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