err.no Git - linux-2.6/blob - drivers/kvm/x86_emulate.c

   1 /******************************************************************************
   2  * x86_emulate.c
   3  *
   4  * Generic x86 (32-bit and 64-bit) instruction decoder and emulator.
   5  *
   6  * Copyright (c) 2005 Keir Fraser
   7  *
   8  * Linux coding style, mod r/m decoder, segment base fixes, real-mode
   9  * privileged instructions:
  10  *
  11  * Copyright (C) 2006 Qumranet
  12  *
  13  *   Avi Kivity <avi@qumranet.com>
  14  *   Yaniv Kamay <yaniv@qumranet.com>
  15  *
  16  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
  17  * the COPYING file in the top-level directory.
  18  *
  19  * From: xen-unstable 10676:af9809f51f81a3c43f276f00c81a52ef558afda4
  20  */
  21
  22 #ifndef __KERNEL__
  23 #include <stdio.h>
  24 #include <stdint.h>
  25 #include <public/xen.h>
  26 #define DPRINTF(_f, _a ...) printf( _f , ## _a )
  27 #else
  28 #include "kvm.h"
  29 #define DPRINTF(x...) do {} while (0)
  30 #endif
  31 #include "x86_emulate.h"
  32 #include <linux/module.h>
  33
  34 /*
  35  * Opcode effective-address decode tables.
  36  * Note that we only emulate instructions that have at least one memory
  37  * operand (excluding implicit stack references). We assume that stack
  38  * references and instruction fetches will never occur in special memory
  39  * areas that require emulation. So, for example, 'mov <imm>,<reg>' need
  40  * not be handled.
  41  */
  42
  43 /* Operand sizes: 8-bit operands or specified/overridden size. */
  44 #define ByteOp      (1<<0)      /* 8-bit operands. */
  45 /* Destination operand type. */
  46 #define ImplicitOps (1<<1)      /* Implicit in opcode. No generic decode. */
  47 #define DstReg      (2<<1)      /* Register operand. */
  48 #define DstMem      (3<<1)      /* Memory operand. */
  49 #define DstMask     (3<<1)
  50 /* Source operand type. */
  51 #define SrcNone     (0<<3)      /* No source operand. */
  52 #define SrcImplicit (0<<3)      /* Source operand is implicit in the opcode. */
  53 #define SrcReg      (1<<3)      /* Register operand. */
  54 #define SrcMem      (2<<3)      /* Memory operand. */
  55 #define SrcMem16    (3<<3)      /* Memory operand (16-bit). */
  56 #define SrcMem32    (4<<3)      /* Memory operand (32-bit). */
  57 #define SrcImm      (5<<3)      /* Immediate operand. */
  58 #define SrcImmByte  (6<<3)      /* 8-bit sign-extended immediate operand. */
  59 #define SrcMask     (7<<3)
  60 /* Generic ModRM decode. */
  61 #define ModRM       (1<<6)
  62 /* Destination is only written; never read. */
  63 #define Mov         (1<<7)
  64 #define BitOp       (1<<8)
  65
  66 static u8 opcode_table[256] = {
  67         /* 0x00 - 0x07 */
  68         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  69         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  70         0, 0, 0, 0,
  71         /* 0x08 - 0x0F */
  72         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  73         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  74         0, 0, 0, 0,
  75         /* 0x10 - 0x17 */
  76         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  77         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  78         0, 0, 0, 0,
  79         /* 0x18 - 0x1F */
  80         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  81         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  82         0, 0, 0, 0,
  83         /* 0x20 - 0x27 */
  84         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  85         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  86         SrcImmByte, SrcImm, 0, 0,
  87         /* 0x28 - 0x2F */
  88         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  89         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  90         0, 0, 0, 0,
  91         /* 0x30 - 0x37 */
  92         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  93         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  94         0, 0, 0, 0,
  95         /* 0x38 - 0x3F */
  96         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  97         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  98         0, 0, 0, 0,
  99         /* 0x40 - 0x4F */
 100         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 101         /* 0x50 - 0x57 */
 102         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
 103         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
 104         /* 0x58 - 0x5F */
 105         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
 106         ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps, ImplicitOps,
 107         /* 0x60 - 0x6B */
 108         0, 0, 0, DstReg | SrcMem32 | ModRM | Mov /* movsxd (x86/64) */ ,
 109         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 110         /* 0x6C - 0x6F */
 111         SrcNone  | ByteOp  | ImplicitOps, SrcNone  | ImplicitOps, /* insb, insw/insd */
 112         SrcNone  | ByteOp  | ImplicitOps, SrcNone  | ImplicitOps, /* outsb, outsw/outsd */
 113         /* 0x70 - 0x7F */
 114         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 115         /* 0x80 - 0x87 */
 116         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImm | ModRM,
 117         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 118         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 119         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 120         /* 0x88 - 0x8F */
 121         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov,
 122         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 123         0, 0, 0, DstMem | SrcNone | ModRM | Mov,
 124         /* 0x90 - 0x9F */
 125         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 126         /* 0xA0 - 0xA7 */
 127         ByteOp | DstReg | SrcMem | Mov, DstReg | SrcMem | Mov,
 128         ByteOp | DstMem | SrcReg | Mov, DstMem | SrcReg | Mov,
 129         ByteOp | ImplicitOps | Mov, ImplicitOps | Mov,
 130         ByteOp | ImplicitOps, ImplicitOps,
 131         /* 0xA8 - 0xAF */
 132         0, 0, ByteOp | ImplicitOps | Mov, ImplicitOps | Mov,
 133         ByteOp | ImplicitOps | Mov, ImplicitOps | Mov,
 134         ByteOp | ImplicitOps, ImplicitOps,
 135         /* 0xB0 - 0xBF */
 136         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 137         /* 0xC0 - 0xC7 */
 138         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 139         0, ImplicitOps, 0, 0,
 140         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Mov, DstMem | SrcImm | ModRM | Mov,
 141         /* 0xC8 - 0xCF */
 142         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 143         /* 0xD0 - 0xD7 */
 144         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
 145         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
 146         0, 0, 0, 0,
 147         /* 0xD8 - 0xDF */
 148         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 149         /* 0xE0 - 0xE7 */
 150         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 151         /* 0xE8 - 0xEF */
 152         0, SrcImm|ImplicitOps, 0, SrcImmByte|ImplicitOps, 0, 0, 0, 0,
 153         /* 0xF0 - 0xF7 */
 154         0, 0, 0, 0,
 155         ImplicitOps, 0,
 156         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
 157         /* 0xF8 - 0xFF */
 158         0, 0, 0, 0,
 159         0, 0, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM
 160 };
 161
 162 static u16 twobyte_table[256] = {
 163         /* 0x00 - 0x0F */
 164         0, SrcMem | ModRM | DstReg, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps, 0,
 165         0, ImplicitOps, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0,
 166         /* 0x10 - 0x1F */
 167         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 168         /* 0x20 - 0x2F */
 169         ModRM | ImplicitOps, ModRM, ModRM | ImplicitOps, ModRM, 0, 0, 0, 0,
 170         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 171         /* 0x30 - 0x3F */
 172         ImplicitOps, 0, ImplicitOps, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 173         /* 0x40 - 0x47 */
 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         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 178         /* 0x48 - 0x4F */
 179         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 180         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 181         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 182         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 183         /* 0x50 - 0x5F */
 184         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 185         /* 0x60 - 0x6F */
 186         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 187         /* 0x70 - 0x7F */
 188         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 189         /* 0x80 - 0x8F */
 190         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 191         /* 0x90 - 0x9F */
 192         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 193         /* 0xA0 - 0xA7 */
 194         0, 0, 0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp, 0, 0, 0, 0,
 195         /* 0xA8 - 0xAF */
 196         0, 0, 0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp, 0, 0, 0, 0,
 197         /* 0xB0 - 0xB7 */
 198         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM, 0,
 199             DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
 200         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 201             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
 202         /* 0xB8 - 0xBF */
 203         0, 0, DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
 204         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 205             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
 206         /* 0xC0 - 0xCF */
 207         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 208         /* 0xD0 - 0xDF */
 209         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 210         /* 0xE0 - 0xEF */
 211         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 212         /* 0xF0 - 0xFF */
 213         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
 214 };
 215
 216 /* Type, address-of, and value of an instruction's operand. */
 217 struct operand {
 218         enum { OP_REG, OP_MEM, OP_IMM } type;
 219         unsigned int bytes;
 220         unsigned long val, orig_val, *ptr;
 221 };
 222
 223 /* EFLAGS bit definitions. */
 224 #define EFLG_OF (1<<11)
 225 #define EFLG_DF (1<<10)
 226 #define EFLG_SF (1<<7)
 227 #define EFLG_ZF (1<<6)
 228 #define EFLG_AF (1<<4)
 229 #define EFLG_PF (1<<2)
 230 #define EFLG_CF (1<<0)
 231
 232 /*
 233  * Instruction emulation:
 234  * Most instructions are emulated directly via a fragment of inline assembly
 235  * code. This allows us to save/restore EFLAGS and thus very easily pick up
 236  * any modified flags.
 237  */
 238
 239 #if defined(CONFIG_X86_64)
 240 #define _LO32 "k"               /* force 32-bit operand */
 241 #define _STK  "%%rsp"           /* stack pointer */
 242 #elif defined(__i386__)
 243 #define _LO32 ""                /* force 32-bit operand */
 244 #define _STK  "%%esp"           /* stack pointer */
 245 #endif
 246
 247 /*
 248  * These EFLAGS bits are restored from saved value during emulation, and
 249  * any changes are written back to the saved value after emulation.
 250  */
 251 #define EFLAGS_MASK (EFLG_OF|EFLG_SF|EFLG_ZF|EFLG_AF|EFLG_PF|EFLG_CF)
 252
 253 /* Before executing instruction: restore necessary bits in EFLAGS. */
 254 #define _PRE_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp) \
 255         /* EFLAGS = (_sav & _msk) | (EFLAGS & ~_msk); */        \
 256         "push %"_sav"; "                                        \
 257         "movl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "                          \
 258         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                         \
 259         "pushf; "                                               \
 260         "notl %"_LO32 _tmp"; "                                  \
 261         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                         \
 262         "pop  %"_tmp"; "                                        \
 263         "orl  %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                         \
 264         "popf; "                                                \
 265         /* _sav &= ~msk; */                                     \
 266         "movl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "                          \
 267         "notl %"_LO32 _tmp"; "                                  \
 268         "andl %"_LO32 _tmp",%"_sav"; "
 269
 270 /* After executing instruction: write-back necessary bits in EFLAGS. */
 271 #define _POST_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp) \
 272         /* _sav |= EFLAGS & _msk; */            \
 273         "pushf; "                               \
 274         "pop  %"_tmp"; "                        \
 275         "andl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "          \
 276         "orl  %"_LO32 _tmp",%"_sav"; "
 277
 278 /* Raw emulation: instruction has two explicit operands. */
 279 #define __emulate_2op_nobyte(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 280         do {                                                                \
 281                 unsigned long _tmp;                                         \
 282                                                                             \
 283                 switch ((_dst).bytes) {                                     \
 284                 case 2:                                                     \
 285                         __asm__ __volatile__ (                              \
 286                                 _PRE_EFLAGS("0","4","2")                    \
 287                                 _op"w %"_wx"3,%1; "                         \
 288                                 _POST_EFLAGS("0","4","2")                   \
 289                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),        \
 290                                   "=&r" (_tmp)                              \
 291                                 : _wy ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK) );    \
 292                         break;                                              \
 293                 case 4:                                                     \
 294                         __asm__ __volatile__ (                              \
 295                                 _PRE_EFLAGS("0","4","2")                    \
 296                                 _op"l %"_lx"3,%1; "                         \
 297                                 _POST_EFLAGS("0","4","2")                   \
 298                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),        \
 299                                   "=&r" (_tmp)                              \
 300                                 : _ly ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK) );    \
 301                         break;                                              \
 302                 case 8:                                                     \
 303                         __emulate_2op_8byte(_op, _src, _dst,                \
 304                                             _eflags, _qx, _qy);             \
 305                         break;                                              \
 306                 }                                                           \
 307         } while (0)
 308
 309 #define __emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 310         do {                                                                 \
 311                 unsigned long _tmp;                                          \
 312                 switch ( (_dst).bytes )                                      \
 313                 {                                                            \
 314                 case 1:                                                      \
 315                         __asm__ __volatile__ (                               \
 316                                 _PRE_EFLAGS("0","4","2")                     \
 317                                 _op"b %"_bx"3,%1; "                          \
 318                                 _POST_EFLAGS("0","4","2")                    \
 319                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),         \
 320                                   "=&r" (_tmp)                               \
 321                                 : _by ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK) );     \
 322                         break;                                               \
 323                 default:                                                     \
 324                         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,       \
 325                                              _wx, _wy, _lx, _ly, _qx, _qy);  \
 326                         break;                                               \
 327                 }                                                            \
 328         } while (0)
 329
 330 /* Source operand is byte-sized and may be restricted to just %cl. */
 331 #define emulate_2op_SrcB(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 332         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 333                       "b", "c", "b", "c", "b", "c", "b", "c")
 334
 335 /* Source operand is byte, word, long or quad sized. */
 336 #define emulate_2op_SrcV(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 337         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 338                       "b", "q", "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 339
 340 /* Source operand is word, long or quad sized. */
 341 #define emulate_2op_SrcV_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags)               \
 342         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,                  \
 343                              "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 344
 345 /* Instruction has only one explicit operand (no source operand). */
 346 #define emulate_1op(_op, _dst, _eflags)                                    \
 347         do {                                                            \
 348                 unsigned long _tmp;                                     \
 349                                                                         \
 350                 switch ( (_dst).bytes )                                 \
 351                 {                                                       \
 352                 case 1:                                                 \
 353                         __asm__ __volatile__ (                          \
 354                                 _PRE_EFLAGS("0","3","2")                \
 355                                 _op"b %1; "                             \
 356                                 _POST_EFLAGS("0","3","2")               \
 357                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),    \
 358                                   "=&r" (_tmp)                          \
 359                                 : "i" (EFLAGS_MASK) );                  \
 360                         break;                                          \
 361                 case 2:                                                 \
 362                         __asm__ __volatile__ (                          \
 363                                 _PRE_EFLAGS("0","3","2")                \
 364                                 _op"w %1; "                             \
 365                                 _POST_EFLAGS("0","3","2")               \
 366                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),    \
 367                                   "=&r" (_tmp)                          \
 368                                 : "i" (EFLAGS_MASK) );                  \
 369                         break;                                          \
 370                 case 4:                                                 \
 371                         __asm__ __volatile__ (                          \
 372                                 _PRE_EFLAGS("0","3","2")                \
 373                                 _op"l %1; "                             \
 374                                 _POST_EFLAGS("0","3","2")               \
 375                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),    \
 376                                   "=&r" (_tmp)                          \
 377                                 : "i" (EFLAGS_MASK) );                  \
 378                         break;                                          \
 379                 case 8:                                                 \
 380                         __emulate_1op_8byte(_op, _dst, _eflags);        \
 381                         break;                                          \
 382                 }                                                       \
 383         } while (0)
 384
 385 /* Emulate an instruction with quadword operands (x86/64 only). */
 386 #if defined(CONFIG_X86_64)
 387 #define __emulate_2op_8byte(_op, _src, _dst, _eflags, _qx, _qy)           \
 388         do {                                                              \
 389                 __asm__ __volatile__ (                                    \
 390                         _PRE_EFLAGS("0","4","2")                          \
 391                         _op"q %"_qx"3,%1; "                               \
 392                         _POST_EFLAGS("0","4","2")                         \
 393                         : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val), "=&r" (_tmp) \
 394                         : _qy ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK) );          \
 395         } while (0)
 396
 397 #define __emulate_1op_8byte(_op, _dst, _eflags)                           \
 398         do {                                                              \
 399                 __asm__ __volatile__ (                                    \
 400                         _PRE_EFLAGS("0","3","2")                          \
 401                         _op"q %1; "                                       \
 402                         _POST_EFLAGS("0","3","2")                         \
 403                         : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val), "=&r" (_tmp) \
 404                         : "i" (EFLAGS_MASK) );                            \
 405         } while (0)
 406
 407 #elif defined(__i386__)
 408 #define __emulate_2op_8byte(_op, _src, _dst, _eflags, _qx, _qy)
 409 #define __emulate_1op_8byte(_op, _dst, _eflags)
 410 #endif                          /* __i386__ */
 411
 412 /* Fetch next part of the instruction being emulated. */
 413 #define insn_fetch(_type, _size, _eip)                                  \
 414 ({      unsigned long _x;                                               \
 415         rc = ops->read_std((unsigned long)(_eip) + ctxt->cs_base, &_x,  \
 416                                                   (_size), ctxt->vcpu); \
 417         if ( rc != 0 )                                                  \
 418                 goto done;                                              \
 419         (_eip) += (_size);                                              \
 420         (_type)_x;                                                      \
 421 })
 422
 423 /* Access/update address held in a register, based on addressing mode. */
 424 #define address_mask(reg)                                               \
 425         ((ad_bytes == sizeof(unsigned long)) ?                          \
 426                 (reg) : ((reg) & ((1UL << (ad_bytes << 3)) - 1)))
 427 #define register_address(base, reg)                                     \
 428         ((base) + address_mask(reg))
 429 #define register_address_increment(reg, inc)                            \
 430         do {                                                            \
 431                 /* signed type ensures sign extension to long */        \
 432                 int _inc = (inc);                                       \
 433                 if ( ad_bytes == sizeof(unsigned long) )                \
 434                         (reg) += _inc;                                  \
 435                 else                                                    \
 436                         (reg) = ((reg) & ~((1UL << (ad_bytes << 3)) - 1)) | \
 437                            (((reg) + _inc) & ((1UL << (ad_bytes << 3)) - 1)); \
 438         } while (0)
 439
 440 #define JMP_REL(rel)                                                    \
 441         do {                                                            \
 442                 _eip += (int)(rel);                                     \
 443                 _eip = ((op_bytes == 2) ? (uint16_t)_eip : (uint32_t)_eip); \
 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,
 473                            ctxt->vcpu);
 474         if (rc)
 475                 return rc;
 476         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr + 2, address, op_bytes,
 477                            ctxt->vcpu);
 478         return rc;
 479 }
 480
 481 int
 482 x86_emulate_memop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
 483 {
 484         unsigned d;
 485         u8 b, sib, twobyte = 0, rex_prefix = 0;
 486         u8 modrm, modrm_mod = 0, modrm_reg = 0, modrm_rm = 0;
 487         unsigned long *override_base = NULL;
 488         unsigned int op_bytes, ad_bytes, lock_prefix = 0, rep_prefix = 0, i;
 489         int rc = 0;
 490         struct operand src, dst;
 491         unsigned long cr2 = ctxt->cr2;
 492         int mode = ctxt->mode;
 493         unsigned long modrm_ea;
 494         int use_modrm_ea, index_reg = 0, base_reg = 0, scale, rip_relative = 0;
 495         int no_wb = 0;
 496         u64 msr_data;
 497
 498         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation. */
 499         unsigned long _regs[NR_VCPU_REGS];
 500         unsigned long _eip = ctxt->vcpu->rip, _eflags = ctxt->eflags;
 501         unsigned long modrm_val = 0;
 502
 503         memcpy(_regs, ctxt->vcpu->regs, sizeof _regs);
 504
 505         switch (mode) {
 506         case X86EMUL_MODE_REAL:
 507         case X86EMUL_MODE_PROT16:
 508                 op_bytes = ad_bytes = 2;
 509                 break;
 510         case X86EMUL_MODE_PROT32:
 511                 op_bytes = ad_bytes = 4;
 512                 break;
 513 #ifdef CONFIG_X86_64
 514         case X86EMUL_MODE_PROT64:
 515                 op_bytes = 4;
 516                 ad_bytes = 8;
 517                 break;
 518 #endif
 519         default:
 520                 return -1;
 521         }
 522
 523         /* Legacy prefixes. */
 524         for (i = 0; i < 8; i++) {
 525                 switch (b = insn_fetch(u8, 1, _eip)) {
 526                 case 0x66:      /* operand-size override */
 527                         op_bytes ^= 6;  /* switch between 2/4 bytes */
 528                         break;
 529                 case 0x67:      /* address-size override */
 530                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 531                                 ad_bytes ^= 12; /* switch between 4/8 bytes */
 532                         else
 533                                 ad_bytes ^= 6;  /* switch between 2/4 bytes */
 534                         break;
 535                 case 0x2e:      /* CS override */
 536                         override_base = &ctxt->cs_base;
 537                         break;
 538                 case 0x3e:      /* DS override */
 539                         override_base = &ctxt->ds_base;
 540                         break;
 541                 case 0x26:      /* ES override */
 542                         override_base = &ctxt->es_base;
 543                         break;
 544                 case 0x64:      /* FS override */
 545                         override_base = &ctxt->fs_base;
 546                         break;
 547                 case 0x65:      /* GS override */
 548                         override_base = &ctxt->gs_base;
 549                         break;
 550                 case 0x36:      /* SS override */
 551                         override_base = &ctxt->ss_base;
 552                         break;
 553                 case 0xf0:      /* LOCK */
 554                         lock_prefix = 1;
 555                         break;
 556                 case 0xf3:      /* REP/REPE/REPZ */
 557                         rep_prefix = 1;
 558                         break;
 559                 case 0xf2:      /* REPNE/REPNZ */
 560                         break;
 561                 default:
 562                         goto done_prefixes;
 563                 }
 564         }
 565
 566 done_prefixes:
 567
 568         /* REX prefix. */
 569         if ((mode == X86EMUL_MODE_PROT64) && ((b & 0xf0) == 0x40)) {
 570                 rex_prefix = b;
 571                 if (b & 8)
 572                         op_bytes = 8;   /* REX.W */
 573                 modrm_reg = (b & 4) << 1;       /* REX.R */
 574                 index_reg = (b & 2) << 2; /* REX.X */
 575                 modrm_rm = base_reg = (b & 1) << 3; /* REG.B */
 576                 b = insn_fetch(u8, 1, _eip);
 577         }
 578
 579         /* Opcode byte(s). */
 580         d = opcode_table[b];
 581         if (d == 0) {
 582                 /* Two-byte opcode? */
 583                 if (b == 0x0f) {
 584                         twobyte = 1;
 585                         b = insn_fetch(u8, 1, _eip);
 586                         d = twobyte_table[b];
 587                 }
 588
 589                 /* Unrecognised? */
 590                 if (d == 0)
 591                         goto cannot_emulate;
 592         }
 593
 594         /* ModRM and SIB bytes. */
 595         if (d & ModRM) {
 596                 modrm = insn_fetch(u8, 1, _eip);
 597                 modrm_mod |= (modrm & 0xc0) >> 6;
 598                 modrm_reg |= (modrm & 0x38) >> 3;
 599                 modrm_rm |= (modrm & 0x07);
 600                 modrm_ea = 0;
 601                 use_modrm_ea = 1;
 602
 603                 if (modrm_mod == 3) {
 604                         modrm_val = *(unsigned long *)
 605                                 decode_register(modrm_rm, _regs, d & ByteOp);
 606                         goto modrm_done;
 607                 }
 608
 609                 if (ad_bytes == 2) {
 610                         unsigned bx = _regs[VCPU_REGS_RBX];
 611                         unsigned bp = _regs[VCPU_REGS_RBP];
 612                         unsigned si = _regs[VCPU_REGS_RSI];
 613                         unsigned di = _regs[VCPU_REGS_RDI];
 614
 615                         /* 16-bit ModR/M decode. */
 616                         switch (modrm_mod) {
 617                         case 0:
 618                                 if (modrm_rm == 6)
 619                                         modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, _eip);
 620                                 break;
 621                         case 1:
 622                                 modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, _eip);
 623                                 break;
 624                         case 2:
 625                                 modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, _eip);
 626                                 break;
 627                         }
 628                         switch (modrm_rm) {
 629                         case 0:
 630                                 modrm_ea += bx + si;
 631                                 break;
 632                         case 1:
 633                                 modrm_ea += bx + di;
 634                                 break;
 635                         case 2:
 636                                 modrm_ea += bp + si;
 637                                 break;
 638                         case 3:
 639                                 modrm_ea += bp + di;
 640                                 break;
 641                         case 4:
 642                                 modrm_ea += si;
 643                                 break;
 644                         case 5:
 645                                 modrm_ea += di;
 646                                 break;
 647                         case 6:
 648                                 if (modrm_mod != 0)
 649                                         modrm_ea += bp;
 650                                 break;
 651                         case 7:
 652                                 modrm_ea += bx;
 653                                 break;
 654                         }
 655                         if (modrm_rm == 2 || modrm_rm == 3 ||
 656                             (modrm_rm == 6 && modrm_mod != 0))
 657                                 if (!override_base)
 658                                         override_base = &ctxt->ss_base;
 659                         modrm_ea = (u16)modrm_ea;
 660                 } else {
 661                         /* 32/64-bit ModR/M decode. */
 662                         switch (modrm_rm) {
 663                         case 4:
 664                         case 12:
 665                                 sib = insn_fetch(u8, 1, _eip);
 666                                 index_reg |= (sib >> 3) & 7;
 667                                 base_reg |= sib & 7;
 668                                 scale = sib >> 6;
 669
 670                                 switch (base_reg) {
 671                                 case 5:
 672                                         if (modrm_mod != 0)
 673                                                 modrm_ea += _regs[base_reg];
 674                                         else
 675                                                 modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, _eip);
 676                                         break;
 677                                 default:
 678                                         modrm_ea += _regs[base_reg];
 679                                 }
 680                                 switch (index_reg) {
 681                                 case 4:
 682                                         break;
 683                                 default:
 684                                         modrm_ea += _regs[index_reg] << scale;
 685
 686                                 }
 687                                 break;
 688                         case 5:
 689                                 if (modrm_mod != 0)
 690                                         modrm_ea += _regs[modrm_rm];
 691                                 else if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 692                                         rip_relative = 1;
 693                                 break;
 694                         default:
 695                                 modrm_ea += _regs[modrm_rm];
 696                                 break;
 697                         }
 698                         switch (modrm_mod) {
 699                         case 0:
 700                                 if (modrm_rm == 5)
 701                                         modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, _eip);
 702                                 break;
 703                         case 1:
 704                                 modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, _eip);
 705                                 break;
 706                         case 2:
 707                                 modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, _eip);
 708                                 break;
 709                         }
 710                 }
 711                 if (!override_base)
 712                         override_base = &ctxt->ds_base;
 713                 if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 &&
 714                     override_base != &ctxt->fs_base &&
 715                     override_base != &ctxt->gs_base)
 716                         override_base = NULL;
 717
 718                 if (override_base)
 719                         modrm_ea += *override_base;
 720
 721                 if (rip_relative) {
 722                         modrm_ea += _eip;
 723                         switch (d & SrcMask) {
 724                         case SrcImmByte:
 725                                 modrm_ea += 1;
 726                                 break;
 727                         case SrcImm:
 728                                 if (d & ByteOp)
 729                                         modrm_ea += 1;
 730                                 else
 731                                         if (op_bytes == 8)
 732                                                 modrm_ea += 4;
 733                                         else
 734                                                 modrm_ea += op_bytes;
 735                         }
 736                 }
 737                 if (ad_bytes != 8)
 738                         modrm_ea = (u32)modrm_ea;
 739                 cr2 = modrm_ea;
 740         modrm_done:
 741                 ;
 742         }
 743
 744         /*
 745          * Decode and fetch the source operand: register, memory
 746          * or immediate.
 747          */
 748         switch (d & SrcMask) {
 749         case SrcNone:
 750                 break;
 751         case SrcReg:
 752                 src.type = OP_REG;
 753                 if (d & ByteOp) {
 754                         src.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs,
 755                                                   (rex_prefix == 0));
 756                         src.val = src.orig_val = *(u8 *) src.ptr;
 757                         src.bytes = 1;
 758                 } else {
 759                         src.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs, 0);
 760                         switch ((src.bytes = op_bytes)) {
 761                         case 2:
 762                                 src.val = src.orig_val = *(u16 *) src.ptr;
 763                                 break;
 764                         case 4:
 765                                 src.val = src.orig_val = *(u32 *) src.ptr;
 766                                 break;
 767                         case 8:
 768                                 src.val = src.orig_val = *(u64 *) src.ptr;
 769                                 break;
 770                         }
 771                 }
 772                 break;
 773         case SrcMem16:
 774                 src.bytes = 2;
 775                 goto srcmem_common;
 776         case SrcMem32:
 777                 src.bytes = 4;
 778                 goto srcmem_common;
 779         case SrcMem:
 780                 src.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
 781                 /* Don't fetch the address for invlpg: it could be unmapped. */
 782                 if (twobyte && b == 0x01 && modrm_reg == 7)
 783                         break;
 784               srcmem_common:
 785                 src.type = OP_MEM;
 786                 src.ptr = (unsigned long *)cr2;
 787                 if ((rc = ops->read_emulated((unsigned long)src.ptr,
 788                                              &src.val, src.bytes, ctxt->vcpu)) != 0)
 789                         goto done;
 790                 src.orig_val = src.val;
 791                 break;
 792         case SrcImm:
 793                 src.type = OP_IMM;
 794                 src.ptr = (unsigned long *)_eip;
 795                 src.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
 796                 if (src.bytes == 8)
 797                         src.bytes = 4;
 798                 /* NB. Immediates are sign-extended as necessary. */
 799                 switch (src.bytes) {
 800                 case 1:
 801                         src.val = insn_fetch(s8, 1, _eip);
 802                         break;
 803                 case 2:
 804                         src.val = insn_fetch(s16, 2, _eip);
 805                         break;
 806                 case 4:
 807                         src.val = insn_fetch(s32, 4, _eip);
 808                         break;
 809                 }
 810                 break;
 811         case SrcImmByte:
 812                 src.type = OP_IMM;
 813                 src.ptr = (unsigned long *)_eip;
 814                 src.bytes = 1;
 815                 src.val = insn_fetch(s8, 1, _eip);
 816                 break;
 817         }
 818
 819         /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
 820         switch (d & DstMask) {
 821         case ImplicitOps:
 822                 /* Special instructions do their own operand decoding. */
 823                 goto special_insn;
 824         case DstReg:
 825                 dst.type = OP_REG;
 826                 if ((d & ByteOp)
 827                     && !(twobyte && (b == 0xb6 || b == 0xb7))) {
 828                         dst.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs,
 829                                                   (rex_prefix == 0));
 830                         dst.val = *(u8 *) dst.ptr;
 831                         dst.bytes = 1;
 832                 } else {
 833                         dst.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs, 0);
 834                         switch ((dst.bytes = op_bytes)) {
 835                         case 2:
 836                                 dst.val = *(u16 *)dst.ptr;
 837                                 break;
 838                         case 4:
 839                                 dst.val = *(u32 *)dst.ptr;
 840                                 break;
 841                         case 8:
 842                                 dst.val = *(u64 *)dst.ptr;
 843                                 break;
 844                         }
 845                 }
 846                 break;
 847         case DstMem:
 848                 dst.type = OP_MEM;
 849                 dst.ptr = (unsigned long *)cr2;
 850                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
 851                 if (d & BitOp) {
 852                         unsigned long mask = ~(dst.bytes * 8 - 1);
 853
 854                         dst.ptr = (void *)dst.ptr + (src.val & mask) / 8;
 855                 }
 856                 if (!(d & Mov) && /* optimisation - avoid slow emulated read */
 857                     ((rc = ops->read_emulated((unsigned long)dst.ptr,
 858                                               &dst.val, dst.bytes, ctxt->vcpu)) != 0))
 859                         goto done;
 860                 break;
 861         }
 862         dst.orig_val = dst.val;
 863
 864         if (twobyte)
 865                 goto twobyte_insn;
 866
 867         switch (b) {
 868         case 0x00 ... 0x05:
 869               add:              /* add */
 870                 emulate_2op_SrcV("add", src, dst, _eflags);
 871                 break;
 872         case 0x08 ... 0x0d:
 873               or:               /* or */
 874                 emulate_2op_SrcV("or", src, dst, _eflags);
 875                 break;
 876         case 0x10 ... 0x15:
 877               adc:              /* adc */
 878                 emulate_2op_SrcV("adc", src, dst, _eflags);
 879                 break;
 880         case 0x18 ... 0x1d:
 881               sbb:              /* sbb */
 882                 emulate_2op_SrcV("sbb", src, dst, _eflags);
 883                 break;
 884         case 0x20 ... 0x23:
 885               and:              /* and */
 886                 emulate_2op_SrcV("and", src, dst, _eflags);
 887                 break;
 888         case 0x24:              /* and al imm8 */
 889                 dst.type = OP_REG;
 890                 dst.ptr = &_regs[VCPU_REGS_RAX];
 891                 dst.val = *(u8 *)dst.ptr;
 892                 dst.bytes = 1;
 893                 dst.orig_val = dst.val;
 894                 goto and;
 895         case 0x25:              /* and ax imm16, or eax imm32 */
 896                 dst.type = OP_REG;
 897                 dst.bytes = op_bytes;
 898                 dst.ptr = &_regs[VCPU_REGS_RAX];
 899                 if (op_bytes == 2)
 900                         dst.val = *(u16 *)dst.ptr;
 901                 else
 902                         dst.val = *(u32 *)dst.ptr;
 903                 dst.orig_val = dst.val;
 904                 goto and;
 905         case 0x28 ... 0x2d:
 906               sub:              /* sub */
 907                 emulate_2op_SrcV("sub", src, dst, _eflags);
 908                 break;
 909         case 0x30 ... 0x35:
 910               xor:              /* xor */
 911                 emulate_2op_SrcV("xor", src, dst, _eflags);
 912                 break;
 913         case 0x38 ... 0x3d:
 914               cmp:              /* cmp */
 915                 emulate_2op_SrcV("cmp", src, dst, _eflags);
 916                 break;
 917         case 0x63:              /* movsxd */
 918                 if (mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
 919                         goto cannot_emulate;
 920                 dst.val = (s32) src.val;
 921                 break;
 922         case 0x80 ... 0x83:     /* Grp1 */
 923                 switch (modrm_reg) {
 924                 case 0:
 925                         goto add;
 926                 case 1:
 927                         goto or;
 928                 case 2:
 929                         goto adc;
 930                 case 3:
 931                         goto sbb;
 932                 case 4:
 933                         goto and;
 934                 case 5:
 935                         goto sub;
 936                 case 6:
 937                         goto xor;
 938                 case 7:
 939                         goto cmp;
 940                 }
 941                 break;
 942         case 0x84 ... 0x85:
 943               test:             /* test */
 944                 emulate_2op_SrcV("test", src, dst, _eflags);
 945                 break;
 946         case 0x86 ... 0x87:     /* xchg */
 947                 /* Write back the register source. */
 948                 switch (dst.bytes) {
 949                 case 1:
 950                         *(u8 *) src.ptr = (u8) dst.val;
 951                         break;
 952                 case 2:
 953                         *(u16 *) src.ptr = (u16) dst.val;
 954                         break;
 955                 case 4:
 956                         *src.ptr = (u32) dst.val;
 957                         break;  /* 64b reg: zero-extend */
 958                 case 8:
 959                         *src.ptr = dst.val;
 960                         break;
 961                 }
 962                 /*
 963                  * Write back the memory destination with implicit LOCK
 964                  * prefix.
 965                  */
 966                 dst.val = src.val;
 967                 lock_prefix = 1;
 968                 break;
 969         case 0xa0 ... 0xa1:     /* mov */
 970                 dst.ptr = (unsigned long *)&_regs[VCPU_REGS_RAX];
 971                 dst.val = src.val;
 972                 _eip += ad_bytes;       /* skip src displacement */
 973                 break;
 974         case 0xa2 ... 0xa3:     /* mov */
 975                 dst.val = (unsigned long)_regs[VCPU_REGS_RAX];
 976                 _eip += ad_bytes;       /* skip dst displacement */
 977                 break;
 978         case 0x88 ... 0x8b:     /* mov */
 979         case 0xc6 ... 0xc7:     /* mov (sole member of Grp11) */
 980                 dst.val = src.val;
 981                 break;
 982         case 0x8f:              /* pop (sole member of Grp1a) */
 983                 /* 64-bit mode: POP always pops a 64-bit operand. */
 984                 if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 985                         dst.bytes = 8;
 986                 if ((rc = ops->read_std(register_address(ctxt->ss_base,
 987                                                          _regs[VCPU_REGS_RSP]),
 988                                         &dst.val, dst.bytes, ctxt->vcpu)) != 0)
 989                         goto done;
 990                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSP], dst.bytes);
 991                 break;
 992         case 0xc0 ... 0xc1:
 993               grp2:             /* Grp2 */
 994                 switch (modrm_reg) {
 995                 case 0: /* rol */
 996                         emulate_2op_SrcB("rol", src, dst, _eflags);
 997                         break;
 998                 case 1: /* ror */
 999                         emulate_2op_SrcB("ror", src, dst, _eflags);
1000                         break;
1001                 case 2: /* rcl */
1002                         emulate_2op_SrcB("rcl", src, dst, _eflags);
1003                         break;
1004                 case 3: /* rcr */
1005                         emulate_2op_SrcB("rcr", src, dst, _eflags);
1006                         break;
1007                 case 4: /* sal/shl */
1008                 case 6: /* sal/shl */
1009                         emulate_2op_SrcB("sal", src, dst, _eflags);
1010                         break;
1011                 case 5: /* shr */
1012                         emulate_2op_SrcB("shr", src, dst, _eflags);
1013                         break;
1014                 case 7: /* sar */
1015                         emulate_2op_SrcB("sar", src, dst, _eflags);
1016                         break;
1017                 }
1018                 break;
1019         case 0xd0 ... 0xd1:     /* Grp2 */
1020                 src.val = 1;
1021                 goto grp2;
1022         case 0xd2 ... 0xd3:     /* Grp2 */
1023                 src.val = _regs[VCPU_REGS_RCX];
1024                 goto grp2;
1025         case 0xe9: /* jmp rel */
1026         case 0xeb: /* jmp rel short */
1027                 JMP_REL(src.val);
1028                 no_wb = 1; /* Disable writeback. */
1029                 break;
1030         case 0xf6 ... 0xf7:     /* Grp3 */
1031                 switch (modrm_reg) {
1032                 case 0 ... 1:   /* test */
1033                         /*
1034                          * Special case in Grp3: test has an immediate
1035                          * source operand.
1036                          */
1037                         src.type = OP_IMM;
1038                         src.ptr = (unsigned long *)_eip;
1039                         src.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
1040                         if (src.bytes == 8)
1041                                 src.bytes = 4;
1042                         switch (src.bytes) {
1043                         case 1:
1044                                 src.val = insn_fetch(s8, 1, _eip);
1045                                 break;
1046                         case 2:
1047                                 src.val = insn_fetch(s16, 2, _eip);
1048                                 break;
1049                         case 4:
1050                                 src.val = insn_fetch(s32, 4, _eip);
1051                                 break;
1052                         }
1053                         goto test;
1054                 case 2: /* not */
1055                         dst.val = ~dst.val;
1056                         break;
1057                 case 3: /* neg */
1058                         emulate_1op("neg", dst, _eflags);
1059                         break;
1060                 default:
1061                         goto cannot_emulate;
1062                 }
1063                 break;
1064         case 0xfe ... 0xff:     /* Grp4/Grp5 */
1065                 switch (modrm_reg) {
1066                 case 0: /* inc */
1067                         emulate_1op("inc", dst, _eflags);
1068                         break;
1069                 case 1: /* dec */
1070                         emulate_1op("dec", dst, _eflags);
1071                         break;
1072                 case 6: /* push */
1073                         /* 64-bit mode: PUSH always pushes a 64-bit operand. */
1074                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64) {
1075                                 dst.bytes = 8;
1076                                 if ((rc = ops->read_std((unsigned long)dst.ptr,
1077                                                         &dst.val, 8,
1078                                                         ctxt->vcpu)) != 0)
1079                                         goto done;
1080                         }
1081                         register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSP],
1082                                                    -dst.bytes);
1083                         if ((rc = ops->write_std(
1084                                      register_address(ctxt->ss_base,
1085                                                       _regs[VCPU_REGS_RSP]),
1086                                      &dst.val, dst.bytes, ctxt->vcpu)) != 0)
1087                                 goto done;
1088                         no_wb = 1;
1089                         break;
1090                 default:
1091                         goto cannot_emulate;
1092                 }
1093                 break;
1094         }
1095
1096 writeback:
1097         if (!no_wb) {
1098                 switch (dst.type) {
1099                 case OP_REG:
1100                         /* The 4-byte case *is* correct: in 64-bit mode we zero-extend. */
1101                         switch (dst.bytes) {
1102                         case 1:
1103                                 *(u8 *)dst.ptr = (u8)dst.val;
1104                                 break;
1105                         case 2:
1106                                 *(u16 *)dst.ptr = (u16)dst.val;
1107                                 break;
1108                         case 4:
1109                                 *dst.ptr = (u32)dst.val;
1110                                 break;  /* 64b: zero-ext */
1111                         case 8:
1112                                 *dst.ptr = dst.val;
1113                                 break;
1114                         }
1115                         break;
1116                 case OP_MEM:
1117                         if (lock_prefix)
1118                                 rc = ops->cmpxchg_emulated((unsigned long)dst.
1119                                                            ptr, &dst.orig_val,
1120                                                            &dst.val, dst.bytes,
1121                                                            ctxt->vcpu);
1122                         else
1123                                 rc = ops->write_emulated((unsigned long)dst.ptr,
1124                                                          &dst.val, dst.bytes,
1125                                                          ctxt->vcpu);
1126                         if (rc != 0)
1127                                 goto done;
1128                 default:
1129                         break;
1130                 }
1131         }
1132
1133         /* Commit shadow register state. */
1134         memcpy(ctxt->vcpu->regs, _regs, sizeof _regs);
1135         ctxt->eflags = _eflags;
1136         ctxt->vcpu->rip = _eip;
1137
1138 done:
1139         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
1140
1141 special_insn:
1142         if (twobyte)
1143                 goto twobyte_special_insn;
1144         switch(b) {
1145         case 0x50 ... 0x57:  /* push reg */
1146                 if (op_bytes == 2)
1147                         src.val = (u16) _regs[b & 0x7];
1148                 else
1149                         src.val = (u32) _regs[b & 0x7];
1150                 dst.type  = OP_MEM;
1151                 dst.bytes = op_bytes;
1152                 dst.val = src.val;
1153                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSP], -op_bytes);
1154                 dst.ptr = (void *) register_address(
1155                         ctxt->ss_base, _regs[VCPU_REGS_RSP]);
1156                 break;
1157         case 0x6c:              /* insb */
1158         case 0x6d:              /* insw/insd */
1159                  if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu, NULL,
1160                                 1,                                      /* in */
1161                                 (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes,            /* size */
1162                                 rep_prefix ?
1163                                 address_mask(_regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1, /* count */
1164                                 (_eflags & EFLG_DF),                    /* down */
1165                                 register_address(ctxt->es_base,
1166                                                  _regs[VCPU_REGS_RDI]), /* address */
1167                                 rep_prefix,
1168                                 _regs[VCPU_REGS_RDX]                    /* port */
1169                                 ) == 0)
1170                         return -1;
1171                 return 0;
1172         case 0x6e:              /* outsb */
1173         case 0x6f:              /* outsw/outsd */
1174                 if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu, NULL,
1175                                 0,                                      /* in */
1176                                 (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes,            /* size */
1177                                 rep_prefix ?
1178                                 address_mask(_regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1, /* count */
1179                                 (_eflags & EFLG_DF),                    /* down */
1180                                 register_address(override_base ?
1181                                                  *override_base : ctxt->ds_base,
1182                                                  _regs[VCPU_REGS_RSI]), /* address */
1183                                 rep_prefix,
1184                                 _regs[VCPU_REGS_RDX]                    /* port */
1185                                 ) == 0)
1186                         return -1;
1187                 return 0;
1188         }
1189         if (rep_prefix) {
1190                 if (_regs[VCPU_REGS_RCX] == 0) {
1191                         ctxt->vcpu->rip = _eip;
1192                         goto done;
1193                 }
1194                 _regs[VCPU_REGS_RCX]--;
1195                 _eip = ctxt->vcpu->rip;
1196         }
1197         switch (b) {
1198         case 0xa4 ... 0xa5:     /* movs */
1199                 dst.type = OP_MEM;
1200                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
1201                 dst.ptr = (unsigned long *)register_address(ctxt->es_base,
1202                                                         _regs[VCPU_REGS_RDI]);
1203                 if ((rc = ops->read_emulated(register_address(
1204                       override_base ? *override_base : ctxt->ds_base,
1205                       _regs[VCPU_REGS_RSI]), &dst.val, dst.bytes, ctxt->vcpu)) != 0)
1206                         goto done;
1207                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSI],
1208                              (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1209                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RDI],
1210                              (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1211                 break;
1212         case 0xa6 ... 0xa7:     /* cmps */
1213                 DPRINTF("Urk! I don't handle CMPS.\n");
1214                 goto cannot_emulate;
1215         case 0xaa ... 0xab:     /* stos */
1216                 dst.type = OP_MEM;
1217                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
1218                 dst.ptr = (unsigned long *)cr2;
1219                 dst.val = _regs[VCPU_REGS_RAX];
1220                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RDI],
1221                              (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1222                 break;
1223         case 0xac ... 0xad:     /* lods */
1224                 dst.type = OP_REG;
1225                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
1226                 dst.ptr = (unsigned long *)&_regs[VCPU_REGS_RAX];
1227                 if ((rc = ops->read_emulated(cr2, &dst.val, dst.bytes,
1228                                              ctxt->vcpu)) != 0)
1229                         goto done;
1230                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSI],
1231                            (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1232                 break;
1233         case 0xae ... 0xaf:     /* scas */
1234                 DPRINTF("Urk! I don't handle SCAS.\n");
1235                 goto cannot_emulate;
1236         case 0xf4:              /* hlt */
1237                 ctxt->vcpu->halt_request = 1;
1238                 goto done;
1239         case 0xc3: /* ret */
1240                 dst.ptr = &_eip;
1241                 goto pop_instruction;
1242         case 0x58 ... 0x5f: /* pop reg */
1243                 dst.ptr = (unsigned long *)&_regs[b & 0x7];
1244
1245 pop_instruction:
1246                 if ((rc = ops->read_std(register_address(ctxt->ss_base,
1247                         _regs[VCPU_REGS_RSP]), dst.ptr, op_bytes, ctxt->vcpu))
1248                         != 0)
1249                         goto done;
1250
1251                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSP], op_bytes);
1252                 no_wb = 1; /* Disable writeback. */
1253                 break;
1254         }
1255         goto writeback;
1256
1257 twobyte_insn:
1258         switch (b) {
1259         case 0x01: /* lgdt, lidt, lmsw */
1260                 /* Disable writeback. */
1261                 no_wb = 1;
1262                 switch (modrm_reg) {
1263                         u16 size;
1264                         unsigned long address;
1265
1266                 case 2: /* lgdt */
1267                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, src.ptr,
1268                                              &size, &address, op_bytes);
1269                         if (rc)
1270                                 goto done;
1271                         realmode_lgdt(ctxt->vcpu, size, address);
1272                         break;
1273                 case 3: /* lidt */
1274                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, src.ptr,
1275                                              &size, &address, op_bytes);
1276                         if (rc)
1277                                 goto done;
1278                         realmode_lidt(ctxt->vcpu, size, address);
1279                         break;
1280                 case 4: /* smsw */
1281                         if (modrm_mod != 3)
1282                                 goto cannot_emulate;
1283                         *(u16 *)&_regs[modrm_rm]
1284                                 = realmode_get_cr(ctxt->vcpu, 0);
1285                         break;
1286                 case 6: /* lmsw */
1287                         if (modrm_mod != 3)
1288                                 goto cannot_emulate;
1289                         realmode_lmsw(ctxt->vcpu, (u16)modrm_val, &_eflags);
1290                         break;
1291                 case 7: /* invlpg*/
1292                         emulate_invlpg(ctxt->vcpu, cr2);
1293                         break;
1294                 default:
1295                         goto cannot_emulate;
1296                 }
1297                 break;
1298         case 0x21: /* mov from dr to reg */
1299                 no_wb = 1;
1300                 if (modrm_mod != 3)
1301                         goto cannot_emulate;
1302                 rc = emulator_get_dr(ctxt, modrm_reg, &_regs[modrm_rm]);
1303                 break;
1304         case 0x23: /* mov from reg to dr */
1305                 no_wb = 1;
1306                 if (modrm_mod != 3)
1307                         goto cannot_emulate;
1308                 rc = emulator_set_dr(ctxt, modrm_reg, _regs[modrm_rm]);
1309                 break;
1310         case 0x40 ... 0x4f:     /* cmov */
1311                 dst.val = dst.orig_val = src.val;
1312                 no_wb = 1;
1313                 /*
1314                  * First, assume we're decoding an even cmov opcode
1315                  * (lsb == 0).
1316                  */
1317                 switch ((b & 15) >> 1) {
1318                 case 0: /* cmovo */
1319                         no_wb = (_eflags & EFLG_OF) ? 0 : 1;
1320                         break;
1321                 case 1: /* cmovb/cmovc/cmovnae */
1322                         no_wb = (_eflags & EFLG_CF) ? 0 : 1;
1323                         break;
1324                 case 2: /* cmovz/cmove */
1325                         no_wb = (_eflags & EFLG_ZF) ? 0 : 1;
1326                         break;
1327                 case 3: /* cmovbe/cmovna */
1328                         no_wb = (_eflags & (EFLG_CF | EFLG_ZF)) ? 0 : 1;
1329                         break;
1330                 case 4: /* cmovs */
1331                         no_wb = (_eflags & EFLG_SF) ? 0 : 1;
1332                         break;
1333                 case 5: /* cmovp/cmovpe */
1334                         no_wb = (_eflags & EFLG_PF) ? 0 : 1;
1335                         break;
1336                 case 7: /* cmovle/cmovng */
1337                         no_wb = (_eflags & EFLG_ZF) ? 0 : 1;
1338                         /* fall through */
1339                 case 6: /* cmovl/cmovnge */
1340                         no_wb &= (!(_eflags & EFLG_SF) !=
1341                               !(_eflags & EFLG_OF)) ? 0 : 1;
1342                         break;
1343                 }
1344                 /* Odd cmov opcodes (lsb == 1) have inverted sense. */
1345                 no_wb ^= b & 1;
1346                 break;
1347         case 0xb0 ... 0xb1:     /* cmpxchg */
1348                 /*
1349                  * Save real source value, then compare EAX against
1350                  * destination.
1351                  */
1352                 src.orig_val = src.val;
1353                 src.val = _regs[VCPU_REGS_RAX];
1354                 emulate_2op_SrcV("cmp", src, dst, _eflags);
1355                 if (_eflags & EFLG_ZF) {
1356                         /* Success: write back to memory. */
1357                         dst.val = src.orig_val;
1358                 } else {
1359                         /* Failure: write the value we saw to EAX. */
1360                         dst.type = OP_REG;
1361                         dst.ptr = (unsigned long *)&_regs[VCPU_REGS_RAX];
1362                 }
1363                 break;
1364         case 0xa3:
1365               bt:               /* bt */
1366                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1367                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bt", src, dst, _eflags);
1368                 break;
1369         case 0xb3:
1370               btr:              /* btr */
1371                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1372                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btr", src, dst, _eflags);
1373                 break;
1374         case 0xab:
1375               bts:              /* bts */
1376                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1377                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bts", src, dst, _eflags);
1378                 break;
1379         case 0xb6 ... 0xb7:     /* movzx */
1380                 dst.bytes = op_bytes;
1381                 dst.val = (d & ByteOp) ? (u8) src.val : (u16) src.val;
1382                 break;
1383         case 0xbb:
1384               btc:              /* btc */
1385                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1386                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btc", src, dst, _eflags);
1387                 break;
1388         case 0xba:              /* Grp8 */
1389                 switch (modrm_reg & 3) {
1390                 case 0:
1391                         goto bt;
1392                 case 1:
1393                         goto bts;
1394                 case 2:
1395                         goto btr;
1396                 case 3:
1397                         goto btc;
1398                 }
1399                 break;
1400         case 0xbe ... 0xbf:     /* movsx */
1401                 dst.bytes = op_bytes;
1402                 dst.val = (d & ByteOp) ? (s8) src.val : (s16) src.val;
1403                 break;
1404         }
1405         goto writeback;
1406
1407 twobyte_special_insn:
1408         /* Disable writeback. */
1409         no_wb = 1;
1410         switch (b) {
1411         case 0x09:              /* wbinvd */
1412                 break;
1413         case 0x0d:              /* GrpP (prefetch) */
1414         case 0x18:              /* Grp16 (prefetch/nop) */
1415                 break;
1416         case 0x06:
1417                 emulate_clts(ctxt->vcpu);
1418                 break;
1419         case 0x20: /* mov cr, reg */
1420                 if (modrm_mod != 3)
1421                         goto cannot_emulate;
1422                 _regs[modrm_rm] = realmode_get_cr(ctxt->vcpu, modrm_reg);
1423                 break;
1424         case 0x22: /* mov reg, cr */
1425                 if (modrm_mod != 3)
1426                         goto cannot_emulate;
1427                 realmode_set_cr(ctxt->vcpu, modrm_reg, modrm_val, &_eflags);
1428                 break;
1429         case 0x30:
1430                 /* wrmsr */
1431                 msr_data = (u32)_regs[VCPU_REGS_RAX]
1432                         | ((u64)_regs[VCPU_REGS_RDX] << 32);
1433                 rc = kvm_set_msr(ctxt->vcpu, _regs[VCPU_REGS_RCX], msr_data);
1434                 if (rc) {
1435                         kvm_x86_ops->inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1436                         _eip = ctxt->vcpu->rip;
1437                 }
1438                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
1439                 break;
1440         case 0x32:
1441                 /* rdmsr */
1442                 rc = kvm_get_msr(ctxt->vcpu, _regs[VCPU_REGS_RCX], &msr_data);
1443                 if (rc) {
1444                         kvm_x86_ops->inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1445                         _eip = ctxt->vcpu->rip;
1446                 } else {
1447                         _regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32)msr_data;
1448                         _regs[VCPU_REGS_RDX] = msr_data >> 32;
1449                 }
1450                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
1451                 break;
1452         case 0xc7:              /* Grp9 (cmpxchg8b) */
1453                 {
1454                         u64 old, new;
1455                         if ((rc = ops->read_emulated(cr2, &old, 8, ctxt->vcpu))
1456                                                                         != 0)
1457                                 goto done;
1458                         if (((u32) (old >> 0) != (u32) _regs[VCPU_REGS_RAX]) ||
1459                             ((u32) (old >> 32) != (u32) _regs[VCPU_REGS_RDX])) {
1460                                 _regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32) (old >> 0);
1461                                 _regs[VCPU_REGS_RDX] = (u32) (old >> 32);
1462                                 _eflags &= ~EFLG_ZF;
1463                         } else {
1464                                 new = ((u64)_regs[VCPU_REGS_RCX] << 32)
1465                                         | (u32) _regs[VCPU_REGS_RBX];
1466                                 if ((rc = ops->cmpxchg_emulated(cr2, &old,
1467                                                           &new, 8, ctxt->vcpu)) != 0)
1468                                         goto done;
1469                                 _eflags |= EFLG_ZF;
1470                         }
1471                         break;
1472                 }
1473         }
1474         goto writeback;
1475
1476 cannot_emulate:
1477         DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", b);
1478         return -1;
1479 }
1480
1481 #ifdef __XEN__
1482
1483 #include <asm/mm.h>
1484 #include <asm/uaccess.h>
1485
1486 int
1487 x86_emulate_read_std(unsigned long addr,
1488                      unsigned long *val,
1489                      unsigned int bytes, struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1490 {
1491         unsigned int rc;
1492
1493         *val = 0;
1494
1495         if ((rc = copy_from_user((void *)val, (void *)addr, bytes)) != 0) {
1496                 propagate_page_fault(addr + bytes - rc, 0);     /* read fault */
1497                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1498         }
1499
1500         return X86EMUL_CONTINUE;
1501 }
1502
1503 int
1504 x86_emulate_write_std(unsigned long addr,
1505                       unsigned long val,
1506                       unsigned int bytes, struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1507 {
1508         unsigned int rc;
1509
1510         if ((rc = copy_to_user((void *)addr, (void *)&val, bytes)) != 0) {
1511                 propagate_page_fault(addr + bytes - rc, PGERR_write_access);
1512                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1513         }
1514
1515         return X86EMUL_CONTINUE;
1516 }
1517
1518 #endif