arch/x86/kvm/emulate.c

   1 /******************************************************************************
   2  * emulate.c
   3  *
   4  * Generic x86 (32-bit and 64-bit) instruction decoder and emulator.
   5  *
   6  * Copyright (c) 2005 Keir Fraser
   7  *
   8  * Linux coding style, mod r/m decoder, segment base fixes, real-mode
   9  * privileged instructions:
  10  *
  11  * Copyright (C) 2006 Qumranet
  12  * Copyright 2010 Red Hat, Inc. and/or its affiliates.
  13  *
  14  *   Avi Kivity <avi@qumranet.com>
  15  *   Yaniv Kamay <yaniv@qumranet.com>
  16  *
  17  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
  18  * the COPYING file in the top-level directory.
  19  *
  20  * From: xen-unstable 10676:af9809f51f81a3c43f276f00c81a52ef558afda4
  21  */
  22
  23 #include <linux/kvm_host.h>
  24 #include "kvm_cache_regs.h"
  25 #include <linux/module.h>
  26 #include <asm/kvm_emulate.h>
  27 #include <linux/stringify.h>
  28
  29 #include "x86.h"
  30 #include "tss.h"
  31
  32 /*
  33  * Operand types
  34  */
  35 #define OpNone             0ull
  36 #define OpImplicit         1ull  /* No generic decode */
  37 #define OpReg              2ull  /* Register */
  38 #define OpMem              3ull  /* Memory */
  39 #define OpAcc              4ull  /* Accumulator: AL/AX/EAX/RAX */
  40 #define OpDI               5ull  /* ES:DI/EDI/RDI */
  41 #define OpMem64            6ull  /* Memory, 64-bit */
  42 #define OpImmUByte         7ull  /* Zero-extended 8-bit immediate */
  43 #define OpDX               8ull  /* DX register */
  44 #define OpCL               9ull  /* CL register (for shifts) */
  45 #define OpImmByte         10ull  /* 8-bit sign extended immediate */
  46 #define OpOne             11ull  /* Implied 1 */
  47 #define OpImm             12ull  /* Sign extended up to 32-bit immediate */
  48 #define OpMem16           13ull  /* Memory operand (16-bit). */
  49 #define OpMem32           14ull  /* Memory operand (32-bit). */
  50 #define OpImmU            15ull  /* Immediate operand, zero extended */
  51 #define OpSI              16ull  /* SI/ESI/RSI */
  52 #define OpImmFAddr        17ull  /* Immediate far address */
  53 #define OpMemFAddr        18ull  /* Far address in memory */
  54 #define OpImmU16          19ull  /* Immediate operand, 16 bits, zero extended */
  55 #define OpES              20ull  /* ES */
  56 #define OpCS              21ull  /* CS */
  57 #define OpSS              22ull  /* SS */
  58 #define OpDS              23ull  /* DS */
  59 #define OpFS              24ull  /* FS */
  60 #define OpGS              25ull  /* GS */
  61 #define OpMem8            26ull  /* 8-bit zero extended memory operand */
  62 #define OpImm64           27ull  /* Sign extended 16/32/64-bit immediate */
  63 #define OpXLat            28ull  /* memory at BX/EBX/RBX + zero-extended AL */
  64 #define OpAccLo           29ull  /* Low part of extended acc (AX/AX/EAX/RAX) */
  65 #define OpAccHi           30ull  /* High part of extended acc (-/DX/EDX/RDX) */
  66
  67 #define OpBits             5  /* Width of operand field */
  68 #define OpMask             ((1ull << OpBits) - 1)
  69
  70 /*
  71  * Opcode effective-address decode tables.
  72  * Note that we only emulate instructions that have at least one memory
  73  * operand (excluding implicit stack references). We assume that stack
  74  * references and instruction fetches will never occur in special memory
  75  * areas that require emulation. So, for example, 'mov <imm>,<reg>' need
  76  * not be handled.
  77  */
  78
  79 /* Operand sizes: 8-bit operands or specified/overridden size. */
  80 #define ByteOp      (1<<0)      /* 8-bit operands. */
  81 /* Destination operand type. */
  82 #define DstShift    1
  83 #define ImplicitOps (OpImplicit << DstShift)
  84 #define DstReg      (OpReg << DstShift)
  85 #define DstMem      (OpMem << DstShift)
  86 #define DstAcc      (OpAcc << DstShift)
  87 #define DstDI       (OpDI << DstShift)
  88 #define DstMem64    (OpMem64 << DstShift)
  89 #define DstImmUByte (OpImmUByte << DstShift)
  90 #define DstDX       (OpDX << DstShift)
  91 #define DstAccLo    (OpAccLo << DstShift)
  92 #define DstMask     (OpMask << DstShift)
  93 /* Source operand type. */
  94 #define SrcShift    6
  95 #define SrcNone     (OpNone << SrcShift)
  96 #define SrcReg      (OpReg << SrcShift)
  97 #define SrcMem      (OpMem << SrcShift)
  98 #define SrcMem16    (OpMem16 << SrcShift)
  99 #define SrcMem32    (OpMem32 << SrcShift)
 100 #define SrcImm      (OpImm << SrcShift)
 101 #define SrcImmByte  (OpImmByte << SrcShift)
 102 #define SrcOne      (OpOne << SrcShift)
 103 #define SrcImmUByte (OpImmUByte << SrcShift)
 104 #define SrcImmU     (OpImmU << SrcShift)
 105 #define SrcSI       (OpSI << SrcShift)
 106 #define SrcXLat     (OpXLat << SrcShift)
 107 #define SrcImmFAddr (OpImmFAddr << SrcShift)
 108 #define SrcMemFAddr (OpMemFAddr << SrcShift)
 109 #define SrcAcc      (OpAcc << SrcShift)
 110 #define SrcImmU16   (OpImmU16 << SrcShift)
 111 #define SrcImm64    (OpImm64 << SrcShift)
 112 #define SrcDX       (OpDX << SrcShift)
 113 #define SrcMem8     (OpMem8 << SrcShift)
 114 #define SrcAccHi    (OpAccHi << SrcShift)
 115 #define SrcMask     (OpMask << SrcShift)
 116 #define BitOp       (1<<11)
 117 #define MemAbs      (1<<12)      /* Memory operand is absolute displacement */
 118 #define String      (1<<13)     /* String instruction (rep capable) */
 119 #define Stack       (1<<14)     /* Stack instruction (push/pop) */
 120 #define GroupMask   (7<<15)     /* Opcode uses one of the group mechanisms */
 121 #define Group       (1<<15)     /* Bits 3:5 of modrm byte extend opcode */
 122 #define GroupDual   (2<<15)     /* Alternate decoding of mod == 3 */
 123 #define Prefix      (3<<15)     /* Instruction varies with 66/f2/f3 prefix */
 124 #define RMExt       (4<<15)     /* Opcode extension in ModRM r/m if mod == 3 */
 125 #define Escape      (5<<15)     /* Escape to coprocessor instruction */
 126 #define Sse         (1<<18)     /* SSE Vector instruction */
 127 /* Generic ModRM decode. */
 128 #define ModRM       (1<<19)
 129 /* Destination is only written; never read. */
 130 #define Mov         (1<<20)
 131 /* Misc flags */
 132 #define Prot        (1<<21) /* instruction generates #UD if not in prot-mode */
 133 #define EmulateOnUD (1<<22) /* Emulate if unsupported by the host */
 134 #define NoAccess    (1<<23) /* Don't access memory (lea/invlpg/verr etc) */
 135 #define Op3264      (1<<24) /* Operand is 64b in long mode, 32b otherwise */
 136 #define Undefined   (1<<25) /* No Such Instruction */
 137 #define Lock        (1<<26) /* lock prefix is allowed for the instruction */
 138 #define Priv        (1<<27) /* instruction generates #GP if current CPL != 0 */
 139 #define No64        (1<<28)
 140 #define PageTable   (1 << 29)   /* instruction used to write page table */
 141 #define NotImpl     (1 << 30)   /* instruction is not implemented */
 142 /* Source 2 operand type */
 143 #define Src2Shift   (31)
 144 #define Src2None    (OpNone << Src2Shift)
 145 #define Src2Mem     (OpMem << Src2Shift)
 146 #define Src2CL      (OpCL << Src2Shift)
 147 #define Src2ImmByte (OpImmByte << Src2Shift)
 148 #define Src2One     (OpOne << Src2Shift)
 149 #define Src2Imm     (OpImm << Src2Shift)
 150 #define Src2ES      (OpES << Src2Shift)
 151 #define Src2CS      (OpCS << Src2Shift)
 152 #define Src2SS      (OpSS << Src2Shift)
 153 #define Src2DS      (OpDS << Src2Shift)
 154 #define Src2FS      (OpFS << Src2Shift)
 155 #define Src2GS      (OpGS << Src2Shift)
 156 #define Src2Mask    (OpMask << Src2Shift)
 157 #define Mmx         ((u64)1 << 40)  /* MMX Vector instruction */
 158 #define Aligned     ((u64)1 << 41)  /* Explicitly aligned (e.g. MOVDQA) */
 159 #define Unaligned   ((u64)1 << 42)  /* Explicitly unaligned (e.g. MOVDQU) */
 160 #define Avx         ((u64)1 << 43)  /* Advanced Vector Extensions */
 161 #define Fastop      ((u64)1 << 44)  /* Use opcode::u.fastop */
 162 #define NoWrite     ((u64)1 << 45)  /* No writeback */
 163 #define SrcWrite    ((u64)1 << 46)  /* Write back src operand */
 164 #define NoMod       ((u64)1 << 47)  /* Mod field is ignored */
 165 #define Intercept   ((u64)1 << 48)  /* Has valid intercept field */
 166 #define CheckPerm   ((u64)1 << 49)  /* Has valid check_perm field */
 167 #define NoBigReal   ((u64)1 << 50)  /* No big real mode */
 168 #define PrivUD      ((u64)1 << 51)  /* #UD instead of #GP on CPL > 0 */
 169
 170 #define DstXacc     (DstAccLo | SrcAccHi | SrcWrite)
 171
 172 #define X2(x...) x, x
 173 #define X3(x...) X2(x), x
 174 #define X4(x...) X2(x), X2(x)
 175 #define X5(x...) X4(x), x
 176 #define X6(x...) X4(x), X2(x)
 177 #define X7(x...) X4(x), X3(x)
 178 #define X8(x...) X4(x), X4(x)
 179 #define X16(x...) X8(x), X8(x)
 180
 181 #define NR_FASTOP (ilog2(sizeof(ulong)) + 1)
 182 #define FASTOP_SIZE 8
 183
 184 /*
 185  * fastop functions have a special calling convention:
 186  *
 187  * dst:    rax        (in/out)
 188  * src:    rdx        (in/out)
 189  * src2:   rcx        (in)
 190  * flags:  rflags     (in/out)
 191  * ex:     rsi        (in:fastop pointer, out:zero if exception)
 192  *
 193  * Moreover, they are all exactly FASTOP_SIZE bytes long, so functions for
 194  * different operand sizes can be reached by calculation, rather than a jump
 195  * table (which would be bigger than the code).
 196  *
 197  * fastop functions are declared as taking a never-defined fastop parameter,
 198  * so they can't be called from C directly.
 199  */
 200
 201 struct fastop;
 202
 203 struct opcode {
 204         u64 flags : 56;
 205         u64 intercept : 8;
 206         union {
 207                 int (*execute)(struct x86_emulate_ctxt *ctxt);
 208                 const struct opcode *group;
 209                 const struct group_dual *gdual;
 210                 const struct gprefix *gprefix;
 211                 const struct escape *esc;
 212                 void (*fastop)(struct fastop *fake);
 213         } u;
 214         int (*check_perm)(struct x86_emulate_ctxt *ctxt);
 215 };
 216
 217 struct group_dual {
 218         struct opcode mod012[8];
 219         struct opcode mod3[8];
 220 };
 221
 222 struct gprefix {
 223         struct opcode pfx_no;
 224         struct opcode pfx_66;
 225         struct opcode pfx_f2;
 226         struct opcode pfx_f3;
 227 };
 228
 229 struct escape {
 230         struct opcode op[8];
 231         struct opcode high[64];
 232 };
 233
 234 /* EFLAGS bit definitions. */
 235 #define EFLG_ID (1<<21)
 236 #define EFLG_VIP (1<<20)
 237 #define EFLG_VIF (1<<19)
 238 #define EFLG_AC (1<<18)
 239 #define EFLG_VM (1<<17)
 240 #define EFLG_RF (1<<16)
 241 #define EFLG_IOPL (3<<12)
 242 #define EFLG_NT (1<<14)
 243 #define EFLG_OF (1<<11)
 244 #define EFLG_DF (1<<10)
 245 #define EFLG_IF (1<<9)
 246 #define EFLG_TF (1<<8)
 247 #define EFLG_SF (1<<7)
 248 #define EFLG_ZF (1<<6)
 249 #define EFLG_AF (1<<4)
 250 #define EFLG_PF (1<<2)
 251 #define EFLG_CF (1<<0)
 252
 253 #define EFLG_RESERVED_ZEROS_MASK 0xffc0802a
 254 #define EFLG_RESERVED_ONE_MASK 2
 255
 256 static ulong reg_read(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned nr)
 257 {
 258         if (!(ctxt->regs_valid & (1 << nr))) {
 259                 ctxt->regs_valid |= 1 << nr;
 260                 ctxt->_regs[nr] = ctxt->ops->read_gpr(ctxt, nr);
 261         }
 262         return ctxt->_regs[nr];
 263 }
 264
 265 static ulong *reg_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned nr)
 266 {
 267         ctxt->regs_valid |= 1 << nr;
 268         ctxt->regs_dirty |= 1 << nr;
 269         return &ctxt->_regs[nr];
 270 }
 271
 272 static ulong *reg_rmw(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned nr)
 273 {
 274         reg_read(ctxt, nr);
 275         return reg_write(ctxt, nr);
 276 }
 277
 278 static void writeback_registers(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 279 {
 280         unsigned reg;
 281
 282         for_each_set_bit(reg, (ulong *)&ctxt->regs_dirty, 16)
 283                 ctxt->ops->write_gpr(ctxt, reg, ctxt->_regs[reg]);
 284 }
 285
 286 static void invalidate_registers(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 287 {
 288         ctxt->regs_dirty = 0;
 289         ctxt->regs_valid = 0;
 290 }
 291
 292 /*
 293  * These EFLAGS bits are restored from saved value during emulation, and
 294  * any changes are written back to the saved value after emulation.
 295  */
 296 #define EFLAGS_MASK (EFLG_OF|EFLG_SF|EFLG_ZF|EFLG_AF|EFLG_PF|EFLG_CF)
 297
 298 #ifdef CONFIG_X86_64
 299 #define ON64(x) x
 300 #else
 301 #define ON64(x)
 302 #endif
 303
 304 static int fastop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, void (*fop)(struct fastop *));
 305
 306 #define FOP_ALIGN ".align " __stringify(FASTOP_SIZE) " \n\t"
 307 #define FOP_RET   "ret \n\t"
 308
 309 #define FOP_START(op) \
 310         extern void em_##op(struct fastop *fake); \
 311         asm(".pushsection .text, \"ax\" \n\t" \
 312             ".global em_" #op " \n\t" \
 313             FOP_ALIGN \
 314             "em_" #op ": \n\t"
 315
 316 #define FOP_END \
 317             ".popsection")
 318
 319 #define FOPNOP() FOP_ALIGN FOP_RET
 320
 321 #define FOP1E(op,  dst) \
 322         FOP_ALIGN "10: " #op " %" #dst " \n\t" FOP_RET
 323
 324 #define FOP1EEX(op,  dst) \
 325         FOP1E(op, dst) _ASM_EXTABLE(10b, kvm_fastop_exception)
 326
 327 #define FASTOP1(op) \
 328         FOP_START(op) \
 329         FOP1E(op##b, al) \
 330         FOP1E(op##w, ax) \
 331         FOP1E(op##l, eax) \
 332         ON64(FOP1E(op##q, rax)) \
 333         FOP_END
 334
 335 /* 1-operand, using src2 (for MUL/DIV r/m) */
 336 #define FASTOP1SRC2(op, name) \
 337         FOP_START(name) \
 338         FOP1E(op, cl) \
 339         FOP1E(op, cx) \
 340         FOP1E(op, ecx) \
 341         ON64(FOP1E(op, rcx)) \
 342         FOP_END
 343
 344 /* 1-operand, using src2 (for MUL/DIV r/m), with exceptions */
 345 #define FASTOP1SRC2EX(op, name) \
 346         FOP_START(name) \
 347         FOP1EEX(op, cl) \
 348         FOP1EEX(op, cx) \
 349         FOP1EEX(op, ecx) \
 350         ON64(FOP1EEX(op, rcx)) \
 351         FOP_END
 352
 353 #define FOP2E(op,  dst, src)       \
 354         FOP_ALIGN #op " %" #src ", %" #dst " \n\t" FOP_RET
 355
 356 #define FASTOP2(op) \
 357         FOP_START(op) \
 358         FOP2E(op##b, al, dl) \
 359         FOP2E(op##w, ax, dx) \
 360         FOP2E(op##l, eax, edx) \
 361         ON64(FOP2E(op##q, rax, rdx)) \
 362         FOP_END
 363
 364 /* 2 operand, word only */
 365 #define FASTOP2W(op) \
 366         FOP_START(op) \
 367         FOPNOP() \
 368         FOP2E(op##w, ax, dx) \
 369         FOP2E(op##l, eax, edx) \
 370         ON64(FOP2E(op##q, rax, rdx)) \
 371         FOP_END
 372
 373 /* 2 operand, src is CL */
 374 #define FASTOP2CL(op) \
 375         FOP_START(op) \
 376         FOP2E(op##b, al, cl) \
 377         FOP2E(op##w, ax, cl) \
 378         FOP2E(op##l, eax, cl) \
 379         ON64(FOP2E(op##q, rax, cl)) \
 380         FOP_END
 381
 382 #define FOP3E(op,  dst, src, src2) \
 383         FOP_ALIGN #op " %" #src2 ", %" #src ", %" #dst " \n\t" FOP_RET
 384
 385 /* 3-operand, word-only, src2=cl */
 386 #define FASTOP3WCL(op) \
 387         FOP_START(op) \
 388         FOPNOP() \
 389         FOP3E(op##w, ax, dx, cl) \
 390         FOP3E(op##l, eax, edx, cl) \
 391         ON64(FOP3E(op##q, rax, rdx, cl)) \
 392         FOP_END
 393
 394 /* Special case for SETcc - 1 instruction per cc */
 395 #define FOP_SETCC(op) ".align 4; " #op " %al; ret \n\t"
 396
 397 asm(".global kvm_fastop_exception \n"
 398     "kvm_fastop_exception: xor %esi, %esi; ret");
 399
 400 FOP_START(setcc)
 401 FOP_SETCC(seto)
 402 FOP_SETCC(setno)
 403 FOP_SETCC(setc)
 404 FOP_SETCC(setnc)
 405 FOP_SETCC(setz)
 406 FOP_SETCC(setnz)
 407 FOP_SETCC(setbe)
 408 FOP_SETCC(setnbe)
 409 FOP_SETCC(sets)
 410 FOP_SETCC(setns)
 411 FOP_SETCC(setp)
 412 FOP_SETCC(setnp)
 413 FOP_SETCC(setl)
 414 FOP_SETCC(setnl)
 415 FOP_SETCC(setle)
 416 FOP_SETCC(setnle)
 417 FOP_END;
 418
 419 FOP_START(salc) "pushf; sbb %al, %al; popf \n\t" FOP_RET
 420 FOP_END;
 421
 422 static int emulator_check_intercept(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 423                                     enum x86_intercept intercept,
 424                                     enum x86_intercept_stage stage)
 425 {
 426         struct x86_instruction_info info = {
 427                 .intercept  = intercept,
 428                 .rep_prefix = ctxt->rep_prefix,
 429                 .modrm_mod  = ctxt->modrm_mod,
 430                 .modrm_reg  = ctxt->modrm_reg,
 431                 .modrm_rm   = ctxt->modrm_rm,
 432                 .src_val    = ctxt->src.val64,
 433                 .dst_val    = ctxt->dst.val64,
 434                 .src_bytes  = ctxt->src.bytes,
 435                 .dst_bytes  = ctxt->dst.bytes,
 436                 .ad_bytes   = ctxt->ad_bytes,
 437                 .next_rip   = ctxt->eip,
 438         };
 439
 440         return ctxt->ops->intercept(ctxt, &info, stage);
 441 }
 442
 443 static void assign_masked(ulong *dest, ulong src, ulong mask)
 444 {
 445         *dest = (*dest & ~mask) | (src & mask);
 446 }
 447
 448 static inline unsigned long ad_mask(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 449 {
 450         return (1UL << (ctxt->ad_bytes << 3)) - 1;
 451 }
 452
 453 static ulong stack_mask(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 454 {
 455         u16 sel;
 456         struct desc_struct ss;
 457
 458         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 459                 return ~0UL;
 460         ctxt->ops->get_segment(ctxt, &sel, &ss, NULL, VCPU_SREG_SS);
 461         return ~0U >> ((ss.d ^ 1) * 16);  /* d=0: 0xffff; d=1: 0xffffffff */
 462 }
 463
 464 static int stack_size(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 465 {
 466         return (__fls(stack_mask(ctxt)) + 1) >> 3;
 467 }
 468
 469 /* Access/update address held in a register, based on addressing mode. */
 470 static inline unsigned long
 471 address_mask(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned long reg)
 472 {
 473         if (ctxt->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 474                 return reg;
 475         else
 476                 return reg & ad_mask(ctxt);
 477 }
 478
 479 static inline unsigned long
 480 register_address(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned long reg)
 481 {
 482         return address_mask(ctxt, reg);
 483 }
 484
 485 static void masked_increment(ulong *reg, ulong mask, int inc)
 486 {
 487         assign_masked(reg, *reg + inc, mask);
 488 }
 489
 490 static inline void
 491 register_address_increment(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned long *reg, int inc)
 492 {
 493         ulong mask;
 494
 495         if (ctxt->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 496                 mask = ~0UL;
 497         else
 498                 mask = ad_mask(ctxt);
 499         masked_increment(reg, mask, inc);
 500 }
 501
 502 static void rsp_increment(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int inc)
 503 {
 504         masked_increment(reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RSP), stack_mask(ctxt), inc);
 505 }
 506
 507 static u32 desc_limit_scaled(struct desc_struct *desc)
 508 {
 509         u32 limit = get_desc_limit(desc);
 510
 511         return desc->g ? (limit << 12) | 0xfff : limit;
 512 }
 513
 514 static unsigned long seg_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
 515 {
 516         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && seg < VCPU_SREG_FS)
 517                 return 0;
 518
 519         return ctxt->ops->get_cached_segment_base(ctxt, seg);
 520 }
 521
 522 static int emulate_exception(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int vec,
 523                              u32 error, bool valid)
 524 {
 525         WARN_ON(vec > 0x1f);
 526         ctxt->exception.vector = vec;
 527         ctxt->exception.error_code = error;
 528         ctxt->exception.error_code_valid = valid;
 529         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
 530 }
 531
 532 static int emulate_db(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 533 {
 534         return emulate_exception(ctxt, DB_VECTOR, 0, false);
 535 }
 536
 537 static int emulate_gp(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int err)
 538 {
 539         return emulate_exception(ctxt, GP_VECTOR, err, true);
 540 }
 541
 542 static int emulate_ss(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int err)
 543 {
 544         return emulate_exception(ctxt, SS_VECTOR, err, true);
 545 }
 546
 547 static int emulate_ud(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 548 {
 549         return emulate_exception(ctxt, UD_VECTOR, 0, false);
 550 }
 551
 552 static int emulate_ts(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int err)
 553 {
 554         return emulate_exception(ctxt, TS_VECTOR, err, true);
 555 }
 556
 557 static int emulate_de(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 558 {
 559         return emulate_exception(ctxt, DE_VECTOR, 0, false);
 560 }
 561
 562 static int emulate_nm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 563 {
 564         return emulate_exception(ctxt, NM_VECTOR, 0, false);
 565 }
 566
 567 static inline int assign_eip_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, ulong dst,
 568                                int cs_l)
 569 {
 570         switch (ctxt->op_bytes) {
 571         case 2:
 572                 ctxt->_eip = (u16)dst;
 573                 break;
 574         case 4:
 575                 ctxt->_eip = (u32)dst;
 576                 break;
 577 #ifdef CONFIG_X86_64
 578         case 8:
 579                 if ((cs_l && is_noncanonical_address(dst)) ||
 580                     (!cs_l && (dst >> 32) != 0))
 581                         return emulate_gp(ctxt, 0);
 582                 ctxt->_eip = dst;
 583                 break;
 584 #endif
 585         default:
 586                 WARN(1, "unsupported eip assignment size\n");
 587         }
 588         return X86EMUL_CONTINUE;
 589 }
 590
 591 static inline int assign_eip_near(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, ulong dst)
 592 {
 593         return assign_eip_far(ctxt, dst, ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64);
 594 }
 595
 596 static inline int jmp_rel(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int rel)
 597 {
 598         return assign_eip_near(ctxt, ctxt->_eip + rel);
 599 }
 600
 601 static u16 get_segment_selector(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned seg)
 602 {
 603         u16 selector;
 604         struct desc_struct desc;
 605
 606         ctxt->ops->get_segment(ctxt, &selector, &desc, NULL, seg);
 607         return selector;
 608 }
 609
 610 static void set_segment_selector(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u16 selector,
 611                                  unsigned seg)
 612 {
 613         u16 dummy;
 614         u32 base3;
 615         struct desc_struct desc;
 616
 617         ctxt->ops->get_segment(ctxt, &dummy, &desc, &base3, seg);
 618         ctxt->ops->set_segment(ctxt, selector, &desc, base3, seg);
 619 }
 620
 621 /*
 622  * x86 defines three classes of vector instructions: explicitly
 623  * aligned, explicitly unaligned, and the rest, which change behaviour
 624  * depending on whether they're AVX encoded or not.
 625  *
 626  * Also included is CMPXCHG16B which is not a vector instruction, yet it is
 627  * subject to the same check.
 628  */
 629 static bool insn_aligned(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned size)
 630 {
 631         if (likely(size < 16))
 632                 return false;
 633
 634         if (ctxt->d & Aligned)
 635                 return true;
 636         else if (ctxt->d & Unaligned)
 637                 return false;
 638         else if (ctxt->d & Avx)
 639                 return false;
 640         else
 641                 return true;
 642 }
 643
 644 static int __linearize(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 645                      struct segmented_address addr,
 646                      unsigned *max_size, unsigned size,
 647                      bool write, bool fetch,
 648                      ulong *linear)
 649 {
 650         struct desc_struct desc;
 651         bool usable;
 652         ulong la;
 653         u32 lim;
 654         u16 sel;
 655         unsigned cpl;
 656
 657         la = seg_base(ctxt, addr.seg) + addr.ea;
 658         *max_size = 0;
 659         switch (ctxt->mode) {
 660         case X86EMUL_MODE_PROT64:
 661                 if (is_noncanonical_address(la))
 662                         return emulate_gp(ctxt, 0);
 663
 664                 *max_size = min_t(u64, ~0u, (1ull << 48) - la);
 665                 if (size > *max_size)
 666                         goto bad;
 667                 break;
 668         default:
 669                 usable = ctxt->ops->get_segment(ctxt, &sel, &desc, NULL,
 670                                                 addr.seg);
 671                 if (!usable)
 672                         goto bad;
 673                 /* code segment in protected mode or read-only data segment */
 674                 if ((((ctxt->mode != X86EMUL_MODE_REAL) && (desc.type & 8))
 675                                         || !(desc.type & 2)) && write)
 676                         goto bad;
 677                 /* unreadable code segment */
 678                 if (!fetch && (desc.type & 8) && !(desc.type & 2))
 679                         goto bad;
 680                 lim = desc_limit_scaled(&desc);
 681                 if ((ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL) && !fetch &&
 682                     (ctxt->d & NoBigReal)) {
 683                         /* la is between zero and 0xffff */
 684                         if (la > 0xffff)
 685                                 goto bad;
 686                         *max_size = 0x10000 - la;
 687                 } else if ((desc.type & 8) || !(desc.type & 4)) {
 688                         /* expand-up segment */
 689                         if (addr.ea > lim)
 690                                 goto bad;
 691                         *max_size = min_t(u64, ~0u, (u64)lim + 1 - addr.ea);
 692                 } else {
 693                         /* expand-down segment */
 694                         if (addr.ea <= lim)
 695                                 goto bad;
 696                         lim = desc.d ? 0xffffffff : 0xffff;
 697                         if (addr.ea > lim)
 698                                 goto bad;
 699                         *max_size = min_t(u64, ~0u, (u64)lim + 1 - addr.ea);
 700                 }
 701                 if (size > *max_size)
 702                         goto bad;
 703                 cpl = ctxt->ops->cpl(ctxt);
 704                 if (!(desc.type & 8)) {
 705                         /* data segment */
 706                         if (cpl > desc.dpl)
 707                                 goto bad;
 708                 } else if ((desc.type & 8) && !(desc.type & 4)) {
 709                         /* nonconforming code segment */
 710                         if (cpl != desc.dpl)
 711                                 goto bad;
 712                 } else if ((desc.type & 8) && (desc.type & 4)) {
 713                         /* conforming code segment */
 714                         if (cpl < desc.dpl)
 715                                 goto bad;
 716                 }
 717                 break;
 718         }
 719         if (fetch ? ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64 : ctxt->ad_bytes != 8)
 720                 la &= (u32)-1;
 721         if (insn_aligned(ctxt, size) && ((la & (size - 1)) != 0))
 722                 return emulate_gp(ctxt, 0);
 723         *linear = la;
 724         return X86EMUL_CONTINUE;
 725 bad:
 726         if (addr.seg == VCPU_SREG_SS)
 727                 return emulate_ss(ctxt, 0);
 728         else
 729                 return emulate_gp(ctxt, 0);
 730 }
 731
 732 static int linearize(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 733                      struct segmented_address addr,
 734                      unsigned size, bool write,
 735                      ulong *linear)
 736 {
 737         unsigned max_size;
 738         return __linearize(ctxt, addr, &max_size, size, write, false, linear);
 739 }
 740
 741
 742 static int segmented_read_std(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 743                               struct segmented_address addr,
 744                               void *data,
 745                               unsigned size)
 746 {
 747         int rc;
 748         ulong linear;
 749
 750         rc = linearize(ctxt, addr, size, false, &linear);
 751         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 752                 return rc;
 753         return ctxt->ops->read_std(ctxt, linear, data, size, &ctxt->exception);
 754 }
 755
 756 /*
 757  * Prefetch the remaining bytes of the instruction without crossing page
 758  * boundary if they are not in fetch_cache yet.
 759  */
 760 static int __do_insn_fetch_bytes(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int op_size)
 761 {
 762         int rc;
 763         unsigned size, max_size;
 764         unsigned long linear;
 765         int cur_size = ctxt->fetch.end - ctxt->fetch.data;
 766         struct segmented_address addr = { .seg = VCPU_SREG_CS,
 767                                            .ea = ctxt->eip + cur_size };
 768
 769         /*
 770          * We do not know exactly how many bytes will be needed, and
 771          * __linearize is expensive, so fetch as much as possible.  We
 772          * just have to avoid going beyond the 15 byte limit, the end
 773          * of the segment, or the end of the page.
 774          *
 775          * __linearize is called with size 0 so that it does not do any
 776          * boundary check itself.  Instead, we use max_size to check
 777          * against op_size.
 778          */
 779         rc = __linearize(ctxt, addr, &max_size, 0, false, true, &linear);
 780         if (unlikely(rc != X86EMUL_CONTINUE))
 781                 return rc;
 782
 783         size = min_t(unsigned, 15UL ^ cur_size, max_size);
 784         size = min_t(unsigned, size, PAGE_SIZE - offset_in_page(linear));
 785
 786         /*
 787          * One instruction can only straddle two pages,
 788          * and one has been loaded at the beginning of
 789          * x86_decode_insn.  So, if not enough bytes
 790          * still, we must have hit the 15-byte boundary.
 791          */
 792         if (unlikely(size < op_size))
 793                 return emulate_gp(ctxt, 0);
 794
 795         rc = ctxt->ops->fetch(ctxt, linear, ctxt->fetch.end,
 796                               size, &ctxt->exception);
 797         if (unlikely(rc != X86EMUL_CONTINUE))
 798                 return rc;
 799         ctxt->fetch.end += size;
 800         return X86EMUL_CONTINUE;
 801 }
 802
 803 static __always_inline int do_insn_fetch_bytes(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 804                                                unsigned size)
 805 {
 806         unsigned done_size = ctxt->fetch.end - ctxt->fetch.ptr;
 807
 808         if (unlikely(done_size < size))
 809                 return __do_insn_fetch_bytes(ctxt, size - done_size);
 810         else
 811                 return X86EMUL_CONTINUE;
 812 }
 813
 814 /* Fetch next part of the instruction being emulated. */
 815 #define insn_fetch(_type, _ctxt)                                        \
 816 ({      _type _x;                                                       \
 817                                                                         \
 818         rc = do_insn_fetch_bytes(_ctxt, sizeof(_type));                 \
 819         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)                                     \
 820                 goto done;                                              \
 821         ctxt->_eip += sizeof(_type);                                    \
 822         _x = *(_type __aligned(1) *) ctxt->fetch.ptr;                   \
 823         ctxt->fetch.ptr += sizeof(_type);                               \
 824         _x;                                                             \
 825 })
 826
 827 #define insn_fetch_arr(_arr, _size, _ctxt)                              \
 828 ({                                                                      \
 829         rc = do_insn_fetch_bytes(_ctxt, _size);                         \
 830         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)                                     \
 831                 goto done;                                              \
 832         ctxt->_eip += (_size);                                          \
 833         memcpy(_arr, ctxt->fetch.ptr, _size);                           \
 834         ctxt->fetch.ptr += (_size);                                     \
 835 })
 836
 837 /*
 838  * Given the 'reg' portion of a ModRM byte, and a register block, return a
 839  * pointer into the block that addresses the relevant register.
 840  * @highbyte_regs specifies whether to decode AH,CH,DH,BH.
 841  */
 842 static void *decode_register(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u8 modrm_reg,
 843                              int byteop)
 844 {
 845         void *p;
 846         int highbyte_regs = (ctxt->rex_prefix == 0) && byteop;
 847
 848         if (highbyte_regs && modrm_reg >= 4 && modrm_reg < 8)
 849                 p = (unsigned char *)reg_rmw(ctxt, modrm_reg & 3) + 1;
 850         else
 851                 p = reg_rmw(ctxt, modrm_reg);
 852         return p;
 853 }
 854
 855 static int read_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 856                            struct segmented_address addr,
 857                            u16 *size, unsigned long *address, int op_bytes)
 858 {
 859         int rc;
 860
 861         if (op_bytes == 2)
 862                 op_bytes = 3;
 863         *address = 0;
 864         rc = segmented_read_std(ctxt, addr, size, 2);
 865         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 866                 return rc;
 867         addr.ea += 2;
 868         rc = segmented_read_std(ctxt, addr, address, op_bytes);
 869         return rc;
 870 }
 871
 872 FASTOP2(add);
 873 FASTOP2(or);
 874 FASTOP2(adc);
 875 FASTOP2(sbb);
 876 FASTOP2(and);
 877 FASTOP2(sub);
 878 FASTOP2(xor);
 879 FASTOP2(cmp);
 880 FASTOP2(test);
 881
 882 FASTOP1SRC2(mul, mul_ex);
 883 FASTOP1SRC2(imul, imul_ex);
 884 FASTOP1SRC2EX(div, div_ex);
 885 FASTOP1SRC2EX(idiv, idiv_ex);
 886
 887 FASTOP3WCL(shld);
 888 FASTOP3WCL(shrd);
 889
 890 FASTOP2W(imul);
 891
 892 FASTOP1(not);
 893 FASTOP1(neg);
 894 FASTOP1(inc);
 895 FASTOP1(dec);
 896
 897 FASTOP2CL(rol);
 898 FASTOP2CL(ror);
 899 FASTOP2CL(rcl);
 900 FASTOP2CL(rcr);
 901 FASTOP2CL(shl);
 902 FASTOP2CL(shr);
 903 FASTOP2CL(sar);
 904
 905 FASTOP2W(bsf);
 906 FASTOP2W(bsr);
 907 FASTOP2W(bt);
 908 FASTOP2W(bts);
 909 FASTOP2W(btr);
 910 FASTOP2W(btc);
 911
 912 FASTOP2(xadd);
 913
 914 static u8 test_cc(unsigned int condition, unsigned long flags)
 915 {
 916         u8 rc;
 917         void (*fop)(void) = (void *)em_setcc + 4 * (condition & 0xf);
 918
 919         flags = (flags & EFLAGS_MASK) | X86_EFLAGS_IF;
 920         asm("push %[flags]; popf; call *%[fastop]"
 921             : "=a"(rc) : [fastop]"r"(fop), [flags]"r"(flags));
 922         return rc;
 923 }
 924
 925 static void fetch_register_operand(struct operand *op)
 926 {
 927         switch (op->bytes) {
 928         case 1:
 929                 op->val = *(u8 *)op->addr.reg;
 930                 break;
 931         case 2:
 932                 op->val = *(u16 *)op->addr.reg;
 933                 break;
 934         case 4:
 935                 op->val = *(u32 *)op->addr.reg;
 936                 break;
 937         case 8:
 938                 op->val = *(u64 *)op->addr.reg;
 939                 break;
 940         }
 941 }
 942
 943 static void read_sse_reg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, sse128_t *data, int reg)
 944 {
 945         ctxt->ops->get_fpu(ctxt);
 946         switch (reg) {
 947         case 0: asm("movdqa %%xmm0, %0" : "=m"(*data)); break;
 948         case 1: asm("movdqa %%xmm1, %0" : "=m"(*data)); break;
 949         case 2: asm("movdqa %%xmm2, %0" : "=m"(*data)); break;
 950         case 3: asm("movdqa %%xmm3, %0" : "=m"(*data)); break;
 951         case 4: asm("movdqa %%xmm4, %0" : "=m"(*data)); break;
 952         case 5: asm("movdqa %%xmm5, %0" : "=m"(*data)); break;
 953         case 6: asm("movdqa %%xmm6, %0" : "=m"(*data)); break;
 954         case 7: asm("movdqa %%xmm7, %0" : "=m"(*data)); break;
 955 #ifdef CONFIG_X86_64
 956         case 8: asm("movdqa %%xmm8, %0" : "=m"(*data)); break;
 957         case 9: asm("movdqa %%xmm9, %0" : "=m"(*data)); break;
 958         case 10: asm("movdqa %%xmm10, %0" : "=m"(*data)); break;
 959         case 11: asm("movdqa %%xmm11, %0" : "=m"(*data)); break;
 960         case 12: asm("movdqa %%xmm12, %0" : "=m"(*data)); break;
 961         case 13: asm("movdqa %%xmm13, %0" : "=m"(*data)); break;
 962         case 14: asm("movdqa %%xmm14, %0" : "=m"(*data)); break;
 963         case 15: asm("movdqa %%xmm15, %0" : "=m"(*data)); break;
 964 #endif
 965         default: BUG();
 966         }
 967         ctxt->ops->put_fpu(ctxt);
 968 }
 969
 970 static void write_sse_reg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, sse128_t *data,
 971                           int reg)
 972 {
 973         ctxt->ops->get_fpu(ctxt);
 974         switch (reg) {
 975         case 0: asm("movdqa %0, %%xmm0" : : "m"(*data)); break;
 976         case 1: asm("movdqa %0, %%xmm1" : : "m"(*data)); break;
 977         case 2: asm("movdqa %0, %%xmm2" : : "m"(*data)); break;
 978         case 3: asm("movdqa %0, %%xmm3" : : "m"(*data)); break;
 979         case 4: asm("movdqa %0, %%xmm4" : : "m"(*data)); break;
 980         case 5: asm("movdqa %0, %%xmm5" : : "m"(*data)); break;
 981         case 6: asm("movdqa %0, %%xmm6" : : "m"(*data)); break;
 982         case 7: asm("movdqa %0, %%xmm7" : : "m"(*data)); break;
 983 #ifdef CONFIG_X86_64
 984         case 8: asm("movdqa %0, %%xmm8" : : "m"(*data)); break;
 985         case 9: asm("movdqa %0, %%xmm9" : : "m"(*data)); break;
 986         case 10: asm("movdqa %0, %%xmm10" : : "m"(*data)); break;
 987         case 11: asm("movdqa %0, %%xmm11" : : "m"(*data)); break;
 988         case 12: asm("movdqa %0, %%xmm12" : : "m"(*data)); break;
 989         case 13: asm("movdqa %0, %%xmm13" : : "m"(*data)); break;
 990         case 14: asm("movdqa %0, %%xmm14" : : "m"(*data)); break;
 991         case 15: asm("movdqa %0, %%xmm15" : : "m"(*data)); break;
 992 #endif
 993         default: BUG();
 994         }
 995         ctxt->ops->put_fpu(ctxt);
 996 }
 997
 998 static void read_mmx_reg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u64 *data, int reg)
 999 {
1000         ctxt->ops->get_fpu(ctxt);
1001         switch (reg) {
1002         case 0: asm("movq %%mm0, %0" : "=m"(*data)); break;
1003         case 1: asm("movq %%mm1, %0" : "=m"(*data)); break;
1004         case 2: asm("movq %%mm2, %0" : "=m"(*data)); break;
1005         case 3: asm("movq %%mm3, %0" : "=m"(*data)); break;
1006         case 4: asm("movq %%mm4, %0" : "=m"(*data)); break;
1007         case 5: asm("movq %%mm5, %0" : "=m"(*data)); break;
1008         case 6: asm("movq %%mm6, %0" : "=m"(*data)); break;
1009         case 7: asm("movq %%mm7, %0" : "=m"(*data)); break;
1010         default: BUG();
1011         }
1012         ctxt->ops->put_fpu(ctxt);
1013 }
1014
1015 static void write_mmx_reg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u64 *data, int reg)
1016 {
1017         ctxt->ops->get_fpu(ctxt);
1018         switch (reg) {
1019         case 0: asm("movq %0, %%mm0" : : "m"(*data)); break;
1020         case 1: asm("movq %0, %%mm1" : : "m"(*data)); break;
1021         case 2: asm("movq %0, %%mm2" : : "m"(*data)); break;
1022         case 3: asm("movq %0, %%mm3" : : "m"(*data)); break;
1023         case 4: asm("movq %0, %%mm4" : : "m"(*data)); break;
1024         case 5: asm("movq %0, %%mm5" : : "m"(*data)); break;
1025         case 6: asm("movq %0, %%mm6" : : "m"(*data)); break;
1026         case 7: asm("movq %0, %%mm7" : : "m"(*data)); break;
1027         default: BUG();
1028         }
1029         ctxt->ops->put_fpu(ctxt);
1030 }
1031
1032 static int em_fninit(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1033 {
1034         if (ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0) & (X86_CR0_TS | X86_CR0_EM))
1035                 return emulate_nm(ctxt);
1036
1037         ctxt->ops->get_fpu(ctxt);
1038         asm volatile("fninit");
1039         ctxt->ops->put_fpu(ctxt);
1040         return X86EMUL_CONTINUE;
1041 }
1042
1043 static int em_fnstcw(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1044 {
1045         u16 fcw;
1046
1047         if (ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0) & (X86_CR0_TS | X86_CR0_EM))
1048                 return emulate_nm(ctxt);
1049
1050         ctxt->ops->get_fpu(ctxt);
1051         asm volatile("fnstcw %0": "+m"(fcw));
1052         ctxt->ops->put_fpu(ctxt);
1053
1054         /* force 2 byte destination */
1055         ctxt->dst.bytes = 2;
1056         ctxt->dst.val = fcw;
1057
1058         return X86EMUL_CONTINUE;
1059 }
1060
1061 static int em_fnstsw(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1062 {
1063         u16 fsw;
1064
1065         if (ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0) & (X86_CR0_TS | X86_CR0_EM))
1066                 return emulate_nm(ctxt);
1067
1068         ctxt->ops->get_fpu(ctxt);
1069         asm volatile("fnstsw %0": "+m"(fsw));
1070         ctxt->ops->put_fpu(ctxt);
1071
1072         /* force 2 byte destination */
1073         ctxt->dst.bytes = 2;
1074         ctxt->dst.val = fsw;
1075
1076         return X86EMUL_CONTINUE;
1077 }
1078
1079 static void decode_register_operand(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1080                                     struct operand *op)
1081 {
1082         unsigned reg = ctxt->modrm_reg;
1083
1084         if (!(ctxt->d & ModRM))
1085                 reg = (ctxt->b & 7) | ((ctxt->rex_prefix & 1) << 3);
1086
1087         if (ctxt->d & Sse) {
1088                 op->type = OP_XMM;
1089                 op->bytes = 16;
1090                 op->addr.xmm = reg;
1091                 read_sse_reg(ctxt, &op->vec_val, reg);
1092                 return;
1093         }
1094         if (ctxt->d & Mmx) {
1095                 reg &= 7;
1096                 op->type = OP_MM;
1097                 op->bytes = 8;
1098                 op->addr.mm = reg;
1099                 return;
1100         }
1101
1102         op->type = OP_REG;
1103         op->bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
1104         op->addr.reg = decode_register(ctxt, reg, ctxt->d & ByteOp);
1105
1106         fetch_register_operand(op);
1107         op->orig_val = op->val;
1108 }
1109
1110 static void adjust_modrm_seg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int base_reg)
1111 {
1112         if (base_reg == VCPU_REGS_RSP || base_reg == VCPU_REGS_RBP)
1113                 ctxt->modrm_seg = VCPU_SREG_SS;
1114 }
1115
1116 static int decode_modrm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1117                         struct operand *op)
1118 {
1119         u8 sib;
1120         int index_reg, base_reg, scale;
1121         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1122         ulong modrm_ea = 0;
1123
1124         ctxt->modrm_reg = ((ctxt->rex_prefix << 1) & 8); /* REX.R */
1125         index_reg = (ctxt->rex_prefix << 2) & 8; /* REX.X */
1126         base_reg = (ctxt->rex_prefix << 3) & 8; /* REX.B */
1127
1128         ctxt->modrm_mod = (ctxt->modrm & 0xc0) >> 6;
1129         ctxt->modrm_reg |= (ctxt->modrm & 0x38) >> 3;
1130         ctxt->modrm_rm = base_reg | (ctxt->modrm & 0x07);
1131         ctxt->modrm_seg = VCPU_SREG_DS;
1132
1133         if (ctxt->modrm_mod == 3 || (ctxt->d & NoMod)) {
1134                 op->type = OP_REG;
1135                 op->bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
1136                 op->addr.reg = decode_register(ctxt, ctxt->modrm_rm,
1137                                 ctxt->d & ByteOp);
1138                 if (ctxt->d & Sse) {
1139                         op->type = OP_XMM;
1140                         op->bytes = 16;
1141                         op->addr.xmm = ctxt->modrm_rm;
1142                         read_sse_reg(ctxt, &op->vec_val, ctxt->modrm_rm);
1143                         return rc;
1144                 }
1145                 if (ctxt->d & Mmx) {
1146                         op->type = OP_MM;
1147                         op->bytes = 8;
1148                         op->addr.mm = ctxt->modrm_rm & 7;
1149                         return rc;
1150                 }
1151                 fetch_register_operand(op);
1152                 return rc;
1153         }
1154
1155         op->type = OP_MEM;
1156
1157         if (ctxt->ad_bytes == 2) {
1158                 unsigned bx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBX);
1159                 unsigned bp = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBP);
1160                 unsigned si = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSI);
1161                 unsigned di = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDI);
1162
1163                 /* 16-bit ModR/M decode. */
1164                 switch (ctxt->modrm_mod) {
1165                 case 0:
1166                         if (ctxt->modrm_rm == 6)
1167                                 modrm_ea += insn_fetch(u16, ctxt);
1168                         break;
1169                 case 1:
1170                         modrm_ea += insn_fetch(s8, ctxt);
1171                         break;
1172                 case 2:
1173                         modrm_ea += insn_fetch(u16, ctxt);
1174                         break;
1175                 }
1176                 switch (ctxt->modrm_rm) {
1177                 case 0:
1178                         modrm_ea += bx + si;
1179                         break;
1180                 case 1:
1181                         modrm_ea += bx + di;
1182                         break;
1183                 case 2:
1184                         modrm_ea += bp + si;
1185                         break;
1186                 case 3:
1187                         modrm_ea += bp + di;
1188                         break;
1189                 case 4:
1190                         modrm_ea += si;
1191                         break;
1192                 case 5:
1193                         modrm_ea += di;
1194                         break;
1195                 case 6:
1196                         if (ctxt->modrm_mod != 0)
1197                                 modrm_ea += bp;
1198                         break;
1199                 case 7:
1200                         modrm_ea += bx;
1201                         break;
1202                 }
1203                 if (ctxt->modrm_rm == 2 || ctxt->modrm_rm == 3 ||
1204                     (ctxt->modrm_rm == 6 && ctxt->modrm_mod != 0))
1205                         ctxt->modrm_seg = VCPU_SREG_SS;
1206                 modrm_ea = (u16)modrm_ea;
1207         } else {
1208                 /* 32/64-bit ModR/M decode. */
1209                 if ((ctxt->modrm_rm & 7) == 4) {
1210                         sib = insn_fetch(u8, ctxt);
1211                         index_reg |= (sib >> 3) & 7;
1212                         base_reg |= sib & 7;
1213                         scale = sib >> 6;
1214
1215                         if ((base_reg & 7) == 5 && ctxt->modrm_mod == 0)
1216                                 modrm_ea += insn_fetch(s32, ctxt);
1217                         else {
1218                                 modrm_ea += reg_read(ctxt, base_reg);
1219                                 adjust_modrm_seg(ctxt, base_reg);
1220                         }
1221                         if (index_reg != 4)
1222                                 modrm_ea += reg_read(ctxt, index_reg) << scale;
1223                 } else if ((ctxt->modrm_rm & 7) == 5 && ctxt->modrm_mod == 0) {
1224                         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
1225                                 ctxt->rip_relative = 1;
1226                 } else {
1227                         base_reg = ctxt->modrm_rm;
1228                         modrm_ea += reg_read(ctxt, base_reg);
1229                         adjust_modrm_seg(ctxt, base_reg);
1230                 }
1231                 switch (ctxt->modrm_mod) {
1232                 case 0:
1233                         if (ctxt->modrm_rm == 5)
1234                                 modrm_ea += insn_fetch(s32, ctxt);
1235                         break;
1236                 case 1:
1237                         modrm_ea += insn_fetch(s8, ctxt);
1238                         break;
1239                 case 2:
1240                         modrm_ea += insn_fetch(s32, ctxt);
1241                         break;
1242                 }
1243         }
1244         op->addr.mem.ea = modrm_ea;
1245         if (ctxt->ad_bytes != 8)
1246                 ctxt->memop.addr.mem.ea = (u32)ctxt->memop.addr.mem.ea;
1247
1248 done:
1249         return rc;
1250 }
1251
1252 static int decode_abs(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1253                       struct operand *op)
1254 {
1255         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1256
1257         op->type = OP_MEM;
1258         switch (ctxt->ad_bytes) {
1259         case 2:
1260                 op->addr.mem.ea = insn_fetch(u16, ctxt);
1261                 break;
1262         case 4:
1263                 op->addr.mem.ea = insn_fetch(u32, ctxt);
1264                 break;
1265         case 8:
1266                 op->addr.mem.ea = insn_fetch(u64, ctxt);
1267                 break;
1268         }
1269 done:
1270         return rc;
1271 }
1272
1273 static void fetch_bit_operand(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1274 {
1275         long sv = 0, mask;
1276
1277         if (ctxt->dst.type == OP_MEM && ctxt->src.type == OP_REG) {
1278                 mask = ~((long)ctxt->dst.bytes * 8 - 1);
1279
1280                 if (ctxt->src.bytes == 2)
1281                         sv = (s16)ctxt->src.val & (s16)mask;
1282                 else if (ctxt->src.bytes == 4)
1283                         sv = (s32)ctxt->src.val & (s32)mask;
1284                 else
1285                         sv = (s64)ctxt->src.val & (s64)mask;
1286
1287                 ctxt->dst.addr.mem.ea += (sv >> 3);
1288         }
1289
1290         /* only subword offset */
1291         ctxt->src.val &= (ctxt->dst.bytes << 3) - 1;
1292 }
1293
1294 static int read_emulated(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1295                          unsigned long addr, void *dest, unsigned size)
1296 {
1297         int rc;
1298         struct read_cache *mc = &ctxt->mem_read;
1299
1300         if (mc->pos < mc->end)
1301                 goto read_cached;
1302
1303         WARN_ON((mc->end + size) >= sizeof(mc->data));
1304
1305         rc = ctxt->ops->read_emulated(ctxt, addr, mc->data + mc->end, size,
1306                                       &ctxt->exception);
1307         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1308                 return rc;
1309
1310         mc->end += size;
1311
1312 read_cached:
1313         memcpy(dest, mc->data + mc->pos, size);
1314         mc->pos += size;
1315         return X86EMUL_CONTINUE;
1316 }
1317
1318 static int segmented_read(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1319                           struct segmented_address addr,
1320                           void *data,
1321                           unsigned size)
1322 {
1323         int rc;
1324         ulong linear;
1325
1326         rc = linearize(ctxt, addr, size, false, &linear);
1327         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1328                 return rc;
1329         return read_emulated(ctxt, linear, data, size);
1330 }
1331
1332 static int segmented_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1333                            struct segmented_address addr,
1334                            const void *data,
1335                            unsigned size)
1336 {
1337         int rc;
1338         ulong linear;
1339
1340         rc = linearize(ctxt, addr, size, true, &linear);
1341         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1342                 return rc;
1343         return ctxt->ops->write_emulated(ctxt, linear, data, size,
1344                                          &ctxt->exception);
1345 }
1346
1347 static int segmented_cmpxchg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1348                              struct segmented_address addr,
1349                              const void *orig_data, const void *data,
1350                              unsigned size)
1351 {
1352         int rc;
1353         ulong linear;
1354
1355         rc = linearize(ctxt, addr, size, true, &linear);
1356         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1357                 return rc;
1358         return ctxt->ops->cmpxchg_emulated(ctxt, linear, orig_data, data,
1359                                            size, &ctxt->exception);
1360 }
1361
1362 static int pio_in_emulated(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1363                            unsigned int size, unsigned short port,
1364                            void *dest)
1365 {
1366         struct read_cache *rc = &ctxt->io_read;
1367
1368         if (rc->pos == rc->end) { /* refill pio read ahead */
1369                 unsigned int in_page, n;
1370                 unsigned int count = ctxt->rep_prefix ?
1371                         address_mask(ctxt, reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX)) : 1;
1372                 in_page = (ctxt->eflags & EFLG_DF) ?
1373                         offset_in_page(reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDI)) :
1374                         PAGE_SIZE - offset_in_page(reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDI));
1375                 n = min3(in_page, (unsigned int)sizeof(rc->data) / size, count);
1376                 if (n == 0)
1377                         n = 1;
1378                 rc->pos = rc->end = 0;
1379                 if (!ctxt->ops->pio_in_emulated(ctxt, size, port, rc->data, n))
1380                         return 0;
1381                 rc->end = n * size;
1382         }
1383
1384         if (ctxt->rep_prefix && (ctxt->d & String) &&
1385             !(ctxt->eflags & EFLG_DF)) {
1386                 ctxt->dst.data = rc->data + rc->pos;
1387                 ctxt->dst.type = OP_MEM_STR;
1388                 ctxt->dst.count = (rc->end - rc->pos) / size;
1389                 rc->pos = rc->end;
1390         } else {
1391                 memcpy(dest, rc->data + rc->pos, size);
1392                 rc->pos += size;
1393         }
1394         return 1;
1395 }
1396
1397 static int read_interrupt_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1398                                      u16 index, struct desc_struct *desc)
1399 {
1400         struct desc_ptr dt;
1401         ulong addr;
1402
1403         ctxt->ops->get_idt(ctxt, &dt);
1404
1405         if (dt.size < index * 8 + 7)
1406                 return emulate_gp(ctxt, index << 3 | 0x2);
1407
1408         addr = dt.address + index * 8;
1409         return ctxt->ops->read_std(ctxt, addr, desc, sizeof *desc,
1410                                    &ctxt->exception);
1411 }
1412
1413 static void get_descriptor_table_ptr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1414                                      u16 selector, struct desc_ptr *dt)
1415 {
1416         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
1417         u32 base3 = 0;
1418
1419         if (selector & 1 << 2) {
1420                 struct desc_struct desc;
1421                 u16 sel;
1422
1423                 memset (dt, 0, sizeof *dt);
1424                 if (!ops->get_segment(ctxt, &sel, &desc, &base3,
1425                                       VCPU_SREG_LDTR))
1426                         return;
1427
1428                 dt->size = desc_limit_scaled(&desc); /* what if limit > 65535? */
1429                 dt->address = get_desc_base(&desc) | ((u64)base3 << 32);
1430         } else
1431                 ops->get_gdt(ctxt, dt);
1432 }
1433
1434 /* allowed just for 8 bytes segments */
1435 static int read_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1436                                    u16 selector, struct desc_struct *desc,
1437                                    ulong *desc_addr_p)
1438 {
1439         struct desc_ptr dt;
1440         u16 index = selector >> 3;
1441         ulong addr;
1442
1443         get_descriptor_table_ptr(ctxt, selector, &dt);
1444
1445         if (dt.size < index * 8 + 7)
1446                 return emulate_gp(ctxt, selector & 0xfffc);
1447
1448         *desc_addr_p = addr = dt.address + index * 8;
1449         return ctxt->ops->read_std(ctxt, addr, desc, sizeof *desc,
1450                                    &ctxt->exception);
1451 }
1452
1453 /* allowed just for 8 bytes segments */
1454 static int write_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1455                                     u16 selector, struct desc_struct *desc)
1456 {
1457         struct desc_ptr dt;
1458         u16 index = selector >> 3;
1459         ulong addr;
1460
1461         get_descriptor_table_ptr(ctxt, selector, &dt);
1462
1463         if (dt.size < index * 8 + 7)
1464                 return emulate_gp(ctxt, selector & 0xfffc);
1465
1466         addr = dt.address + index * 8;
1467         return ctxt->ops->write_std(ctxt, addr, desc, sizeof *desc,
1468                                     &ctxt->exception);
1469 }
1470
1471 /* Does not support long mode */
1472 static int __load_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1473                                      u16 selector, int seg, u8 cpl,
1474                                      bool in_task_switch,
1475                                      struct desc_struct *desc)
1476 {
1477         struct desc_struct seg_desc, old_desc;
1478         u8 dpl, rpl;
1479         unsigned err_vec = GP_VECTOR;
1480         u32 err_code = 0;
1481         bool null_selector = !(selector & ~0x3); /* 0000-0003 are null */
1482         ulong desc_addr;
1483         int ret;
1484         u16 dummy;
1485         u32 base3 = 0;
1486
1487         memset(&seg_desc, 0, sizeof seg_desc);
1488
1489         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL) {
1490                 /* set real mode segment descriptor (keep limit etc. for
1491                  * unreal mode) */
1492                 ctxt->ops->get_segment(ctxt, &dummy, &seg_desc, NULL, seg);
1493                 set_desc_base(&seg_desc, selector << 4);
1494                 goto load;
1495         } else if (seg <= VCPU_SREG_GS && ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86) {
1496                 /* VM86 needs a clean new segment descriptor */
1497                 set_desc_base(&seg_desc, selector << 4);
1498                 set_desc_limit(&seg_desc, 0xffff);
1499                 seg_desc.type = 3;
1500                 seg_desc.p = 1;
1501                 seg_desc.s = 1;
1502                 seg_desc.dpl = 3;
1503                 goto load;
1504         }
1505
1506         rpl = selector & 3;
1507
1508         /* NULL selector is not valid for TR, CS and SS (except for long mode) */
1509         if ((seg == VCPU_SREG_CS
1510              || (seg == VCPU_SREG_SS
1511                  && (ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64 || rpl != cpl))
1512              || seg == VCPU_SREG_TR)
1513             && null_selector)
1514                 goto exception;
1515
1516         /* TR should be in GDT only */
1517         if (seg == VCPU_SREG_TR && (selector & (1 << 2)))
1518                 goto exception;
1519
1520         if (null_selector) /* for NULL selector skip all following checks */
1521                 goto load;
1522
1523         ret = read_segment_descriptor(ctxt, selector, &seg_desc, &desc_addr);
1524         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1525                 return ret;
1526
1527         err_code = selector & 0xfffc;
1528         err_vec = in_task_switch ? TS_VECTOR : GP_VECTOR;
1529
1530         /* can't load system descriptor into segment selector */
1531         if (seg <= VCPU_SREG_GS && !seg_desc.s)
1532                 goto exception;
1533
1534         if (!seg_desc.p) {
1535                 err_vec = (seg == VCPU_SREG_SS) ? SS_VECTOR : NP_VECTOR;
1536                 goto exception;
1537         }
1538
1539         dpl = seg_desc.dpl;
1540
1541         switch (seg) {
1542         case VCPU_SREG_SS:
1543                 /*
1544                  * segment is not a writable data segment or segment
1545                  * selector's RPL != CPL or segment selector's RPL != CPL
1546                  */
1547                 if (rpl != cpl || (seg_desc.type & 0xa) != 0x2 || dpl != cpl)
1548                         goto exception;
1549                 break;
1550         case VCPU_SREG_CS:
1551                 if (!(seg_desc.type & 8))
1552                         goto exception;
1553
1554                 if (seg_desc.type & 4) {
1555                         /* conforming */
1556                         if (dpl > cpl)
1557                                 goto exception;
1558                 } else {
1559                         /* nonconforming */
1560                         if (rpl > cpl || dpl != cpl)
1561                                 goto exception;
1562                 }
1563                 /* in long-mode d/b must be clear if l is set */
1564                 if (seg_desc.d && seg_desc.l) {
1565                         u64 efer = 0;
1566
1567                         ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
1568                         if (efer & EFER_LMA)
1569                                 goto exception;
1570                 }
1571
1572                 /* CS(RPL) <- CPL */
1573                 selector = (selector & 0xfffc) | cpl;
1574                 break;
1575         case VCPU_SREG_TR:
1576                 if (seg_desc.s || (seg_desc.type != 1 && seg_desc.type != 9))
1577                         goto exception;
1578                 old_desc = seg_desc;
1579                 seg_desc.type |= 2; /* busy */
1580                 ret = ctxt->ops->cmpxchg_emulated(ctxt, desc_addr, &old_desc, &seg_desc,
1581                                                   sizeof(seg_desc), &ctxt->exception);
1582                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1583                         return ret;
1584                 break;
1585         case VCPU_SREG_LDTR:
1586                 if (seg_desc.s || seg_desc.type != 2)
1587                         goto exception;
1588                 break;
1589         default: /*  DS, ES, FS, or GS */
1590                 /*
1591                  * segment is not a data or readable code segment or
1592                  * ((segment is a data or nonconforming code segment)
1593                  * and (both RPL and CPL > DPL))
1594                  */
1595                 if ((seg_desc.type & 0xa) == 0x8 ||
1596                     (((seg_desc.type & 0xc) != 0xc) &&
1597                      (rpl > dpl && cpl > dpl)))
1598                         goto exception;
1599                 break;
1600         }
1601
1602         if (seg_desc.s) {
1603                 /* mark segment as accessed */
1604                 seg_desc.type |= 1;
1605                 ret = write_segment_descriptor(ctxt, selector, &seg_desc);
1606                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1607                         return ret;
1608         } else if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64) {
1609                 ret = ctxt->ops->read_std(ctxt, desc_addr+8, &base3,
1610                                 sizeof(base3), &ctxt->exception);
1611                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1612                         return ret;
1613         }
1614 load:
1615         ctxt->ops->set_segment(ctxt, selector, &seg_desc, base3, seg);
1616         if (desc)
1617                 *desc = seg_desc;
1618         return X86EMUL_CONTINUE;
1619 exception:
1620         return emulate_exception(ctxt, err_vec, err_code, true);
1621 }
1622
1623 static int load_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1624                                    u16 selector, int seg)
1625 {
1626         u8 cpl = ctxt->ops->cpl(ctxt);
1627         return __load_segment_descriptor(ctxt, selector, seg, cpl, false, NULL);
1628 }
1629
1630 static void write_register_operand(struct operand *op)
1631 {
1632         /* The 4-byte case *is* correct: in 64-bit mode we zero-extend. */
1633         switch (op->bytes) {
1634         case 1:
1635                 *(u8 *)op->addr.reg = (u8)op->val;
1636                 break;
1637         case 2:
1638                 *(u16 *)op->addr.reg = (u16)op->val;
1639                 break;
1640         case 4:
1641                 *op->addr.reg = (u32)op->val;
1642                 break;  /* 64b: zero-extend */
1643         case 8:
1644                 *op->addr.reg = op->val;
1645                 break;
1646         }
1647 }
1648
1649 static int writeback(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct operand *op)
1650 {
1651         switch (op->type) {
1652         case OP_REG:
1653                 write_register_operand(op);
1654                 break;
1655         case OP_MEM:
1656                 if (ctxt->lock_prefix)
1657                         return segmented_cmpxchg(ctxt,
1658                                                  op->addr.mem,
1659                                                  &op->orig_val,
1660                                                  &op->val,
1661                                                  op->bytes);
1662                 else
1663                         return segmented_write(ctxt,
1664                                                op->addr.mem,
1665                                                &op->val,
1666                                                op->bytes);
1667                 break;
1668         case OP_MEM_STR:
1669                 return segmented_write(ctxt,
1670                                        op->addr.mem,
1671                                        op->data,
1672                                        op->bytes * op->count);
1673                 break;
1674         case OP_XMM:
1675                 write_sse_reg(ctxt, &op->vec_val, op->addr.xmm);
1676                 break;
1677         case OP_MM:
1678                 write_mmx_reg(ctxt, &op->mm_val, op->addr.mm);
1679                 break;
1680         case OP_NONE:
1681                 /* no writeback */
1682                 break;
1683         default:
1684                 break;
1685         }
1686         return X86EMUL_CONTINUE;
1687 }
1688
1689 static int push(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, void *data, int bytes)
1690 {
1691         struct segmented_address addr;
1692
1693         rsp_increment(ctxt, -bytes);
1694         addr.ea = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSP) & stack_mask(ctxt);
1695         addr.seg = VCPU_SREG_SS;
1696
1697         return segmented_write(ctxt, addr, data, bytes);
1698 }
1699
1700 static int em_push(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1701 {
1702         /* Disable writeback. */
1703         ctxt->dst.type = OP_NONE;
1704         return push(ctxt, &ctxt->src.val, ctxt->op_bytes);
1705 }
1706
1707 static int emulate_pop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1708                        void *dest, int len)
1709 {
1710         int rc;
1711         struct segmented_address addr;
1712
1713         addr.ea = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSP) & stack_mask(ctxt);
1714         addr.seg = VCPU_SREG_SS;
1715         rc = segmented_read(ctxt, addr, dest, len);
1716         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1717                 return rc;
1718
1719         rsp_increment(ctxt, len);
1720         return rc;
1721 }
1722
1723 static int em_pop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1724 {
1725         return emulate_pop(ctxt, &ctxt->dst.val, ctxt->op_bytes);
1726 }
1727
1728 static int emulate_popf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1729                         void *dest, int len)
1730 {
1731         int rc;
1732         unsigned long val, change_mask;
1733         int iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
1734         int cpl = ctxt->ops->cpl(ctxt);
1735
1736         rc = emulate_pop(ctxt, &val, len);
1737         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1738                 return rc;
1739
1740         change_mask = EFLG_CF | EFLG_PF | EFLG_AF | EFLG_ZF | EFLG_SF | EFLG_OF
1741                 | EFLG_TF | EFLG_DF | EFLG_NT | EFLG_AC | EFLG_ID;
1742
1743         switch(ctxt->mode) {
1744         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1745         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1746         case X86EMUL_MODE_PROT16:
1747                 if (cpl == 0)
1748                         change_mask |= EFLG_IOPL;
1749                 if (cpl <= iopl)
1750                         change_mask |= EFLG_IF;
1751                 break;
1752         case X86EMUL_MODE_VM86:
1753                 if (iopl < 3)
1754                         return emulate_gp(ctxt, 0);
1755                 change_mask |= EFLG_IF;
1756                 break;
1757         default: /* real mode */
1758                 change_mask |= (EFLG_IOPL | EFLG_IF);
1759                 break;
1760         }
1761
1762         *(unsigned long *)dest =
1763                 (ctxt->eflags & ~change_mask) | (val & change_mask);
1764
1765         return rc;
1766 }
1767
1768 static int em_popf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1769 {
1770         ctxt->dst.type = OP_REG;
1771         ctxt->dst.addr.reg = &ctxt->eflags;
1772         ctxt->dst.bytes = ctxt->op_bytes;
1773         return emulate_popf(ctxt, &ctxt->dst.val, ctxt->op_bytes);
1774 }
1775
1776 static int em_enter(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1777 {
1778         int rc;
1779         unsigned frame_size = ctxt->src.val;
1780         unsigned nesting_level = ctxt->src2.val & 31;
1781         ulong rbp;
1782
1783         if (nesting_level)
1784                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1785
1786         rbp = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBP);
1787         rc = push(ctxt, &rbp, stack_size(ctxt));
1788         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1789                 return rc;
1790         assign_masked(reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RBP), reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSP),
1791                       stack_mask(ctxt));
1792         assign_masked(reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RSP),
1793                       reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSP) - frame_size,
1794                       stack_mask(ctxt));
1795         return X86EMUL_CONTINUE;
1796 }
1797
1798 static int em_leave(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1799 {
1800         assign_masked(reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RSP), reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBP),
1801                       stack_mask(ctxt));
1802         return emulate_pop(ctxt, reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RBP), ctxt->op_bytes);
1803 }
1804
1805 static int em_push_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1806 {
1807         int seg = ctxt->src2.val;
1808
1809         ctxt->src.val = get_segment_selector(ctxt, seg);
1810
1811         return em_push(ctxt);
1812 }
1813
1814 static int em_pop_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1815 {
1816         int seg = ctxt->src2.val;
1817         unsigned long selector;
1818         int rc;
1819
1820         rc = emulate_pop(ctxt, &selector, ctxt->op_bytes);
1821         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1822                 return rc;
1823
1824         if (ctxt->modrm_reg == VCPU_SREG_SS)
1825                 ctxt->interruptibility = KVM_X86_SHADOW_INT_MOV_SS;
1826
1827         rc = load_segment_descriptor(ctxt, (u16)selector, seg);
1828         return rc;
1829 }
1830
1831 static int em_pusha(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1832 {
1833         unsigned long old_esp = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSP);
1834         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1835         int reg = VCPU_REGS_RAX;
1836
1837         while (reg <= VCPU_REGS_RDI) {
1838                 (reg == VCPU_REGS_RSP) ?
1839                 (ctxt->src.val = old_esp) : (ctxt->src.val = reg_read(ctxt, reg));
1840
1841                 rc = em_push(ctxt);
1842                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1843                         return rc;
1844
1845                 ++reg;
1846         }
1847
1848         return rc;
1849 }
1850
1851 static int em_pushf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1852 {
1853         ctxt->src.val =  (unsigned long)ctxt->eflags;
1854         return em_push(ctxt);
1855 }
1856
1857 static int em_popa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1858 {
1859         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1860         int reg = VCPU_REGS_RDI;
1861
1862         while (reg >= VCPU_REGS_RAX) {
1863                 if (reg == VCPU_REGS_RSP) {
1864                         rsp_increment(ctxt, ctxt->op_bytes);
1865                         --reg;
1866                 }
1867
1868                 rc = emulate_pop(ctxt, reg_rmw(ctxt, reg), ctxt->op_bytes);
1869                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1870                         break;
1871                 --reg;
1872         }
1873         return rc;
1874 }
1875
1876 static int __emulate_int_real(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int irq)
1877 {
1878         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
1879         int rc;
1880         struct desc_ptr dt;
1881         gva_t cs_addr;
1882         gva_t eip_addr;
1883         u16 cs, eip;
1884
1885         /* TODO: Add limit checks */
1886         ctxt->src.val = ctxt->eflags;
1887         rc = em_push(ctxt);
1888         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1889                 return rc;
1890
1891         ctxt->eflags &= ~(EFLG_IF | EFLG_TF | EFLG_AC);
1892
1893         ctxt->src.val = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_CS);
1894         rc = em_push(ctxt);
1895         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1896                 return rc;
1897
1898         ctxt->src.val = ctxt->_eip;
1899         rc = em_push(ctxt);
1900         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1901                 return rc;
1902
1903         ops->get_idt(ctxt, &dt);
1904
1905         eip_addr = dt.address + (irq << 2);
1906         cs_addr = dt.address + (irq << 2) + 2;
1907
1908         rc = ops->read_std(ctxt, cs_addr, &cs, 2, &ctxt->exception);
1909         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1910                 return rc;
1911
1912         rc = ops->read_std(ctxt, eip_addr, &eip, 2, &ctxt->exception);
1913         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1914                 return rc;
1915
1916         rc = load_segment_descriptor(ctxt, cs, VCPU_SREG_CS);
1917         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1918                 return rc;
1919
1920         ctxt->_eip = eip;
1921
1922         return rc;
1923 }
1924
1925 int emulate_int_real(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int irq)
1926 {
1927         int rc;
1928
1929         invalidate_registers(ctxt);
1930         rc = __emulate_int_real(ctxt, irq);
1931         if (rc == X86EMUL_CONTINUE)
1932                 writeback_registers(ctxt);
1933         return rc;
1934 }
1935
1936 static int emulate_int(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int irq)
1937 {
1938         switch(ctxt->mode) {
1939         case X86EMUL_MODE_REAL:
1940                 return __emulate_int_real(ctxt, irq);
1941         case X86EMUL_MODE_VM86:
1942         case X86EMUL_MODE_PROT16:
1943         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1944         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1945         default:
1946                 /* Protected mode interrupts unimplemented yet */
1947                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1948         }
1949 }
1950
1951 static int emulate_iret_real(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1952 {
1953         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1954         unsigned long temp_eip = 0;
1955         unsigned long temp_eflags = 0;
1956         unsigned long cs = 0;
1957         unsigned long mask = EFLG_CF | EFLG_PF | EFLG_AF | EFLG_ZF | EFLG_SF | EFLG_TF |
1958                              EFLG_IF | EFLG_DF | EFLG_OF | EFLG_IOPL | EFLG_NT | EFLG_RF |
1959                              EFLG_AC | EFLG_ID | (1 << 1); /* Last one is the reserved bit */
1960         unsigned long vm86_mask = EFLG_VM | EFLG_VIF | EFLG_VIP;
1961
1962         /* TODO: Add stack limit check */
1963
1964         rc = emulate_pop(ctxt, &temp_eip, ctxt->op_bytes);
1965
1966         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1967                 return rc;
1968
1969         if (temp_eip & ~0xffff)
1970                 return emulate_gp(ctxt, 0);
1971
1972         rc = emulate_pop(ctxt, &cs, ctxt->op_bytes);
1973
1974         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1975                 return rc;
1976
1977         rc = emulate_pop(ctxt, &temp_eflags, ctxt->op_bytes);
1978
1979         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1980                 return rc;
1981
1982         rc = load_segment_descriptor(ctxt, (u16)cs, VCPU_SREG_CS);
1983
1984         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1985                 return rc;
1986
1987         ctxt->_eip = temp_eip;
1988
1989
1990         if (ctxt->op_bytes == 4)
1991                 ctxt->eflags = ((temp_eflags & mask) | (ctxt->eflags & vm86_mask));
1992         else if (ctxt->op_bytes == 2) {
1993                 ctxt->eflags &= ~0xffff;
1994                 ctxt->eflags |= temp_eflags;
1995         }
1996
1997         ctxt->eflags &= ~EFLG_RESERVED_ZEROS_MASK; /* Clear reserved zeros */
1998         ctxt->eflags |= EFLG_RESERVED_ONE_MASK;
1999
2000         return rc;
2001 }
2002
2003 static int em_iret(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2004 {
2005         switch(ctxt->mode) {
2006         case X86EMUL_MODE_REAL:
2007                 return emulate_iret_real(ctxt);
2008         case X86EMUL_MODE_VM86:
2009         case X86EMUL_MODE_PROT16:
2010         case X86EMUL_MODE_PROT32:
2011         case X86EMUL_MODE_PROT64:
2012         default:
2013                 /* iret from protected mode unimplemented yet */
2014                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2015         }
2016 }
2017
2018 static int em_jmp_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2019 {
2020         int rc;
2021         unsigned short sel, old_sel;
2022         struct desc_struct old_desc, new_desc;
2023         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2024         u8 cpl = ctxt->ops->cpl(ctxt);
2025
2026         /* Assignment of RIP may only fail in 64-bit mode */
2027         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
2028                 ops->get_segment(ctxt, &old_sel, &old_desc, NULL,
2029                                  VCPU_SREG_CS);
2030
2031         memcpy(&sel, ctxt->src.valptr + ctxt->op_bytes, 2);
2032
2033         rc = __load_segment_descriptor(ctxt, sel, VCPU_SREG_CS, cpl, false,
2034                                        &new_desc);
2035         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2036                 return rc;
2037
2038         rc = assign_eip_far(ctxt, ctxt->src.val, new_desc.l);
2039         if (rc != X86EMUL_CONTINUE) {
2040                 WARN_ON(ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64);
2041                 /* assigning eip failed; restore the old cs */
2042                 ops->set_segment(ctxt, old_sel, &old_desc, 0, VCPU_SREG_CS);
2043                 return rc;
2044         }
2045         return rc;
2046 }
2047
2048 static int em_grp45(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2049 {
2050         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
2051
2052         switch (ctxt->modrm_reg) {
2053         case 2: /* call near abs */ {
2054                 long int old_eip;
2055                 old_eip = ctxt->_eip;
2056                 rc = assign_eip_near(ctxt, ctxt->src.val);
2057                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2058                         break;
2059                 ctxt->src.val = old_eip;
2060                 rc = em_push(ctxt);
2061                 break;
2062         }
2063         case 4: /* jmp abs */
2064                 rc = assign_eip_near(ctxt, ctxt->src.val);
2065                 break;
2066         case 5: /* jmp far */
2067                 rc = em_jmp_far(ctxt);
2068                 break;
2069         case 6: /* push */
2070                 rc = em_push(ctxt);
2071                 break;
2072         }
2073         return rc;
2074 }
2075
2076 static int em_cmpxchg8b(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2077 {
2078         u64 old = ctxt->dst.orig_val64;
2079
2080         if (ctxt->dst.bytes == 16)
2081                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2082
2083         if (((u32) (old >> 0) != (u32) reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX)) ||
2084             ((u32) (old >> 32) != (u32) reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDX))) {
2085                 *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RAX) = (u32) (old >> 0);
2086                 *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDX) = (u32) (old >> 32);
2087                 ctxt->eflags &= ~EFLG_ZF;
2088         } else {
2089                 ctxt->dst.val64 = ((u64)reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX) << 32) |
2090                         (u32) reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBX);
2091
2092                 ctxt->eflags |= EFLG_ZF;
2093         }
2094         return X86EMUL_CONTINUE;
2095 }
2096
2097 static int em_ret(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2098 {
2099         int rc;
2100         unsigned long eip;
2101
2102         rc = emulate_pop(ctxt, &eip, ctxt->op_bytes);
2103         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2104                 return rc;
2105
2106         return assign_eip_near(ctxt, eip);
2107 }
2108
2109 static int em_ret_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2110 {
2111         int rc;
2112         unsigned long eip, cs;
2113         u16 old_cs;
2114         int cpl = ctxt->ops->cpl(ctxt);
2115         struct desc_struct old_desc, new_desc;
2116         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2117
2118         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
2119                 ops->get_segment(ctxt, &old_cs, &old_desc, NULL,
2120                                  VCPU_SREG_CS);
2121
2122         rc = emulate_pop(ctxt, &eip, ctxt->op_bytes);
2123         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2124                 return rc;
2125         rc = emulate_pop(ctxt, &cs, ctxt->op_bytes);
2126         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2127                 return rc;
2128         /* Outer-privilege level return is not implemented */
2129         if (ctxt->mode >= X86EMUL_MODE_PROT16 && (cs & 3) > cpl)
2130                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2131         rc = __load_segment_descriptor(ctxt, (u16)cs, VCPU_SREG_CS, cpl, false,
2132                                        &new_desc);
2133         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2134                 return rc;
2135         rc = assign_eip_far(ctxt, eip, new_desc.l);
2136         if (rc != X86EMUL_CONTINUE) {
2137                 WARN_ON(ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64);
2138                 ops->set_segment(ctxt, old_cs, &old_desc, 0, VCPU_SREG_CS);
2139         }
2140         return rc;
2141 }
2142
2143 static int em_ret_far_imm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2144 {
2145         int rc;
2146
2147         rc = em_ret_far(ctxt);
2148         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2149                 return rc;
2150         rsp_increment(ctxt, ctxt->src.val);
2151         return X86EMUL_CONTINUE;
2152 }
2153
2154 static int em_cmpxchg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2155 {
2156         /* Save real source value, then compare EAX against destination. */
2157         ctxt->dst.orig_val = ctxt->dst.val;
2158         ctxt->dst.val = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
2159         ctxt->src.orig_val = ctxt->src.val;
2160         ctxt->src.val = ctxt->dst.orig_val;
2161         fastop(ctxt, em_cmp);
2162
2163         if (ctxt->eflags & EFLG_ZF) {
2164                 /* Success: write back to memory. */
2165                 ctxt->dst.val = ctxt->src.orig_val;
2166         } else {
2167                 /* Failure: write the value we saw to EAX. */
2168                 ctxt->dst.type = OP_REG;
2169                 ctxt->dst.addr.reg = reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
2170                 ctxt->dst.val = ctxt->dst.orig_val;
2171         }
2172         return X86EMUL_CONTINUE;
2173 }
2174
2175 static int em_lseg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2176 {
2177         int seg = ctxt->src2.val;
2178         unsigned short sel;
2179         int rc;
2180
2181         memcpy(&sel, ctxt->src.valptr + ctxt->op_bytes, 2);
2182
2183         rc = load_segment_descriptor(ctxt, sel, seg);
2184         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2185                 return rc;
2186
2187         ctxt->dst.val = ctxt->src.val;
2188         return rc;
2189 }
2190
2191 static void
2192 setup_syscalls_segments(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2193                         struct desc_struct *cs, struct desc_struct *ss)
2194 {
2195         cs->l = 0;              /* will be adjusted later */
2196         set_desc_base(cs, 0);   /* flat segment */
2197         cs->g = 1;              /* 4kb granularity */
2198         set_desc_limit(cs, 0xfffff);    /* 4GB limit */
2199         cs->type = 0x0b;        /* Read, Execute, Accessed */
2200         cs->s = 1;
2201         cs->dpl = 0;            /* will be adjusted later */
2202         cs->p = 1;
2203         cs->d = 1;
2204         cs->avl = 0;
2205
2206         set_desc_base(ss, 0);   /* flat segment */
2207         set_desc_limit(ss, 0xfffff);    /* 4GB limit */
2208         ss->g = 1;              /* 4kb granularity */
2209         ss->s = 1;
2210         ss->type = 0x03;        /* Read/Write, Accessed */
2211         ss->d = 1;              /* 32bit stack segment */
2212         ss->dpl = 0;
2213         ss->p = 1;
2214         ss->l = 0;
2215         ss->avl = 0;
2216 }
2217
2218 static bool vendor_intel(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2219 {
2220         u32 eax, ebx, ecx, edx;
2221
2222         eax = ecx = 0;
2223         ctxt->ops->get_cpuid(ctxt, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
2224         return ebx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_GenuineIntel_ebx
2225                 && ecx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_GenuineIntel_ecx
2226                 && edx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_GenuineIntel_edx;
2227 }
2228
2229 static bool em_syscall_is_enabled(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2230 {
2231         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2232         u32 eax, ebx, ecx, edx;
2233
2234         /*
2235          * syscall should always be enabled in longmode - so only become
2236          * vendor specific (cpuid) if other modes are active...
2237          */
2238         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
2239                 return true;
2240
2241         eax = 0x00000000;
2242         ecx = 0x00000000;
2243         ops->get_cpuid(ctxt, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
2244         /*
2245          * Intel ("GenuineIntel")
2246          * remark: Intel CPUs only support "syscall" in 64bit
2247          * longmode. Also an 64bit guest with a
2248          * 32bit compat-app running will #UD !! While this
2249          * behaviour can be fixed (by emulating) into AMD
2250          * response - CPUs of AMD can't behave like Intel.
2251          */
2252         if (ebx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_GenuineIntel_ebx &&
2253             ecx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_GenuineIntel_ecx &&
2254             edx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_GenuineIntel_edx)
2255                 return false;
2256
2257         /* AMD ("AuthenticAMD") */
2258         if (ebx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_AuthenticAMD_ebx &&
2259             ecx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_AuthenticAMD_ecx &&
2260             edx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_AuthenticAMD_edx)
2261                 return true;
2262
2263         /* AMD ("AMDisbetter!") */
2264         if (ebx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_AMDisbetterI_ebx &&
2265             ecx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_AMDisbetterI_ecx &&
2266             edx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_AMDisbetterI_edx)
2267                 return true;
2268
2269         /* default: (not Intel, not AMD), apply Intel's stricter rules... */
2270         return false;
2271 }
2272
2273 static int em_syscall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2274 {
2275         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2276         struct desc_struct cs, ss;
2277         u64 msr_data;
2278         u16 cs_sel, ss_sel;
2279         u64 efer = 0;
2280
2281         /* syscall is not available in real mode */
2282         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
2283             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
2284                 return emulate_ud(ctxt);
2285
2286         if (!(em_syscall_is_enabled(ctxt)))
2287                 return emulate_ud(ctxt);
2288
2289         ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
2290         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
2291
2292         if (!(efer & EFER_SCE))
2293                 return emulate_ud(ctxt);
2294
2295         ops->get_msr(ctxt, MSR_STAR, &msr_data);
2296         msr_data >>= 32;
2297         cs_sel = (u16)(msr_data & 0xfffc);
2298         ss_sel = (u16)(msr_data + 8);
2299
2300         if (efer & EFER_LMA) {
2301                 cs.d = 0;
2302                 cs.l = 1;
2303         }
2304         ops->set_segment(ctxt, cs_sel, &cs, 0, VCPU_SREG_CS);
2305         ops->set_segment(ctxt, ss_sel, &ss, 0, VCPU_SREG_SS);
2306
2307         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RCX) = ctxt->_eip;
2308         if (efer & EFER_LMA) {
2309 #ifdef CONFIG_X86_64
2310                 *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_R11) = ctxt->eflags;
2311
2312                 ops->get_msr(ctxt,
2313                              ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 ?
2314                              MSR_LSTAR : MSR_CSTAR, &msr_data);
2315                 ctxt->_eip = msr_data;
2316
2317                 ops->get_msr(ctxt, MSR_SYSCALL_MASK, &msr_data);
2318                 ctxt->eflags &= ~msr_data;
2319 #endif
2320         } else {
2321                 /* legacy mode */
2322                 ops->get_msr(ctxt, MSR_STAR, &msr_data);
2323                 ctxt->_eip = (u32)msr_data;
2324
2325                 ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF);
2326         }
2327
2328         return X86EMUL_CONTINUE;
2329 }
2330
2331 static int em_sysenter(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2332 {
2333         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2334         struct desc_struct cs, ss;
2335         u64 msr_data;
2336         u16 cs_sel, ss_sel;
2337         u64 efer = 0;
2338
2339         ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
2340         /* inject #GP if in real mode */
2341         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL)
2342                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2343
2344         /*
2345          * Not recognized on AMD in compat mode (but is recognized in legacy
2346          * mode).
2347          */
2348         if ((ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64) && (efer & EFER_LMA)
2349             && !vendor_intel(ctxt))
2350                 return emulate_ud(ctxt);
2351
2352         /* XXX sysenter/sysexit have not been tested in 64bit mode.
2353         * Therefore, we inject an #UD.
2354         */
2355         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
2356                 return emulate_ud(ctxt);
2357
2358         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
2359
2360         ops->get_msr(ctxt, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
2361         if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0)
2362                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2363
2364         ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF);
2365         cs_sel = (u16)msr_data & ~SELECTOR_RPL_MASK;
2366         ss_sel = cs_sel + 8;
2367         if (efer & EFER_LMA) {
2368                 cs.d = 0;
2369                 cs.l = 1;
2370         }
2371
2372         ops->set_segment(ctxt, cs_sel, &cs, 0, VCPU_SREG_CS);
2373         ops->set_segment(ctxt, ss_sel, &ss, 0, VCPU_SREG_SS);
2374
2375         ops->get_msr(ctxt, MSR_IA32_SYSENTER_EIP, &msr_data);
2376         ctxt->_eip = (efer & EFER_LMA) ? msr_data : (u32)msr_data;
2377
2378         ops->get_msr(ctxt, MSR_IA32_SYSENTER_ESP, &msr_data);
2379         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RSP) = (efer & EFER_LMA) ? msr_data :
2380                                                               (u32)msr_data;
2381
2382         return X86EMUL_CONTINUE;
2383 }
2384
2385 static int em_sysexit(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2386 {
2387         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2388         struct desc_struct cs, ss;
2389         u64 msr_data, rcx, rdx;
2390         int usermode;
2391         u16 cs_sel = 0, ss_sel = 0;
2392
2393         /* inject #GP if in real mode or Virtual 8086 mode */
2394         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
2395             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
2396                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2397
2398         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
2399
2400         if ((ctxt->rex_prefix & 0x8) != 0x0)
2401                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT64;
2402         else
2403                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT32;
2404
2405         rcx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX);
2406         rdx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDX);
2407
2408         cs.dpl = 3;
2409         ss.dpl = 3;
2410         ops->get_msr(ctxt, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
2411         switch (usermode) {
2412         case X86EMUL_MODE_PROT32:
2413                 cs_sel = (u16)(msr_data + 16);
2414                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0)
2415                         return emulate_gp(ctxt, 0);
2416                 ss_sel = (u16)(msr_data + 24);
2417                 break;
2418         case X86EMUL_MODE_PROT64:
2419                 cs_sel = (u16)(msr_data + 32);
2420                 if (msr_data == 0x0)
2421                         return emulate_gp(ctxt, 0);
2422                 ss_sel = cs_sel + 8;
2423                 cs.d = 0;
2424                 cs.l = 1;
2425                 if (is_noncanonical_address(rcx) ||
2426                     is_noncanonical_address(rdx))
2427                         return emulate_gp(ctxt, 0);
2428                 break;
2429         }
2430         cs_sel |= SELECTOR_RPL_MASK;
2431         ss_sel |= SELECTOR_RPL_MASK;
2432
2433         ops->set_segment(ctxt, cs_sel, &cs, 0, VCPU_SREG_CS);
2434         ops->set_segment(ctxt, ss_sel, &ss, 0, VCPU_SREG_SS);
2435
2436         ctxt->_eip = rdx;
2437         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RSP) = rcx;
2438
2439         return X86EMUL_CONTINUE;
2440 }
2441
2442 static bool emulator_bad_iopl(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2443 {
2444         int iopl;
2445         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL)
2446                 return false;
2447         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
2448                 return true;
2449         iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
2450         return ctxt->ops->cpl(ctxt) > iopl;
2451 }
2452
2453 static bool emulator_io_port_access_allowed(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2454                                             u16 port, u16 len)
2455 {
2456         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2457         struct desc_struct tr_seg;
2458         u32 base3;
2459         int r;
2460         u16 tr, io_bitmap_ptr, perm, bit_idx = port & 0x7;
2461         unsigned mask = (1 << len) - 1;
2462         unsigned long base;
2463
2464         ops->get_segment(ctxt, &tr, &tr_seg, &base3, VCPU_SREG_TR);
2465         if (!tr_seg.p)
2466                 return false;
2467         if (desc_limit_scaled(&tr_seg) < 103)
2468                 return false;
2469         base = get_desc_base(&tr_seg);
2470 #ifdef CONFIG_X86_64
2471         base |= ((u64)base3) << 32;
2472 #endif
2473         r = ops->read_std(ctxt, base + 102, &io_bitmap_ptr, 2, NULL);
2474         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2475                 return false;
2476         if (io_bitmap_ptr + port/8 > desc_limit_scaled(&tr_seg))
2477                 return false;
2478         r = ops->read_std(ctxt, base + io_bitmap_ptr + port/8, &perm, 2, NULL);
2479         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2480                 return false;
2481         if ((perm >> bit_idx) & mask)
2482                 return false;
2483         return true;
2484 }
2485
2486 static bool emulator_io_permited(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2487                                  u16 port, u16 len)
2488 {
2489         if (ctxt->perm_ok)
2490                 return true;
2491
2492         if (emulator_bad_iopl(ctxt))
2493                 if (!emulator_io_port_access_allowed(ctxt, port, len))
2494                         return false;
2495
2496         ctxt->perm_ok = true;
2497
2498         return true;
2499 }
2500
2501 static void save_state_to_tss16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2502                                 struct tss_segment_16 *tss)
2503 {
2504         tss->ip = ctxt->_eip;
2505         tss->flag = ctxt->eflags;
2506         tss->ax = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
2507         tss->cx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX);
2508         tss->dx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDX);
2509         tss->bx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBX);
2510         tss->sp = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSP);
2511         tss->bp = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBP);
2512         tss->si = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSI);
2513         tss->di = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDI);
2514
2515         tss->es = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_ES);
2516         tss->cs = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_CS);
2517         tss->ss = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_SS);
2518         tss->ds = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_DS);
2519         tss->ldt = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_LDTR);
2520 }
2521
2522 static int load_state_from_tss16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2523                                  struct tss_segment_16 *tss)
2524 {
2525         int ret;
2526         u8 cpl;
2527
2528         ctxt->_eip = tss->ip;
2529         ctxt->eflags = tss->flag | 2;
2530         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RAX) = tss->ax;
2531         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RCX) = tss->cx;
2532         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDX) = tss->dx;
2533         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RBX) = tss->bx;
2534         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RSP) = tss->sp;
2535         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RBP) = tss->bp;
2536         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RSI) = tss->si;
2537         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDI) = tss->di;
2538
2539         /*
2540          * SDM says that segment selectors are loaded before segment
2541          * descriptors
2542          */
2543         set_segment_selector(ctxt, tss->ldt, VCPU_SREG_LDTR);
2544         set_segment_selector(ctxt, tss->es, VCPU_SREG_ES);
2545         set_segment_selector(ctxt, tss->cs, VCPU_SREG_CS);
2546         set_segment_selector(ctxt, tss->ss, VCPU_SREG_SS);
2547         set_segment_selector(ctxt, tss->ds, VCPU_SREG_DS);
2548
2549         cpl = tss->cs & 3;
2550
2551         /*
2552          * Now load segment descriptors. If fault happens at this stage
2553          * it is handled in a context of new task
2554          */
2555         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->ldt, VCPU_SREG_LDTR, cpl,
2556                                         true, NULL);
2557         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2558                 return ret;
2559         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->es, VCPU_SREG_ES, cpl,
2560                                         true, NULL);
2561         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2562                 return ret;
2563         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->cs, VCPU_SREG_CS, cpl,
2564                                         true, NULL);
2565         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2566                 return ret;
2567         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->ss, VCPU_SREG_SS, cpl,
2568                                         true, NULL);
2569         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2570                 return ret;
2571         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->ds, VCPU_SREG_DS, cpl,
2572                                         true, NULL);
2573         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2574                 return ret;
2575
2576         return X86EMUL_CONTINUE;
2577 }
2578
2579 static int task_switch_16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2580                           u16 tss_selector, u16 old_tss_sel,
2581                           ulong old_tss_base, struct desc_struct *new_desc)
2582 {
2583         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2584         struct tss_segment_16 tss_seg;
2585         int ret;
2586         u32 new_tss_base = get_desc_base(new_desc);
2587
2588         ret = ops->read_std(ctxt, old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg,
2589                             &ctxt->exception);
2590         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2591                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2592                 return ret;
2593
2594         save_state_to_tss16(ctxt, &tss_seg);
2595
2596         ret = ops->write_std(ctxt, old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg,
2597                              &ctxt->exception);
2598         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2599                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2600                 return ret;
2601
2602         ret = ops->read_std(ctxt, new_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg,
2603                             &ctxt->exception);
2604         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2605                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2606                 return ret;
2607
2608         if (old_tss_sel != 0xffff) {
2609                 tss_seg.prev_task_link = old_tss_sel;
2610
2611                 ret = ops->write_std(ctxt, new_tss_base,
2612                                      &tss_seg.prev_task_link,
2613                                      sizeof tss_seg.prev_task_link,
2614                                      &ctxt->exception);
2615                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2616                         /* FIXME: need to provide precise fault address */
2617                         return ret;
2618         }
2619
2620         return load_state_from_tss16(ctxt, &tss_seg);
2621 }
2622
2623 static void save_state_to_tss32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2624                                 struct tss_segment_32 *tss)
2625 {
2626         /* CR3 and ldt selector are not saved intentionally */
2627         tss->eip = ctxt->_eip;
2628         tss->eflags = ctxt->eflags;
2629         tss->eax = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
2630         tss->ecx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX);
2631         tss->edx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDX);
2632         tss->ebx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBX);
2633         tss->esp = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSP);
2634         tss->ebp = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBP);
2635         tss->esi = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSI);
2636         tss->edi = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDI);
2637
2638         tss->es = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_ES);
2639         tss->cs = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_CS);
2640         tss->ss = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_SS);
2641         tss->ds = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_DS);
2642         tss->fs = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_FS);
2643         tss->gs = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_GS);
2644 }
2645
2646 static int load_state_from_tss32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2647                                  struct tss_segment_32 *tss)
2648 {
2649         int ret;
2650         u8 cpl;
2651
2652         if (ctxt->ops->set_cr(ctxt, 3, tss->cr3))
2653                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2654         ctxt->_eip = tss->eip;
2655         ctxt->eflags = tss->eflags | 2;
2656
2657         /* General purpose registers */
2658         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RAX) = tss->eax;
2659         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RCX) = tss->ecx;
2660         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDX) = tss->edx;
2661         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RBX) = tss->ebx;
2662         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RSP) = tss->esp;
2663         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RBP) = tss->ebp;
2664         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RSI) = tss->esi;
2665         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDI) = tss->edi;
2666
2667         /*
2668          * SDM says that segment selectors are loaded before segment
2669          * descriptors.  This is important because CPL checks will
2670          * use CS.RPL.
2671          */
2672         set_segment_selector(ctxt, tss->ldt_selector, VCPU_SREG_LDTR);
2673         set_segment_selector(ctxt, tss->es, VCPU_SREG_ES);
2674         set_segment_selector(ctxt, tss->cs, VCPU_SREG_CS);
2675         set_segment_selector(ctxt, tss->ss, VCPU_SREG_SS);
2676         set_segment_selector(ctxt, tss->ds, VCPU_SREG_DS);
2677         set_segment_selector(ctxt, tss->fs, VCPU_SREG_FS);
2678         set_segment_selector(ctxt, tss->gs, VCPU_SREG_GS);
2679
2680         /*
2681          * If we're switching between Protected Mode and VM86, we need to make
2682          * sure to update the mode before loading the segment descriptors so
2683          * that the selectors are interpreted correctly.
2684          */
2685         if (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_VM) {
2686                 ctxt->mode = X86EMUL_MODE_VM86;
2687                 cpl = 3;
2688         } else {
2689                 ctxt->mode = X86EMUL_MODE_PROT32;
2690                 cpl = tss->cs & 3;
2691         }
2692
2693         /*
2694          * Now load segment descriptors. If fault happenes at this stage
2695          * it is handled in a context of new task
2696          */
2697         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->ldt_selector, VCPU_SREG_LDTR,
2698                                         cpl, true, NULL);
2699         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2700                 return ret;
2701         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->es, VCPU_SREG_ES, cpl,
2702                                         true, NULL);
2703         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2704                 return ret;
2705         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->cs, VCPU_SREG_CS, cpl,
2706                                         true, NULL);
2707         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2708                 return ret;
2709         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->ss, VCPU_SREG_SS, cpl,
2710                                         true, NULL);
2711         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2712                 return ret;
2713         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->ds, VCPU_SREG_DS, cpl,
2714                                         true, NULL);
2715         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2716                 return ret;
2717         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->fs, VCPU_SREG_FS, cpl,
2718                                         true, NULL);
2719         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2720                 return ret;
2721         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->gs, VCPU_SREG_GS, cpl,
2722                                         true, NULL);
2723         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2724                 return ret;
2725
2726         return X86EMUL_CONTINUE;
2727 }
2728
2729 static int task_switch_32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2730                           u16 tss_selector, u16 old_tss_sel,
2731                           ulong old_tss_base, struct desc_struct *new_desc)
2732 {
2733         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2734         struct tss_segment_32 tss_seg;
2735         int ret;
2736         u32 new_tss_base = get_desc_base(new_desc);
2737         u32 eip_offset = offsetof(struct tss_segment_32, eip);
2738         u32 ldt_sel_offset = offsetof(struct tss_segment_32, ldt_selector);
2739
2740         ret = ops->read_std(ctxt, old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg,
2741                             &ctxt->exception);
2742         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2743                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2744                 return ret;
2745
2746         save_state_to_tss32(ctxt, &tss_seg);
2747
2748         /* Only GP registers and segment selectors are saved */
2749         ret = ops->write_std(ctxt, old_tss_base + eip_offset, &tss_seg.eip,
2750                              ldt_sel_offset - eip_offset, &ctxt->exception);
2751         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2752                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2753                 return ret;
2754
2755         ret = ops->read_std(ctxt, new_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg,
2756                             &ctxt->exception);
2757         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2758                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2759                 return ret;
2760
2761         if (old_tss_sel != 0xffff) {
2762                 tss_seg.prev_task_link = old_tss_sel;
2763
2764                 ret = ops->write_std(ctxt, new_tss_base,
2765                                      &tss_seg.prev_task_link,
2766                                      sizeof tss_seg.prev_task_link,
2767                                      &ctxt->exception);
2768                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2769                         /* FIXME: need to provide precise fault address */
2770                         return ret;
2771         }
2772
2773         return load_state_from_tss32(ctxt, &tss_seg);
2774 }
2775
2776 static int emulator_do_task_switch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2777                                    u16 tss_selector, int idt_index, int reason,
2778                                    bool has_error_code, u32 error_code)
2779 {
2780         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2781         struct desc_struct curr_tss_desc, next_tss_desc;
2782         int ret;
2783         u16 old_tss_sel = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_TR);
2784         ulong old_tss_base =
2785                 ops->get_cached_segment_base(ctxt, VCPU_SREG_TR);
2786         u32 desc_limit;
2787         ulong desc_addr;
2788
2789         /* FIXME: old_tss_base == ~0 ? */
2790
2791         ret = read_segment_descriptor(ctxt, tss_selector, &next_tss_desc, &desc_addr);
2792         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2793                 return ret;
2794         ret = read_segment_descriptor(ctxt, old_tss_sel, &curr_tss_desc, &desc_addr);
2795         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2796                 return ret;
2797
2798         /* FIXME: check that next_tss_desc is tss */
2799
2800         /*
2801          * Check privileges. The three cases are task switch caused by...
2802          *
2803          * 1. jmp/call/int to task gate: Check against DPL of the task gate
2804          * 2. Exception/IRQ/iret: No check is performed
2805          * 3. jmp/call to TSS: Check against DPL of the TSS
2806          */
2807         if (reason == TASK_SWITCH_GATE) {
2808                 if (idt_index != -1) {
2809                         /* Software interrupts */
2810                         struct desc_struct task_gate_desc;
2811                         int dpl;
2812
2813                         ret = read_interrupt_descriptor(ctxt, idt_index,
2814                                                         &task_gate_desc);
2815                         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2816                                 return ret;
2817
2818                         dpl = task_gate_desc.dpl;
2819                         if ((tss_selector & 3) > dpl || ops->cpl(ctxt) > dpl)
2820                                 return emulate_gp(ctxt, (idt_index << 3) | 0x2);
2821                 }
2822         } else if (reason != TASK_SWITCH_IRET) {
2823                 int dpl = next_tss_desc.dpl;
2824                 if ((tss_selector & 3) > dpl || ops->cpl(ctxt) > dpl)
2825                         return emulate_gp(ctxt, tss_selector);
2826         }
2827
2828
2829         desc_limit = desc_limit_scaled(&next_tss_desc);
2830         if (!next_tss_desc.p ||
2831             ((desc_limit < 0x67 && (next_tss_desc.type & 8)) ||
2832              desc_limit < 0x2b)) {
2833                 return emulate_ts(ctxt, tss_selector & 0xfffc);
2834         }
2835
2836         if (reason == TASK_SWITCH_IRET || reason == TASK_SWITCH_JMP) {
2837                 curr_tss_desc.type &= ~(1 << 1); /* clear busy flag */
2838                 write_segment_descriptor(ctxt, old_tss_sel, &curr_tss_desc);
2839         }
2840
2841         if (reason == TASK_SWITCH_IRET)
2842                 ctxt->eflags = ctxt->eflags & ~X86_EFLAGS_NT;
2843
2844         /* set back link to prev task only if NT bit is set in eflags
2845            note that old_tss_sel is not used after this point */
2846         if (reason != TASK_SWITCH_CALL && reason != TASK_SWITCH_GATE)
2847                 old_tss_sel = 0xffff;
2848
2849         if (next_tss_desc.type & 8)
2850                 ret = task_switch_32(ctxt, tss_selector, old_tss_sel,
2851                                      old_tss_base, &next_tss_desc);
2852         else
2853                 ret = task_switch_16(ctxt, tss_selector, old_tss_sel,
2854                                      old_tss_base, &next_tss_desc);
2855         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2856                 return ret;
2857
2858         if (reason == TASK_SWITCH_CALL || reason == TASK_SWITCH_GATE)
2859                 ctxt->eflags = ctxt->eflags | X86_EFLAGS_NT;
2860
2861         if (reason != TASK_SWITCH_IRET) {
2862                 next_tss_desc.type |= (1 << 1); /* set busy flag */
2863                 write_segment_descriptor(ctxt, tss_selector, &next_tss_desc);
2864         }
2865
2866         ops->set_cr(ctxt, 0,  ops->get_cr(ctxt, 0) | X86_CR0_TS);
2867         ops->set_segment(ctxt, tss_selector, &next_tss_desc, 0, VCPU_SREG_TR);
2868
2869         if (has_error_code) {
2870                 ctxt->op_bytes = ctxt->ad_bytes = (next_tss_desc.type & 8) ? 4 : 2;
2871                 ctxt->lock_prefix = 0;
2872                 ctxt->src.val = (unsigned long) error_code;
2873                 ret = em_push(ctxt);
2874         }
2875
2876         return ret;
2877 }
2878
2879 int emulator_task_switch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2880                          u16 tss_selector, int idt_index, int reason,
2881                          bool has_error_code, u32 error_code)
2882 {
2883         int rc;
2884
2885         invalidate_registers(ctxt);
2886         ctxt->_eip = ctxt->eip;
2887         ctxt->dst.type = OP_NONE;
2888
2889         rc = emulator_do_task_switch(ctxt, tss_selector, idt_index, reason,
2890                                      has_error_code, error_code);
2891
2892         if (rc == X86EMUL_CONTINUE) {
2893                 ctxt->eip = ctxt->_eip;
2894                 writeback_registers(ctxt);
2895         }
2896
2897         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? EMULATION_FAILED : EMULATION_OK;
2898 }
2899
2900 static void string_addr_inc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int reg,
2901                 struct operand *op)
2902 {
2903         int df = (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -op->count : op->count;
2904
2905         register_address_increment(ctxt, reg_rmw(ctxt, reg), df * op->bytes);
2906         op->addr.mem.ea = register_address(ctxt, reg_read(ctxt, reg));
2907 }
2908
2909 static int em_das(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2910 {
2911         u8 al, old_al;
2912         bool af, cf, old_cf;
2913
2914         cf = ctxt->eflags & X86_EFLAGS_CF;
2915         al = ctxt->dst.val;
2916
2917         old_al = al;
2918         old_cf = cf;
2919         cf = false;
2920         af = ctxt->eflags & X86_EFLAGS_AF;
2921         if ((al & 0x0f) > 9 || af) {
2922                 al -= 6;
2923                 cf = old_cf | (al >= 250);
2924                 af = true;
2925         } else {
2926                 af = false;
2927         }
2928         if (old_al > 0x99 || old_cf) {
2929                 al -= 0x60;
2930                 cf = true;
2931         }
2932
2933         ctxt->dst.val = al;
2934         /* Set PF, ZF, SF */
2935         ctxt->src.type = OP_IMM;
2936         ctxt->src.val = 0;
2937         ctxt->src.bytes = 1;
2938         fastop(ctxt, em_or);
2939         ctxt->eflags &= ~(X86_EFLAGS_AF | X86_EFLAGS_CF);
2940         if (cf)
2941                 ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_CF;
2942         if (af)
2943                 ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_AF;
2944         return X86EMUL_CONTINUE;
2945 }
2946
2947 static int em_aam(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2948 {
2949         u8 al, ah;
2950
2951         if (ctxt->src.val == 0)
2952                 return emulate_de(ctxt);
2953
2954         al = ctxt->dst.val & 0xff;
2955         ah = al / ctxt->src.val;
2956         al %= ctxt->src.val;
2957
2958         ctxt->dst.val = (ctxt->dst.val & 0xffff0000) | al | (ah << 8);
2959
2960         /* Set PF, ZF, SF */
2961         ctxt->src.type = OP_IMM;
2962         ctxt->src.val = 0;
2963         ctxt->src.bytes = 1;
2964         fastop(ctxt, em_or);
2965
2966         return X86EMUL_CONTINUE;
2967 }
2968
2969 static int em_aad(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2970 {
2971         u8 al = ctxt->dst.val & 0xff;
2972         u8 ah = (ctxt->dst.val >> 8) & 0xff;
2973
2974         al = (al + (ah * ctxt->src.val)) & 0xff;
2975
2976         ctxt->dst.val = (ctxt->dst.val & 0xffff0000) | al;
2977
2978         /* Set PF, ZF, SF */
2979         ctxt->src.type = OP_IMM;
2980         ctxt->src.val = 0;
2981         ctxt->src.bytes = 1;
2982         fastop(ctxt, em_or);
2983
2984         return X86EMUL_CONTINUE;
2985 }
2986
2987 static int em_call(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2988 {
2989         int rc;
2990         long rel = ctxt->src.val;
2991
2992         ctxt->src.val = (unsigned long)ctxt->_eip;
2993         rc = jmp_rel(ctxt, rel);
2994         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2995                 return rc;
2996         return em_push(ctxt);
2997 }
2998
2999 static int em_call_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3000 {
3001         u16 sel, old_cs;
3002         ulong old_eip;
3003         int rc;
3004         struct desc_struct old_desc, new_desc;
3005         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
3006         int cpl = ctxt->ops->cpl(ctxt);
3007
3008         old_eip = ctxt->_eip;
3009         ops->get_segment(ctxt, &old_cs, &old_desc, NULL, VCPU_SREG_CS);
3010
3011         memcpy(&sel, ctxt->src.valptr + ctxt->op_bytes, 2);
3012         rc = __load_segment_descriptor(ctxt, sel, VCPU_SREG_CS, cpl, false,
3013                                        &new_desc);
3014         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3015                 return X86EMUL_CONTINUE;
3016
3017         rc = assign_eip_far(ctxt, ctxt->src.val, new_desc.l);
3018         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3019                 goto fail;
3020
3021         ctxt->src.val = old_cs;
3022         rc = em_push(ctxt);
3023         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3024                 goto fail;
3025
3026         ctxt->src.val = old_eip;
3027         rc = em_push(ctxt);
3028         /* If we failed, we tainted the memory, but the very least we should
3029            restore cs */
3030         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3031                 goto fail;
3032         return rc;
3033 fail:
3034         ops->set_segment(ctxt, old_cs, &old_desc, 0, VCPU_SREG_CS);
3035         return rc;
3036
3037 }
3038
3039 static int em_ret_near_imm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3040 {
3041         int rc;
3042         unsigned long eip;
3043
3044         rc = emulate_pop(ctxt, &eip, ctxt->op_bytes);
3045         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3046                 return rc;
3047         rc = assign_eip_near(ctxt, eip);
3048         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3049                 return rc;
3050         rsp_increment(ctxt, ctxt->src.val);
3051         return X86EMUL_CONTINUE;
3052 }
3053
3054 static int em_xchg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3055 {
3056         /* Write back the register source. */
3057         ctxt->src.val = ctxt->dst.val;
3058         write_register_operand(&ctxt->src);
3059
3060         /* Write back the memory destination with implicit LOCK prefix. */
3061         ctxt->dst.val = ctxt->src.orig_val;
3062         ctxt->lock_prefix = 1;
3063         return X86EMUL_CONTINUE;
3064 }
3065
3066 static int em_imul_3op(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3067 {
3068         ctxt->dst.val = ctxt->src2.val;
3069         return fastop(ctxt, em_imul);
3070 }
3071
3072 static int em_cwd(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3073 {
3074         ctxt->dst.type = OP_REG;
3075         ctxt->dst.bytes = ctxt->src.bytes;
3076         ctxt->dst.addr.reg = reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RDX);
3077         ctxt->dst.val = ~((ctxt->src.val >> (ctxt->src.bytes * 8 - 1)) - 1);
3078
3079         return X86EMUL_CONTINUE;
3080 }
3081
3082 static int em_rdtsc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3083 {
3084         u64 tsc = 0;
3085
3086         ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_IA32_TSC, &tsc);
3087         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RAX) = (u32)tsc;
3088         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDX) = tsc >> 32;
3089         return X86EMUL_CONTINUE;
3090 }
3091
3092 static int em_rdpmc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3093 {
3094         u64 pmc;
3095
3096         if (ctxt->ops->read_pmc(ctxt, reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX), &pmc))
3097                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3098         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RAX) = (u32)pmc;
3099         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDX) = pmc >> 32;
3100         return X86EMUL_CONTINUE;
3101 }
3102
3103 static int em_mov(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3104 {
3105         memcpy(ctxt->dst.valptr, ctxt->src.valptr, sizeof(ctxt->src.valptr));
3106         return X86EMUL_CONTINUE;
3107 }
3108
3109 #define FFL(x) bit(X86_FEATURE_##x)
3110
3111 static int em_movbe(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3112 {
3113         u32 ebx, ecx, edx, eax = 1;
3114         u16 tmp;
3115
3116         /*
3117          * Check MOVBE is set in the guest-visible CPUID leaf.
3118          */
3119         ctxt->ops->get_cpuid(ctxt, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
3120         if (!(ecx & FFL(MOVBE)))
3121                 return emulate_ud(ctxt);
3122
3123         switch (ctxt->op_bytes) {
3124         case 2:
3125                 /*
3126                  * From MOVBE definition: "...When the operand size is 16 bits,
3127                  * the upper word of the destination register remains unchanged
3128                  * ..."
3129                  *
3130                  * Both casting ->valptr and ->val to u16 breaks strict aliasing
3131                  * rules so we have to do the operation almost per hand.
3132                  */
3133                 tmp = (u16)ctxt->src.val;
3134                 ctxt->dst.val &= ~0xffffUL;
3135                 ctxt->dst.val |= (unsigned long)swab16(tmp);
3136                 break;
3137         case 4:
3138                 ctxt->dst.val = swab32((u32)ctxt->src.val);
3139                 break;
3140         case 8:
3141                 ctxt->dst.val = swab64(ctxt->src.val);
3142                 break;
3143         default:
3144                 BUG();
3145         }
3146         return X86EMUL_CONTINUE;
3147 }
3148
3149 static int em_cr_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3150 {
3151         if (ctxt->ops->set_cr(ctxt, ctxt->modrm_reg, ctxt->src.val))
3152                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3153
3154         /* Disable writeback. */
3155         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3156         return X86EMUL_CONTINUE;
3157 }
3158
3159 static int em_dr_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3160 {
3161         unsigned long val;
3162
3163         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
3164                 val = ctxt->src.val & ~0ULL;
3165         else
3166                 val = ctxt->src.val & ~0U;
3167
3168         /* #UD condition is already handled. */
3169         if (ctxt->ops->set_dr(ctxt, ctxt->modrm_reg, val) < 0)
3170                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3171
3172         /* Disable writeback. */
3173         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3174         return X86EMUL_CONTINUE;
3175 }
3176
3177 static int em_wrmsr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3178 {
3179         u64 msr_data;
3180
3181         msr_data = (u32)reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX)
3182                 | ((u64)reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDX) << 32);
3183         if (ctxt->ops->set_msr(ctxt, reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX), msr_data))
3184                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3185
3186         return X86EMUL_CONTINUE;
3187 }
3188
3189 static int em_rdmsr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3190 {
3191         u64 msr_data;
3192
3193         if (ctxt->ops->get_msr(ctxt, reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX), &msr_data))
3194                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3195
3196         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RAX) = (u32)msr_data;
3197         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDX) = msr_data >> 32;
3198         return X86EMUL_CONTINUE;
3199 }
3200
3201 static int em_mov_rm_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3202 {
3203         if (ctxt->modrm_reg > VCPU_SREG_GS)
3204                 return emulate_ud(ctxt);
3205
3206         ctxt->dst.val = get_segment_selector(ctxt, ctxt->modrm_reg);
3207         return X86EMUL_CONTINUE;
3208 }
3209
3210 static int em_mov_sreg_rm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3211 {
3212         u16 sel = ctxt->src.val;
3213
3214         if (ctxt->modrm_reg == VCPU_SREG_CS || ctxt->modrm_reg > VCPU_SREG_GS)
3215                 return emulate_ud(ctxt);
3216
3217         if (ctxt->modrm_reg == VCPU_SREG_SS)
3218                 ctxt->interruptibility = KVM_X86_SHADOW_INT_MOV_SS;
3219
3220         /* Disable writeback. */
3221         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3222         return load_segment_descriptor(ctxt, sel, ctxt->modrm_reg);
3223 }
3224
3225 static int em_lldt(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3226 {
3227         u16 sel = ctxt->src.val;
3228
3229         /* Disable writeback. */
3230         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3231         return load_segment_descriptor(ctxt, sel, VCPU_SREG_LDTR);
3232 }
3233
3234 static int em_ltr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3235 {
3236         u16 sel = ctxt->src.val;
3237
3238         /* Disable writeback. */
3239         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3240         return load_segment_descriptor(ctxt, sel, VCPU_SREG_TR);
3241 }
3242
3243 static int em_invlpg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3244 {
3245         int rc;
3246         ulong linear;
3247
3248         rc = linearize(ctxt, ctxt->src.addr.mem, 1, false, &linear);
3249         if (rc == X86EMUL_CONTINUE)
3250                 ctxt->ops->invlpg(ctxt, linear);
3251         /* Disable writeback. */
3252         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3253         return X86EMUL_CONTINUE;
3254 }
3255
3256 static int em_clts(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3257 {
3258         ulong cr0;
3259
3260         cr0 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0);
3261         cr0 &= ~X86_CR0_TS;
3262         ctxt->ops->set_cr(ctxt, 0, cr0);
3263         return X86EMUL_CONTINUE;
3264 }
3265
3266 static int em_vmcall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3267 {
3268         int rc = ctxt->ops->fix_hypercall(ctxt);
3269
3270         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3271                 return rc;
3272
3273         /* Let the processor re-execute the fixed hypercall */
3274         ctxt->_eip = ctxt->eip;
3275         /* Disable writeback. */
3276         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3277         return X86EMUL_CONTINUE;
3278 }
3279
3280 static int emulate_store_desc_ptr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
3281                                   void (*get)(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
3282                                               struct desc_ptr *ptr))
3283 {
3284         struct desc_ptr desc_ptr;
3285
3286         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
3287                 ctxt->op_bytes = 8;
3288         get(ctxt, &desc_ptr);
3289         if (ctxt->op_bytes == 2) {
3290                 ctxt->op_bytes = 4;
3291                 desc_ptr.address &= 0x00ffffff;
3292         }
3293         /* Disable writeback. */
3294         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3295         return segmented_write(ctxt, ctxt->dst.addr.mem,
3296                                &desc_ptr, 2 + ctxt->op_bytes);
3297 }
3298
3299 static int em_sgdt(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3300 {
3301         return emulate_store_desc_ptr(ctxt, ctxt->ops->get_gdt);
3302 }
3303
3304 static int em_sidt(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3305 {
3306         return emulate_store_desc_ptr(ctxt, ctxt->ops->get_idt);
3307 }
3308
3309 static int em_lgdt(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3310 {
3311         struct desc_ptr desc_ptr;
3312         int rc;
3313
3314         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
3315                 ctxt->op_bytes = 8;
3316         rc = read_descriptor(ctxt, ctxt->src.addr.mem,
3317                              &desc_ptr.size, &desc_ptr.address,
3318                              ctxt->op_bytes);
3319         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3320                 return rc;
3321         ctxt->ops->set_gdt(ctxt, &desc_ptr);
3322         /* Disable writeback. */
3323         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3324         return X86EMUL_CONTINUE;
3325 }
3326
3327 static int em_vmmcall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3328 {
3329         int rc;
3330
3331         rc = ctxt->ops->fix_hypercall(ctxt);
3332
3333         /* Disable writeback. */
3334         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3335         return rc;
3336 }
3337
3338 static int em_lidt(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3339 {
3340         struct desc_ptr desc_ptr;
3341         int rc;
3342
3343         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
3344                 ctxt->op_bytes = 8;
3345         rc = read_descriptor(ctxt, ctxt->src.addr.mem,
3346                              &desc_ptr.size, &desc_ptr.address,
3347                              ctxt->op_bytes);
3348         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3349                 return rc;
3350         ctxt->ops->set_idt(ctxt, &desc_ptr);
3351         /* Disable writeback. */
3352         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3353         return X86EMUL_CONTINUE;
3354 }
3355
3356 static int em_smsw(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3357 {
3358         if (ctxt->dst.type == OP_MEM)
3359                 ctxt->dst.bytes = 2;
3360         ctxt->dst.val = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0);
3361         return X86EMUL_CONTINUE;
3362 }
3363
3364 static int em_lmsw(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3365 {
3366         ctxt->ops->set_cr(ctxt, 0, (ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0) & ~0x0eul)
3367                           | (ctxt->src.val & 0x0f));
3368         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3369         return X86EMUL_CONTINUE;
3370 }
3371
3372 static int em_loop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3373 {
3374         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
3375
3376         register_address_increment(ctxt, reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RCX), -1);
3377         if ((address_mask(ctxt, reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX)) != 0) &&
3378             (ctxt->b == 0xe2 || test_cc(ctxt->b ^ 0x5, ctxt->eflags)))
3379                 rc = jmp_rel(ctxt, ctxt->src.val);
3380
3381         return rc;
3382 }
3383
3384 static int em_jcxz(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3385 {
3386         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
3387
3388         if (address_mask(ctxt, reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX)) == 0)
3389                 rc = jmp_rel(ctxt, ctxt->src.val);
3390
3391         return rc;
3392 }
3393
3394 static int em_in(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3395 {
3396         if (!pio_in_emulated(ctxt, ctxt->dst.bytes, ctxt->src.val,
3397                              &ctxt->dst.val))
3398                 return X86EMUL_IO_NEEDED;
3399
3400         return X86EMUL_CONTINUE;
3401 }
3402
3403 static int em_out(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3404 {
3405         ctxt->ops->pio_out_emulated(ctxt, ctxt->src.bytes, ctxt->dst.val,
3406                                     &ctxt->src.val, 1);
3407         /* Disable writeback. */
3408         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3409         return X86EMUL_CONTINUE;
3410 }
3411
3412 static int em_cli(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3413 {
3414         if (emulator_bad_iopl(ctxt))
3415                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3416
3417         ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_IF;
3418         return X86EMUL_CONTINUE;
3419 }
3420
3421 static int em_sti(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3422 {
3423         if (emulator_bad_iopl(ctxt))
3424                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3425
3426         ctxt->interruptibility = KVM_X86_SHADOW_INT_STI;
3427         ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_IF;
3428         return X86EMUL_CONTINUE;
3429 }
3430
3431 static int em_cpuid(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3432 {
3433         u32 eax, ebx, ecx, edx;
3434
3435         eax = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
3436         ecx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX);
3437         ctxt->ops->get_cpuid(ctxt, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
3438         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RAX) = eax;
3439         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RBX) = ebx;
3440         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RCX) = ecx;
3441         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDX) = edx;
3442         return X86EMUL_CONTINUE;
3443 }
3444
3445 static int em_sahf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3446 {
3447         u32 flags;
3448
3449         flags = EFLG_CF | EFLG_PF | EFLG_AF | EFLG_ZF | EFLG_SF;
3450         flags &= *reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RAX) >> 8;
3451
3452         ctxt->eflags &= ~0xffUL;
3453         ctxt->eflags |= flags | X86_EFLAGS_FIXED;
3454         return X86EMUL_CONTINUE;
3455 }
3456
3457 static int em_lahf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3458 {
3459         *reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RAX) &= ~0xff00UL;
3460         *reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RAX) |= (ctxt->eflags & 0xff) << 8;
3461         return X86EMUL_CONTINUE;
3462 }
3463
3464 static int em_bswap(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3465 {
3466         switch (ctxt->op_bytes) {
3467 #ifdef CONFIG_X86_64
3468         case 8:
3469                 asm("bswap %0" : "+r"(ctxt->dst.val));
3470                 break;
3471 #endif
3472         default:
3473                 asm("bswap %0" : "+r"(*(u32 *)&ctxt->dst.val));
3474                 break;
3475         }
3476         return X86EMUL_CONTINUE;
3477 }
3478
3479 static int em_clflush(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3480 {
3481         /* emulating clflush regardless of cpuid */
3482         return X86EMUL_CONTINUE;
3483 }
3484
3485 static bool valid_cr(int nr)
3486 {
3487         switch (nr) {
3488         case 0:
3489         case 2 ... 4:
3490         case 8:
3491                 return true;
3492         default:
3493                 return false;
3494         }
3495 }
3496
3497 static int check_cr_read(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3498 {
3499         if (!valid_cr(ctxt->modrm_reg))
3500                 return emulate_ud(ctxt);
3501
3502         return X86EMUL_CONTINUE;
3503 }
3504
3505 static int check_cr_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3506 {
3507         u64 new_val = ctxt->src.val64;
3508         int cr = ctxt->modrm_reg;
3509         u64 efer = 0;
3510
3511         static u64 cr_reserved_bits[] = {
3512                 0xffffffff00000000ULL,
3513                 0, 0, 0, /* CR3 checked later */
3514                 CR4_RESERVED_BITS,
3515                 0, 0, 0,
3516                 CR8_RESERVED_BITS,
3517         };
3518
3519         if (!valid_cr(cr))
3520                 return emulate_ud(ctxt);
3521
3522         if (new_val & cr_reserved_bits[cr])
3523                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3524
3525         switch (cr) {
3526         case 0: {
3527                 u64 cr4;
3528                 if (((new_val & X86_CR0_PG) && !(new_val & X86_CR0_PE)) ||
3529                     ((new_val & X86_CR0_NW) && !(new_val & X86_CR0_CD)))
3530                         return emulate_gp(ctxt, 0);
3531
3532                 cr4 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4);
3533                 ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
3534
3535                 if ((new_val & X86_CR0_PG) && (efer & EFER_LME) &&
3536                     !(cr4 & X86_CR4_PAE))
3537                         return emulate_gp(ctxt, 0);
3538
3539                 break;
3540                 }
3541         case 3: {
3542                 u64 rsvd = 0;
3543
3544                 ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
3545                 if (efer & EFER_LMA)
3546                         rsvd = CR3_L_MODE_RESERVED_BITS;
3547
3548                 if (new_val & rsvd)
3549                         return emulate_gp(ctxt, 0);
3550
3551                 break;
3552                 }
3553         case 4: {
3554                 ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
3555
3556                 if ((efer & EFER_LMA) && !(new_val & X86_CR4_PAE))
3557                         return emulate_gp(ctxt, 0);
3558
3559                 break;
3560                 }
3561         }
3562
3563         return X86EMUL_CONTINUE;
3564 }
3565
3566 static int check_dr7_gd(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3567 {
3568         unsigned long dr7;
3569
3570         ctxt->ops->get_dr(ctxt, 7, &dr7);
3571
3572         /* Check if DR7.Global_Enable is set */
3573         return dr7 & (1 << 13);
3574 }
3575
3576 static int check_dr_read(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3577 {
3578         int dr = ctxt->modrm_reg;
3579         u64 cr4;
3580
3581         if (dr > 7)
3582                 return emulate_ud(ctxt);
3583
3584         cr4 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4);
3585         if ((cr4 & X86_CR4_DE) && (dr == 4 || dr == 5))
3586                 return emulate_ud(ctxt);
3587
3588         if (check_dr7_gd(ctxt))
3589                 return emulate_db(ctxt);
3590
3591         return X86EMUL_CONTINUE;
3592 }
3593
3594 static int check_dr_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3595 {
3596         u64 new_val = ctxt->src.val64;
3597         int dr = ctxt->modrm_reg;
3598
3599         if ((dr == 6 || dr == 7) && (new_val & 0xffffffff00000000ULL))
3600                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3601
3602         return check_dr_read(ctxt);
3603 }
3604
3605 static int check_svme(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3606 {
3607         u64 efer;
3608
3609         ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
3610
3611         if (!(efer & EFER_SVME))
3612                 return emulate_ud(ctxt);
3613
3614         return X86EMUL_CONTINUE;
3615 }
3616
3617 static int check_svme_pa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3618 {
3619         u64 rax = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
3620
3621         /* Valid physical address? */
3622         if (rax & 0xffff000000000000ULL)
3623                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3624
3625         return check_svme(ctxt);
3626 }
3627
3628 static int check_rdtsc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3629 {
3630         u64 cr4 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4);
3631
3632         if (cr4 & X86_CR4_TSD && ctxt->ops->cpl(ctxt))
3633                 return emulate_ud(ctxt);
3634
3635         return X86EMUL_CONTINUE;
3636 }
3637
3638 static int check_rdpmc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3639 {
3640         u64 cr4 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4);
3641         u64 rcx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX);
3642
3643         if ((!(cr4 & X86_CR4_PCE) && ctxt->ops->cpl(ctxt)) ||
3644             ctxt->ops->check_pmc(ctxt, rcx))
3645                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3646
3647         return X86EMUL_CONTINUE;
3648 }
3649
3650 static int check_perm_in(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3651 {
3652         ctxt->dst.bytes = min(ctxt->dst.bytes, 4u);
3653         if (!emulator_io_permited(ctxt, ctxt->src.val, ctxt->dst.bytes))
3654                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3655
3656         return X86EMUL_CONTINUE;
3657 }
3658
3659 static int check_perm_out(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3660 {
3661         ctxt->src.bytes = min(ctxt->src.bytes, 4u);
3662         if (!emulator_io_permited(ctxt, ctxt->dst.val, ctxt->src.bytes))
3663                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3664
3665         return X86EMUL_CONTINUE;
3666 }
3667
3668 #define D(_y) { .flags = (_y) }
3669 #define DI(_y, _i) { .flags = (_y)|Intercept, .intercept = x86_intercept_##_i }
3670 #define DIP(_y, _i, _p) { .flags = (_y)|Intercept|CheckPerm, \
3671                       .intercept = x86_intercept_##_i, .check_perm = (_p) }
3672 #define N    D(NotImpl)
3673 #define EXT(_f, _e) { .flags = ((_f) | RMExt), .u.group = (_e) }
3674 #define G(_f, _g) { .flags = ((_f) | Group | ModRM), .u.group = (_g) }
3675 #define GD(_f, _g) { .flags = ((_f) | GroupDual | ModRM), .u.gdual = (_g) }
3676 #define E(_f, _e) { .flags = ((_f) | Escape | ModRM), .u.esc = (_e) }
3677 #define I(_f, _e) { .flags = (_f), .u.execute = (_e) }
3678 #define F(_f, _e) { .flags = (_f) | Fastop, .u.fastop = (_e) }
3679 #define II(_f, _e, _i) \
3680         { .flags = (_f)|Intercept, .u.execute = (_e), .intercept = x86_intercept_##_i }
3681 #define IIP(_f, _e, _i, _p) \
3682         { .flags = (_f)|Intercept|CheckPerm, .u.execute = (_e), \
3683           .intercept = x86_intercept_##_i, .check_perm = (_p) }
3684 #define GP(_f, _g) { .flags = ((_f) | Prefix), .u.gprefix = (_g) }
3685
3686 #define D2bv(_f)      D((_f) | ByteOp), D(_f)
3687 #define D2bvIP(_f, _i, _p) DIP((_f) | ByteOp, _i, _p), DIP(_f, _i, _p)
3688 #define I2bv(_f, _e)  I((_f) | ByteOp, _e), I(_f, _e)
3689 #define F2bv(_f, _e)  F((_f) | ByteOp, _e), F(_f, _e)
3690 #define I2bvIP(_f, _e, _i, _p) \
3691         IIP((_f) | ByteOp, _e, _i, _p), IIP(_f, _e, _i, _p)
3692
3693 #define F6ALU(_f, _e) F2bv((_f) | DstMem | SrcReg | ModRM, _e),         \
3694                 F2bv(((_f) | DstReg | SrcMem | ModRM) & ~Lock, _e),     \
3695                 F2bv(((_f) & ~Lock) | DstAcc | SrcImm, _e)
3696
3697 static const struct opcode group7_rm0[] = {
3698         N,
3699         I(SrcNone | Priv | EmulateOnUD, em_vmcall),
3700         N, N, N, N, N, N,
3701 };
3702
3703 static const struct opcode group7_rm1[] = {
3704         DI(SrcNone | Priv, monitor),
3705         DI(SrcNone | Priv, mwait),
3706         N, N, N, N, N, N,
3707 };
3708
3709 static const struct opcode group7_rm3[] = {
3710         DIP(SrcNone | Prot | Priv,              vmrun,          check_svme_pa),
3711         II(SrcNone  | Prot | EmulateOnUD,       em_vmmcall,     vmmcall),
3712         DIP(SrcNone | Prot | Priv,              vmload,         check_svme_pa),
3713         DIP(SrcNone | Prot | Priv,              vmsave,         check_svme_pa),
3714         DIP(SrcNone | Prot | Priv,              stgi,           check_svme),
3715         DIP(SrcNone | Prot | Priv,              clgi,           check_svme),
3716         DIP(SrcNone | Prot | Priv,              skinit,         check_svme),
3717         DIP(SrcNone | Prot | Priv,              invlpga,        check_svme),
3718 };
3719
3720 static const struct opcode group7_rm7[] = {
3721         N,
3722         DIP(SrcNone, rdtscp, check_rdtsc),
3723         N, N, N, N, N, N,
3724 };
3725
3726 static const struct opcode group1[] = {
3727         F(Lock, em_add),
3728         F(Lock | PageTable, em_or),
3729         F(Lock, em_adc),
3730         F(Lock, em_sbb),
3731         F(Lock | PageTable, em_and),
3732         F(Lock, em_sub),
3733         F(Lock, em_xor),
3734         F(NoWrite, em_cmp),
3735 };
3736
3737 static const struct opcode group1A[] = {
3738         I(DstMem | SrcNone | Mov | Stack, em_pop), N, N, N, N, N, N, N,
3739 };
3740
3741 static const struct opcode group2[] = {
3742         F(DstMem | ModRM, em_rol),
3743         F(DstMem | ModRM, em_ror),
3744         F(DstMem | ModRM, em_rcl),
3745         F(DstMem | ModRM, em_rcr),
3746         F(DstMem | ModRM, em_shl),
3747         F(DstMem | ModRM, em_shr),
3748         F(DstMem | ModRM, em_shl),
3749         F(DstMem | ModRM, em_sar),
3750 };
3751
3752 static const struct opcode group3[] = {
3753         F(DstMem | SrcImm | NoWrite, em_test),
3754         F(DstMem | SrcImm | NoWrite, em_test),
3755         F(DstMem | SrcNone | Lock, em_not),
3756         F(DstMem | SrcNone | Lock, em_neg),
3757         F(DstXacc | Src2Mem, em_mul_ex),
3758         F(DstXacc | Src2Mem, em_imul_ex),
3759         F(DstXacc | Src2Mem, em_div_ex),
3760         F(DstXacc | Src2Mem, em_idiv_ex),
3761 };
3762
3763 static const struct opcode group4[] = {
3764         F(ByteOp | DstMem | SrcNone | Lock, em_inc),
3765         F(ByteOp | DstMem | SrcNone | Lock, em_dec),
3766         N, N, N, N, N, N,
3767 };
3768
3769 static const struct opcode group5[] = {
3770         F(DstMem | SrcNone | Lock,              em_inc),
3771         F(DstMem | SrcNone | Lock,              em_dec),
3772         I(SrcMem | Stack,                       em_grp45),
3773         I(SrcMemFAddr | ImplicitOps | Stack,    em_call_far),
3774         I(SrcMem | Stack,                       em_grp45),
3775         I(SrcMemFAddr | ImplicitOps,            em_grp45),
3776         I(SrcMem | Stack,                       em_grp45), D(Undefined),
3777 };
3778
3779 static const struct opcode group6[] = {
3780         DI(Prot | DstMem,       sldt),
3781         DI(Prot | DstMem,       str),
3782         II(Prot | Priv | SrcMem16, em_lldt, lldt),
3783         II(Prot | Priv | SrcMem16, em_ltr, ltr),
3784         N, N, N, N,
3785 };
3786
3787 static const struct group_dual group7 = { {
3788         II(Mov | DstMem,                        em_sgdt, sgdt),
3789         II(Mov | DstMem,                        em_sidt, sidt),
3790         II(SrcMem | Priv,                       em_lgdt, lgdt),
3791         II(SrcMem | Priv,                       em_lidt, lidt),
3792         II(SrcNone | DstMem | Mov,              em_smsw, smsw), N,
3793         II(SrcMem16 | Mov | Priv,               em_lmsw, lmsw),
3794         II(SrcMem | ByteOp | Priv | NoAccess,   em_invlpg, invlpg),
3795 }, {
3796         EXT(0, group7_rm0),
3797         EXT(0, group7_rm1),
3798         N, EXT(0, group7_rm3),
3799         II(SrcNone | DstMem | Mov,              em_smsw, smsw), N,
3800         II(SrcMem16 | Mov | Priv,               em_lmsw, lmsw),
3801         EXT(0, group7_rm7),
3802 } };
3803
3804 static const struct opcode group8[] = {
3805         N, N, N, N,
3806         F(DstMem | SrcImmByte | NoWrite,                em_bt),
3807         F(DstMem | SrcImmByte | Lock | PageTable,       em_bts),
3808         F(DstMem | SrcImmByte | Lock,                   em_btr),
3809         F(DstMem | SrcImmByte | Lock | PageTable,       em_btc),
3810 };
3811
3812 static const struct group_dual group9 = { {
3813         N, I(DstMem64 | Lock | PageTable, em_cmpxchg8b), N, N, N, N, N, N,
3814 }, {
3815         N, N, N, N, N, N, N, N,
3816 } };
3817
3818 static const struct opcode group11[] = {
3819         I(DstMem | SrcImm | Mov | PageTable, em_mov),
3820         X7(D(Undefined)),
3821 };
3822
3823 static const struct gprefix pfx_0f_ae_7 = {
3824         I(SrcMem | ByteOp, em_clflush), N, N, N,
3825 };
3826
3827 static const struct group_dual group15 = { {
3828         N, N, N, N, N, N, N, GP(0, &pfx_0f_ae_7),
3829 }, {
3830         N, N, N, N, N, N, N, N,
3831 } };
3832
3833 static const struct gprefix pfx_0f_6f_0f_7f = {
3834         I(Mmx, em_mov), I(Sse | Aligned, em_mov), N, I(Sse | Unaligned, em_mov),
3835 };
3836
3837 static const struct gprefix pfx_0f_2b = {
3838         I(0, em_mov), I(0, em_mov), N, N,
3839 };
3840
3841 static const struct gprefix pfx_0f_28_0f_29 = {
3842         I(Aligned, em_mov), I(Aligned, em_mov), N, N,
3843 };
3844
3845 static const struct gprefix pfx_0f_e7 = {
3846         N, I(Sse, em_mov), N, N,
3847 };
3848
3849 static const struct escape escape_d9 = { {
3850         N, N, N, N, N, N, N, I(DstMem, em_fnstcw),
3851 }, {
3852         /* 0xC0 - 0xC7 */
3853         N, N, N, N, N, N, N, N,
3854         /* 0xC8 - 0xCF */
3855         N, N, N, N, N, N, N, N,
3856         /* 0xD0 - 0xC7 */
3857         N, N, N, N, N, N, N, N,
3858         /* 0xD8 - 0xDF */
3859         N, N, N, N, N, N, N, N,
3860         /* 0xE0 - 0xE7 */
3861         N, N, N, N, N, N, N, N,
3862         /* 0xE8 - 0xEF */
3863         N, N, N, N, N, N, N, N,
3864         /* 0xF0 - 0xF7 */
3865         N, N, N, N, N, N, N, N,
3866         /* 0xF8 - 0xFF */
3867         N, N, N, N, N, N, N, N,
3868 } };
3869
3870 static const struct escape escape_db = { {
3871         N, N, N, N, N, N, N, N,
3872 }, {
3873         /* 0xC0 - 0xC7 */
3874         N, N, N, N, N, N, N, N,
3875         /* 0xC8 - 0xCF */
3876         N, N, N, N, N, N, N, N,
3877         /* 0xD0 - 0xC7 */
3878         N, N, N, N, N, N, N, N,
3879         /* 0xD8 - 0xDF */
3880         N, N, N, N, N, N, N, N,
3881         /* 0xE0 - 0xE7 */
3882         N, N, N, I(ImplicitOps, em_fninit), N, N, N, N,
3883         /* 0xE8 - 0xEF */
3884         N, N, N, N, N, N, N, N,
3885         /* 0xF0 - 0xF7 */
3886         N, N, N, N, N, N, N, N,
3887         /* 0xF8 - 0xFF */
3888         N, N, N, N, N, N, N, N,
3889 } };
3890
3891 static const struct escape escape_dd = { {
3892         N, N, N, N, N, N, N, I(DstMem, em_fnstsw),
3893 }, {
3894         /* 0xC0 - 0xC7 */
3895         N, N, N, N, N, N, N, N,
3896         /* 0xC8 - 0xCF */
3897         N, N, N, N, N, N, N, N,
3898         /* 0xD0 - 0xC7 */
3899         N, N, N, N, N, N, N, N,
3900         /* 0xD8 - 0xDF */
3901         N, N, N, N, N, N, N, N,
3902         /* 0xE0 - 0xE7 */
3903         N, N, N, N, N, N, N, N,
3904         /* 0xE8 - 0xEF */
3905         N, N, N, N, N, N, N, N,
3906         /* 0xF0 - 0xF7 */
3907         N, N, N, N, N, N, N, N,
3908         /* 0xF8 - 0xFF */
3909         N, N, N, N, N, N, N, N,
3910 } };
3911
3912 static const struct opcode opcode_table[256] = {
3913         /* 0x00 - 0x07 */
3914         F6ALU(Lock, em_add),
3915         I(ImplicitOps | Stack | No64 | Src2ES, em_push_sreg),
3916         I(ImplicitOps | Stack | No64 | Src2ES, em_pop_sreg),
3917         /* 0x08 - 0x0F */
3918         F6ALU(Lock | PageTable, em_or),
3919         I(ImplicitOps | Stack | No64 | Src2CS, em_push_sreg),
3920         N,
3921         /* 0x10 - 0x17 */
3922         F6ALU(Lock, em_adc),
3923         I(ImplicitOps | Stack | No64 | Src2SS, em_push_sreg),
3924         I(ImplicitOps | Stack | No64 | Src2SS, em_pop_sreg),
3925         /* 0x18 - 0x1F */
3926         F6ALU(Lock, em_sbb),
3927         I(ImplicitOps | Stack | No64 | Src2DS, em_push_sreg),
3928         I(ImplicitOps | Stack | No64 | Src2DS, em_pop_sreg),
3929         /* 0x20 - 0x27 */
3930         F6ALU(Lock | PageTable, em_and), N, N,
3931         /* 0x28 - 0x2F */
3932         F6ALU(Lock, em_sub), N, I(ByteOp | DstAcc | No64, em_das),
3933         /* 0x30 - 0x37 */
3934         F6ALU(Lock, em_xor), N, N,
3935         /* 0x38 - 0x3F */
3936         F6ALU(NoWrite, em_cmp), N, N,
3937         /* 0x40 - 0x4F */
3938         X8(F(DstReg, em_inc)), X8(F(DstReg, em_dec)),
3939         /* 0x50 - 0x57 */
3940         X8(I(SrcReg | Stack, em_push)),
3941         /* 0x58 - 0x5F */
3942         X8(I(DstReg | Stack, em_pop)),
3943         /* 0x60 - 0x67 */
3944         I(ImplicitOps | Stack | No64, em_pusha),
3945         I(ImplicitOps | Stack | No64, em_popa),
3946         N, D(DstReg | SrcMem32 | ModRM | Mov) /* movsxd (x86/64) */ ,
3947         N, N, N, N,
3948         /* 0x68 - 0x6F */
3949         I(SrcImm | Mov | Stack, em_push),
3950         I(DstReg | SrcMem | ModRM | Src2Imm, em_imul_3op),
3951         I(SrcImmByte | Mov | Stack, em_push),
3952         I(DstReg | SrcMem | ModRM | Src2ImmByte, em_imul_3op),
3953         I2bvIP(DstDI | SrcDX | Mov | String | Unaligned, em_in, ins, check_perm_in), /* insb, insw/insd */
3954         I2bvIP(SrcSI | DstDX | String, em_out, outs, check_perm_out), /* outsb, outsw/outsd */
3955         /* 0x70 - 0x7F */
3956         X16(D(SrcImmByte)),
3957         /* 0x80 - 0x87 */
3958         G(ByteOp | DstMem | SrcImm, group1),
3959         G(DstMem | SrcImm, group1),
3960         G(ByteOp | DstMem | SrcImm | No64, group1),
3961         G(DstMem | SrcImmByte, group1),
3962         F2bv(DstMem | SrcReg | ModRM | NoWrite, em_test),
3963         I2bv(DstMem | SrcReg | ModRM | Lock | PageTable, em_xchg),
3964         /* 0x88 - 0x8F */
3965         I2bv(DstMem | SrcReg | ModRM | Mov | PageTable, em_mov),
3966         I2bv(DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, em_mov),
3967         I(DstMem | SrcNone | ModRM | Mov | PageTable, em_mov_rm_sreg),
3968         D(ModRM | SrcMem | NoAccess | DstReg),
3969         I(ImplicitOps | SrcMem16 | ModRM, em_mov_sreg_rm),
3970         G(0, group1A),
3971         /* 0x90 - 0x97 */
3972         DI(SrcAcc | DstReg, pause), X7(D(SrcAcc | DstReg)),
3973         /* 0x98 - 0x9F */
3974         D(DstAcc | SrcNone), I(ImplicitOps | SrcAcc, em_cwd),
3975         I(SrcImmFAddr | No64, em_call_far), N,
3976         II(ImplicitOps | Stack, em_pushf, pushf),
3977         II(ImplicitOps | Stack, em_popf, popf),
3978         I(ImplicitOps, em_sahf), I(ImplicitOps, em_lahf),
3979         /* 0xA0 - 0xA7 */
3980         I2bv(DstAcc | SrcMem | Mov | MemAbs, em_mov),
3981         I2bv(DstMem | SrcAcc | Mov | MemAbs | PageTable, em_mov),
3982         I2bv(SrcSI | DstDI | Mov | String, em_mov),
3983         F2bv(SrcSI | DstDI | String | NoWrite, em_cmp),
3984         /* 0xA8 - 0xAF */
3985         F2bv(DstAcc | SrcImm | NoWrite, em_test),
3986         I2bv(SrcAcc | DstDI | Mov | String, em_mov),
3987         I2bv(SrcSI | DstAcc | Mov | String, em_mov),
3988         F2bv(SrcAcc | DstDI | String | NoWrite, em_cmp),
3989         /* 0xB0 - 0xB7 */
3990         X8(I(ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, em_mov)),
3991         /* 0xB8 - 0xBF */
3992         X8(I(DstReg | SrcImm64 | Mov, em_mov)),
3993         /* 0xC0 - 0xC7 */
3994         G(ByteOp | Src2ImmByte, group2), G(Src2ImmByte, group2),
3995         I(ImplicitOps | Stack | SrcImmU16, em_ret_near_imm),
3996         I(ImplicitOps | Stack, em_ret),
3997         I(DstReg | SrcMemFAddr | ModRM | No64 | Src2ES, em_lseg),
3998         I(DstReg | SrcMemFAddr | ModRM | No64 | Src2DS, em_lseg),
3999         G(ByteOp, group11), G(0, group11),
4000         /* 0xC8 - 0xCF */
4001         I(Stack | SrcImmU16 | Src2ImmByte, em_enter), I(Stack, em_leave),
4002         I(ImplicitOps | Stack | SrcImmU16, em_ret_far_imm),
4003         I(ImplicitOps | Stack, em_ret_far),
4004         D(ImplicitOps), DI(SrcImmByte, intn),
4005         D(ImplicitOps | No64), II(ImplicitOps, em_iret, iret),
4006         /* 0xD0 - 0xD7 */
4007         G(Src2One | ByteOp, group2), G(Src2One, group2),
4008         G(Src2CL | ByteOp, group2), G(Src2CL, group2),
4009         I(DstAcc | SrcImmUByte | No64, em_aam),
4010         I(DstAcc | SrcImmUByte | No64, em_aad),
4011         F(DstAcc | ByteOp | No64, em_salc),
4012         I(DstAcc | SrcXLat | ByteOp, em_mov),
4013         /* 0xD8 - 0xDF */
4014         N, E(0, &escape_d9), N, E(0, &escape_db), N, E(0, &escape_dd), N, N,
4015         /* 0xE0 - 0xE7 */
4016         X3(I(SrcImmByte, em_loop)),
4017         I(SrcImmByte, em_jcxz),
4018         I2bvIP(SrcImmUByte | DstAcc, em_in,  in,  check_perm_in),
4019         I2bvIP(SrcAcc | DstImmUByte, em_out, out, check_perm_out),
4020         /* 0xE8 - 0xEF */
4021         I(SrcImm | Stack, em_call), D(SrcImm | ImplicitOps),
4022         I(SrcImmFAddr | No64, em_jmp_far), D(SrcImmByte | ImplicitOps),
4023         I2bvIP(SrcDX | DstAcc, em_in,  in,  check_perm_in),
4024         I2bvIP(SrcAcc | DstDX, em_out, out, check_perm_out),
4025         /* 0xF0 - 0xF7 */
4026         N, DI(ImplicitOps, icebp), N, N,
4027         DI(ImplicitOps | Priv, hlt), D(ImplicitOps),
4028         G(ByteOp, group3), G(0, group3),
4029         /* 0xF8 - 0xFF */
4030         D(ImplicitOps), D(ImplicitOps),
4031         I(ImplicitOps, em_cli), I(ImplicitOps, em_sti),
4032         D(ImplicitOps), D(ImplicitOps), G(0, group4), G(0, group5),
4033 };
4034
4035 static const struct opcode twobyte_table[256] = {
4036         /* 0x00 - 0x0F */
4037         G(0, group6), GD(0, &group7), N, N,
4038         N, I(ImplicitOps | EmulateOnUD, em_syscall),
4039         II(ImplicitOps | Priv, em_clts, clts), N,
4040         DI(ImplicitOps | Priv, invd), DI(ImplicitOps | Priv, wbinvd), N, N,
4041         N, D(ImplicitOps | ModRM | SrcMem | NoAccess), N, N,
4042         /* 0x10 - 0x1F */
4043         N, N, N, N, N, N, N, N,
4044         D(ImplicitOps | ModRM | SrcMem | NoAccess),
4045         N, N, N, N, N, N, D(ImplicitOps | ModRM | SrcMem | NoAccess),
4046         /* 0x20 - 0x2F */
4047         DIP(ModRM | DstMem | Priv | Op3264 | NoMod, cr_read, check_cr_read),
4048         DIP(ModRM | DstMem | Priv | Op3264 | NoMod, dr_read, check_dr_read),
4049         IIP(ModRM | SrcMem | Priv | Op3264 | NoMod, em_cr_write, cr_write,
4050                                                 check_cr_write),
4051         IIP(ModRM | SrcMem | Priv | Op3264 | NoMod, em_dr_write, dr_write,
4052                                                 check_dr_write),
4053         N, N, N, N,
4054         GP(ModRM | DstReg | SrcMem | Mov | Sse, &pfx_0f_28_0f_29),
4055         GP(ModRM | DstMem | SrcReg | Mov | Sse, &pfx_0f_28_0f_29),
4056         N, GP(ModRM | DstMem | SrcReg | Mov | Sse, &pfx_0f_2b),
4057         N, N, N, N,
4058         /* 0x30 - 0x3F */
4059         II(ImplicitOps | Priv, em_wrmsr, wrmsr),
4060         IIP(ImplicitOps, em_rdtsc, rdtsc, check_rdtsc),
4061         II(ImplicitOps | Priv, em_rdmsr, rdmsr),
4062         IIP(ImplicitOps, em_rdpmc, rdpmc, check_rdpmc),
4063         I(ImplicitOps | EmulateOnUD, em_sysenter),
4064         I(ImplicitOps | Priv | EmulateOnUD, em_sysexit),
4065         N, N,
4066         N, N, N, N, N, N, N, N,
4067         /* 0x40 - 0x4F */
4068         X16(D(DstReg | SrcMem | ModRM)),
4069         /* 0x50 - 0x5F */
4070         N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N,
4071         /* 0x60 - 0x6F */
4072         N, N, N, N,
4073         N, N, N, N,
4074         N, N, N, N,
4075         N, N, N, GP(SrcMem | DstReg | ModRM | Mov, &pfx_0f_6f_0f_7f),
4076         /* 0x70 - 0x7F */
4077         N, N, N, N,
4078         N, N, N, N,
4079         N, N, N, N,
4080         N, N, N, GP(SrcReg | DstMem | ModRM | Mov, &pfx_0f_6f_0f_7f),
4081         /* 0x80 - 0x8F */
4082         X16(D(SrcImm)),
4083         /* 0x90 - 0x9F */
4084         X16(D(ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM| Mov)),
4085         /* 0xA0 - 0xA7 */
4086         I(Stack | Src2FS, em_push_sreg), I(Stack | Src2FS, em_pop_sreg),
4087         II(ImplicitOps, em_cpuid, cpuid),
4088         F(DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | NoWrite, em_bt),
4089         F(DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM, em_shld),
4090         F(DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM, em_shld), N, N,
4091         /* 0xA8 - 0xAF */
4092         I(Stack | Src2GS, em_push_sreg), I(Stack | Src2GS, em_pop_sreg),
4093         DI(ImplicitOps, rsm),
4094         F(DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock | PageTable, em_bts),
4095         F(DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM, em_shrd),
4096         F(DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM, em_shrd),
4097         GD(0, &group15), F(DstReg | SrcMem | ModRM, em_imul),
4098         /* 0xB0 - 0xB7 */
4099         I2bv(DstMem | SrcReg | ModRM | Lock | PageTable, em_cmpxchg),
4100         I(DstReg | SrcMemFAddr | ModRM | Src2SS, em_lseg),
4101         F(DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock, em_btr),
4102         I(DstReg | SrcMemFAddr | ModRM | Src2FS, em_lseg),
4103         I(DstReg | SrcMemFAddr | ModRM | Src2GS, em_lseg),
4104         D(DstReg | SrcMem8 | ModRM | Mov), D(DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov),
4105         /* 0xB8 - 0xBF */
4106         N, N,
4107         G(BitOp, group8),
4108         F(DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock | PageTable, em_btc),
4109         F(DstReg | SrcMem | ModRM, em_bsf), F(DstReg | SrcMem | ModRM, em_bsr),
4110         D(DstReg | SrcMem8 | ModRM | Mov), D(DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov),
4111         /* 0xC0 - 0xC7 */
4112         F2bv(DstMem | SrcReg | ModRM | SrcWrite | Lock, em_xadd),
4113         N, D(DstMem | SrcReg | ModRM | Mov),
4114         N, N, N, GD(0, &group9),
4115         /* 0xC8 - 0xCF */
4116         X8(I(DstReg, em_bswap)),
4117         /* 0xD0 - 0xDF */
4118         N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N,
4119         /* 0xE0 - 0xEF */
4120         N, N, N, N, N, N, N, GP(SrcReg | DstMem | ModRM | Mov, &pfx_0f_e7),
4121         N, N, N, N, N, N, N, N,
4122         /* 0xF0 - 0xFF */
4123         N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N
4124 };
4125
4126 static const struct gprefix three_byte_0f_38_f0 = {
4127         I(DstReg | SrcMem | Mov, em_movbe), N, N, N
4128 };
4129
4130 static const struct gprefix three_byte_0f_38_f1 = {
4131         I(DstMem | SrcReg | Mov, em_movbe), N, N, N
4132 };
4133
4134 /*
4135  * Insns below are selected by the prefix which indexed by the third opcode
4136  * byte.
4137  */
4138 static const struct opcode opcode_map_0f_38[256] = {
4139         /* 0x00 - 0x7f */
4140         X16(N), X16(N), X16(N), X16(N), X16(N), X16(N), X16(N), X16(N),
4141         /* 0x80 - 0xef */
4142         X16(N), X16(N), X16(N), X16(N), X16(N), X16(N), X16(N),
4143         /* 0xf0 - 0xf1 */
4144         GP(EmulateOnUD | ModRM | Prefix, &three_byte_0f_38_f0),
4145         GP(EmulateOnUD | ModRM | Prefix, &three_byte_0f_38_f1),
4146         /* 0xf2 - 0xff */
4147         N, N, X4(N), X8(N)
4148 };
4149
4150 #undef D
4151 #undef N
4152 #undef G
4153 #undef GD
4154 #undef I
4155 #undef GP
4156 #undef EXT
4157
4158 #undef D2bv
4159 #undef D2bvIP
4160 #undef I2bv
4161 #undef I2bvIP
4162 #undef I6ALU
4163
4164 static unsigned imm_size(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4165 {
4166         unsigned size;
4167
4168         size = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
4169         if (size == 8)
4170                 size = 4;
4171         return size;
4172 }
4173
4174 static int decode_imm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct operand *op,
4175                       unsigned size, bool sign_extension)
4176 {
4177         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
4178
4179         op->type = OP_IMM;
4180         op->bytes = size;
4181         op->addr.mem.ea = ctxt->_eip;
4182         /* NB. Immediates are sign-extended as necessary. */
4183         switch (op->bytes) {
4184         case 1:
4185                 op->val = insn_fetch(s8, ctxt);
4186                 break;
4187         case 2:
4188                 op->val = insn_fetch(s16, ctxt);
4189                 break;
4190         case 4:
4191                 op->val = insn_fetch(s32, ctxt);
4192                 break;
4193         case 8:
4194                 op->val = insn_fetch(s64, ctxt);
4195                 break;
4196         }
4197         if (!sign_extension) {
4198                 switch (op->bytes) {
4199                 case 1:
4200                         op->val &= 0xff;
4201                         break;
4202                 case 2:
4203                         op->val &= 0xffff;
4204                         break;
4205                 case 4:
4206                         op->val &= 0xffffffff;
4207                         break;
4208                 }
4209         }
4210 done:
4211         return rc;
4212 }
4213
4214 static int decode_operand(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct operand *op,
4215                           unsigned d)
4216 {
4217         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
4218
4219         switch (d) {
4220         case OpReg:
4221                 decode_register_operand(ctxt, op);
4222                 break;
4223         case OpImmUByte:
4224                 rc = decode_imm(ctxt, op, 1, false);
4225                 break;
4226         case OpMem:
4227                 ctxt->memop.bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
4228         mem_common:
4229                 *op = ctxt->memop;
4230                 ctxt->memopp = op;
4231                 if (ctxt->d & BitOp)
4232                         fetch_bit_operand(ctxt);
4233                 op->orig_val = op->val;
4234                 break;
4235         case OpMem64:
4236                 ctxt->memop.bytes = (ctxt->op_bytes == 8) ? 16 : 8;
4237                 goto mem_common;
4238         case OpAcc:
4239                 op->type = OP_REG;
4240                 op->bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
4241                 op->addr.reg = reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
4242                 fetch_register_operand(op);
4243                 op->orig_val = op->val;
4244                 break;
4245         case OpAccLo:
4246                 op->type = OP_REG;
4247                 op->bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 2 : ctxt->op_bytes;
4248                 op->addr.reg = reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
4249                 fetch_register_operand(op);
4250                 op->orig_val = op->val;
4251                 break;
4252         case OpAccHi:
4253                 if (ctxt->d & ByteOp) {
4254                         op->type = OP_NONE;
4255                         break;
4256                 }
4257                 op->type = OP_REG;
4258                 op->bytes = ctxt->op_bytes;
4259                 op->addr.reg = reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RDX);
4260                 fetch_register_operand(op);
4261                 op->orig_val = op->val;
4262                 break;
4263         case OpDI:
4264                 op->type = OP_MEM;
4265                 op->bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
4266                 op->addr.mem.ea =
4267                         register_address(ctxt, reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDI));
4268                 op->addr.mem.seg = VCPU_SREG_ES;
4269                 op->val = 0;
4270                 op->count = 1;
4271                 break;
4272         case OpDX:
4273                 op->type = OP_REG;
4274                 op->bytes = 2;
4275                 op->addr.reg = reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RDX);
4276                 fetch_register_operand(op);
4277                 break;
4278         case OpCL:
4279                 op->type = OP_IMM;
4280                 op->bytes = 1;
4281                 op->val = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX) & 0xff;
4282                 break;
4283         case OpImmByte:
4284                 rc = decode_imm(ctxt, op, 1, true);
4285                 break;
4286         case OpOne:
4287                 op->type = OP_IMM;
4288                 op->bytes = 1;
4289                 op->val = 1;
4290                 break;
4291         case OpImm:
4292                 rc = decode_imm(ctxt, op, imm_size(ctxt), true);
4293                 break;
4294         case OpImm64:
4295                 rc = decode_imm(ctxt, op, ctxt->op_bytes, true);
4296                 break;
4297         case OpMem8:
4298                 ctxt->memop.bytes = 1;
4299                 if (ctxt->memop.type == OP_REG) {
4300                         ctxt->memop.addr.reg = decode_register(ctxt,
4301                                         ctxt->modrm_rm, true);
4302                         fetch_register_operand(&ctxt->memop);
4303                 }
4304                 goto mem_common;
4305         case OpMem16:
4306                 ctxt->memop.bytes = 2;
4307                 goto mem_common;
4308         case OpMem32:
4309                 ctxt->memop.bytes = 4;
4310                 goto mem_common;
4311         case OpImmU16:
4312                 rc = decode_imm(ctxt, op, 2, false);
4313                 break;
4314         case OpImmU:
4315                 rc = decode_imm(ctxt, op, imm_size(ctxt), false);
4316                 break;
4317         case OpSI:
4318                 op->type = OP_MEM;
4319                 op->bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
4320                 op->addr.mem.ea =
4321                         register_address(ctxt, reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSI));
4322                 op->addr.mem.seg = ctxt->seg_override;
4323                 op->val = 0;
4324                 op->count = 1;
4325                 break;
4326         case OpXLat:
4327                 op->type = OP_MEM;
4328                 op->bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
4329                 op->addr.mem.ea =
4330                         register_address(ctxt,
4331                                 reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBX) +
4332                                 (reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX) & 0xff));
4333                 op->addr.mem.seg = ctxt->seg_override;
4334                 op->val = 0;
4335                 break;
4336         case OpImmFAddr:
4337                 op->type = OP_IMM;
4338                 op->addr.mem.ea = ctxt->_eip;
4339                 op->bytes = ctxt->op_bytes + 2;
4340                 insn_fetch_arr(op->valptr, op->bytes, ctxt);
4341                 break;
4342         case OpMemFAddr:
4343                 ctxt->memop.bytes = ctxt->op_bytes + 2;
4344                 goto mem_common;
4345         case OpES:
4346                 op->type = OP_IMM;
4347                 op->val = VCPU_SREG_ES;
4348                 break;
4349         case OpCS:
4350                 op->type = OP_IMM;
4351                 op->val = VCPU_SREG_CS;
4352                 break;
4353         case OpSS:
4354                 op->type = OP_IMM;
4355                 op->val = VCPU_SREG_SS;
4356                 break;
4357         case OpDS:
4358                 op->type = OP_IMM;
4359                 op->val = VCPU_SREG_DS;
4360                 break;
4361         case OpFS:
4362                 op->type = OP_IMM;
4363                 op->val = VCPU_SREG_FS;
4364                 break;
4365         case OpGS:
4366                 op->type = OP_IMM;
4367                 op->val = VCPU_SREG_GS;
4368                 break;
4369         case OpImplicit:
4370                 /* Special instructions do their own operand decoding. */
4371         default:
4372                 op->type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
4373                 break;
4374         }
4375
4376 done:
4377         return rc;
4378 }
4379
4380 int x86_decode_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, void *insn, int insn_len)
4381 {
4382         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
4383         int mode = ctxt->mode;
4384         int def_op_bytes, def_ad_bytes, goffset, simd_prefix;
4385         bool op_prefix = false;
4386         bool has_seg_override = false;
4387         struct opcode opcode;
4388         u16 dummy;
4389         struct desc_struct desc;
4390
4391         ctxt->memop.type = OP_NONE;
4392         ctxt->memopp = NULL;
4393         ctxt->_eip = ctxt->eip;
4394         ctxt->fetch.ptr = ctxt->fetch.data;
4395         ctxt->fetch.end = ctxt->fetch.data + insn_len;
4396         ctxt->opcode_len = 1;
4397         if (insn_len > 0)
4398                 memcpy(ctxt->fetch.data, insn, insn_len);
4399         else {
4400                 rc = __do_insn_fetch_bytes(ctxt, 1);
4401                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4402                         return rc;
4403         }
4404
4405         switch (mode) {
4406         case X86EMUL_MODE_REAL:
4407         case X86EMUL_MODE_VM86:
4408                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 2;
4409                 ctxt->ops->get_segment(ctxt, &dummy, &desc, NULL, VCPU_SREG_CS);
4410                 if (desc.d)
4411                         def_op_bytes = def_ad_bytes = 4;
4412                 break;
4413         case X86EMUL_MODE_PROT16:
4414                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 2;
4415                 break;
4416         case X86EMUL_MODE_PROT32:
4417                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 4;
4418                 break;
4419 #ifdef CONFIG_X86_64
4420         case X86EMUL_MODE_PROT64:
4421                 def_op_bytes = 4;
4422                 def_ad_bytes = 8;
4423                 break;
4424 #endif
4425         default:
4426                 return EMULATION_FAILED;
4427         }
4428
4429         ctxt->op_bytes = def_op_bytes;
4430         ctxt->ad_bytes = def_ad_bytes;
4431
4432         /* Legacy prefixes. */
4433         for (;;) {
4434                 switch (ctxt->b = insn_fetch(u8, ctxt)) {
4435                 case 0x66:      /* operand-size override */
4436                         op_prefix = true;
4437                         /* switch between 2/4 bytes */
4438                         ctxt->op_bytes = def_op_bytes ^ 6;
4439                         break;
4440                 case 0x67:      /* address-size override */
4441                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
4442                                 /* switch between 4/8 bytes */
4443                                 ctxt->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 12;
4444                         else
4445                                 /* switch between 2/4 bytes */
4446                                 ctxt->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 6;
4447                         break;
4448                 case 0x26:      /* ES override */
4449                 case 0x2e:      /* CS override */
4450                 case 0x36:      /* SS override */
4451                 case 0x3e:      /* DS override */
4452                         has_seg_override = true;
4453                         ctxt->seg_override = (ctxt->b >> 3) & 3;
4454                         break;
4455                 case 0x64:      /* FS override */
4456                 case 0x65:      /* GS override */
4457                         has_seg_override = true;
4458                         ctxt->seg_override = ctxt->b & 7;
4459                         break;
4460                 case 0x40 ... 0x4f: /* REX */
4461                         if (mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
4462                                 goto done_prefixes;
4463                         ctxt->rex_prefix = ctxt->b;
4464                         continue;
4465                 case 0xf0:      /* LOCK */
4466                         ctxt->lock_prefix = 1;
4467                         break;
4468                 case 0xf2:      /* REPNE/REPNZ */
4469                 case 0xf3:      /* REP/REPE/REPZ */
4470                         ctxt->rep_prefix = ctxt->b;
4471                         break;
4472                 default:
4473                         goto done_prefixes;
4474                 }
4475
4476                 /* Any legacy prefix after a REX prefix nullifies its effect. */
4477
4478                 ctxt->rex_prefix = 0;
4479         }
4480
4481 done_prefixes:
4482
4483         /* REX prefix. */
4484         if (ctxt->rex_prefix & 8)
4485                 ctxt->op_bytes = 8;     /* REX.W */
4486
4487         /* Opcode byte(s). */
4488         opcode = opcode_table[ctxt->b];
4489         /* Two-byte opcode? */
4490         if (ctxt->b == 0x0f) {
4491                 ctxt->opcode_len = 2;
4492                 ctxt->b = insn_fetch(u8, ctxt);
4493                 opcode = twobyte_table[ctxt->b];
4494
4495                 /* 0F_38 opcode map */
4496                 if (ctxt->b == 0x38) {
4497                         ctxt->opcode_len = 3;
4498                         ctxt->b = insn_fetch(u8, ctxt);
4499                         opcode = opcode_map_0f_38[ctxt->b];
4500                 }
4501         }
4502         ctxt->d = opcode.flags;
4503
4504         if (ctxt->d & ModRM)
4505                 ctxt->modrm = insn_fetch(u8, ctxt);
4506
4507         /* vex-prefix instructions are not implemented */
4508         if (ctxt->opcode_len == 1 && (ctxt->b == 0xc5 || ctxt->b == 0xc4) &&
4509             (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 ||
4510             (mode >= X86EMUL_MODE_PROT16 && (ctxt->modrm & 0x80)))) {
4511                 ctxt->d = NotImpl;
4512         }
4513
4514         while (ctxt->d & GroupMask) {
4515                 switch (ctxt->d & GroupMask) {
4516                 case Group:
4517                         goffset = (ctxt->modrm >> 3) & 7;
4518                         opcode = opcode.u.group[goffset];
4519                         break;
4520                 case GroupDual:
4521                         goffset = (ctxt->modrm >> 3) & 7;
4522                         if ((ctxt->modrm >> 6) == 3)
4523                                 opcode = opcode.u.gdual->mod3[goffset];
4524                         else
4525                                 opcode = opcode.u.gdual->mod012[goffset];
4526                         break;
4527                 case RMExt:
4528                         goffset = ctxt->modrm & 7;
4529                         opcode = opcode.u.group[goffset];
4530                         break;
4531                 case Prefix:
4532                         if (ctxt->rep_prefix && op_prefix)
4533                                 return EMULATION_FAILED;
4534                         simd_prefix = op_prefix ? 0x66 : ctxt->rep_prefix;
4535                         switch (simd_prefix) {
4536                         case 0x00: opcode = opcode.u.gprefix->pfx_no; break;
4537                         case 0x66: opcode = opcode.u.gprefix->pfx_66; break;
4538                         case 0xf2: opcode = opcode.u.gprefix->pfx_f2; break;
4539                         case 0xf3: opcode = opcode.u.gprefix->pfx_f3; break;
4540                         }
4541                         break;
4542                 case Escape:
4543                         if (ctxt->modrm > 0xbf)
4544                                 opcode = opcode.u.esc->high[ctxt->modrm - 0xc0];
4545                         else
4546                                 opcode = opcode.u.esc->op[(ctxt->modrm >> 3) & 7];
4547                         break;
4548                 default:
4549                         return EMULATION_FAILED;
4550                 }
4551
4552                 ctxt->d &= ~(u64)GroupMask;
4553                 ctxt->d |= opcode.flags;
4554         }
4555
4556         /* Unrecognised? */
4557         if (ctxt->d == 0)
4558                 return EMULATION_FAILED;
4559
4560         ctxt->execute = opcode.u.execute;
4561
4562         if (unlikely(ctxt->ud) && likely(!(ctxt->d & EmulateOnUD)))
4563                 return EMULATION_FAILED;
4564
4565         if (unlikely(ctxt->d &
4566                      (NotImpl|Stack|Op3264|Sse|Mmx|Intercept|CheckPerm))) {
4567                 /*
4568                  * These are copied unconditionally here, and checked unconditionally
4569                  * in x86_emulate_insn.
4570                  */
4571                 ctxt->check_perm = opcode.check_perm;
4572                 ctxt->intercept = opcode.intercept;
4573
4574                 if (ctxt->d & NotImpl)
4575                         return EMULATION_FAILED;
4576
4577                 if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (ctxt->d & Stack))
4578                         ctxt->op_bytes = 8;
4579
4580                 if (ctxt->d & Op3264) {
4581                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
4582                                 ctxt->op_bytes = 8;
4583                         else
4584                                 ctxt->op_bytes = 4;
4585                 }
4586
4587                 if (ctxt->d & Sse)
4588                         ctxt->op_bytes = 16;
4589                 else if (ctxt->d & Mmx)
4590                         ctxt->op_bytes = 8;
4591         }
4592
4593         /* ModRM and SIB bytes. */
4594         if (ctxt->d & ModRM) {
4595                 rc = decode_modrm(ctxt, &ctxt->memop);
4596                 if (!has_seg_override) {
4597                         has_seg_override = true;
4598                         ctxt->seg_override = ctxt->modrm_seg;
4599                 }
4600         } else if (ctxt->d & MemAbs)
4601                 rc = decode_abs(ctxt, &ctxt->memop);
4602         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4603                 goto done;
4604
4605         if (!has_seg_override)
4606                 ctxt->seg_override = VCPU_SREG_DS;
4607
4608         ctxt->memop.addr.mem.seg = ctxt->seg_override;
4609
4610         /*
4611          * Decode and fetch the source operand: register, memory
4612          * or immediate.
4613          */
4614         rc = decode_operand(ctxt, &ctxt->src, (ctxt->d >> SrcShift) & OpMask);
4615         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4616                 goto done;
4617
4618         /*
4619          * Decode and fetch the second source operand: register, memory
4620          * or immediate.
4621          */
4622         rc = decode_operand(ctxt, &ctxt->src2, (ctxt->d >> Src2Shift) & OpMask);
4623         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4624                 goto done;
4625
4626         /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
4627         rc = decode_operand(ctxt, &ctxt->dst, (ctxt->d >> DstShift) & OpMask);
4628
4629         if (ctxt->rip_relative)
4630                 ctxt->memopp->addr.mem.ea += ctxt->_eip;
4631
4632 done:
4633         return (rc != X86EMUL_CONTINUE) ? EMULATION_FAILED : EMULATION_OK;
4634 }
4635
4636 bool x86_page_table_writing_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4637 {
4638         return ctxt->d & PageTable;
4639 }
4640
4641 static bool string_insn_completed(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4642 {
4643         /* The second termination condition only applies for REPE
4644          * and REPNE. Test if the repeat string operation prefix is
4645          * REPE/REPZ or REPNE/REPNZ and if it's the case it tests the
4646          * corresponding termination condition according to:
4647          *      - if REPE/REPZ and ZF = 0 then done
4648          *      - if REPNE/REPNZ and ZF = 1 then done
4649          */
4650         if (((ctxt->b == 0xa6) || (ctxt->b == 0xa7) ||
4651              (ctxt->b == 0xae) || (ctxt->b == 0xaf))
4652             && (((ctxt->rep_prefix == REPE_PREFIX) &&
4653                  ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == 0))
4654                 || ((ctxt->rep_prefix == REPNE_PREFIX) &&
4655                     ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == EFLG_ZF))))
4656                 return true;
4657
4658         return false;
4659 }
4660
4661 static int flush_pending_x87_faults(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4662 {
4663         bool fault = false;
4664
4665         ctxt->ops->get_fpu(ctxt);
4666         asm volatile("1: fwait \n\t"
4667                      "2: \n\t"
4668                      ".pushsection .fixup,\"ax\" \n\t"
4669                      "3: \n\t"
4670                      "movb $1, %[fault] \n\t"
4671                      "jmp 2b \n\t"
4672                      ".popsection \n\t"
4673                      _ASM_EXTABLE(1b, 3b)
4674                      : [fault]"+qm"(fault));
4675         ctxt->ops->put_fpu(ctxt);
4676
4677         if (unlikely(fault))
4678                 return emulate_exception(ctxt, MF_VECTOR, 0, false);
4679
4680         return X86EMUL_CONTINUE;
4681 }
4682
4683 static void fetch_possible_mmx_operand(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
4684                                        struct operand *op)
4685 {
4686         if (op->type == OP_MM)
4687                 read_mmx_reg(ctxt, &op->mm_val, op->addr.mm);
4688 }
4689
4690 static int fastop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, void (*fop)(struct fastop *))
4691 {
4692         ulong flags = (ctxt->eflags & EFLAGS_MASK) | X86_EFLAGS_IF;
4693         if (!(ctxt->d & ByteOp))
4694                 fop += __ffs(ctxt->dst.bytes) * FASTOP_SIZE;
4695         asm("push %[flags]; popf; call *%[fastop]; pushf; pop %[flags]\n"
4696             : "+a"(ctxt->dst.val), "+d"(ctxt->src.val), [flags]"+D"(flags),
4697               [fastop]"+S"(fop)
4698             : "c"(ctxt->src2.val));
4699         ctxt->eflags = (ctxt->eflags & ~EFLAGS_MASK) | (flags & EFLAGS_MASK);
4700         if (!fop) /* exception is returned in fop variable */
4701                 return emulate_de(ctxt);
4702         return X86EMUL_CONTINUE;
4703 }
4704
4705 void init_decode_cache(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4706 {
4707         memset(&ctxt->rip_relative, 0,
4708                (void *)&ctxt->modrm - (void *)&ctxt->rip_relative);
4709
4710         ctxt->io_read.pos = 0;
4711         ctxt->io_read.end = 0;
4712         ctxt->mem_read.end = 0;
4713 }
4714
4715 int x86_emulate_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4716 {
4717         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
4718         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
4719         int saved_dst_type = ctxt->dst.type;
4720
4721         ctxt->mem_read.pos = 0;
4722
4723         /* LOCK prefix is allowed only with some instructions */
4724         if (ctxt->lock_prefix && (!(ctxt->d & Lock) || ctxt->dst.type != OP_MEM)) {
4725                 rc = emulate_ud(ctxt);
4726                 goto done;
4727         }
4728
4729         if ((ctxt->d & SrcMask) == SrcMemFAddr && ctxt->src.type != OP_MEM) {
4730                 rc = emulate_ud(ctxt);
4731                 goto done;
4732         }
4733
4734         if (unlikely(ctxt->d &
4735                      (No64|Undefined|Sse|Mmx|Intercept|CheckPerm|Priv|Prot|String))) {
4736                 if ((ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (ctxt->d & No64)) ||
4737                                 (ctxt->d & Undefined)) {
4738                         rc = emulate_ud(ctxt);
4739                         goto done;
4740                 }
4741
4742                 if (((ctxt->d & (Sse|Mmx)) && ((ops->get_cr(ctxt, 0) & X86_CR0_EM)))
4743                     || ((ctxt->d & Sse) && !(ops->get_cr(ctxt, 4) & X86_CR4_OSFXSR))) {
4744                         rc = emulate_ud(ctxt);
4745                         goto done;
4746                 }
4747
4748                 if ((ctxt->d & (Sse|Mmx)) && (ops->get_cr(ctxt, 0) & X86_CR0_TS)) {
4749                         rc = emulate_nm(ctxt);
4750                         goto done;
4751                 }
4752
4753                 if (ctxt->d & Mmx) {
4754                         rc = flush_pending_x87_faults(ctxt);
4755                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4756                                 goto done;
4757                         /*
4758                          * Now that we know the fpu is exception safe, we can fetch
4759                          * operands from it.
4760                          */
4761                         fetch_possible_mmx_operand(ctxt, &ctxt->src);
4762                         fetch_possible_mmx_operand(ctxt, &ctxt->src2);
4763                         if (!(ctxt->d & Mov))
4764                                 fetch_possible_mmx_operand(ctxt, &ctxt->dst);
4765                 }
4766
4767                 if (unlikely(ctxt->guest_mode) && (ctxt->d & Intercept)) {
4768                         rc = emulator_check_intercept(ctxt, ctxt->intercept,
4769                                                       X86_ICPT_PRE_EXCEPT);
4770                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4771                                 goto done;
4772                 }
4773
4774                 /* Privileged instruction can be executed only in CPL=0 */
4775                 if ((ctxt->d & Priv) && ops->cpl(ctxt)) {
4776                         if (ctxt->d & PrivUD)
4777                                 rc = emulate_ud(ctxt);
4778                         else
4779                                 rc = emulate_gp(ctxt, 0);
4780                         goto done;
4781                 }
4782
4783                 /* Instruction can only be executed in protected mode */
4784                 if ((ctxt->d & Prot) && ctxt->mode < X86EMUL_MODE_PROT16) {
4785                         rc = emulate_ud(ctxt);
4786                         goto done;
4787                 }
4788
4789                 /* Do instruction specific permission checks */
4790                 if (ctxt->d & CheckPerm) {
4791                         rc = ctxt->check_perm(ctxt);
4792                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4793                                 goto done;
4794                 }
4795
4796                 if (unlikely(ctxt->guest_mode) && (ctxt->d & Intercept)) {
4797                         rc = emulator_check_intercept(ctxt, ctxt->intercept,
4798                                                       X86_ICPT_POST_EXCEPT);
4799                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4800                                 goto done;
4801                 }
4802
4803                 if (ctxt->rep_prefix && (ctxt->d & String)) {
4804                         /* All REP prefixes have the same first termination condition */
4805                         if (address_mask(ctxt, reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX)) == 0) {
4806                                 ctxt->eip = ctxt->_eip;
4807                                 ctxt->eflags &= ~EFLG_RF;
4808                                 goto done;
4809                         }
4810                 }
4811         }
4812
4813         if ((ctxt->src.type == OP_MEM) && !(ctxt->d & NoAccess)) {
4814                 rc = segmented_read(ctxt, ctxt->src.addr.mem,
4815                                     ctxt->src.valptr, ctxt->src.bytes);
4816                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4817                         goto done;
4818                 ctxt->src.orig_val64 = ctxt->src.val64;
4819         }
4820
4821         if (ctxt->src2.type == OP_MEM) {
4822                 rc = segmented_read(ctxt, ctxt->src2.addr.mem,
4823                                     &ctxt->src2.val, ctxt->src2.bytes);
4824                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4825                         goto done;
4826         }
4827
4828         if ((ctxt->d & DstMask) == ImplicitOps)
4829                 goto special_insn;
4830
4831
4832         if ((ctxt->dst.type == OP_MEM) && !(ctxt->d & Mov)) {
4833                 /* optimisation - avoid slow emulated read if Mov */
4834                 rc = segmented_read(ctxt, ctxt->dst.addr.mem,
4835                                    &ctxt->dst.val, ctxt->dst.bytes);
4836                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4837                         goto done;
4838         }
4839         /* Copy full 64-bit value for CMPXCHG8B.  */
4840         ctxt->dst.orig_val64 = ctxt->dst.val64;
4841
4842 special_insn:
4843
4844         if (unlikely(ctxt->guest_mode) && (ctxt->d & Intercept)) {
4845                 rc = emulator_check_intercept(ctxt, ctxt->intercept,
4846                                               X86_ICPT_POST_MEMACCESS);
4847                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4848                         goto done;
4849         }
4850
4851         if (ctxt->rep_prefix && (ctxt->d & String))
4852                 ctxt->eflags |= EFLG_RF;
4853         else
4854                 ctxt->eflags &= ~EFLG_RF;
4855
4856         if (ctxt->execute) {
4857                 if (ctxt->d & Fastop) {
4858                         void (*fop)(struct fastop *) = (void *)ctxt->execute;
4859                         rc = fastop(ctxt, fop);
4860                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4861                                 goto done;
4862                         goto writeback;
4863                 }
4864                 rc = ctxt->execute(ctxt);
4865                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4866                         goto done;
4867                 goto writeback;
4868         }
4869
4870         if (ctxt->opcode_len == 2)
4871                 goto twobyte_insn;
4872         else if (ctxt->opcode_len == 3)
4873                 goto threebyte_insn;
4874
4875         switch (ctxt->b) {
4876         case 0x63:              /* movsxd */
4877                 if (ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
4878                         goto cannot_emulate;
4879                 ctxt->dst.val = (s32) ctxt->src.val;
4880                 break;
4881         case 0x70 ... 0x7f: /* jcc (short) */
4882                 if (test_cc(ctxt->b, ctxt->eflags))
4883                         rc = jmp_rel(ctxt, ctxt->src.val);
4884                 break;
4885         case 0x8d: /* lea r16/r32, m */
4886                 ctxt->dst.val = ctxt->src.addr.mem.ea;
4887                 break;
4888         case 0x90 ... 0x97: /* nop / xchg reg, rax */
4889                 if (ctxt->dst.addr.reg == reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RAX))
4890                         ctxt->dst.type = OP_NONE;
4891                 else
4892                         rc = em_xchg(ctxt);
4893                 break;
4894         case 0x98: /* cbw/cwde/cdqe */
4895                 switch (ctxt->op_bytes) {
4896                 case 2: ctxt->dst.val = (s8)ctxt->dst.val; break;
4897                 case 4: ctxt->dst.val = (s16)ctxt->dst.val; break;
4898                 case 8: ctxt->dst.val = (s32)ctxt->dst.val; break;
4899                 }
4900                 break;
4901         case 0xcc:              /* int3 */
4902                 rc = emulate_int(ctxt, 3);
4903                 break;
4904         case 0xcd:              /* int n */
4905                 rc = emulate_int(ctxt, ctxt->src.val);
4906                 break;
4907         case 0xce:              /* into */
4908                 if (ctxt->eflags & EFLG_OF)
4909                         rc = emulate_int(ctxt, 4);
4910                 break;
4911         case 0xe9: /* jmp rel */
4912         case 0xeb: /* jmp rel short */
4913                 rc = jmp_rel(ctxt, ctxt->src.val);
4914                 ctxt->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
4915                 break;
4916         case 0xf4:              /* hlt */
4917                 ctxt->ops->halt(ctxt);
4918                 break;
4919         case 0xf5:      /* cmc */
4920                 /* complement carry flag from eflags reg */
4921                 ctxt->eflags ^= EFLG_CF;
4922                 break;
4923         case 0xf8: /* clc */
4924                 ctxt->eflags &= ~EFLG_CF;
4925                 break;
4926         case 0xf9: /* stc */
4927                 ctxt->eflags |= EFLG_CF;
4928                 break;
4929         case 0xfc: /* cld */
4930                 ctxt->eflags &= ~EFLG_DF;
4931                 break;
4932         case 0xfd: /* std */
4933                 ctxt->eflags |= EFLG_DF;
4934                 break;
4935         default:
4936                 goto cannot_emulate;
4937         }
4938
4939         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4940                 goto done;
4941
4942 writeback:
4943         if (ctxt->d & SrcWrite) {
4944                 BUG_ON(ctxt->src.type == OP_MEM || ctxt->src.type == OP_MEM_STR);
4945                 rc = writeback(ctxt, &ctxt->src);
4946                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4947                         goto done;
4948         }
4949         if (!(ctxt->d & NoWrite)) {
4950                 rc = writeback(ctxt, &ctxt->dst);
4951                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4952                         goto done;
4953         }
4954
4955         /*
4956          * restore dst type in case the decoding will be reused
4957          * (happens for string instruction )
4958          */
4959         ctxt->dst.type = saved_dst_type;
4960
4961         if ((ctxt->d & SrcMask) == SrcSI)
4962                 string_addr_inc(ctxt, VCPU_REGS_RSI, &ctxt->src);
4963
4964         if ((ctxt->d & DstMask) == DstDI)
4965                 string_addr_inc(ctxt, VCPU_REGS_RDI, &ctxt->dst);
4966
4967         if (ctxt->rep_prefix && (ctxt->d & String)) {
4968                 unsigned int count;
4969                 struct read_cache *r = &ctxt->io_read;
4970                 if ((ctxt->d & SrcMask) == SrcSI)
4971                         count = ctxt->src.count;
4972                 else
4973                         count = ctxt->dst.count;
4974                 register_address_increment(ctxt, reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RCX),
4975                                 -count);
4976
4977                 if (!string_insn_completed(ctxt)) {
4978                         /*
4979                          * Re-enter guest when pio read ahead buffer is empty
4980                          * or, if it is not used, after each 1024 iteration.
4981                          */
4982                         if ((r->end != 0 || reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX) & 0x3ff) &&
4983                             (r->end == 0 || r->end != r->pos)) {
4984                                 /*
4985                                  * Reset read cache. Usually happens before
4986                                  * decode, but since instruction is restarted
4987                                  * we have to do it here.
4988                                  */
4989                                 ctxt->mem_read.end = 0;
4990                                 writeback_registers(ctxt);
4991                                 return EMULATION_RESTART;
4992                         }
4993                         goto done; /* skip rip writeback */
4994                 }
4995                 ctxt->eflags &= ~EFLG_RF;
4996         }
4997
4998         ctxt->eip = ctxt->_eip;
4999
5000 done:
5001         if (rc == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
5002                 WARN_ON(ctxt->exception.vector > 0x1f);
5003                 ctxt->have_exception = true;
5004         }
5005         if (rc == X86EMUL_INTERCEPTED)
5006                 return EMULATION_INTERCEPTED;
5007
5008         if (rc == X86EMUL_CONTINUE)
5009                 writeback_registers(ctxt);
5010
5011         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? EMULATION_FAILED : EMULATION_OK;
5012
5013 twobyte_insn:
5014         switch (ctxt->b) {
5015         case 0x09:              /* wbinvd */
5016                 (ctxt->ops->wbinvd)(ctxt);
5017                 break;
5018         case 0x08:              /* invd */
5019         case 0x0d:              /* GrpP (prefetch) */
5020         case 0x18:              /* Grp16 (prefetch/nop) */
5021         case 0x1f:              /* nop */
5022                 break;
5023         case 0x20: /* mov cr, reg */
5024                 ctxt->dst.val = ops->get_cr(ctxt, ctxt->modrm_reg);
5025                 break;
5026         case 0x21: /* mov from dr to reg */
5027                 ops->get_dr(ctxt, ctxt->modrm_reg, &ctxt->dst.val);
5028                 break;
5029         case 0x40 ... 0x4f:     /* cmov */
5030                 if (test_cc(ctxt->b, ctxt->eflags))
5031                         ctxt->dst.val = ctxt->src.val;
5032                 else if (ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64 ||
5033                          ctxt->op_bytes != 4)
5034                         ctxt->dst.type = OP_NONE; /* no writeback */
5035                 break;
5036         case 0x80 ... 0x8f: /* jnz rel, etc*/
5037                 if (test_cc(ctxt->b, ctxt->eflags))
5038                         rc = jmp_rel(ctxt, ctxt->src.val);
5039                 break;
5040         case 0x90 ... 0x9f:     /* setcc r/m8 */
5041                 ctxt->dst.val = test_cc(ctxt->b, ctxt->eflags);
5042                 break;
5043         case 0xb6 ... 0xb7:     /* movzx */
5044                 ctxt->dst.bytes = ctxt->op_bytes;
5045                 ctxt->dst.val = (ctxt->src.bytes == 1) ? (u8) ctxt->src.val
5046                                                        : (u16) ctxt->src.val;
5047                 break;
5048         case 0xbe ... 0xbf:     /* movsx */
5049                 ctxt->dst.bytes = ctxt->op_bytes;
5050                 ctxt->dst.val = (ctxt->src.bytes == 1) ? (s8) ctxt->src.val :
5051                                                         (s16) ctxt->src.val;
5052                 break;
5053         case 0xc3:              /* movnti */
5054                 ctxt->dst.bytes = ctxt->op_bytes;
5055                 ctxt->dst.val = (ctxt->op_bytes == 8) ? (u64) ctxt->src.val :
5056                                                         (u32) ctxt->src.val;
5057                 break;
5058         default:
5059                 goto cannot_emulate;
5060         }
5061
5062 threebyte_insn:
5063
5064         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5065                 goto done;
5066
5067         goto writeback;
5068
5069 cannot_emulate:
5070         return EMULATION_FAILED;
5071 }
5072
5073 void emulator_invalidate_register_cache(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
5074 {
5075         invalidate_registers(ctxt);
5076 }
5077
5078 void emulator_writeback_register_cache(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
5079 {
5080         writeback_registers(ctxt);
5081 }