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
  28 #include "x86.h"
  29 #include "tss.h"
  30
  31 /*
  32  * Opcode effective-address decode tables.
  33  * Note that we only emulate instructions that have at least one memory
  34  * operand (excluding implicit stack references). We assume that stack
  35  * references and instruction fetches will never occur in special memory
  36  * areas that require emulation. So, for example, 'mov <imm>,<reg>' need
  37  * not be handled.
  38  */
  39
  40 /* Operand sizes: 8-bit operands or specified/overridden size. */
  41 #define ByteOp      (1<<0)      /* 8-bit operands. */
  42 /* Destination operand type. */
  43 #define ImplicitOps (1<<1)      /* Implicit in opcode. No generic decode. */
  44 #define DstReg      (2<<1)      /* Register operand. */
  45 #define DstMem      (3<<1)      /* Memory operand. */
  46 #define DstAcc      (4<<1)      /* Destination Accumulator */
  47 #define DstDI       (5<<1)      /* Destination is in ES:(E)DI */
  48 #define DstMem64    (6<<1)      /* 64bit memory operand */
  49 #define DstImmUByte (7<<1)      /* 8-bit unsigned immediate operand */
  50 #define DstMask     (7<<1)
  51 /* Source operand type. */
  52 #define SrcNone     (0<<4)      /* No source operand. */
  53 #define SrcReg      (1<<4)      /* Register operand. */
  54 #define SrcMem      (2<<4)      /* Memory operand. */
  55 #define SrcMem16    (3<<4)      /* Memory operand (16-bit). */
  56 #define SrcMem32    (4<<4)      /* Memory operand (32-bit). */
  57 #define SrcImm      (5<<4)      /* Immediate operand. */
  58 #define SrcImmByte  (6<<4)      /* 8-bit sign-extended immediate operand. */
  59 #define SrcOne      (7<<4)      /* Implied '1' */
  60 #define SrcImmUByte (8<<4)      /* 8-bit unsigned immediate operand. */
  61 #define SrcImmU     (9<<4)      /* Immediate operand, unsigned */
  62 #define SrcSI       (0xa<<4)    /* Source is in the DS:RSI */
  63 #define SrcImmFAddr (0xb<<4)    /* Source is immediate far address */
  64 #define SrcMemFAddr (0xc<<4)    /* Source is far address in memory */
  65 #define SrcAcc      (0xd<<4)    /* Source Accumulator */
  66 #define SrcImmU16   (0xe<<4)    /* Immediate operand, unsigned, 16 bits */
  67 #define SrcMask     (0xf<<4)
  68 /* Generic ModRM decode. */
  69 #define ModRM       (1<<8)
  70 /* Destination is only written; never read. */
  71 #define Mov         (1<<9)
  72 #define BitOp       (1<<10)
  73 #define MemAbs      (1<<11)      /* Memory operand is absolute displacement */
  74 #define String      (1<<12)     /* String instruction (rep capable) */
  75 #define Stack       (1<<13)     /* Stack instruction (push/pop) */
  76 #define Group       (1<<14)     /* Bits 3:5 of modrm byte extend opcode */
  77 #define GroupDual   (1<<15)     /* Alternate decoding of mod == 3 */
  78 #define Prefix      (1<<16)     /* Instruction varies with 66/f2/f3 prefix */
  79 #define Sse         (1<<17)     /* SSE Vector instruction */
  80 #define RMExt       (1<<18)     /* Opcode extension in ModRM r/m if mod == 3 */
  81 /* Misc flags */
  82 #define Prot        (1<<21) /* instruction generates #UD if not in prot-mode */
  83 #define VendorSpecific (1<<22) /* Vendor specific instruction */
  84 #define NoAccess    (1<<23) /* Don't access memory (lea/invlpg/verr etc) */
  85 #define Op3264      (1<<24) /* Operand is 64b in long mode, 32b otherwise */
  86 #define Undefined   (1<<25) /* No Such Instruction */
  87 #define Lock        (1<<26) /* lock prefix is allowed for the instruction */
  88 #define Priv        (1<<27) /* instruction generates #GP if current CPL != 0 */
  89 #define No64        (1<<28)
  90 /* Source 2 operand type */
  91 #define Src2None    (0<<29)
  92 #define Src2CL      (1<<29)
  93 #define Src2ImmByte (2<<29)
  94 #define Src2One     (3<<29)
  95 #define Src2Imm     (4<<29)
  96 #define Src2Mask    (7<<29)
  97
  98 #define X2(x...) x, x
  99 #define X3(x...) X2(x), x
 100 #define X4(x...) X2(x), X2(x)
 101 #define X5(x...) X4(x), x
 102 #define X6(x...) X4(x), X2(x)
 103 #define X7(x...) X4(x), X3(x)
 104 #define X8(x...) X4(x), X4(x)
 105 #define X16(x...) X8(x), X8(x)
 106
 107 struct opcode {
 108         u32 flags;
 109         u8 intercept;
 110         union {
 111                 int (*execute)(struct x86_emulate_ctxt *ctxt);
 112                 struct opcode *group;
 113                 struct group_dual *gdual;
 114                 struct gprefix *gprefix;
 115         } u;
 116         int (*check_perm)(struct x86_emulate_ctxt *ctxt);
 117 };
 118
 119 struct group_dual {
 120         struct opcode mod012[8];
 121         struct opcode mod3[8];
 122 };
 123
 124 struct gprefix {
 125         struct opcode pfx_no;
 126         struct opcode pfx_66;
 127         struct opcode pfx_f2;
 128         struct opcode pfx_f3;
 129 };
 130
 131 /* EFLAGS bit definitions. */
 132 #define EFLG_ID (1<<21)
 133 #define EFLG_VIP (1<<20)
 134 #define EFLG_VIF (1<<19)
 135 #define EFLG_AC (1<<18)
 136 #define EFLG_VM (1<<17)
 137 #define EFLG_RF (1<<16)
 138 #define EFLG_IOPL (3<<12)
 139 #define EFLG_NT (1<<14)
 140 #define EFLG_OF (1<<11)
 141 #define EFLG_DF (1<<10)
 142 #define EFLG_IF (1<<9)
 143 #define EFLG_TF (1<<8)
 144 #define EFLG_SF (1<<7)
 145 #define EFLG_ZF (1<<6)
 146 #define EFLG_AF (1<<4)
 147 #define EFLG_PF (1<<2)
 148 #define EFLG_CF (1<<0)
 149
 150 #define EFLG_RESERVED_ZEROS_MASK 0xffc0802a
 151 #define EFLG_RESERVED_ONE_MASK 2
 152
 153 /*
 154  * Instruction emulation:
 155  * Most instructions are emulated directly via a fragment of inline assembly
 156  * code. This allows us to save/restore EFLAGS and thus very easily pick up
 157  * any modified flags.
 158  */
 159
 160 #if defined(CONFIG_X86_64)
 161 #define _LO32 "k"               /* force 32-bit operand */
 162 #define _STK  "%%rsp"           /* stack pointer */
 163 #elif defined(__i386__)
 164 #define _LO32 ""                /* force 32-bit operand */
 165 #define _STK  "%%esp"           /* stack pointer */
 166 #endif
 167
 168 /*
 169  * These EFLAGS bits are restored from saved value during emulation, and
 170  * any changes are written back to the saved value after emulation.
 171  */
 172 #define EFLAGS_MASK (EFLG_OF|EFLG_SF|EFLG_ZF|EFLG_AF|EFLG_PF|EFLG_CF)
 173
 174 /* Before executing instruction: restore necessary bits in EFLAGS. */
 175 #define _PRE_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp)                                   \
 176         /* EFLAGS = (_sav & _msk) | (EFLAGS & ~_msk); _sav &= ~_msk; */ \
 177         "movl %"_sav",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
 178         "push %"_tmp"; "                                                \
 179         "push %"_tmp"; "                                                \
 180         "movl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
 181         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 182         "pushf; "                                                       \
 183         "notl %"_LO32 _tmp"; "                                          \
 184         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 185         "andl %"_LO32 _tmp","__stringify(BITS_PER_LONG/4)"("_STK"); "   \
 186         "pop  %"_tmp"; "                                                \
 187         "orl  %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 188         "popf; "                                                        \
 189         "pop  %"_sav"; "
 190
 191 /* After executing instruction: write-back necessary bits in EFLAGS. */
 192 #define _POST_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp) \
 193         /* _sav |= EFLAGS & _msk; */            \
 194         "pushf; "                               \
 195         "pop  %"_tmp"; "                        \
 196         "andl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "          \
 197         "orl  %"_LO32 _tmp",%"_sav"; "
 198
 199 #ifdef CONFIG_X86_64
 200 #define ON64(x) x
 201 #else
 202 #define ON64(x)
 203 #endif
 204
 205 #define ____emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags, _x, _y, _suffix, _dsttype) \
 206         do {                                                            \
 207                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 208                         _PRE_EFLAGS("0", "4", "2")                      \
 209                         _op _suffix " %"_x"3,%1; "                      \
 210                         _POST_EFLAGS("0", "4", "2")                     \
 211                         : "=m" (_eflags), "+q" (*(_dsttype*)&(_dst).val),\
 212                           "=&r" (_tmp)                                  \
 213                         : _y ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK));          \
 214         } while (0)
 215
 216
 217 /* Raw emulation: instruction has two explicit operands. */
 218 #define __emulate_2op_nobyte(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 219         do {                                                            \
 220                 unsigned long _tmp;                                     \
 221                                                                         \
 222                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
 223                 case 2:                                                 \
 224                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,"w",u16);\
 225                         break;                                          \
 226                 case 4:                                                 \
 227                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_lx,_ly,"l",u32);\
 228                         break;                                          \
 229                 case 8:                                                 \
 230                         ON64(____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_qx,_qy,"q",u64)); \
 231                         break;                                          \
 232                 }                                                       \
 233         } while (0)
 234
 235 #define __emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 236         do {                                                                 \
 237                 unsigned long _tmp;                                          \
 238                 switch ((_dst).bytes) {                                      \
 239                 case 1:                                                      \
 240                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,"b",u8); \
 241                         break;                                               \
 242                 default:                                                     \
 243                         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,       \
 244                                              _wx, _wy, _lx, _ly, _qx, _qy);  \
 245                         break;                                               \
 246                 }                                                            \
 247         } while (0)
 248
 249 /* Source operand is byte-sized and may be restricted to just %cl. */
 250 #define emulate_2op_SrcB(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 251         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 252                       "b", "c", "b", "c", "b", "c", "b", "c")
 253
 254 /* Source operand is byte, word, long or quad sized. */
 255 #define emulate_2op_SrcV(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 256         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 257                       "b", "q", "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 258
 259 /* Source operand is word, long or quad sized. */
 260 #define emulate_2op_SrcV_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags)               \
 261         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,                  \
 262                              "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 263
 264 /* Instruction has three operands and one operand is stored in ECX register */
 265 #define __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags, _suffix, _type)         \
 266         do {                                                                    \
 267                 unsigned long _tmp;                                             \
 268                 _type _clv  = (_cl).val;                                        \
 269                 _type _srcv = (_src).val;                                       \
 270                 _type _dstv = (_dst).val;                                       \
 271                                                                                 \
 272                 __asm__ __volatile__ (                                          \
 273                         _PRE_EFLAGS("0", "5", "2")                              \
 274                         _op _suffix " %4,%1 \n"                                 \
 275                         _POST_EFLAGS("0", "5", "2")                             \
 276                         : "=m" (_eflags), "+r" (_dstv), "=&r" (_tmp)            \
 277                         : "c" (_clv) , "r" (_srcv), "i" (EFLAGS_MASK)           \
 278                         );                                                      \
 279                                                                                 \
 280                 (_cl).val  = (unsigned long) _clv;                              \
 281                 (_src).val = (unsigned long) _srcv;                             \
 282                 (_dst).val = (unsigned long) _dstv;                             \
 283         } while (0)
 284
 285 #define emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags)                           \
 286         do {                                                                    \
 287                 switch ((_dst).bytes) {                                         \
 288                 case 2:                                                         \
 289                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
 290                                                 "w", unsigned short);           \
 291                         break;                                                  \
 292                 case 4:                                                         \
 293                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
 294                                                 "l", unsigned int);             \
 295                         break;                                                  \
 296                 case 8:                                                         \
 297                         ON64(__emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,    \
 298                                                 "q", unsigned long));           \
 299                         break;                                                  \
 300                 }                                                               \
 301         } while (0)
 302
 303 #define __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, _suffix)                      \
 304         do {                                                            \
 305                 unsigned long _tmp;                                     \
 306                                                                         \
 307                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 308                         _PRE_EFLAGS("0", "3", "2")                      \
 309                         _op _suffix " %1; "                             \
 310                         _POST_EFLAGS("0", "3", "2")                     \
 311                         : "=m" (_eflags), "+m" ((_dst).val),            \
 312                           "=&r" (_tmp)                                  \
 313                         : "i" (EFLAGS_MASK));                           \
 314         } while (0)
 315
 316 /* Instruction has only one explicit operand (no source operand). */
 317 #define emulate_1op(_op, _dst, _eflags)                                    \
 318         do {                                                            \
 319                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
 320                 case 1: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "b"); break;  \
 321                 case 2: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "w"); break;  \
 322                 case 4: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "l"); break;  \
 323                 case 8: ON64(__emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "q")); break; \
 324                 }                                                       \
 325         } while (0)
 326
 327 #define __emulate_1op_rax_rdx(_op, _src, _rax, _rdx, _eflags, _suffix)          \
 328         do {                                                            \
 329                 unsigned long _tmp;                                     \
 330                                                                         \
 331                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 332                         _PRE_EFLAGS("0", "4", "1")                      \
 333                         _op _suffix " %5; "                             \
 334                         _POST_EFLAGS("0", "4", "1")                     \
 335                         : "=m" (_eflags), "=&r" (_tmp),                 \
 336                           "+a" (_rax), "+d" (_rdx)                      \
 337                         : "i" (EFLAGS_MASK), "m" ((_src).val),          \
 338                           "a" (_rax), "d" (_rdx));                      \
 339         } while (0)
 340
 341 #define __emulate_1op_rax_rdx_ex(_op, _src, _rax, _rdx, _eflags, _suffix, _ex) \
 342         do {                                                            \
 343                 unsigned long _tmp;                                     \
 344                                                                         \
 345                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 346                         _PRE_EFLAGS("0", "5", "1")                      \
 347                         "1: \n\t"                                       \
 348                         _op _suffix " %6; "                             \
 349                         "2: \n\t"                                       \
 350                         _POST_EFLAGS("0", "5", "1")                     \
 351                         ".pushsection .fixup,\"ax\" \n\t"               \
 352                         "3: movb $1, %4 \n\t"                           \
 353                         "jmp 2b \n\t"                                   \
 354                         ".popsection \n\t"                              \
 355                         _ASM_EXTABLE(1b, 3b)                            \
 356                         : "=m" (_eflags), "=&r" (_tmp),                 \
 357                           "+a" (_rax), "+d" (_rdx), "+qm"(_ex)          \
 358                         : "i" (EFLAGS_MASK), "m" ((_src).val),          \
 359                           "a" (_rax), "d" (_rdx));                      \
 360         } while (0)
 361
 362 /* instruction has only one source operand, destination is implicit (e.g. mul, div, imul, idiv) */
 363 #define emulate_1op_rax_rdx(_op, _src, _rax, _rdx, _eflags)                     \
 364         do {                                                                    \
 365                 switch((_src).bytes) {                                          \
 366                 case 1: __emulate_1op_rax_rdx(_op, _src, _rax, _rdx, _eflags, "b"); break; \
 367                 case 2: __emulate_1op_rax_rdx(_op, _src, _rax, _rdx,  _eflags, "w"); break; \
 368                 case 4: __emulate_1op_rax_rdx(_op, _src, _rax, _rdx, _eflags, "l"); break; \
 369                 case 8: ON64(__emulate_1op_rax_rdx(_op, _src, _rax, _rdx, _eflags, "q")); break; \
 370                 }                                                       \
 371         } while (0)
 372
 373 #define emulate_1op_rax_rdx_ex(_op, _src, _rax, _rdx, _eflags, _ex)     \
 374         do {                                                            \
 375                 switch((_src).bytes) {                                  \
 376                 case 1:                                                 \
 377                         __emulate_1op_rax_rdx_ex(_op, _src, _rax, _rdx, \
 378                                                  _eflags, "b", _ex);    \
 379                         break;                                          \
 380                 case 2:                                                 \
 381                         __emulate_1op_rax_rdx_ex(_op, _src, _rax, _rdx, \
 382                                                  _eflags, "w", _ex);    \
 383                         break;                                          \
 384                 case 4:                                                 \
 385                         __emulate_1op_rax_rdx_ex(_op, _src, _rax, _rdx, \
 386                                                  _eflags, "l", _ex);    \
 387                         break;                                          \
 388                 case 8: ON64(                                           \
 389                         __emulate_1op_rax_rdx_ex(_op, _src, _rax, _rdx, \
 390                                                  _eflags, "q", _ex));   \
 391                         break;                                          \
 392                 }                                                       \
 393         } while (0)
 394
 395 /* Fetch next part of the instruction being emulated. */
 396 #define insn_fetch(_type, _size, _eip)                                  \
 397 ({      unsigned long _x;                                               \
 398         rc = do_insn_fetch(ctxt, ops, (_eip), &_x, (_size));            \
 399         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)                                     \
 400                 goto done;                                              \
 401         (_eip) += (_size);                                              \
 402         (_type)_x;                                                      \
 403 })
 404
 405 #define insn_fetch_arr(_arr, _size, _eip)                                \
 406 ({      rc = do_insn_fetch(ctxt, ops, (_eip), _arr, (_size));           \
 407         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)                                     \
 408                 goto done;                                              \
 409         (_eip) += (_size);                                              \
 410 })
 411
 412 static int emulator_check_intercept(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 413                                     enum x86_intercept intercept,
 414                                     enum x86_intercept_stage stage)
 415 {
 416         struct x86_instruction_info info = {
 417                 .intercept  = intercept,
 418                 .rep_prefix = ctxt->decode.rep_prefix,
 419                 .modrm_mod  = ctxt->decode.modrm_mod,
 420                 .modrm_reg  = ctxt->decode.modrm_reg,
 421                 .modrm_rm   = ctxt->decode.modrm_rm,
 422                 .src_val    = ctxt->decode.src.val64,
 423                 .src_bytes  = ctxt->decode.src.bytes,
 424                 .dst_bytes  = ctxt->decode.dst.bytes,
 425                 .ad_bytes   = ctxt->decode.ad_bytes,
 426                 .next_rip   = ctxt->eip,
 427         };
 428
 429         return ctxt->ops->intercept(ctxt->vcpu, &info, stage);
 430 }
 431
 432 static inline unsigned long ad_mask(struct decode_cache *c)
 433 {
 434         return (1UL << (c->ad_bytes << 3)) - 1;
 435 }
 436
 437 /* Access/update address held in a register, based on addressing mode. */
 438 static inline unsigned long
 439 address_mask(struct decode_cache *c, unsigned long reg)
 440 {
 441         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 442                 return reg;
 443         else
 444                 return reg & ad_mask(c);
 445 }
 446
 447 static inline unsigned long
 448 register_address(struct decode_cache *c, unsigned long reg)
 449 {
 450         return address_mask(c, reg);
 451 }
 452
 453 static inline void
 454 register_address_increment(struct decode_cache *c, unsigned long *reg, int inc)
 455 {
 456         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 457                 *reg += inc;
 458         else
 459                 *reg = (*reg & ~ad_mask(c)) | ((*reg + inc) & ad_mask(c));
 460 }
 461
 462 static inline void jmp_rel(struct decode_cache *c, int rel)
 463 {
 464         register_address_increment(c, &c->eip, rel);
 465 }
 466
 467 static u32 desc_limit_scaled(struct desc_struct *desc)
 468 {
 469         u32 limit = get_desc_limit(desc);
 470
 471         return desc->g ? (limit << 12) | 0xfff : limit;
 472 }
 473
 474 static void set_seg_override(struct decode_cache *c, int seg)
 475 {
 476         c->has_seg_override = true;
 477         c->seg_override = seg;
 478 }
 479
 480 static unsigned long seg_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 481                               struct x86_emulate_ops *ops, int seg)
 482 {
 483         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && seg < VCPU_SREG_FS)
 484                 return 0;
 485
 486         return ops->get_cached_segment_base(seg, ctxt->vcpu);
 487 }
 488
 489 static unsigned seg_override(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 490                              struct x86_emulate_ops *ops,
 491                              struct decode_cache *c)
 492 {
 493         if (!c->has_seg_override)
 494                 return 0;
 495
 496         return c->seg_override;
 497 }
 498
 499 static int emulate_exception(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int vec,
 500                              u32 error, bool valid)
 501 {
 502         ctxt->exception.vector = vec;
 503         ctxt->exception.error_code = error;
 504         ctxt->exception.error_code_valid = valid;
 505         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
 506 }
 507
 508 static int emulate_db(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 509 {
 510         return emulate_exception(ctxt, DB_VECTOR, 0, false);
 511 }
 512
 513 static int emulate_gp(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int err)
 514 {
 515         return emulate_exception(ctxt, GP_VECTOR, err, true);
 516 }
 517
 518 static int emulate_ss(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int err)
 519 {
 520         return emulate_exception(ctxt, SS_VECTOR, err, true);
 521 }
 522
 523 static int emulate_ud(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 524 {
 525         return emulate_exception(ctxt, UD_VECTOR, 0, false);
 526 }
 527
 528 static int emulate_ts(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int err)
 529 {
 530         return emulate_exception(ctxt, TS_VECTOR, err, true);
 531 }
 532
 533 static int emulate_de(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 534 {
 535         return emulate_exception(ctxt, DE_VECTOR, 0, false);
 536 }
 537
 538 static int emulate_nm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 539 {
 540         return emulate_exception(ctxt, NM_VECTOR, 0, false);
 541 }
 542
 543 static int linearize(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 544                      struct segmented_address addr,
 545                      unsigned size, bool write,
 546                      ulong *linear)
 547 {
 548         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 549         struct desc_struct desc;
 550         bool usable;
 551         ulong la;
 552         u32 lim;
 553         unsigned cpl, rpl;
 554
 555         la = seg_base(ctxt, ctxt->ops, addr.seg) + addr.ea;
 556         switch (ctxt->mode) {
 557         case X86EMUL_MODE_REAL:
 558                 break;
 559         case X86EMUL_MODE_PROT64:
 560                 if (((signed long)la << 16) >> 16 != la)
 561                         return emulate_gp(ctxt, 0);
 562                 break;
 563         default:
 564                 usable = ctxt->ops->get_cached_descriptor(&desc, NULL, addr.seg,
 565                                                           ctxt->vcpu);
 566                 if (!usable)
 567                         goto bad;
 568                 /* code segment or read-only data segment */
 569                 if (((desc.type & 8) || !(desc.type & 2)) && write)
 570                         goto bad;
 571                 /* unreadable code segment */
 572                 if ((desc.type & 8) && !(desc.type & 2))
 573                         goto bad;
 574                 lim = desc_limit_scaled(&desc);
 575                 if ((desc.type & 8) || !(desc.type & 4)) {
 576                         /* expand-up segment */
 577                         if (addr.ea > lim || (u32)(addr.ea + size - 1) > lim)
 578                                 goto bad;
 579                 } else {
 580                         /* exapand-down segment */
 581                         if (addr.ea <= lim || (u32)(addr.ea + size - 1) <= lim)
 582                                 goto bad;
 583                         lim = desc.d ? 0xffffffff : 0xffff;
 584                         if (addr.ea > lim || (u32)(addr.ea + size - 1) > lim)
 585                                 goto bad;
 586                 }
 587                 cpl = ctxt->ops->cpl(ctxt->vcpu);
 588                 rpl = ctxt->ops->get_segment_selector(addr.seg, ctxt->vcpu) & 3;
 589                 cpl = max(cpl, rpl);
 590                 if (!(desc.type & 8)) {
 591                         /* data segment */
 592                         if (cpl > desc.dpl)
 593                                 goto bad;
 594                 } else if ((desc.type & 8) && !(desc.type & 4)) {
 595                         /* nonconforming code segment */
 596                         if (cpl != desc.dpl)
 597                                 goto bad;
 598                 } else if ((desc.type & 8) && (desc.type & 4)) {
 599                         /* conforming code segment */
 600                         if (cpl < desc.dpl)
 601                                 goto bad;
 602                 }
 603                 break;
 604         }
 605         if (c->ad_bytes != 8)
 606                 la &= (u32)-1;
 607         *linear = la;
 608         return X86EMUL_CONTINUE;
 609 bad:
 610         if (addr.seg == VCPU_SREG_SS)
 611                 return emulate_ss(ctxt, addr.seg);
 612         else
 613                 return emulate_gp(ctxt, addr.seg);
 614 }
 615
 616 static int segmented_read_std(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 617                               struct segmented_address addr,
 618                               void *data,
 619                               unsigned size)
 620 {
 621         int rc;
 622         ulong linear;
 623
 624         rc = linearize(ctxt, addr, size, false, &linear);
 625         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 626                 return rc;
 627         return ctxt->ops->read_std(linear, data, size, ctxt->vcpu,
 628                                    &ctxt->exception);
 629 }
 630
 631 static int do_fetch_insn_byte(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 632                               struct x86_emulate_ops *ops,
 633                               unsigned long eip, u8 *dest)
 634 {
 635         struct fetch_cache *fc = &ctxt->decode.fetch;
 636         int rc;
 637         int size, cur_size;
 638
 639         if (eip == fc->end) {
 640                 unsigned long linear = eip + ctxt->cs_base;
 641                 if (ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
 642                         linear &= (u32)-1;
 643                 cur_size = fc->end - fc->start;
 644                 size = min(15UL - cur_size, PAGE_SIZE - offset_in_page(eip));
 645                 rc = ops->fetch(linear, fc->data + cur_size,
 646                                 size, ctxt->vcpu, &ctxt->exception);
 647                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 648                         return rc;
 649                 fc->end += size;
 650         }
 651         *dest = fc->data[eip - fc->start];
 652         return X86EMUL_CONTINUE;
 653 }
 654
 655 static int do_insn_fetch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 656                          struct x86_emulate_ops *ops,
 657                          unsigned long eip, void *dest, unsigned size)
 658 {
 659         int rc;
 660
 661         /* x86 instructions are limited to 15 bytes. */
 662         if (eip + size - ctxt->eip > 15)
 663                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
 664         while (size--) {
 665                 rc = do_fetch_insn_byte(ctxt, ops, eip++, dest++);
 666                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 667                         return rc;
 668         }
 669         return X86EMUL_CONTINUE;
 670 }
 671
 672 /*
 673  * Given the 'reg' portion of a ModRM byte, and a register block, return a
 674  * pointer into the block that addresses the relevant register.
 675  * @highbyte_regs specifies whether to decode AH,CH,DH,BH.
 676  */
 677 static void *decode_register(u8 modrm_reg, unsigned long *regs,
 678                              int highbyte_regs)
 679 {
 680         void *p;
 681
 682         p = &regs[modrm_reg];
 683         if (highbyte_regs && modrm_reg >= 4 && modrm_reg < 8)
 684                 p = (unsigned char *)&regs[modrm_reg & 3] + 1;
 685         return p;
 686 }
 687
 688 static int read_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 689                            struct x86_emulate_ops *ops,
 690                            struct segmented_address addr,
 691                            u16 *size, unsigned long *address, int op_bytes)
 692 {
 693         int rc;
 694
 695         if (op_bytes == 2)
 696                 op_bytes = 3;
 697         *address = 0;
 698         rc = segmented_read_std(ctxt, addr, size, 2);
 699         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 700                 return rc;
 701         addr.ea += 2;
 702         rc = segmented_read_std(ctxt, addr, address, op_bytes);
 703         return rc;
 704 }
 705
 706 static int test_cc(unsigned int condition, unsigned int flags)
 707 {
 708         int rc = 0;
 709
 710         switch ((condition & 15) >> 1) {
 711         case 0: /* o */
 712                 rc |= (flags & EFLG_OF);
 713                 break;
 714         case 1: /* b/c/nae */
 715                 rc |= (flags & EFLG_CF);
 716                 break;
 717         case 2: /* z/e */
 718                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 719                 break;
 720         case 3: /* be/na */
 721                 rc |= (flags & (EFLG_CF|EFLG_ZF));
 722                 break;
 723         case 4: /* s */
 724                 rc |= (flags & EFLG_SF);
 725                 break;
 726         case 5: /* p/pe */
 727                 rc |= (flags & EFLG_PF);
 728                 break;
 729         case 7: /* le/ng */
 730                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 731                 /* fall through */
 732         case 6: /* l/nge */
 733                 rc |= (!(flags & EFLG_SF) != !(flags & EFLG_OF));
 734                 break;
 735         }
 736
 737         /* Odd condition identifiers (lsb == 1) have inverted sense. */
 738         return (!!rc ^ (condition & 1));
 739 }
 740
 741 static void fetch_register_operand(struct operand *op)
 742 {
 743         switch (op->bytes) {
 744         case 1:
 745                 op->val = *(u8 *)op->addr.reg;
 746                 break;
 747         case 2:
 748                 op->val = *(u16 *)op->addr.reg;
 749                 break;
 750         case 4:
 751                 op->val = *(u32 *)op->addr.reg;
 752                 break;
 753         case 8:
 754                 op->val = *(u64 *)op->addr.reg;
 755                 break;
 756         }
 757 }
 758
 759 static void read_sse_reg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, sse128_t *data, int reg)
 760 {
 761         ctxt->ops->get_fpu(ctxt);
 762         switch (reg) {
 763         case 0: asm("movdqu %%xmm0, %0" : "=m"(*data)); break;
 764         case 1: asm("movdqu %%xmm1, %0" : "=m"(*data)); break;
 765         case 2: asm("movdqu %%xmm2, %0" : "=m"(*data)); break;
 766         case 3: asm("movdqu %%xmm3, %0" : "=m"(*data)); break;
 767         case 4: asm("movdqu %%xmm4, %0" : "=m"(*data)); break;
 768         case 5: asm("movdqu %%xmm5, %0" : "=m"(*data)); break;
 769         case 6: asm("movdqu %%xmm6, %0" : "=m"(*data)); break;
 770         case 7: asm("movdqu %%xmm7, %0" : "=m"(*data)); break;
 771 #ifdef CONFIG_X86_64
 772         case 8: asm("movdqu %%xmm8, %0" : "=m"(*data)); break;
 773         case 9: asm("movdqu %%xmm9, %0" : "=m"(*data)); break;
 774         case 10: asm("movdqu %%xmm10, %0" : "=m"(*data)); break;
 775         case 11: asm("movdqu %%xmm11, %0" : "=m"(*data)); break;
 776         case 12: asm("movdqu %%xmm12, %0" : "=m"(*data)); break;
 777         case 13: asm("movdqu %%xmm13, %0" : "=m"(*data)); break;
 778         case 14: asm("movdqu %%xmm14, %0" : "=m"(*data)); break;
 779         case 15: asm("movdqu %%xmm15, %0" : "=m"(*data)); break;
 780 #endif
 781         default: BUG();
 782         }
 783         ctxt->ops->put_fpu(ctxt);
 784 }
 785
 786 static void write_sse_reg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, sse128_t *data,
 787                           int reg)
 788 {
 789         ctxt->ops->get_fpu(ctxt);
 790         switch (reg) {
 791         case 0: asm("movdqu %0, %%xmm0" : : "m"(*data)); break;
 792         case 1: asm("movdqu %0, %%xmm1" : : "m"(*data)); break;
 793         case 2: asm("movdqu %0, %%xmm2" : : "m"(*data)); break;
 794         case 3: asm("movdqu %0, %%xmm3" : : "m"(*data)); break;
 795         case 4: asm("movdqu %0, %%xmm4" : : "m"(*data)); break;
 796         case 5: asm("movdqu %0, %%xmm5" : : "m"(*data)); break;
 797         case 6: asm("movdqu %0, %%xmm6" : : "m"(*data)); break;
 798         case 7: asm("movdqu %0, %%xmm7" : : "m"(*data)); break;
 799 #ifdef CONFIG_X86_64
 800         case 8: asm("movdqu %0, %%xmm8" : : "m"(*data)); break;
 801         case 9: asm("movdqu %0, %%xmm9" : : "m"(*data)); break;
 802         case 10: asm("movdqu %0, %%xmm10" : : "m"(*data)); break;
 803         case 11: asm("movdqu %0, %%xmm11" : : "m"(*data)); break;
 804         case 12: asm("movdqu %0, %%xmm12" : : "m"(*data)); break;
 805         case 13: asm("movdqu %0, %%xmm13" : : "m"(*data)); break;
 806         case 14: asm("movdqu %0, %%xmm14" : : "m"(*data)); break;
 807         case 15: asm("movdqu %0, %%xmm15" : : "m"(*data)); break;
 808 #endif
 809         default: BUG();
 810         }
 811         ctxt->ops->put_fpu(ctxt);
 812 }
 813
 814 static void decode_register_operand(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 815                                     struct operand *op,
 816                                     struct decode_cache *c,
 817                                     int inhibit_bytereg)
 818 {
 819         unsigned reg = c->modrm_reg;
 820         int highbyte_regs = c->rex_prefix == 0;
 821
 822         if (!(c->d & ModRM))
 823                 reg = (c->b & 7) | ((c->rex_prefix & 1) << 3);
 824
 825         if (c->d & Sse) {
 826                 op->type = OP_XMM;
 827                 op->bytes = 16;
 828                 op->addr.xmm = reg;
 829                 read_sse_reg(ctxt, &op->vec_val, reg);
 830                 return;
 831         }
 832
 833         op->type = OP_REG;
 834         if ((c->d & ByteOp) && !inhibit_bytereg) {
 835                 op->addr.reg = decode_register(reg, c->regs, highbyte_regs);
 836                 op->bytes = 1;
 837         } else {
 838                 op->addr.reg = decode_register(reg, c->regs, 0);
 839                 op->bytes = c->op_bytes;
 840         }
 841         fetch_register_operand(op);
 842         op->orig_val = op->val;
 843 }
 844
 845 static int decode_modrm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 846                         struct x86_emulate_ops *ops,
 847                         struct operand *op)
 848 {
 849         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 850         u8 sib;
 851         int index_reg = 0, base_reg = 0, scale;
 852         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
 853         ulong modrm_ea = 0;
 854
 855         if (c->rex_prefix) {
 856                 c->modrm_reg = (c->rex_prefix & 4) << 1;        /* REX.R */
 857                 index_reg = (c->rex_prefix & 2) << 2; /* REX.X */
 858                 c->modrm_rm = base_reg = (c->rex_prefix & 1) << 3; /* REG.B */
 859         }
 860
 861         c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 862         c->modrm_mod |= (c->modrm & 0xc0) >> 6;
 863         c->modrm_reg |= (c->modrm & 0x38) >> 3;
 864         c->modrm_rm |= (c->modrm & 0x07);
 865         c->modrm_seg = VCPU_SREG_DS;
 866
 867         if (c->modrm_mod == 3) {
 868                 op->type = OP_REG;
 869                 op->bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
 870                 op->addr.reg = decode_register(c->modrm_rm,
 871                                                c->regs, c->d & ByteOp);
 872                 if (c->d & Sse) {
 873                         op->type = OP_XMM;
 874                         op->bytes = 16;
 875                         op->addr.xmm = c->modrm_rm;
 876                         read_sse_reg(ctxt, &op->vec_val, c->modrm_rm);
 877                         return rc;
 878                 }
 879                 fetch_register_operand(op);
 880                 return rc;
 881         }
 882
 883         op->type = OP_MEM;
 884
 885         if (c->ad_bytes == 2) {
 886                 unsigned bx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
 887                 unsigned bp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
 888                 unsigned si = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
 889                 unsigned di = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
 890
 891                 /* 16-bit ModR/M decode. */
 892                 switch (c->modrm_mod) {
 893                 case 0:
 894                         if (c->modrm_rm == 6)
 895                                 modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 896                         break;
 897                 case 1:
 898                         modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
 899                         break;
 900                 case 2:
 901                         modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 902                         break;
 903                 }
 904                 switch (c->modrm_rm) {
 905                 case 0:
 906                         modrm_ea += bx + si;
 907                         break;
 908                 case 1:
 909                         modrm_ea += bx + di;
 910                         break;
 911                 case 2:
 912                         modrm_ea += bp + si;
 913                         break;
 914                 case 3:
 915                         modrm_ea += bp + di;
 916                         break;
 917                 case 4:
 918                         modrm_ea += si;
 919                         break;
 920                 case 5:
 921                         modrm_ea += di;
 922                         break;
 923                 case 6:
 924                         if (c->modrm_mod != 0)
 925                                 modrm_ea += bp;
 926                         break;
 927                 case 7:
 928                         modrm_ea += bx;
 929                         break;
 930                 }
 931                 if (c->modrm_rm == 2 || c->modrm_rm == 3 ||
 932                     (c->modrm_rm == 6 && c->modrm_mod != 0))
 933                         c->modrm_seg = VCPU_SREG_SS;
 934                 modrm_ea = (u16)modrm_ea;
 935         } else {
 936                 /* 32/64-bit ModR/M decode. */
 937                 if ((c->modrm_rm & 7) == 4) {
 938                         sib = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 939                         index_reg |= (sib >> 3) & 7;
 940                         base_reg |= sib & 7;
 941                         scale = sib >> 6;
 942
 943                         if ((base_reg & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0)
 944                                 modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 945                         else
 946                                 modrm_ea += c->regs[base_reg];
 947                         if (index_reg != 4)
 948                                 modrm_ea += c->regs[index_reg] << scale;
 949                 } else if ((c->modrm_rm & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0) {
 950                         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 951                                 c->rip_relative = 1;
 952                 } else
 953                         modrm_ea += c->regs[c->modrm_rm];
 954                 switch (c->modrm_mod) {
 955                 case 0:
 956                         if (c->modrm_rm == 5)
 957                                 modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 958                         break;
 959                 case 1:
 960                         modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
 961                         break;
 962                 case 2:
 963                         modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 964                         break;
 965                 }
 966         }
 967         op->addr.mem.ea = modrm_ea;
 968 done:
 969         return rc;
 970 }
 971
 972 static int decode_abs(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 973                       struct x86_emulate_ops *ops,
 974                       struct operand *op)
 975 {
 976         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 977         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
 978
 979         op->type = OP_MEM;
 980         switch (c->ad_bytes) {
 981         case 2:
 982                 op->addr.mem.ea = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 983                 break;
 984         case 4:
 985                 op->addr.mem.ea = insn_fetch(u32, 4, c->eip);
 986                 break;
 987         case 8:
 988                 op->addr.mem.ea = insn_fetch(u64, 8, c->eip);
 989                 break;
 990         }
 991 done:
 992         return rc;
 993 }
 994
 995 static void fetch_bit_operand(struct decode_cache *c)
 996 {
 997         long sv = 0, mask;
 998
 999         if (c->dst.type == OP_MEM && c->src.type == OP_REG) {
1000                 mask = ~(c->dst.bytes * 8 - 1);
1001
1002                 if (c->src.bytes == 2)
1003                         sv = (s16)c->src.val & (s16)mask;
1004                 else if (c->src.bytes == 4)
1005                         sv = (s32)c->src.val & (s32)mask;
1006
1007                 c->dst.addr.mem.ea += (sv >> 3);
1008         }
1009
1010         /* only subword offset */
1011         c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
1012 }
1013
1014 static int read_emulated(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1015                          struct x86_emulate_ops *ops,
1016                          unsigned long addr, void *dest, unsigned size)
1017 {
1018         int rc;
1019         struct read_cache *mc = &ctxt->decode.mem_read;
1020
1021         while (size) {
1022                 int n = min(size, 8u);
1023                 size -= n;
1024                 if (mc->pos < mc->end)
1025                         goto read_cached;
1026
1027                 rc = ops->read_emulated(addr, mc->data + mc->end, n,
1028                                         &ctxt->exception, ctxt->vcpu);
1029                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1030                         return rc;
1031                 mc->end += n;
1032
1033         read_cached:
1034                 memcpy(dest, mc->data + mc->pos, n);
1035                 mc->pos += n;
1036                 dest += n;
1037                 addr += n;
1038         }
1039         return X86EMUL_CONTINUE;
1040 }
1041
1042 static int segmented_read(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1043                           struct segmented_address addr,
1044                           void *data,
1045                           unsigned size)
1046 {
1047         int rc;
1048         ulong linear;
1049
1050         rc = linearize(ctxt, addr, size, false, &linear);
1051         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1052                 return rc;
1053         return read_emulated(ctxt, ctxt->ops, linear, data, size);
1054 }
1055
1056 static int segmented_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1057                            struct segmented_address addr,
1058                            const void *data,
1059                            unsigned size)
1060 {
1061         int rc;
1062         ulong linear;
1063
1064         rc = linearize(ctxt, addr, size, true, &linear);
1065         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1066                 return rc;
1067         return ctxt->ops->write_emulated(linear, data, size,
1068                                          &ctxt->exception, ctxt->vcpu);
1069 }
1070
1071 static int segmented_cmpxchg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1072                              struct segmented_address addr,
1073                              const void *orig_data, const void *data,
1074                              unsigned size)
1075 {
1076         int rc;
1077         ulong linear;
1078
1079         rc = linearize(ctxt, addr, size, true, &linear);
1080         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1081                 return rc;
1082         return ctxt->ops->cmpxchg_emulated(linear, orig_data, data,
1083                                            size, &ctxt->exception, ctxt->vcpu);
1084 }
1085
1086 static int pio_in_emulated(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1087                            struct x86_emulate_ops *ops,
1088                            unsigned int size, unsigned short port,
1089                            void *dest)
1090 {
1091         struct read_cache *rc = &ctxt->decode.io_read;
1092
1093         if (rc->pos == rc->end) { /* refill pio read ahead */
1094                 struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1095                 unsigned int in_page, n;
1096                 unsigned int count = c->rep_prefix ?
1097                         address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1;
1098                 in_page = (ctxt->eflags & EFLG_DF) ?
1099                         offset_in_page(c->regs[VCPU_REGS_RDI]) :
1100                         PAGE_SIZE - offset_in_page(c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
1101                 n = min(min(in_page, (unsigned int)sizeof(rc->data)) / size,
1102                         count);
1103                 if (n == 0)
1104                         n = 1;
1105                 rc->pos = rc->end = 0;
1106                 if (!ops->pio_in_emulated(size, port, rc->data, n, ctxt->vcpu))
1107                         return 0;
1108                 rc->end = n * size;
1109         }
1110
1111         memcpy(dest, rc->data + rc->pos, size);
1112         rc->pos += size;
1113         return 1;
1114 }
1115
1116 static void get_descriptor_table_ptr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1117                                      struct x86_emulate_ops *ops,
1118                                      u16 selector, struct desc_ptr *dt)
1119 {
1120         if (selector & 1 << 2) {
1121                 struct desc_struct desc;
1122                 memset (dt, 0, sizeof *dt);
1123                 if (!ops->get_cached_descriptor(&desc, NULL, VCPU_SREG_LDTR,
1124                                                 ctxt->vcpu))
1125                         return;
1126
1127                 dt->size = desc_limit_scaled(&desc); /* what if limit > 65535? */
1128                 dt->address = get_desc_base(&desc);
1129         } else
1130                 ops->get_gdt(dt, ctxt->vcpu);
1131 }
1132
1133 /* allowed just for 8 bytes segments */
1134 static int read_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1135                                    struct x86_emulate_ops *ops,
1136                                    u16 selector, struct desc_struct *desc)
1137 {
1138         struct desc_ptr dt;
1139         u16 index = selector >> 3;
1140         int ret;
1141         ulong addr;
1142
1143         get_descriptor_table_ptr(ctxt, ops, selector, &dt);
1144
1145         if (dt.size < index * 8 + 7)
1146                 return emulate_gp(ctxt, selector & 0xfffc);
1147         addr = dt.address + index * 8;
1148         ret = ops->read_std(addr, desc, sizeof *desc, ctxt->vcpu,
1149                             &ctxt->exception);
1150
1151        return ret;
1152 }
1153
1154 /* allowed just for 8 bytes segments */
1155 static int write_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1156                                     struct x86_emulate_ops *ops,
1157                                     u16 selector, struct desc_struct *desc)
1158 {
1159         struct desc_ptr dt;
1160         u16 index = selector >> 3;
1161         ulong addr;
1162         int ret;
1163
1164         get_descriptor_table_ptr(ctxt, ops, selector, &dt);
1165
1166         if (dt.size < index * 8 + 7)
1167                 return emulate_gp(ctxt, selector & 0xfffc);
1168
1169         addr = dt.address + index * 8;
1170         ret = ops->write_std(addr, desc, sizeof *desc, ctxt->vcpu,
1171                              &ctxt->exception);
1172
1173         return ret;
1174 }
1175
1176 /* Does not support long mode */
1177 static int load_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1178                                    struct x86_emulate_ops *ops,
1179                                    u16 selector, int seg)
1180 {
1181         struct desc_struct seg_desc;
1182         u8 dpl, rpl, cpl;
1183         unsigned err_vec = GP_VECTOR;
1184         u32 err_code = 0;
1185         bool null_selector = !(selector & ~0x3); /* 0000-0003 are null */
1186         int ret;
1187
1188         memset(&seg_desc, 0, sizeof seg_desc);
1189
1190         if ((seg <= VCPU_SREG_GS && ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
1191             || ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL) {
1192                 /* set real mode segment descriptor */
1193                 set_desc_base(&seg_desc, selector << 4);
1194                 set_desc_limit(&seg_desc, 0xffff);
1195                 seg_desc.type = 3;
1196                 seg_desc.p = 1;
1197                 seg_desc.s = 1;
1198                 goto load;
1199         }
1200
1201         /* NULL selector is not valid for TR, CS and SS */
1202         if ((seg == VCPU_SREG_CS || seg == VCPU_SREG_SS || seg == VCPU_SREG_TR)
1203             && null_selector)
1204                 goto exception;
1205
1206         /* TR should be in GDT only */
1207         if (seg == VCPU_SREG_TR && (selector & (1 << 2)))
1208                 goto exception;
1209
1210         if (null_selector) /* for NULL selector skip all following checks */
1211                 goto load;
1212
1213         ret = read_segment_descriptor(ctxt, ops, selector, &seg_desc);
1214         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1215                 return ret;
1216
1217         err_code = selector & 0xfffc;
1218         err_vec = GP_VECTOR;
1219
1220         /* can't load system descriptor into segment selecor */
1221         if (seg <= VCPU_SREG_GS && !seg_desc.s)
1222                 goto exception;
1223
1224         if (!seg_desc.p) {
1225                 err_vec = (seg == VCPU_SREG_SS) ? SS_VECTOR : NP_VECTOR;
1226                 goto exception;
1227         }
1228
1229         rpl = selector & 3;
1230         dpl = seg_desc.dpl;
1231         cpl = ops->cpl(ctxt->vcpu);
1232
1233         switch (seg) {
1234         case VCPU_SREG_SS:
1235                 /*
1236                  * segment is not a writable data segment or segment
1237                  * selector's RPL != CPL or segment selector's RPL != CPL
1238                  */
1239                 if (rpl != cpl || (seg_desc.type & 0xa) != 0x2 || dpl != cpl)
1240                         goto exception;
1241                 break;
1242         case VCPU_SREG_CS:
1243                 if (!(seg_desc.type & 8))
1244                         goto exception;
1245
1246                 if (seg_desc.type & 4) {
1247                         /* conforming */
1248                         if (dpl > cpl)
1249                                 goto exception;
1250                 } else {
1251                         /* nonconforming */
1252                         if (rpl > cpl || dpl != cpl)
1253                                 goto exception;
1254                 }
1255                 /* CS(RPL) <- CPL */
1256                 selector = (selector & 0xfffc) | cpl;
1257                 break;
1258         case VCPU_SREG_TR:
1259                 if (seg_desc.s || (seg_desc.type != 1 && seg_desc.type != 9))
1260                         goto exception;
1261                 break;
1262         case VCPU_SREG_LDTR:
1263                 if (seg_desc.s || seg_desc.type != 2)
1264                         goto exception;
1265                 break;
1266         default: /*  DS, ES, FS, or GS */
1267                 /*
1268                  * segment is not a data or readable code segment or
1269                  * ((segment is a data or nonconforming code segment)
1270                  * and (both RPL and CPL > DPL))
1271                  */
1272                 if ((seg_desc.type & 0xa) == 0x8 ||
1273                     (((seg_desc.type & 0xc) != 0xc) &&
1274                      (rpl > dpl && cpl > dpl)))
1275                         goto exception;
1276                 break;
1277         }
1278
1279         if (seg_desc.s) {
1280                 /* mark segment as accessed */
1281                 seg_desc.type |= 1;
1282                 ret = write_segment_descriptor(ctxt, ops, selector, &seg_desc);
1283                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1284                         return ret;
1285         }
1286 load:
1287         ops->set_segment_selector(selector, seg, ctxt->vcpu);
1288         ops->set_cached_descriptor(&seg_desc, 0, seg, ctxt->vcpu);
1289         return X86EMUL_CONTINUE;
1290 exception:
1291         emulate_exception(ctxt, err_vec, err_code, true);
1292         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1293 }
1294
1295 static void write_register_operand(struct operand *op)
1296 {
1297         /* The 4-byte case *is* correct: in 64-bit mode we zero-extend. */
1298         switch (op->bytes) {
1299         case 1:
1300                 *(u8 *)op->addr.reg = (u8)op->val;
1301                 break;
1302         case 2:
1303                 *(u16 *)op->addr.reg = (u16)op->val;
1304                 break;
1305         case 4:
1306                 *op->addr.reg = (u32)op->val;
1307                 break;  /* 64b: zero-extend */
1308         case 8:
1309                 *op->addr.reg = op->val;
1310                 break;
1311         }
1312 }
1313
1314 static inline int writeback(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1315                             struct x86_emulate_ops *ops)
1316 {
1317         int rc;
1318         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1319
1320         switch (c->dst.type) {
1321         case OP_REG:
1322                 write_register_operand(&c->dst);
1323                 break;
1324         case OP_MEM:
1325                 if (c->lock_prefix)
1326                         rc = segmented_cmpxchg(ctxt,
1327                                                c->dst.addr.mem,
1328                                                &c->dst.orig_val,
1329                                                &c->dst.val,
1330                                                c->dst.bytes);
1331                 else
1332                         rc = segmented_write(ctxt,
1333                                              c->dst.addr.mem,
1334                                              &c->dst.val,
1335                                              c->dst.bytes);
1336                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1337                         return rc;
1338                 break;
1339         case OP_XMM:
1340                 write_sse_reg(ctxt, &c->dst.vec_val, c->dst.addr.xmm);
1341                 break;
1342         case OP_NONE:
1343                 /* no writeback */
1344                 break;
1345         default:
1346                 break;
1347         }
1348         return X86EMUL_CONTINUE;
1349 }
1350
1351 static int em_push(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1352 {
1353         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1354         struct segmented_address addr;
1355
1356         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], -c->op_bytes);
1357         addr.ea = register_address(c, c->regs[VCPU_REGS_RSP]);
1358         addr.seg = VCPU_SREG_SS;
1359
1360         /* Disable writeback. */
1361         c->dst.type = OP_NONE;
1362         return segmented_write(ctxt, addr, &c->src.val, c->op_bytes);
1363 }
1364
1365 static int emulate_pop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1366                        struct x86_emulate_ops *ops,
1367                        void *dest, int len)
1368 {
1369         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1370         int rc;
1371         struct segmented_address addr;
1372
1373         addr.ea = register_address(c, c->regs[VCPU_REGS_RSP]);
1374         addr.seg = VCPU_SREG_SS;
1375         rc = segmented_read(ctxt, addr, dest, len);
1376         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1377                 return rc;
1378
1379         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], len);
1380         return rc;
1381 }
1382
1383 static int emulate_popf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1384                        struct x86_emulate_ops *ops,
1385                        void *dest, int len)
1386 {
1387         int rc;
1388         unsigned long val, change_mask;
1389         int iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
1390         int cpl = ops->cpl(ctxt->vcpu);
1391
1392         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &val, len);
1393         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1394                 return rc;
1395
1396         change_mask = EFLG_CF | EFLG_PF | EFLG_AF | EFLG_ZF | EFLG_SF | EFLG_OF
1397                 | EFLG_TF | EFLG_DF | EFLG_NT | EFLG_RF | EFLG_AC | EFLG_ID;
1398
1399         switch(ctxt->mode) {
1400         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1401         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1402         case X86EMUL_MODE_PROT16:
1403                 if (cpl == 0)
1404                         change_mask |= EFLG_IOPL;
1405                 if (cpl <= iopl)
1406                         change_mask |= EFLG_IF;
1407                 break;
1408         case X86EMUL_MODE_VM86:
1409                 if (iopl < 3)
1410                         return emulate_gp(ctxt, 0);
1411                 change_mask |= EFLG_IF;
1412                 break;
1413         default: /* real mode */
1414                 change_mask |= (EFLG_IOPL | EFLG_IF);
1415                 break;
1416         }
1417
1418         *(unsigned long *)dest =
1419                 (ctxt->eflags & ~change_mask) | (val & change_mask);
1420
1421         return rc;
1422 }
1423
1424 static int emulate_push_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1425                              struct x86_emulate_ops *ops, int seg)
1426 {
1427         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1428
1429         c->src.val = ops->get_segment_selector(seg, ctxt->vcpu);
1430
1431         return em_push(ctxt);
1432 }
1433
1434 static int emulate_pop_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1435                              struct x86_emulate_ops *ops, int seg)
1436 {
1437         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1438         unsigned long selector;
1439         int rc;
1440
1441         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &selector, c->op_bytes);
1442         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1443                 return rc;
1444
1445         rc = load_segment_descriptor(ctxt, ops, (u16)selector, seg);
1446         return rc;
1447 }
1448
1449 static int emulate_pusha(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1450 {
1451         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1452         unsigned long old_esp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
1453         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1454         int reg = VCPU_REGS_RAX;
1455
1456         while (reg <= VCPU_REGS_RDI) {
1457                 (reg == VCPU_REGS_RSP) ?
1458                 (c->src.val = old_esp) : (c->src.val = c->regs[reg]);
1459
1460                 rc = em_push(ctxt);
1461                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1462                         return rc;
1463
1464                 ++reg;
1465         }
1466
1467         return rc;
1468 }
1469
1470 static int emulate_popa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1471                         struct x86_emulate_ops *ops)
1472 {
1473         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1474         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1475         int reg = VCPU_REGS_RDI;
1476
1477         while (reg >= VCPU_REGS_RAX) {
1478                 if (reg == VCPU_REGS_RSP) {
1479                         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP],
1480                                                         c->op_bytes);
1481                         --reg;
1482                 }
1483
1484                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->regs[reg], c->op_bytes);
1485                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1486                         break;
1487                 --reg;
1488         }
1489         return rc;
1490 }
1491
1492 int emulate_int_real(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1493                                struct x86_emulate_ops *ops, int irq)
1494 {
1495         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1496         int rc;
1497         struct desc_ptr dt;
1498         gva_t cs_addr;
1499         gva_t eip_addr;
1500         u16 cs, eip;
1501
1502         /* TODO: Add limit checks */
1503         c->src.val = ctxt->eflags;
1504         rc = em_push(ctxt);
1505         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1506                 return rc;
1507
1508         ctxt->eflags &= ~(EFLG_IF | EFLG_TF | EFLG_AC);
1509
1510         c->src.val = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
1511         rc = em_push(ctxt);
1512         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1513                 return rc;
1514
1515         c->src.val = c->eip;
1516         rc = em_push(ctxt);
1517         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1518                 return rc;
1519
1520         ops->get_idt(&dt, ctxt->vcpu);
1521
1522         eip_addr = dt.address + (irq << 2);
1523         cs_addr = dt.address + (irq << 2) + 2;
1524
1525         rc = ops->read_std(cs_addr, &cs, 2, ctxt->vcpu, &ctxt->exception);
1526         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1527                 return rc;
1528
1529         rc = ops->read_std(eip_addr, &eip, 2, ctxt->vcpu, &ctxt->exception);
1530         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1531                 return rc;
1532
1533         rc = load_segment_descriptor(ctxt, ops, cs, VCPU_SREG_CS);
1534         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1535                 return rc;
1536
1537         c->eip = eip;
1538
1539         return rc;
1540 }
1541
1542 static int emulate_int(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1543                        struct x86_emulate_ops *ops, int irq)
1544 {
1545         switch(ctxt->mode) {
1546         case X86EMUL_MODE_REAL:
1547                 return emulate_int_real(ctxt, ops, irq);
1548         case X86EMUL_MODE_VM86:
1549         case X86EMUL_MODE_PROT16:
1550         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1551         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1552         default:
1553                 /* Protected mode interrupts unimplemented yet */
1554                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1555         }
1556 }
1557
1558 static int emulate_iret_real(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1559                              struct x86_emulate_ops *ops)
1560 {
1561         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1562         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1563         unsigned long temp_eip = 0;
1564         unsigned long temp_eflags = 0;
1565         unsigned long cs = 0;
1566         unsigned long mask = EFLG_CF | EFLG_PF | EFLG_AF | EFLG_ZF | EFLG_SF | EFLG_TF |
1567                              EFLG_IF | EFLG_DF | EFLG_OF | EFLG_IOPL | EFLG_NT | EFLG_RF |
1568                              EFLG_AC | EFLG_ID | (1 << 1); /* Last one is the reserved bit */
1569         unsigned long vm86_mask = EFLG_VM | EFLG_VIF | EFLG_VIP;
1570
1571         /* TODO: Add stack limit check */
1572
1573         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &temp_eip, c->op_bytes);
1574
1575         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1576                 return rc;
1577
1578         if (temp_eip & ~0xffff)
1579                 return emulate_gp(ctxt, 0);
1580
1581         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &cs, c->op_bytes);
1582
1583         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1584                 return rc;
1585
1586         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &temp_eflags, c->op_bytes);
1587
1588         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1589                 return rc;
1590
1591         rc = load_segment_descriptor(ctxt, ops, (u16)cs, VCPU_SREG_CS);
1592
1593         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1594                 return rc;
1595
1596         c->eip = temp_eip;
1597
1598
1599         if (c->op_bytes == 4)
1600                 ctxt->eflags = ((temp_eflags & mask) | (ctxt->eflags & vm86_mask));
1601         else if (c->op_bytes == 2) {
1602                 ctxt->eflags &= ~0xffff;
1603                 ctxt->eflags |= temp_eflags;
1604         }
1605
1606         ctxt->eflags &= ~EFLG_RESERVED_ZEROS_MASK; /* Clear reserved zeros */
1607         ctxt->eflags |= EFLG_RESERVED_ONE_MASK;
1608
1609         return rc;
1610 }
1611
1612 static inline int emulate_iret(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1613                                     struct x86_emulate_ops* ops)
1614 {
1615         switch(ctxt->mode) {
1616         case X86EMUL_MODE_REAL:
1617                 return emulate_iret_real(ctxt, ops);
1618         case X86EMUL_MODE_VM86:
1619         case X86EMUL_MODE_PROT16:
1620         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1621         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1622         default:
1623                 /* iret from protected mode unimplemented yet */
1624                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1625         }
1626 }
1627
1628 static inline int emulate_grp1a(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1629                                 struct x86_emulate_ops *ops)
1630 {
1631         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1632
1633         return emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->dst.bytes);
1634 }
1635
1636 static inline void emulate_grp2(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1637 {
1638         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1639         switch (c->modrm_reg) {
1640         case 0: /* rol */
1641                 emulate_2op_SrcB("rol", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1642                 break;
1643         case 1: /* ror */
1644                 emulate_2op_SrcB("ror", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1645                 break;
1646         case 2: /* rcl */
1647                 emulate_2op_SrcB("rcl", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1648                 break;
1649         case 3: /* rcr */
1650                 emulate_2op_SrcB("rcr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1651                 break;
1652         case 4: /* sal/shl */
1653         case 6: /* sal/shl */
1654                 emulate_2op_SrcB("sal", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1655                 break;
1656         case 5: /* shr */
1657                 emulate_2op_SrcB("shr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1658                 break;
1659         case 7: /* sar */
1660                 emulate_2op_SrcB("sar", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1661                 break;
1662         }
1663 }
1664
1665 static inline int emulate_grp3(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1666                                struct x86_emulate_ops *ops)
1667 {
1668         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1669         unsigned long *rax = &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
1670         unsigned long *rdx = &c->regs[VCPU_REGS_RDX];
1671         u8 de = 0;
1672
1673         switch (c->modrm_reg) {
1674         case 0 ... 1:   /* test */
1675                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1676                 break;
1677         case 2: /* not */
1678                 c->dst.val = ~c->dst.val;
1679                 break;
1680         case 3: /* neg */
1681                 emulate_1op("neg", c->dst, ctxt->eflags);
1682                 break;
1683         case 4: /* mul */
1684                 emulate_1op_rax_rdx("mul", c->src, *rax, *rdx, ctxt->eflags);
1685                 break;
1686         case 5: /* imul */
1687                 emulate_1op_rax_rdx("imul", c->src, *rax, *rdx, ctxt->eflags);
1688                 break;
1689         case 6: /* div */
1690                 emulate_1op_rax_rdx_ex("div", c->src, *rax, *rdx,
1691                                        ctxt->eflags, de);
1692                 break;
1693         case 7: /* idiv */
1694                 emulate_1op_rax_rdx_ex("idiv", c->src, *rax, *rdx,
1695                                        ctxt->eflags, de);
1696                 break;
1697         default:
1698                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1699         }
1700         if (de)
1701                 return emulate_de(ctxt);
1702         return X86EMUL_CONTINUE;
1703 }
1704
1705 static int emulate_grp45(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1706 {
1707         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1708         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1709
1710         switch (c->modrm_reg) {
1711         case 0: /* inc */
1712                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
1713                 break;
1714         case 1: /* dec */
1715                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
1716                 break;
1717         case 2: /* call near abs */ {
1718                 long int old_eip;
1719                 old_eip = c->eip;
1720                 c->eip = c->src.val;
1721                 c->src.val = old_eip;
1722                 rc = em_push(ctxt);
1723                 break;
1724         }
1725         case 4: /* jmp abs */
1726                 c->eip = c->src.val;
1727                 break;
1728         case 6: /* push */
1729                 rc = em_push(ctxt);
1730                 break;
1731         }
1732         return rc;
1733 }
1734
1735 static inline int emulate_grp9(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1736                                struct x86_emulate_ops *ops)
1737 {
1738         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1739         u64 old = c->dst.orig_val64;
1740
1741         if (((u32) (old >> 0) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RAX]) ||
1742             ((u32) (old >> 32) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RDX])) {
1743                 c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32) (old >> 0);
1744                 c->regs[VCPU_REGS_RDX] = (u32) (old >> 32);
1745                 ctxt->eflags &= ~EFLG_ZF;
1746         } else {
1747                 c->dst.val64 = ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RCX] << 32) |
1748                         (u32) c->regs[VCPU_REGS_RBX];
1749
1750                 ctxt->eflags |= EFLG_ZF;
1751         }
1752         return X86EMUL_CONTINUE;
1753 }
1754
1755 static int emulate_ret_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1756                            struct x86_emulate_ops *ops)
1757 {
1758         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1759         int rc;
1760         unsigned long cs;
1761
1762         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->eip, c->op_bytes);
1763         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1764                 return rc;
1765         if (c->op_bytes == 4)
1766                 c->eip = (u32)c->eip;
1767         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &cs, c->op_bytes);
1768         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1769                 return rc;
1770         rc = load_segment_descriptor(ctxt, ops, (u16)cs, VCPU_SREG_CS);
1771         return rc;
1772 }
1773
1774 static int emulate_load_segment(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1775                            struct x86_emulate_ops *ops, int seg)
1776 {
1777         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1778         unsigned short sel;
1779         int rc;
1780
1781         memcpy(&sel, c->src.valptr + c->op_bytes, 2);
1782
1783         rc = load_segment_descriptor(ctxt, ops, sel, seg);
1784         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1785                 return rc;
1786
1787         c->dst.val = c->src.val;
1788         return rc;
1789 }
1790
1791 static inline void
1792 setup_syscalls_segments(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1793                         struct x86_emulate_ops *ops, struct desc_struct *cs,
1794                         struct desc_struct *ss)
1795 {
1796         memset(cs, 0, sizeof(struct desc_struct));
1797         ops->get_cached_descriptor(cs, NULL, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
1798         memset(ss, 0, sizeof(struct desc_struct));
1799
1800         cs->l = 0;              /* will be adjusted later */
1801         set_desc_base(cs, 0);   /* flat segment */
1802         cs->g = 1;              /* 4kb granularity */
1803         set_desc_limit(cs, 0xfffff);    /* 4GB limit */
1804         cs->type = 0x0b;        /* Read, Execute, Accessed */
1805         cs->s = 1;
1806         cs->dpl = 0;            /* will be adjusted later */
1807         cs->p = 1;
1808         cs->d = 1;
1809
1810         set_desc_base(ss, 0);   /* flat segment */
1811         set_desc_limit(ss, 0xfffff);    /* 4GB limit */
1812         ss->g = 1;              /* 4kb granularity */
1813         ss->s = 1;
1814         ss->type = 0x03;        /* Read/Write, Accessed */
1815         ss->d = 1;              /* 32bit stack segment */
1816         ss->dpl = 0;
1817         ss->p = 1;
1818 }
1819
1820 static int
1821 emulate_syscall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
1822 {
1823         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1824         struct desc_struct cs, ss;
1825         u64 msr_data;
1826         u16 cs_sel, ss_sel;
1827
1828         /* syscall is not available in real mode */
1829         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
1830             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
1831                 return emulate_ud(ctxt);
1832
1833         setup_syscalls_segments(ctxt, ops, &cs, &ss);
1834
1835         ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1836         msr_data >>= 32;
1837         cs_sel = (u16)(msr_data & 0xfffc);
1838         ss_sel = (u16)(msr_data + 8);
1839
1840         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1841                 cs.d = 0;
1842                 cs.l = 1;
1843         }
1844         ops->set_cached_descriptor(&cs, 0, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
1845         ops->set_segment_selector(cs_sel, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
1846         ops->set_cached_descriptor(&ss, 0, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
1847         ops->set_segment_selector(ss_sel, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
1848
1849         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = c->eip;
1850         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1851 #ifdef CONFIG_X86_64
1852                 c->regs[VCPU_REGS_R11] = ctxt->eflags & ~EFLG_RF;
1853
1854                 ops->get_msr(ctxt->vcpu,
1855                              ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 ?
1856                              MSR_LSTAR : MSR_CSTAR, &msr_data);
1857                 c->eip = msr_data;
1858
1859                 ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_SYSCALL_MASK, &msr_data);
1860                 ctxt->eflags &= ~(msr_data | EFLG_RF);
1861 #endif
1862         } else {
1863                 /* legacy mode */
1864                 ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1865                 c->eip = (u32)msr_data;
1866
1867                 ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1868         }
1869
1870         return X86EMUL_CONTINUE;
1871 }
1872
1873 static int
1874 emulate_sysenter(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
1875 {
1876         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1877         struct desc_struct cs, ss;
1878         u64 msr_data;
1879         u16 cs_sel, ss_sel;
1880
1881         /* inject #GP if in real mode */
1882         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL)
1883                 return emulate_gp(ctxt, 0);
1884
1885         /* XXX sysenter/sysexit have not been tested in 64bit mode.
1886         * Therefore, we inject an #UD.
1887         */
1888         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
1889                 return emulate_ud(ctxt);
1890
1891         setup_syscalls_segments(ctxt, ops, &cs, &ss);
1892
1893         ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1894         switch (ctxt->mode) {
1895         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1896                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0)
1897                         return emulate_gp(ctxt, 0);
1898                 break;
1899         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1900                 if (msr_data == 0x0)
1901                         return emulate_gp(ctxt, 0);
1902                 break;
1903         }
1904
1905         ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1906         cs_sel = (u16)msr_data;
1907         cs_sel &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1908         ss_sel = cs_sel + 8;
1909         ss_sel &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1910         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64
1911                 || is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1912                 cs.d = 0;
1913                 cs.l = 1;
1914         }
1915
1916         ops->set_cached_descriptor(&cs, 0, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
1917         ops->set_segment_selector(cs_sel, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
1918         ops->set_cached_descriptor(&ss, 0, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
1919         ops->set_segment_selector(ss_sel, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
1920
1921         ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_EIP, &msr_data);
1922         c->eip = msr_data;
1923
1924         ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_ESP, &msr_data);
1925         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = msr_data;
1926
1927         return X86EMUL_CONTINUE;
1928 }
1929
1930 static int
1931 emulate_sysexit(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
1932 {
1933         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1934         struct desc_struct cs, ss;
1935         u64 msr_data;
1936         int usermode;
1937         u16 cs_sel, ss_sel;
1938
1939         /* inject #GP if in real mode or Virtual 8086 mode */
1940         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
1941             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
1942                 return emulate_gp(ctxt, 0);
1943
1944         setup_syscalls_segments(ctxt, ops, &cs, &ss);
1945
1946         if ((c->rex_prefix & 0x8) != 0x0)
1947                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT64;
1948         else
1949                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT32;
1950
1951         cs.dpl = 3;
1952         ss.dpl = 3;
1953         ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1954         switch (usermode) {
1955         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1956                 cs_sel = (u16)(msr_data + 16);
1957                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0)
1958                         return emulate_gp(ctxt, 0);
1959                 ss_sel = (u16)(msr_data + 24);
1960                 break;
1961         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1962                 cs_sel = (u16)(msr_data + 32);
1963                 if (msr_data == 0x0)
1964                         return emulate_gp(ctxt, 0);
1965                 ss_sel = cs_sel + 8;
1966                 cs.d = 0;
1967                 cs.l = 1;
1968                 break;
1969         }
1970         cs_sel |= SELECTOR_RPL_MASK;
1971         ss_sel |= SELECTOR_RPL_MASK;
1972
1973         ops->set_cached_descriptor(&cs, 0, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
1974         ops->set_segment_selector(cs_sel, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
1975         ops->set_cached_descriptor(&ss, 0, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
1976         ops->set_segment_selector(ss_sel, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
1977
1978         c->eip = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
1979         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
1980
1981         return X86EMUL_CONTINUE;
1982 }
1983
1984 static bool emulator_bad_iopl(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1985                               struct x86_emulate_ops *ops)
1986 {
1987         int iopl;
1988         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL)
1989                 return false;
1990         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
1991                 return true;
1992         iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
1993         return ops->cpl(ctxt->vcpu) > iopl;
1994 }
1995
1996 static bool emulator_io_port_access_allowed(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1997                                             struct x86_emulate_ops *ops,
1998                                             u16 port, u16 len)
1999 {
2000         struct desc_struct tr_seg;
2001         u32 base3;
2002         int r;
2003         u16 io_bitmap_ptr, perm, bit_idx = port & 0x7;
2004         unsigned mask = (1 << len) - 1;
2005         unsigned long base;
2006
2007         ops->get_cached_descriptor(&tr_seg, &base3, VCPU_SREG_TR, ctxt->vcpu);
2008         if (!tr_seg.p)
2009                 return false;
2010         if (desc_limit_scaled(&tr_seg) < 103)
2011                 return false;
2012         base = get_desc_base(&tr_seg);
2013 #ifdef CONFIG_X86_64
2014         base |= ((u64)base3) << 32;
2015 #endif
2016         r = ops->read_std(base + 102, &io_bitmap_ptr, 2, ctxt->vcpu, NULL);
2017         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2018                 return false;
2019         if (io_bitmap_ptr + port/8 > desc_limit_scaled(&tr_seg))
2020                 return false;
2021         r = ops->read_std(base + io_bitmap_ptr + port/8, &perm, 2, ctxt->vcpu,
2022                           NULL);
2023         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2024                 return false;
2025         if ((perm >> bit_idx) & mask)
2026                 return false;
2027         return true;
2028 }
2029
2030 static bool emulator_io_permited(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2031                                  struct x86_emulate_ops *ops,
2032                                  u16 port, u16 len)
2033 {
2034         if (ctxt->perm_ok)
2035                 return true;
2036
2037         if (emulator_bad_iopl(ctxt, ops))
2038                 if (!emulator_io_port_access_allowed(ctxt, ops, port, len))
2039                         return false;
2040
2041         ctxt->perm_ok = true;
2042
2043         return true;
2044 }
2045
2046 static void save_state_to_tss16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2047                                 struct x86_emulate_ops *ops,
2048                                 struct tss_segment_16 *tss)
2049 {
2050         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2051
2052         tss->ip = c->eip;
2053         tss->flag = ctxt->eflags;
2054         tss->ax = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2055         tss->cx = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
2056         tss->dx = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2057         tss->bx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
2058         tss->sp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
2059         tss->bp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
2060         tss->si = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
2061         tss->di = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
2062
2063         tss->es = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
2064         tss->cs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
2065         tss->ss = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
2066         tss->ds = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
2067         tss->ldt = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
2068 }
2069
2070 static int load_state_from_tss16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2071                                  struct x86_emulate_ops *ops,
2072                                  struct tss_segment_16 *tss)
2073 {
2074         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2075         int ret;
2076
2077         c->eip = tss->ip;
2078         ctxt->eflags = tss->flag | 2;
2079         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = tss->ax;
2080         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = tss->cx;
2081         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = tss->dx;
2082         c->regs[VCPU_REGS_RBX] = tss->bx;
2083         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = tss->sp;
2084         c->regs[VCPU_REGS_RBP] = tss->bp;
2085         c->regs[VCPU_REGS_RSI] = tss->si;
2086         c->regs[VCPU_REGS_RDI] = tss->di;
2087
2088         /*
2089          * SDM says that segment selectors are loaded before segment
2090          * descriptors
2091          */
2092         ops->set_segment_selector(tss->ldt, VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
2093         ops->set_segment_selector(tss->es, VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
2094         ops->set_segment_selector(tss->cs, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
2095         ops->set_segment_selector(tss->ss, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
2096         ops->set_segment_selector(tss->ds, VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
2097
2098         /*
2099          * Now load segment descriptors. If fault happenes at this stage
2100          * it is handled in a context of new task
2101          */
2102         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ldt, VCPU_SREG_LDTR);
2103         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2104                 return ret;
2105         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->es, VCPU_SREG_ES);
2106         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2107                 return ret;
2108         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->cs, VCPU_SREG_CS);
2109         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2110                 return ret;
2111         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ss, VCPU_SREG_SS);
2112         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2113                 return ret;
2114         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ds, VCPU_SREG_DS);
2115         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2116                 return ret;
2117
2118         return X86EMUL_CONTINUE;
2119 }
2120
2121 static int task_switch_16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2122                           struct x86_emulate_ops *ops,
2123                           u16 tss_selector, u16 old_tss_sel,
2124                           ulong old_tss_base, struct desc_struct *new_desc)
2125 {
2126         struct tss_segment_16 tss_seg;
2127         int ret;
2128         u32 new_tss_base = get_desc_base(new_desc);
2129
2130         ret = ops->read_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2131                             &ctxt->exception);
2132         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2133                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2134                 return ret;
2135
2136         save_state_to_tss16(ctxt, ops, &tss_seg);
2137
2138         ret = ops->write_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2139                              &ctxt->exception);
2140         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2141                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2142                 return ret;
2143
2144         ret = ops->read_std(new_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2145                             &ctxt->exception);
2146         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2147                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2148                 return ret;
2149
2150         if (old_tss_sel != 0xffff) {
2151                 tss_seg.prev_task_link = old_tss_sel;
2152
2153                 ret = ops->write_std(new_tss_base,
2154                                      &tss_seg.prev_task_link,
2155                                      sizeof tss_seg.prev_task_link,
2156                                      ctxt->vcpu, &ctxt->exception);
2157                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2158                         /* FIXME: need to provide precise fault address */
2159                         return ret;
2160         }
2161
2162         return load_state_from_tss16(ctxt, ops, &tss_seg);
2163 }
2164
2165 static void save_state_to_tss32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2166                                 struct x86_emulate_ops *ops,
2167                                 struct tss_segment_32 *tss)
2168 {
2169         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2170
2171         tss->cr3 = ops->get_cr(3, ctxt->vcpu);
2172         tss->eip = c->eip;
2173         tss->eflags = ctxt->eflags;
2174         tss->eax = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2175         tss->ecx = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
2176         tss->edx = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2177         tss->ebx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
2178         tss->esp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
2179         tss->ebp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
2180         tss->esi = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
2181         tss->edi = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
2182
2183         tss->es = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
2184         tss->cs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
2185         tss->ss = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
2186         tss->ds = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
2187         tss->fs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_FS, ctxt->vcpu);
2188         tss->gs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_GS, ctxt->vcpu);
2189         tss->ldt_selector = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
2190 }
2191
2192 static int load_state_from_tss32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2193                                  struct x86_emulate_ops *ops,
2194                                  struct tss_segment_32 *tss)
2195 {
2196         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2197         int ret;
2198
2199         if (ops->set_cr(3, tss->cr3, ctxt->vcpu))
2200                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2201         c->eip = tss->eip;
2202         ctxt->eflags = tss->eflags | 2;
2203         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = tss->eax;
2204         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = tss->ecx;
2205         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = tss->edx;
2206         c->regs[VCPU_REGS_RBX] = tss->ebx;
2207         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = tss->esp;
2208         c->regs[VCPU_REGS_RBP] = tss->ebp;
2209         c->regs[VCPU_REGS_RSI] = tss->esi;
2210         c->regs[VCPU_REGS_RDI] = tss->edi;
2211
2212         /*
2213          * SDM says that segment selectors are loaded before segment
2214          * descriptors
2215          */
2216         ops->set_segment_selector(tss->ldt_selector, VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
2217         ops->set_segment_selector(tss->es, VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
2218         ops->set_segment_selector(tss->cs, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
2219         ops->set_segment_selector(tss->ss, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
2220         ops->set_segment_selector(tss->ds, VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
2221         ops->set_segment_selector(tss->fs, VCPU_SREG_FS, ctxt->vcpu);
2222         ops->set_segment_selector(tss->gs, VCPU_SREG_GS, ctxt->vcpu);
2223
2224         /*
2225          * Now load segment descriptors. If fault happenes at this stage
2226          * it is handled in a context of new task
2227          */
2228         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ldt_selector, VCPU_SREG_LDTR);
2229         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2230                 return ret;
2231         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->es, VCPU_SREG_ES);
2232         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2233                 return ret;
2234         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->cs, VCPU_SREG_CS);
2235         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2236                 return ret;
2237         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ss, VCPU_SREG_SS);
2238         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2239                 return ret;
2240         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ds, VCPU_SREG_DS);
2241         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2242                 return ret;
2243         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->fs, VCPU_SREG_FS);
2244         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2245                 return ret;
2246         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->gs, VCPU_SREG_GS);
2247         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2248                 return ret;
2249
2250         return X86EMUL_CONTINUE;
2251 }
2252
2253 static int task_switch_32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2254                           struct x86_emulate_ops *ops,
2255                           u16 tss_selector, u16 old_tss_sel,
2256                           ulong old_tss_base, struct desc_struct *new_desc)
2257 {
2258         struct tss_segment_32 tss_seg;
2259         int ret;
2260         u32 new_tss_base = get_desc_base(new_desc);
2261
2262         ret = ops->read_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2263                             &ctxt->exception);
2264         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2265                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2266                 return ret;
2267
2268         save_state_to_tss32(ctxt, ops, &tss_seg);
2269
2270         ret = ops->write_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2271                              &ctxt->exception);
2272         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2273                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2274                 return ret;
2275
2276         ret = ops->read_std(new_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2277                             &ctxt->exception);
2278         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2279                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2280                 return ret;
2281
2282         if (old_tss_sel != 0xffff) {
2283                 tss_seg.prev_task_link = old_tss_sel;
2284
2285                 ret = ops->write_std(new_tss_base,
2286                                      &tss_seg.prev_task_link,
2287                                      sizeof tss_seg.prev_task_link,
2288                                      ctxt->vcpu, &ctxt->exception);
2289                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2290                         /* FIXME: need to provide precise fault address */
2291                         return ret;
2292         }
2293
2294         return load_state_from_tss32(ctxt, ops, &tss_seg);
2295 }
2296
2297 static int emulator_do_task_switch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2298                                    struct x86_emulate_ops *ops,
2299                                    u16 tss_selector, int reason,
2300                                    bool has_error_code, u32 error_code)
2301 {
2302         struct desc_struct curr_tss_desc, next_tss_desc;
2303         int ret;
2304         u16 old_tss_sel = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_TR, ctxt->vcpu);
2305         ulong old_tss_base =
2306                 ops->get_cached_segment_base(VCPU_SREG_TR, ctxt->vcpu);
2307         u32 desc_limit;
2308
2309         /* FIXME: old_tss_base == ~0 ? */
2310
2311         ret = read_segment_descriptor(ctxt, ops, tss_selector, &next_tss_desc);
2312         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2313                 return ret;
2314         ret = read_segment_descriptor(ctxt, ops, old_tss_sel, &curr_tss_desc);
2315         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2316                 return ret;
2317
2318         /* FIXME: check that next_tss_desc is tss */
2319
2320         if (reason != TASK_SWITCH_IRET) {
2321                 if ((tss_selector & 3) > next_tss_desc.dpl ||
2322                     ops->cpl(ctxt->vcpu) > next_tss_desc.dpl)
2323                         return emulate_gp(ctxt, 0);
2324         }
2325
2326         desc_limit = desc_limit_scaled(&next_tss_desc);
2327         if (!next_tss_desc.p ||
2328             ((desc_limit < 0x67 && (next_tss_desc.type & 8)) ||
2329              desc_limit < 0x2b)) {
2330                 emulate_ts(ctxt, tss_selector & 0xfffc);
2331                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
2332         }
2333
2334         if (reason == TASK_SWITCH_IRET || reason == TASK_SWITCH_JMP) {
2335                 curr_tss_desc.type &= ~(1 << 1); /* clear busy flag */
2336                 write_segment_descriptor(ctxt, ops, old_tss_sel,
2337                                          &curr_tss_desc);
2338         }
2339
2340         if (reason == TASK_SWITCH_IRET)
2341                 ctxt->eflags = ctxt->eflags & ~X86_EFLAGS_NT;
2342
2343         /* set back link to prev task only if NT bit is set in eflags
2344            note that old_tss_sel is not used afetr this point */
2345         if (reason != TASK_SWITCH_CALL && reason != TASK_SWITCH_GATE)
2346                 old_tss_sel = 0xffff;
2347
2348         if (next_tss_desc.type & 8)
2349                 ret = task_switch_32(ctxt, ops, tss_selector, old_tss_sel,
2350                                      old_tss_base, &next_tss_desc);
2351         else
2352                 ret = task_switch_16(ctxt, ops, tss_selector, old_tss_sel,
2353                                      old_tss_base, &next_tss_desc);
2354         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2355                 return ret;
2356
2357         if (reason == TASK_SWITCH_CALL || reason == TASK_SWITCH_GATE)
2358                 ctxt->eflags = ctxt->eflags | X86_EFLAGS_NT;
2359
2360         if (reason != TASK_SWITCH_IRET) {
2361                 next_tss_desc.type |= (1 << 1); /* set busy flag */
2362                 write_segment_descriptor(ctxt, ops, tss_selector,
2363                                          &next_tss_desc);
2364         }
2365
2366         ops->set_cr(0,  ops->get_cr(0, ctxt->vcpu) | X86_CR0_TS, ctxt->vcpu);
2367         ops->set_cached_descriptor(&next_tss_desc, 0, VCPU_SREG_TR, ctxt->vcpu);
2368         ops->set_segment_selector(tss_selector, VCPU_SREG_TR, ctxt->vcpu);
2369
2370         if (has_error_code) {
2371                 struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2372
2373                 c->op_bytes = c->ad_bytes = (next_tss_desc.type & 8) ? 4 : 2;
2374                 c->lock_prefix = 0;
2375                 c->src.val = (unsigned long) error_code;
2376                 ret = em_push(ctxt);
2377         }
2378
2379         return ret;
2380 }
2381
2382 int emulator_task_switch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2383                          u16 tss_selector, int reason,
2384                          bool has_error_code, u32 error_code)
2385 {
2386         struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2387         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2388         int rc;
2389
2390         c->eip = ctxt->eip;
2391         c->dst.type = OP_NONE;
2392
2393         rc = emulator_do_task_switch(ctxt, ops, tss_selector, reason,
2394                                      has_error_code, error_code);
2395
2396         if (rc == X86EMUL_CONTINUE)
2397                 ctxt->eip = c->eip;
2398
2399         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? EMULATION_FAILED : EMULATION_OK;
2400 }
2401
2402 static void string_addr_inc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned seg,
2403                             int reg, struct operand *op)
2404 {
2405         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2406         int df = (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -1 : 1;
2407
2408         register_address_increment(c, &c->regs[reg], df * op->bytes);
2409         op->addr.mem.ea = register_address(c, c->regs[reg]);
2410         op->addr.mem.seg = seg;
2411 }
2412
2413 static int em_das(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2414 {
2415         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2416         u8 al, old_al;
2417         bool af, cf, old_cf;
2418
2419         cf = ctxt->eflags & X86_EFLAGS_CF;
2420         al = c->dst.val;
2421
2422         old_al = al;
2423         old_cf = cf;
2424         cf = false;
2425         af = ctxt->eflags & X86_EFLAGS_AF;
2426         if ((al & 0x0f) > 9 || af) {
2427                 al -= 6;
2428                 cf = old_cf | (al >= 250);
2429                 af = true;
2430         } else {
2431                 af = false;
2432         }
2433         if (old_al > 0x99 || old_cf) {
2434                 al -= 0x60;
2435                 cf = true;
2436         }
2437
2438         c->dst.val = al;
2439         /* Set PF, ZF, SF */
2440         c->src.type = OP_IMM;
2441         c->src.val = 0;
2442         c->src.bytes = 1;
2443         emulate_2op_SrcV("or", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2444         ctxt->eflags &= ~(X86_EFLAGS_AF | X86_EFLAGS_CF);
2445         if (cf)
2446                 ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_CF;
2447         if (af)
2448                 ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_AF;
2449         return X86EMUL_CONTINUE;
2450 }
2451
2452 static int em_call_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2453 {
2454         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2455         u16 sel, old_cs;
2456         ulong old_eip;
2457         int rc;
2458
2459         old_cs = ctxt->ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
2460         old_eip = c->eip;
2461
2462         memcpy(&sel, c->src.valptr + c->op_bytes, 2);
2463         if (load_segment_descriptor(ctxt, ctxt->ops, sel, VCPU_SREG_CS))
2464                 return X86EMUL_CONTINUE;
2465
2466         c->eip = 0;
2467         memcpy(&c->eip, c->src.valptr, c->op_bytes);
2468
2469         c->src.val = old_cs;
2470         rc = em_push(ctxt);
2471         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2472                 return rc;
2473
2474         c->src.val = old_eip;
2475         return em_push(ctxt);
2476 }
2477
2478 static int em_ret_near_imm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2479 {
2480         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2481         int rc;
2482
2483         c->dst.type = OP_REG;
2484         c->dst.addr.reg = &c->eip;
2485         c->dst.bytes = c->op_bytes;
2486         rc = emulate_pop(ctxt, ctxt->ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
2487         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2488                 return rc;
2489         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], c->src.val);
2490         return X86EMUL_CONTINUE;
2491 }
2492
2493 static int em_imul(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2494 {
2495         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2496
2497         emulate_2op_SrcV_nobyte("imul", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2498         return X86EMUL_CONTINUE;
2499 }
2500
2501 static int em_imul_3op(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2502 {
2503         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2504
2505         c->dst.val = c->src2.val;
2506         return em_imul(ctxt);
2507 }
2508
2509 static int em_cwd(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2510 {
2511         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2512
2513         c->dst.type = OP_REG;
2514         c->dst.bytes = c->src.bytes;
2515         c->dst.addr.reg = &c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2516         c->dst.val = ~((c->src.val >> (c->src.bytes * 8 - 1)) - 1);
2517
2518         return X86EMUL_CONTINUE;
2519 }
2520
2521 static int em_rdtsc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2522 {
2523         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2524         u64 tsc = 0;
2525
2526         ctxt->ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_TSC, &tsc);
2527         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32)tsc;
2528         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = tsc >> 32;
2529         return X86EMUL_CONTINUE;
2530 }
2531
2532 static int em_mov(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2533 {
2534         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2535         c->dst.val = c->src.val;
2536         return X86EMUL_CONTINUE;
2537 }
2538
2539 static int em_movdqu(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2540 {
2541         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2542         memcpy(&c->dst.vec_val, &c->src.vec_val, c->op_bytes);
2543         return X86EMUL_CONTINUE;
2544 }
2545
2546 static int em_invlpg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2547 {
2548         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2549         int rc;
2550         ulong linear;
2551
2552         rc = linearize(ctxt, c->src.addr.mem, 1, false, &linear);
2553         if (rc == X86EMUL_CONTINUE)
2554                 emulate_invlpg(ctxt->vcpu, linear);
2555         /* Disable writeback. */
2556         c->dst.type = OP_NONE;
2557         return X86EMUL_CONTINUE;
2558 }
2559
2560 static bool valid_cr(int nr)
2561 {
2562         switch (nr) {
2563         case 0:
2564         case 2 ... 4:
2565         case 8:
2566                 return true;
2567         default:
2568                 return false;
2569         }
2570 }
2571
2572 static int check_cr_read(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2573 {
2574         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2575
2576         if (!valid_cr(c->modrm_reg))
2577                 return emulate_ud(ctxt);
2578
2579         return X86EMUL_CONTINUE;
2580 }
2581
2582 static int check_cr_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2583 {
2584         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2585         u64 new_val = c->src.val64;
2586         int cr = c->modrm_reg;
2587
2588         static u64 cr_reserved_bits[] = {
2589                 0xffffffff00000000ULL,
2590                 0, 0, 0, /* CR3 checked later */
2591                 CR4_RESERVED_BITS,
2592                 0, 0, 0,
2593                 CR8_RESERVED_BITS,
2594         };
2595
2596         if (!valid_cr(cr))
2597                 return emulate_ud(ctxt);
2598
2599         if (new_val & cr_reserved_bits[cr])
2600                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2601
2602         switch (cr) {
2603         case 0: {
2604                 u64 cr4, efer;
2605                 if (((new_val & X86_CR0_PG) && !(new_val & X86_CR0_PE)) ||
2606                     ((new_val & X86_CR0_NW) && !(new_val & X86_CR0_CD)))
2607                         return emulate_gp(ctxt, 0);
2608
2609                 cr4 = ctxt->ops->get_cr(4, ctxt->vcpu);
2610                 ctxt->ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_EFER, &efer);
2611
2612                 if ((new_val & X86_CR0_PG) && (efer & EFER_LME) &&
2613                     !(cr4 & X86_CR4_PAE))
2614                         return emulate_gp(ctxt, 0);
2615
2616                 break;
2617                 }
2618         case 3: {
2619                 u64 rsvd = 0;
2620
2621                 if (is_long_mode(ctxt->vcpu))
2622                         rsvd = CR3_L_MODE_RESERVED_BITS;
2623                 else if (is_pae(ctxt->vcpu))
2624                         rsvd = CR3_PAE_RESERVED_BITS;
2625                 else if (is_paging(ctxt->vcpu))
2626                         rsvd = CR3_NONPAE_RESERVED_BITS;
2627
2628                 if (new_val & rsvd)
2629                         return emulate_gp(ctxt, 0);
2630
2631                 break;
2632                 }
2633         case 4: {
2634                 u64 cr4, efer;
2635
2636                 cr4 = ctxt->ops->get_cr(4, ctxt->vcpu);
2637                 ctxt->ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_EFER, &efer);
2638
2639                 if ((efer & EFER_LMA) && !(new_val & X86_CR4_PAE))
2640                         return emulate_gp(ctxt, 0);
2641
2642                 break;
2643                 }
2644         }
2645
2646         return X86EMUL_CONTINUE;
2647 }
2648
2649 static int check_dr7_gd(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2650 {
2651         unsigned long dr7;
2652
2653         ctxt->ops->get_dr(7, &dr7, ctxt->vcpu);
2654
2655         /* Check if DR7.Global_Enable is set */
2656         return dr7 & (1 << 13);
2657 }
2658
2659 static int check_dr_read(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2660 {
2661         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2662         int dr = c->modrm_reg;
2663         u64 cr4;
2664
2665         if (dr > 7)
2666                 return emulate_ud(ctxt);
2667
2668         cr4 = ctxt->ops->get_cr(4, ctxt->vcpu);
2669         if ((cr4 & X86_CR4_DE) && (dr == 4 || dr == 5))
2670                 return emulate_ud(ctxt);
2671
2672         if (check_dr7_gd(ctxt))
2673                 return emulate_db(ctxt);
2674
2675         return X86EMUL_CONTINUE;
2676 }
2677
2678 static int check_dr_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2679 {
2680         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2681         u64 new_val = c->src.val64;
2682         int dr = c->modrm_reg;
2683
2684         if ((dr == 6 || dr == 7) && (new_val & 0xffffffff00000000ULL))
2685                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2686
2687         return check_dr_read(ctxt);
2688 }
2689
2690 static int check_svme(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2691 {
2692         u64 efer;
2693
2694         ctxt->ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_EFER, &efer);
2695
2696         if (!(efer & EFER_SVME))
2697                 return emulate_ud(ctxt);
2698
2699         return X86EMUL_CONTINUE;
2700 }
2701
2702 static int check_svme_pa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2703 {
2704         u64 rax = kvm_register_read(ctxt->vcpu, VCPU_REGS_RAX);
2705
2706         /* Valid physical address? */
2707         if (rax & 0xffff000000000000)
2708                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2709
2710         return check_svme(ctxt);
2711 }
2712
2713 static int check_rdtsc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2714 {
2715         u64 cr4 = ctxt->ops->get_cr(4, ctxt->vcpu);
2716
2717         if (cr4 & X86_CR4_TSD && ctxt->ops->cpl(ctxt->vcpu))
2718                 return emulate_ud(ctxt);
2719
2720         return X86EMUL_CONTINUE;
2721 }
2722
2723 static int check_rdpmc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2724 {
2725         u64 cr4 = ctxt->ops->get_cr(4, ctxt->vcpu);
2726         u64 rcx = kvm_register_read(ctxt->vcpu, VCPU_REGS_RCX);
2727
2728         if ((!(cr4 & X86_CR4_PCE) && ctxt->ops->cpl(ctxt->vcpu)) ||
2729             (rcx > 3))
2730                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2731
2732         return X86EMUL_CONTINUE;
2733 }
2734
2735 static int check_perm_in(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2736 {
2737         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2738
2739         c->dst.bytes = min(c->dst.bytes, 4u);
2740         if (!emulator_io_permited(ctxt, ctxt->ops, c->src.val, c->dst.bytes))
2741                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2742
2743         return X86EMUL_CONTINUE;
2744 }
2745
2746 static int check_perm_out(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2747 {
2748         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2749
2750         c->src.bytes = min(c->src.bytes, 4u);
2751         if (!emulator_io_permited(ctxt, ctxt->ops, c->dst.val, c->src.bytes))
2752                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2753
2754         return X86EMUL_CONTINUE;
2755 }
2756
2757 #define D(_y) { .flags = (_y) }
2758 #define DI(_y, _i) { .flags = (_y), .intercept = x86_intercept_##_i }
2759 #define DIP(_y, _i, _p) { .flags = (_y), .intercept = x86_intercept_##_i, \
2760                       .check_perm = (_p) }
2761 #define N    D(0)
2762 #define EXT(_f, _e) { .flags = ((_f) | RMExt), .u.group = (_e) }
2763 #define G(_f, _g) { .flags = ((_f) | Group), .u.group = (_g) }
2764 #define GD(_f, _g) { .flags = ((_f) | Group | GroupDual), .u.gdual = (_g) }
2765 #define I(_f, _e) { .flags = (_f), .u.execute = (_e) }
2766 #define II(_f, _e, _i) \
2767         { .flags = (_f), .u.execute = (_e), .intercept = x86_intercept_##_i }
2768 #define IIP(_f, _e, _i, _p) \
2769         { .flags = (_f), .u.execute = (_e), .intercept = x86_intercept_##_i, \
2770           .check_perm = (_p) }
2771 #define GP(_f, _g) { .flags = ((_f) | Prefix), .u.gprefix = (_g) }
2772
2773 #define D2bv(_f)      D((_f) | ByteOp), D(_f)
2774 #define D2bvIP(_f, _i, _p) DIP((_f) | ByteOp, _i, _p), DIP(_f, _i, _p)
2775 #define I2bv(_f, _e)  I((_f) | ByteOp, _e), I(_f, _e)
2776
2777 #define D6ALU(_f) D2bv((_f) | DstMem | SrcReg | ModRM),                 \
2778                 D2bv(((_f) | DstReg | SrcMem | ModRM) & ~Lock),         \
2779                 D2bv(((_f) & ~Lock) | DstAcc | SrcImm)
2780
2781 static struct opcode group7_rm1[] = {
2782         DI(SrcNone | ModRM | Priv, monitor),
2783         DI(SrcNone | ModRM | Priv, mwait),
2784         N, N, N, N, N, N,
2785 };
2786
2787 static struct opcode group7_rm3[] = {
2788         DIP(SrcNone | ModRM | Prot | Priv, vmrun,   check_svme_pa),
2789         DI(SrcNone | ModRM | Prot | VendorSpecific, vmmcall),
2790         DIP(SrcNone | ModRM | Prot | Priv, vmload,  check_svme_pa),
2791         DIP(SrcNone | ModRM | Prot | Priv, vmsave,  check_svme_pa),
2792         DIP(SrcNone | ModRM | Prot | Priv, stgi,    check_svme),
2793         DIP(SrcNone | ModRM | Prot | Priv, clgi,    check_svme),
2794         DIP(SrcNone | ModRM | Prot | Priv, skinit,  check_svme),
2795         DIP(SrcNone | ModRM | Prot | Priv, invlpga, check_svme),
2796 };
2797
2798 static struct opcode group7_rm7[] = {
2799         N,
2800         DIP(SrcNone | ModRM, rdtscp, check_rdtsc),
2801         N, N, N, N, N, N,
2802 };
2803 static struct opcode group1[] = {
2804         X7(D(Lock)), N
2805 };
2806
2807 static struct opcode group1A[] = {
2808         D(DstMem | SrcNone | ModRM | Mov | Stack), N, N, N, N, N, N, N,
2809 };
2810
2811 static struct opcode group3[] = {
2812         D(DstMem | SrcImm | ModRM), D(DstMem | SrcImm | ModRM),
2813         D(DstMem | SrcNone | ModRM | Lock), D(DstMem | SrcNone | ModRM | Lock),
2814         X4(D(SrcMem | ModRM)),
2815 };
2816
2817 static struct opcode group4[] = {
2818         D(ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM | Lock), D(ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM | Lock),
2819         N, N, N, N, N, N,
2820 };
2821
2822 static struct opcode group5[] = {
2823         D(DstMem | SrcNone | ModRM | Lock), D(DstMem | SrcNone | ModRM | Lock),
2824         D(SrcMem | ModRM | Stack),
2825         I(SrcMemFAddr | ModRM | ImplicitOps | Stack, em_call_far),
2826         D(SrcMem | ModRM | Stack), D(SrcMemFAddr | ModRM | ImplicitOps),
2827         D(SrcMem | ModRM | Stack), N,
2828 };
2829
2830 static struct opcode group6[] = {
2831         DI(ModRM | Prot,        sldt),
2832         DI(ModRM | Prot,        str),
2833         DI(ModRM | Prot | Priv, lldt),
2834         DI(ModRM | Prot | Priv, ltr),
2835         N, N, N, N,
2836 };
2837
2838 static struct group_dual group7 = { {
2839         DI(ModRM | Mov | DstMem | Priv, sgdt),
2840         DI(ModRM | Mov | DstMem | Priv, sidt),
2841         DI(ModRM | SrcMem | Priv, lgdt), DI(ModRM | SrcMem | Priv, lidt),
2842         DI(SrcNone | ModRM | DstMem | Mov, smsw), N,
2843         DI(SrcMem16 | ModRM | Mov | Priv, lmsw),
2844         DI(SrcMem | ModRM | ByteOp | Priv | NoAccess, invlpg),
2845 }, {
2846         D(SrcNone | ModRM | Priv | VendorSpecific), EXT(0, group7_rm1),
2847         N, EXT(0, group7_rm3),
2848         DI(SrcNone | ModRM | DstMem | Mov, smsw), N,
2849         DI(SrcMem16 | ModRM | Mov | Priv, lmsw), EXT(0, group7_rm7),
2850 } };
2851
2852 static struct opcode group8[] = {
2853         N, N, N, N,
2854         D(DstMem | SrcImmByte | ModRM), D(DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock),
2855         D(DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock), D(DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock),
2856 };
2857
2858 static struct group_dual group9 = { {
2859         N, D(DstMem64 | ModRM | Lock), N, N, N, N, N, N,
2860 }, {
2861         N, N, N, N, N, N, N, N,
2862 } };
2863
2864 static struct opcode group11[] = {
2865         I(DstMem | SrcImm | ModRM | Mov, em_mov), X7(D(Undefined)),
2866 };
2867
2868 static struct gprefix pfx_0f_6f_0f_7f = {
2869         N, N, N, I(Sse, em_movdqu),
2870 };
2871
2872 static struct opcode opcode_table[256] = {
2873         /* 0x00 - 0x07 */
2874         D6ALU(Lock),
2875         D(ImplicitOps | Stack | No64), D(ImplicitOps | Stack | No64),
2876         /* 0x08 - 0x0F */
2877         D6ALU(Lock),
2878         D(ImplicitOps | Stack | No64), N,
2879         /* 0x10 - 0x17 */
2880         D6ALU(Lock),
2881         D(ImplicitOps | Stack | No64), D(ImplicitOps | Stack | No64),
2882         /* 0x18 - 0x1F */
2883         D6ALU(Lock),
2884         D(ImplicitOps | Stack | No64), D(ImplicitOps | Stack | No64),
2885         /* 0x20 - 0x27 */
2886         D6ALU(Lock), N, N,
2887         /* 0x28 - 0x2F */
2888         D6ALU(Lock), N, I(ByteOp | DstAcc | No64, em_das),
2889         /* 0x30 - 0x37 */
2890         D6ALU(Lock), N, N,
2891         /* 0x38 - 0x3F */
2892         D6ALU(0), N, N,
2893         /* 0x40 - 0x4F */
2894         X16(D(DstReg)),
2895         /* 0x50 - 0x57 */
2896         X8(I(SrcReg | Stack, em_push)),
2897         /* 0x58 - 0x5F */
2898         X8(D(DstReg | Stack)),
2899         /* 0x60 - 0x67 */
2900         D(ImplicitOps | Stack | No64), D(ImplicitOps | Stack | No64),
2901         N, D(DstReg | SrcMem32 | ModRM | Mov) /* movsxd (x86/64) */ ,
2902         N, N, N, N,
2903         /* 0x68 - 0x6F */
2904         I(SrcImm | Mov | Stack, em_push),
2905         I(DstReg | SrcMem | ModRM | Src2Imm, em_imul_3op),
2906         I(SrcImmByte | Mov | Stack, em_push),
2907         I(DstReg | SrcMem | ModRM | Src2ImmByte, em_imul_3op),
2908         D2bvIP(DstDI | Mov | String, ins, check_perm_in), /* insb, insw/insd */
2909         D2bvIP(SrcSI | ImplicitOps | String, outs, check_perm_out), /* outsb, outsw/outsd */
2910         /* 0x70 - 0x7F */
2911         X16(D(SrcImmByte)),
2912         /* 0x80 - 0x87 */
2913         G(ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Group, group1),
2914         G(DstMem | SrcImm | ModRM | Group, group1),
2915         G(ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Group, group1),
2916         G(DstMem | SrcImmByte | ModRM | Group, group1),
2917         D2bv(DstMem | SrcReg | ModRM), D2bv(DstMem | SrcReg | ModRM | Lock),
2918         /* 0x88 - 0x8F */
2919         I2bv(DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, em_mov),
2920         I2bv(DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, em_mov),
2921         D(DstMem | SrcNone | ModRM | Mov), D(ModRM | SrcMem | NoAccess | DstReg),
2922         D(ImplicitOps | SrcMem16 | ModRM), G(0, group1A),
2923         /* 0x90 - 0x97 */
2924         DI(SrcAcc | DstReg, pause), X7(D(SrcAcc | DstReg)),
2925         /* 0x98 - 0x9F */
2926         D(DstAcc | SrcNone), I(ImplicitOps | SrcAcc, em_cwd),
2927         I(SrcImmFAddr | No64, em_call_far), N,
2928         DI(ImplicitOps | Stack, pushf), DI(ImplicitOps | Stack, popf), N, N,
2929         /* 0xA0 - 0xA7 */
2930         I2bv(DstAcc | SrcMem | Mov | MemAbs, em_mov),
2931         I2bv(DstMem | SrcAcc | Mov | MemAbs, em_mov),
2932         I2bv(SrcSI | DstDI | Mov | String, em_mov),
2933         D2bv(SrcSI | DstDI | String),
2934         /* 0xA8 - 0xAF */
2935         D2bv(DstAcc | SrcImm),
2936         I2bv(SrcAcc | DstDI | Mov | String, em_mov),
2937         I2bv(SrcSI | DstAcc | Mov | String, em_mov),
2938         D2bv(SrcAcc | DstDI | String),
2939         /* 0xB0 - 0xB7 */
2940         X8(I(ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, em_mov)),
2941         /* 0xB8 - 0xBF */
2942         X8(I(DstReg | SrcImm | Mov, em_mov)),
2943         /* 0xC0 - 0xC7 */
2944         D2bv(DstMem | SrcImmByte | ModRM),
2945         I(ImplicitOps | Stack | SrcImmU16, em_ret_near_imm),
2946         D(ImplicitOps | Stack),
2947         D(DstReg | SrcMemFAddr | ModRM | No64), D(DstReg | SrcMemFAddr | ModRM | No64),
2948         G(ByteOp, group11), G(0, group11),
2949         /* 0xC8 - 0xCF */
2950         N, N, N, D(ImplicitOps | Stack),
2951         D(ImplicitOps), DI(SrcImmByte, intn),
2952         D(ImplicitOps | No64), DI(ImplicitOps, iret),
2953         /* 0xD0 - 0xD7 */
2954         D2bv(DstMem | SrcOne | ModRM), D2bv(DstMem | ModRM),
2955         N, N, N, N,
2956         /* 0xD8 - 0xDF */
2957         N, N, N, N, N, N, N, N,
2958         /* 0xE0 - 0xE7 */
2959         X4(D(SrcImmByte)),
2960         D2bvIP(SrcImmUByte | DstAcc, in,  check_perm_in),
2961         D2bvIP(SrcAcc | DstImmUByte, out, check_perm_out),
2962         /* 0xE8 - 0xEF */
2963         D(SrcImm | Stack), D(SrcImm | ImplicitOps),
2964         D(SrcImmFAddr | No64), D(SrcImmByte | ImplicitOps),
2965         D2bvIP(SrcNone | DstAcc,     in,  check_perm_in),
2966         D2bvIP(SrcAcc | ImplicitOps, out, check_perm_out),
2967         /* 0xF0 - 0xF7 */
2968         N, DI(ImplicitOps, icebp), N, N,
2969         DI(ImplicitOps | Priv, hlt), D(ImplicitOps),
2970         G(ByteOp, group3), G(0, group3),
2971         /* 0xF8 - 0xFF */
2972         D(ImplicitOps), D(ImplicitOps), D(ImplicitOps), D(ImplicitOps),
2973         D(ImplicitOps), D(ImplicitOps), G(0, group4), G(0, group5),
2974 };
2975
2976 static struct opcode twobyte_table[256] = {
2977         /* 0x00 - 0x0F */
2978         G(0, group6), GD(0, &group7), N, N,
2979         N, D(ImplicitOps | VendorSpecific), DI(ImplicitOps | Priv, clts), N,
2980         DI(ImplicitOps | Priv, invd), DI(ImplicitOps | Priv, wbinvd), N, N,
2981         N, D(ImplicitOps | ModRM), N, N,
2982         /* 0x10 - 0x1F */
2983         N, N, N, N, N, N, N, N, D(ImplicitOps | ModRM), N, N, N, N, N, N, N,
2984         /* 0x20 - 0x2F */
2985         DIP(ModRM | DstMem | Priv | Op3264, cr_read, check_cr_read),
2986         DIP(ModRM | DstMem | Priv | Op3264, dr_read, check_dr_read),
2987         DIP(ModRM | SrcMem | Priv | Op3264, cr_write, check_cr_write),
2988         DIP(ModRM | SrcMem | Priv | Op3264, dr_write, check_dr_write),
2989         N, N, N, N,
2990         N, N, N, N, N, N, N, N,
2991         /* 0x30 - 0x3F */
2992         DI(ImplicitOps | Priv, wrmsr),
2993         IIP(ImplicitOps, em_rdtsc, rdtsc, check_rdtsc),
2994         DI(ImplicitOps | Priv, rdmsr),
2995         DIP(ImplicitOps | Priv, rdpmc, check_rdpmc),
2996         D(ImplicitOps | VendorSpecific), D(ImplicitOps | Priv | VendorSpecific),
2997         N, N,
2998         N, N, N, N, N, N, N, N,
2999         /* 0x40 - 0x4F */
3000         X16(D(DstReg | SrcMem | ModRM | Mov)),
3001         /* 0x50 - 0x5F */
3002         N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N,
3003         /* 0x60 - 0x6F */
3004         N, N, N, N,
3005         N, N, N, N,
3006         N, N, N, N,
3007         N, N, N, GP(SrcMem | DstReg | ModRM | Mov, &pfx_0f_6f_0f_7f),
3008         /* 0x70 - 0x7F */
3009         N, N, N, N,
3010         N, N, N, N,
3011         N, N, N, N,
3012         N, N, N, GP(SrcReg | DstMem | ModRM | Mov, &pfx_0f_6f_0f_7f),
3013         /* 0x80 - 0x8F */
3014         X16(D(SrcImm)),
3015         /* 0x90 - 0x9F */
3016         X16(D(ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM| Mov)),
3017         /* 0xA0 - 0xA7 */
3018         D(ImplicitOps | Stack), D(ImplicitOps | Stack),
3019         DI(ImplicitOps, cpuid), D(DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp),
3020         D(DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM),
3021         D(DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM), N, N,
3022         /* 0xA8 - 0xAF */
3023         D(ImplicitOps | Stack), D(ImplicitOps | Stack),
3024         DI(ImplicitOps, rsm), D(DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock),
3025         D(DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM),
3026         D(DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM),
3027         D(ModRM), I(DstReg | SrcMem | ModRM, em_imul),
3028         /* 0xB0 - 0xB7 */
3029         D2bv(DstMem | SrcReg | ModRM | Lock),
3030         D(DstReg | SrcMemFAddr | ModRM), D(DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock),
3031         D(DstReg | SrcMemFAddr | ModRM), D(DstReg | SrcMemFAddr | ModRM),
3032         D(ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov), D(DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov),
3033         /* 0xB8 - 0xBF */
3034         N, N,
3035         G(BitOp, group8), D(DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock),
3036         D(DstReg | SrcMem | ModRM), D(DstReg | SrcMem | ModRM),
3037         D(ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov), D(DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov),
3038         /* 0xC0 - 0xCF */
3039         D2bv(DstMem | SrcReg | ModRM | Lock),
3040         N, D(DstMem | SrcReg | ModRM | Mov),
3041         N, N, N, GD(0, &group9),
3042         N, N, N, N, N, N, N, N,
3043         /* 0xD0 - 0xDF */
3044         N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N,
3045         /* 0xE0 - 0xEF */
3046         N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N,
3047         /* 0xF0 - 0xFF */
3048         N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N
3049 };
3050
3051 #undef D
3052 #undef N
3053 #undef G
3054 #undef GD
3055 #undef I
3056 #undef GP
3057 #undef EXT
3058
3059 #undef D2bv
3060 #undef D2bvIP
3061 #undef I2bv
3062 #undef D6ALU
3063
3064 static unsigned imm_size(struct decode_cache *c)
3065 {
3066         unsigned size;
3067
3068         size = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
3069         if (size == 8)
3070                 size = 4;
3071         return size;
3072 }
3073
3074 static int decode_imm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct operand *op,
3075                       unsigned size, bool sign_extension)
3076 {
3077         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
3078         struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
3079         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
3080
3081         op->type = OP_IMM;
3082         op->bytes = size;
3083         op->addr.mem.ea = c->eip;
3084         /* NB. Immediates are sign-extended as necessary. */
3085         switch (op->bytes) {
3086         case 1:
3087                 op->val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
3088                 break;
3089         case 2:
3090                 op->val = insn_fetch(s16, 2, c->eip);
3091                 break;
3092         case 4:
3093                 op->val = insn_fetch(s32, 4, c->eip);
3094                 break;
3095         }
3096         if (!sign_extension) {
3097                 switch (op->bytes) {
3098                 case 1:
3099                         op->val &= 0xff;
3100                         break;
3101                 case 2:
3102                         op->val &= 0xffff;
3103                         break;
3104                 case 4:
3105                         op->val &= 0xffffffff;
3106                         break;
3107                 }
3108         }
3109 done:
3110         return rc;
3111 }
3112
3113 int
3114 x86_decode_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, void *insn, int insn_len)
3115 {
3116         struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
3117         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
3118         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
3119         int mode = ctxt->mode;
3120         int def_op_bytes, def_ad_bytes, dual, goffset, simd_prefix;
3121         bool op_prefix = false;
3122         struct opcode opcode, *g_mod012, *g_mod3;
3123         struct operand memop = { .type = OP_NONE };
3124
3125         c->eip = ctxt->eip;
3126         c->fetch.start = c->eip;
3127         c->fetch.end = c->fetch.start + insn_len;
3128         if (insn_len > 0)
3129                 memcpy(c->fetch.data, insn, insn_len);
3130         ctxt->cs_base = seg_base(ctxt, ops, VCPU_SREG_CS);
3131
3132         switch (mode) {
3133         case X86EMUL_MODE_REAL:
3134         case X86EMUL_MODE_VM86:
3135         case X86EMUL_MODE_PROT16:
3136                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 2;
3137                 break;
3138         case X86EMUL_MODE_PROT32:
3139                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 4;
3140                 break;
3141 #ifdef CONFIG_X86_64
3142         case X86EMUL_MODE_PROT64:
3143                 def_op_bytes = 4;
3144                 def_ad_bytes = 8;
3145                 break;
3146 #endif
3147         default:
3148                 return -1;
3149         }
3150
3151         c->op_bytes = def_op_bytes;
3152         c->ad_bytes = def_ad_bytes;
3153
3154         /* Legacy prefixes. */
3155         for (;;) {
3156                 switch (c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip)) {
3157                 case 0x66:      /* operand-size override */
3158                         op_prefix = true;
3159                         /* switch between 2/4 bytes */
3160                         c->op_bytes = def_op_bytes ^ 6;
3161                         break;
3162                 case 0x67:      /* address-size override */
3163                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
3164                                 /* switch between 4/8 bytes */
3165                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 12;
3166                         else
3167                                 /* switch between 2/4 bytes */
3168                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 6;
3169                         break;
3170                 case 0x26:      /* ES override */
3171                 case 0x2e:      /* CS override */
3172                 case 0x36:      /* SS override */
3173                 case 0x3e:      /* DS override */
3174                         set_seg_override(c, (c->b >> 3) & 3);
3175                         break;
3176                 case 0x64:      /* FS override */
3177                 case 0x65:      /* GS override */
3178                         set_seg_override(c, c->b & 7);
3179                         break;
3180                 case 0x40 ... 0x4f: /* REX */
3181                         if (mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
3182                                 goto done_prefixes;
3183                         c->rex_prefix = c->b;
3184                         continue;
3185                 case 0xf0:      /* LOCK */
3186                         c->lock_prefix = 1;
3187                         break;
3188                 case 0xf2:      /* REPNE/REPNZ */
3189                 case 0xf3:      /* REP/REPE/REPZ */
3190                         c->rep_prefix = c->b;
3191                         break;
3192                 default:
3193                         goto done_prefixes;
3194                 }
3195
3196                 /* Any legacy prefix after a REX prefix nullifies its effect. */
3197
3198                 c->rex_prefix = 0;
3199         }
3200
3201 done_prefixes:
3202
3203         /* REX prefix. */
3204         if (c->rex_prefix & 8)
3205                 c->op_bytes = 8;        /* REX.W */
3206
3207         /* Opcode byte(s). */
3208         opcode = opcode_table[c->b];
3209         /* Two-byte opcode? */
3210         if (c->b == 0x0f) {
3211                 c->twobyte = 1;
3212                 c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
3213                 opcode = twobyte_table[c->b];
3214         }
3215         c->d = opcode.flags;
3216
3217         if (c->d & Group) {
3218                 dual = c->d & GroupDual;
3219                 c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
3220                 --c->eip;
3221
3222                 if (c->d & GroupDual) {
3223                         g_mod012 = opcode.u.gdual->mod012;
3224                         g_mod3 = opcode.u.gdual->mod3;
3225                 } else
3226                         g_mod012 = g_mod3 = opcode.u.group;
3227
3228                 c->d &= ~(Group | GroupDual);
3229
3230                 goffset = (c->modrm >> 3) & 7;
3231
3232                 if ((c->modrm >> 6) == 3)
3233                         opcode = g_mod3[goffset];
3234                 else
3235                         opcode = g_mod012[goffset];
3236
3237                 if (opcode.flags & RMExt) {
3238                         goffset = c->modrm & 7;
3239                         opcode = opcode.u.group[goffset];
3240                 }
3241
3242                 c->d |= opcode.flags;
3243         }
3244
3245         if (c->d & Prefix) {
3246                 if (c->rep_prefix && op_prefix)
3247                         return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
3248                 simd_prefix = op_prefix ? 0x66 : c->rep_prefix;
3249                 switch (simd_prefix) {
3250                 case 0x00: opcode = opcode.u.gprefix->pfx_no; break;
3251                 case 0x66: opcode = opcode.u.gprefix->pfx_66; break;
3252                 case 0xf2: opcode = opcode.u.gprefix->pfx_f2; break;
3253                 case 0xf3: opcode = opcode.u.gprefix->pfx_f3; break;
3254                 }
3255                 c->d |= opcode.flags;
3256         }
3257
3258         c->execute = opcode.u.execute;
3259         c->check_perm = opcode.check_perm;
3260         c->intercept = opcode.intercept;
3261
3262         /* Unrecognised? */
3263         if (c->d == 0 || (c->d & Undefined))
3264                 return -1;
3265
3266         if (!(c->d & VendorSpecific) && ctxt->only_vendor_specific_insn)
3267                 return -1;
3268
3269         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & Stack))
3270                 c->op_bytes = 8;
3271
3272         if (c->d & Op3264) {
3273                 if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
3274                         c->op_bytes = 8;
3275                 else
3276                         c->op_bytes = 4;
3277         }
3278
3279         if (c->d & Sse)
3280                 c->op_bytes = 16;
3281
3282         /* ModRM and SIB bytes. */
3283         if (c->d & ModRM) {
3284                 rc = decode_modrm(ctxt, ops, &memop);
3285                 if (!c->has_seg_override)
3286                         set_seg_override(c, c->modrm_seg);
3287         } else if (c->d & MemAbs)
3288                 rc = decode_abs(ctxt, ops, &memop);
3289         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3290                 goto done;
3291
3292         if (!c->has_seg_override)
3293                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_DS);
3294
3295         memop.addr.mem.seg = seg_override(ctxt, ops, c);
3296
3297         if (memop.type == OP_MEM && c->ad_bytes != 8)
3298                 memop.addr.mem.ea = (u32)memop.addr.mem.ea;
3299
3300         if (memop.type == OP_MEM && c->rip_relative)
3301                 memop.addr.mem.ea += c->eip;
3302
3303         /*
3304          * Decode and fetch the source operand: register, memory
3305          * or immediate.
3306          */
3307         switch (c->d & SrcMask) {
3308         case SrcNone:
3309                 break;
3310         case SrcReg:
3311                 decode_register_operand(ctxt, &c->src, c, 0);
3312                 break;
3313         case SrcMem16:
3314                 memop.bytes = 2;
3315                 goto srcmem_common;
3316         case SrcMem32:
3317                 memop.bytes = 4;
3318                 goto srcmem_common;
3319         case SrcMem:
3320                 memop.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 :
3321                                                            c->op_bytes;
3322         srcmem_common:
3323                 c->src = memop;
3324                 break;
3325         case SrcImmU16:
3326                 rc = decode_imm(ctxt, &c->src, 2, false);
3327                 break;
3328         case SrcImm:
3329                 rc = decode_imm(ctxt, &c->src, imm_size(c), true);
3330                 break;
3331         case SrcImmU:
3332                 rc = decode_imm(ctxt, &c->src, imm_size(c), false);
3333                 break;
3334         case SrcImmByte:
3335                 rc = decode_imm(ctxt, &c->src, 1, true);
3336                 break;
3337         case SrcImmUByte:
3338                 rc = decode_imm(ctxt, &c->src, 1, false);
3339                 break;
3340         case SrcAcc:
3341                 c->src.type = OP_REG;
3342                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
3343                 c->src.addr.reg = &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
3344                 fetch_register_operand(&c->src);
3345                 break;
3346         case SrcOne:
3347                 c->src.bytes = 1;
3348                 c->src.val = 1;
3349                 break;
3350         case SrcSI:
3351                 c->src.type = OP_MEM;
3352                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
3353                 c->src.addr.mem.ea =
3354                         register_address(c, c->regs[VCPU_REGS_RSI]);
3355                 c->src.addr.mem.seg = seg_override(ctxt, ops, c),
3356                 c->src.val = 0;
3357                 break;
3358         case SrcImmFAddr:
3359                 c->src.type = OP_IMM;
3360                 c->src.addr.mem.ea = c->eip;
3361                 c->src.bytes = c->op_bytes + 2;
3362                 insn_fetch_arr(c->src.valptr, c->src.bytes, c->eip);
3363                 break;
3364         case SrcMemFAddr:
3365                 memop.bytes = c->op_bytes + 2;
3366                 goto srcmem_common;
3367                 break;
3368         }
3369
3370         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3371                 goto done;
3372
3373         /*
3374          * Decode and fetch the second source operand: register, memory
3375          * or immediate.
3376          */
3377         switch (c->d & Src2Mask) {
3378         case Src2None:
3379                 break;
3380         case Src2CL:
3381                 c->src2.bytes = 1;
3382                 c->src2.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX] & 0x8;
3383                 break;
3384         case Src2ImmByte:
3385                 rc = decode_imm(ctxt, &c->src2, 1, true);
3386                 break;
3387         case Src2One:
3388                 c->src2.bytes = 1;
3389                 c->src2.val = 1;
3390                 break;
3391         case Src2Imm:
3392                 rc = decode_imm(ctxt, &c->src2, imm_size(c), true);
3393                 break;
3394         }
3395
3396         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3397                 goto done;
3398
3399         /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
3400         switch (c->d & DstMask) {
3401         case DstReg:
3402                 decode_register_operand(ctxt, &c->dst, c,
3403                          c->twobyte && (c->b == 0xb6 || c->b == 0xb7));
3404                 break;
3405         case DstImmUByte:
3406                 c->dst.type = OP_IMM;
3407                 c->dst.addr.mem.ea = c->eip;
3408                 c->dst.bytes = 1;
3409                 c->dst.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
3410                 break;
3411         case DstMem:
3412         case DstMem64:
3413                 c->dst = memop;
3414                 if ((c->d & DstMask) == DstMem64)
3415                         c->dst.bytes = 8;
3416                 else
3417                         c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
3418                 if (c->d & BitOp)
3419                         fetch_bit_operand(c);
3420                 c->dst.orig_val = c->dst.val;
3421                 break;
3422         case DstAcc:
3423                 c->dst.type = OP_REG;
3424                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
3425                 c->dst.addr.reg = &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
3426                 fetch_register_operand(&c->dst);
3427                 c->dst.orig_val = c->dst.val;
3428                 break;
3429         case DstDI:
3430                 c->dst.type = OP_MEM;
3431                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
3432                 c->dst.addr.mem.ea =
3433                         register_address(c, c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
3434                 c->dst.addr.mem.seg = VCPU_SREG_ES;
3435                 c->dst.val = 0;
3436                 break;
3437         case ImplicitOps:
3438                 /* Special instructions do their own operand decoding. */
3439         default:
3440                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
3441                 return 0;
3442         }
3443
3444 done:
3445         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? EMULATION_FAILED : EMULATION_OK;
3446 }
3447
3448 static bool string_insn_completed(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3449 {
3450         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
3451
3452         /* The second termination condition only applies for REPE
3453          * and REPNE. Test if the repeat string operation prefix is
3454          * REPE/REPZ or REPNE/REPNZ and if it's the case it tests the
3455          * corresponding termination condition according to:
3456          *      - if REPE/REPZ and ZF = 0 then done
3457          *      - if REPNE/REPNZ and ZF = 1 then done
3458          */
3459         if (((c->b == 0xa6) || (c->b == 0xa7) ||
3460              (c->b == 0xae) || (c->b == 0xaf))
3461             && (((c->rep_prefix == REPE_PREFIX) &&
3462                  ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == 0))
3463                 || ((c->rep_prefix == REPNE_PREFIX) &&
3464                     ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == EFLG_ZF))))
3465                 return true;
3466
3467         return false;
3468 }
3469
3470 int
3471 x86_emulate_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3472 {
3473         struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
3474         u64 msr_data;
3475         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
3476         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
3477         int saved_dst_type = c->dst.type;
3478         int irq; /* Used for int 3, int, and into */
3479
3480         ctxt->decode.mem_read.pos = 0;
3481
3482         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & No64)) {
3483                 rc = emulate_ud(ctxt);
3484                 goto done;
3485         }
3486
3487         /* LOCK prefix is allowed only with some instructions */
3488         if (c->lock_prefix && (!(c->d & Lock) || c->dst.type != OP_MEM)) {
3489                 rc = emulate_ud(ctxt);
3490                 goto done;
3491         }
3492
3493         if ((c->d & SrcMask) == SrcMemFAddr && c->src.type != OP_MEM) {
3494                 rc = emulate_ud(ctxt);
3495                 goto done;
3496         }
3497
3498         if ((c->d & Sse)
3499             && ((ops->get_cr(0, ctxt->vcpu) & X86_CR0_EM)
3500                 || !(ops->get_cr(4, ctxt->vcpu) & X86_CR4_OSFXSR))) {
3501                 rc = emulate_ud(ctxt);
3502                 goto done;
3503         }
3504
3505         if ((c->d & Sse) && (ops->get_cr(0, ctxt->vcpu) & X86_CR0_TS)) {
3506                 rc = emulate_nm(ctxt);
3507                 goto done;
3508         }
3509
3510         if (unlikely(ctxt->guest_mode) && c->intercept) {
3511                 rc = emulator_check_intercept(ctxt, c->intercept,
3512                                               X86_ICPT_PRE_EXCEPT);
3513                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3514                         goto done;
3515         }
3516
3517         /* Privileged instruction can be executed only in CPL=0 */
3518         if ((c->d & Priv) && ops->cpl(ctxt->vcpu)) {
3519                 rc = emulate_gp(ctxt, 0);
3520                 goto done;
3521         }
3522
3523         /* Instruction can only be executed in protected mode */
3524         if ((c->d & Prot) && !(ctxt->mode & X86EMUL_MODE_PROT)) {
3525                 rc = emulate_ud(ctxt);
3526                 goto done;
3527         }
3528
3529         /* Do instruction specific permission checks */
3530         if (c->check_perm) {
3531                 rc = c->check_perm(ctxt);
3532                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3533                         goto done;
3534         }
3535
3536         if (unlikely(ctxt->guest_mode) && c->intercept) {
3537                 rc = emulator_check_intercept(ctxt, c->intercept,
3538                                               X86_ICPT_POST_EXCEPT);
3539                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3540                         goto done;
3541         }
3542
3543         if (c->rep_prefix && (c->d & String)) {
3544                 /* All REP prefixes have the same first termination condition */
3545                 if (address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) == 0) {
3546                         ctxt->eip = c->eip;
3547                         goto done;
3548                 }
3549         }
3550
3551         if ((c->src.type == OP_MEM) && !(c->d & NoAccess)) {
3552                 rc = segmented_read(ctxt, c->src.addr.mem,
3553                                     c->src.valptr, c->src.bytes);
3554                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3555                         goto done;
3556                 c->src.orig_val64 = c->src.val64;
3557         }
3558
3559         if (c->src2.type == OP_MEM) {
3560                 rc = segmented_read(ctxt, c->src2.addr.mem,
3561                                     &c->src2.val, c->src2.bytes);
3562                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3563                         goto done;
3564         }
3565
3566         if ((c->d & DstMask) == ImplicitOps)
3567                 goto special_insn;
3568
3569
3570         if ((c->dst.type == OP_MEM) && !(c->d & Mov)) {
3571                 /* optimisation - avoid slow emulated read if Mov */
3572                 rc = segmented_read(ctxt, c->dst.addr.mem,
3573                                    &c->dst.val, c->dst.bytes);
3574                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3575                         goto done;
3576         }
3577         c->dst.orig_val = c->dst.val;
3578
3579 special_insn:
3580
3581         if (unlikely(ctxt->guest_mode) && c->intercept) {
3582                 rc = emulator_check_intercept(ctxt, c->intercept,
3583                                               X86_ICPT_POST_MEMACCESS);
3584                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3585                         goto done;
3586         }
3587
3588         if (c->execute) {
3589                 rc = c->execute(ctxt);
3590                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3591                         goto done;
3592                 goto writeback;
3593         }
3594
3595         if (c->twobyte)
3596                 goto twobyte_insn;
3597
3598         switch (c->b) {
3599         case 0x00 ... 0x05:
3600               add:              /* add */
3601                 emulate_2op_SrcV("add", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3602                 break;
3603         case 0x06:              /* push es */
3604                 rc = emulate_push_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_ES);
3605                 break;
3606         case 0x07:              /* pop es */
3607                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_ES);
3608                 break;
3609         case 0x08 ... 0x0d:
3610               or:               /* or */
3611                 emulate_2op_SrcV("or", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3612                 break;
3613         case 0x0e:              /* push cs */
3614                 rc = emulate_push_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_CS);
3615                 break;
3616         case 0x10 ... 0x15:
3617               adc:              /* adc */
3618                 emulate_2op_SrcV("adc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3619                 break;
3620         case 0x16:              /* push ss */
3621                 rc = emulate_push_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_SS);
3622                 break;
3623         case 0x17:              /* pop ss */
3624                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_SS);
3625                 break;
3626         case 0x18 ... 0x1d:
3627               sbb:              /* sbb */
3628                 emulate_2op_SrcV("sbb", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3629                 break;
3630         case 0x1e:              /* push ds */
3631                 rc = emulate_push_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_DS);
3632                 break;
3633         case 0x1f:              /* pop ds */
3634                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_DS);
3635                 break;
3636         case 0x20 ... 0x25:
3637               and:              /* and */
3638                 emulate_2op_SrcV("and", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3639                 break;
3640         case 0x28 ... 0x2d:
3641               sub:              /* sub */
3642                 emulate_2op_SrcV("sub", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3643                 break;
3644         case 0x30 ... 0x35:
3645               xor:              /* xor */
3646                 emulate_2op_SrcV("xor", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3647                 break;
3648         case 0x38 ... 0x3d:
3649               cmp:              /* cmp */
3650                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
3651                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3652                 break;
3653         case 0x40 ... 0x47: /* inc r16/r32 */
3654                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
3655                 break;
3656         case 0x48 ... 0x4f: /* dec r16/r32 */
3657                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
3658                 break;
3659         case 0x58 ... 0x5f: /* pop reg */
3660         pop_instruction:
3661                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
3662                 break;
3663         case 0x60:      /* pusha */
3664                 rc = emulate_pusha(ctxt);
3665                 break;
3666         case 0x61:      /* popa */
3667                 rc = emulate_popa(ctxt, ops);
3668                 break;
3669         case 0x63:              /* movsxd */
3670                 if (ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
3671                         goto cannot_emulate;
3672                 c->dst.val = (s32) c->src.val;
3673                 break;
3674         case 0x6c:              /* insb */
3675         case 0x6d:              /* insw/insd */
3676                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
3677                 goto do_io_in;
3678         case 0x6e:              /* outsb */
3679         case 0x6f:              /* outsw/outsd */
3680                 c->dst.val = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
3681                 goto do_io_out;
3682                 break;
3683         case 0x70 ... 0x7f: /* jcc (short) */
3684                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
3685                         jmp_rel(c, c->src.val);
3686                 break;
3687         case 0x80 ... 0x83:     /* Grp1 */
3688                 switch (c->modrm_reg) {
3689                 case 0:
3690                         goto add;
3691                 case 1:
3692                         goto or;
3693                 case 2:
3694                         goto adc;
3695                 case 3:
3696                         goto sbb;
3697                 case 4:
3698                         goto and;
3699                 case 5:
3700                         goto sub;
3701                 case 6:
3702                         goto xor;
3703                 case 7:
3704                         goto cmp;
3705                 }
3706                 break;
3707         case 0x84 ... 0x85:
3708         test:
3709                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3710                 break;
3711         case 0x86 ... 0x87:     /* xchg */
3712         xchg:
3713                 /* Write back the register source. */
3714                 c->src.val = c->dst.val;
3715                 write_register_operand(&c->src);
3716                 /*
3717                  * Write back the memory destination with implicit LOCK
3718                  * prefix.
3719                  */
3720                 c->dst.val = c->src.orig_val;
3721                 c->lock_prefix = 1;
3722                 break;
3723         case 0x8c:  /* mov r/m, sreg */
3724                 if (c->modrm_reg > VCPU_SREG_GS) {
3725                         rc = emulate_ud(ctxt);
3726                         goto done;
3727                 }
3728                 c->dst.val = ops->get_segment_selector(c->modrm_reg, ctxt->vcpu);
3729                 break;
3730         case 0x8d: /* lea r16/r32, m */
3731                 c->dst.val = c->src.addr.mem.ea;
3732                 break;
3733         case 0x8e: { /* mov seg, r/m16 */
3734                 uint16_t sel;
3735
3736                 sel = c->src.val;
3737
3738                 if (c->modrm_reg == VCPU_SREG_CS ||
3739                     c->modrm_reg > VCPU_SREG_GS) {
3740                         rc = emulate_ud(ctxt);
3741                         goto done;
3742                 }
3743
3744                 if (c->modrm_reg == VCPU_SREG_SS)
3745                         ctxt->interruptibility = KVM_X86_SHADOW_INT_MOV_SS;
3746
3747                 rc = load_segment_descriptor(ctxt, ops, sel, c->modrm_reg);
3748
3749                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
3750                 break;
3751         }
3752         case 0x8f:              /* pop (sole member of Grp1a) */
3753                 rc = emulate_grp1a(ctxt, ops);
3754                 break;
3755         case 0x90 ... 0x97: /* nop / xchg reg, rax */
3756                 if (c->dst.addr.reg == &c->regs[VCPU_REGS_RAX])
3757                         break;
3758                 goto xchg;
3759         case 0x98: /* cbw/cwde/cdqe */
3760                 switch (c->op_bytes) {
3761                 case 2: c->dst.val = (s8)c->dst.val; break;
3762                 case 4: c->dst.val = (s16)c->dst.val; break;
3763                 case 8: c->dst.val = (s32)c->dst.val; break;
3764                 }
3765                 break;
3766         case 0x9c: /* pushf */
3767                 c->src.val =  (unsigned long) ctxt->eflags;
3768                 rc = em_push(ctxt);
3769                 break;
3770         case 0x9d: /* popf */
3771                 c->dst.type = OP_REG;
3772                 c->dst.addr.reg = &ctxt->eflags;
3773                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
3774                 rc = emulate_popf(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
3775                 break;
3776         case 0xa6 ... 0xa7:     /* cmps */
3777                 goto cmp;
3778         case 0xa8 ... 0xa9:     /* test ax, imm */
3779                 goto test;
3780         case 0xae ... 0xaf:     /* scas */
3781                 goto cmp;
3782         case 0xc0 ... 0xc1:
3783                 emulate_grp2(ctxt);
3784                 break;
3785         case 0xc3: /* ret */
3786                 c->dst.type = OP_REG;
3787                 c->dst.addr.reg = &c->eip;
3788                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
3789                 goto pop_instruction;
3790         case 0xc4:              /* les */
3791                 rc = emulate_load_segment(ctxt, ops, VCPU_SREG_ES);
3792                 break;
3793         case 0xc5:              /* lds */
3794                 rc = emulate_load_segment(ctxt, ops, VCPU_SREG_DS);
3795                 break;
3796         case 0xcb:              /* ret far */
3797                 rc = emulate_ret_far(ctxt, ops);
3798                 break;
3799         case 0xcc:              /* int3 */
3800                 irq = 3;
3801                 goto do_interrupt;
3802         case 0xcd:              /* int n */
3803                 irq = c->src.val;
3804         do_interrupt:
3805                 rc = emulate_int(ctxt, ops, irq);
3806                 break;
3807         case 0xce:              /* into */
3808                 if (ctxt->eflags & EFLG_OF) {
3809                         irq = 4;
3810                         goto do_interrupt;
3811                 }
3812                 break;
3813         case 0xcf:              /* iret */
3814                 rc = emulate_iret(ctxt, ops);
3815                 break;
3816         case 0xd0 ... 0xd1:     /* Grp2 */
3817                 emulate_grp2(ctxt);
3818                 break;
3819         case 0xd2 ... 0xd3:     /* Grp2 */
3820                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
3821                 emulate_grp2(ctxt);
3822                 break;
3823         case 0xe0 ... 0xe2:     /* loop/loopz/loopnz */
3824                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RCX], -1);
3825                 if (address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) != 0 &&
3826                     (c->b == 0xe2 || test_cc(c->b ^ 0x5, ctxt->eflags)))
3827                         jmp_rel(c, c->src.val);
3828                 break;
3829         case 0xe3:      /* jcxz/jecxz/jrcxz */
3830                 if (address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) == 0)
3831                         jmp_rel(c, c->src.val);
3832                 break;
3833         case 0xe4:      /* inb */
3834         case 0xe5:      /* in */
3835                 goto do_io_in;
3836         case 0xe6: /* outb */
3837         case 0xe7: /* out */
3838                 goto do_io_out;
3839         case 0xe8: /* call (near) */ {
3840                 long int rel = c->src.val;
3841                 c->src.val = (unsigned long) c->eip;
3842                 jmp_rel(c, rel);
3843                 rc = em_push(ctxt);
3844                 break;
3845         }
3846         case 0xe9: /* jmp rel */
3847                 goto jmp;
3848         case 0xea: { /* jmp far */
3849                 unsigned short sel;
3850         jump_far:
3851                 memcpy(&sel, c->src.valptr + c->op_bytes, 2);
3852
3853                 if (load_segment_descriptor(ctxt, ops, sel, VCPU_SREG_CS))
3854                         goto done;
3855
3856                 c->eip = 0;
3857                 memcpy(&c->eip, c->src.valptr, c->op_bytes);
3858                 break;
3859         }
3860         case 0xeb:
3861               jmp:              /* jmp rel short */
3862                 jmp_rel(c, c->src.val);
3863                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
3864                 break;
3865         case 0xec: /* in al,dx */
3866         case 0xed: /* in (e/r)ax,dx */
3867                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
3868         do_io_in:
3869                 if (!pio_in_emulated(ctxt, ops, c->dst.bytes, c->src.val,
3870                                      &c->dst.val))
3871                         goto done; /* IO is needed */
3872                 break;
3873         case 0xee: /* out dx,al */
3874         case 0xef: /* out dx,(e/r)ax */
3875                 c->dst.val = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
3876         do_io_out:
3877                 ops->pio_out_emulated(c->src.bytes, c->dst.val,
3878                                       &c->src.val, 1, ctxt->vcpu);
3879                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
3880                 break;
3881         case 0xf4:              /* hlt */
3882                 ctxt->vcpu->arch.halt_request = 1;
3883                 break;
3884         case 0xf5:      /* cmc */
3885                 /* complement carry flag from eflags reg */
3886                 ctxt->eflags ^= EFLG_CF;
3887                 break;
3888         case 0xf6 ... 0xf7:     /* Grp3 */
3889                 rc = emulate_grp3(ctxt, ops);
3890                 break;
3891         case 0xf8: /* clc */
3892                 ctxt->eflags &= ~EFLG_CF;
3893                 break;
3894         case 0xf9: /* stc */
3895                 ctxt->eflags |= EFLG_CF;
3896                 break;
3897         case 0xfa: /* cli */
3898                 if (emulator_bad_iopl(ctxt, ops)) {
3899                         rc = emulate_gp(ctxt, 0);
3900                         goto done;
3901                 } else
3902                         ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_IF;
3903                 break;
3904         case 0xfb: /* sti */
3905                 if (emulator_bad_iopl(ctxt, ops)) {
3906                         rc = emulate_gp(ctxt, 0);
3907                         goto done;
3908                 } else {
3909                         ctxt->interruptibility = KVM_X86_SHADOW_INT_STI;
3910                         ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_IF;
3911                 }
3912                 break;
3913         case 0xfc: /* cld */
3914                 ctxt->eflags &= ~EFLG_DF;
3915                 break;
3916         case 0xfd: /* std */
3917                 ctxt->eflags |= EFLG_DF;
3918                 break;
3919         case 0xfe: /* Grp4 */
3920         grp45:
3921                 rc = emulate_grp45(ctxt);
3922                 break;
3923         case 0xff: /* Grp5 */
3924                 if (c->modrm_reg == 5)
3925                         goto jump_far;
3926                 goto grp45;
3927         default:
3928                 goto cannot_emulate;
3929         }
3930
3931         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3932                 goto done;
3933
3934 writeback:
3935         rc = writeback(ctxt, ops);
3936         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3937                 goto done;
3938
3939         /*
3940          * restore dst type in case the decoding will be reused
3941          * (happens for string instruction )
3942          */
3943         c->dst.type = saved_dst_type;
3944
3945         if ((c->d & SrcMask) == SrcSI)
3946                 string_addr_inc(ctxt, seg_override(ctxt, ops, c),
3947                                 VCPU_REGS_RSI, &c->src);
3948
3949         if ((c->d & DstMask) == DstDI)
3950                 string_addr_inc(ctxt, VCPU_SREG_ES, VCPU_REGS_RDI,
3951                                 &c->dst);
3952
3953         if (c->rep_prefix && (c->d & String)) {
3954                 struct read_cache *r = &ctxt->decode.io_read;
3955                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RCX], -1);
3956
3957                 if (!string_insn_completed(ctxt)) {
3958                         /*
3959                          * Re-enter guest when pio read ahead buffer is empty
3960                          * or, if it is not used, after each 1024 iteration.
3961                          */
3962                         if ((r->end != 0 || c->regs[VCPU_REGS_RCX] & 0x3ff) &&
3963                             (r->end == 0 || r->end != r->pos)) {
3964                                 /*
3965                                  * Reset read cache. Usually happens before
3966                                  * decode, but since instruction is restarted
3967                                  * we have to do it here.
3968                                  */
3969                                 ctxt->decode.mem_read.end = 0;
3970                                 return EMULATION_RESTART;
3971                         }
3972                         goto done; /* skip rip writeback */
3973                 }
3974         }
3975
3976         ctxt->eip = c->eip;
3977
3978 done:
3979         if (rc == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT)
3980                 ctxt->have_exception = true;
3981         if (rc == X86EMUL_INTERCEPTED)
3982                 return EMULATION_INTERCEPTED;
3983
3984         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? EMULATION_FAILED : EMULATION_OK;
3985
3986 twobyte_insn:
3987         switch (c->b) {
3988         case 0x01: /* lgdt, lidt, lmsw */
3989                 switch (c->modrm_reg) {
3990                         u16 size;
3991                         unsigned long address;
3992
3993                 case 0: /* vmcall */
3994                         if (c->modrm_mod != 3 || c->modrm_rm != 1)
3995                                 goto cannot_emulate;
3996
3997                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
3998                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3999                                 goto done;
4000
4001                         /* Let the processor re-execute the fixed hypercall */
4002                         c->eip = ctxt->eip;
4003                         /* Disable writeback. */
4004                         c->dst.type = OP_NONE;
4005                         break;
4006                 case 2: /* lgdt */
4007                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.addr.mem,
4008                                              &size, &address, c->op_bytes);
4009                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4010                                 goto done;
4011                         realmode_lgdt(ctxt->vcpu, size, address);
4012                         /* Disable writeback. */
4013                         c->dst.type = OP_NONE;
4014                         break;
4015                 case 3: /* lidt/vmmcall */
4016                         if (c->modrm_mod == 3) {
4017                                 switch (c->modrm_rm) {
4018                                 case 1:
4019                                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
4020                                         break;
4021                                 default:
4022                                         goto cannot_emulate;
4023                                 }
4024                         } else {
4025                                 rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.addr.mem,
4026                                                      &size, &address,
4027                                                      c->op_bytes);
4028                                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4029                                         goto done;
4030                                 realmode_lidt(ctxt->vcpu, size, address);
4031                         }
4032                         /* Disable writeback. */
4033                         c->dst.type = OP_NONE;
4034                         break;
4035                 case 4: /* smsw */
4036                         c->dst.bytes = 2;
4037                         c->dst.val = ops->get_cr(0, ctxt->vcpu);
4038                         break;
4039                 case 6: /* lmsw */
4040                         ops->set_cr(0, (ops->get_cr(0, ctxt->vcpu) & ~0x0eul) |
4041                                     (c->src.val & 0x0f), ctxt->vcpu);
4042                         c->dst.type = OP_NONE;
4043                         break;
4044                 case 5: /* not defined */
4045                         emulate_ud(ctxt);
4046                         rc = X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
4047                         goto done;
4048                 case 7: /* invlpg*/
4049                         rc = em_invlpg(ctxt);
4050                         break;
4051                 default:
4052                         goto cannot_emulate;
4053                 }
4054                 break;
4055         case 0x05:              /* syscall */
4056                 rc = emulate_syscall(ctxt, ops);
4057                 break;
4058         case 0x06:
4059                 emulate_clts(ctxt->vcpu);
4060                 break;
4061         case 0x09:              /* wbinvd */
4062                 kvm_emulate_wbinvd(ctxt->vcpu);
4063                 break;
4064         case 0x08:              /* invd */
4065         case 0x0d:              /* GrpP (prefetch) */
4066         case 0x18:              /* Grp16 (prefetch/nop) */
4067                 break;
4068         case 0x20: /* mov cr, reg */
4069                 c->dst.val = ops->get_cr(c->modrm_reg, ctxt->vcpu);
4070                 break;
4071         case 0x21: /* mov from dr to reg */
4072                 ops->get_dr(c->modrm_reg, &c->dst.val, ctxt->vcpu);
4073                 break;
4074         case 0x22: /* mov reg, cr */
4075                 if (ops->set_cr(c->modrm_reg, c->src.val, ctxt->vcpu)) {
4076                         emulate_gp(ctxt, 0);
4077                         rc = X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
4078                         goto done;
4079                 }
4080                 c->dst.type = OP_NONE;
4081                 break;
4082         case 0x23: /* mov from reg to dr */
4083                 if (ops->set_dr(c->modrm_reg, c->src.val &
4084                                 ((ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64) ?
4085                                  ~0ULL : ~0U), ctxt->vcpu) < 0) {
4086                         /* #UD condition is already handled by the code above */
4087                         emulate_gp(ctxt, 0);
4088                         rc = X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
4089                         goto done;
4090                 }
4091
4092                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
4093                 break;
4094         case 0x30:
4095                 /* wrmsr */
4096                 msr_data = (u32)c->regs[VCPU_REGS_RAX]
4097                         | ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RDX] << 32);
4098                 if (ops->set_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], msr_data)) {
4099                         emulate_gp(ctxt, 0);
4100                         rc = X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
4101                         goto done;
4102                 }
4103                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
4104                 break;
4105         case 0x32:
4106                 /* rdmsr */
4107                 if (ops->get_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], &msr_data)) {
4108                         emulate_gp(ctxt, 0);
4109                         rc = X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
4110                         goto done;
4111                 } else {
4112                         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32)msr_data;
4113                         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = msr_data >> 32;
4114                 }
4115                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
4116                 break;
4117         case 0x34:              /* sysenter */
4118                 rc = emulate_sysenter(ctxt, ops);
4119                 break;
4120         case 0x35:              /* sysexit */
4121                 rc = emulate_sysexit(ctxt, ops);
4122                 break;
4123         case 0x40 ... 0x4f:     /* cmov */
4124                 c->dst.val = c->dst.orig_val = c->src.val;
4125                 if (!test_cc(c->b, ctxt->eflags))
4126                         c->dst.type = OP_NONE; /* no writeback */
4127                 break;
4128         case 0x80 ... 0x8f: /* jnz rel, etc*/
4129                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
4130                         jmp_rel(c, c->src.val);
4131                 break;
4132         case 0x90 ... 0x9f:     /* setcc r/m8 */
4133                 c->dst.val = test_cc(c->b, ctxt->eflags);
4134                 break;
4135         case 0xa0:        /* push fs */
4136                 rc = emulate_push_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_FS);
4137                 break;
4138         case 0xa1:       /* pop fs */
4139                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_FS);
4140                 break;
4141         case 0xa3:
4142               bt:               /* bt */
4143                 c->dst.type = OP_NONE;
4144                 /* only subword offset */
4145                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
4146                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bt", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
4147                 break;
4148         case 0xa4: /* shld imm8, r, r/m */
4149         case 0xa5: /* shld cl, r, r/m */
4150                 emulate_2op_cl("shld", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
4151                 break;
4152         case 0xa8:      /* push gs */
4153                 rc = emulate_push_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_GS);
4154                 break;
4155         case 0xa9:      /* pop gs */
4156                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_GS);
4157                 break;
4158         case 0xab:
4159               bts:              /* bts */
4160                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bts", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
4161                 break;
4162         case 0xac: /* shrd imm8, r, r/m */
4163         case 0xad: /* shrd cl, r, r/m */
4164                 emulate_2op_cl("shrd", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
4165                 break;
4166         case 0xae:              /* clflush */
4167                 break;
4168         case 0xb0 ... 0xb1:     /* cmpxchg */
4169                 /*
4170                  * Save real source value, then compare EAX against
4171                  * destination.
4172                  */
4173                 c->src.orig_val = c->src.val;
4174                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
4175                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
4176                 if (ctxt->eflags & EFLG_ZF) {
4177                         /* Success: write back to memory. */
4178                         c->dst.val = c->src.orig_val;
4179                 } else {
4180                         /* Failure: write the value we saw to EAX. */
4181                         c->dst.type = OP_REG;
4182                         c->dst.addr.reg = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
4183                 }
4184                 break;
4185         case 0xb2:              /* lss */
4186                 rc = emulate_load_segment(ctxt, ops, VCPU_SREG_SS);
4187                 break;
4188         case 0xb3:
4189               btr:              /* btr */
4190                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
4191                 break;
4192         case 0xb4:              /* lfs */
4193                 rc = emulate_load_segment(ctxt, ops, VCPU_SREG_FS);
4194                 break;
4195         case 0xb5:              /* lgs */
4196                 rc = emulate_load_segment(ctxt, ops, VCPU_SREG_GS);
4197                 break;
4198         case 0xb6 ... 0xb7:     /* movzx */
4199                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
4200                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (u8) c->src.val
4201                                                        : (u16) c->src.val;
4202                 break;
4203         case 0xba:              /* Grp8 */
4204                 switch (c->modrm_reg & 3) {
4205                 case 0:
4206                         goto bt;
4207                 case 1:
4208                         goto bts;
4209                 case 2:
4210                         goto btr;
4211                 case 3:
4212                         goto btc;
4213                 }
4214                 break;
4215         case 0xbb:
4216               btc:              /* btc */
4217                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
4218                 break;
4219         case 0xbc: {            /* bsf */
4220                 u8 zf;
4221                 __asm__ ("bsf %2, %0; setz %1"
4222                          : "=r"(c->dst.val), "=q"(zf)
4223                          : "r"(c->src.val));
4224                 ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_ZF;
4225                 if (zf) {
4226                         ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_ZF;
4227                         c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
4228                 }
4229                 break;
4230         }
4231         case 0xbd: {            /* bsr */
4232                 u8 zf;
4233                 __asm__ ("bsr %2, %0; setz %1"
4234                          : "=r"(c->dst.val), "=q"(zf)
4235                          : "r"(c->src.val));
4236                 ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_ZF;
4237                 if (zf) {
4238                         ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_ZF;
4239                         c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
4240                 }
4241                 break;
4242         }
4243         case 0xbe ... 0xbf:     /* movsx */
4244                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
4245                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (s8) c->src.val :
4246                                                         (s16) c->src.val;
4247                 break;
4248         case 0xc0 ... 0xc1:     /* xadd */
4249                 emulate_2op_SrcV("add", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
4250                 /* Write back the register source. */
4251                 c->src.val = c->dst.orig_val;
4252                 write_register_operand(&c->src);
4253                 break;
4254         case 0xc3:              /* movnti */
4255                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
4256                 c->dst.val = (c->op_bytes == 4) ? (u32) c->src.val :
4257                                                         (u64) c->src.val;
4258                 break;
4259         case 0xc7:              /* Grp9 (cmpxchg8b) */
4260                 rc = emulate_grp9(ctxt, ops);
4261                 break;
4262         default:
4263                 goto cannot_emulate;
4264         }
4265
4266         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4267                 goto done;
4268
4269         goto writeback;
4270
4271 cannot_emulate:
4272         return EMULATION_FAILED;
4273 }