sys/amd64/vmm/vmm_instruction_emul.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 2012 Sandvine, Inc.
   5  * Copyright (c) 2012 NetApp, Inc.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  *
  17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  18  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  19  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  20  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  21  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  22  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  23  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  24  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  25  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  26  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  27  * SUCH DAMAGE.
  28  *
  29  * $FreeBSD$
  30  */
  31
  32 #include <sys/cdefs.h>
  33 __FBSDID("$FreeBSD$");
  34
  35 #ifdef _KERNEL
  36 #include <sys/param.h>
  37 #include <sys/pcpu.h>
  38 #include <sys/systm.h>
  39 #include <sys/proc.h>
  40
  41 #include <vm/vm.h>
  42 #include <vm/pmap.h>
  43
  44 #include <machine/vmparam.h>
  45 #include <machine/vmm.h>
  46 #else   /* !_KERNEL */
  47 #include <sys/types.h>
  48 #include <sys/errno.h>
  49 #include <sys/_iovec.h>
  50
  51 #include <machine/vmm.h>
  52
  53 #include <assert.h>
  54 #include <vmmapi.h>
  55 #define KASSERT(exp,msg)        assert((exp))
  56 #endif  /* _KERNEL */
  57
  58 #include <machine/vmm_instruction_emul.h>
  59 #include <x86/psl.h>
  60 #include <x86/specialreg.h>
  61
  62 /* struct vie_op.op_type */
  63 enum {
  64         VIE_OP_TYPE_NONE = 0,
  65         VIE_OP_TYPE_MOV,
  66         VIE_OP_TYPE_MOVSX,
  67         VIE_OP_TYPE_MOVZX,
  68         VIE_OP_TYPE_AND,
  69         VIE_OP_TYPE_OR,
  70         VIE_OP_TYPE_SUB,
  71         VIE_OP_TYPE_TWO_BYTE,
  72         VIE_OP_TYPE_PUSH,
  73         VIE_OP_TYPE_CMP,
  74         VIE_OP_TYPE_POP,
  75         VIE_OP_TYPE_MOVS,
  76         VIE_OP_TYPE_GROUP1,
  77         VIE_OP_TYPE_STOS,
  78         VIE_OP_TYPE_BITTEST,
  79         VIE_OP_TYPE_TWOB_GRP15,
  80         VIE_OP_TYPE_ADD,
  81         VIE_OP_TYPE_LAST
  82 };
  83
  84 /* struct vie_op.op_flags */
  85 #define VIE_OP_F_IMM            (1 << 0)  /* 16/32-bit immediate operand */
  86 #define VIE_OP_F_IMM8           (1 << 1)  /* 8-bit immediate operand */
  87 #define VIE_OP_F_MOFFSET        (1 << 2)  /* 16/32/64-bit immediate moffset */
  88 #define VIE_OP_F_NO_MODRM       (1 << 3)
  89 #define VIE_OP_F_NO_GLA_VERIFICATION (1 << 4)
  90
  91 static const struct vie_op two_byte_opcodes[256] = {
  92         [0xAE] = {
  93                   .op_byte = 0xAE,
  94                   .op_type = VIE_OP_TYPE_TWOB_GRP15,
  95         },
  96         [0xB6] = {
  97                 .op_byte = 0xB6,
  98                 .op_type = VIE_OP_TYPE_MOVZX,
  99         },
 100         [0xB7] = {
 101                 .op_byte = 0xB7,
 102                 .op_type = VIE_OP_TYPE_MOVZX,
 103         },
 104         [0xBA] = {
 105                 .op_byte = 0xBA,
 106                 .op_type = VIE_OP_TYPE_BITTEST,
 107                 .op_flags = VIE_OP_F_IMM8,
 108         },
 109         [0xBE] = {
 110                 .op_byte = 0xBE,
 111                 .op_type = VIE_OP_TYPE_MOVSX,
 112         },
 113 };
 114
 115 static const struct vie_op one_byte_opcodes[256] = {
 116         [0x03] = {
 117                 .op_byte = 0x03,
 118                 .op_type = VIE_OP_TYPE_ADD,
 119         },
 120         [0x0F] = {
 121                 .op_byte = 0x0F,
 122                 .op_type = VIE_OP_TYPE_TWO_BYTE
 123         },
 124         [0x0B] = {
 125                 .op_byte = 0x0B,
 126                 .op_type = VIE_OP_TYPE_OR,
 127         },
 128         [0x2B] = {
 129                 .op_byte = 0x2B,
 130                 .op_type = VIE_OP_TYPE_SUB,
 131         },
 132         [0x39] = {
 133                 .op_byte = 0x39,
 134                 .op_type = VIE_OP_TYPE_CMP,
 135         },
 136         [0x3B] = {
 137                 .op_byte = 0x3B,
 138                 .op_type = VIE_OP_TYPE_CMP,
 139         },
 140         [0x88] = {
 141                 .op_byte = 0x88,
 142                 .op_type = VIE_OP_TYPE_MOV,
 143         },
 144         [0x89] = {
 145                 .op_byte = 0x89,
 146                 .op_type = VIE_OP_TYPE_MOV,
 147         },
 148         [0x8A] = {
 149                 .op_byte = 0x8A,
 150                 .op_type = VIE_OP_TYPE_MOV,
 151         },
 152         [0x8B] = {
 153                 .op_byte = 0x8B,
 154                 .op_type = VIE_OP_TYPE_MOV,
 155         },
 156         [0xA1] = {
 157                 .op_byte = 0xA1,
 158                 .op_type = VIE_OP_TYPE_MOV,
 159                 .op_flags = VIE_OP_F_MOFFSET | VIE_OP_F_NO_MODRM,
 160         },
 161         [0xA3] = {
 162                 .op_byte = 0xA3,
 163                 .op_type = VIE_OP_TYPE_MOV,
 164                 .op_flags = VIE_OP_F_MOFFSET | VIE_OP_F_NO_MODRM,
 165         },
 166         [0xA4] = {
 167                 .op_byte = 0xA4,
 168                 .op_type = VIE_OP_TYPE_MOVS,
 169                 .op_flags = VIE_OP_F_NO_MODRM | VIE_OP_F_NO_GLA_VERIFICATION
 170         },
 171         [0xA5] = {
 172                 .op_byte = 0xA5,
 173                 .op_type = VIE_OP_TYPE_MOVS,
 174                 .op_flags = VIE_OP_F_NO_MODRM | VIE_OP_F_NO_GLA_VERIFICATION
 175         },
 176         [0xAA] = {
 177                 .op_byte = 0xAA,
 178                 .op_type = VIE_OP_TYPE_STOS,
 179                 .op_flags = VIE_OP_F_NO_MODRM | VIE_OP_F_NO_GLA_VERIFICATION
 180         },
 181         [0xAB] = {
 182                 .op_byte = 0xAB,
 183                 .op_type = VIE_OP_TYPE_STOS,
 184                 .op_flags = VIE_OP_F_NO_MODRM | VIE_OP_F_NO_GLA_VERIFICATION
 185         },
 186         [0xC6] = {
 187                 /* XXX Group 11 extended opcode - not just MOV */
 188                 .op_byte = 0xC6,
 189                 .op_type = VIE_OP_TYPE_MOV,
 190                 .op_flags = VIE_OP_F_IMM8,
 191         },
 192         [0xC7] = {
 193                 .op_byte = 0xC7,
 194                 .op_type = VIE_OP_TYPE_MOV,
 195                 .op_flags = VIE_OP_F_IMM,
 196         },
 197         [0x23] = {
 198                 .op_byte = 0x23,
 199                 .op_type = VIE_OP_TYPE_AND,
 200         },
 201         [0x80] = {
 202                 /* Group 1 extended opcode */
 203                 .op_byte = 0x80,
 204                 .op_type = VIE_OP_TYPE_GROUP1,
 205                 .op_flags = VIE_OP_F_IMM8,
 206         },
 207         [0x81] = {
 208                 /* Group 1 extended opcode */
 209                 .op_byte = 0x81,
 210                 .op_type = VIE_OP_TYPE_GROUP1,
 211                 .op_flags = VIE_OP_F_IMM,
 212         },
 213         [0x83] = {
 214                 /* Group 1 extended opcode */
 215                 .op_byte = 0x83,
 216                 .op_type = VIE_OP_TYPE_GROUP1,
 217                 .op_flags = VIE_OP_F_IMM8,
 218         },
 219         [0x8F] = {
 220                 /* XXX Group 1A extended opcode - not just POP */
 221                 .op_byte = 0x8F,
 222                 .op_type = VIE_OP_TYPE_POP,
 223         },
 224         [0xFF] = {
 225                 /* XXX Group 5 extended opcode - not just PUSH */
 226                 .op_byte = 0xFF,
 227                 .op_type = VIE_OP_TYPE_PUSH,
 228         }
 229 };
 230
 231 /* struct vie.mod */
 232 #define VIE_MOD_INDIRECT                0
 233 #define VIE_MOD_INDIRECT_DISP8          1
 234 #define VIE_MOD_INDIRECT_DISP32         2
 235 #define VIE_MOD_DIRECT                  3
 236
 237 /* struct vie.rm */
 238 #define VIE_RM_SIB                      4
 239 #define VIE_RM_DISP32                   5
 240
 241 #define GB                              (1024 * 1024 * 1024)
 242
 243 static enum vm_reg_name gpr_map[16] = {
 244         VM_REG_GUEST_RAX,
 245         VM_REG_GUEST_RCX,
 246         VM_REG_GUEST_RDX,
 247         VM_REG_GUEST_RBX,
 248         VM_REG_GUEST_RSP,
 249         VM_REG_GUEST_RBP,
 250         VM_REG_GUEST_RSI,
 251         VM_REG_GUEST_RDI,
 252         VM_REG_GUEST_R8,
 253         VM_REG_GUEST_R9,
 254         VM_REG_GUEST_R10,
 255         VM_REG_GUEST_R11,
 256         VM_REG_GUEST_R12,
 257         VM_REG_GUEST_R13,
 258         VM_REG_GUEST_R14,
 259         VM_REG_GUEST_R15
 260 };
 261
 262 static uint64_t size2mask[] = {
 263         [1] = 0xff,
 264         [2] = 0xffff,
 265         [4] = 0xffffffff,
 266         [8] = 0xffffffffffffffff,
 267 };
 268
 269 static int
 270 vie_read_register(void *vm, int vcpuid, enum vm_reg_name reg, uint64_t *rval)
 271 {
 272         int error;
 273
 274         error = vm_get_register(vm, vcpuid, reg, rval);
 275
 276         return (error);
 277 }
 278
 279 static void
 280 vie_calc_bytereg(struct vie *vie, enum vm_reg_name *reg, int *lhbr)
 281 {
 282         *lhbr = 0;
 283         *reg = gpr_map[vie->reg];
 284
 285         /*
 286          * 64-bit mode imposes limitations on accessing legacy high byte
 287          * registers (lhbr).
 288          *
 289          * The legacy high-byte registers cannot be addressed if the REX
 290          * prefix is present. In this case the values 4, 5, 6 and 7 of the
 291          * 'ModRM:reg' field address %spl, %bpl, %sil and %dil respectively.
 292          *
 293          * If the REX prefix is not present then the values 4, 5, 6 and 7
 294          * of the 'ModRM:reg' field address the legacy high-byte registers,
 295          * %ah, %ch, %dh and %bh respectively.
 296          */
 297         if (!vie->rex_present) {
 298                 if (vie->reg & 0x4) {
 299                         *lhbr = 1;
 300                         *reg = gpr_map[vie->reg & 0x3];
 301                 }
 302         }
 303 }
 304
 305 static int
 306 vie_read_bytereg(void *vm, int vcpuid, struct vie *vie, uint8_t *rval)
 307 {
 308         uint64_t val;
 309         int error, lhbr;
 310         enum vm_reg_name reg;
 311
 312         vie_calc_bytereg(vie, &reg, &lhbr);
 313         error = vm_get_register(vm, vcpuid, reg, &val);
 314
 315         /*
 316          * To obtain the value of a legacy high byte register shift the
 317          * base register right by 8 bits (%ah = %rax >> 8).
 318          */
 319         if (lhbr)
 320                 *rval = val >> 8;
 321         else
 322                 *rval = val;
 323         return (error);
 324 }
 325
 326 static int
 327 vie_write_bytereg(void *vm, int vcpuid, struct vie *vie, uint8_t byte)
 328 {
 329         uint64_t origval, val, mask;
 330         int error, lhbr;
 331         enum vm_reg_name reg;
 332
 333         vie_calc_bytereg(vie, &reg, &lhbr);
 334         error = vm_get_register(vm, vcpuid, reg, &origval);
 335         if (error == 0) {
 336                 val = byte;
 337                 mask = 0xff;
 338                 if (lhbr) {
 339                         /*
 340                          * Shift left by 8 to store 'byte' in a legacy high
 341                          * byte register.
 342                          */
 343                         val <<= 8;
 344                         mask <<= 8;
 345                 }
 346                 val |= origval & ~mask;
 347                 error = vm_set_register(vm, vcpuid, reg, val);
 348         }
 349         return (error);
 350 }
 351
 352 int
 353 vie_update_register(void *vm, int vcpuid, enum vm_reg_name reg,
 354                     uint64_t val, int size)
 355 {
 356         int error;
 357         uint64_t origval;
 358
 359         switch (size) {
 360         case 1:
 361         case 2:
 362                 error = vie_read_register(vm, vcpuid, reg, &origval);
 363                 if (error)
 364                         return (error);
 365                 val &= size2mask[size];
 366                 val |= origval & ~size2mask[size];
 367                 break;
 368         case 4:
 369                 val &= 0xffffffffUL;
 370                 break;
 371         case 8:
 372                 break;
 373         default:
 374                 return (EINVAL);
 375         }
 376
 377         error = vm_set_register(vm, vcpuid, reg, val);
 378         return (error);
 379 }
 380
 381 #define RFLAGS_STATUS_BITS    (PSL_C | PSL_PF | PSL_AF | PSL_Z | PSL_N | PSL_V)
 382
 383 /*
 384  * Return the status flags that would result from doing (x - y).
 385  */
 386 #define GETCC(sz)                                                       \
 387 static u_long                                                           \
 388 getcc##sz(uint##sz##_t x, uint##sz##_t y)                               \
 389 {                                                                       \
 390         u_long rflags;                                                  \
 391                                                                         \
 392         __asm __volatile("sub %2,%1; pushfq; popq %0" :                 \
 393             "=r" (rflags), "+r" (x) : "m" (y));                         \
 394         return (rflags);                                                \
 395 } struct __hack
 396
 397 GETCC(8);
 398 GETCC(16);
 399 GETCC(32);
 400 GETCC(64);
 401
 402 static u_long
 403 getcc(int opsize, uint64_t x, uint64_t y)
 404 {
 405         KASSERT(opsize == 1 || opsize == 2 || opsize == 4 || opsize == 8,
 406             ("getcc: invalid operand size %d", opsize));
 407
 408         if (opsize == 1)
 409                 return (getcc8(x, y));
 410         else if (opsize == 2)
 411                 return (getcc16(x, y));
 412         else if (opsize == 4)
 413                 return (getcc32(x, y));
 414         else
 415                 return (getcc64(x, y));
 416 }
 417
 418 /*
 419  * Macro creation of functions getaddflags{8,16,32,64}
 420  */
 421 #define GETADDFLAGS(sz)                                                 \
 422 static u_long                                                           \
 423 getaddflags##sz(uint##sz##_t x, uint##sz##_t y)                         \
 424 {                                                                       \
 425         u_long rflags;                                                  \
 426                                                                         \
 427         __asm __volatile("add %2,%1; pushfq; popq %0" :                 \
 428             "=r" (rflags), "+r" (x) : "m" (y));                         \
 429         return (rflags);                                                \
 430 } struct __hack
 431
 432 GETADDFLAGS(8);
 433 GETADDFLAGS(16);
 434 GETADDFLAGS(32);
 435 GETADDFLAGS(64);
 436
 437 static u_long
 438 getaddflags(int opsize, uint64_t x, uint64_t y)
 439 {
 440         KASSERT(opsize == 1 || opsize == 2 || opsize == 4 || opsize == 8,
 441             ("getaddflags: invalid operand size %d", opsize));
 442
 443         if (opsize == 1)
 444                 return (getaddflags8(x, y));
 445         else if (opsize == 2)
 446                 return (getaddflags16(x, y));
 447         else if (opsize == 4)
 448                 return (getaddflags32(x, y));
 449         else
 450                 return (getaddflags64(x, y));
 451 }
 452
 453 static int
 454 emulate_mov(void *vm, int vcpuid, uint64_t gpa, struct vie *vie,
 455             mem_region_read_t memread, mem_region_write_t memwrite, void *arg)
 456 {
 457         int error, size;
 458         enum vm_reg_name reg;
 459         uint8_t byte;
 460         uint64_t val;
 461
 462         size = vie->opsize;
 463         error = EINVAL;
 464
 465         switch (vie->op.op_byte) {
 466         case 0x88:
 467                 /*
 468                  * MOV byte from reg (ModRM:reg) to mem (ModRM:r/m)
 469                  * 88/r:        mov r/m8, r8
 470                  * REX + 88/r:  mov r/m8, r8 (%ah, %ch, %dh, %bh not available)
 471                  */
 472                 size = 1;       /* override for byte operation */
 473                 error = vie_read_bytereg(vm, vcpuid, vie, &byte);
 474                 if (error == 0)
 475                         error = memwrite(vm, vcpuid, gpa, byte, size, arg);
 476                 break;
 477         case 0x89:
 478                 /*
 479                  * MOV from reg (ModRM:reg) to mem (ModRM:r/m)
 480                  * 89/r:        mov r/m16, r16
 481                  * 89/r:        mov r/m32, r32
 482                  * REX.W + 89/r mov r/m64, r64
 483                  */
 484                 reg = gpr_map[vie->reg];
 485                 error = vie_read_register(vm, vcpuid, reg, &val);
 486                 if (error == 0) {
 487                         val &= size2mask[size];
 488                         error = memwrite(vm, vcpuid, gpa, val, size, arg);
 489                 }
 490                 break;
 491         case 0x8A:
 492                 /*
 493                  * MOV byte from mem (ModRM:r/m) to reg (ModRM:reg)
 494                  * 8A/r:        mov r8, r/m8
 495                  * REX + 8A/r:  mov r8, r/m8
 496                  */
 497                 size = 1;       /* override for byte operation */
 498                 error = memread(vm, vcpuid, gpa, &val, size, arg);
 499                 if (error == 0)
 500                         error = vie_write_bytereg(vm, vcpuid, vie, val);
 501                 break;
 502         case 0x8B:
 503                 /*
 504                  * MOV from mem (ModRM:r/m) to reg (ModRM:reg)
 505                  * 8B/r:        mov r16, r/m16
 506                  * 8B/r:        mov r32, r/m32
 507                  * REX.W 8B/r:  mov r64, r/m64
 508                  */
 509                 error = memread(vm, vcpuid, gpa, &val, size, arg);
 510                 if (error == 0) {
 511                         reg = gpr_map[vie->reg];
 512                         error = vie_update_register(vm, vcpuid, reg, val, size);
 513                 }
 514                 break;
 515         case 0xA1:
 516                 /*
 517                  * MOV from seg:moffset to AX/EAX/RAX
 518                  * A1:          mov AX, moffs16
 519                  * A1:          mov EAX, moffs32
 520                  * REX.W + A1:  mov RAX, moffs64
 521                  */
 522                 error = memread(vm, vcpuid, gpa, &val, size, arg);
 523                 if (error == 0) {
 524                         reg = VM_REG_GUEST_RAX;
 525                         error = vie_update_register(vm, vcpuid, reg, val, size);
 526                 }
 527                 break;
 528         case 0xA3:
 529                 /*
 530                  * MOV from AX/EAX/RAX to seg:moffset
 531                  * A3:          mov moffs16, AX
 532                  * A3:          mov moffs32, EAX
 533                  * REX.W + A3:  mov moffs64, RAX
 534                  */
 535                 error = vie_read_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RAX, &val);
 536                 if (error == 0) {
 537                         val &= size2mask[size];
 538                         error = memwrite(vm, vcpuid, gpa, val, size, arg);
 539                 }
 540                 break;
 541         case 0xC6:
 542                 /*
 543                  * MOV from imm8 to mem (ModRM:r/m)
 544                  * C6/0         mov r/m8, imm8
 545                  * REX + C6/0   mov r/m8, imm8
 546                  */
 547                 size = 1;       /* override for byte operation */
 548                 error = memwrite(vm, vcpuid, gpa, vie->immediate, size, arg);
 549                 break;
 550         case 0xC7:
 551                 /*
 552                  * MOV from imm16/imm32 to mem (ModRM:r/m)
 553                  * C7/0         mov r/m16, imm16
 554                  * C7/0         mov r/m32, imm32
 555                  * REX.W + C7/0 mov r/m64, imm32 (sign-extended to 64-bits)
 556                  */
 557                 val = vie->immediate & size2mask[size];
 558                 error = memwrite(vm, vcpuid, gpa, val, size, arg);
 559                 break;
 560         default:
 561                 break;
 562         }
 563
 564         return (error);
 565 }
 566
 567 static int
 568 emulate_movx(void *vm, int vcpuid, uint64_t gpa, struct vie *vie,
 569              mem_region_read_t memread, mem_region_write_t memwrite,
 570              void *arg)
 571 {
 572         int error, size;
 573         enum vm_reg_name reg;
 574         uint64_t val;
 575
 576         size = vie->opsize;
 577         error = EINVAL;
 578
 579         switch (vie->op.op_byte) {
 580         case 0xB6:
 581                 /*
 582                  * MOV and zero extend byte from mem (ModRM:r/m) to
 583                  * reg (ModRM:reg).
 584                  *
 585                  * 0F B6/r              movzx r16, r/m8
 586                  * 0F B6/r              movzx r32, r/m8
 587                  * REX.W + 0F B6/r      movzx r64, r/m8
 588                  */
 589
 590                 /* get the first operand */
 591                 error = memread(vm, vcpuid, gpa, &val, 1, arg);
 592                 if (error)
 593                         break;
 594
 595                 /* get the second operand */
 596                 reg = gpr_map[vie->reg];
 597
 598                 /* zero-extend byte */
 599                 val = (uint8_t)val;
 600
 601                 /* write the result */
 602                 error = vie_update_register(vm, vcpuid, reg, val, size);
 603                 break;
 604         case 0xB7:
 605                 /*
 606                  * MOV and zero extend word from mem (ModRM:r/m) to
 607                  * reg (ModRM:reg).
 608                  *
 609                  * 0F B7/r              movzx r32, r/m16
 610                  * REX.W + 0F B7/r      movzx r64, r/m16
 611                  */
 612                 error = memread(vm, vcpuid, gpa, &val, 2, arg);
 613                 if (error)
 614                         return (error);
 615
 616                 reg = gpr_map[vie->reg];
 617
 618                 /* zero-extend word */
 619                 val = (uint16_t)val;
 620
 621                 error = vie_update_register(vm, vcpuid, reg, val, size);
 622                 break;
 623         case 0xBE:
 624                 /*
 625                  * MOV and sign extend byte from mem (ModRM:r/m) to
 626                  * reg (ModRM:reg).
 627                  *
 628                  * 0F BE/r              movsx r16, r/m8
 629                  * 0F BE/r              movsx r32, r/m8
 630                  * REX.W + 0F BE/r      movsx r64, r/m8
 631                  */
 632
 633                 /* get the first operand */
 634                 error = memread(vm, vcpuid, gpa, &val, 1, arg);
 635                 if (error)
 636                         break;
 637
 638                 /* get the second operand */
 639                 reg = gpr_map[vie->reg];
 640
 641                 /* sign extend byte */
 642                 val = (int8_t)val;
 643
 644                 /* write the result */
 645                 error = vie_update_register(vm, vcpuid, reg, val, size);
 646                 break;
 647         default:
 648                 break;
 649         }
 650         return (error);
 651 }
 652
 653 /*
 654  * Helper function to calculate and validate a linear address.
 655  */
 656 static int
 657 get_gla(void *vm, int vcpuid, struct vie *vie, struct vm_guest_paging *paging,
 658     int opsize, int addrsize, int prot, enum vm_reg_name seg,
 659     enum vm_reg_name gpr, uint64_t *gla, int *fault)
 660 {
 661         struct seg_desc desc;
 662         uint64_t cr0, val, rflags;
 663         int error;
 664
 665         error = vie_read_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_CR0, &cr0);
 666         KASSERT(error == 0, ("%s: error %d getting cr0", __func__, error));
 667
 668         error = vie_read_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RFLAGS, &rflags);
 669         KASSERT(error == 0, ("%s: error %d getting rflags", __func__, error));
 670
 671         error = vm_get_seg_desc(vm, vcpuid, seg, &desc);
 672         KASSERT(error == 0, ("%s: error %d getting segment descriptor %d",
 673             __func__, error, seg));
 674
 675         error = vie_read_register(vm, vcpuid, gpr, &val);
 676         KASSERT(error == 0, ("%s: error %d getting register %d", __func__,
 677             error, gpr));
 678
 679         if (vie_calculate_gla(paging->cpu_mode, seg, &desc, val, opsize,
 680             addrsize, prot, gla)) {
 681                 if (seg == VM_REG_GUEST_SS)
 682                         vm_inject_ss(vm, vcpuid, 0);
 683                 else
 684                         vm_inject_gp(vm, vcpuid);
 685                 goto guest_fault;
 686         }
 687
 688         if (vie_canonical_check(paging->cpu_mode, *gla)) {
 689                 if (seg == VM_REG_GUEST_SS)
 690                         vm_inject_ss(vm, vcpuid, 0);
 691                 else
 692                         vm_inject_gp(vm, vcpuid);
 693                 goto guest_fault;
 694         }
 695
 696         if (vie_alignment_check(paging->cpl, opsize, cr0, rflags, *gla)) {
 697                 vm_inject_ac(vm, vcpuid, 0);
 698                 goto guest_fault;
 699         }
 700
 701         *fault = 0;
 702         return (0);
 703
 704 guest_fault:
 705         *fault = 1;
 706         return (0);
 707 }
 708
 709 static int
 710 emulate_movs(void *vm, int vcpuid, uint64_t gpa, struct vie *vie,
 711     struct vm_guest_paging *paging, mem_region_read_t memread,
 712     mem_region_write_t memwrite, void *arg)
 713 {
 714 #ifdef _KERNEL
 715         struct vm_copyinfo copyinfo[2];
 716 #else
 717         struct iovec copyinfo[2];
 718 #endif
 719         uint64_t dstaddr, srcaddr, dstgpa, srcgpa, val;
 720         uint64_t rcx, rdi, rsi, rflags;
 721         int error, fault, opsize, seg, repeat;
 722
 723         opsize = (vie->op.op_byte == 0xA4) ? 1 : vie->opsize;
 724         val = 0;
 725         error = 0;
 726
 727         /*
 728          * XXX although the MOVS instruction is only supposed to be used with
 729          * the "rep" prefix some guests like FreeBSD will use "repnz" instead.
 730          *
 731          * Empirically the "repnz" prefix has identical behavior to "rep"
 732          * and the zero flag does not make a difference.
 733          */
 734         repeat = vie->repz_present | vie->repnz_present;
 735
 736         if (repeat) {
 737                 error = vie_read_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RCX, &rcx);
 738                 KASSERT(!error, ("%s: error %d getting rcx", __func__, error));
 739
 740                 /*
 741                  * The count register is %rcx, %ecx or %cx depending on the
 742                  * address size of the instruction.
 743                  */
 744                 if ((rcx & vie_size2mask(vie->addrsize)) == 0) {
 745                         error = 0;
 746                         goto done;
 747                 }
 748         }
 749
 750         /*
 751          *      Source          Destination     Comments
 752          *      --------------------------------------------
 753          * (1)  memory          memory          n/a
 754          * (2)  memory          mmio            emulated
 755          * (3)  mmio            memory          emulated
 756          * (4)  mmio            mmio            emulated
 757          *
 758          * At this point we don't have sufficient information to distinguish
 759          * between (2), (3) and (4). We use 'vm_copy_setup()' to tease this
 760          * out because it will succeed only when operating on regular memory.
 761          *
 762          * XXX the emulation doesn't properly handle the case where 'gpa'
 763          * is straddling the boundary between the normal memory and MMIO.
 764          */
 765
 766         seg = vie->segment_override ? vie->segment_register : VM_REG_GUEST_DS;
 767         error = get_gla(vm, vcpuid, vie, paging, opsize, vie->addrsize,
 768             PROT_READ, seg, VM_REG_GUEST_RSI, &srcaddr, &fault);
 769         if (error || fault)
 770                 goto done;
 771
 772         error = vm_copy_setup(vm, vcpuid, paging, srcaddr, opsize, PROT_READ,
 773             copyinfo, nitems(copyinfo), &fault);
 774         if (error == 0) {
 775                 if (fault)
 776                         goto done;      /* Resume guest to handle fault */
 777
 778                 /*
 779                  * case (2): read from system memory and write to mmio.
 780                  */
 781                 vm_copyin(vm, vcpuid, copyinfo, &val, opsize);
 782                 vm_copy_teardown(vm, vcpuid, copyinfo, nitems(copyinfo));
 783                 error = memwrite(vm, vcpuid, gpa, val, opsize, arg);
 784                 if (error)
 785                         goto done;
 786         } else {
 787                 /*
 788                  * 'vm_copy_setup()' is expected to fail for cases (3) and (4)
 789                  * if 'srcaddr' is in the mmio space.
 790                  */
 791
 792                 error = get_gla(vm, vcpuid, vie, paging, opsize, vie->addrsize,
 793                     PROT_WRITE, VM_REG_GUEST_ES, VM_REG_GUEST_RDI, &dstaddr,
 794                     &fault);
 795                 if (error || fault)
 796                         goto done;
 797
 798                 error = vm_copy_setup(vm, vcpuid, paging, dstaddr, opsize,
 799                     PROT_WRITE, copyinfo, nitems(copyinfo), &fault);
 800                 if (error == 0) {
 801                         if (fault)
 802                                 goto done;    /* Resume guest to handle fault */
 803
 804                         /*
 805                          * case (3): read from MMIO and write to system memory.
 806                          *
 807                          * A MMIO read can have side-effects so we
 808                          * commit to it only after vm_copy_setup() is
 809                          * successful. If a page-fault needs to be
 810                          * injected into the guest then it will happen
 811                          * before the MMIO read is attempted.
 812                          */
 813                         error = memread(vm, vcpuid, gpa, &val, opsize, arg);
 814                         if (error)
 815                                 goto done;
 816
 817                         vm_copyout(vm, vcpuid, &val, copyinfo, opsize);
 818                         vm_copy_teardown(vm, vcpuid, copyinfo, nitems(copyinfo));
 819                 } else {
 820                         /*
 821                          * Case (4): read from and write to mmio.
 822                          *
 823                          * Commit to the MMIO read/write (with potential
 824                          * side-effects) only after we are sure that the
 825                          * instruction is not going to be restarted due
 826                          * to address translation faults.
 827                          */
 828                         error = vm_gla2gpa(vm, vcpuid, paging, srcaddr,
 829                             PROT_READ, &srcgpa, &fault);
 830                         if (error || fault)
 831                                 goto done;
 832
 833                         error = vm_gla2gpa(vm, vcpuid, paging, dstaddr,
 834                            PROT_WRITE, &dstgpa, &fault);
 835                         if (error || fault)
 836                                 goto done;
 837
 838                         error = memread(vm, vcpuid, srcgpa, &val, opsize, arg);
 839                         if (error)
 840                                 goto done;
 841
 842                         error = memwrite(vm, vcpuid, dstgpa, val, opsize, arg);
 843                         if (error)
 844                                 goto done;
 845                 }
 846         }
 847
 848         error = vie_read_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RSI, &rsi);
 849         KASSERT(error == 0, ("%s: error %d getting rsi", __func__, error));
 850
 851         error = vie_read_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RDI, &rdi);
 852         KASSERT(error == 0, ("%s: error %d getting rdi", __func__, error));
 853
 854         error = vie_read_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RFLAGS, &rflags);
 855         KASSERT(error == 0, ("%s: error %d getting rflags", __func__, error));
 856
 857         if (rflags & PSL_D) {
 858                 rsi -= opsize;
 859                 rdi -= opsize;
 860         } else {
 861                 rsi += opsize;
 862                 rdi += opsize;
 863         }
 864
 865         error = vie_update_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RSI, rsi,
 866             vie->addrsize);
 867         KASSERT(error == 0, ("%s: error %d updating rsi", __func__, error));
 868
 869         error = vie_update_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RDI, rdi,
 870             vie->addrsize);
 871         KASSERT(error == 0, ("%s: error %d updating rdi", __func__, error));
 872
 873         if (repeat) {
 874                 rcx = rcx - 1;
 875                 error = vie_update_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RCX,
 876                     rcx, vie->addrsize);
 877                 KASSERT(!error, ("%s: error %d updating rcx", __func__, error));
 878
 879                 /*
 880                  * Repeat the instruction if the count register is not zero.
 881                  */
 882                 if ((rcx & vie_size2mask(vie->addrsize)) != 0)
 883                         vm_restart_instruction(vm, vcpuid);
 884         }
 885 done:
 886         KASSERT(error == 0 || error == EFAULT, ("%s: unexpected error %d",
 887             __func__, error));
 888         return (error);
 889 }
 890
 891 static int
 892 emulate_stos(void *vm, int vcpuid, uint64_t gpa, struct vie *vie,
 893     struct vm_guest_paging *paging, mem_region_read_t memread,
 894     mem_region_write_t memwrite, void *arg)
 895 {
 896         int error, opsize, repeat;
 897         uint64_t val;
 898         uint64_t rcx, rdi, rflags;
 899
 900         opsize = (vie->op.op_byte == 0xAA) ? 1 : vie->opsize;
 901         repeat = vie->repz_present | vie->repnz_present;
 902
 903         if (repeat) {
 904                 error = vie_read_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RCX, &rcx);
 905                 KASSERT(!error, ("%s: error %d getting rcx", __func__, error));
 906
 907                 /*
 908                  * The count register is %rcx, %ecx or %cx depending on the
 909                  * address size of the instruction.
 910                  */
 911                 if ((rcx & vie_size2mask(vie->addrsize)) == 0)
 912                         return (0);
 913         }
 914
 915         error = vie_read_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RAX, &val);
 916         KASSERT(!error, ("%s: error %d getting rax", __func__, error));
 917
 918         error = memwrite(vm, vcpuid, gpa, val, opsize, arg);
 919         if (error)
 920                 return (error);
 921
 922         error = vie_read_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RDI, &rdi);
 923         KASSERT(error == 0, ("%s: error %d getting rdi", __func__, error));
 924
 925         error = vie_read_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RFLAGS, &rflags);
 926         KASSERT(error == 0, ("%s: error %d getting rflags", __func__, error));
 927
 928         if (rflags & PSL_D)
 929                 rdi -= opsize;
 930         else
 931                 rdi += opsize;
 932
 933         error = vie_update_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RDI, rdi,
 934             vie->addrsize);
 935         KASSERT(error == 0, ("%s: error %d updating rdi", __func__, error));
 936
 937         if (repeat) {
 938                 rcx = rcx - 1;
 939                 error = vie_update_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RCX,
 940                     rcx, vie->addrsize);
 941                 KASSERT(!error, ("%s: error %d updating rcx", __func__, error));
 942
 943                 /*
 944                  * Repeat the instruction if the count register is not zero.
 945                  */
 946                 if ((rcx & vie_size2mask(vie->addrsize)) != 0)
 947                         vm_restart_instruction(vm, vcpuid);
 948         }
 949
 950         return (0);
 951 }
 952
 953 static int
 954 emulate_and(void *vm, int vcpuid, uint64_t gpa, struct vie *vie,
 955             mem_region_read_t memread, mem_region_write_t memwrite, void *arg)
 956 {
 957         int error, size;
 958         enum vm_reg_name reg;
 959         uint64_t result, rflags, rflags2, val1, val2;
 960
 961         size = vie->opsize;
 962         error = EINVAL;
 963
 964         switch (vie->op.op_byte) {
 965         case 0x23:
 966                 /*
 967                  * AND reg (ModRM:reg) and mem (ModRM:r/m) and store the
 968                  * result in reg.
 969                  *
 970                  * 23/r         and r16, r/m16
 971                  * 23/r         and r32, r/m32
 972                  * REX.W + 23/r and r64, r/m64
 973                  */
 974
 975                 /* get the first operand */
 976                 reg = gpr_map[vie->reg];
 977                 error = vie_read_register(vm, vcpuid, reg, &val1);
 978                 if (error)
 979                         break;
 980
 981                 /* get the second operand */
 982                 error = memread(vm, vcpuid, gpa, &val2, size, arg);
 983                 if (error)
 984                         break;
 985
 986                 /* perform the operation and write the result */
 987                 result = val1 & val2;
 988                 error = vie_update_register(vm, vcpuid, reg, result, size);
 989                 break;
 990         case 0x81:
 991         case 0x83:
 992                 /*
 993                  * AND mem (ModRM:r/m) with immediate and store the
 994                  * result in mem.
 995                  *
 996                  * 81 /4                and r/m16, imm16
 997                  * 81 /4                and r/m32, imm32
 998                  * REX.W + 81 /4        and r/m64, imm32 sign-extended to 64
 999                  *
1000                  * 83 /4                and r/m16, imm8 sign-extended to 16
1001                  * 83 /4                and r/m32, imm8 sign-extended to 32
1002                  * REX.W + 83/4         and r/m64, imm8 sign-extended to 64
1003                  */
1004
1005                 /* get the first operand */
1006                 error = memread(vm, vcpuid, gpa, &val1, size, arg);
1007                 if (error)
1008                         break;
1009
1010                 /*
1011                  * perform the operation with the pre-fetched immediate
1012                  * operand and write the result
1013                  */
1014                 result = val1 & vie->immediate;
1015                 error = memwrite(vm, vcpuid, gpa, result, size, arg);
1016                 break;
1017         default:
1018                 break;
1019         }
1020         if (error)
1021                 return (error);
1022
1023         error = vie_read_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RFLAGS, &rflags);
1024         if (error)
1025                 return (error);
1026
1027         /*
1028          * OF and CF are cleared; the SF, ZF and PF flags are set according
1029          * to the result; AF is undefined.
1030          *
1031          * The updated status flags are obtained by subtracting 0 from 'result'.
1032          */
1033         rflags2 = getcc(size, result, 0);
1034         rflags &= ~RFLAGS_STATUS_BITS;
1035         rflags |= rflags2 & (PSL_PF | PSL_Z | PSL_N);
1036
1037         error = vie_update_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RFLAGS, rflags, 8);
1038         return (error);
1039 }
1040
1041 static int
1042 emulate_or(void *vm, int vcpuid, uint64_t gpa, struct vie *vie,
1043             mem_region_read_t memread, mem_region_write_t memwrite, void *arg)
1044 {
1045         int error, size;
1046         enum vm_reg_name reg;
1047         uint64_t result, rflags, rflags2, val1, val2;
1048
1049         size = vie->opsize;
1050         error = EINVAL;
1051
1052         switch (vie->op.op_byte) {
1053         case 0x0B:
1054                 /*
1055                  * OR reg (ModRM:reg) and mem (ModRM:r/m) and store the
1056                  * result in reg.
1057                  *
1058                  * 0b/r         or r16, r/m16
1059                  * 0b/r         or r32, r/m32
1060                  * REX.W + 0b/r or r64, r/m64
1061                  */
1062
1063                 /* get the first operand */
1064                 reg = gpr_map[vie->reg];
1065                 error = vie_read_register(vm, vcpuid, reg, &val1);
1066                 if (error)
1067                         break;
1068
1069                 /* get the second operand */
1070                 error = memread(vm, vcpuid, gpa, &val2, size, arg);
1071                 if (error)
1072                         break;
1073
1074                 /* perform the operation and write the result */
1075                 result = val1 | val2;
1076                 error = vie_update_register(vm, vcpuid, reg, result, size);
1077                 break;
1078         case 0x81:
1079         case 0x83:
1080                 /*
1081                  * OR mem (ModRM:r/m) with immediate and store the
1082                  * result in mem.
1083                  *
1084                  * 81 /1                or r/m16, imm16
1085                  * 81 /1                or r/m32, imm32
1086                  * REX.W + 81 /1        or r/m64, imm32 sign-extended to 64
1087                  *
1088                  * 83 /1                or r/m16, imm8 sign-extended to 16
1089                  * 83 /1                or r/m32, imm8 sign-extended to 32
1090                  * REX.W + 83/1         or r/m64, imm8 sign-extended to 64
1091                  */
1092
1093                 /* get the first operand */
1094                 error = memread(vm, vcpuid, gpa, &val1, size, arg);
1095                 if (error)
1096                         break;
1097
1098                 /*
1099                  * perform the operation with the pre-fetched immediate
1100                  * operand and write the result
1101                  */
1102                 result = val1 | vie->immediate;
1103                 error = memwrite(vm, vcpuid, gpa, result, size, arg);
1104                 break;
1105         default:
1106                 break;
1107         }
1108         if (error)
1109                 return (error);
1110
1111         error = vie_read_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RFLAGS, &rflags);
1112         if (error)
1113                 return (error);
1114
1115         /*
1116          * OF and CF are cleared; the SF, ZF and PF flags are set according
1117          * to the result; AF is undefined.
1118          *
1119          * The updated status flags are obtained by subtracting 0 from 'result'.
1120          */
1121         rflags2 = getcc(size, result, 0);
1122         rflags &= ~RFLAGS_STATUS_BITS;
1123         rflags |= rflags2 & (PSL_PF | PSL_Z | PSL_N);
1124
1125         error = vie_update_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RFLAGS, rflags, 8);
1126         return (error);
1127 }
1128
1129 static int
1130 emulate_cmp(void *vm, int vcpuid, uint64_t gpa, struct vie *vie,
1131             mem_region_read_t memread, mem_region_write_t memwrite, void *arg)
1132 {
1133         int error, size;
1134         uint64_t regop, memop, op1, op2, rflags, rflags2;
1135         enum vm_reg_name reg;
1136
1137         size = vie->opsize;
1138         switch (vie->op.op_byte) {
1139         case 0x39:
1140         case 0x3B:
1141                 /*
1142                  * 39/r         CMP r/m16, r16
1143                  * 39/r         CMP r/m32, r32
1144                  * REX.W 39/r   CMP r/m64, r64
1145                  *
1146                  * 3B/r         CMP r16, r/m16
1147                  * 3B/r         CMP r32, r/m32
1148                  * REX.W + 3B/r CMP r64, r/m64
1149                  *
1150                  * Compare the first operand with the second operand and
1151                  * set status flags in EFLAGS register. The comparison is
1152                  * performed by subtracting the second operand from the first
1153                  * operand and then setting the status flags.
1154                  */
1155
1156                 /* Get the register operand */
1157                 reg = gpr_map[vie->reg];
1158                 error = vie_read_register(vm, vcpuid, reg, &regop);
1159                 if (error)
1160                         return (error);
1161
1162                 /* Get the memory operand */
1163                 error = memread(vm, vcpuid, gpa, &memop, size, arg);
1164                 if (error)
1165                         return (error);
1166
1167                 if (vie->op.op_byte == 0x3B) {
1168                         op1 = regop;
1169                         op2 = memop;
1170                 } else {
1171                         op1 = memop;
1172                         op2 = regop;
1173                 }
1174                 rflags2 = getcc(size, op1, op2);
1175                 break;
1176         case 0x80:
1177         case 0x81:
1178         case 0x83:
1179                 /*
1180                  * 80 /7                cmp r/m8, imm8
1181                  * REX + 80 /7          cmp r/m8, imm8
1182                  *
1183                  * 81 /7                cmp r/m16, imm16
1184                  * 81 /7                cmp r/m32, imm32
1185                  * REX.W + 81 /7        cmp r/m64, imm32 sign-extended to 64
1186                  *
1187                  * 83 /7                cmp r/m16, imm8 sign-extended to 16
1188                  * 83 /7                cmp r/m32, imm8 sign-extended to 32
1189                  * REX.W + 83 /7        cmp r/m64, imm8 sign-extended to 64
1190                  *
1191                  * Compare mem (ModRM:r/m) with immediate and set
1192                  * status flags according to the results.  The
1193                  * comparison is performed by subtracting the
1194                  * immediate from the first operand and then setting
1195                  * the status flags.
1196                  *
1197                  */
1198                 if (vie->op.op_byte == 0x80)
1199                         size = 1;
1200
1201                 /* get the first operand */
1202                 error = memread(vm, vcpuid, gpa, &op1, size, arg);
1203                 if (error)
1204                         return (error);
1205
1206                 rflags2 = getcc(size, op1, vie->immediate);
1207                 break;
1208         default:
1209                 return (EINVAL);
1210         }
1211         error = vie_read_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RFLAGS, &rflags);
1212         if (error)
1213                 return (error);
1214         rflags &= ~RFLAGS_STATUS_BITS;
1215         rflags |= rflags2 & RFLAGS_STATUS_BITS;
1216
1217         error = vie_update_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RFLAGS, rflags, 8);
1218         return (error);
1219 }
1220
1221 static int
1222 emulate_add(void *vm, int vcpuid, uint64_t gpa, struct vie *vie,
1223             mem_region_read_t memread, mem_region_write_t memwrite, void *arg)
1224 {
1225         int error, size;
1226         uint64_t nval, rflags, rflags2, val1, val2;
1227         enum vm_reg_name reg;
1228
1229         size = vie->opsize;
1230         error = EINVAL;
1231
1232         switch (vie->op.op_byte) {
1233         case 0x03:
1234                 /*
1235                  * ADD r/m to r and store the result in r
1236                  *
1237                  * 03/r            ADD r16, r/m16
1238                  * 03/r            ADD r32, r/m32
1239                  * REX.W + 03/r    ADD r64, r/m64
1240                  */
1241
1242                 /* get the first operand */
1243                 reg = gpr_map[vie->reg];
1244                 error = vie_read_register(vm, vcpuid, reg, &val1);
1245                 if (error)
1246                         break;
1247
1248                 /* get the second operand */
1249                 error = memread(vm, vcpuid, gpa, &val2, size, arg);
1250                 if (error)
1251                         break;
1252
1253                 /* perform the operation and write the result */
1254                 nval = val1 + val2;
1255                 error = vie_update_register(vm, vcpuid, reg, nval, size);
1256                 break;
1257         default:
1258                 break;
1259         }
1260
1261         if (!error) {
1262                 rflags2 = getaddflags(size, val1, val2);
1263                 error = vie_read_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RFLAGS,
1264                     &rflags);
1265                 if (error)
1266                         return (error);
1267
1268                 rflags &= ~RFLAGS_STATUS_BITS;
1269                 rflags |= rflags2 & RFLAGS_STATUS_BITS;
1270                 error = vie_update_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RFLAGS,
1271                     rflags, 8);
1272         }
1273
1274         return (error);
1275 }
1276
1277 static int
1278 emulate_sub(void *vm, int vcpuid, uint64_t gpa, struct vie *vie,
1279             mem_region_read_t memread, mem_region_write_t memwrite, void *arg)
1280 {
1281         int error, size;
1282         uint64_t nval, rflags, rflags2, val1, val2;
1283         enum vm_reg_name reg;
1284
1285         size = vie->opsize;
1286         error = EINVAL;
1287
1288         switch (vie->op.op_byte) {
1289         case 0x2B:
1290                 /*
1291                  * SUB r/m from r and store the result in r
1292                  *
1293                  * 2B/r            SUB r16, r/m16
1294                  * 2B/r            SUB r32, r/m32
1295                  * REX.W + 2B/r    SUB r64, r/m64
1296                  */
1297
1298                 /* get the first operand */
1299                 reg = gpr_map[vie->reg];
1300                 error = vie_read_register(vm, vcpuid, reg, &val1);
1301                 if (error)
1302                         break;
1303
1304                 /* get the second operand */
1305                 error = memread(vm, vcpuid, gpa, &val2, size, arg);
1306                 if (error)
1307                         break;
1308
1309                 /* perform the operation and write the result */
1310                 nval = val1 - val2;
1311                 error = vie_update_register(vm, vcpuid, reg, nval, size);
1312                 break;
1313         default:
1314                 break;
1315         }
1316
1317         if (!error) {
1318                 rflags2 = getcc(size, val1, val2);
1319                 error = vie_read_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RFLAGS,
1320                     &rflags);
1321                 if (error)
1322                         return (error);
1323
1324                 rflags &= ~RFLAGS_STATUS_BITS;
1325                 rflags |= rflags2 & RFLAGS_STATUS_BITS;
1326                 error = vie_update_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RFLAGS,
1327                     rflags, 8);
1328         }
1329
1330         return (error);
1331 }
1332
1333 static int
1334 emulate_stack_op(void *vm, int vcpuid, uint64_t mmio_gpa, struct vie *vie,
1335     struct vm_guest_paging *paging, mem_region_read_t memread,
1336     mem_region_write_t memwrite, void *arg)
1337 {
1338 #ifdef _KERNEL
1339         struct vm_copyinfo copyinfo[2];
1340 #else
1341         struct iovec copyinfo[2];
1342 #endif
1343         struct seg_desc ss_desc;
1344         uint64_t cr0, rflags, rsp, stack_gla, val;
1345         int error, fault, size, stackaddrsize, pushop;
1346
1347         val = 0;
1348         size = vie->opsize;
1349         pushop = (vie->op.op_type == VIE_OP_TYPE_PUSH) ? 1 : 0;
1350
1351         /*
1352          * From "Address-Size Attributes for Stack Accesses", Intel SDL, Vol 1
1353          */
1354         if (paging->cpu_mode == CPU_MODE_REAL) {
1355                 stackaddrsize = 2;
1356         } else if (paging->cpu_mode == CPU_MODE_64BIT) {
1357                 /*
1358                  * "Stack Manipulation Instructions in 64-bit Mode", SDM, Vol 3
1359                  * - Stack pointer size is always 64-bits.
1360                  * - PUSH/POP of 32-bit values is not possible in 64-bit mode.
1361                  * - 16-bit PUSH/POP is supported by using the operand size
1362                  *   override prefix (66H).
1363                  */
1364                 stackaddrsize = 8;
1365                 size = vie->opsize_override ? 2 : 8;
1366         } else {
1367                 /*
1368                  * In protected or compatibility mode the 'B' flag in the
1369                  * stack-segment descriptor determines the size of the
1370                  * stack pointer.
1371                  */
1372                 error = vm_get_seg_desc(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_SS, &ss_desc);
1373                 KASSERT(error == 0, ("%s: error %d getting SS descriptor",
1374                     __func__, error));
1375                 if (SEG_DESC_DEF32(ss_desc.access))
1376                         stackaddrsize = 4;
1377                 else
1378                         stackaddrsize = 2;
1379         }
1380
1381         error = vie_read_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_CR0, &cr0);
1382         KASSERT(error == 0, ("%s: error %d getting cr0", __func__, error));
1383
1384         error = vie_read_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RFLAGS, &rflags);
1385         KASSERT(error == 0, ("%s: error %d getting rflags", __func__, error));
1386
1387         error = vie_read_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RSP, &rsp);
1388         KASSERT(error == 0, ("%s: error %d getting rsp", __func__, error));
1389         if (pushop) {
1390                 rsp -= size;
1391         }
1392
1393         if (vie_calculate_gla(paging->cpu_mode, VM_REG_GUEST_SS, &ss_desc,
1394             rsp, size, stackaddrsize, pushop ? PROT_WRITE : PROT_READ,
1395             &stack_gla)) {
1396                 vm_inject_ss(vm, vcpuid, 0);
1397                 return (0);
1398         }
1399
1400         if (vie_canonical_check(paging->cpu_mode, stack_gla)) {
1401                 vm_inject_ss(vm, vcpuid, 0);
1402                 return (0);
1403         }
1404
1405         if (vie_alignment_check(paging->cpl, size, cr0, rflags, stack_gla)) {
1406                 vm_inject_ac(vm, vcpuid, 0);
1407                 return (0);
1408         }
1409
1410         error = vm_copy_setup(vm, vcpuid, paging, stack_gla, size,
1411             pushop ? PROT_WRITE : PROT_READ, copyinfo, nitems(copyinfo),
1412             &fault);
1413         if (error || fault)
1414                 return (error);
1415
1416         if (pushop) {
1417                 error = memread(vm, vcpuid, mmio_gpa, &val, size, arg);
1418                 if (error == 0)
1419                         vm_copyout(vm, vcpuid, &val, copyinfo, size);
1420         } else {
1421                 vm_copyin(vm, vcpuid, copyinfo, &val, size);
1422                 error = memwrite(vm, vcpuid, mmio_gpa, val, size, arg);
1423                 rsp += size;
1424         }
1425         vm_copy_teardown(vm, vcpuid, copyinfo, nitems(copyinfo));
1426
1427         if (error == 0) {
1428                 error = vie_update_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RSP, rsp,
1429                     stackaddrsize);
1430                 KASSERT(error == 0, ("error %d updating rsp", error));
1431         }
1432         return (error);
1433 }
1434
1435 static int
1436 emulate_push(void *vm, int vcpuid, uint64_t mmio_gpa, struct vie *vie,
1437     struct vm_guest_paging *paging, mem_region_read_t memread,
1438     mem_region_write_t memwrite, void *arg)
1439 {
1440         int error;
1441
1442         /*
1443          * Table A-6, "Opcode Extensions", Intel SDM, Vol 2.
1444          *
1445          * PUSH is part of the group 5 extended opcodes and is identified
1446          * by ModRM:reg = b110.
1447          */
1448         if ((vie->reg & 7) != 6)
1449                 return (EINVAL);
1450
1451         error = emulate_stack_op(vm, vcpuid, mmio_gpa, vie, paging, memread,
1452             memwrite, arg);
1453         return (error);
1454 }
1455
1456 static int
1457 emulate_pop(void *vm, int vcpuid, uint64_t mmio_gpa, struct vie *vie,
1458     struct vm_guest_paging *paging, mem_region_read_t memread,
1459     mem_region_write_t memwrite, void *arg)
1460 {
1461         int error;
1462
1463         /*
1464          * Table A-6, "Opcode Extensions", Intel SDM, Vol 2.
1465          *
1466          * POP is part of the group 1A extended opcodes and is identified
1467          * by ModRM:reg = b000.
1468          */
1469         if ((vie->reg & 7) != 0)
1470                 return (EINVAL);
1471
1472         error = emulate_stack_op(vm, vcpuid, mmio_gpa, vie, paging, memread,
1473             memwrite, arg);
1474         return (error);
1475 }
1476
1477 static int
1478 emulate_group1(void *vm, int vcpuid, uint64_t gpa, struct vie *vie,
1479     struct vm_guest_paging *paging, mem_region_read_t memread,
1480     mem_region_write_t memwrite, void *memarg)
1481 {
1482         int error;
1483
1484         switch (vie->reg & 7) {
1485         case 0x1:       /* OR */
1486                 error = emulate_or(vm, vcpuid, gpa, vie,
1487                     memread, memwrite, memarg);
1488                 break;
1489         case 0x4:       /* AND */
1490                 error = emulate_and(vm, vcpuid, gpa, vie,
1491                     memread, memwrite, memarg);
1492                 break;
1493         case 0x7:       /* CMP */
1494                 error = emulate_cmp(vm, vcpuid, gpa, vie,
1495                     memread, memwrite, memarg);
1496                 break;
1497         default:
1498                 error = EINVAL;
1499                 break;
1500         }
1501
1502         return (error);
1503 }
1504
1505 static int
1506 emulate_bittest(void *vm, int vcpuid, uint64_t gpa, struct vie *vie,
1507     mem_region_read_t memread, mem_region_write_t memwrite, void *memarg)
1508 {
1509         uint64_t val, rflags;
1510         int error, bitmask, bitoff;
1511
1512         /*
1513          * 0F BA is a Group 8 extended opcode.
1514          *
1515          * Currently we only emulate the 'Bit Test' instruction which is
1516          * identified by a ModR/M:reg encoding of 100b.
1517          */
1518         if ((vie->reg & 7) != 4)
1519                 return (EINVAL);
1520
1521         error = vie_read_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RFLAGS, &rflags);
1522         KASSERT(error == 0, ("%s: error %d getting rflags", __func__, error));
1523
1524         error = memread(vm, vcpuid, gpa, &val, vie->opsize, memarg);
1525         if (error)
1526                 return (error);
1527
1528         /*
1529          * Intel SDM, Vol 2, Table 3-2:
1530          * "Range of Bit Positions Specified by Bit Offset Operands"
1531          */
1532         bitmask = vie->opsize * 8 - 1;
1533         bitoff = vie->immediate & bitmask;
1534
1535         /* Copy the bit into the Carry flag in %rflags */
1536         if (val & (1UL << bitoff))
1537                 rflags |= PSL_C;
1538         else
1539                 rflags &= ~PSL_C;
1540
1541         error = vie_update_register(vm, vcpuid, VM_REG_GUEST_RFLAGS, rflags, 8);
1542         KASSERT(error == 0, ("%s: error %d updating rflags", __func__, error));
1543
1544         return (0);
1545 }
1546
1547 static int
1548 emulate_twob_group15(void *vm, int vcpuid, uint64_t gpa, struct vie *vie,
1549     mem_region_read_t memread, mem_region_write_t memwrite, void *memarg)
1550 {
1551         int error;
1552         uint64_t buf;
1553
1554         switch (vie->reg & 7) {
1555         case 0x7:       /* CLFLUSH, CLFLUSHOPT, and SFENCE */
1556                 if (vie->mod == 0x3) {
1557                         /*
1558                          * SFENCE.  Ignore it, VM exit provides enough
1559                          * barriers on its own.
1560                          */
1561                         error = 0;
1562                 } else {
1563                         /*
1564                          * CLFLUSH, CLFLUSHOPT.  Only check for access
1565                          * rights.
1566                          */
1567                         error = memread(vm, vcpuid, gpa, &buf, 1, memarg);
1568                 }
1569                 break;
1570         default:
1571                 error = EINVAL;
1572                 break;
1573         }
1574
1575         return (error);
1576 }
1577
1578 int
1579 vmm_emulate_instruction(void *vm, int vcpuid, uint64_t gpa, struct vie *vie,
1580     struct vm_guest_paging *paging, mem_region_read_t memread,
1581     mem_region_write_t memwrite, void *memarg)
1582 {
1583         int error;
1584
1585         if (!vie->decoded)
1586                 return (EINVAL);
1587
1588         switch (vie->op.op_type) {
1589         case VIE_OP_TYPE_GROUP1:
1590                 error = emulate_group1(vm, vcpuid, gpa, vie, paging, memread,
1591                     memwrite, memarg);
1592                 break;
1593         case VIE_OP_TYPE_POP:
1594                 error = emulate_pop(vm, vcpuid, gpa, vie, paging, memread,
1595                     memwrite, memarg);
1596                 break;
1597         case VIE_OP_TYPE_PUSH:
1598                 error = emulate_push(vm, vcpuid, gpa, vie, paging, memread,
1599                     memwrite, memarg);
1600                 break;
1601         case VIE_OP_TYPE_CMP:
1602                 error = emulate_cmp(vm, vcpuid, gpa, vie,
1603                                     memread, memwrite, memarg);
1604                 break;
1605         case VIE_OP_TYPE_MOV:
1606                 error = emulate_mov(vm, vcpuid, gpa, vie,
1607                                     memread, memwrite, memarg);
1608                 break;
1609         case VIE_OP_TYPE_MOVSX:
1610         case VIE_OP_TYPE_MOVZX:
1611                 error = emulate_movx(vm, vcpuid, gpa, vie,
1612                                      memread, memwrite, memarg);
1613                 break;
1614         case VIE_OP_TYPE_MOVS:
1615                 error = emulate_movs(vm, vcpuid, gpa, vie, paging, memread,
1616                     memwrite, memarg);
1617                 break;
1618         case VIE_OP_TYPE_STOS:
1619                 error = emulate_stos(vm, vcpuid, gpa, vie, paging, memread,
1620                     memwrite, memarg);
1621                 break;
1622         case VIE_OP_TYPE_AND:
1623                 error = emulate_and(vm, vcpuid, gpa, vie,
1624                                     memread, memwrite, memarg);
1625                 break;
1626         case VIE_OP_TYPE_OR:
1627                 error = emulate_or(vm, vcpuid, gpa, vie,
1628                                     memread, memwrite, memarg);
1629                 break;
1630         case VIE_OP_TYPE_SUB:
1631                 error = emulate_sub(vm, vcpuid, gpa, vie,
1632                                     memread, memwrite, memarg);
1633                 break;
1634         case VIE_OP_TYPE_BITTEST:
1635                 error = emulate_bittest(vm, vcpuid, gpa, vie,
1636                     memread, memwrite, memarg);
1637                 break;
1638         case VIE_OP_TYPE_TWOB_GRP15:
1639                 error = emulate_twob_group15(vm, vcpuid, gpa, vie,
1640                     memread, memwrite, memarg);
1641                 break;
1642         case VIE_OP_TYPE_ADD:
1643                 error = emulate_add(vm, vcpuid, gpa, vie, memread,
1644                     memwrite, memarg);
1645                 break;
1646         default:
1647                 error = EINVAL;
1648                 break;
1649         }
1650
1651         return (error);
1652 }
1653
1654 int
1655 vie_alignment_check(int cpl, int size, uint64_t cr0, uint64_t rf, uint64_t gla)
1656 {
1657         KASSERT(size == 1 || size == 2 || size == 4 || size == 8,
1658             ("%s: invalid size %d", __func__, size));
1659         KASSERT(cpl >= 0 && cpl <= 3, ("%s: invalid cpl %d", __func__, cpl));
1660
1661         if (cpl != 3 || (cr0 & CR0_AM) == 0 || (rf & PSL_AC) == 0)
1662                 return (0);
1663
1664         return ((gla & (size - 1)) ? 1 : 0);
1665 }
1666
1667 int
1668 vie_canonical_check(enum vm_cpu_mode cpu_mode, uint64_t gla)
1669 {
1670         uint64_t mask;
1671
1672         if (cpu_mode != CPU_MODE_64BIT)
1673                 return (0);
1674
1675         /*
1676          * The value of the bit 47 in the 'gla' should be replicated in the
1677          * most significant 16 bits.
1678          */
1679         mask = ~((1UL << 48) - 1);
1680         if (gla & (1UL << 47))
1681                 return ((gla & mask) != mask);
1682         else
1683                 return ((gla & mask) != 0);
1684 }
1685
1686 uint64_t
1687 vie_size2mask(int size)
1688 {
1689         KASSERT(size == 1 || size == 2 || size == 4 || size == 8,
1690             ("vie_size2mask: invalid size %d", size));
1691         return (size2mask[size]);
1692 }
1693
1694 int
1695 vie_calculate_gla(enum vm_cpu_mode cpu_mode, enum vm_reg_name seg,
1696     struct seg_desc *desc, uint64_t offset, int length, int addrsize,
1697     int prot, uint64_t *gla)
1698 {
1699         uint64_t firstoff, low_limit, high_limit, segbase;
1700         int glasize, type;
1701
1702         KASSERT(seg >= VM_REG_GUEST_ES && seg <= VM_REG_GUEST_GS,
1703             ("%s: invalid segment %d", __func__, seg));
1704         KASSERT(length == 1 || length == 2 || length == 4 || length == 8,
1705             ("%s: invalid operand size %d", __func__, length));
1706         KASSERT((prot & ~(PROT_READ | PROT_WRITE)) == 0,
1707             ("%s: invalid prot %#x", __func__, prot));
1708
1709         firstoff = offset;
1710         if (cpu_mode == CPU_MODE_64BIT) {
1711                 KASSERT(addrsize == 4 || addrsize == 8, ("%s: invalid address "
1712                     "size %d for cpu_mode %d", __func__, addrsize, cpu_mode));
1713                 glasize = 8;
1714         } else {
1715                 KASSERT(addrsize == 2 || addrsize == 4, ("%s: invalid address "
1716                     "size %d for cpu mode %d", __func__, addrsize, cpu_mode));
1717                 glasize = 4;
1718                 /*
1719                  * If the segment selector is loaded with a NULL selector
1720                  * then the descriptor is unusable and attempting to use
1721                  * it results in a #GP(0).
1722                  */
1723                 if (SEG_DESC_UNUSABLE(desc->access))
1724                         return (-1);
1725
1726                 /*
1727                  * The processor generates a #NP exception when a segment
1728                  * register is loaded with a selector that points to a
1729                  * descriptor that is not present. If this was the case then
1730                  * it would have been checked before the VM-exit.
1731                  */
1732                 KASSERT(SEG_DESC_PRESENT(desc->access),
1733                     ("segment %d not present: %#x", seg, desc->access));
1734
1735                 /*
1736                  * The descriptor type must indicate a code/data segment.
1737                  */
1738                 type = SEG_DESC_TYPE(desc->access);
1739                 KASSERT(type >= 16 && type <= 31, ("segment %d has invalid "
1740                     "descriptor type %#x", seg, type));
1741
1742                 if (prot & PROT_READ) {
1743                         /* #GP on a read access to a exec-only code segment */
1744                         if ((type & 0xA) == 0x8)
1745                                 return (-1);
1746                 }
1747
1748                 if (prot & PROT_WRITE) {
1749                         /*
1750                          * #GP on a write access to a code segment or a
1751                          * read-only data segment.
1752                          */
1753                         if (type & 0x8)                 /* code segment */
1754                                 return (-1);
1755
1756                         if ((type & 0xA) == 0)          /* read-only data seg */
1757                                 return (-1);
1758                 }
1759
1760                 /*
1761                  * 'desc->limit' is fully expanded taking granularity into
1762                  * account.
1763                  */
1764                 if ((type & 0xC) == 0x4) {
1765                         /* expand-down data segment */
1766                         low_limit = desc->limit + 1;
1767                         high_limit = SEG_DESC_DEF32(desc->access) ?
1768                             0xffffffff : 0xffff;
1769                 } else {
1770                         /* code segment or expand-up data segment */
1771                         low_limit = 0;
1772                         high_limit = desc->limit;
1773                 }
1774
1775                 while (length > 0) {
1776                         offset &= vie_size2mask(addrsize);
1777                         if (offset < low_limit || offset > high_limit)
1778                                 return (-1);
1779                         offset++;
1780                         length--;
1781                 }
1782         }
1783
1784         /*
1785          * In 64-bit mode all segments except %fs and %gs have a segment
1786          * base address of 0.
1787          */
1788         if (cpu_mode == CPU_MODE_64BIT && seg != VM_REG_GUEST_FS &&
1789             seg != VM_REG_GUEST_GS) {
1790                 segbase = 0;
1791         } else {
1792                 segbase = desc->base;
1793         }
1794
1795         /*
1796          * Truncate 'firstoff' to the effective address size before adding
1797          * it to the segment base.
1798          */
1799         firstoff &= vie_size2mask(addrsize);
1800         *gla = (segbase + firstoff) & vie_size2mask(glasize);
1801         return (0);
1802 }
1803
1804 #ifdef _KERNEL
1805 void
1806 vie_init(struct vie *vie, const char *inst_bytes, int inst_length)
1807 {
1808         KASSERT(inst_length >= 0 && inst_length <= VIE_INST_SIZE,
1809             ("%s: invalid instruction length (%d)", __func__, inst_length));
1810
1811         bzero(vie, sizeof(struct vie));
1812
1813         vie->base_register = VM_REG_LAST;
1814         vie->index_register = VM_REG_LAST;
1815         vie->segment_register = VM_REG_LAST;
1816
1817         if (inst_length) {
1818                 bcopy(inst_bytes, vie->inst, inst_length);
1819                 vie->num_valid = inst_length;
1820         }
1821 }
1822
1823 static int
1824 pf_error_code(int usermode, int prot, int rsvd, uint64_t pte)
1825 {
1826         int error_code = 0;
1827
1828         if (pte & PG_V)
1829                 error_code |= PGEX_P;
1830         if (prot & VM_PROT_WRITE)
1831                 error_code |= PGEX_W;
1832         if (usermode)
1833                 error_code |= PGEX_U;
1834         if (rsvd)
1835                 error_code |= PGEX_RSV;
1836         if (prot & VM_PROT_EXECUTE)
1837                 error_code |= PGEX_I;
1838
1839         return (error_code);
1840 }
1841
1842 static void
1843 ptp_release(void **cookie)
1844 {
1845         if (*cookie != NULL) {
1846                 vm_gpa_release(*cookie);
1847                 *cookie = NULL;
1848         }
1849 }
1850
1851 static void *
1852 ptp_hold(struct vm *vm, int vcpu, vm_paddr_t ptpphys, size_t len, void **cookie)
1853 {
1854         void *ptr;
1855
1856         ptp_release(cookie);
1857         ptr = vm_gpa_hold(vm, vcpu, ptpphys, len, VM_PROT_RW, cookie);
1858         return (ptr);
1859 }
1860
1861 static int
1862 _vm_gla2gpa(struct vm *vm, int vcpuid, struct vm_guest_paging *paging,
1863     uint64_t gla, int prot, uint64_t *gpa, int *guest_fault, bool check_only)
1864 {
1865         int nlevels, pfcode, ptpshift, ptpindex, retval, usermode, writable;
1866         u_int retries;
1867         uint64_t *ptpbase, ptpphys, pte, pgsize;
1868         uint32_t *ptpbase32, pte32;
1869         void *cookie;
1870
1871         *guest_fault = 0;
1872
1873         usermode = (paging->cpl == 3 ? 1 : 0);
1874         writable = prot & VM_PROT_WRITE;
1875         cookie = NULL;
1876         retval = 0;
1877         retries = 0;
1878 restart:
1879         ptpphys = paging->cr3;          /* root of the page tables */
1880         ptp_release(&cookie);
1881         if (retries++ > 0)
1882                 maybe_yield();
1883
1884         if (vie_canonical_check(paging->cpu_mode, gla)) {
1885                 /*
1886                  * XXX assuming a non-stack reference otherwise a stack fault
1887                  * should be generated.
1888                  */
1889                 if (!check_only)
1890                         vm_inject_gp(vm, vcpuid);
1891                 goto fault;
1892         }
1893
1894         if (paging->paging_mode == PAGING_MODE_FLAT) {
1895                 *gpa = gla;
1896                 goto done;
1897         }
1898
1899         if (paging->paging_mode == PAGING_MODE_32) {
1900                 nlevels = 2;
1901                 while (--nlevels >= 0) {
1902                         /* Zero out the lower 12 bits. */
1903                         ptpphys &= ~0xfff;
1904
1905                         ptpbase32 = ptp_hold(vm, vcpuid, ptpphys, PAGE_SIZE,
1906                             &cookie);
1907
1908                         if (ptpbase32 == NULL)
1909                                 goto error;
1910
1911                         ptpshift = PAGE_SHIFT + nlevels * 10;
1912                         ptpindex = (gla >> ptpshift) & 0x3FF;
1913                         pgsize = 1UL << ptpshift;
1914
1915                         pte32 = ptpbase32[ptpindex];
1916
1917                         if ((pte32 & PG_V) == 0 ||
1918                             (usermode && (pte32 & PG_U) == 0) ||
1919                             (writable && (pte32 & PG_RW) == 0)) {
1920                                 if (!check_only) {
1921                                         pfcode = pf_error_code(usermode, prot, 0,
1922                                             pte32);
1923                                         vm_inject_pf(vm, vcpuid, pfcode, gla);
1924                                 }
1925                                 goto fault;
1926                         }
1927
1928                         /*
1929                          * Emulate the x86 MMU's management of the accessed
1930                          * and dirty flags. While the accessed flag is set
1931                          * at every level of the page table, the dirty flag
1932                          * is only set at the last level providing the guest
1933                          * physical address.
1934                          */
1935                         if (!check_only && (pte32 & PG_A) == 0) {
1936                                 if (atomic_cmpset_32(&ptpbase32[ptpindex],
1937                                     pte32, pte32 | PG_A) == 0) {
1938                                         goto restart;
1939                                 }
1940                         }
1941
1942                         /* XXX must be ignored if CR4.PSE=0 */
1943                         if (nlevels > 0 && (pte32 & PG_PS) != 0)
1944                                 break;
1945
1946                         ptpphys = pte32;
1947                 }
1948
1949                 /* Set the dirty bit in the page table entry if necessary */
1950                 if (!check_only && writable && (pte32 & PG_M) == 0) {
1951                         if (atomic_cmpset_32(&ptpbase32[ptpindex],
1952                             pte32, pte32 | PG_M) == 0) {
1953                                 goto restart;
1954                         }
1955                 }
1956
1957                 /* Zero out the lower 'ptpshift' bits */
1958                 pte32 >>= ptpshift; pte32 <<= ptpshift;
1959                 *gpa = pte32 | (gla & (pgsize - 1));
1960                 goto done;
1961         }
1962
1963         if (paging->paging_mode == PAGING_MODE_PAE) {
1964                 /* Zero out the lower 5 bits and the upper 32 bits */
1965                 ptpphys &= 0xffffffe0UL;
1966
1967                 ptpbase = ptp_hold(vm, vcpuid, ptpphys, sizeof(*ptpbase) * 4,
1968                     &cookie);
1969                 if (ptpbase == NULL)
1970                         goto error;
1971
1972                 ptpindex = (gla >> 30) & 0x3;
1973
1974                 pte = ptpbase[ptpindex];
1975
1976                 if ((pte & PG_V) == 0) {
1977                         if (!check_only) {
1978                                 pfcode = pf_error_code(usermode, prot, 0, pte);
1979                                 vm_inject_pf(vm, vcpuid, pfcode, gla);
1980                         }
1981                         goto fault;
1982                 }
1983
1984                 ptpphys = pte;
1985
1986                 nlevels = 2;
1987         } else
1988                 nlevels = 4;
1989         while (--nlevels >= 0) {
1990                 /* Zero out the lower 12 bits and the upper 12 bits */
1991                 ptpphys >>= 12; ptpphys <<= 24; ptpphys >>= 12;
1992
1993                 ptpbase = ptp_hold(vm, vcpuid, ptpphys, PAGE_SIZE, &cookie);
1994                 if (ptpbase == NULL)
1995                         goto error;
1996
1997                 ptpshift = PAGE_SHIFT + nlevels * 9;
1998                 ptpindex = (gla >> ptpshift) & 0x1FF;
1999                 pgsize = 1UL << ptpshift;
2000
2001                 pte = ptpbase[ptpindex];
2002
2003                 if ((pte & PG_V) == 0 ||
2004                     (usermode && (pte & PG_U) == 0) ||
2005                     (writable && (pte & PG_RW) == 0)) {
2006                         if (!check_only) {
2007                                 pfcode = pf_error_code(usermode, prot, 0, pte);
2008                                 vm_inject_pf(vm, vcpuid, pfcode, gla);
2009                         }
2010                         goto fault;
2011                 }
2012
2013                 /* Set the accessed bit in the page table entry */
2014                 if (!check_only && (pte & PG_A) == 0) {
2015                         if (atomic_cmpset_64(&ptpbase[ptpindex],
2016                             pte, pte | PG_A) == 0) {
2017                                 goto restart;
2018                         }
2019                 }
2020
2021                 if (nlevels > 0 && (pte & PG_PS) != 0) {
2022                         if (pgsize > 1 * GB) {
2023                                 if (!check_only) {
2024                                         pfcode = pf_error_code(usermode, prot, 1,
2025                                             pte);
2026                                         vm_inject_pf(vm, vcpuid, pfcode, gla);
2027                                 }
2028                                 goto fault;
2029                         }
2030                         break;
2031                 }
2032
2033                 ptpphys = pte;
2034         }
2035
2036         /* Set the dirty bit in the page table entry if necessary */
2037         if (!check_only && writable && (pte & PG_M) == 0) {
2038                 if (atomic_cmpset_64(&ptpbase[ptpindex], pte, pte | PG_M) == 0)
2039                         goto restart;
2040         }
2041
2042         /* Zero out the lower 'ptpshift' bits and the upper 12 bits */
2043         pte >>= ptpshift; pte <<= (ptpshift + 12); pte >>= 12;
2044         *gpa = pte | (gla & (pgsize - 1));
2045 done:
2046         ptp_release(&cookie);
2047         KASSERT(retval == 0 || retval == EFAULT, ("%s: unexpected retval %d",
2048             __func__, retval));
2049         return (retval);
2050 error:
2051         retval = EFAULT;
2052         goto done;
2053 fault:
2054         *guest_fault = 1;
2055         goto done;
2056 }
2057
2058 int
2059 vm_gla2gpa(struct vm *vm, int vcpuid, struct vm_guest_paging *paging,
2060     uint64_t gla, int prot, uint64_t *gpa, int *guest_fault)
2061 {
2062
2063         return (_vm_gla2gpa(vm, vcpuid, paging, gla, prot, gpa, guest_fault,
2064             false));
2065 }
2066
2067 int
2068 vm_gla2gpa_nofault(struct vm *vm, int vcpuid, struct vm_guest_paging *paging,
2069     uint64_t gla, int prot, uint64_t *gpa, int *guest_fault)
2070 {
2071
2072         return (_vm_gla2gpa(vm, vcpuid, paging, gla, prot, gpa, guest_fault,
2073             true));
2074 }
2075
2076 int
2077 vmm_fetch_instruction(struct vm *vm, int vcpuid, struct vm_guest_paging *paging,
2078     uint64_t rip, int inst_length, struct vie *vie, int *faultptr)
2079 {
2080         struct vm_copyinfo copyinfo[2];
2081         int error, prot;
2082
2083         if (inst_length > VIE_INST_SIZE)
2084                 panic("vmm_fetch_instruction: invalid length %d", inst_length);
2085
2086         prot = PROT_READ | PROT_EXEC;
2087         error = vm_copy_setup(vm, vcpuid, paging, rip, inst_length, prot,
2088             copyinfo, nitems(copyinfo), faultptr);
2089         if (error || *faultptr)
2090                 return (error);
2091
2092         vm_copyin(vm, vcpuid, copyinfo, vie->inst, inst_length);
2093         vm_copy_teardown(vm, vcpuid, copyinfo, nitems(copyinfo));
2094         vie->num_valid = inst_length;
2095         return (0);
2096 }
2097
2098 static int
2099 vie_peek(struct vie *vie, uint8_t *x)
2100 {
2101
2102         if (vie->num_processed < vie->num_valid) {
2103                 *x = vie->inst[vie->num_processed];
2104                 return (0);
2105         } else
2106                 return (-1);
2107 }
2108
2109 static void
2110 vie_advance(struct vie *vie)
2111 {
2112
2113         vie->num_processed++;
2114 }
2115
2116 static bool
2117 segment_override(uint8_t x, int *seg)
2118 {
2119
2120         switch (x) {
2121         case 0x2E:
2122                 *seg = VM_REG_GUEST_CS;
2123                 break;
2124         case 0x36:
2125                 *seg = VM_REG_GUEST_SS;
2126                 break;
2127         case 0x3E:
2128                 *seg = VM_REG_GUEST_DS;
2129                 break;
2130         case 0x26:
2131                 *seg = VM_REG_GUEST_ES;
2132                 break;
2133         case 0x64:
2134                 *seg = VM_REG_GUEST_FS;
2135                 break;
2136         case 0x65:
2137                 *seg = VM_REG_GUEST_GS;
2138                 break;
2139         default:
2140                 return (false);
2141         }
2142         return (true);
2143 }
2144
2145 static int
2146 decode_prefixes(struct vie *vie, enum vm_cpu_mode cpu_mode, int cs_d)
2147 {
2148         uint8_t x;
2149
2150         while (1) {
2151                 if (vie_peek(vie, &x))
2152                         return (-1);
2153
2154                 if (x == 0x66)
2155                         vie->opsize_override = 1;
2156                 else if (x == 0x67)
2157                         vie->addrsize_override = 1;
2158                 else if (x == 0xF3)
2159                         vie->repz_present = 1;
2160                 else if (x == 0xF2)
2161                         vie->repnz_present = 1;
2162                 else if (segment_override(x, &vie->segment_register))
2163                         vie->segment_override = 1;
2164                 else
2165                         break;
2166
2167                 vie_advance(vie);
2168         }
2169
2170         /*
2171          * From section 2.2.1, "REX Prefixes", Intel SDM Vol 2:
2172          * - Only one REX prefix is allowed per instruction.
2173          * - The REX prefix must immediately precede the opcode byte or the
2174          *   escape opcode byte.
2175          * - If an instruction has a mandatory prefix (0x66, 0xF2 or 0xF3)
2176          *   the mandatory prefix must come before the REX prefix.
2177          */
2178         if (cpu_mode == CPU_MODE_64BIT && x >= 0x40 && x <= 0x4F) {
2179                 vie->rex_present = 1;
2180                 vie->rex_w = x & 0x8 ? 1 : 0;
2181                 vie->rex_r = x & 0x4 ? 1 : 0;
2182                 vie->rex_x = x & 0x2 ? 1 : 0;
2183                 vie->rex_b = x & 0x1 ? 1 : 0;
2184                 vie_advance(vie);
2185         }
2186
2187         /*
2188          * Section "Operand-Size And Address-Size Attributes", Intel SDM, Vol 1
2189          */
2190         if (cpu_mode == CPU_MODE_64BIT) {
2191                 /*
2192                  * Default address size is 64-bits and default operand size
2193                  * is 32-bits.
2194                  */
2195                 vie->addrsize = vie->addrsize_override ? 4 : 8;
2196                 if (vie->rex_w)
2197                         vie->opsize = 8;
2198                 else if (vie->opsize_override)
2199                         vie->opsize = 2;
2200                 else
2201                         vie->opsize = 4;
2202         } else if (cs_d) {
2203                 /* Default address and operand sizes are 32-bits */
2204                 vie->addrsize = vie->addrsize_override ? 2 : 4;
2205                 vie->opsize = vie->opsize_override ? 2 : 4;
2206         } else {
2207                 /* Default address and operand sizes are 16-bits */
2208                 vie->addrsize = vie->addrsize_override ? 4 : 2;
2209                 vie->opsize = vie->opsize_override ? 4 : 2;
2210         }
2211         return (0);
2212 }
2213
2214 static int
2215 decode_two_byte_opcode(struct vie *vie)
2216 {
2217         uint8_t x;
2218
2219         if (vie_peek(vie, &x))
2220                 return (-1);
2221
2222         vie->op = two_byte_opcodes[x];
2223
2224         if (vie->op.op_type == VIE_OP_TYPE_NONE)
2225                 return (-1);
2226
2227         vie_advance(vie);
2228         return (0);
2229 }
2230
2231 static int
2232 decode_opcode(struct vie *vie)
2233 {
2234         uint8_t x;
2235
2236         if (vie_peek(vie, &x))
2237                 return (-1);
2238
2239         vie->op = one_byte_opcodes[x];
2240
2241         if (vie->op.op_type == VIE_OP_TYPE_NONE)
2242                 return (-1);
2243
2244         vie_advance(vie);
2245
2246         if (vie->op.op_type == VIE_OP_TYPE_TWO_BYTE)
2247                 return (decode_two_byte_opcode(vie));
2248
2249         return (0);
2250 }
2251
2252 static int
2253 decode_modrm(struct vie *vie, enum vm_cpu_mode cpu_mode)
2254 {
2255         uint8_t x;
2256
2257         if (vie->op.op_flags & VIE_OP_F_NO_MODRM)
2258                 return (0);
2259
2260         if (cpu_mode == CPU_MODE_REAL)
2261                 return (-1);
2262
2263         if (vie_peek(vie, &x))
2264                 return (-1);
2265
2266         vie->mod = (x >> 6) & 0x3;
2267         vie->rm =  (x >> 0) & 0x7;
2268         vie->reg = (x >> 3) & 0x7;
2269
2270         /*
2271          * A direct addressing mode makes no sense in the context of an EPT
2272          * fault. There has to be a memory access involved to cause the
2273          * EPT fault.
2274          */
2275         if (vie->mod == VIE_MOD_DIRECT)
2276                 return (-1);
2277
2278         if ((vie->mod == VIE_MOD_INDIRECT && vie->rm == VIE_RM_DISP32) ||
2279             (vie->mod != VIE_MOD_DIRECT && vie->rm == VIE_RM_SIB)) {
2280                 /*
2281                  * Table 2-5: Special Cases of REX Encodings
2282                  *
2283                  * mod=0, r/m=5 is used in the compatibility mode to
2284                  * indicate a disp32 without a base register.
2285                  *
2286                  * mod!=3, r/m=4 is used in the compatibility mode to
2287                  * indicate that the SIB byte is present.
2288                  *
2289                  * The 'b' bit in the REX prefix is don't care in
2290                  * this case.
2291                  */
2292         } else {
2293                 vie->rm |= (vie->rex_b << 3);
2294         }
2295
2296         vie->reg |= (vie->rex_r << 3);
2297
2298         /* SIB */
2299         if (vie->mod != VIE_MOD_DIRECT && vie->rm == VIE_RM_SIB)
2300                 goto done;
2301
2302         vie->base_register = gpr_map[vie->rm];
2303
2304         switch (vie->mod) {
2305         case VIE_MOD_INDIRECT_DISP8:
2306                 vie->disp_bytes = 1;
2307                 break;
2308         case VIE_MOD_INDIRECT_DISP32:
2309                 vie->disp_bytes = 4;
2310                 break;
2311         case VIE_MOD_INDIRECT:
2312                 if (vie->rm == VIE_RM_DISP32) {
2313                         vie->disp_bytes = 4;
2314                         /*
2315                          * Table 2-7. RIP-Relative Addressing
2316                          *
2317                          * In 64-bit mode mod=00 r/m=101 implies [rip] + disp32
2318                          * whereas in compatibility mode it just implies disp32.
2319                          */
2320
2321                         if (cpu_mode == CPU_MODE_64BIT)
2322                                 vie->base_register = VM_REG_GUEST_RIP;
2323                         else
2324                                 vie->base_register = VM_REG_LAST;
2325                 }
2326                 break;
2327         }
2328
2329 done:
2330         vie_advance(vie);
2331
2332         return (0);
2333 }
2334
2335 static int
2336 decode_sib(struct vie *vie)
2337 {
2338         uint8_t x;
2339
2340         /* Proceed only if SIB byte is present */
2341         if (vie->mod == VIE_MOD_DIRECT || vie->rm != VIE_RM_SIB)
2342                 return (0);
2343
2344         if (vie_peek(vie, &x))
2345                 return (-1);
2346
2347         /* De-construct the SIB byte */
2348         vie->ss = (x >> 6) & 0x3;
2349         vie->index = (x >> 3) & 0x7;
2350         vie->base = (x >> 0) & 0x7;
2351
2352         /* Apply the REX prefix modifiers */
2353         vie->index |= vie->rex_x << 3;
2354         vie->base |= vie->rex_b << 3;
2355
2356         switch (vie->mod) {
2357         case VIE_MOD_INDIRECT_DISP8:
2358                 vie->disp_bytes = 1;
2359                 break;
2360         case VIE_MOD_INDIRECT_DISP32:
2361                 vie->disp_bytes = 4;
2362                 break;
2363         }
2364
2365         if (vie->mod == VIE_MOD_INDIRECT &&
2366             (vie->base == 5 || vie->base == 13)) {
2367                 /*
2368                  * Special case when base register is unused if mod = 0
2369                  * and base = %rbp or %r13.
2370                  *
2371                  * Documented in:
2372                  * Table 2-3: 32-bit Addressing Forms with the SIB Byte
2373                  * Table 2-5: Special Cases of REX Encodings
2374                  */
2375                 vie->disp_bytes = 4;
2376         } else {
2377                 vie->base_register = gpr_map[vie->base];
2378         }
2379
2380         /*
2381          * All encodings of 'index' are valid except for %rsp (4).
2382          *
2383          * Documented in:
2384          * Table 2-3: 32-bit Addressing Forms with the SIB Byte
2385          * Table 2-5: Special Cases of REX Encodings
2386          */
2387         if (vie->index != 4)
2388                 vie->index_register = gpr_map[vie->index];
2389
2390         /* 'scale' makes sense only in the context of an index register */
2391         if (vie->index_register < VM_REG_LAST)
2392                 vie->scale = 1 << vie->ss;
2393
2394         vie_advance(vie);
2395
2396         return (0);
2397 }
2398
2399 static int
2400 decode_displacement(struct vie *vie)
2401 {
2402         int n, i;
2403         uint8_t x;
2404
2405         union {
2406                 char    buf[4];
2407                 int8_t  signed8;
2408                 int32_t signed32;
2409         } u;
2410
2411         if ((n = vie->disp_bytes) == 0)
2412                 return (0);
2413
2414         if (n != 1 && n != 4)
2415                 panic("decode_displacement: invalid disp_bytes %d", n);
2416
2417         for (i = 0; i < n; i++) {
2418                 if (vie_peek(vie, &x))
2419                         return (-1);
2420
2421                 u.buf[i] = x;
2422                 vie_advance(vie);
2423         }
2424
2425         if (n == 1)
2426                 vie->displacement = u.signed8;          /* sign-extended */
2427         else
2428                 vie->displacement = u.signed32;         /* sign-extended */
2429
2430         return (0);
2431 }
2432
2433 static int
2434 decode_immediate(struct vie *vie)
2435 {
2436         int i, n;
2437         uint8_t x;
2438         union {
2439                 char    buf[4];
2440                 int8_t  signed8;
2441                 int16_t signed16;
2442                 int32_t signed32;
2443         } u;
2444
2445         /* Figure out immediate operand size (if any) */
2446         if (vie->op.op_flags & VIE_OP_F_IMM) {
2447                 /*
2448                  * Section 2.2.1.5 "Immediates", Intel SDM:
2449                  * In 64-bit mode the typical size of immediate operands
2450                  * remains 32-bits. When the operand size if 64-bits, the
2451                  * processor sign-extends all immediates to 64-bits prior
2452                  * to their use.
2453                  */
2454                 if (vie->opsize == 4 || vie->opsize == 8)
2455                         vie->imm_bytes = 4;
2456                 else
2457                         vie->imm_bytes = 2;
2458         } else if (vie->op.op_flags & VIE_OP_F_IMM8) {
2459                 vie->imm_bytes = 1;
2460         }
2461
2462         if ((n = vie->imm_bytes) == 0)
2463                 return (0);
2464
2465         KASSERT(n == 1 || n == 2 || n == 4,
2466             ("%s: invalid number of immediate bytes: %d", __func__, n));
2467
2468         for (i = 0; i < n; i++) {
2469                 if (vie_peek(vie, &x))
2470                         return (-1);
2471
2472                 u.buf[i] = x;
2473                 vie_advance(vie);
2474         }
2475
2476         /* sign-extend the immediate value before use */
2477         if (n == 1)
2478                 vie->immediate = u.signed8;
2479         else if (n == 2)
2480                 vie->immediate = u.signed16;
2481         else
2482                 vie->immediate = u.signed32;
2483
2484         return (0);
2485 }
2486
2487 static int
2488 decode_moffset(struct vie *vie)
2489 {
2490         int i, n;
2491         uint8_t x;
2492         union {
2493                 char    buf[8];
2494                 uint64_t u64;
2495         } u;
2496
2497         if ((vie->op.op_flags & VIE_OP_F_MOFFSET) == 0)
2498                 return (0);
2499
2500         /*
2501          * Section 2.2.1.4, "Direct Memory-Offset MOVs", Intel SDM:
2502          * The memory offset size follows the address-size of the instruction.
2503          */
2504         n = vie->addrsize;
2505         KASSERT(n == 2 || n == 4 || n == 8, ("invalid moffset bytes: %d", n));
2506
2507         u.u64 = 0;
2508         for (i = 0; i < n; i++) {
2509                 if (vie_peek(vie, &x))
2510                         return (-1);
2511
2512                 u.buf[i] = x;
2513                 vie_advance(vie);
2514         }
2515         vie->displacement = u.u64;
2516         return (0);
2517 }
2518
2519 /*
2520  * Verify that the 'guest linear address' provided as collateral of the nested
2521  * page table fault matches with our instruction decoding.
2522  */
2523 static int
2524 verify_gla(struct vm *vm, int cpuid, uint64_t gla, struct vie *vie,
2525     enum vm_cpu_mode cpu_mode)
2526 {
2527         int error;
2528         uint64_t base, segbase, idx, gla2;
2529         enum vm_reg_name seg;
2530         struct seg_desc desc;
2531
2532         /* Skip 'gla' verification */
2533         if (gla == VIE_INVALID_GLA)
2534                 return (0);
2535
2536         base = 0;
2537         if (vie->base_register != VM_REG_LAST) {
2538                 error = vm_get_register(vm, cpuid, vie->base_register, &base);
2539                 if (error) {
2540                         printf("verify_gla: error %d getting base reg %d\n",
2541                                 error, vie->base_register);
2542                         return (-1);
2543                 }
2544
2545                 /*
2546                  * RIP-relative addressing starts from the following
2547                  * instruction
2548                  */
2549                 if (vie->base_register == VM_REG_GUEST_RIP)
2550                         base += vie->num_processed;
2551         }
2552
2553         idx = 0;
2554         if (vie->index_register != VM_REG_LAST) {
2555                 error = vm_get_register(vm, cpuid, vie->index_register, &idx);
2556                 if (error) {
2557                         printf("verify_gla: error %d getting index reg %d\n",
2558                                 error, vie->index_register);
2559                         return (-1);
2560                 }
2561         }
2562
2563         /*
2564          * From "Specifying a Segment Selector", Intel SDM, Vol 1
2565          *
2566          * In 64-bit mode, segmentation is generally (but not
2567          * completely) disabled.  The exceptions are the FS and GS
2568          * segments.
2569          *
2570          * In legacy IA-32 mode, when the ESP or EBP register is used
2571          * as the base, the SS segment is the default segment.  For
2572          * other data references, except when relative to stack or
2573          * string destination the DS segment is the default.  These
2574          * can be overridden to allow other segments to be accessed.
2575          */
2576         if (vie->segment_override)
2577                 seg = vie->segment_register;
2578         else if (vie->base_register == VM_REG_GUEST_RSP ||
2579             vie->base_register == VM_REG_GUEST_RBP)
2580                 seg = VM_REG_GUEST_SS;
2581         else
2582                 seg = VM_REG_GUEST_DS;
2583         if (cpu_mode == CPU_MODE_64BIT && seg != VM_REG_GUEST_FS &&
2584             seg != VM_REG_GUEST_GS) {
2585                 segbase = 0;
2586         } else {
2587                 error = vm_get_seg_desc(vm, cpuid, seg, &desc);
2588                 if (error) {
2589                         printf("verify_gla: error %d getting segment"
2590                                " descriptor %d", error,
2591                                vie->segment_register);
2592                         return (-1);
2593                 }
2594                 segbase = desc.base;
2595         }
2596
2597         gla2 = segbase + base + vie->scale * idx + vie->displacement;
2598         gla2 &= size2mask[vie->addrsize];
2599         if (gla != gla2) {
2600                 printf("verify_gla mismatch: segbase(0x%0lx)"
2601                        "base(0x%0lx), scale(%d), index(0x%0lx), "
2602                        "disp(0x%0lx), gla(0x%0lx), gla2(0x%0lx)\n",
2603                        segbase, base, vie->scale, idx, vie->displacement,
2604                        gla, gla2);
2605                 return (-1);
2606         }
2607
2608         return (0);
2609 }
2610
2611 int
2612 vmm_decode_instruction(struct vm *vm, int cpuid, uint64_t gla,
2613                        enum vm_cpu_mode cpu_mode, int cs_d, struct vie *vie)
2614 {
2615
2616         if (decode_prefixes(vie, cpu_mode, cs_d))
2617                 return (-1);
2618
2619         if (decode_opcode(vie))
2620                 return (-1);
2621
2622         if (decode_modrm(vie, cpu_mode))
2623                 return (-1);
2624
2625         if (decode_sib(vie))
2626                 return (-1);
2627
2628         if (decode_displacement(vie))
2629                 return (-1);
2630
2631         if (decode_immediate(vie))
2632                 return (-1);
2633
2634         if (decode_moffset(vie))
2635                 return (-1);
2636
2637         if ((vie->op.op_flags & VIE_OP_F_NO_GLA_VERIFICATION) == 0) {
2638                 if (verify_gla(vm, cpuid, gla, vie, cpu_mode))
2639                         return (-1);
2640         }
2641
2642         vie->decoded = 1;       /* success */
2643
2644         return (0);
2645 }
2646 #endif  /* _KERNEL */