.val;
2099                 c->lock_prefix = 1;
2100                 break;
2101         case 0x88 ... 0x8b:     /* mov */
2102                 goto mov;
2103         case 0x8c: { /* mov r/m, sreg */
2104                 struct kvm_segment segreg;
2105
2106                 if (c->modrm_reg <= 5)
2107                         kvm_get_segment(ctxt->vcpu, &segreg, c->modrm_reg);
2108                 else {
2109                         printk(KERN_INFO "0x8c: Invalid segreg in modrm byte 0x%02x\n",
2110                                c->modrm);
2111                         goto cannot_emulate;
2112                 }
2113                 c->dst.val = segreg.selector;
2114                 break;
2115         }
2116         case 0x8d: /* lea r16/r32, m */
2117                 c->dst.val = c->modrm_ea;
2118                 break;
2119         case 0x8e: { /* mov seg, r/m16 */
2120                 uint16_t sel;
2121
2122                 sel = c->src.val;
2123
2124                 if (c->modrm_reg == VCPU_SREG_CS ||
2125                     c->modrm_reg > VCPU_SREG_GS) {
2126                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
2127                         goto done;
2128                 }
2129
2130                 if (c->modrm_reg == VCPU_SREG_SS)
2131                         toggle_interruptibility(ctxt, X86_SHADOW_INT_MOV_SS);
2132
2133                 rc = kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, sel, c->modrm_reg);
2134
2135                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2136                 break;
2137         }
2138         case 0x8f:              /* pop (sole member of Grp1a) */
2139                 rc = emulate_grp1a(ctxt, ops);
2140                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2141                         goto done;
2142                 break;
2143         case 0x90: /* nop / xchg r8,rax */
2144                 if (!(c->rex_prefix & 1)) { /* nop */
2145                         c->dst.type = OP_NONE;
2146                         break;
2147                 }
2148         case 0x91 ... 0x97: /* xchg reg,rax */
2149                 c->src.type = c->dst.type = OP_REG;
2150                 c->src.bytes = c->dst.bytes = c->op_bytes;
2151                 c->src.ptr = (unsigned long *) &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2152                 c->src.val = *(c->src.ptr);
2153                 goto xchg;
2154         case 0x9c: /* pushf */
2155                 c->src.val =  (unsigned long) ctxt->eflags;
2156                 emulate_push(ctxt);
2157                 break;
2158         case 0x9d: /* popf */
2159                 c->dst.type = OP_REG;
2160                 c->dst.ptr = (unsigned long *) &ctxt->eflags;
2161                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2162                 rc = emulate_popf(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
2163                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2164                         goto done;
2165                 break;
2166         case 0xa0 ... 0xa1:     /* mov */
2167                 c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2168                 c->dst.val = c->src.val;
2169                 break;
2170         case 0xa2 ... 0xa3:     /* mov */
2171                 c->dst.val = (unsigned long)c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2172                 break;
2173         case 0xa4 ... 0xa5:     /* movs */
2174                 c->dst.type = OP_MEM;
2175                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2176                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2177                                                    es_base(ctxt),
2178                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2179                 rc = ops->read_emulated(register_address(c,
2180                                                 seg_override_base(ctxt, c),
2181                                                 c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
2182                                         &c->dst.val,
2183                                         c->dst.bytes, ctxt->vcpu);
2184                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2185                         goto done;
2186                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2187                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2188                                                            : c->dst.bytes);
2189                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2190                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2191                                                            : c->dst.bytes);
2192                 break;
2193         case 0xa6 ... 0xa7:     /* cmps */
2194                 c->src.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2195                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2196                 c->src.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2197                                        seg_override_base(ctxt, c),
2198                                                    c->regs[VCPU_REGS_RSI]);
2199                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src.ptr,
2200                                         &c->src.val,
2201                                         c->src.bytes,
2202                                         ctxt->vcpu);
2203                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2204                         goto done;
2205
2206                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2207                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2208                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2209                                                    es_base(ctxt),
2210                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2211                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->dst.ptr,
2212                                         &c->dst.val,
2213                                         c->dst.bytes,
2214                                         ctxt->vcpu);
2215                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2216                         goto done;
2217
2218                 DPRINTF("cmps: mem1=0x%p mem2=0x%p\n", c->src.ptr, c->dst.ptr);
2219
2220                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2221
2222                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2223                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->src.bytes
2224                                                                   : c->src.bytes);
2225                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2226                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2227                                                                   : c->dst.bytes);
2228
2229                 break;
2230         case 0xaa ... 0xab:     /* stos */
2231                 c->dst.type = OP_MEM;
2232                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2233                 c->dst.ptr = (unsigned long *)register_address(c,
2234                                                    es_base(ctxt),
2235                                                    c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2236                 c->dst.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2237                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RDI],
2238                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2239                                                            : c->dst.bytes);
2240                 break;
2241         case 0xac ... 0xad:     /* lods */
2242                 c->dst.type = OP_REG;
2243                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2244                 c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2245                 rc = ops->read_emulated(register_address(c,
2246                                                 seg_override_base(ctxt, c),
2247                                                 c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
2248                                         &c->dst.val,
2249                                         c->dst.bytes,
2250                                         ctxt->vcpu);
2251                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2252                         goto done;
2253                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSI],
2254                                        (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -c->dst.bytes
2255                                                            : c->dst.bytes);
2256                 break;
2257         case 0xae ... 0xaf:     /* scas */
2258                 DPRINTF("Urk! I don't handle SCAS.\n");
2259                 goto cannot_emulate;
2260         case 0xb0 ... 0xbf: /* mov r, imm */
2261                 goto mov;
2262         case 0xc0 ... 0xc1:
2263                 emulate_grp2(ctxt);
2264                 break;
2265         case 0xc3: /* ret */
2266                 c->dst.type = OP_REG;
2267                 c->dst.ptr = &c->eip;
2268                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2269                 goto pop_instruction;
2270         case 0xc6 ... 0xc7:     /* mov (sole member of Grp11) */
2271         mov:
2272                 c->dst.val = c->src.val;
2273                 break;
2274         case 0xcb:              /* ret far */
2275                 rc = emulate_ret_far(ctxt, ops);
2276                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2277                         goto done;
2278                 break;
2279         case 0xd0 ... 0xd1:     /* Grp2 */
2280                 c->src.val = 1;
2281                 emulate_grp2(ctxt);
2282                 break;
2283         case 0xd2 ... 0xd3:     /* Grp2 */
2284                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
2285                 emulate_grp2(ctxt);
2286                 break;
2287         case 0xe4:      /* inb */
2288         case 0xe5:      /* in */
2289                 port = c->src.val;
2290                 io_dir_in = 1;
2291                 goto do_io;
2292         case 0xe6: /* outb */
2293         case 0xe7: /* out */
2294                 port = c->src.val;
2295                 io_dir_in = 0;
2296                 goto do_io;
2297         case 0xe8: /* call (near) */ {
2298                 long int rel = c->src.val;
2299                 c->src.val = (unsigned long) c->eip;
2300                 jmp_rel(c, rel);
2301                 emulate_push(ctxt);
2302                 break;
2303         }
2304         case 0xe9: /* jmp rel */
2305                 goto jmp;
2306         case 0xea: /* jmp far */
2307                 if (kvm_load_segment_descriptor(ctxt->vcpu, c->src2.val,
2308                                                 VCPU_SREG_CS))
2309                         goto done;
2310
2311                 c->eip = c->src.val;
2312                 break;
2313         case 0xeb:
2314               jmp:              /* jmp rel short */
2315                 jmp_rel(c, c->src.val);
2316                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2317                 break;
2318         case 0xec: /* in al,dx */
2319         case 0xed: /* in (e/r)ax,dx */
2320                 port = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2321                 io_dir_in = 1;
2322                 goto do_io;
2323         case 0xee: /* out al,dx */
2324         case 0xef: /* out (e/r)ax,dx */
2325                 port = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2326                 io_dir_in = 0;
2327         do_io:
2328                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, port,
2329                                           (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes)) {
2330                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2331                         goto done;
2332                 }
2333                 if (kvm_emulate_pio(ctxt->vcpu, io_dir_in,
2334                                    (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
2335                                    port) != 0) {
2336                         c->eip = saved_eip;
2337                         goto cannot_emulate;
2338                 }
2339                 break;
2340         case 0xf4:              /* hlt */
2341                 ctxt->vcpu->arch.halt_request = 1;
2342                 break;
2343         case 0xf5:      /* cmc */
2344                 /* complement carry flag from eflags reg */
2345                 ctxt->eflags ^= EFLG_CF;
2346                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2347                 break;
2348         case 0xf6 ... 0xf7:     /* Grp3 */
2349                 rc = emulate_grp3(ctxt, ops);
2350                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2351                         goto done;
2352                 break;
2353         case 0xf8: /* clc */
2354                 ctxt->eflags &= ~EFLG_CF;
2355                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2356                 break;
2357         case 0xfa: /* cli */
2358                 if (emulator_bad_iopl(ctxt))
2359                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2360                 else {
2361                         ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_IF;
2362                         c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2363                 }
2364                 break;
2365         case 0xfb: /* sti */
2366                 if (emulator_bad_iopl(ctxt))
2367                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2368                 else {
2369                         toggle_interruptibility(ctxt, X86_SHADOW_INT_STI);
2370                         ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_IF;
2371                         c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2372                 }
2373                 break;
2374         case 0xfc: /* cld */
2375                 ctxt->eflags &= ~EFLG_DF;
2376                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2377                 break;
2378         case 0xfd: /* std */
2379                 ctxt->eflags |= EFLG_DF;
2380                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2381                 break;
2382         case 0xfe ... 0xff:     /* Grp4/Grp5 */
2383                 rc = emulate_grp45(ctxt, ops);
2384                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2385                         goto done;
2386                 break;
2387         }
2388
2389 writeback:
2390         rc = writeback(ctxt, ops);
2391         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2392                 goto done;
2393
2394         /* Commit shadow register state. */
2395         memcpy(ctxt->vcpu->arch.regs, c->regs, sizeof c->regs);
2396         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
2397
2398 done:
2399         if (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) {
2400                 c->eip = saved_eip;
2401                 return -1;
2402         }
2403         return 0;
2404
2405 twobyte_insn:
2406         switch (c->b) {
2407         case 0x01: /* lgdt, lidt, lmsw */
2408                 switch (c->modrm_reg) {
2409                         u16 size;
2410                         unsigned long address;
2411
2412                 case 0: /* vmcall */
2413                         if (c->modrm_mod != 3 || c->modrm_rm != 1)
2414                                 goto cannot_emulate;
2415
2416                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
2417                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2418                                 goto done;
2419
2420                         /* Let the processor re-execute the fixed hypercall */
2421                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2422                         /* Disable writeback. */
2423                         c->dst.type = OP_NONE;
2424                         break;
2425                 case 2: /* lgdt */
2426                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
2427                                              &size, &address, c->op_bytes);
2428                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2429                                 goto done;
2430                         realmode_lgdt(ctxt->vcpu, size, address);
2431                         /* Disable writeback. */
2432                         c->dst.type = OP_NONE;
2433                         break;
2434                 case 3: /* lidt/vmmcall */
2435                         if (c->modrm_mod == 3) {
2436                                 switch (c->modrm_rm) {
2437                                 case 1:
2438                                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
2439                                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2440                                                 goto done;
2441                                         break;
2442                                 default:
2443                                         goto cannot_emulate;
2444                                 }
2445                         } else {
2446                                 rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
2447                                                      &size, &address,
2448                                                      c->op_bytes);
2449                                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2450                                         goto done;
2451                                 realmode_lidt(ctxt->vcpu, size, address);
2452                         }
2453                         /* Disable writeback. */
2454                         c->dst.type = OP_NONE;
2455                         break;
2456                 case 4: /* smsw */
2457                         c->dst.bytes = 2;
2458                         c->dst.val = realmode_get_cr(ctxt->vcpu, 0);
2459                         break;
2460                 case 6: /* lmsw */
2461                         realmode_lmsw(ctxt->vcpu, (u16)c->src.val,
2462                                       &ctxt->eflags);
2463                         c->dst.type = OP_NONE;
2464                         break;
2465                 case 7: /* invlpg*/
2466                         emulate_invlpg(ctxt->vcpu, memop);
2467                         /* Disable writeback. */
2468                         c->dst.type = OP_NONE;
2469                         break;
2470                 default:
2471                         goto cannot_emulate;
2472                 }
2473                 break;
2474         case 0x05:              /* syscall */
2475                 rc = emulate_syscall(ctxt);
2476                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2477                         goto done;
2478                 else
2479                         goto writeback;
2480                 break;
2481         case 0x06:
2482                 emulate_clts(ctxt->vcpu);
2483                 c->dst.type = OP_NONE;
2484                 break;
2485         case 0x08:              /* invd */
2486         case 0x09:              /* wbinvd */
2487         case 0x0d:              /* GrpP (prefetch) */
2488         case 0x18:              /* Grp16 (prefetch/nop) */
2489                 c->dst.type = OP_NONE;
2490                 break;
2491         case 0x20: /* mov cr, reg */
2492                 if (c->modrm_mod != 3)
2493                         goto cannot_emulate;
2494                 c->regs[c->modrm_rm] =
2495                                 realmode_get_cr(ctxt->vcpu, c->modrm_reg);
2496                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2497                 break;
2498         case 0x21: /* mov from dr to reg */
2499                 if (c->modrm_mod != 3)
2500                         goto cannot_emulate;
2501                 if (emulator_get_dr(ctxt, c->modrm_reg, &c->regs[c->modrm_rm]))
2502                         goto cannot_emulate;
2503                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
2504                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2505                 break;
2506         case 0x22: /* mov reg, cr */
2507                 if (c->modrm_mod != 3)
2508                         goto cannot_emulate;
2509                 realmode_set_cr(ctxt->vcpu,
2510                                 c->modrm_reg, c->modrm_val, &ctxt->eflags);
2511                 c->dst.type = OP_NONE;
2512                 break;
2513         case 0x23: /* mov from reg to dr */
2514                 if (c->modrm_mod != 3)
2515                         goto cannot_emulate;
2516                 if (emulator_set_dr(ctxt, c->modrm_reg, c->regs[c->modrm_rm]))
2517                         goto cannot_emulate;
2518                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
2519                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
2520                 break;
2521         case 0x30:
2522                 /* wrmsr */
2523                 msr_data = (u32)c->regs[VCPU_REGS_RAX]
2524                         | ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RDX] << 32);
2525                 if (kvm_set_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], msr_data)) {
2526                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2527                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2528                 }
2529                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
2530                 c->dst.type = OP_NONE;
2531                 break;
2532         case 0x32:
2533                 /* rdmsr */
2534                 if (kvm_get_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], &msr_data)) {
2535                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2536                         c->eip = kvm_rip_read(ctxt->vcpu);
2537                 } else {
2538                         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32)msr_data;
2539                         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = msr_data >> 32;
2540                 }
2541                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
2542                 c->dst.type = OP_NONE;
2543                 break;
2544         case 0x34:              /* sysenter */
2545                 rc = emulate_sysenter(ctxt);
2546                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2547                         goto done;
2548                 else
2549                         goto writeback;
2550                 break;
2551         case 0x35:              /* sysexit */
2552                 rc = emulate_sysexit(ctxt);
2553                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2554                         goto done;
2555                 else
2556                         goto writeback;
2557                 break;
2558         case 0x40 ... 0x4f:     /* cmov */
2559                 c->dst.val = c->dst.orig_val = c->src.val;
2560                 if (!test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2561                         c->dst.type = OP_NONE; /* no writeback */
2562                 break;
2563         case 0x80 ... 0x8f: /* jnz rel, etc*/
2564                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2565                         jmp_rel(c, c->src.val);
2566                 c->dst.type = OP_NONE;
2567                 break;
2568         case 0xa0:        /* push fs */
2569                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_FS);
2570                 break;
2571         case 0xa1:       /* pop fs */
2572                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_FS);
2573                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2574                         goto done;
2575                 break;
2576         case 0xa3:
2577               bt:               /* bt */
2578                 c->dst.type = OP_NONE;
2579                 /* only subword offset */
2580                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2581                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bt", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2582                 break;
2583         case 0xa4: /* shld imm8, r, r/m */
2584         case 0xa5: /* shld cl, r, r/m */
2585                 emulate_2op_cl("shld", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2586                 break;
2587         case 0xa8:      /* push gs */
2588                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_GS);
2589                 break;
2590         case 0xa9:      /* pop gs */
2591                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_GS);
2592                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2593                         goto done;
2594                 break;
2595         case 0xab:
2596               bts:              /* bts */
2597                 /* only subword offset */
2598                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2599                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bts", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2600                 break;
2601         case 0xac: /* shrd imm8, r, r/m */
2602         case 0xad: /* shrd cl, r, r/m */
2603                 emulate_2op_cl("shrd", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2604                 break;
2605         case 0xae:              /* clflush */
2606                 break;
2607         case 0xb0 ... 0xb1:     /* cmpxchg */
2608                 /*
2609                  * Save real source value, then compare EAX against
2610                  * destination.
2611                  */
2612                 c->src.orig_val = c->src.val;
2613                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2614                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2615                 if (ctxt->eflags & EFLG_ZF) {
2616                         /* Success: write back to memory. */
2617                         c->dst.val = c->src.orig_val;
2618                 } else {
2619                         /* Failure: write the value we saw to EAX. */
2620                         c->dst.type = OP_REG;
2621                         c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2622                 }
2623                 break;
2624         case 0xb3:
2625               btr:              /* btr */
2626                 /* only subword offset */
2627                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2628                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2629                 break;
2630         case 0xb6 ... 0xb7:     /* movzx */
2631                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2632                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (u8) c->src.val
2633                                                        : (u16) c->src.val;
2634                 break;
2635         case 0xba:              /* Grp8 */
2636                 switch (c->modrm_reg & 3) {
2637                 case 0:
2638                         goto bt;
2639                 case 1:
2640                         goto bts;
2641                 case 2:
2642                         goto btr;
2643                 case 3:
2644                         goto btc;
2645                 }
2646                 break;
2647         case 0xbb:
2648               btc:              /* btc */
2649                 /* only subword offset */
2650                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
2651                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2652                 break;
2653         case 0xbe ... 0xbf:     /* movsx */
2654                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2655                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (s8) c->src.val :
2656                                                         (s16) c->src.val;
2657                 break;
2658         case 0xc3:              /* movnti */
2659                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2660                 c->dst.val = (c->op_bytes == 4) ? (u32) c->src.val :
2661                                                         (u64) c->src.val;
2662                 break;
2663         case 0xc7:              /* Grp9 (cmpxchg8b) */
2664                 rc = emulate_grp9(ctxt, ops, memop);
2665                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2666                         goto done;
2667                 c->dst.type = OP_NONE;
2668                 break;
2669         }
2670         goto writeback;
2671
2672 cannot_emulate:
2673         DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
2674         c->eip = saved_eip;
2675         return -1;
2676 }