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
  65 static u8 opcode_table[256] = {
  66         /* 0x00 - 0x07 */
  67         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  68         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  69         0, 0, 0, 0,
  70         /* 0x08 - 0x0F */
  71         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  72         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  73         0, 0, 0, 0,
  74         /* 0x10 - 0x17 */
  75         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  76         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  77         0, 0, 0, 0,
  78         /* 0x18 - 0x1F */
  79         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  80         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  81         0, 0, 0, 0,
  82         /* 0x20 - 0x27 */
  83         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  84         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  85         0, 0, 0, 0,
  86         /* 0x28 - 0x2F */
  87         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  88         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  89         0, 0, 0, 0,
  90         /* 0x30 - 0x37 */
  91         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  92         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  93         0, 0, 0, 0,
  94         /* 0x38 - 0x3F */
  95         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
  96         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
  97         0, 0, 0, 0,
  98         /* 0x40 - 0x4F */
  99         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 100         /* 0x50 - 0x5F */
 101         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 102         /* 0x60 - 0x6F */
 103         0, 0, 0, DstReg | SrcMem32 | ModRM | Mov /* movsxd (x86/64) */ ,
 104         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 105         /* 0x70 - 0x7F */
 106         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 107         /* 0x80 - 0x87 */
 108         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImm | ModRM,
 109         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 110         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 111         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 112         /* 0x88 - 0x8F */
 113         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov,
 114         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 115         0, 0, 0, DstMem | SrcNone | ModRM | Mov,
 116         /* 0x90 - 0x9F */
 117         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 118         /* 0xA0 - 0xA7 */
 119         ByteOp | DstReg | SrcMem | Mov, DstReg | SrcMem | Mov,
 120         ByteOp | DstMem | SrcReg | Mov, DstMem | SrcReg | Mov,
 121         ByteOp | ImplicitOps | Mov, ImplicitOps | Mov,
 122         ByteOp | ImplicitOps, ImplicitOps,
 123         /* 0xA8 - 0xAF */
 124         0, 0, ByteOp | ImplicitOps | Mov, ImplicitOps | Mov,
 125         ByteOp | ImplicitOps | Mov, ImplicitOps | Mov,
 126         ByteOp | ImplicitOps, ImplicitOps,
 127         /* 0xB0 - 0xBF */
 128         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 129         /* 0xC0 - 0xC7 */
 130         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM, 0, 0,
 131         0, 0, ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Mov,
 132             DstMem | SrcImm | ModRM | Mov,
 133         /* 0xC8 - 0xCF */
 134         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 135         /* 0xD0 - 0xD7 */
 136         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
 137         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
 138         0, 0, 0, 0,
 139         /* 0xD8 - 0xDF */
 140         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 141         /* 0xE0 - 0xEF */
 142         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 143         /* 0xF0 - 0xF7 */
 144         0, 0, 0, 0,
 145         0, 0, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
 146         /* 0xF8 - 0xFF */
 147         0, 0, 0, 0,
 148         0, 0, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM
 149 };
 150
 151 static u8 twobyte_table[256] = {
 152         /* 0x00 - 0x0F */
 153         0, SrcMem | ModRM | DstReg, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps, 0,
 154         0, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0,
 155         /* 0x10 - 0x1F */
 156         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 157         /* 0x20 - 0x2F */
 158         ModRM | ImplicitOps, ModRM, ModRM | ImplicitOps, ModRM, 0, 0, 0, 0,
 159         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 160         /* 0x30 - 0x3F */
 161         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 162         /* 0x40 - 0x47 */
 163         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 164         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 165         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 166         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 167         /* 0x48 - 0x4F */
 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         /* 0x50 - 0x5F */
 173         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 174         /* 0x60 - 0x6F */
 175         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 176         /* 0x70 - 0x7F */
 177         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 178         /* 0x80 - 0x8F */
 179         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 180         /* 0x90 - 0x9F */
 181         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 182         /* 0xA0 - 0xA7 */
 183         0, 0, 0, DstMem | SrcReg | ModRM, 0, 0, 0, 0,
 184         /* 0xA8 - 0xAF */
 185         0, 0, 0, DstMem | SrcReg | ModRM, 0, 0, 0, 0,
 186         /* 0xB0 - 0xB7 */
 187         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM, 0,
 188             DstMem | SrcReg | ModRM,
 189         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 190             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
 191         /* 0xB8 - 0xBF */
 192         0, 0, DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 193         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 194             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
 195         /* 0xC0 - 0xCF */
 196         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 197         /* 0xD0 - 0xDF */
 198         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 199         /* 0xE0 - 0xEF */
 200         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 201         /* 0xF0 - 0xFF */
 202         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
 203 };
 204
 205 /*
 206  * Tell the emulator that of the Group 7 instructions (sgdt, lidt, etc.) we
 207  * are interested only in invlpg and not in any of the rest.
 208  *
 209  * invlpg is a special instruction in that the data it references may not
 210  * be mapped.
 211  */
 212 void kvm_emulator_want_group7_invlpg(void)
 213 {
 214         twobyte_table[1] &= ~SrcMem;
 215 }
 216 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvm_emulator_want_group7_invlpg);
 217
 218 /* Type, address-of, and value of an instruction's operand. */
 219 struct operand {
 220         enum { OP_REG, OP_MEM, OP_IMM } type;
 221         unsigned int bytes;
 222         unsigned long val, orig_val, *ptr;
 223 };
 224
 225 /* EFLAGS bit definitions. */
 226 #define EFLG_OF (1<<11)
 227 #define EFLG_DF (1<<10)
 228 #define EFLG_SF (1<<7)
 229 #define EFLG_ZF (1<<6)
 230 #define EFLG_AF (1<<4)
 231 #define EFLG_PF (1<<2)
 232 #define EFLG_CF (1<<0)
 233
 234 /*
 235  * Instruction emulation:
 236  * Most instructions are emulated directly via a fragment of inline assembly
 237  * code. This allows us to save/restore EFLAGS and thus very easily pick up
 238  * any modified flags.
 239  */
 240
 241 #if defined(CONFIG_X86_64)
 242 #define _LO32 "k"               /* force 32-bit operand */
 243 #define _STK  "%%rsp"           /* stack pointer */
 244 #elif defined(__i386__)
 245 #define _LO32 ""                /* force 32-bit operand */
 246 #define _STK  "%%esp"           /* stack pointer */
 247 #endif
 248
 249 /*
 250  * These EFLAGS bits are restored from saved value during emulation, and
 251  * any changes are written back to the saved value after emulation.
 252  */
 253 #define EFLAGS_MASK (EFLG_OF|EFLG_SF|EFLG_ZF|EFLG_AF|EFLG_PF|EFLG_CF)
 254
 255 /* Before executing instruction: restore necessary bits in EFLAGS. */
 256 #define _PRE_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp) \
 257         /* EFLAGS = (_sav & _msk) | (EFLAGS & ~_msk); */        \
 258         "push %"_sav"; "                                        \
 259         "movl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "                          \
 260         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                         \
 261         "pushf; "                                               \
 262         "notl %"_LO32 _tmp"; "                                  \
 263         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                         \
 264         "pop  %"_tmp"; "                                        \
 265         "orl  %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                         \
 266         "popf; "                                                \
 267         /* _sav &= ~msk; */                                     \
 268         "movl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "                          \
 269         "notl %"_LO32 _tmp"; "                                  \
 270         "andl %"_LO32 _tmp",%"_sav"; "
 271
 272 /* After executing instruction: write-back necessary bits in EFLAGS. */
 273 #define _POST_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp) \
 274         /* _sav |= EFLAGS & _msk; */            \
 275         "pushf; "                               \
 276         "pop  %"_tmp"; "                        \
 277         "andl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "          \
 278         "orl  %"_LO32 _tmp",%"_sav"; "
 279
 280 /* Raw emulation: instruction has two explicit operands. */
 281 #define __emulate_2op_nobyte(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 282         do {                                                                \
 283                 unsigned long _tmp;                                         \
 284                                                                             \
 285                 switch ((_dst).bytes) {                                     \
 286                 case 2:                                                     \
 287                         __asm__ __volatile__ (                              \
 288                                 _PRE_EFLAGS("0","4","2")                    \
 289                                 _op"w %"_wx"3,%1; "                         \
 290                                 _POST_EFLAGS("0","4","2")                   \
 291                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),        \
 292                                   "=&r" (_tmp)                              \
 293                                 : _wy ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK) );    \
 294                         break;                                              \
 295                 case 4:                                                     \
 296                         __asm__ __volatile__ (                              \
 297                                 _PRE_EFLAGS("0","4","2")                    \
 298                                 _op"l %"_lx"3,%1; "                         \
 299                                 _POST_EFLAGS("0","4","2")                   \
 300                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),        \
 301                                   "=&r" (_tmp)                              \
 302                                 : _ly ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK) );    \
 303                         break;                                              \
 304                 case 8:                                                     \
 305                         __emulate_2op_8byte(_op, _src, _dst,                \
 306                                             _eflags, _qx, _qy);             \
 307                         break;                                              \
 308                 }                                                           \
 309         } while (0)
 310
 311 #define __emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 312         do {                                                                 \
 313                 unsigned long _tmp;                                          \
 314                 switch ( (_dst).bytes )                                      \
 315                 {                                                            \
 316                 case 1:                                                      \
 317                         __asm__ __volatile__ (                               \
 318                                 _PRE_EFLAGS("0","4","2")                     \
 319                                 _op"b %"_bx"3,%1; "                          \
 320                                 _POST_EFLAGS("0","4","2")                    \
 321                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),         \
 322                                   "=&r" (_tmp)                               \
 323                                 : _by ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK) );     \
 324                         break;                                               \
 325                 default:                                                     \
 326                         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,       \
 327                                              _wx, _wy, _lx, _ly, _qx, _qy);  \
 328                         break;                                               \
 329                 }                                                            \
 330         } while (0)
 331
 332 /* Source operand is byte-sized and may be restricted to just %cl. */
 333 #define emulate_2op_SrcB(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 334         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 335                       "b", "c", "b", "c", "b", "c", "b", "c")
 336
 337 /* Source operand is byte, word, long or quad sized. */
 338 #define emulate_2op_SrcV(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 339         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 340                       "b", "q", "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 341
 342 /* Source operand is word, long or quad sized. */
 343 #define emulate_2op_SrcV_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags)               \
 344         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,                  \
 345                              "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 346
 347 /* Instruction has only one explicit operand (no source operand). */
 348 #define emulate_1op(_op, _dst, _eflags)                                    \
 349         do {                                                            \
 350                 unsigned long _tmp;                                     \
 351                                                                         \
 352                 switch ( (_dst).bytes )                                 \
 353                 {                                                       \
 354                 case 1:                                                 \
 355                         __asm__ __volatile__ (                          \
 356                                 _PRE_EFLAGS("0","3","2")                \
 357                                 _op"b %1; "                             \
 358                                 _POST_EFLAGS("0","3","2")               \
 359                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),    \
 360                                   "=&r" (_tmp)                          \
 361                                 : "i" (EFLAGS_MASK) );                  \
 362                         break;                                          \
 363                 case 2:                                                 \
 364                         __asm__ __volatile__ (                          \
 365                                 _PRE_EFLAGS("0","3","2")                \
 366                                 _op"w %1; "                             \
 367                                 _POST_EFLAGS("0","3","2")               \
 368                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),    \
 369                                   "=&r" (_tmp)                          \
 370                                 : "i" (EFLAGS_MASK) );                  \
 371                         break;                                          \
 372                 case 4:                                                 \
 373                         __asm__ __volatile__ (                          \
 374                                 _PRE_EFLAGS("0","3","2")                \
 375                                 _op"l %1; "                             \
 376                                 _POST_EFLAGS("0","3","2")               \
 377                                 : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),    \
 378                                   "=&r" (_tmp)                          \
 379                                 : "i" (EFLAGS_MASK) );                  \
 380                         break;                                          \
 381                 case 8:                                                 \
 382                         __emulate_1op_8byte(_op, _dst, _eflags);        \
 383                         break;                                          \
 384                 }                                                       \
 385         } while (0)
 386
 387 /* Emulate an instruction with quadword operands (x86/64 only). */
 388 #if defined(CONFIG_X86_64)
 389 #define __emulate_2op_8byte(_op, _src, _dst, _eflags, _qx, _qy)           \
 390         do {                                                              \
 391                 __asm__ __volatile__ (                                    \
 392                         _PRE_EFLAGS("0","4","2")                          \
 393                         _op"q %"_qx"3,%1; "                               \
 394                         _POST_EFLAGS("0","4","2")                         \
 395                         : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val), "=&r" (_tmp) \
 396                         : _qy ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK) );          \
 397         } while (0)
 398
 399 #define __emulate_1op_8byte(_op, _dst, _eflags)                           \
 400         do {                                                              \
 401                 __asm__ __volatile__ (                                    \
 402                         _PRE_EFLAGS("0","3","2")                          \
 403                         _op"q %1; "                                       \
 404                         _POST_EFLAGS("0","3","2")                         \
 405                         : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val), "=&r" (_tmp) \
 406                         : "i" (EFLAGS_MASK) );                            \
 407         } while (0)
 408
 409 #elif defined(__i386__)
 410 #define __emulate_2op_8byte(_op, _src, _dst, _eflags, _qx, _qy)
 411 #define __emulate_1op_8byte(_op, _dst, _eflags)
 412 #endif                          /* __i386__ */
 413
 414 /* Fetch next part of the instruction being emulated. */
 415 #define insn_fetch(_type, _size, _eip)                                  \
 416 ({      unsigned long _x;                                               \
 417         rc = ops->read_std((unsigned long)(_eip) + ctxt->cs_base, &_x,  \
 418                                                   (_size), ctxt);       \
 419         if ( rc != 0 )                                                  \
 420                 goto done;                                              \
 421         (_eip) += (_size);                                              \
 422         (_type)_x;                                                      \
 423 })
 424
 425 /* Access/update address held in a register, based on addressing mode. */
 426 #define register_address(base, reg)                                     \
 427         ((base) + ((ad_bytes == sizeof(unsigned long)) ? (reg) :        \
 428                    ((reg) & ((1UL << (ad_bytes << 3)) - 1))))
 429
 430 #define register_address_increment(reg, inc)                            \
 431         do {                                                            \
 432                 /* signed type ensures sign extension to long */        \
 433                 int _inc = (inc);                                       \
 434                 if ( ad_bytes == sizeof(unsigned long) )                \
 435                         (reg) += _inc;                                  \
 436                 else                                                    \
 437                         (reg) = ((reg) & ~((1UL << (ad_bytes << 3)) - 1)) | \
 438                            (((reg) + _inc) & ((1UL << (ad_bytes << 3)) - 1)); \
 439         } while (0)
 440
 441 void *decode_register(u8 modrm_reg, unsigned long *regs,
 442                       int highbyte_regs)
 443 {
 444         void *p;
 445
 446         p = &regs[modrm_reg];
 447         if (highbyte_regs && modrm_reg >= 4 && modrm_reg < 8)
 448                 p = (unsigned char *)&regs[modrm_reg & 3] + 1;
 449         return p;
 450 }
 451
 452 static int read_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 453                            struct x86_emulate_ops *ops,
 454                            void *ptr,
 455                            u16 *size, unsigned long *address, int op_bytes)
 456 {
 457         int rc;
 458
 459         if (op_bytes == 2)
 460                 op_bytes = 3;
 461         *address = 0;
 462         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr, (unsigned long *)size, 2, ctxt);
 463         if (rc)
 464                 return rc;
 465         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr + 2, address, op_bytes, ctxt);
 466         return rc;
 467 }
 468
 469 int
 470 x86_emulate_memop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
 471 {
 472         u8 b, d, sib, twobyte = 0, rex_prefix = 0;
 473         u8 modrm, modrm_mod = 0, modrm_reg = 0, modrm_rm = 0;
 474         unsigned long *override_base = NULL;
 475         unsigned int op_bytes, ad_bytes, lock_prefix = 0, rep_prefix = 0, i;
 476         int rc = 0;
 477         struct operand src, dst;
 478         unsigned long cr2 = ctxt->cr2;
 479         int mode = ctxt->mode;
 480         unsigned long modrm_ea;
 481         int use_modrm_ea, index_reg = 0, base_reg = 0, scale, rip_relative = 0;
 482
 483         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation. */
 484         unsigned long _regs[NR_VCPU_REGS];
 485         unsigned long _eip = ctxt->vcpu->rip, _eflags = ctxt->eflags;
 486         unsigned long modrm_val = 0;
 487
 488         memcpy(_regs, ctxt->vcpu->regs, sizeof _regs);
 489
 490         switch (mode) {
 491         case X86EMUL_MODE_REAL:
 492         case X86EMUL_MODE_PROT16:
 493                 op_bytes = ad_bytes = 2;
 494                 break;
 495         case X86EMUL_MODE_PROT32:
 496                 op_bytes = ad_bytes = 4;
 497                 break;
 498 #ifdef CONFIG_X86_64
 499         case X86EMUL_MODE_PROT64:
 500                 op_bytes = 4;
 501                 ad_bytes = 8;
 502                 break;
 503 #endif
 504         default:
 505                 return -1;
 506         }
 507
 508         /* Legacy prefixes. */
 509         for (i = 0; i < 8; i++) {
 510                 switch (b = insn_fetch(u8, 1, _eip)) {
 511                 case 0x66:      /* operand-size override */
 512                         op_bytes ^= 6;  /* switch between 2/4 bytes */
 513                         break;
 514                 case 0x67:      /* address-size override */
 515                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 516                                 ad_bytes ^= 12; /* switch between 4/8 bytes */
 517                         else
 518                                 ad_bytes ^= 6;  /* switch between 2/4 bytes */
 519                         break;
 520                 case 0x2e:      /* CS override */
 521                         override_base = &ctxt->cs_base;
 522                         break;
 523                 case 0x3e:      /* DS override */
 524                         override_base = &ctxt->ds_base;
 525                         break;
 526                 case 0x26:      /* ES override */
 527                         override_base = &ctxt->es_base;
 528                         break;
 529                 case 0x64:      /* FS override */
 530                         override_base = &ctxt->fs_base;
 531                         break;
 532                 case 0x65:      /* GS override */
 533                         override_base = &ctxt->gs_base;
 534                         break;
 535                 case 0x36:      /* SS override */
 536                         override_base = &ctxt->ss_base;
 537                         break;
 538                 case 0xf0:      /* LOCK */
 539                         lock_prefix = 1;
 540                         break;
 541                 case 0xf3:      /* REP/REPE/REPZ */
 542                         rep_prefix = 1;
 543                         break;
 544                 case 0xf2:      /* REPNE/REPNZ */
 545                         break;
 546                 default:
 547                         goto done_prefixes;
 548                 }
 549         }
 550
 551 done_prefixes:
 552
 553         /* REX prefix. */
 554         if ((mode == X86EMUL_MODE_PROT64) && ((b & 0xf0) == 0x40)) {
 555                 rex_prefix = b;
 556                 if (b & 8)
 557                         op_bytes = 8;   /* REX.W */
 558                 modrm_reg = (b & 4) << 1;       /* REX.R */
 559                 index_reg = (b & 2) << 2; /* REX.X */
 560                 modrm_rm = base_reg = (b & 1) << 3; /* REG.B */
 561                 b = insn_fetch(u8, 1, _eip);
 562         }
 563
 564         /* Opcode byte(s). */
 565         d = opcode_table[b];
 566         if (d == 0) {
 567                 /* Two-byte opcode? */
 568                 if (b == 0x0f) {
 569                         twobyte = 1;
 570                         b = insn_fetch(u8, 1, _eip);
 571                         d = twobyte_table[b];
 572                 }
 573
 574                 /* Unrecognised? */
 575                 if (d == 0)
 576                         goto cannot_emulate;
 577         }
 578
 579         /* ModRM and SIB bytes. */
 580         if (d & ModRM) {
 581                 modrm = insn_fetch(u8, 1, _eip);
 582                 modrm_mod |= (modrm & 0xc0) >> 6;
 583                 modrm_reg |= (modrm & 0x38) >> 3;
 584                 modrm_rm |= (modrm & 0x07);
 585                 modrm_ea = 0;
 586                 use_modrm_ea = 1;
 587
 588                 if (modrm_mod == 3) {
 589                         modrm_val = *(unsigned long *)
 590                                 decode_register(modrm_rm, _regs, d & ByteOp);
 591                         goto modrm_done;
 592                 }
 593
 594                 if (ad_bytes == 2) {
 595                         unsigned bx = _regs[VCPU_REGS_RBX];
 596                         unsigned bp = _regs[VCPU_REGS_RBP];
 597                         unsigned si = _regs[VCPU_REGS_RSI];
 598                         unsigned di = _regs[VCPU_REGS_RDI];
 599
 600                         /* 16-bit ModR/M decode. */
 601                         switch (modrm_mod) {
 602                         case 0:
 603                                 if (modrm_rm == 6)
 604                                         modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, _eip);
 605                                 break;
 606                         case 1:
 607                                 modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, _eip);
 608                                 break;
 609                         case 2:
 610                                 modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, _eip);
 611                                 break;
 612                         }
 613                         switch (modrm_rm) {
 614                         case 0:
 615                                 modrm_ea += bx + si;
 616                                 break;
 617                         case 1:
 618                                 modrm_ea += bx + di;
 619                                 break;
 620                         case 2:
 621                                 modrm_ea += bp + si;
 622                                 break;
 623                         case 3:
 624                                 modrm_ea += bp + di;
 625                                 break;
 626                         case 4:
 627                                 modrm_ea += si;
 628                                 break;
 629                         case 5:
 630                                 modrm_ea += di;
 631                                 break;
 632                         case 6:
 633                                 if (modrm_mod != 0)
 634                                         modrm_ea += bp;
 635                                 break;
 636                         case 7:
 637                                 modrm_ea += bx;
 638                                 break;
 639                         }
 640                         if (modrm_rm == 2 || modrm_rm == 3 ||
 641                             (modrm_rm == 6 && modrm_mod != 0))
 642                                 if (!override_base)
 643                                         override_base = &ctxt->ss_base;
 644                         modrm_ea = (u16)modrm_ea;
 645                 } else {
 646                         /* 32/64-bit ModR/M decode. */
 647                         switch (modrm_rm) {
 648                         case 4:
 649                         case 12:
 650                                 sib = insn_fetch(u8, 1, _eip);
 651                                 index_reg |= (sib >> 3) & 7;
 652                                 base_reg |= sib & 7;
 653                                 scale = sib >> 6;
 654
 655                                 switch (base_reg) {
 656                                 case 5:
 657                                         if (modrm_mod != 0)
 658                                                 modrm_ea += _regs[base_reg];
 659                                         else
 660                                                 modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, _eip);
 661                                         break;
 662                                 default:
 663                                         modrm_ea += _regs[base_reg];
 664                                 }
 665                                 switch (index_reg) {
 666                                 case 4:
 667                                         break;
 668                                 default:
 669                                         modrm_ea += _regs[index_reg] << scale;
 670
 671                                 }
 672                                 break;
 673                         case 5:
 674                                 if (modrm_mod != 0)
 675                                         modrm_ea += _regs[modrm_rm];
 676                                 else if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 677                                         rip_relative = 1;
 678                                 break;
 679                         default:
 680                                 modrm_ea += _regs[modrm_rm];
 681                                 break;
 682                         }
 683                         switch (modrm_mod) {
 684                         case 0:
 685                                 if (modrm_rm == 5)
 686                                         modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, _eip);
 687                                 break;
 688                         case 1:
 689                                 modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, _eip);
 690                                 break;
 691                         case 2:
 692                                 modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, _eip);
 693                                 break;
 694                         }
 695                 }
 696                 if (!override_base)
 697                         override_base = &ctxt->ds_base;
 698                 if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 &&
 699                     override_base != &ctxt->fs_base &&
 700                     override_base != &ctxt->gs_base)
 701                         override_base = NULL;
 702
 703                 if (override_base)
 704                         modrm_ea += *override_base;
 705
 706                 if (rip_relative) {
 707                         modrm_ea += _eip;
 708                         switch (d & SrcMask) {
 709                         case SrcImmByte:
 710                                 modrm_ea += 1;
 711                                 break;
 712                         case SrcImm:
 713                                 if (d & ByteOp)
 714                                         modrm_ea += 1;
 715                                 else
 716                                         if (op_bytes == 8)
 717                                                 modrm_ea += 4;
 718                                         else
 719                                                 modrm_ea += op_bytes;
 720                         }
 721                 }
 722                 if (ad_bytes != 8)
 723                         modrm_ea = (u32)modrm_ea;
 724                 cr2 = modrm_ea;
 725         modrm_done:
 726                 ;
 727         }
 728
 729         /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
 730         switch (d & DstMask) {
 731         case ImplicitOps:
 732                 /* Special instructions do their own operand decoding. */
 733                 goto special_insn;
 734         case DstReg:
 735                 dst.type = OP_REG;
 736                 if ((d & ByteOp)
 737                     && !(twobyte_table && (b == 0xb6 || b == 0xb7))) {
 738                         dst.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs,
 739                                                   (rex_prefix == 0));
 740                         dst.val = *(u8 *) dst.ptr;
 741                         dst.bytes = 1;
 742                 } else {
 743                         dst.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs, 0);
 744                         switch ((dst.bytes = op_bytes)) {
 745                         case 2:
 746                                 dst.val = *(u16 *)dst.ptr;
 747                                 break;
 748                         case 4:
 749                                 dst.val = *(u32 *)dst.ptr;
 750                                 break;
 751                         case 8:
 752                                 dst.val = *(u64 *)dst.ptr;
 753                                 break;
 754                         }
 755                 }
 756                 break;
 757         case DstMem:
 758                 dst.type = OP_MEM;
 759                 dst.ptr = (unsigned long *)cr2;
 760                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
 761                 if (!(d & Mov) && /* optimisation - avoid slow emulated read */
 762                     ((rc = ops->read_emulated((unsigned long)dst.ptr,
 763                                               &dst.val, dst.bytes, ctxt)) != 0))
 764                         goto done;
 765                 break;
 766         }
 767         dst.orig_val = dst.val;
 768
 769         /*
 770          * Decode and fetch the source operand: register, memory
 771          * or immediate.
 772          */
 773         switch (d & SrcMask) {
 774         case SrcNone:
 775                 break;
 776         case SrcReg:
 777                 src.type = OP_REG;
 778                 if (d & ByteOp) {
 779                         src.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs,
 780                                                   (rex_prefix == 0));
 781                         src.val = src.orig_val = *(u8 *) src.ptr;
 782                         src.bytes = 1;
 783                 } else {
 784                         src.ptr = decode_register(modrm_reg, _regs, 0);
 785                         switch ((src.bytes = op_bytes)) {
 786                         case 2:
 787                                 src.val = src.orig_val = *(u16 *) src.ptr;
 788                                 break;
 789                         case 4:
 790                                 src.val = src.orig_val = *(u32 *) src.ptr;
 791                                 break;
 792                         case 8:
 793                                 src.val = src.orig_val = *(u64 *) src.ptr;
 794                                 break;
 795                         }
 796                 }
 797                 break;
 798         case SrcMem16:
 799                 src.bytes = 2;
 800                 goto srcmem_common;
 801         case SrcMem32:
 802                 src.bytes = 4;
 803                 goto srcmem_common;
 804         case SrcMem:
 805                 src.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
 806               srcmem_common:
 807                 src.type = OP_MEM;
 808                 src.ptr = (unsigned long *)cr2;
 809                 if ((rc = ops->read_emulated((unsigned long)src.ptr,
 810                                              &src.val, src.bytes, ctxt)) != 0)
 811                         goto done;
 812                 src.orig_val = src.val;
 813                 break;
 814         case SrcImm:
 815                 src.type = OP_IMM;
 816                 src.ptr = (unsigned long *)_eip;
 817                 src.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
 818                 if (src.bytes == 8)
 819                         src.bytes = 4;
 820                 /* NB. Immediates are sign-extended as necessary. */
 821                 switch (src.bytes) {
 822                 case 1:
 823                         src.val = insn_fetch(s8, 1, _eip);
 824                         break;
 825                 case 2:
 826                         src.val = insn_fetch(s16, 2, _eip);
 827                         break;
 828                 case 4:
 829                         src.val = insn_fetch(s32, 4, _eip);
 830                         break;
 831                 }
 832                 break;
 833         case SrcImmByte:
 834                 src.type = OP_IMM;
 835                 src.ptr = (unsigned long *)_eip;
 836                 src.bytes = 1;
 837                 src.val = insn_fetch(s8, 1, _eip);
 838                 break;
 839         }
 840
 841         if (twobyte)
 842                 goto twobyte_insn;
 843
 844         switch (b) {
 845         case 0x00 ... 0x05:
 846               add:              /* add */
 847                 emulate_2op_SrcV("add", src, dst, _eflags);
 848                 break;
 849         case 0x08 ... 0x0d:
 850               or:               /* or */
 851                 emulate_2op_SrcV("or", src, dst, _eflags);
 852                 break;
 853         case 0x10 ... 0x15:
 854               adc:              /* adc */
 855                 emulate_2op_SrcV("adc", src, dst, _eflags);
 856                 break;
 857         case 0x18 ... 0x1d:
 858               sbb:              /* sbb */
 859                 emulate_2op_SrcV("sbb", src, dst, _eflags);
 860                 break;
 861         case 0x20 ... 0x25:
 862               and:              /* and */
 863                 emulate_2op_SrcV("and", src, dst, _eflags);
 864                 break;
 865         case 0x28 ... 0x2d:
 866               sub:              /* sub */
 867                 emulate_2op_SrcV("sub", src, dst, _eflags);
 868                 break;
 869         case 0x30 ... 0x35:
 870               xor:              /* xor */
 871                 emulate_2op_SrcV("xor", src, dst, _eflags);
 872                 break;
 873         case 0x38 ... 0x3d:
 874               cmp:              /* cmp */
 875                 emulate_2op_SrcV("cmp", src, dst, _eflags);
 876                 break;
 877         case 0x63:              /* movsxd */
 878                 if (mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
 879                         goto cannot_emulate;
 880                 dst.val = (s32) src.val;
 881                 break;
 882         case 0x80 ... 0x83:     /* Grp1 */
 883                 switch (modrm_reg) {
 884                 case 0:
 885                         goto add;
 886                 case 1:
 887                         goto or;
 888                 case 2:
 889                         goto adc;
 890                 case 3:
 891                         goto sbb;
 892                 case 4:
 893                         goto and;
 894                 case 5:
 895                         goto sub;
 896                 case 6:
 897                         goto xor;
 898                 case 7:
 899                         goto cmp;
 900                 }
 901                 break;
 902         case 0x84 ... 0x85:
 903               test:             /* test */
 904                 emulate_2op_SrcV("test", src, dst, _eflags);
 905                 break;
 906         case 0x86 ... 0x87:     /* xchg */
 907                 /* Write back the register source. */
 908                 switch (dst.bytes) {
 909                 case 1:
 910                         *(u8 *) src.ptr = (u8) dst.val;
 911                         break;
 912                 case 2:
 913                         *(u16 *) src.ptr = (u16) dst.val;
 914                         break;
 915                 case 4:
 916                         *src.ptr = (u32) dst.val;
 917                         break;  /* 64b reg: zero-extend */
 918                 case 8:
 919                         *src.ptr = dst.val;
 920                         break;
 921                 }
 922                 /*
 923                  * Write back the memory destination with implicit LOCK
 924                  * prefix.
 925                  */
 926                 dst.val = src.val;
 927                 lock_prefix = 1;
 928                 break;
 929         case 0xa0 ... 0xa1:     /* mov */
 930                 dst.ptr = (unsigned long *)&_regs[VCPU_REGS_RAX];
 931                 dst.val = src.val;
 932                 _eip += ad_bytes;       /* skip src displacement */
 933                 break;
 934         case 0xa2 ... 0xa3:     /* mov */
 935                 dst.val = (unsigned long)_regs[VCPU_REGS_RAX];
 936                 _eip += ad_bytes;       /* skip dst displacement */
 937                 break;
 938         case 0x88 ... 0x8b:     /* mov */
 939         case 0xc6 ... 0xc7:     /* mov (sole member of Grp11) */
 940                 dst.val = src.val;
 941                 break;
 942         case 0x8f:              /* pop (sole member of Grp1a) */
 943                 /* 64-bit mode: POP always pops a 64-bit operand. */
 944                 if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 945                         dst.bytes = 8;
 946                 if ((rc = ops->read_std(register_address(ctxt->ss_base,
 947                                                          _regs[VCPU_REGS_RSP]),
 948                                         &dst.val, dst.bytes, ctxt)) != 0)
 949                         goto done;
 950                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSP], dst.bytes);
 951                 break;
 952         case 0xc0 ... 0xc1:
 953               grp2:             /* Grp2 */
 954                 switch (modrm_reg) {
 955                 case 0: /* rol */
 956                         emulate_2op_SrcB("rol", src, dst, _eflags);
 957                         break;
 958                 case 1: /* ror */
 959                         emulate_2op_SrcB("ror", src, dst, _eflags);
 960                         break;
 961                 case 2: /* rcl */
 962                         emulate_2op_SrcB("rcl", src, dst, _eflags);
 963                         break;
 964                 case 3: /* rcr */
 965                         emulate_2op_SrcB("rcr", src, dst, _eflags);
 966                         break;
 967                 case 4: /* sal/shl */
 968                 case 6: /* sal/shl */
 969                         emulate_2op_SrcB("sal", src, dst, _eflags);
 970                         break;
 971                 case 5: /* shr */
 972                         emulate_2op_SrcB("shr", src, dst, _eflags);
 973                         break;
 974                 case 7: /* sar */
 975                         emulate_2op_SrcB("sar", src, dst, _eflags);
 976                         break;
 977                 }
 978                 break;
 979         case 0xd0 ... 0xd1:     /* Grp2 */
 980                 src.val = 1;
 981                 goto grp2;
 982         case 0xd2 ... 0xd3:     /* Grp2 */
 983                 src.val = _regs[VCPU_REGS_RCX];
 984                 goto grp2;
 985         case 0xf6 ... 0xf7:     /* Grp3 */
 986                 switch (modrm_reg) {
 987                 case 0 ... 1:   /* test */
 988                         /*
 989                          * Special case in Grp3: test has an immediate
 990                          * source operand.
 991                          */
 992                         src.type = OP_IMM;
 993                         src.ptr = (unsigned long *)_eip;
 994                         src.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
 995                         if (src.bytes == 8)
 996                                 src.bytes = 4;
 997                         switch (src.bytes) {
 998                         case 1:
 999                                 src.val = insn_fetch(s8, 1, _eip);
1000                                 break;
1001                         case 2:
1002                                 src.val = insn_fetch(s16, 2, _eip);
1003                                 break;
1004                         case 4:
1005                                 src.val = insn_fetch(s32, 4, _eip);
1006                                 break;
1007                         }
1008                         goto test;
1009                 case 2: /* not */
1010                         dst.val = ~dst.val;
1011                         break;
1012                 case 3: /* neg */
1013                         emulate_1op("neg", dst, _eflags);
1014                         break;
1015                 default:
1016                         goto cannot_emulate;
1017                 }
1018                 break;
1019         case 0xfe ... 0xff:     /* Grp4/Grp5 */
1020                 switch (modrm_reg) {
1021                 case 0: /* inc */
1022                         emulate_1op("inc", dst, _eflags);
1023                         break;
1024                 case 1: /* dec */
1025                         emulate_1op("dec", dst, _eflags);
1026                         break;
1027                 case 6: /* push */
1028                         /* 64-bit mode: PUSH always pushes a 64-bit operand. */
1029                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64) {
1030                                 dst.bytes = 8;
1031                                 if ((rc = ops->read_std((unsigned long)dst.ptr,
1032                                                         &dst.val, 8,
1033                                                         ctxt)) != 0)
1034                                         goto done;
1035                         }
1036                         register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSP],
1037                                                    -dst.bytes);
1038                         if ((rc = ops->write_std(
1039                                      register_address(ctxt->ss_base,
1040                                                       _regs[VCPU_REGS_RSP]),
1041                                      dst.val, dst.bytes, ctxt)) != 0)
1042                                 goto done;
1043                         dst.val = dst.orig_val; /* skanky: disable writeback */
1044                         break;
1045                 default:
1046                         goto cannot_emulate;
1047                 }
1048                 break;
1049         }
1050
1051 writeback:
1052         if ((d & Mov) || (dst.orig_val != dst.val)) {
1053                 switch (dst.type) {
1054                 case OP_REG:
1055                         /* The 4-byte case *is* correct: in 64-bit mode we zero-extend. */
1056                         switch (dst.bytes) {
1057                         case 1:
1058                                 *(u8 *)dst.ptr = (u8)dst.val;
1059                                 break;
1060                         case 2:
1061                                 *(u16 *)dst.ptr = (u16)dst.val;
1062                                 break;
1063                         case 4:
1064                                 *dst.ptr = (u32)dst.val;
1065                                 break;  /* 64b: zero-ext */
1066                         case 8:
1067                                 *dst.ptr = dst.val;
1068                                 break;
1069                         }
1070                         break;
1071                 case OP_MEM:
1072                         if (lock_prefix)
1073                                 rc = ops->cmpxchg_emulated((unsigned long)dst.
1074                                                            ptr, dst.orig_val,
1075                                                            dst.val, dst.bytes,
1076                                                            ctxt);
1077                         else
1078                                 rc = ops->write_emulated((unsigned long)dst.ptr,
1079                                                          dst.val, dst.bytes,
1080                                                          ctxt);
1081                         if (rc != 0)
1082                                 goto done;
1083                 default:
1084                         break;
1085                 }
1086         }
1087
1088         /* Commit shadow register state. */
1089         memcpy(ctxt->vcpu->regs, _regs, sizeof _regs);
1090         ctxt->eflags = _eflags;
1091         ctxt->vcpu->rip = _eip;
1092
1093 done:
1094         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
1095
1096 special_insn:
1097         if (twobyte)
1098                 goto twobyte_special_insn;
1099         if (rep_prefix) {
1100                 if (_regs[VCPU_REGS_RCX] == 0) {
1101                         ctxt->vcpu->rip = _eip;
1102                         goto done;
1103                 }
1104                 _regs[VCPU_REGS_RCX]--;
1105                 _eip = ctxt->vcpu->rip;
1106         }
1107         switch (b) {
1108         case 0xa4 ... 0xa5:     /* movs */
1109                 dst.type = OP_MEM;
1110                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
1111                 dst.ptr = (unsigned long *)register_address(ctxt->es_base,
1112                                                         _regs[VCPU_REGS_RDI]);
1113                 if ((rc = ops->read_emulated(register_address(
1114                       override_base ? *override_base : ctxt->ds_base,
1115                       _regs[VCPU_REGS_RSI]), &dst.val, dst.bytes, ctxt)) != 0)
1116                         goto done;
1117                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSI],
1118                              (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1119                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RDI],
1120                              (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1121                 break;
1122         case 0xa6 ... 0xa7:     /* cmps */
1123                 DPRINTF("Urk! I don't handle CMPS.\n");
1124                 goto cannot_emulate;
1125         case 0xaa ... 0xab:     /* stos */
1126                 dst.type = OP_MEM;
1127                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
1128                 dst.ptr = (unsigned long *)cr2;
1129                 dst.val = _regs[VCPU_REGS_RAX];
1130                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RDI],
1131                              (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1132                 break;
1133         case 0xac ... 0xad:     /* lods */
1134                 dst.type = OP_REG;
1135                 dst.bytes = (d & ByteOp) ? 1 : op_bytes;
1136                 dst.ptr = (unsigned long *)&_regs[VCPU_REGS_RAX];
1137                 if ((rc = ops->read_emulated(cr2, &dst.val, dst.bytes, ctxt)) != 0)
1138                         goto done;
1139                 register_address_increment(_regs[VCPU_REGS_RSI],
1140                            (_eflags & EFLG_DF) ? -dst.bytes : dst.bytes);
1141                 break;
1142         case 0xae ... 0xaf:     /* scas */
1143                 DPRINTF("Urk! I don't handle SCAS.\n");
1144                 goto cannot_emulate;
1145         }
1146         goto writeback;
1147
1148 twobyte_insn:
1149         switch (b) {
1150         case 0x01: /* lgdt, lidt, lmsw */
1151                 switch (modrm_reg) {
1152                         u16 size;
1153                         unsigned long address;
1154
1155                 case 2: /* lgdt */
1156                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, src.ptr,
1157                                              &size, &address, op_bytes);
1158                         if (rc)
1159                                 goto done;
1160                         realmode_lgdt(ctxt->vcpu, size, address);
1161                         break;
1162                 case 3: /* lidt */
1163                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, src.ptr,
1164                                              &size, &address, op_bytes);
1165                         if (rc)
1166                                 goto done;
1167                         realmode_lidt(ctxt->vcpu, size, address);
1168                         break;
1169                 case 4: /* smsw */
1170                         if (modrm_mod != 3)
1171                                 goto cannot_emulate;
1172                         *(u16 *)&_regs[modrm_rm]
1173                                 = realmode_get_cr(ctxt->vcpu, 0);
1174                         break;
1175                 case 6: /* lmsw */
1176                         if (modrm_mod != 3)
1177                                 goto cannot_emulate;
1178                         realmode_lmsw(ctxt->vcpu, (u16)modrm_val, &_eflags);
1179                         break;
1180                 case 7: /* invlpg*/
1181                         emulate_invlpg(ctxt->vcpu, cr2);
1182                         break;
1183                 default:
1184                         goto cannot_emulate;
1185                 }
1186                 break;
1187         case 0x21: /* mov from dr to reg */
1188                 if (modrm_mod != 3)
1189                         goto cannot_emulate;
1190                 rc = emulator_get_dr(ctxt, modrm_reg, &_regs[modrm_rm]);
1191                 break;
1192         case 0x23: /* mov from reg to dr */
1193                 if (modrm_mod != 3)
1194                         goto cannot_emulate;
1195                 rc = emulator_set_dr(ctxt, modrm_reg, _regs[modrm_rm]);
1196                 break;
1197         case 0x40 ... 0x4f:     /* cmov */
1198                 dst.val = dst.orig_val = src.val;
1199                 d &= ~Mov;      /* default to no move */
1200                 /*
1201                  * First, assume we're decoding an even cmov opcode
1202                  * (lsb == 0).
1203                  */
1204                 switch ((b & 15) >> 1) {
1205                 case 0: /* cmovo */
1206                         d |= (_eflags & EFLG_OF) ? Mov : 0;
1207                         break;
1208                 case 1: /* cmovb/cmovc/cmovnae */
1209                         d |= (_eflags & EFLG_CF) ? Mov : 0;
1210                         break;
1211                 case 2: /* cmovz/cmove */
1212                         d |= (_eflags & EFLG_ZF) ? Mov : 0;
1213                         break;
1214                 case 3: /* cmovbe/cmovna */
1215                         d |= (_eflags & (EFLG_CF | EFLG_ZF)) ? Mov : 0;
1216                         break;
1217                 case 4: /* cmovs */
1218                         d |= (_eflags & EFLG_SF) ? Mov : 0;
1219                         break;
1220                 case 5: /* cmovp/cmovpe */
1221                         d |= (_eflags & EFLG_PF) ? Mov : 0;
1222                         break;
1223                 case 7: /* cmovle/cmovng */
1224                         d |= (_eflags & EFLG_ZF) ? Mov : 0;
1225                         /* fall through */
1226                 case 6: /* cmovl/cmovnge */
1227                         d |= (!(_eflags & EFLG_SF) !=
1228                               !(_eflags & EFLG_OF)) ? Mov : 0;
1229                         break;
1230                 }
1231                 /* Odd cmov opcodes (lsb == 1) have inverted sense. */
1232                 d ^= (b & 1) ? Mov : 0;
1233                 break;
1234         case 0xb0 ... 0xb1:     /* cmpxchg */
1235                 /*
1236                  * Save real source value, then compare EAX against
1237                  * destination.
1238                  */
1239                 src.orig_val = src.val;
1240                 src.val = _regs[VCPU_REGS_RAX];
1241                 emulate_2op_SrcV("cmp", src, dst, _eflags);
1242                 /* Always write back. The question is: where to? */
1243                 d |= Mov;
1244                 if (_eflags & EFLG_ZF) {
1245                         /* Success: write back to memory. */
1246                         dst.val = src.orig_val;
1247                 } else {
1248                         /* Failure: write the value we saw to EAX. */
1249                         dst.type = OP_REG;
1250                         dst.ptr = (unsigned long *)&_regs[VCPU_REGS_RAX];
1251                 }
1252                 break;
1253         case 0xa3:
1254               bt:               /* bt */
1255                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1256                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bt", src, dst, _eflags);
1257                 break;
1258         case 0xb3:
1259               btr:              /* btr */
1260                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1261                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btr", src, dst, _eflags);
1262                 break;
1263         case 0xab:
1264               bts:              /* bts */
1265                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1266                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bts", src, dst, _eflags);
1267                 break;
1268         case 0xb6 ... 0xb7:     /* movzx */
1269                 dst.bytes = op_bytes;
1270                 dst.val = (d & ByteOp) ? (u8) src.val : (u16) src.val;
1271                 break;
1272         case 0xbb:
1273               btc:              /* btc */
1274                 src.val &= (dst.bytes << 3) - 1; /* only subword offset */
1275                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btc", src, dst, _eflags);
1276                 break;
1277         case 0xba:              /* Grp8 */
1278                 switch (modrm_reg & 3) {
1279                 case 0:
1280                         goto bt;
1281                 case 1:
1282                         goto bts;
1283                 case 2:
1284                         goto btr;
1285                 case 3:
1286                         goto btc;
1287                 }
1288                 break;
1289         case 0xbe ... 0xbf:     /* movsx */
1290                 dst.bytes = op_bytes;
1291                 dst.val = (d & ByteOp) ? (s8) src.val : (s16) src.val;
1292                 break;
1293         }
1294         goto writeback;
1295
1296 twobyte_special_insn:
1297         /* Disable writeback. */
1298         dst.orig_val = dst.val;
1299         switch (b) {
1300         case 0x0d:              /* GrpP (prefetch) */
1301         case 0x18:              /* Grp16 (prefetch/nop) */
1302                 break;
1303         case 0x06:
1304                 emulate_clts(ctxt->vcpu);
1305                 break;
1306         case 0x20: /* mov cr, reg */
1307                 if (modrm_mod != 3)
1308                         goto cannot_emulate;
1309                 _regs[modrm_rm] = realmode_get_cr(ctxt->vcpu, modrm_reg);
1310                 break;
1311         case 0x22: /* mov reg, cr */
1312                 if (modrm_mod != 3)
1313                         goto cannot_emulate;
1314                 realmode_set_cr(ctxt->vcpu, modrm_reg, modrm_val, &_eflags);
1315                 break;
1316         case 0xc7:              /* Grp9 (cmpxchg8b) */
1317 #if defined(__i386__)
1318                 {
1319                         unsigned long old_lo, old_hi;
1320                         if (((rc = ops->read_emulated(cr2 + 0, &old_lo, 4,
1321                                                       ctxt)) != 0)
1322                             || ((rc = ops->read_emulated(cr2 + 4, &old_hi, 4,
1323                                                          ctxt)) != 0))
1324                                 goto done;
1325                         if ((old_lo != _regs[VCPU_REGS_RAX])
1326                             || (old_hi != _regs[VCPU_REGS_RDX])) {
1327                                 _regs[VCPU_REGS_RAX] = old_lo;
1328                                 _regs[VCPU_REGS_RDX] = old_hi;
1329                                 _eflags &= ~EFLG_ZF;
1330                         } else if (ops->cmpxchg8b_emulated == NULL) {
1331                                 rc = X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1332                                 goto done;
1333                         } else {
1334                                 if ((rc = ops->cmpxchg8b_emulated(cr2, old_lo,
1335                                                           old_hi,
1336                                                           _regs[VCPU_REGS_RBX],
1337                                                           _regs[VCPU_REGS_RCX],
1338                                                           ctxt)) != 0)
1339                                         goto done;
1340                                 _eflags |= EFLG_ZF;
1341                         }
1342                         break;
1343                 }
1344 #elif defined(CONFIG_X86_64)
1345                 {
1346                         unsigned long old, new;
1347                         if ((rc = ops->read_emulated(cr2, &old, 8, ctxt)) != 0)
1348                                 goto done;
1349                         if (((u32) (old >> 0) != (u32) _regs[VCPU_REGS_RAX]) ||
1350                             ((u32) (old >> 32) != (u32) _regs[VCPU_REGS_RDX])) {
1351                                 _regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32) (old >> 0);
1352                                 _regs[VCPU_REGS_RDX] = (u32) (old >> 32);
1353                                 _eflags &= ~EFLG_ZF;
1354                         } else {
1355                                 new = (_regs[VCPU_REGS_RCX] << 32) | (u32) _regs[VCPU_REGS_RBX];
1356                                 if ((rc = ops->cmpxchg_emulated(cr2, old,
1357                                                           new, 8, ctxt)) != 0)
1358                                         goto done;
1359                                 _eflags |= EFLG_ZF;
1360                         }
1361                         break;
1362                 }
1363 #endif
1364         }
1365         goto writeback;
1366
1367 cannot_emulate:
1368         DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", b);
1369         return -1;
1370 }
1371
1372 #ifdef __XEN__
1373
1374 #include <asm/mm.h>
1375 #include <asm/uaccess.h>
1376
1377 int
1378 x86_emulate_read_std(unsigned long addr,
1379                      unsigned long *val,
1380                      unsigned int bytes, struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1381 {
1382         unsigned int rc;
1383
1384         *val = 0;
1385
1386         if ((rc = copy_from_user((void *)val, (void *)addr, bytes)) != 0) {
1387                 propagate_page_fault(addr + bytes - rc, 0);     /* read fault */
1388                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1389         }
1390
1391         return X86EMUL_CONTINUE;
1392 }
1393
1394 int
1395 x86_emulate_write_std(unsigned long addr,
1396                       unsigned long val,
1397                       unsigned int bytes, struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1398 {
1399         unsigned int rc;
1400
1401         if ((rc = copy_to_user((void *)addr, (void *)&val, bytes)) != 0) {
1402                 propagate_page_fault(addr + bytes - rc, PGERR_write_access);
1403                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1404         }
1405
1406         return X86EMUL_CONTINUE;
1407 }
1408
1409 #endif