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 void *decode_register(u8 modrm_reg, unsigned long *regs,
 447                       int highbyte_regs)
 448 {
 449         void *p;
 450
 451         p = &regs[modrm_reg];
 452         if (highbyte_regs && modrm_reg >= 4 && modrm_reg < 8)
 453                 p = (unsigned char *)&regs[modrm_reg & 3] + 1;
 454         return p;
 455 }
 456
 457 static int read_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 458                            struct x86_emulate_ops *ops,
 459                            void *ptr,
 460                            u16 *size, unsigned long *address, int op_bytes)
 461 {
 462         int rc;
 463
 464         if (op_bytes == 2)
 465                 op_bytes = 3;
 466         *address = 0;
 467         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr, (unsigned long *)size, 2, ctxt);
 468         if (rc)
 469                 return rc;
 470         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr + 2, address, op_bytes, ctxt);
 471         return rc;
 472 }
 473
 474 int
 475 x86_emulate_memop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
 476 {
 477         unsigned d;
 478         u8 b, sib, twobyte = 0, rex_prefix = 0;
 479         u8 modrm, modrm_mod = 0, modrm_reg = 0, modrm_rm = 0;
 480         unsigned long *override_base = NULL;
 481         unsigned int op_bytes, ad_bytes, lock_prefix = 0, rep_prefix = 0, i;
 482         int rc = 0;
 483         struct operand src, dst;
 484         unsigned long cr2 = ctxt->cr2;
 485         int mode = ctxt->mode;
 486         unsigned long modrm_ea;
 487         int use_modrm_ea, index_reg = 0, base_reg = 0, scale, rip_relative = 0;
 488         int no_wb = 0;
 489         u64 msr_data;
 490
 491         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation. */
 492         unsigned long _regs[NR_VCPU_REGS];
 493         unsigned long _eip = ctxt->vcpu->rip, _eflags = ctxt->eflags;
 494         unsigned long modrm_val = 0;
 495
 496         memcpy(_regs, ctxt->vcpu->regs, sizeof _regs);
 497
 498         switch (mode) {
 499         case X86EMUL_MODE_REAL:
 500         case X86EMUL_MODE_PROT16:
 501                 op_bytes = ad_bytes = 2;
 502                 break;
 503         case X86EMUL_MODE_PROT32:
 504                 op_bytes = ad_bytes = 4;
 505                 break;
 506 #ifdef CONFIG_X86_64
 507         case X86EMUL_MODE_PROT64:
 508                 op_bytes = 4;
 509                 ad_bytes = 8;
 510                 break;
 511 #endif
 512         default:
 513                 return -1;
 514         }
 515
 516         /* Legacy prefixes. */
 517         for (i = 0; i < 8; i++) {
 518                 switch (b = insn_fetch(u8, 1, _eip)) {
 519                 case 0x66:      /* operand-size override */
 520                         op_bytes ^= 6;  /* switch between 2/4 bytes */
 521                         break;
 522                 case 0x67:      /* address-size override */
 523                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 524                                 ad_bytes ^= 12; /* switch between 4/8 bytes */
 525                         else
 526                                 ad_bytes ^= 6;  /* switch between 2/4 bytes */
 527                         break;
 528                 case 0x2e:      /* CS override */
 529                         override_base = &ctxt->cs_base;
 530                         break;
 531                 case 0x3e:      /* DS override */
 532                         override_base = &ctxt->ds_base;
 533                         break;
 534                 case 0x26:      /* ES override */
 535                         override_base = &ctxt->es_base;
 536                         break;
 537                 case 0x64:      /* FS override */
 538                         override_base = &ctxt->fs_base;
 539                         break;
 540                 case 0x65:      /* GS override */
 541                         override_base = &ctxt->gs_base;
 542                         break;
 543                 case 0x36:      /* SS override */
 544                         override_base = &ctxt->ss_base;
 545                         break;
 546                 case 0xf0:      /* LOCK */
 547                         lock_prefix = 1;
 548                         break;
 549                 case 0xf3:      /* REP/REPE/REPZ */
 550                         rep_prefix = 1;
 551                         break;
 552                 case 0xf2:      /* REPNE/REPNZ */
 553                         break;
 554                 default:
 555                         goto done_prefixes;
 556                 }
 557         }
 558
 559 done_prefixes:
 560
 561         /* REX prefix. */
 562         if ((mode == X86EMUL_MODE_PROT64) && ((b & 0xf0) == 0x40)) {
 563                 rex_prefix = b;
 564                 if (b & 8)
 565                         op_bytes = 8;   /* REX.W */
 566                 modrm_reg = (b & 4) << 1;       /* REX.R */
 567                 index_reg = (b & 2) << 2; /* REX.X */
 568                 modrm_rm = base_reg = (b & 1) << 3; /* REG.B */
 569                 b = insn_fetch(u8, 1, _eip);
 570         }
 571
 572         /* Opcode byte(s). */
 573         d = opcode_table[b];
 574         if (d == 0) {
 575                 /* Two-byte opcode? */
 576                 if (b == 0x0f) {
 577                         twobyte = 1;
 578                         b = insn_fetch(u8, 1, _eip);
 579                         d = twobyte_table[b];
 580                 }
 581
 582                 /* Unrecognised? */
 583                 if (d == 0)
 584                         goto cannot_emulate;
 585         }
 586
 587         /* ModRM and SIB bytes. */
 588         if (d & ModRM) {
 589                 modrm = insn_fetch(u8, 1, _eip);
 590                 modrm_mod |= (modrm & 0xc0) >> 6;
 591                 modrm_reg |= (modrm & 0x38) >> 3;
 592                 modrm_rm |= (modrm & 0x07);
 593                 modrm_ea = 0;
 594                 use_modrm_ea = 1;
 595
 596                 if (modrm_mod == 3) {
 597                         modrm_val = *(unsigned long *)
 598                                 decode_register(modrm_rm, _regs, d & ByteOp);
 599                         goto modrm_done;
 600                 }
 601
 602                 if (ad_bytes == 2) {
 603                         unsigned bx = _regs[VCPU_REGS_RBX];
 604                         unsigned bp = _regs[VCPU_REGS_RBP];
 605                         unsigned si = _regs[VCPU_REGS_RSI];
 606                         unsigned di = _regs[VCPU_REGS_RDI];
 607
 608                         /* 16-bit ModR/M decode. */
 609                         switch (modrm_mod) {
 610                         case 0:
 611                                 if (modrm_rm == 6)
 612                                         modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, _eip);
 613                                 break;
 614                         case 1:
 615                                 modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, _eip);
 616                                 break;
 617                         case 2:
 618                                 modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, _eip);
 619                                 break;
 620                         }
 621                         switch (modrm_rm) {
 622                         case 0:
 623                                 modrm_ea += bx + si;
 624                                 break;
 625                         case 1:
 626                                 modrm_ea += bx + di;
 627                                 break;
 628                         case 2:
 629                                 modrm_ea += bp + si;
 630                                 break;
 631                         case 3:
 632                                 modrm_ea += bp + di;
 633                                 break;
 634                         case 4:
 635                                 modrm_ea += si;
 636                                 break;
 637                         case 5:
 638                                 modrm_ea += di;
 639                                 break;
 640                         case 6:
 641                                 if (modrm_mod != 0)
 642                                         modrm_ea += bp;
 643                                 break;
 644                         case 7:
 645                                 modrm_ea += bx;
 646                                 break;
 647                         }
 648                         if (modrm_rm == 2 || modrm_rm == 3 ||
 649                             (modrm_rm == 6 && modrm_mod != 0))
 650                                 if (!override_base)
 651                                         override_base = &ctxt->ss_base;
 652                         modrm_ea = (u16)modrm_ea;
 653                 } else {
 654                         /* 32/64-bit ModR/M decode. */
 655                         switch (modrm_rm) {
 656                         case 4:
 657                         case 12:
 658                                 sib = insn_fetch(u8, 1, _eip);
 659                                 index_reg |= (sib >> 3) & 7;
 660                                 base_reg |= sib & 7;
 661                                 scale = sib >> 6;
 662
 663                                 switch (base_reg) {
 664                                 case 5:
 665                                         if (modrm_mod != 0)
 666                                                 modrm_ea += _regs[base_reg];
 667                                         else
 668                                                 modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, _eip);
 669                                         break;
 670                                 default:
 671                                         modrm_ea += _regs[base_reg];
 672                                 }
 673                                 switch (index_reg) {
 674                                 case 4:
 675                                         break;
 676                                 default:
 677                                         modrm_ea += _regs[index_reg] << scale;
 678
 679                                 }
 680                                 break;
 681                         case 5:
 682                                 if (modrm_mod != 0)
 683                                         modrm_ea += _regs[modrm_rm];
 684                                 else if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 685                                         rip_relative = 1;
 686                                 break;
 687                         default:
 688                                 modrm_ea += _regs[modrm_rm];
 689                                 break;
 690                         }
 691                         switch (modrm_mod) {
 692                         case 0:
 693                                 if (modrm_rm == 5)
 694                                         modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, _eip);
 695                                 break;
 696                         case 1:
 697                                 modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, _eip);
 698                                 break;
 699                         case 2:
 700                                 modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, _eip);
 701                                 break;
 702                         }
 703                 }
 704                 if (!override_base)
 705                         override_base = &ctxt->ds_base;
 706                 if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 &&
 707                     override_base != &ctxt->fs_base &&
 708                     override_base != &ctxt->gs_base)
 709                         override_base = NULL;
 710
 711                 if (override_base)
 712                         modrm_ea += *override_base;
 713
 714                 if (rip_relative) {
 715                         modrm_ea += _eip;
 716                         switch (d & SrcMask) {
 717                         case SrcImmByte:
 718                                 modrm_ea += 1;
 719                                 break;
 720                         case SrcImm:
 721                                 if (d & ByteOp)
 722                                         modrm_ea += 1;
 723                                 else
 724                                         if (op_bytes == 8)
 725                                                 modrm_ea += 4;
 726                                         else
 727                                                 modrm_ea += op_bytes;
 728                         }
 729                 }
 730                 if (ad_bytes != 8)
 731                         modrm_ea = (u32)modrm_ea;
 732                 cr2 = modrm_ea;
 733         modrm_done:
 734                 ;
 735         }
 736
 737         /*
 738          * Decode and fetch the source operand: register, memory
 739          * or immediate.
 740          */
 741         switch (d & SrcMask) {
 742         case SrcNone:
 743                 break;
 744         case SrcReg:
 745                 src.type = OP_REG;
 746                 if (d & ByteOp) {
 747                         src.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs,
 748                                                   (rex_prefix == 0));
 749                         src.val = src.orig_val = *(u8 *) src.ptr;
 750                         src.bytes = 1;
 751                 } else {
 752                         src.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs, 0);
 753                         switch ((src.bytes = op_bytes)) {
 754                         case 2:
 755                                 src.val = src.orig_val = *(u16 *) src.ptr;
 756                                 break;
 757                         case 4:
 758                                 src.val = src.orig_val = *(u32 *) src.ptr;
 759                                 break;
 760                         case 8:
 761                                 src.val = src.orig_val = *(u64 *) src.ptr;
 762                                 break;
 763                         }
 764                 }
 765                 break;
 766         case SrcMem16:
 767                 src.bytes = 2;
 768                 goto srcmem_common;
 769         case SrcMem32:
 770                 src.bytes = 4;
 771                 goto srcmem_common;
 772         case SrcMem:
 773                 src.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
 774               srcmem_common:
 775                 src.type = OP_MEM;
 776                 src.ptr = (unsigned long *)cr2;
 777                 if ((rc = ops->read_emulated((unsigned long)src.ptr,
 778                                              &src.val, src.bytes, ctxt)) != 0)
 779                         goto done;
 780                 src.orig_val = src.val;
 781                 break;
 782         case SrcImm:
 783                 src.type = OP_IMM;
 784                 src.ptr = (unsigned long *)_eip;
 785                 src.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
 786                 if (src.bytes == 8)
 787                         src.bytes = 4;
 788                 /* NB. Immediates are sign-extended as necessary. */
 789                 switch (src.bytes) {
 790                 case 1:
 791                         src.val = insn_fetch(s8, 1, _eip);
 792                         break;
 793                 case 2:
 794                         src.val = insn_fetch(s16, 2, _eip);
 795                         break;
 796                 case 4:
 797                         src.val = insn_fetch(s32, 4, _eip);
 798                         break;
 799                 }
 800                 break;
 801         case SrcImmByte:
 802                 src.type = OP_IMM;
 803                 src.ptr = (unsigned long *)_eip;
 804                 src.bytes = 1;
 805                 src.val = insn_fetch(s8, 1, _eip);
 806                 break;
 807         }
 808
 809         /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
 810         switch (d & DstMask) {
 811         case ImplicitOps:
 812                 /* Special instructions do their own operand decoding. */
 813                 goto special_insn;
 814         case DstReg:
 815                 dst.type = OP_REG;
 816                 if ((d & ByteOp)
 817                     && !(twobyte_table && (b == 0xb6 || b == 0xb7))) {
 818                         dst.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs,
 819                                                   (rex_prefix == 0));
 820                         dst.val = *(u8 *) dst.ptr;
 821                         dst.bytes = 1;
 822                 } else {
 823                         dst.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs, 0);
 824                         switch ((dst.bytes = op_bytes)) {
 825                         case 2:
 826                                 dst.val = *(u16 *)dst.ptr;
 827                                 break;
 828                         case 4:
 829                                 dst.val = *(u32 *)dst.ptr;
 830                                 break;
 831                         case 8:
 832                                 dst.val = *(u64 *)dst.ptr;
 833                                 break;
 834                         }
 835                 }
 836                 break;
 837         case DstMem:
 838                 dst.type = OP_MEM;
 839                 dst.ptr = (unsigned long *)cr2;
 840                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
 841                 if (d & BitOp) {
 842                         unsigned long mask = ~(dst.bytes * 8 - 1);
 843
 844                         dst.ptr = (void *)dst.ptr + (src.val & mask) / 8;
 845                 }
 846                 if (!(d & Mov) && /* optimisation - avoid slow emulated read */
 847                     ((rc = ops->read_emulated((unsigned long)dst.ptr,
 848                                               &dst.val, dst.bytes, ctxt)) != 0))
 849                         goto done;
 850                 break;
 851         }
 852         dst.orig_val = dst.val;
 853
 854         if (twobyte)
 855                 goto twobyte_insn;
 856
 857         switch (b) {
 858         case 0x00 ... 0x05:
 859               add:              /* add */
 860                 emulate_2op_SrcV("add", src, dst, _eflags);
 861                 break;
 862         case 0x08 ... 0x0d:
 863               or:               /* or */
 864                 emulate_2op_SrcV("or", src, dst, _eflags);
 865                 break;
 866         case 0x10 ... 0x15:
 867               adc:              /* adc */
 868                 emulate_2op_SrcV("adc", src, dst, _eflags);
 869                 break;
 870         case 0x18 ... 0x1d:
 871               sbb:              /* sbb */
 872                 emulate_2op_SrcV("sbb", src, dst, _eflags);
 873                 break;
 874         case 0x20 ... 0x25:
 875               and:              /* and */
 876                 emulate_2op_SrcV("and", src, dst, _eflags);
 877                 break;
 878         case 0x28 ... 0x2d:
 879               sub:              /* sub */
 880                 emulate_2op_SrcV("sub", src, dst, _eflags);
 881                 break;
 882         case 0x30 ... 0x35:
 883               xor:              /* xor */
 884                 emulate_2op_SrcV("xor", src, dst, _eflags);
 885                 break;
 886         case 0x38 ... 0x3d:
 887               cmp:              /* cmp */
 888                 emulate_2op_SrcV("cmp", src, dst, _eflags);
 889                 break;
 890         case 0x63:              /* movsxd */
 891                 if (mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
 892                         goto cannot_emulate;
 893                 dst.val = (s32) src.val;
 894                 break;
 895         case 0x80 ... 0x83:     /* Grp1 */
 896                 switch (modrm_reg) {
 897                 case 0:
 898                         goto add;
 899                 case 1:
 900                         goto or;
 901                 case 2:
 902                         goto adc;
 903                 case 3:
 904                         goto sbb;
 905                 case 4:
 906                         goto and;
 907                 case 5:
 908                         goto sub;
 909                 case 6:
 910                         goto xor;
 911                 case 7:
 912                         goto cmp;
 913                 }
 914                 break;
 915         case 0x84 ... 0x85:
 916               test:             /* test */
 917                 emulate_2op_SrcV("test", src, dst, _eflags);
 918                 break;
 919         case 0x86 ... 0x87:     /* xchg */
 920                 /* Write back the register source. */
 921                 switch (dst.bytes) {
 922                 case 1:
 923                         *(u8 *) src.ptr = (u8) dst.val;
 924                         break;
 925                 case 2:
 926                         *(u16 *) src.ptr = (u16) dst.val;
 927                         break;
 928                 case 4:
 929                         *src.ptr = (u32) dst.val;
 930                         break;  /* 64b reg: zero-extend */
 931                 case 8:
 932                         *src.ptr = dst.val;
 933                         break;
 934                 }
 935                 /*
 936                  * Write back the memory destination with implicit LOCK
 937                  * prefix.
 938                  */
 939                 dst.val = src.val;
 940                 lock_prefix = 1;
 941                 break;
 942         case 0xa0 ... 0xa1:     /* mov */
 943                 dst.ptr = (unsigned long *)&_regs[VCPU_REGS_RAX];
 944                 dst.val = src.val;
 945                 _eip += ad_bytes;       /* skip src displacement */
 946                 break;
 947         case 0xa2 ... 0xa3:     /* mov */
 948                 dst.val = (unsigned long)_regs[VCPU_REGS_RAX];
 949                 _eip += ad_bytes;       /* skip dst displacement */
 950                 break;
 951         case 0x88 ... 0x8b:     /* mov */
 952         case 0xc6 ... 0xc7:     /* mov (sole member of Grp11) */
 953                 dst.val = src.val;
 954                 break;
 955         case 0x8f:              /* pop (sole member of Grp1a) */
 956                 /* 64-bit mode: POP always pops a 64-bit operand. */
 957                 if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 958                         dst.bytes = 8;
 959                 if ((rc = ops->read_std(register_address(ctxt->ss_base,
 960                                                          _regs[VCPU_REGS_RSP]),
 961                                         &dst.val, dst.bytes, ctxt)) != 0)
 962                         goto done;
 963                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSP], dst.bytes);
 964                 break;
 965         case 0xc0 ... 0xc1:
 966               grp2:             /* Grp2 */
 967                 switch (modrm_reg) {
 968                 case 0: /* rol */
 969                         emulate_2op_SrcB("rol", src, dst, _eflags);
 970                         break;
 971                 case 1: /* ror */
 972                         emulate_2op_SrcB("ror", src, dst, _eflags);
 973                         break;
 974                 case 2: /* rcl */
 975                         emulate_2op_SrcB("rcl", src, dst, _eflags);
 976                         break;
 977                 case 3: /* rcr */
 978                         emulate_2op_SrcB("rcr", src, dst, _eflags);
 979                         break;
 980                 case 4: /* sal/shl */
 981                 case 6: /* sal/shl */
 982                         emulate_2op_SrcB("sal", src, dst, _eflags);
 983                         break;
 984                 case 5: /* shr */
 985                         emulate_2op_SrcB("shr", src, dst, _eflags);
 986                         break;
 987                 case 7: /* sar */
 988                         emulate_2op_SrcB("sar", src, dst, _eflags);
 989                         break;
 990                 }
 991                 break;
 992         case 0xd0 ... 0xd1:     /* Grp2 */
 993                 src.val = 1;
 994                 goto grp2;
 995         case 0xd2 ... 0xd3:     /* Grp2 */
 996                 src.val = _regs[VCPU_REGS_RCX];
 997                 goto grp2;
 998         case 0xf6 ... 0xf7:     /* Grp3 */
 999                 switch (modrm_reg) {
1000                 case 0 ... 1:   /* test */
1001                         /*
1002                          * Special case in Grp3: test has an immediate
1003                          * source operand.
1004                          */
1005                         src.type = OP_IMM;
1006                         src.ptr = (unsigned long *)_eip;
1007                         src.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
1008                         if (src.bytes == 8)
1009                                 src.bytes = 4;
1010                         switch (src.bytes) {
1011                         case 1:
1012                                 src.val = insn_fetch(s8, 1, _eip);
1013                                 break;
1014                         case 2:
1015                                 src.val = insn_fetch(s16, 2, _eip);
1016                                 break;
1017                         case 4:
1018                                 src.val = insn_fetch(s32, 4, _eip);
1019                                 break;
1020                         }
1021                         goto test;
1022                 case 2: /* not */
1023                         dst.val = ~dst.val;
1024                         break;
1025                 case 3: /* neg */
1026                         emulate_1op("neg", dst, _eflags);
1027                         break;
1028                 default:
1029                         goto cannot_emulate;
1030                 }
1031                 break;
1032         case 0xfe ... 0xff:     /* Grp4/Grp5 */
1033                 switch (modrm_reg) {
1034                 case 0: /* inc */
1035                         emulate_1op("inc", dst, _eflags);
1036                         break;
1037                 case 1: /* dec */
1038                         emulate_1op("dec", dst, _eflags);
1039                         break;
1040                 case 6: /* push */
1041                         /* 64-bit mode: PUSH always pushes a 64-bit operand. */
1042                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64) {
1043                                 dst.bytes = 8;
1044                                 if ((rc = ops->read_std((unsigned long)dst.ptr,
1045                                                         &dst.val, 8,
1046                                                         ctxt)) != 0)
1047                                         goto done;
1048                         }
1049                         register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSP],
1050                                                    -dst.bytes);
1051                         if ((rc = ops->write_std(
1052                                      register_address(ctxt->ss_base,
1053                                                       _regs[VCPU_REGS_RSP]),
1054                                      &dst.val, dst.bytes, ctxt)) != 0)
1055                                 goto done;
1056                         no_wb = 1;
1057                         break;
1058                 default:
1059                         goto cannot_emulate;
1060                 }
1061                 break;
1062         }
1063
1064 writeback:
1065         if (!no_wb) {
1066                 switch (dst.type) {
1067                 case OP_REG:
1068                         /* The 4-byte case *is* correct: in 64-bit mode we zero-extend. */
1069                         switch (dst.bytes) {
1070                         case 1:
1071                                 *(u8 *)dst.ptr = (u8)dst.val;
1072                                 break;
1073                         case 2:
1074                                 *(u16 *)dst.ptr = (u16)dst.val;
1075                                 break;
1076                         case 4:
1077                                 *dst.ptr = (u32)dst.val;
1078                                 break;  /* 64b: zero-ext */
1079                         case 8:
1080                                 *dst.ptr = dst.val;
1081                                 break;
1082                         }
1083                         break;
1084                 case OP_MEM:
1085                         if (lock_prefix)
1086                                 rc = ops->cmpxchg_emulated((unsigned long)dst.
1087                                                            ptr, &dst.orig_val,
1088                                                            &dst.val, dst.bytes,
1089                                                            ctxt);
1090                         else
1091                                 rc = ops->write_emulated((unsigned long)dst.ptr,
1092                                                          &dst.val, dst.bytes,
1093                                                          ctxt);
1094                         if (rc != 0)
1095                                 goto done;
1096                 default:
1097                         break;
1098                 }
1099         }
1100
1101         /* Commit shadow register state. */
1102         memcpy(ctxt->vcpu->regs, _regs, sizeof _regs);
1103         ctxt->eflags = _eflags;
1104         ctxt->vcpu->rip = _eip;
1105
1106 done:
1107         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
1108
1109 special_insn:
1110         if (twobyte)
1111                 goto twobyte_special_insn;
1112         if (rep_prefix) {
1113                 if (_regs[VCPU_REGS_RCX] == 0) {
1114                         ctxt->vcpu->rip = _eip;
1115                         goto done;
1116                 }
1117                 _regs[VCPU_REGS_RCX]--;
1118                 _eip = ctxt->vcpu->rip;
1119         }
1120         switch (b) {
1121         case 0xa4 ... 0xa5:     /* movs */
1122                 dst.type = OP_MEM;
1123                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
1124                 dst.ptr = (unsigned long *)register_address(ctxt->es_base,
1125                                                         _regs[VCPU_REGS_RDI]);
1126                 if ((rc = ops->read_emulated(register_address(
1127                       override_base ? *override_base : ctxt->ds_base,
1128                       _regs[VCPU_REGS_RSI]), &dst.val, dst.bytes, ctxt)) != 0)
1129                         goto done;
1130                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSI],
1131                              (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1132                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RDI],
1133                              (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1134                 break;
1135         case 0xa6 ... 0xa7:     /* cmps */
1136                 DPRINTF("Urk! I don't handle CMPS.\n");
1137                 goto cannot_emulate;
1138         case 0xaa ... 0xab:     /* stos */
1139                 dst.type = OP_MEM;
1140                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
1141                 dst.ptr = (unsigned long *)cr2;
1142                 dst.val = _regs[VCPU_REGS_RAX];
1143                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RDI],
1144                              (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1145                 break;
1146         case 0xac ... 0xad:     /* lods */
1147                 dst.type = OP_REG;
1148                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
1149                 dst.ptr = (unsigned long *)&_regs[VCPU_REGS_RAX];
1150                 if ((rc = ops->read_emulated(cr2, &dst.val, dst.bytes, ctxt)) != 0)
1151                         goto done;
1152                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSI],
1153                            (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1154                 break;
1155         case 0xae ... 0xaf:     /* scas */
1156                 DPRINTF("Urk! I don't handle SCAS.\n");
1157                 goto cannot_emulate;
1158         case 0xf4:              /* hlt */
1159                 ctxt->vcpu->halt_request = 1;
1160                 goto done;
1161         case 0xc3: /* ret */
1162                 dst.ptr = &_eip;
1163                 goto pop_instruction;
1164         case 0x58 ... 0x5f: /* pop reg */
1165                 dst.ptr = (unsigned long *)&_regs[b & 0x7];
1166
1167 pop_instruction:
1168                 if ((rc = ops->read_std(register_address(ctxt->ss_base,
1169                         _regs[VCPU_REGS_RSP]), dst.ptr, op_bytes, ctxt)) != 0)
1170                         goto done;
1171
1172                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSP], op_bytes);
1173                 no_wb = 1; /* Disable writeback. */
1174                 break;
1175         }
1176         goto writeback;
1177
1178 twobyte_insn:
1179         switch (b) {
1180         case 0x01: /* lgdt, lidt, lmsw */
1181                 switch (modrm_reg) {
1182                         u16 size;
1183                         unsigned long address;
1184
1185                 case 2: /* lgdt */
1186                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, src.ptr,
1187                                              &size, &address, op_bytes);
1188                         if (rc)
1189                                 goto done;
1190                         realmode_lgdt(ctxt->vcpu, size, address);
1191                         break;
1192                 case 3: /* lidt */
1193                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, src.ptr,
1194                                              &size, &address, op_bytes);
1195                         if (rc)
1196                                 goto done;
1197                         realmode_lidt(ctxt->vcpu, size, address);
1198                         break;
1199                 case 4: /* smsw */
1200                         if (modrm_mod != 3)
1201                                 goto cannot_emulate;
1202                         *(u16 *)&_regs[modrm_rm]
1203                                 = realmode_get_cr(ctxt->vcpu, 0);
1204                         break;
1205                 case 6: /* lmsw */
1206                         if (modrm_mod != 3)
1207                                 goto cannot_emulate;
1208                         realmode_lmsw(ctxt->vcpu, (u16)modrm_val, &_eflags);
1209                         break;
1210                 case 7: /* invlpg*/
1211                         emulate_invlpg(ctxt->vcpu, cr2);
1212                         break;
1213                 default:
1214                         goto cannot_emulate;
1215                 }
1216                 break;
1217         case 0x21: /* mov from dr to reg */
1218                 if (modrm_mod != 3)
1219                         goto cannot_emulate;
1220                 rc = emulator_get_dr(ctxt, modrm_reg, &_regs[modrm_rm]);
1221                 break;
1222         case 0x23: /* mov from reg to dr */
1223                 if (modrm_mod != 3)
1224                         goto cannot_emulate;
1225                 rc = emulator_set_dr(ctxt, modrm_reg, _regs[modrm_rm]);
1226                 break;
1227         case 0x40 ... 0x4f:     /* cmov */
1228                 dst.val = dst.orig_val = src.val;
1229                 d &= ~Mov;      /* default to no move */
1230                 /*
1231                  * First, assume we're decoding an even cmov opcode
1232                  * (lsb == 0).
1233                  */
1234                 switch ((b & 15) >> 1) {
1235                 case 0: /* cmovo */
1236                         d |= (_eflags & EFLG_OF) ? Mov : 0;
1237                         break;
1238                 case 1: /* cmovb/cmovc/cmovnae */
1239                         d |= (_eflags & EFLG_CF) ? Mov : 0;
1240                         break;
1241                 case 2: /* cmovz/cmove */
1242                         d |= (_eflags & EFLG_ZF) ? Mov : 0;
1243                         break;
1244                 case 3: /* cmovbe/cmovna */
1245                         d |= (_eflags & (EFLG_CF | EFLG_ZF)) ? Mov : 0;
1246                         break;
1247                 case 4: /* cmovs */
1248                         d |= (_eflags & EFLG_SF) ? Mov : 0;
1249                         break;
1250                 case 5: /* cmovp/cmovpe */
1251                         d |= (_eflags & EFLG_PF) ? Mov : 0;
1252                         break;
1253                 case 7: /* cmovle/cmovng */
1254                         d |= (_eflags & EFLG_ZF) ? Mov : 0;
1255                         /* fall through */
1256                 case 6: /* cmovl/cmovnge */
1257                         d |= (!(_eflags & EFLG_SF) !=
1258                               !(_eflags & EFLG_OF)) ? Mov : 0;
1259                         break;
1260                 }
1261                 /* Odd cmov opcodes (lsb == 1) have inverted sense. */
1262                 d ^= (b & 1) ? Mov : 0;
1263                 break;
1264         case 0xb0 ... 0xb1:     /* cmpxchg */
1265                 /*
1266                  * Save real source value, then compare EAX against
1267                  * destination.
1268                  */
1269                 src.orig_val = src.val;
1270                 src.val = _regs[VCPU_REGS_RAX];
1271                 emulate_2op_SrcV("cmp", src, dst, _eflags);
1272                 /* Always write back. The question is: where to? */
1273                 d |= Mov;
1274                 if (_eflags & EFLG_ZF) {
1275                         /* Success: write back to memory. */
1276                         dst.val = src.orig_val;
1277                 } else {
1278                         /* Failure: write the value we saw to EAX. */
1279                         dst.type = OP_REG;
1280                         dst.ptr = (unsigned long *)&_regs[VCPU_REGS_RAX];
1281                 }
1282                 break;
1283         case 0xa3:
1284               bt:               /* bt */
1285                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1286                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bt", src, dst, _eflags);
1287                 break;
1288         case 0xb3:
1289               btr:              /* btr */
1290                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1291                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btr", src, dst, _eflags);
1292                 break;
1293         case 0xab:
1294               bts:              /* bts */
1295                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1296                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bts", src, dst, _eflags);
1297                 break;
1298         case 0xb6 ... 0xb7:     /* movzx */
1299                 dst.bytes = op_bytes;
1300                 dst.val = (d & ByteOp) ? (u8) src.val : (u16) src.val;
1301                 break;
1302         case 0xbb:
1303               btc:              /* btc */
1304                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1305                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btc", src, dst, _eflags);
1306                 break;
1307         case 0xba:              /* Grp8 */
1308                 switch (modrm_reg & 3) {
1309                 case 0:
1310                         goto bt;
1311                 case 1:
1312                         goto bts;
1313                 case 2:
1314                         goto btr;
1315                 case 3:
1316                         goto btc;
1317                 }
1318                 break;
1319         case 0xbe ... 0xbf:     /* movsx */
1320                 dst.bytes = op_bytes;
1321                 dst.val = (d & ByteOp) ? (s8) src.val : (s16) src.val;
1322                 break;
1323         }
1324         goto writeback;
1325
1326 twobyte_special_insn:
1327         /* Disable writeback. */
1328         no_wb = 1;
1329         switch (b) {
1330         case 0x09:              /* wbinvd */
1331                 break;
1332         case 0x0d:              /* GrpP (prefetch) */
1333         case 0x18:              /* Grp16 (prefetch/nop) */
1334                 break;
1335         case 0x06:
1336                 emulate_clts(ctxt->vcpu);
1337                 break;
1338         case 0x20: /* mov cr, reg */
1339                 if (modrm_mod != 3)
1340                         goto cannot_emulate;
1341                 _regs[modrm_rm] = realmode_get_cr(ctxt->vcpu, modrm_reg);
1342                 break;
1343         case 0x22: /* mov reg, cr */
1344                 if (modrm_mod != 3)
1345                         goto cannot_emulate;
1346                 realmode_set_cr(ctxt->vcpu, modrm_reg, modrm_val, &_eflags);
1347                 break;
1348         case 0x30:
1349                 /* wrmsr */
1350                 msr_data = (u32)_regs[VCPU_REGS_RAX]
1351                         | ((u64)_regs[VCPU_REGS_RDX] << 32);
1352                 rc = kvm_set_msr(ctxt->vcpu, _regs[VCPU_REGS_RCX], msr_data);
1353                 if (rc) {
1354                         kvm_arch_ops->inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1355                         _eip = ctxt->vcpu->rip;
1356                 }
1357                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
1358                 break;
1359         case 0x32:
1360                 /* rdmsr */
1361                 rc = kvm_get_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                 } else {
1366                         _regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32)msr_data;
1367                         _regs[VCPU_REGS_RDX] = msr_data >> 32;
1368                 }
1369                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
1370                 break;
1371         case 0xc7:              /* Grp9 (cmpxchg8b) */
1372                 {
1373                         u64 old, new;
1374                         if ((rc = ops->read_emulated(cr2, &old, 8, ctxt)) != 0)
1375                                 goto done;
1376                         if (((u32) (old >> 0) != (u32) _regs[VCPU_REGS_RAX]) ||
1377                             ((u32) (old >> 32) != (u32) _regs[VCPU_REGS_RDX])) {
1378                                 _regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32) (old >> 0);
1379                                 _regs[VCPU_REGS_RDX] = (u32) (old >> 32);
1380                                 _eflags &= ~EFLG_ZF;
1381                         } else {
1382                                 new = ((u64)_regs[VCPU_REGS_RCX] << 32)
1383                                         | (u32) _regs[VCPU_REGS_RBX];
1384                                 if ((rc = ops->cmpxchg_emulated(cr2, &old,
1385                                                           &new, 8, ctxt)) != 0)
1386                                         goto done;
1387                                 _eflags |= EFLG_ZF;
1388                         }
1389                         break;
1390                 }
1391         }
1392         goto writeback;
1393
1394 cannot_emulate:
1395         DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", b);
1396         return -1;
1397 }
1398
1399 #ifdef __XEN__
1400
1401 #include <asm/mm.h>
1402 #include <asm/uaccess.h>
1403
1404 int
1405 x86_emulate_read_std(unsigned long addr,
1406                      unsigned long *val,
1407                      unsigned int bytes, struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1408 {
1409         unsigned int rc;
1410
1411         *val = 0;
1412
1413         if ((rc = copy_from_user((void *)val, (void *)addr, bytes)) != 0) {
1414                 propagate_page_fault(addr + bytes - rc, 0);     /* read fault */
1415                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1416         }
1417
1418         return X86EMUL_CONTINUE;
1419 }
1420
1421 int
1422 x86_emulate_write_std(unsigned long addr,
1423                       unsigned long val,
1424                       unsigned int bytes, struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1425 {
1426         unsigned int rc;
1427
1428         if ((rc = copy_to_user((void *)addr, (void *)&val, bytes)) != 0) {
1429                 propagate_page_fault(addr + bytes - rc, PGERR_write_access);
1430                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1431         }
1432
1433         return X86EMUL_CONTINUE;
1434 }
1435
1436 #endif