drivers/kvm/x86_emulate.c

   1 /******************************************************************************
   2  * x86_emulate.c
   3  *
   4  * Generic x86 (32-bit and 64-bit) instruction decoder and emulator.
   5  *
   6  * Copyright (c) 2005 Keir Fraser
   7  *
   8  * Linux coding style, mod r/m decoder, segment base fixes, real-mode
   9  * privieged instructions:
  10  *
  11  * Copyright (C) 2006 Qumranet
  12  *
  13  *   Avi Kivity <avi@qumranet.com>
  14  *   Yaniv Kamay <yaniv@qumranet.com>
  15  *
  16  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
  17  * the COPYING file in the top-level directory.
  18  *
  19  * From: xen-unstable 10676:af9809f51f81a3c43f276f00c81a52ef558afda4
  20  */
  21
  22 #ifndef __KERNEL__
  23 #include <stdio.h>
  24 #include <stdint.h>
  25 #include <public/xen.h>
  26 #define DPRINTF(_f, _a ...) printf( _f , ## _a )
  27 #else
  28 #include "kvm.h"
  29 #define DPRINTF(x...) do {} while (0)
  30 #endif
  31 #include "x86_emulate.h"
  32 #include <linux/module.h>
  33
  34 /*
  35  * Opcode effective-address decode tables.
  36  * Note that we only emulate instructions that have at least one memory
  37  * operand (excluding implicit stack references). We assume that stack
  38  * references and instruction fetches will never occur in special memory
  39  * areas that require emulation. So, for example, 'mov <imm>,<reg>' need
  40  * not be handled.
  41  */
  42
  43 /* Operand sizes: 8-bit operands or specified/overridden size. */
  44 #define ByteOp      (1<<0)      /* 8-bit operands. */
  45 /* Destination operand type. */
  46 #define ImplicitOps (1<<1)      /* Implicit in opcode. No generic decode. */
  47 #define DstReg      (2<<1)      /* Register operand. */
  48 #define DstMem      (3<<1)      /* Memory operand. */
  49 #define DstMask     (3<<1)
  50 /* Source operand type. */
  51 #define SrcNone     (0<<3)      /* No source operand. */
  52 #define SrcImplicit (0<<3)      /* Source operand is implicit in the opcode. */
  53 #define SrcReg      (1<<3)      /* Register operand. */
  54 #define SrcMem      (2<<3)      /* Memory operand. */
  55 #define SrcMem16    (3<<3)      /* Memory operand (16-bit). */
  56 #define SrcMem32    (4<<3)      /* Memory operand (32-bit). */
  57 #define SrcImm      (5<<3)      /* Immediate operand. */
  58 #define SrcImmByte  (6<<3)      /* 8-bit sign-extended immediate operand. */
  59 #define SrcMask     (7<<3)
  60 /* Generic ModRM decode. */
  61 #define ModRM       (1<<6)
  62 /* Destination is only written; never read. */
  63 #define Mov         (1<<7)
  64 #define BitOp       (1<<8)
  65
  66 static u8 opcode_table[256] = {
  67         /* 0x00 - 0x07 */
  68         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  69         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  70         0, 0, 0, 0,
  71         /* 0x08 - 0x0F */
  72         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  73         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  74         0, 0, 0, 0,
  75         /* 0x10 - 0x17 */
  76         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  77         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  78         0, 0, 0, 0,
  79         /* 0x18 - 0x1F */
  80         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  81         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  82         0, 0, 0, 0,
  83         /* 0x20 - 0x27 */
  84         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  85         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  86         0, 0, 0, 0,
  87         /* 0x28 - 0x2F */
  88         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  89         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  90         0, 0, 0, 0,
  91         /* 0x30 - 0x37 */
  92         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  93         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  94         0, 0, 0, 0,
  95         /* 0x38 - 0x3F */
  96         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  97         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  98         0, 0, 0, 0,
  99         /* 0x40 - 0x4F */
 100         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 101         /* 0x50 - 0x57 */
 102         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 103         /* 0x58 - 0x5F */
 104         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
 105         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
 106         /* 0x60 - 0x6F */
 107         0, 0, 0, DstReg | SrcMem32 | ModRM | Mov /* movsxd (x86/64) */ ,
 108         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 109         /* 0x70 - 0x7F */
 110         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 111         /* 0x80 - 0x87 */
 112         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImm | ModRM,
 113         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 114         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 115         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 116         /* 0x88 - 0x8F */
 117         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov,
 118         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 119         0, 0, 0, DstMem | SrcNone | ModRM | Mov,
 120         /* 0x90 - 0x9F */
 121         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 122         /* 0xA0 - 0xA7 */
 123         ByteOp | DstReg | SrcMem | Mov, DstReg | SrcMem | Mov,
 124         ByteOp | DstMem | SrcReg | Mov, DstMem | SrcReg | Mov,
 125         ByteOp | ImplicitOps | Mov, ImplicitOps | Mov,
 126         ByteOp | ImplicitOps, ImplicitOps,
 127         /* 0xA8 - 0xAF */
 128         0, 0, ByteOp | ImplicitOps | Mov, ImplicitOps | Mov,
 129         ByteOp | ImplicitOps | Mov, ImplicitOps | Mov,
 130         ByteOp | ImplicitOps, ImplicitOps,
 131         /* 0xB0 - 0xBF */
 132         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 133         /* 0xC0 - 0xC7 */
 134         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 135         0, ImplicitOps, 0, 0,
 136         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Mov, DstMem | SrcImm | ModRM | Mov,
 137         /* 0xC8 - 0xCF */
 138         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 139         /* 0xD0 - 0xD7 */
 140         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
 141         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
 142         0, 0, 0, 0,
 143         /* 0xD8 - 0xDF */
 144         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 145         /* 0xE0 - 0xEF */
 146         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 147         /* 0xF0 - 0xF7 */
 148         0, 0, 0, 0,
 149         ImplicitOps, 0,
 150         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
 151         /* 0xF8 - 0xFF */
 152         0, 0, 0, 0,
 153         0, 0, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM
 154 };
 155
 156 static u16 twobyte_table[256] = {
 157         /* 0x00 - 0x0F */
 158         0, SrcMem | ModRM | DstReg, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps, 0,
 159         0, ImplicitOps, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0,
 160         /* 0x10 - 0x1F */
 161         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 162         /* 0x20 - 0x2F */
 163         ModRM | ImplicitOps, ModRM, ModRM | ImplicitOps, ModRM, 0, 0, 0, 0,
 164         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 165         /* 0x30 - 0x3F */
 166         ImplicitOps, 0, ImplicitOps, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 167         /* 0x40 - 0x47 */
 168         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 169         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 170         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 171         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 172         /* 0x48 - 0x4F */
 173         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 174         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 175         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 176         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 177         /* 0x50 - 0x5F */
 178         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 179         /* 0x60 - 0x6F */
 180         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 181         /* 0x70 - 0x7F */
 182         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 183         /* 0x80 - 0x8F */
 184         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 185         /* 0x90 - 0x9F */
 186         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 187         /* 0xA0 - 0xA7 */
 188         0, 0, 0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp, 0, 0, 0, 0,
 189         /* 0xA8 - 0xAF */
 190         0, 0, 0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp, 0, 0, 0, 0,
 191         /* 0xB0 - 0xB7 */
 192         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM, 0,
 193             DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
 194         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 195             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
 196         /* 0xB8 - 0xBF */
 197         0, 0, DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
 198         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 199             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
 200         /* 0xC0 - 0xCF */
 201         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 202         /* 0xD0 - 0xDF */
 203         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 204         /* 0xE0 - 0xEF */
 205         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 206         /* 0xF0 - 0xFF */
 207         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
 208 };
 209
 210 /*
 211  * Tell the emulator that of the Group 7 instructions (sgdt, lidt, etc.) we
 212  * are interested only in invlpg and not in any of the rest.
 213  *
 214  * invlpg is a special instruction in that the data it references may not
 215  * be mapped.
 216  */
 217 void kvm_emulator_want_group7_invlpg(void)
 218 {
 219         twobyte_table[1] &= ~SrcMem;
 220 }
 221 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvm_emulator_want_group7_invlpg);
 222
 223 /* Type, address-of, and value of an instruction's operand. */
 224 struct operand {
 225         enum { OP_REG, OP_MEM, OP_IMM } type;
 226         unsigned int bytes;
 227         unsigned long val, orig_val, *ptr;
 228 };
 229
 230 /* EFLAGS bit definitions. */
 231 #define EFLG_OF (1<<11)
 232 #define EFLG_DF (1<<10)
 233 #define EFLG_SF (1<<7)
 234 #define EFLG_ZF (1<<6)
 235 #define EFLG_AF (1<<4)
 236 #define EFLG_PF (1<<2)
 237 #define EFLG_CF (1<<0)
 238
 239 /*
 240  * Instruction emulation:
 241  * Most instructions are emulated directly via a fragment of inline assembly
 242  * code. This allows us to save/restore EFLAGS and thus very easily pick up
 243  * any modified flags.
 244  */
 245
 246 #if defined(CONFIG_X86_64)
 247 #define _LO32 "k"               /* force 32-bit operand */
 248 #define _STK  "%%rsp"           /* stack pointer */
 249 #elif defined(__i386__)
 250 #define _LO32 ""                /* force 32-bit operand */
 251 #define _STK  "%%esp"           /* stack pointer */
 252 #endif
 253
 254 /*
 255  * These EFLAGS bits are restored from saved value during emulation, and
 256  * any changes are written back to the saved value after emulation.
 257  */
 258 #define EFLAGS_MASK (EFLG_OF|EFLG_SF|EFLG_ZF|EFLG_AF|EFLG_PF|EFLG_CF)
 259
 260 /* Before executing instruction: restore necessary bits in EFLAGS. */
 261 #define _PRE_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp) \
 262         /* EFLAGS = (_sav & _msk) | (EFLAGS & ~_msk); */        \
 263         "push %"_sav"; "                                        \
 264         "movl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "                          \
 265         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                         \
 266         "pushf; "                                               \
 267         "notl %"_LO32 _tmp"; "                                  \
 268         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                         \
 269         "pop  %"_tmp"; "                                        \
 270         "orl  %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                         \
 271         "popf; "                                                \
 272         /* _sav &= ~msk; */                                     \
 273         "movl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "                          \
 274         "notl %"_LO32 _tmp"; "                                  \
 275         "andl %"_LO32 _tmp",%"_sav"; "
 276
 277 /* After executing instruction: write-back necessary bits in EFLAGS. */
 278 #define _POST_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp) \
 279         /* _sav |= EFLAGS & _msk; */            \
 280         "pushf; "                               \
 281         "pop  %"_tmp"; "                        \
 282         "andl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "          \
 283         "orl  %"_LO32 _tmp",%"_sav"; "
 284
 285 /* Raw emulation: instruction has two explicit operands. */
 286 #define __emulate_2op_nobyte(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 287         do {                                                                \
 288                 unsigned long _tmp;                                         \
 289                                                                             \
 290                 switch ((_dst).bytes) {                                     \
 291                 case 2:                                                     \
 292                         __asm__ __volatile__ (                              \
 293                                 _PRE_EFLAGS("0","4","2")                    \
 294                                 _op"w %"_wx"3,%1; "                         \
 295                                 _POST_EFLAGS("0","4","2")                   \
 296                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),        \
 297                                   "=&r" (_tmp)                              \
 298                                 : _wy ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK) );    \
 299                         break;                                              \
 300                 case 4:                                                     \
 301                         __asm__ __volatile__ (                              \
 302                                 _PRE_EFLAGS("0","4","2")                    \
 303                                 _op"l %"_lx"3,%1; "                         \
 304                                 _POST_EFLAGS("0","4","2")                   \
 305                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),        \
 306                                   "=&r" (_tmp)                              \
 307                                 : _ly ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK) );    \
 308                         break;                                              \
 309                 case 8:                                                     \
 310                         __emulate_2op_8byte(_op, _src, _dst,                \
 311                                             _eflags, _qx, _qy);             \
 312                         break;                                              \
 313                 }                                                           \
 314         } while (0)
 315
 316 #define __emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 317         do {                                                                 \
 318                 unsigned long _tmp;                                          \
 319                 switch ( (_dst).bytes )                                      \
 320                 {                                                            \
 321                 case 1:                                                      \
 322                         __asm__ __volatile__ (                               \
 323                                 _PRE_EFLAGS("0","4","2")                     \
 324                                 _op"b %"_bx"3,%1; "                          \
 325                                 _POST_EFLAGS("0","4","2")                    \
 326                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),         \
 327                                   "=&r" (_tmp)                               \
 328                                 : _by ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK) );     \
 329                         break;                                               \
 330                 default:                                                     \
 331                         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,       \
 332                                              _wx, _wy, _lx, _ly, _qx, _qy);  \
 333                         break;                                               \
 334                 }                                                            \
 335         } while (0)
 336
 337 /* Source operand is byte-sized and may be restricted to just %cl. */
 338 #define emulate_2op_SrcB(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 339         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 340                       "b", "c", "b", "c", "b", "c", "b", "c")
 341
 342 /* Source operand is byte, word, long or quad sized. */
 343 #define emulate_2op_SrcV(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 344         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 345                       "b", "q", "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 346
 347 /* Source operand is word, long or quad sized. */
 348 #define emulate_2op_SrcV_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags)               \
 349         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,                  \
 350                              "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 351
 352 /* Instruction has only one explicit operand (no source operand). */
 353 #define emulate_1op(_op, _dst, _eflags)                                    \
 354         do {                                                            \
 355                 unsigned long _tmp;                                     \
 356                                                                         \
 357                 switch ( (_dst).bytes )                                 \
 358                 {                                                       \
 359                 case 1:                                                 \
 360                         __asm__ __volatile__ (                          \
 361                                 _PRE_EFLAGS("0","3","2")                \
 362                                 _op"b %1; "                             \
 363                                 _POST_EFLAGS("0","3","2")               \
 364                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),    \
 365                                   "=&r" (_tmp)                          \
 366                                 : "i" (EFLAGS_MASK) );                  \
 367                         break;                                          \
 368                 case 2:                                                 \
 369                         __asm__ __volatile__ (                          \
 370                                 _PRE_EFLAGS("0","3","2")                \
 371                                 _op"w %1; "                             \
 372                                 _POST_EFLAGS("0","3","2")               \
 373                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),    \
 374                                   "=&r" (_tmp)                          \
 375                                 : "i" (EFLAGS_MASK) );                  \
 376                         break;                                          \
 377                 case 4:                                                 \
 378                         __asm__ __volatile__ (                          \
 379                                 _PRE_EFLAGS("0","3","2")                \
 380                                 _op"l %1; "                             \
 381                                 _POST_EFLAGS("0","3","2")               \
 382                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),    \
 383                                   "=&r" (_tmp)                          \
 384                                 : "i" (EFLAGS_MASK) );                  \
 385                         break;                                          \
 386                 case 8:                                                 \
 387                         __emulate_1op_8byte(_op, _dst, _eflags);        \
 388                         break;                                          \
 389                 }                                                       \
 390         } while (0)
 391
 392 /* Emulate an instruction with quadword operands (x86/64 only). */
 393 #if defined(CONFIG_X86_64)
 394 #define __emulate_2op_8byte(_op, _src, _dst, _eflags, _qx, _qy)           \
 395         do {                                                              \
 396                 __asm__ __volatile__ (                                    \
 397                         _PRE_EFLAGS("0","4","2")                          \
 398                         _op"q %"_qx"3,%1; "                               \
 399                         _POST_EFLAGS("0","4","2")                         \
 400                         : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val), "=&r" (_tmp) \
 401                         : _qy ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK) );          \
 402         } while (0)
 403
 404 #define __emulate_1op_8byte(_op, _dst, _eflags)                           \
 405         do {                                                              \
 406                 __asm__ __volatile__ (                                    \
 407                         _PRE_EFLAGS("0","3","2")                          \
 408                         _op"q %1; "                                       \
 409                         _POST_EFLAGS("0","3","2")                         \
 410                         : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val), "=&r" (_tmp) \
 411                         : "i" (EFLAGS_MASK) );                            \
 412         } while (0)
 413
 414 #elif defined(__i386__)
 415 #define __emulate_2op_8byte(_op, _src, _dst, _eflags, _qx, _qy)
 416 #define __emulate_1op_8byte(_op, _dst, _eflags)
 417 #endif                          /* __i386__ */
 418
 419 /* Fetch next part of the instruction being emulated. */
 420 #define insn_fetch(_type, _size, _eip)                                  \
 421 ({      unsigned long _x;                                               \
 422         rc = ops->read_std((unsigned long)(_eip) + ctxt->cs_base, &_x,  \
 423                                                   (_size), ctxt);       \
 424         if ( rc != 0 )                                                  \
 425                 goto done;                                              \
 426         (_eip) += (_size);                                              \
 427         (_type)_x;                                                      \
 428 })
 429
 430 /* Access/update address held in a register, based on addressing mode. */
 431 #define register_address(base, reg)                                     \
 432         ((base) + ((ad_bytes == sizeof(unsigned long)) ? (reg) :        \
 433                    ((reg) & ((1UL << (ad_bytes << 3)) - 1))))
 434
 435 #define register_address_increment(reg, inc)                            \
 436         do {                                                            \
 437                 /* signed type ensures sign extension to long */        \
 438                 int _inc = (inc);                                       \
 439                 if ( ad_bytes == sizeof(unsigned long) )                \
 440                         (reg) += _inc;                                  \
 441                 else                                                    \
 442                         (reg) = ((reg) & ~((1UL << (ad_bytes << 3)) - 1)) | \
 443                            (((reg) + _inc) & ((1UL << (ad_bytes << 3)) - 1)); \
 444         } while (0)
 445
 446 /*
 447  * Given the 'reg' portion of a ModRM byte, and a register block, return a
 448  * pointer into the block that addresses the relevant register.
 449  * @highbyte_regs specifies whether to decode AH,CH,DH,BH.
 450  */
 451 static void *decode_register(u8 modrm_reg, unsigned long *regs,
 452                              int highbyte_regs)
 453 {
 454         void *p;
 455
 456         p = &regs[modrm_reg];
 457         if (highbyte_regs && modrm_reg >= 4 && modrm_reg < 8)
 458                 p = (unsigned char *)&regs[modrm_reg & 3] + 1;
 459         return p;
 460 }
 461
 462 static int read_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 463                            struct x86_emulate_ops *ops,
 464                            void *ptr,
 465                            u16 *size, unsigned long *address, int op_bytes)
 466 {
 467         int rc;
 468
 469         if (op_bytes == 2)
 470                 op_bytes = 3;
 471         *address = 0;
 472         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr, (unsigned long *)size, 2, ctxt);
 473         if (rc)
 474                 return rc;
 475         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr + 2, address, op_bytes, ctxt);
 476         return rc;
 477 }
 478
 479 int
 480 x86_emulate_memop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
 481 {
 482         unsigned d;
 483         u8 b, sib, twobyte = 0, rex_prefix = 0;
 484         u8 modrm, modrm_mod = 0, modrm_reg = 0, modrm_rm = 0;
 485         unsigned long *override_base = NULL;
 486         unsigned int op_bytes, ad_bytes, lock_prefix = 0, rep_prefix = 0, i;
 487         int rc = 0;
 488         struct operand src, dst;
 489         unsigned long cr2 = ctxt->cr2;
 490         int mode = ctxt->mode;
 491         unsigned long modrm_ea;
 492         int use_modrm_ea, index_reg = 0, base_reg = 0, scale, rip_relative = 0;
 493         int no_wb = 0;
 494         u64 msr_data;
 495
 496         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation. */
 497         unsigned long _regs[NR_VCPU_REGS];
 498         unsigned long _eip = ctxt->vcpu->rip, _eflags = ctxt->eflags;
 499         unsigned long modrm_val = 0;
 500
 501         memcpy(_regs, ctxt->vcpu->regs, sizeof _regs);
 502
 503         switch (mode) {
 504         case X86EMUL_MODE_REAL:
 505         case X86EMUL_MODE_PROT16:
 506                 op_bytes = ad_bytes = 2;
 507                 break;
 508         case X86EMUL_MODE_PROT32:
 509                 op_bytes = ad_bytes = 4;
 510                 break;
 511 #ifdef CONFIG_X86_64
 512         case X86EMUL_MODE_PROT64:
 513                 op_bytes = 4;
 514                 ad_bytes = 8;
 515                 break;
 516 #endif
 517         default:
 518                 return -1;
 519         }
 520
 521         /* Legacy prefixes. */
 522         for (i = 0; i < 8; i++) {
 523                 switch (b = insn_fetch(u8, 1, _eip)) {
 524                 case 0x66:      /* operand-size override */
 525                         op_bytes ^= 6;  /* switch between 2/4 bytes */
 526                         break;
 527                 case 0x67:      /* address-size override */
 528                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 529                                 ad_bytes ^= 12; /* switch between 4/8 bytes */
 530                         else
 531                                 ad_bytes ^= 6;  /* switch between 2/4 bytes */
 532                         break;
 533                 case 0x2e:      /* CS override */
 534                         override_base = &ctxt->cs_base;
 535                         break;
 536                 case 0x3e:      /* DS override */
 537                         override_base = &ctxt->ds_base;
 538                         break;
 539                 case 0x26:      /* ES override */
 540                         override_base = &ctxt->es_base;
 541                         break;
 542                 case 0x64:      /* FS override */
 543                         override_base = &ctxt->fs_base;
 544                         break;
 545                 case 0x65:      /* GS override */
 546                         override_base = &ctxt->gs_base;
 547                         break;
 548                 case 0x36:      /* SS override */
 549                         override_base = &ctxt->ss_base;
 550                         break;
 551                 case 0xf0:      /* LOCK */
 552                         lock_prefix = 1;
 553                         break;
 554                 case 0xf3:      /* REP/REPE/REPZ */
 555                         rep_prefix = 1;
 556                         break;
 557                 case 0xf2:      /* REPNE/REPNZ */
 558                         break;
 559                 default:
 560                         goto done_prefixes;
 561                 }
 562         }
 563
 564 done_prefixes:
 565
 566         /* REX prefix. */
 567         if ((mode == X86EMUL_MODE_PROT64) && ((b & 0xf0) == 0x40)) {
 568                 rex_prefix = b;
 569                 if (b & 8)
 570                         op_bytes = 8;   /* REX.W */
 571                 modrm_reg = (b & 4) << 1;       /* REX.R */
 572                 index_reg = (b & 2) << 2; /* REX.X */
 573                 modrm_rm = base_reg = (b & 1) << 3; /* REG.B */
 574                 b = insn_fetch(u8, 1, _eip);
 575         }
 576
 577         /* Opcode byte(s). */
 578         d = opcode_table[b];
 579         if (d == 0) {
 580                 /* Two-byte opcode? */
 581                 if (b == 0x0f) {
 582                         twobyte = 1;
 583                         b = insn_fetch(u8, 1, _eip);
 584                         d = twobyte_table[b];
 585                 }
 586
 587                 /* Unrecognised? */
 588                 if (d == 0)
 589                         goto cannot_emulate;
 590         }
 591
 592         /* ModRM and SIB bytes. */
 593         if (d & ModRM) {
 594                 modrm = insn_fetch(u8, 1, _eip);
 595                 modrm_mod |= (modrm & 0xc0) >> 6;
 596                 modrm_reg |= (modrm & 0x38) >> 3;
 597                 modrm_rm |= (modrm & 0x07);
 598                 modrm_ea = 0;
 599                 use_modrm_ea = 1;
 600
 601                 if (modrm_mod == 3) {
 602                         modrm_val = *(unsigned long *)
 603                                 decode_register(modrm_rm, _regs, d & ByteOp);
 604                         goto modrm_done;
 605                 }
 606
 607                 if (ad_bytes == 2) {
 608                         unsigned bx = _regs[VCPU_REGS_RBX];
 609                         unsigned bp = _regs[VCPU_REGS_RBP];
 610                         unsigned si = _regs[VCPU_REGS_RSI];
 611                         unsigned di = _regs[VCPU_REGS_RDI];
 612
 613                         /* 16-bit ModR/M decode. */
 614                         switch (modrm_mod) {
 615                         case 0:
 616                                 if (modrm_rm == 6)
 617                                         modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, _eip);
 618                                 break;
 619                         case 1:
 620                                 modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, _eip);
 621                                 break;
 622                         case 2:
 623                                 modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, _eip);
 624                                 break;
 625                         }
 626                         switch (modrm_rm) {
 627                         case 0:
 628                                 modrm_ea += bx + si;
 629                                 break;
 630                         case 1:
 631                                 modrm_ea += bx + di;
 632                                 break;
 633                         case 2:
 634                                 modrm_ea += bp + si;
 635                                 break;
 636                         case 3:
 637                                 modrm_ea += bp + di;
 638                                 break;
 639                         case 4:
 640                                 modrm_ea += si;
 641                                 break;
 642                         case 5:
 643                                 modrm_ea += di;
 644                                 break;
 645                         case 6:
 646                                 if (modrm_mod != 0)
 647                                         modrm_ea += bp;
 648                                 break;
 649                         case 7:
 650                                 modrm_ea += bx;
 651                                 break;
 652                         }
 653                         if (modrm_rm == 2 || modrm_rm == 3 ||
 654                             (modrm_rm == 6 && modrm_mod != 0))
 655                                 if (!override_base)
 656                                         override_base = &ctxt->ss_base;
 657                         modrm_ea = (u16)modrm_ea;
 658                 } else {
 659                         /* 32/64-bit ModR/M decode. */
 660                         switch (modrm_rm) {
 661                         case 4:
 662                         case 12:
 663                                 sib = insn_fetch(u8, 1, _eip);
 664                                 index_reg |= (sib >> 3) & 7;
 665                                 base_reg |= sib & 7;
 666                                 scale = sib >> 6;
 667
 668                                 switch (base_reg) {
 669                                 case 5:
 670                                         if (modrm_mod != 0)
 671                                                 modrm_ea += _regs[base_reg];
 672                                         else
 673                                                 modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, _eip);
 674                                         break;
 675                                 default:
 676                                         modrm_ea += _regs[base_reg];
 677                                 }
 678                                 switch (index_reg) {
 679                                 case 4:
 680                                         break;
 681                                 default:
 682                                         modrm_ea += _regs[index_reg] << scale;
 683
 684                                 }
 685                                 break;
 686                         case 5:
 687                                 if (modrm_mod != 0)
 688                                         modrm_ea += _regs[modrm_rm];
 689                                 else if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 690                                         rip_relative = 1;
 691                                 break;
 692                         default:
 693                                 modrm_ea += _regs[modrm_rm];
 694                                 break;
 695                         }
 696                         switch (modrm_mod) {
 697                         case 0:
 698                                 if (modrm_rm == 5)
 699                                         modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, _eip);
 700                                 break;
 701                         case 1:
 702                                 modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, _eip);
 703                                 break;
 704                         case 2:
 705                                 modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, _eip);
 706                                 break;
 707                         }
 708                 }
 709                 if (!override_base)
 710                         override_base = &ctxt->ds_base;
 711                 if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 &&
 712                     override_base != &ctxt->fs_base &&
 713                     override_base != &ctxt->gs_base)
 714                         override_base = NULL;
 715
 716                 if (override_base)
 717                         modrm_ea += *override_base;
 718
 719                 if (rip_relative) {
 720                         modrm_ea += _eip;
 721                         switch (d & SrcMask) {
 722                         case SrcImmByte:
 723                                 modrm_ea += 1;
 724                                 break;
 725                         case SrcImm:
 726                                 if (d & ByteOp)
 727                                         modrm_ea += 1;
 728                                 else
 729                                         if (op_bytes == 8)
 730                                                 modrm_ea += 4;
 731                                         else
 732                                                 modrm_ea += op_bytes;
 733                         }
 734                 }
 735                 if (ad_bytes != 8)
 736                         modrm_ea = (u32)modrm_ea;
 737                 cr2 = modrm_ea;
 738         modrm_done:
 739                 ;
 740         }
 741
 742         /*
 743          * Decode and fetch the source operand: register, memory
 744          * or immediate.
 745          */
 746         switch (d & SrcMask) {
 747         case SrcNone:
 748                 break;
 749         case SrcReg:
 750                 src.type = OP_REG;
 751                 if (d & ByteOp) {
 752                         src.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs,
 753                                                   (rex_prefix == 0));
 754                         src.val = src.orig_val = *(u8 *) src.ptr;
 755                         src.bytes = 1;
 756                 } else {
 757                         src.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs, 0);
 758                         switch ((src.bytes = op_bytes)) {
 759                         case 2:
 760                                 src.val = src.orig_val = *(u16 *) src.ptr;
 761                                 break;
 762                         case 4:
 763                                 src.val = src.orig_val = *(u32 *) src.ptr;
 764                                 break;
 765                         case 8:
 766                                 src.val = src.orig_val = *(u64 *) src.ptr;
 767                                 break;
 768                         }
 769                 }
 770                 break;
 771         case SrcMem16:
 772                 src.bytes = 2;
 773                 goto srcmem_common;
 774         case SrcMem32:
 775                 src.bytes = 4;
 776                 goto srcmem_common;
 777         case SrcMem:
 778                 src.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
 779               srcmem_common:
 780                 src.type = OP_MEM;
 781                 src.ptr = (unsigned long *)cr2;
 782                 if ((rc = ops->read_emulated((unsigned long)src.ptr,
 783                                              &src.val, src.bytes, ctxt)) != 0)
 784                         goto done;
 785                 src.orig_val = src.val;
 786                 break;
 787         case SrcImm:
 788                 src.type = OP_IMM;
 789                 src.ptr = (unsigned long *)_eip;
 790                 src.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
 791                 if (src.bytes == 8)
 792                         src.bytes = 4;
 793                 /* NB. Immediates are sign-extended as necessary. */
 794                 switch (src.bytes) {
 795                 case 1:
 796                         src.val = insn_fetch(s8, 1, _eip);
 797                         break;
 798                 case 2:
 799                         src.val = insn_fetch(s16, 2, _eip);
 800                         break;
 801                 case 4:
 802                         src.val = insn_fetch(s32, 4, _eip);
 803                         break;
 804                 }
 805                 break;
 806         case SrcImmByte:
 807                 src.type = OP_IMM;
 808                 src.ptr = (unsigned long *)_eip;
 809                 src.bytes = 1;
 810                 src.val = insn_fetch(s8, 1, _eip);
 811                 break;
 812         }
 813
 814         /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
 815         switch (d & DstMask) {
 816         case ImplicitOps:
 817                 /* Special instructions do their own operand decoding. */
 818                 goto special_insn;
 819         case DstReg:
 820                 dst.type = OP_REG;
 821                 if ((d & ByteOp)
 822                     && !(twobyte_table && (b == 0xb6 || b == 0xb7))) {
 823                         dst.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs,
 824                                                   (rex_prefix == 0));
 825                         dst.val = *(u8 *) dst.ptr;
 826                         dst.bytes = 1;
 827                 } else {
 828                         dst.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs, 0);
 829                         switch ((dst.bytes = op_bytes)) {
 830                         case 2:
 831                                 dst.val = *(u16 *)dst.ptr;
 832                                 break;
 833                         case 4:
 834                                 dst.val = *(u32 *)dst.ptr;
 835                                 break;
 836                         case 8:
 837                                 dst.val = *(u64 *)dst.ptr;
 838                                 break;
 839                         }
 840                 }
 841                 break;
 842         case DstMem:
 843                 dst.type = OP_MEM;
 844                 dst.ptr = (unsigned long *)cr2;
 845                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
 846                 if (d & BitOp) {
 847                         unsigned long mask = ~(dst.bytes * 8 - 1);
 848
 849                         dst.ptr = (void *)dst.ptr + (src.val & mask) / 8;
 850                 }
 851                 if (!(d & Mov) && /* optimisation - avoid slow emulated read */
 852                     ((rc = ops->read_emulated((unsigned long)dst.ptr,
 853                                               &dst.val, dst.bytes, ctxt)) != 0))
 854                         goto done;
 855                 break;
 856         }
 857         dst.orig_val = dst.val;
 858
 859         if (twobyte)
 860                 goto twobyte_insn;
 861
 862         switch (b) {
 863         case 0x00 ... 0x05:
 864               add:              /* add */
 865                 emulate_2op_SrcV("add", src, dst, _eflags);
 866                 break;
 867         case 0x08 ... 0x0d:
 868               or:               /* or */
 869                 emulate_2op_SrcV("or", src, dst, _eflags);
 870                 break;
 871         case 0x10 ... 0x15:
 872               adc:              /* adc */
 873                 emulate_2op_SrcV("adc", src, dst, _eflags);
 874                 break;
 875         case 0x18 ... 0x1d:
 876               sbb:              /* sbb */
 877                 emulate_2op_SrcV("sbb", src, dst, _eflags);
 878                 break;
 879         case 0x20 ... 0x25:
 880               and:              /* and */
 881                 emulate_2op_SrcV("and", src, dst, _eflags);
 882                 break;
 883         case 0x28 ... 0x2d:
 884               sub:              /* sub */
 885                 emulate_2op_SrcV("sub", src, dst, _eflags);
 886                 break;
 887         case 0x30 ... 0x35:
 888               xor:              /* xor */
 889                 emulate_2op_SrcV("xor", src, dst, _eflags);
 890                 break;
 891         case 0x38 ... 0x3d:
 892               cmp:              /* cmp */
 893                 emulate_2op_SrcV("cmp", src, dst, _eflags);
 894                 break;
 895         case 0x63:              /* movsxd */
 896                 if (mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
 897                         goto cannot_emulate;
 898                 dst.val = (s32) src.val;
 899                 break;
 900         case 0x80 ... 0x83:     /* Grp1 */
 901                 switch (modrm_reg) {
 902                 case 0:
 903                         goto add;
 904                 case 1:
 905                         goto or;
 906                 case 2:
 907                         goto adc;
 908                 case 3:
 909                         goto sbb;
 910                 case 4:
 911                         goto and;
 912                 case 5:
 913                         goto sub;
 914                 case 6:
 915                         goto xor;
 916                 case 7:
 917                         goto cmp;
 918                 }
 919                 break;
 920         case 0x84 ... 0x85:
 921               test:             /* test */
 922                 emulate_2op_SrcV("test", src, dst, _eflags);
 923                 break;
 924         case 0x86 ... 0x87:     /* xchg */
 925                 /* Write back the register source. */
 926                 switch (dst.bytes) {
 927                 case 1:
 928                         *(u8 *) src.ptr = (u8) dst.val;
 929                         break;
 930                 case 2:
 931                         *(u16 *) src.ptr = (u16) dst.val;
 932                         break;
 933                 case 4:
 934                         *src.ptr = (u32) dst.val;
 935                         break;  /* 64b reg: zero-extend */
 936                 case 8:
 937                         *src.ptr = dst.val;
 938                         break;
 939                 }
 940                 /*
 941                  * Write back the memory destination with implicit LOCK
 942                  * prefix.
 943                  */
 944                 dst.val = src.val;
 945                 lock_prefix = 1;
 946                 break;
 947         case 0xa0 ... 0xa1:     /* mov */
 948                 dst.ptr = (unsigned long *)&_regs[VCPU_REGS_RAX];
 949                 dst.val = src.val;
 950                 _eip += ad_bytes;       /* skip src displacement */
 951                 break;
 952         case 0xa2 ... 0xa3:     /* mov */
 953                 dst.val = (unsigned long)_regs[VCPU_REGS_RAX];
 954                 _eip += ad_bytes;       /* skip dst displacement */
 955                 break;
 956         case 0x88 ... 0x8b:     /* mov */
 957         case 0xc6 ... 0xc7:     /* mov (sole member of Grp11) */
 958                 dst.val = src.val;
 959                 break;
 960         case 0x8f:              /* pop (sole member of Grp1a) */
 961                 /* 64-bit mode: POP always pops a 64-bit operand. */
 962                 if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 963                         dst.bytes = 8;
 964                 if ((rc = ops->read_std(register_address(ctxt->ss_base,
 965                                                          _regs[VCPU_REGS_RSP]),
 966                                         &dst.val, dst.bytes, ctxt)) != 0)
 967                         goto done;
 968                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSP], dst.bytes);
 969                 break;
 970         case 0xc0 ... 0xc1:
 971               grp2:             /* Grp2 */
 972                 switch (modrm_reg) {
 973                 case 0: /* rol */
 974                         emulate_2op_SrcB("rol", src, dst, _eflags);
 975                         break;
 976                 case 1: /* ror */
 977                         emulate_2op_SrcB("ror", src, dst, _eflags);
 978                         break;
 979                 case 2: /* rcl */
 980                         emulate_2op_SrcB("rcl", src, dst, _eflags);
 981                         break;
 982                 case 3: /* rcr */
 983                         emulate_2op_SrcB("rcr", src, dst, _eflags);
 984                         break;
 985                 case 4: /* sal/shl */
 986                 case 6: /* sal/shl */
 987                         emulate_2op_SrcB("sal", src, dst, _eflags);
 988                         break;
 989                 case 5: /* shr */
 990                         emulate_2op_SrcB("shr", src, dst, _eflags);
 991                         break;
 992                 case 7: /* sar */
 993                         emulate_2op_SrcB("sar", src, dst, _eflags);
 994                         break;
 995                 }
 996                 break;
 997         case 0xd0 ... 0xd1:     /* Grp2 */
 998                 src.val = 1;
 999                 goto grp2;
1000         case 0xd2 ... 0xd3:     /* Grp2 */
1001                 src.val = _regs[VCPU_REGS_RCX];
1002                 goto grp2;
1003         case 0xf6 ... 0xf7:     /* Grp3 */
1004                 switch (modrm_reg) {
1005                 case 0 ... 1:   /* test */
1006                         /*
1007                          * Special case in Grp3: test has an immediate
1008                          * source operand.
1009                          */
1010                         src.type = OP_IMM;
1011                         src.ptr = (unsigned long *)_eip;
1012                         src.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
1013                         if (src.bytes == 8)
1014                                 src.bytes = 4;
1015                         switch (src.bytes) {
1016                         case 1:
1017                                 src.val = insn_fetch(s8, 1, _eip);
1018                                 break;
1019                         case 2:
1020                                 src.val = insn_fetch(s16, 2, _eip);
1021                                 break;
1022                         case 4:
1023                                 src.val = insn_fetch(s32, 4, _eip);
1024                                 break;
1025                         }
1026                         goto test;
1027                 case 2: /* not */
1028                         dst.val = ~dst.val;
1029                         break;
1030                 case 3: /* neg */
1031                         emulate_1op("neg", dst, _eflags);
1032                         break;
1033                 default:
1034                         goto cannot_emulate;
1035                 }
1036                 break;
1037         case 0xfe ... 0xff:     /* Grp4/Grp5 */
1038                 switch (modrm_reg) {
1039                 case 0: /* inc */
1040                         emulate_1op("inc", dst, _eflags);
1041                         break;
1042                 case 1: /* dec */
1043                         emulate_1op("dec", dst, _eflags);
1044                         break;
1045                 case 6: /* push */
1046                         /* 64-bit mode: PUSH always pushes a 64-bit operand. */
1047                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64) {
1048                                 dst.bytes = 8;
1049                                 if ((rc = ops->read_std((unsigned long)dst.ptr,
1050                                                         &dst.val, 8,
1051                                                         ctxt)) != 0)
1052                                         goto done;
1053                         }
1054                         register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSP],
1055                                                    -dst.bytes);
1056                         if ((rc = ops->write_std(
1057                                      register_address(ctxt->ss_base,
1058                                                       _regs[VCPU_REGS_RSP]),
1059                                      &dst.val, dst.bytes, ctxt)) != 0)
1060                                 goto done;
1061                         no_wb = 1;
1062                         break;
1063                 default:
1064                         goto cannot_emulate;
1065                 }
1066                 break;
1067         }
1068
1069 writeback:
1070         if (!no_wb) {
1071                 switch (dst.type) {
1072                 case OP_REG:
1073                         /* The 4-byte case *is* correct: in 64-bit mode we zero-extend. */
1074                         switch (dst.bytes) {
1075                         case 1:
1076                                 *(u8 *)dst.ptr = (u8)dst.val;
1077                                 break;
1078                         case 2:
1079                                 *(u16 *)dst.ptr = (u16)dst.val;
1080                                 break;
1081                         case 4:
1082                                 *dst.ptr = (u32)dst.val;
1083                                 break;  /* 64b: zero-ext */
1084                         case 8:
1085                                 *dst.ptr = dst.val;
1086                                 break;
1087                         }
1088                         break;
1089                 case OP_MEM:
1090                         if (lock_prefix)
1091                                 rc = ops->cmpxchg_emulated((unsigned long)dst.
1092                                                            ptr, &dst.orig_val,
1093                                                            &dst.val, dst.bytes,
1094                                                            ctxt);
1095                         else
1096                                 rc = ops->write_emulated((unsigned long)dst.ptr,
1097                                                          &dst.val, dst.bytes,
1098                                                          ctxt);
1099                         if (rc != 0)
1100                                 goto done;
1101                 default:
1102                         break;
1103                 }
1104         }
1105
1106         /* Commit shadow register state. */
1107         memcpy(ctxt->vcpu->regs, _regs, sizeof _regs);
1108         ctxt->eflags = _eflags;
1109         ctxt->vcpu->rip = _eip;
1110
1111 done:
1112         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
1113
1114 special_insn:
1115         if (twobyte)
1116                 goto twobyte_special_insn;
1117         if (rep_prefix) {
1118                 if (_regs[VCPU_REGS_RCX] == 0) {
1119                         ctxt->vcpu->rip = _eip;
1120                         goto done;
1121                 }
1122                 _regs[VCPU_REGS_RCX]--;
1123                 _eip = ctxt->vcpu->rip;
1124         }
1125         switch (b) {
1126         case 0xa4 ... 0xa5:     /* movs */
1127                 dst.type = OP_MEM;
1128                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
1129                 dst.ptr = (unsigned long *)register_address(ctxt->es_base,
1130                                                         _regs[VCPU_REGS_RDI]);
1131                 if ((rc = ops->read_emulated(register_address(
1132                       override_base ? *override_base : ctxt->ds_base,
1133                       _regs[VCPU_REGS_RSI]), &dst.val, dst.bytes, ctxt)) != 0)
1134                         goto done;
1135                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSI],
1136                              (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1137                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RDI],
1138                              (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1139                 break;
1140         case 0xa6 ... 0xa7:     /* cmps */
1141                 DPRINTF("Urk! I don't handle CMPS.\n");
1142                 goto cannot_emulate;
1143         case 0xaa ... 0xab:     /* stos */
1144                 dst.type = OP_MEM;
1145                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
1146                 dst.ptr = (unsigned long *)cr2;
1147                 dst.val = _regs[VCPU_REGS_RAX];
1148                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RDI],
1149                              (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1150                 break;
1151         case 0xac ... 0xad:     /* lods */
1152                 dst.type = OP_REG;
1153                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
1154                 dst.ptr = (unsigned long *)&_regs[VCPU_REGS_RAX];
1155                 if ((rc = ops->read_emulated(cr2, &dst.val, dst.bytes, ctxt)) != 0)
1156                         goto done;
1157                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSI],
1158                            (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1159                 break;
1160         case 0xae ... 0xaf:     /* scas */
1161                 DPRINTF("Urk! I don't handle SCAS.\n");
1162                 goto cannot_emulate;
1163         case 0xf4:              /* hlt */
1164                 ctxt->vcpu->halt_request = 1;
1165                 goto done;
1166         case 0xc3: /* ret */
1167                 dst.ptr = &_eip;
1168                 goto pop_instruction;
1169         case 0x58 ... 0x5f: /* pop reg */
1170                 dst.ptr = (unsigned long *)&_regs[b & 0x7];
1171
1172 pop_instruction:
1173                 if ((rc = ops->read_std(register_address(ctxt->ss_base,
1174                         _regs[VCPU_REGS_RSP]), dst.ptr, op_bytes, ctxt)) != 0)
1175                         goto done;
1176
1177                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSP], op_bytes);
1178                 no_wb = 1; /* Disable writeback. */
1179                 break;
1180         }
1181         goto writeback;
1182
1183 twobyte_insn:
1184         switch (b) {
1185         case 0x01: /* lgdt, lidt, lmsw */
1186                 /* Disable writeback. */
1187                 no_wb = 1;
1188                 switch (modrm_reg) {
1189                         u16 size;
1190                         unsigned long address;
1191
1192                 case 2: /* lgdt */
1193                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, src.ptr,
1194                                              &size, &address, op_bytes);
1195                         if (rc)
1196                                 goto done;
1197                         realmode_lgdt(ctxt->vcpu, size, address);
1198                         break;
1199                 case 3: /* lidt */
1200                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, src.ptr,
1201                                              &size, &address, op_bytes);
1202                         if (rc)
1203                                 goto done;
1204                         realmode_lidt(ctxt->vcpu, size, address);
1205                         break;
1206                 case 4: /* smsw */
1207                         if (modrm_mod != 3)
1208                                 goto cannot_emulate;
1209                         *(u16 *)&_regs[modrm_rm]
1210                                 = realmode_get_cr(ctxt->vcpu, 0);
1211                         break;
1212                 case 6: /* lmsw */
1213                         if (modrm_mod != 3)
1214                                 goto cannot_emulate;
1215                         realmode_lmsw(ctxt->vcpu, (u16)modrm_val, &_eflags);
1216                         break;
1217                 case 7: /* invlpg*/
1218                         emulate_invlpg(ctxt->vcpu, cr2);
1219                         break;
1220                 default:
1221                         goto cannot_emulate;
1222                 }
1223                 break;
1224         case 0x21: /* mov from dr to reg */
1225                 no_wb = 1;
1226                 if (modrm_mod != 3)
1227                         goto cannot_emulate;
1228                 rc = emulator_get_dr(ctxt, modrm_reg, &_regs[modrm_rm]);
1229                 break;
1230         case 0x23: /* mov from reg to dr */
1231                 no_wb = 1;
1232                 if (modrm_mod != 3)
1233                         goto cannot_emulate;
1234                 rc = emulator_set_dr(ctxt, modrm_reg, _regs[modrm_rm]);
1235                 break;
1236         case 0x40 ... 0x4f:     /* cmov */
1237                 dst.val = dst.orig_val = src.val;
1238                 d &= ~Mov;      /* default to no move */
1239                 /*
1240                  * First, assume we're decoding an even cmov opcode
1241                  * (lsb == 0).
1242                  */
1243                 switch ((b & 15) >> 1) {
1244                 case 0: /* cmovo */
1245                         d |= (_eflags & EFLG_OF) ? Mov : 0;
1246                         break;
1247                 case 1: /* cmovb/cmovc/cmovnae */
1248                         d |= (_eflags & EFLG_CF) ? Mov : 0;
1249                         break;
1250                 case 2: /* cmovz/cmove */
1251                         d |= (_eflags & EFLG_ZF) ? Mov : 0;
1252                         break;
1253                 case 3: /* cmovbe/cmovna */
1254                         d |= (_eflags & (EFLG_CF | EFLG_ZF)) ? Mov : 0;
1255                         break;
1256                 case 4: /* cmovs */
1257                         d |= (_eflags & EFLG_SF) ? Mov : 0;
1258                         break;
1259                 case 5: /* cmovp/cmovpe */
1260                         d |= (_eflags & EFLG_PF) ? Mov : 0;
1261                         break;
1262                 case 7: /* cmovle/cmovng */
1263                         d |= (_eflags & EFLG_ZF) ? Mov : 0;
1264                         /* fall through */
1265                 case 6: /* cmovl/cmovnge */
1266                         d |= (!(_eflags & EFLG_SF) !=
1267                               !(_eflags & EFLG_OF)) ? Mov : 0;
1268                         break;
1269                 }
1270                 /* Odd cmov opcodes (lsb == 1) have inverted sense. */
1271                 d ^= (b & 1) ? Mov : 0;
1272                 break;
1273         case 0xb0 ... 0xb1:     /* cmpxchg */
1274                 /*
1275                  * Save real source value, then compare EAX against
1276                  * destination.
1277                  */
1278                 src.orig_val = src.val;
1279                 src.val = _regs[VCPU_REGS_RAX];
1280                 emulate_2op_SrcV("cmp", src, dst, _eflags);
1281                 /* Always write back. The question is: where to? */
1282                 d |= Mov;
1283                 if (_eflags & EFLG_ZF) {
1284                         /* Success: write back to memory. */
1285                         dst.val = src.orig_val;
1286                 } else {
1287                         /* Failure: write the value we saw to EAX. */
1288                         dst.type = OP_REG;
1289                         dst.ptr = (unsigned long *)&_regs[VCPU_REGS_RAX];
1290                 }
1291                 break;
1292         case 0xa3:
1293               bt:               /* bt */
1294                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1295                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bt", src, dst, _eflags);
1296                 break;
1297         case 0xb3:
1298               btr:              /* btr */
1299                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1300                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btr", src, dst, _eflags);
1301                 break;
1302         case 0xab:
1303               bts:              /* bts */
1304                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1305                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bts", src, dst, _eflags);
1306                 break;
1307         case 0xb6 ... 0xb7:     /* movzx */
1308                 dst.bytes = op_bytes;
1309                 dst.val = (d & ByteOp) ? (u8) src.val : (u16) src.val;
1310                 break;
1311         case 0xbb:
1312               btc:              /* btc */
1313                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1314                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btc", src, dst, _eflags);
1315                 break;
1316         case 0xba:              /* Grp8 */
1317                 switch (modrm_reg & 3) {
1318                 case 0:
1319                         goto bt;
1320                 case 1:
1321                         goto bts;
1322                 case 2:
1323                         goto btr;
1324                 case 3:
1325                         goto btc;
1326                 }
1327                 break;
1328         case 0xbe ... 0xbf:     /* movsx */
1329                 dst.bytes = op_bytes;
1330                 dst.val = (d & ByteOp) ? (s8) src.val : (s16) src.val;
1331                 break;
1332         }
1333         goto writeback;
1334
1335 twobyte_special_insn:
1336         /* Disable writeback. */
1337         no_wb = 1;
1338         switch (b) {
1339         case 0x09:              /* wbinvd */
1340                 break;
1341         case 0x0d:              /* GrpP (prefetch) */
1342         case 0x18:              /* Grp16 (prefetch/nop) */
1343                 break;
1344         case 0x06:
1345                 emulate_clts(ctxt->vcpu);
1346                 break;
1347         case 0x20: /* mov cr, reg */
1348                 if (modrm_mod != 3)
1349                         goto cannot_emulate;
1350                 _regs[modrm_rm] = realmode_get_cr(ctxt->vcpu, modrm_reg);
1351                 break;
1352         case 0x22: /* mov reg, cr */
1353                 if (modrm_mod != 3)
1354                         goto cannot_emulate;
1355                 realmode_set_cr(ctxt->vcpu, modrm_reg, modrm_val, &_eflags);
1356                 break;
1357         case 0x30:
1358                 /* wrmsr */
1359                 msr_data = (u32)_regs[VCPU_REGS_RAX]
1360                         | ((u64)_regs[VCPU_REGS_RDX] << 32);
1361                 rc = kvm_set_msr(ctxt->vcpu, _regs[VCPU_REGS_RCX], msr_data);
1362                 if (rc) {
1363                         kvm_arch_ops->inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1364                         _eip = ctxt->vcpu->rip;
1365                 }
1366                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
1367                 break;
1368         case 0x32:
1369                 /* rdmsr */
1370                 rc = kvm_get_msr(ctxt->vcpu, _regs[VCPU_REGS_RCX], &msr_data);
1371                 if (rc) {
1372                         kvm_arch_ops->inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1373                         _eip = ctxt->vcpu->rip;
1374                 } else {
1375                         _regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32)msr_data;
1376                         _regs[VCPU_REGS_RDX] = msr_data >> 32;
1377                 }
1378                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
1379                 break;
1380         case 0xc7:              /* Grp9 (cmpxchg8b) */
1381                 {
1382                         u64 old, new;
1383                         if ((rc = ops->read_emulated(cr2, &old, 8, ctxt)) != 0)
1384                                 goto done;
1385                         if (((u32) (old >> 0) != (u32) _regs[VCPU_REGS_RAX]) ||
1386                             ((u32) (old >> 32) != (u32) _regs[VCPU_REGS_RDX])) {
1387                                 _regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32) (old >> 0);
1388                                 _regs[VCPU_REGS_RDX] = (u32) (old >> 32);
1389                                 _eflags &= ~EFLG_ZF;
1390                         } else {
1391                                 new = ((u64)_regs[VCPU_REGS_RCX] << 32)
1392                                         | (u32) _regs[VCPU_REGS_RBX];
1393                                 if ((rc = ops->cmpxchg_emulated(cr2, &old,
1394                                                           &new, 8, ctxt)) != 0)
1395                                         goto done;
1396                                 _eflags |= EFLG_ZF;
1397                         }
1398                         break;
1399                 }
1400         }
1401         goto writeback;
1402
1403 cannot_emulate:
1404         DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", b);
1405         return -1;
1406 }
1407
1408 #ifdef __XEN__
1409
1410 #include <asm/mm.h>
1411 #include <asm/uaccess.h>
1412
1413 int
1414 x86_emulate_read_std(unsigned long addr,
1415                      unsigned long *val,
1416                      unsigned int bytes, struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1417 {
1418         unsigned int rc;
1419
1420         *val = 0;
1421
1422         if ((rc = copy_from_user((void *)val, (void *)addr, bytes)) != 0) {
1423                 propagate_page_fault(addr + bytes - rc, 0);     /* read fault */
1424                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1425         }
1426
1427         return X86EMUL_CONTINUE;
1428 }
1429
1430 int
1431 x86_emulate_write_std(unsigned long addr,
1432                       unsigned long val,
1433                       unsigned int bytes, struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1434 {
1435         unsigned int rc;
1436
1437         if ((rc = copy_to_user((void *)addr, (void *)&val, bytes)) != 0) {
1438                 propagate_page_fault(addr + bytes - rc, PGERR_write_access);
1439                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1440         }
1441
1442         return X86EMUL_CONTINUE;
1443 }
1444
1445 #endif