git.oblomov.eu Git - wine/blob - miscemu/instr.c

   1 /*
   2  * Emulation of priviledged instructions
   3  *
   4  * Copyright 1995 Alexandre Julliard
   5  */
   6
   7 #include <stdio.h>
   8 #include "windows.h"
   9 #include "ldt.h"
  10 #include "miscemu.h"
  11 #include "registers.h"
  12
  13
  14 #define STACK_PTR(context) \
  15     (PTR_SEG_OFF_TO_LIN( SS_reg(context), \
  16         ((GET_SEL_FLAGS(SS_reg(context)) & LDT_FLAGS_32BIT) ? \
  17             ESP_reg(context) : SP_reg(context))))
  18
  19 /***********************************************************************
  20  *           INSTR_ReplaceSelector
  21  *
  22  * Try to replace an invalid selector by a valid one.
  23  * For now, only selector 0x40 is handled here.
  24  */
  25 static WORD INSTR_ReplaceSelector( struct sigcontext_struct *context, WORD sel)
  26 {
  27     if (sel == 0x40)
  28     {
  29         fprintf( stderr, "Direct access to segment 0x40 (cs:ip=%04x:%04lx).\n",
  30                  CS_reg(context), EIP_reg(context) );
  31         return DOSMEM_BiosSeg;
  32     }
  33     return 0;  /* Can't replace selector */
  34 }
  35
  36
  37 /***********************************************************************
  38  *           INSTR_GetOperandAddr
  39  *
  40  * Return the address of an instruction operand (from the mod/rm byte).
  41  */
  42 static BYTE *INSTR_GetOperandAddr( struct sigcontext_struct *context,
  43                                    BYTE *instr, int long_addr,
  44                                    int segprefix, int *len )
  45 {
  46     int mod, rm, base, index = 0, ss = 0, seg = 0, off;
  47
  48 #define GET_VAL(val,type) \
  49     { *val = *(type *)instr; instr += sizeof(type); *len += sizeof(type); }
  50
  51     *len = 0;
  52     GET_VAL( &mod, BYTE );
  53     rm = mod & 7;
  54     mod >>= 6;
  55
  56     if (mod == 3)
  57     {
  58         switch(rm)
  59         {
  60         case 0: return (BYTE *)&EAX_reg(context);
  61         case 1: return (BYTE *)&ECX_reg(context);
  62         case 2: return (BYTE *)&EDX_reg(context);
  63         case 3: return (BYTE *)&EBX_reg(context);
  64         case 4: return (BYTE *)&ESP_reg(context);
  65         case 5: return (BYTE *)&EBP_reg(context);
  66         case 6: return (BYTE *)&ESI_reg(context);
  67         case 7: return (BYTE *)&EDI_reg(context);
  68         }
  69     }
  70
  71     if (long_addr)
  72     {
  73         if (rm == 4)
  74         {
  75             BYTE sib;
  76             GET_VAL( &sib, BYTE );
  77             rm = sib & 7;
  78             ss = sib >> 6;
  79             switch(sib >> 3)
  80             {
  81             case 0: index = EAX_reg(context); break;
  82             case 1: index = ECX_reg(context); break;
  83             case 2: index = EDX_reg(context); break;
  84             case 3: index = EBX_reg(context); break;
  85             case 4: index = 0; break;
  86             case 5: index = EBP_reg(context); break;
  87             case 6: index = ESI_reg(context); break;
  88             case 7: index = EDI_reg(context); break;
  89             }
  90         }
  91
  92         switch(rm)
  93         {
  94         case 0: base = EAX_reg(context); seg = DS_reg(context); break;
  95         case 1: base = ECX_reg(context); seg = DS_reg(context); break;
  96         case 2: base = EDX_reg(context); seg = DS_reg(context); break;
  97         case 3: base = EBX_reg(context); seg = DS_reg(context); break;
  98         case 4: base = ESP_reg(context); seg = SS_reg(context); break;
  99         case 5: base = EBP_reg(context); seg = SS_reg(context); break;
 100         case 6: base = ESI_reg(context); seg = DS_reg(context); break;
 101         case 7: base = EDI_reg(context); seg = DS_reg(context); break;
 102         }
 103         switch (mod)
 104         {
 105         case 0:
 106             if (rm == 5)  /* special case: ds:(disp32) */
 107             {
 108                 GET_VAL( &base, DWORD );
 109                 seg = DS_reg(context);
 110             }
 111             break;
 112
 113         case 1:  /* 8-bit disp */
 114             GET_VAL( &off, BYTE );
 115             base += (signed char)off;
 116             break;
 117
 118         case 2:  /* 32-bit disp */
 119             GET_VAL( &off, DWORD );
 120             base += (signed long)off;
 121             break;
 122         }
 123     }
 124     else  /* short address */
 125     {
 126         switch(rm)
 127         {
 128         case 0:  /* ds:(bx,si) */
 129             base = BX_reg(context) + SI_reg(context);
 130             seg  = DS_reg(context);
 131             break;
 132         case 1:  /* ds:(bx,di) */
 133             base = BX_reg(context) + DI_reg(context);
 134             seg  = DS_reg(context);
 135             break;
 136         case 2:  /* ss:(bp,si) */
 137             base = BP_reg(context) + SI_reg(context);
 138             seg  = SS_reg(context);
 139             break;
 140         case 3:  /* ss:(bp,di) */
 141             base = BP_reg(context) + DI_reg(context);
 142             seg  = SS_reg(context);
 143             break;
 144         case 4:  /* ds:(si) */
 145             base = SI_reg(context);
 146             seg  = DS_reg(context);
 147             break;
 148         case 5:  /* ds:(di) */
 149             base = DI_reg(context);
 150             seg  = DS_reg(context);
 151             break;
 152         case 6:  /* ss:(bp) */
 153             base = BP_reg(context);
 154             seg  = SS_reg(context);
 155             break;
 156         case 7:  /* ds:(bx) */
 157             base = BX_reg(context);
 158             seg  = DS_reg(context);
 159             break;
 160         }
 161
 162         switch(mod)
 163         {
 164         case 0:
 165             if (rm == 6)  /* special case: ds:(disp16) */
 166             {
 167                 GET_VAL( &base, WORD );
 168                 seg  = DS_reg(context);
 169             }
 170             break;
 171
 172         case 1:  /* 8-bit disp */
 173             GET_VAL( &off, BYTE );
 174             base += (signed char)off;
 175             break;
 176
 177         case 2:  /* 16-bit disp */
 178             GET_VAL( &off, WORD );
 179             base += (signed short)off;
 180             break;
 181         }
 182     }
 183     if (segprefix != -1) seg = segprefix;
 184
 185     return (BYTE *)PTR_SEG_OFF_TO_LIN( seg, (base + (index << ss)) );
 186 }
 187
 188
 189 /***********************************************************************
 190  *           INSTR_EmulateLDS
 191  *
 192  * Emulate the LDS (and LES,LFS,etc.) instruction.
 193  */
 194 static BOOL INSTR_EmulateLDS( struct sigcontext_struct *context,
 195                               BYTE *instr, int long_op, int long_addr,
 196                               int segprefix, int *len )
 197 {
 198     BYTE *regmodrm = instr + 1 + (*instr == 0x0f);
 199     BYTE *addr = INSTR_GetOperandAddr( context, regmodrm,
 200                                        long_addr, segprefix, len );
 201     WORD seg = *(WORD *)(addr + (long_op ? 4 : 2));
 202
 203     if (!(seg = INSTR_ReplaceSelector( context, seg )))
 204         return FALSE;  /* Unable to emulate it */
 205
 206     /* Now store the offset in the correct register */
 207
 208     switch((*regmodrm >> 3) & 7)
 209     {
 210     case 0:
 211         if (long_op) EAX_reg(context) = *(DWORD *)addr;
 212         else AX_reg(context) = *(WORD *)addr;
 213         break;
 214     case 1:
 215         if (long_op) ECX_reg(context) = *(DWORD *)addr;
 216         else CX_reg(context) = *(WORD *)addr;
 217         break;
 218     case 2:
 219         if (long_op) EDX_reg(context) = *(DWORD *)addr;
 220         else DX_reg(context) = *(WORD *)addr;
 221         break;
 222     case 3:
 223         if (long_op) EBX_reg(context) = *(DWORD *)addr;
 224         else BX_reg(context) = *(WORD *)addr;
 225         break;
 226     case 4:
 227         if (long_op) ESP_reg(context) = *(DWORD *)addr;
 228         else SP_reg(context) = *(WORD *)addr;
 229         break;
 230     case 5:
 231         if (long_op) EBP_reg(context) = *(DWORD *)addr;
 232         else BP_reg(context) = *(WORD *)addr;
 233         break;
 234     case 6:
 235         if (long_op) ESI_reg(context) = *(DWORD *)addr;
 236         else SI_reg(context) = *(WORD *)addr;
 237         break;
 238     case 7:
 239         if (long_op) EDI_reg(context) = *(DWORD *)addr;
 240         else DI_reg(context) = *(WORD *)addr;
 241         break;
 242     }
 243
 244     /* Store the correct segment in the segment register */
 245
 246     switch(*instr)
 247     {
 248     case 0xc4: ES_reg(context) = seg; break;  /* les */
 249     case 0xc5: DS_reg(context) = seg; break;  /* lds */
 250     case 0x0f: switch(instr[1])
 251                {
 252                case 0xb2: SS_reg(context) = seg; break;  /* lss */
 253                case 0xb4: FS_reg(context) = seg; break;  /* lfs */
 254                case 0xb5: GS_reg(context) = seg; break;  /* lgs */
 255                }
 256                break;
 257     }
 258
 259     /* Add the opcode size to the total length */
 260
 261     *len += 1 + (*instr == 0x0f);
 262     return TRUE;
 263 }
 264
 265
 266 /***********************************************************************
 267  *           INSTR_EmulateInstruction
 268  *
 269  * Emulate a priviledged instruction. Returns TRUE if emulation successful.
 270  */
 271 BOOL INSTR_EmulateInstruction( struct sigcontext_struct *context )
 272 {
 273     int prefix, segprefix, prefixlen, len, repX, long_op, long_addr;
 274     BYTE *instr;
 275
 276     long_op = long_addr = (GET_SEL_FLAGS(CS_reg(context)) & LDT_FLAGS_32BIT) != 0;
 277     instr = (BYTE *) PTR_SEG_OFF_TO_LIN( CS_reg(context), EIP_reg(context) );
 278
 279     /* First handle any possible prefix */
 280
 281     segprefix = -1;  /* no prefix */
 282     prefix = 1;
 283     repX = 0;
 284     prefixlen = 0;
 285     while(prefix)
 286     {
 287         switch(*instr)
 288         {
 289         case 0x2e:
 290             segprefix = CS_reg(context);
 291             break;
 292         case 0x36:
 293             segprefix = SS_reg(context);
 294             break;
 295         case 0x3e:
 296             segprefix = DS_reg(context);
 297             break;
 298         case 0x26:
 299             segprefix = ES_reg(context);
 300             break;
 301         case 0x64:
 302             segprefix = FS_reg(context);
 303             break;
 304         case 0x65:
 305             segprefix = GS_reg(context);
 306             break;
 307         case 0x66:
 308             long_op = !long_op;  /* opcode size prefix */
 309             break;
 310         case 0x67:
 311             long_addr = !long_addr;  /* addr size prefix */
 312             break;
 313         case 0xf0:  /* lock */
 314             break;
 315         case 0xf2:  /* repne */
 316             repX = 1;
 317             break;
 318         case 0xf3:  /* repe */
 319             repX = 2;
 320             break;
 321         default:
 322             prefix = 0;  /* no more prefixes */
 323             break;
 324         }
 325         if (prefix)
 326         {
 327             instr++;
 328             prefixlen++;
 329         }
 330     }
 331
 332     /* Now look at the actual instruction */
 333
 334     switch(*instr)
 335     {
 336         case 0x07: /* pop es */
 337         case 0x17: /* pop ss */
 338         case 0x1f: /* pop ds */
 339             {
 340                 WORD seg = *(WORD *)STACK_PTR( context );
 341                 if ((seg = INSTR_ReplaceSelector( context, seg )) != 0)
 342                 {
 343                     switch(*instr)
 344                     {
 345                     case 0x07: ES_reg(context) = seg; break;
 346                     case 0x17: SS_reg(context) = seg; break;
 347                     case 0x1f: DS_reg(context) = seg; break;
 348                     }
 349                     SP_reg(context) += sizeof(WORD);
 350                     EIP_reg(context) += prefixlen + 1;
 351                     return TRUE;
 352                 }
 353             }
 354             break;  /* Unable to emulate it */
 355
 356         case 0x0f: /* extended instruction */
 357             switch(instr[1])
 358             {
 359             case 0xa1: /* pop fs */
 360             case 0xa9: /* pop gs */
 361                 {
 362                     WORD seg = *(WORD *)STACK_PTR( context );
 363                     if ((seg = INSTR_ReplaceSelector( context, seg )) != 0)
 364                     {
 365                         switch(instr[1])
 366                         {
 367                         case 0xa1: FS_reg(context) = seg; break;
 368                         case 0xa9: GS_reg(context) = seg; break;
 369                         }
 370                         SP_reg(context) += sizeof(WORD);
 371                         EIP_reg(context) += prefixlen + 2;
 372                         return TRUE;
 373                     }
 374                 }
 375                 break;
 376
 377             case 0xb2: /* lss addr,reg */
 378             case 0xb4: /* lfs addr,reg */
 379             case 0xb5: /* lgs addr,reg */
 380                 if (INSTR_EmulateLDS( context, instr, long_op,
 381                                       long_addr, segprefix, &len ))
 382                 {
 383                     EIP_reg(context) += prefixlen + len;
 384                     return TRUE;
 385                 }
 386                 break;
 387             }
 388             break;  /* Unable to emulate it */
 389
 390         case 0x6c: /* insb     */
 391         case 0x6d: /* insw/d   */
 392         case 0x6e: /* outsb    */
 393         case 0x6f: /* outsw/d  */
 394             {
 395               int typ = *instr;  /* Just in case it's overwritten.  */
 396               int outp = (typ >= 0x6e);
 397               unsigned long count = repX ?
 398                           (long_addr ? ECX_reg(context) : CX_reg(context)) : 1;
 399               int opsize = (typ & 1) ? (long_op ? 4 : 2) : 1;
 400               int step = (EFL_reg(context) & 0x400) ? -opsize : +opsize;
 401               int seg = outp ? (segprefix >= 0 ? segprefix : DS_reg(context))
 402                              : ES_reg(context);  /* FIXME: is this right? */
 403
 404               if (outp)
 405                 /* FIXME: Check segment readable.  */
 406                 ;
 407               else
 408                 /* FIXME: Check segment writeable.  */
 409                 ;
 410
 411               if (repX)
 412                 if (long_addr)
 413                   ECX_reg(context) = 0;
 414                 else
 415                   CX_reg(context) = 0;
 416
 417               while (count-- > 0)
 418                 {
 419                   void *data;
 420                   if (outp)
 421                   {
 422                       data = PTR_SEG_OFF_TO_LIN (seg,
 423                                long_addr ? ESI_reg(context) : SI_reg(context));
 424                       if (long_addr) ESI_reg(context) += step;
 425                       else SI_reg(context) += step;
 426                   }
 427                   else
 428                   {
 429                       data = PTR_SEG_OFF_TO_LIN (seg,
 430                                long_addr ? EDI_reg(context) : DI_reg(context));
 431                       if (long_addr) EDI_reg(context) += step;
 432                       else DI_reg(context) += step;
 433                   }
 434
 435                   switch (typ)
 436                   {
 437                     case 0x6c:
 438                       *((BYTE *)data) = inport( DX_reg(context), 1);
 439                       break;
 440                     case 0x6d:
 441                       if (long_op)
 442                         *((DWORD *)data) = inport( DX_reg(context), 4);
 443                       else
 444                         *((WORD *)data) = inport( DX_reg(context), 2);
 445                       break;
 446                     case 0x6e:
 447                       outport( DX_reg(context), 1, *((BYTE *)data));
 448                       break;
 449                     case 0x6f:
 450                       if (long_op)
 451                         outport( DX_reg(context), 4, *((DWORD *)data));
 452                       else
 453                         outport( DX_reg(context), 2, *((WORD *)data));
 454                       break;
 455                     }
 456                 }
 457               EIP_reg(context) += prefixlen + 1;
 458             }
 459             return TRUE;
 460
 461         case 0x8e: /* mov reg,segment_reg */
 462             {
 463                 WORD seg = *(WORD *)INSTR_GetOperandAddr( context, instr + 1,
 464                                                   long_addr, segprefix, &len );
 465                 if (!(seg = INSTR_ReplaceSelector( context, seg )))
 466                     break;  /* Unable to emulate it */
 467
 468                 switch((instr[1] >> 3) & 7)
 469                 {
 470                 case 0:
 471                     ES_reg(context) = seg;
 472                     EIP_reg(context) += prefixlen + len + 1;
 473                     return TRUE;
 474                 case 1:  /* cs */
 475                     break;
 476                 case 2:
 477                     SS_reg(context) = seg;
 478                     EIP_reg(context) += prefixlen + len + 1;
 479                     return TRUE;
 480                 case 3:
 481                     DS_reg(context) = seg;
 482                     EIP_reg(context) += prefixlen + len + 1;
 483                     return TRUE;
 484                 case 4:
 485                     FS_reg(context) = seg;
 486                     EIP_reg(context) += prefixlen + len + 1;
 487                     return TRUE;
 488                 case 5:
 489                     GS_reg(context) = seg;
 490                     EIP_reg(context) += prefixlen + len + 1;
 491                     return TRUE;
 492                 case 6:  /* unused */
 493                 case 7:  /* unused */
 494                     break;
 495                 }
 496             }
 497             break;  /* Unable to emulate it */
 498
 499         case 0xc4: /* les addr,reg */
 500         case 0xc5: /* lds addr,reg */
 501             if (INSTR_EmulateLDS( context, instr, long_op,
 502                                   long_addr, segprefix, &len ))
 503             {
 504                 EIP_reg(context) += prefixlen + len;
 505                 return TRUE;
 506             }
 507             break;  /* Unable to emulate it */
 508
 509         case 0xcd: /* int <XX> */
 510             if (long_op)
 511             {
 512                 fprintf(stderr, "int xx from 32-bit code is not supported.\n");
 513                 break;  /* Unable to emulate it */
 514             }
 515             else
 516             {
 517                 SEGPTR addr = INT_GetHandler( instr[1] );
 518                 WORD *stack = (WORD *)STACK_PTR( context );
 519                 /* Push the flags and return address on the stack */
 520                 *(--stack) = FL_reg(context);
 521                 *(--stack) = CS_reg(context);
 522                 *(--stack) = IP_reg(context) + prefixlen + 2;
 523                 SP_reg(context) -= 3 * sizeof(WORD);
 524                 /* Jump to the interrupt handler */
 525                 CS_reg(context)  = HIWORD(addr);
 526                 EIP_reg(context) = LOWORD(addr);
 527             }
 528             return TRUE;
 529
 530         case 0xcf: /* iret */
 531             if (long_op)
 532             {
 533                 DWORD *stack = (DWORD *)STACK_PTR( context );
 534                 EIP_reg(context) = *stack++;
 535                 CS_reg(context)  = *stack++;
 536                 EFL_reg(context) = *stack;
 537                 SP_reg(context) += 3*sizeof(DWORD);  /* Pop the return address and flags */
 538             }
 539             else
 540             {
 541                 WORD *stack = (WORD *)STACK_PTR( context );
 542                 EIP_reg(context) = *stack++;
 543                 CS_reg(context)  = *stack++;
 544                 FL_reg(context)  = *stack;
 545                 SP_reg(context) += 3*sizeof(WORD);  /* Pop the return address and flags */
 546             }
 547             return TRUE;
 548
 549         case 0xe4: /* inb al,XX */
 550             AL_reg(context) = inport( instr[1], 1 );
 551             EIP_reg(context) += prefixlen + 2;
 552             return TRUE;
 553
 554         case 0xe5: /* in (e)ax,XX */
 555             if (long_op) EAX_reg(context) = inport( instr[1], 4 );
 556             else AX_reg(context) = inport( instr[1], 2 );
 557             EIP_reg(context) += prefixlen + 2;
 558             return TRUE;
 559
 560         case 0xe6: /* outb XX,al */
 561             outport( instr[1], 1, AL_reg(context) );
 562             EIP_reg(context) += prefixlen + 2;
 563             return TRUE;
 564
 565         case 0xe7: /* out XX,(e)ax */
 566             if (long_op) outport( instr[1], 4, EAX_reg(context) );
 567             else outport( instr[1], 2, AX_reg(context) );
 568             EIP_reg(context) += prefixlen + 2;
 569             return TRUE;
 570
 571         case 0xec: /* inb al,dx */
 572             AL_reg(context) = inport( DX_reg(context), 1 );
 573             EIP_reg(context) += prefixlen + 1;
 574             return TRUE;
 575
 576         case 0xed: /* in (e)ax,dx */
 577             if (long_op) EAX_reg(context) = inport( DX_reg(context), 4 );
 578             else AX_reg(context) = inport( DX_reg(context), 2 );
 579             EIP_reg(context) += prefixlen + 1;
 580             return TRUE;
 581
 582         case 0xee: /* outb dx,al */
 583             outport( DX_reg(context), 1, AL_reg(context) );
 584             EIP_reg(context) += prefixlen + 1;
 585             return TRUE;
 586
 587         case 0xef: /* out dx,(e)ax */
 588             if (long_op) outport( DX_reg(context), 4, EAX_reg(context) );
 589             else outport( DX_reg(context), 2, AX_reg(context) );
 590             EIP_reg(context) += prefixlen + 1;
 591             return TRUE;
 592
 593         case 0xfa: /* cli, ignored */
 594             EIP_reg(context) += prefixlen + 1;
 595             return TRUE;
 596
 597         case 0xfb: /* sti, ignored */
 598             EIP_reg(context) += prefixlen + 1;
 599             return TRUE;
 600     }
 601     fprintf(stderr, "Unexpected Windows program segfault"
 602                     " - opcode = %x\n", *instr);
 603     return FALSE;  /* Unable to emulate it */
 604 }