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  *
  13  *   Avi Kivity <avi@qumranet.com>
  14  *   Yaniv Kamay <yaniv@qumranet.com>
  15  *
  16  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
  17  * the COPYING file in the top-level directory.
  18  *
  19  * From: xen-unstable 10676:af9809f51f81a3c43f276f00c81a52ef558afda4
  20  */
  21
  22 #ifndef __KERNEL__
  23 #include <stdio.h>
  24 #include <stdint.h>
  25 #include <public/xen.h>
  26 #define DPRINTF(_f, _a ...) printf(_f , ## _a)
  27 #else
  28 #include <linux/kvm_host.h>
  29 #include "kvm_cache_regs.h"
  30 #define DPRINTF(x...) do {} while (0)
  31 #endif
  32 #include <linux/module.h>
  33 #include <asm/kvm_emulate.h>
  34
  35 #include "x86.h"
  36 #include "tss.h"
  37
  38 /*
  39  * Opcode effective-address decode tables.
  40  * Note that we only emulate instructions that have at least one memory
  41  * operand (excluding implicit stack references). We assume that stack
  42  * references and instruction fetches will never occur in special memory
  43  * areas that require emulation. So, for example, 'mov <imm>,<reg>' need
  44  * not be handled.
  45  */
  46
  47 /* Operand sizes: 8-bit operands or specified/overridden size. */
  48 #define ByteOp      (1<<0)      /* 8-bit operands. */
  49 /* Destination operand type. */
  50 #define ImplicitOps (1<<1)      /* Implicit in opcode. No generic decode. */
  51 #define DstReg      (2<<1)      /* Register operand. */
  52 #define DstMem      (3<<1)      /* Memory operand. */
  53 #define DstAcc      (4<<1)      /* Destination Accumulator */
  54 #define DstDI       (5<<1)      /* Destination is in ES:(E)DI */
  55 #define DstMask     (7<<1)
  56 /* Source operand type. */
  57 #define SrcNone     (0<<4)      /* No source operand. */
  58 #define SrcImplicit (0<<4)      /* Source operand is implicit in the opcode. */
  59 #define SrcReg      (1<<4)      /* Register operand. */
  60 #define SrcMem      (2<<4)      /* Memory operand. */
  61 #define SrcMem16    (3<<4)      /* Memory operand (16-bit). */
  62 #define SrcMem32    (4<<4)      /* Memory operand (32-bit). */
  63 #define SrcImm      (5<<4)      /* Immediate operand. */
  64 #define SrcImmByte  (6<<4)      /* 8-bit sign-extended immediate operand. */
  65 #define SrcOne      (7<<4)      /* Implied '1' */
  66 #define SrcImmUByte (8<<4)      /* 8-bit unsigned immediate operand. */
  67 #define SrcImmU     (9<<4)      /* Immediate operand, unsigned */
  68 #define SrcSI       (0xa<<4)    /* Source is in the DS:RSI */
  69 #define SrcMask     (0xf<<4)
  70 /* Generic ModRM decode. */
  71 #define ModRM       (1<<8)
  72 /* Destination is only written; never read. */
  73 #define Mov         (1<<9)
  74 #define BitOp       (1<<10)
  75 #define MemAbs      (1<<11)      /* Memory operand is absolute displacement */
  76 #define String      (1<<12)     /* String instruction (rep capable) */
  77 #define Stack       (1<<13)     /* Stack instruction (push/pop) */
  78 #define Group       (1<<14)     /* Bits 3:5 of modrm byte extend opcode */
  79 #define GroupDual   (1<<15)     /* Alternate decoding of mod == 3 */
  80 #define GroupMask   0xff        /* Group number stored in bits 0:7 */
  81 /* Misc flags */
  82 #define Lock        (1<<26) /* lock prefix is allowed for the instruction */
  83 #define Priv        (1<<27) /* instruction generates #GP if current CPL != 0 */
  84 #define No64        (1<<28)
  85 /* Source 2 operand type */
  86 #define Src2None    (0<<29)
  87 #define Src2CL      (1<<29)
  88 #define Src2ImmByte (2<<29)
  89 #define Src2One     (3<<29)
  90 #define Src2Imm16   (4<<29)
  91 #define Src2Mem16   (5<<29) /* Used for Ep encoding. First argument has to be
  92                                in memory and second argument is located
  93                                immediately after the first one in memory. */
  94 #define Src2Mask    (7<<29)
  95
  96 enum {
  97         Group1_80, Group1_81, Group1_82, Group1_83,
  98         Group1A, Group3_Byte, Group3, Group4, Group5, Group7,
  99         Group8, Group9,
 100 };
 101
 102 static u32 opcode_table[256] = {
 103         /* 0x00 - 0x07 */
 104         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 105         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 106         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 107         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 108         /* 0x08 - 0x0F */
 109         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 110         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 111         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 112         ImplicitOps | Stack | No64, 0,
 113         /* 0x10 - 0x17 */
 114         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 115         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 116         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 117         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 118         /* 0x18 - 0x1F */
 119         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 120         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 121         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 122         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 123         /* 0x20 - 0x27 */
 124         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 125         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 126         DstAcc | SrcImmByte, DstAcc | SrcImm, 0, 0,
 127         /* 0x28 - 0x2F */
 128         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 129         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 130         0, 0, 0, 0,
 131         /* 0x30 - 0x37 */
 132         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 133         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 134         0, 0, 0, 0,
 135         /* 0x38 - 0x3F */
 136         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 137         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
 138         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
 139         0, 0,
 140         /* 0x40 - 0x47 */
 141         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
 142         /* 0x48 - 0x4F */
 143         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
 144         /* 0x50 - 0x57 */
 145         SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack,
 146         SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack,
 147         /* 0x58 - 0x5F */
 148         DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack,
 149         DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack,
 150         /* 0x60 - 0x67 */
 151         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
 152         0, DstReg | SrcMem32 | ModRM | Mov /* movsxd (x86/64) */ ,
 153         0, 0, 0, 0,
 154         /* 0x68 - 0x6F */
 155         SrcImm | Mov | Stack, 0, SrcImmByte | Mov | Stack, 0,
 156         DstDI | ByteOp | Mov | String, DstDI | Mov | String, /* insb, insw/insd */
 157         SrcSI | ByteOp | ImplicitOps | String, SrcSI | ImplicitOps | String, /* outsb, outsw/outsd */
 158         /* 0x70 - 0x77 */
 159         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 160         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 161         /* 0x78 - 0x7F */
 162         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 163         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
 164         /* 0x80 - 0x87 */
 165         Group | Group1_80, Group | Group1_81,
 166         Group | Group1_82, Group | Group1_83,
 167         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
 168         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 169         /* 0x88 - 0x8F */
 170         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov,
 171         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 172         DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, ModRM | DstReg,
 173         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, Group | Group1A,
 174         /* 0x90 - 0x97 */
 175         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
 176         /* 0x98 - 0x9F */
 177         0, 0, SrcImm | Src2Imm16 | No64, 0,
 178         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack, 0, 0,
 179         /* 0xA0 - 0xA7 */
 180         ByteOp | DstReg | SrcMem | Mov | MemAbs, DstReg | SrcMem | Mov | MemAbs,
 181         ByteOp | DstMem | SrcReg | Mov | MemAbs, DstMem | SrcReg | Mov | MemAbs,
 182         ByteOp | SrcSI | DstDI | Mov | String, SrcSI | DstDI | Mov | String,
 183         ByteOp | SrcSI | DstDI | String, SrcSI | DstDI | String,
 184         /* 0xA8 - 0xAF */
 185         0, 0, ByteOp | DstDI | Mov | String, DstDI | Mov | String,
 186         ByteOp | SrcSI | DstAcc | Mov | String, SrcSI | DstAcc | Mov | String,
 187         ByteOp | DstDI | String, DstDI | String,
 188         /* 0xB0 - 0xB7 */
 189         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 190         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 191         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 192         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
 193         /* 0xB8 - 0xBF */
 194         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 195         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 196         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 197         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
 198         /* 0xC0 - 0xC7 */
 199         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 200         0, ImplicitOps | Stack, 0, 0,
 201         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Mov, DstMem | SrcImm | ModRM | Mov,
 202         /* 0xC8 - 0xCF */
 203         0, 0, 0, ImplicitOps | Stack,
 204         ImplicitOps, SrcImmByte, ImplicitOps | No64, ImplicitOps,
 205         /* 0xD0 - 0xD7 */
 206         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
 207         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
 208         0, 0, 0, 0,
 209         /* 0xD8 - 0xDF */
 210         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 211         /* 0xE0 - 0xE7 */
 212         0, 0, 0, 0,
 213         ByteOp | SrcImmUByte | DstAcc, SrcImmUByte | DstAcc,
 214         ByteOp | SrcImmUByte | DstAcc, SrcImmUByte | DstAcc,
 215         /* 0xE8 - 0xEF */
 216         SrcImm | Stack, SrcImm | ImplicitOps,
 217         SrcImmU | Src2Imm16 | No64, SrcImmByte | ImplicitOps,
 218         SrcNone | ByteOp | DstAcc, SrcNone | DstAcc,
 219         SrcNone | ByteOp | DstAcc, SrcNone | DstAcc,
 220         /* 0xF0 - 0xF7 */
 221         0, 0, 0, 0,
 222         ImplicitOps | Priv, ImplicitOps, Group | Group3_Byte, Group | Group3,
 223         /* 0xF8 - 0xFF */
 224         ImplicitOps, 0, ImplicitOps, ImplicitOps,
 225         ImplicitOps, ImplicitOps, Group | Group4, Group | Group5,
 226 };
 227
 228 static u32 twobyte_table[256] = {
 229         /* 0x00 - 0x0F */
 230         0, Group | GroupDual | Group7, 0, 0,
 231         0, ImplicitOps, ImplicitOps | Priv, 0,
 232         ImplicitOps | Priv, ImplicitOps | Priv, 0, 0,
 233         0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0,
 234         /* 0x10 - 0x1F */
 235         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 236         /* 0x20 - 0x2F */
 237         ModRM | ImplicitOps | Priv, ModRM | Priv,
 238         ModRM | ImplicitOps | Priv, ModRM | Priv,
 239         0, 0, 0, 0,
 240         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 241         /* 0x30 - 0x3F */
 242         ImplicitOps | Priv, 0, ImplicitOps | Priv, 0,
 243         ImplicitOps, ImplicitOps | Priv, 0, 0,
 244         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 245         /* 0x40 - 0x47 */
 246         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 247         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 248         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 249         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 250         /* 0x48 - 0x4F */
 251         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 252         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 253         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 254         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 255         /* 0x50 - 0x5F */
 256         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 257         /* 0x60 - 0x6F */
 258         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 259         /* 0x70 - 0x7F */
 260         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 261         /* 0x80 - 0x8F */
 262         SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm,
 263         SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm,
 264         /* 0x90 - 0x9F */
 265         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 266         /* 0xA0 - 0xA7 */
 267         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack,
 268         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
 269         DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM,
 270         DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM, 0, 0,
 271         /* 0xA8 - 0xAF */
 272         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack,
 273         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock,
 274         DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM,
 275         DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM,
 276         ModRM, 0,
 277         /* 0xB0 - 0xB7 */
 278         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
 279         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock,
 280         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 281             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
 282         /* 0xB8 - 0xBF */
 283         0, 0,
 284         Group | Group8, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock,
 285         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
 286             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
 287         /* 0xC0 - 0xCF */
 288         0, 0, 0, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov,
 289         0, 0, 0, Group | GroupDual | Group9,
 290         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 291         /* 0xD0 - 0xDF */
 292         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 293         /* 0xE0 - 0xEF */
 294         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 295         /* 0xF0 - 0xFF */
 296         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
 297 };
 298
 299 static u32 group_table[] = {
 300         [Group1_80*8] =
 301         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 302         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 303         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 304         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 305         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 306         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 307         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 308         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
 309         [Group1_81*8] =
 310         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 311         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 312         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 313         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 314         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 315         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 316         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
 317         DstMem | SrcImm | ModRM,
 318         [Group1_82*8] =
 319         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 320         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 321         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 322         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 323         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 324         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 325         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
 326         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64,
 327         [Group1_83*8] =
 328         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 329         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 330         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 331         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 332         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 333         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 334         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 335         DstMem | SrcImmByte | ModRM,
 336         [Group1A*8] =
 337         DstMem | SrcNone | ModRM | Mov | Stack, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 338         [Group3_Byte*8] =
 339         ByteOp | SrcImm | DstMem | ModRM, 0,
 340         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM,
 341         0, 0, 0, 0,
 342         [Group3*8] =
 343         DstMem | SrcImm | ModRM, 0,
 344         DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
 345         0, 0, 0, 0,
 346         [Group4*8] =
 347         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM,
 348         0, 0, 0, 0, 0, 0,
 349         [Group5*8] =
 350         DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
 351         SrcMem | ModRM | Stack, 0,
 352         SrcMem | ModRM | Stack, SrcMem | ModRM | Src2Mem16 | ImplicitOps,
 353         SrcMem | ModRM | Stack, 0,
 354         [Group7*8] =
 355         0, 0, ModRM | SrcMem | Priv, ModRM | SrcMem | Priv,
 356         SrcNone | ModRM | DstMem | Mov, 0,
 357         SrcMem16 | ModRM | Mov | Priv, SrcMem | ModRM | ByteOp | Priv,
 358         [Group8*8] =
 359         0, 0, 0, 0,
 360         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 361         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock, DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
 362         [Group9*8] =
 363         0, ImplicitOps | ModRM | Lock, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 364 };
 365
 366 static u32 group2_table[] = {
 367         [Group7*8] =
 368         SrcNone | ModRM | Priv, 0, 0, SrcNone | ModRM | Priv,
 369         SrcNone | ModRM | DstMem | Mov, 0,
 370         SrcMem16 | ModRM | Mov | Priv, 0,
 371         [Group9*8] =
 372         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 373 };
 374
 375 /* EFLAGS bit definitions. */
 376 #define EFLG_ID (1<<21)
 377 #define EFLG_VIP (1<<20)
 378 #define EFLG_VIF (1<<19)
 379 #define EFLG_AC (1<<18)
 380 #define EFLG_VM (1<<17)
 381 #define EFLG_RF (1<<16)
 382 #define EFLG_IOPL (3<<12)
 383 #define EFLG_NT (1<<14)
 384 #define EFLG_OF (1<<11)
 385 #define EFLG_DF (1<<10)
 386 #define EFLG_IF (1<<9)
 387 #define EFLG_TF (1<<8)
 388 #define EFLG_SF (1<<7)
 389 #define EFLG_ZF (1<<6)
 390 #define EFLG_AF (1<<4)
 391 #define EFLG_PF (1<<2)
 392 #define EFLG_CF (1<<0)
 393
 394 /*
 395  * Instruction emulation:
 396  * Most instructions are emulated directly via a fragment of inline assembly
 397  * code. This allows us to save/restore EFLAGS and thus very easily pick up
 398  * any modified flags.
 399  */
 400
 401 #if defined(CONFIG_X86_64)
 402 #define _LO32 "k"               /* force 32-bit operand */
 403 #define _STK  "%%rsp"           /* stack pointer */
 404 #elif defined(__i386__)
 405 #define _LO32 ""                /* force 32-bit operand */
 406 #define _STK  "%%esp"           /* stack pointer */
 407 #endif
 408
 409 /*
 410  * These EFLAGS bits are restored from saved value during emulation, and
 411  * any changes are written back to the saved value after emulation.
 412  */
 413 #define EFLAGS_MASK (EFLG_OF|EFLG_SF|EFLG_ZF|EFLG_AF|EFLG_PF|EFLG_CF)
 414
 415 /* Before executing instruction: restore necessary bits in EFLAGS. */
 416 #define _PRE_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp)                                   \
 417         /* EFLAGS = (_sav & _msk) | (EFLAGS & ~_msk); _sav &= ~_msk; */ \
 418         "movl %"_sav",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
 419         "push %"_tmp"; "                                                \
 420         "push %"_tmp"; "                                                \
 421         "movl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
 422         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 423         "pushf; "                                                       \
 424         "notl %"_LO32 _tmp"; "                                          \
 425         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 426         "andl %"_LO32 _tmp","__stringify(BITS_PER_LONG/4)"("_STK"); "   \
 427         "pop  %"_tmp"; "                                                \
 428         "orl  %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 429         "popf; "                                                        \
 430         "pop  %"_sav"; "
 431
 432 /* After executing instruction: write-back necessary bits in EFLAGS. */
 433 #define _POST_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp) \
 434         /* _sav |= EFLAGS & _msk; */            \
 435         "pushf; "                               \
 436         "pop  %"_tmp"; "                        \
 437         "andl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "          \
 438         "orl  %"_LO32 _tmp",%"_sav"; "
 439
 440 #ifdef CONFIG_X86_64
 441 #define ON64(x) x
 442 #else
 443 #define ON64(x)
 444 #endif
 445
 446 #define ____emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags, _x, _y, _suffix)      \
 447         do {                                                            \
 448                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 449                         _PRE_EFLAGS("0", "4", "2")                      \
 450                         _op _suffix " %"_x"3,%1; "                      \
 451                         _POST_EFLAGS("0", "4", "2")                     \
 452                         : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),            \
 453                           "=&r" (_tmp)                                  \
 454                         : _y ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK));          \
 455         } while (0)
 456
 457
 458 /* Raw emulation: instruction has two explicit operands. */
 459 #define __emulate_2op_nobyte(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 460         do {                                                            \
 461                 unsigned long _tmp;                                     \
 462                                                                         \
 463                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
 464                 case 2:                                                 \
 465                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,"w"); \
 466                         break;                                          \
 467                 case 4:                                                 \
 468                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_lx,_ly,"l"); \
 469                         break;                                          \
 470                 case 8:                                                 \
 471                         ON64(____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_qx,_qy,"q")); \
 472                         break;                                          \
 473                 }                                                       \
 474         } while (0)
 475
 476 #define __emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 477         do {                                                                 \
 478                 unsigned long _tmp;                                          \
 479                 switch ((_dst).bytes) {                                      \
 480                 case 1:                                                      \
 481                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,"b");  \
 482                         break;                                               \
 483                 default:                                                     \
 484                         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,       \
 485                                              _wx, _wy, _lx, _ly, _qx, _qy);  \
 486                         break;                                               \
 487                 }                                                            \
 488         } while (0)
 489
 490 /* Source operand is byte-sized and may be restricted to just %cl. */
 491 #define emulate_2op_SrcB(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 492         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 493                       "b", "c", "b", "c", "b", "c", "b", "c")
 494
 495 /* Source operand is byte, word, long or quad sized. */
 496 #define emulate_2op_SrcV(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 497         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 498                       "b", "q", "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 499
 500 /* Source operand is word, long or quad sized. */
 501 #define emulate_2op_SrcV_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags)               \
 502         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,                  \
 503                              "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 504
 505 /* Instruction has three operands and one operand is stored in ECX register */
 506 #define __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags, _suffix, _type)         \
 507         do {                                                                    \
 508                 unsigned long _tmp;                                             \
 509                 _type _clv  = (_cl).val;                                        \
 510                 _type _srcv = (_src).val;                                       \
 511                 _type _dstv = (_dst).val;                                       \
 512                                                                                 \
 513                 __asm__ __volatile__ (                                          \
 514                         _PRE_EFLAGS("0", "5", "2")                              \
 515                         _op _suffix " %4,%1 \n"                                 \
 516                         _POST_EFLAGS("0", "5", "2")                             \
 517                         : "=m" (_eflags), "+r" (_dstv), "=&r" (_tmp)            \
 518                         : "c" (_clv) , "r" (_srcv), "i" (EFLAGS_MASK)           \
 519                         );                                                      \
 520                                                                                 \
 521                 (_cl).val  = (unsigned long) _clv;                              \
 522                 (_src).val = (unsigned long) _srcv;                             \
 523                 (_dst).val = (unsigned long) _dstv;                             \
 524         } while (0)
 525
 526 #define emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags)                           \
 527         do {                                                                    \
 528                 switch ((_dst).bytes) {                                         \
 529                 case 2:                                                         \
 530                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
 531                                                 "w", unsigned short);           \
 532                         break;                                                  \
 533                 case 4:                                                         \
 534                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
 535                                                 "l", unsigned int);             \
 536                         break;                                                  \
 537                 case 8:                                                         \
 538                         ON64(__emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,    \
 539                                                 "q", unsigned long));           \
 540                         break;                                                  \
 541                 }                                                               \
 542         } while (0)
 543
 544 #define __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, _suffix)                      \
 545         do {                                                            \
 546                 unsigned long _tmp;                                     \
 547                                                                         \
 548                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 549                         _PRE_EFLAGS("0", "3", "2")                      \
 550                         _op _suffix " %1; "                             \
 551                         _POST_EFLAGS("0", "3", "2")                     \
 552                         : "=m" (_eflags), "+m" ((_dst).val),            \
 553                           "=&r" (_tmp)                                  \
 554                         : "i" (EFLAGS_MASK));                           \
 555         } while (0)
 556
 557 /* Instruction has only one explicit operand (no source operand). */
 558 #define emulate_1op(_op, _dst, _eflags)                                    \
 559         do {                                                            \
 560                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
 561                 case 1: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "b"); break;  \
 562                 case 2: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "w"); break;  \
 563                 case 4: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "l"); break;  \
 564                 case 8: ON64(__emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "q")); break; \
 565                 }                                                       \
 566         } while (0)
 567
 568 /* Fetch next part of the instruction being emulated. */
 569 #define insn_fetch(_type, _size, _eip)                                  \
 570 ({      unsigned long _x;                                               \
 571         rc = do_insn_fetch(ctxt, ops, (_eip), &_x, (_size));            \
 572         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)                                     \
 573                 goto done;                                              \
 574         (_eip) += (_size);                                              \
 575         (_type)_x;                                                      \
 576 })
 577
 578 static inline unsigned long ad_mask(struct decode_cache *c)
 579 {
 580         return (1UL << (c->ad_bytes << 3)) - 1;
 581 }
 582
 583 /* Access/update address held in a register, based on addressing mode. */
 584 static inline unsigned long
 585 address_mask(struct decode_cache *c, unsigned long reg)
 586 {
 587         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 588                 return reg;
 589         else
 590                 return reg & ad_mask(c);
 591 }
 592
 593 static inline unsigned long
 594 register_address(struct decode_cache *c, unsigned long base, unsigned long reg)
 595 {
 596         return base + address_mask(c, reg);
 597 }
 598
 599 static inline void
 600 register_address_increment(struct decode_cache *c, unsigned long *reg, int inc)
 601 {
 602         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 603                 *reg += inc;
 604         else
 605                 *reg = (*reg & ~ad_mask(c)) | ((*reg + inc) & ad_mask(c));
 606 }
 607
 608 static inline void jmp_rel(struct decode_cache *c, int rel)
 609 {
 610         register_address_increment(c, &c->eip, rel);
 611 }
 612
 613 static void set_seg_override(struct decode_cache *c, int seg)
 614 {
 615         c->has_seg_override = true;
 616         c->seg_override = seg;
 617 }
 618
 619 static unsigned long seg_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
 620 {
 621         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && seg < VCPU_SREG_FS)
 622                 return 0;
 623
 624         return kvm_x86_ops->get_segment_base(ctxt->vcpu, seg);
 625 }
 626
 627 static unsigned long seg_override_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 628                                        struct decode_cache *c)
 629 {
 630         if (!c->has_seg_override)
 631                 return 0;
 632
 633         return seg_base(ctxt, c->seg_override);
 634 }
 635
 636 static unsigned long es_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 637 {
 638         return seg_base(ctxt, VCPU_SREG_ES);
 639 }
 640
 641 static unsigned long ss_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 642 {
 643         return seg_base(ctxt, VCPU_SREG_SS);
 644 }
 645
 646 static int do_fetch_insn_byte(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 647                               struct x86_emulate_ops *ops,
 648                               unsigned long linear, u8 *dest)
 649 {
 650         struct fetch_cache *fc = &ctxt->decode.fetch;
 651         int rc;
 652         int size;
 653
 654         if (linear < fc->start || linear >= fc->end) {
 655                 size = min(15UL, PAGE_SIZE - offset_in_page(linear));
 656                 rc = ops->fetch(linear, fc->data, size, ctxt->vcpu, NULL);
 657                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 658                         return rc;
 659                 fc->start = linear;
 660                 fc->end = linear + size;
 661         }
 662         *dest = fc->data[linear - fc->start];
 663         return X86EMUL_CONTINUE;
 664 }
 665
 666 static int do_insn_fetch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 667                          struct x86_emulate_ops *ops,
 668                          unsigned long eip, void *dest, unsigned size)
 669 {
 670         int rc;
 671
 672         /* x86 instructions are limited to 15 bytes. */
 673         if (eip + size - ctxt->eip > 15)
 674                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
 675         eip += ctxt->cs_base;
 676         while (size--) {
 677                 rc = do_fetch_insn_byte(ctxt, ops, eip++, dest++);
 678                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 679                         return rc;
 680         }
 681         return X86EMUL_CONTINUE;
 682 }
 683
 684 /*
 685  * Given the 'reg' portion of a ModRM byte, and a register block, return a
 686  * pointer into the block that addresses the relevant register.
 687  * @highbyte_regs specifies whether to decode AH,CH,DH,BH.
 688  */
 689 static void *decode_register(u8 modrm_reg, unsigned long *regs,
 690                              int highbyte_regs)
 691 {
 692         void *p;
 693
 694         p = &regs[modrm_reg];
 695         if (highbyte_regs && modrm_reg >= 4 && modrm_reg < 8)
 696                 p = (unsigned char *)&regs[modrm_reg & 3] + 1;
 697         return p;
 698 }
 699
 700 static int read_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 701                            struct x86_emulate_ops *ops,
 702                            void *ptr,
 703                            u16 *size, unsigned long *address, int op_bytes)
 704 {
 705         int rc;
 706
 707         if (op_bytes == 2)
 708                 op_bytes = 3;
 709         *address = 0;
 710         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr, (unsigned long *)size, 2,
 711                            ctxt->vcpu, NULL);
 712         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 713                 return rc;
 714         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr + 2, address, op_bytes,
 715                            ctxt->vcpu, NULL);
 716         return rc;
 717 }
 718
 719 static int test_cc(unsigned int condition, unsigned int flags)
 720 {
 721         int rc = 0;
 722
 723         switch ((condition & 15) >> 1) {
 724         case 0: /* o */
 725                 rc |= (flags & EFLG_OF);
 726                 break;
 727         case 1: /* b/c/nae */
 728                 rc |= (flags & EFLG_CF);
 729                 break;
 730         case 2: /* z/e */
 731                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 732                 break;
 733         case 3: /* be/na */
 734                 rc |= (flags & (EFLG_CF|EFLG_ZF));
 735                 break;
 736         case 4: /* s */
 737                 rc |= (flags & EFLG_SF);
 738                 break;
 739         case 5: /* p/pe */
 740                 rc |= (flags & EFLG_PF);
 741                 break;
 742         case 7: /* le/ng */
 743                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 744                 /* fall through */
 745         case 6: /* l/nge */
 746                 rc |= (!(flags & EFLG_SF) != !(flags & EFLG_OF));
 747                 break;
 748         }
 749
 750         /* Odd condition identifiers (lsb == 1) have inverted sense. */
 751         return (!!rc ^ (condition & 1));
 752 }
 753
 754 static void decode_register_operand(struct operand *op,
 755                                     struct decode_cache *c,
 756                                     int inhibit_bytereg)
 757 {
 758         unsigned reg = c->modrm_reg;
 759         int highbyte_regs = c->rex_prefix == 0;
 760
 761         if (!(c->d & ModRM))
 762                 reg = (c->b & 7) | ((c->rex_prefix & 1) << 3);
 763         op->type = OP_REG;
 764         if ((c->d & ByteOp) && !inhibit_bytereg) {
 765                 op->ptr = decode_register(reg, c->regs, highbyte_regs);
 766                 op->val = *(u8 *)op->ptr;
 767                 op->bytes = 1;
 768         } else {
 769                 op->ptr = decode_register(reg, c->regs, 0);
 770                 op->bytes = c->op_bytes;
 771                 switch (op->bytes) {
 772                 case 2:
 773                         op->val = *(u16 *)op->ptr;
 774                         break;
 775                 case 4:
 776                         op->val = *(u32 *)op->ptr;
 777                         break;
 778                 case 8:
 779                         op->val = *(u64 *) op->ptr;
 780                         break;
 781                 }
 782         }
 783         op->orig_val = op->val;
 784 }
 785
 786 static int decode_modrm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 787                         struct x86_emulate_ops *ops)
 788 {
 789         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 790         u8 sib;
 791         int index_reg = 0, base_reg = 0, scale;
 792         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
 793
 794         if (c->rex_prefix) {
 795                 c->modrm_reg = (c->rex_prefix & 4) << 1;        /* REX.R */
 796                 index_reg = (c->rex_prefix & 2) << 2; /* REX.X */
 797                 c->modrm_rm = base_reg = (c->rex_prefix & 1) << 3; /* REG.B */
 798         }
 799
 800         c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 801         c->modrm_mod |= (c->modrm & 0xc0) >> 6;
 802         c->modrm_reg |= (c->modrm & 0x38) >> 3;
 803         c->modrm_rm |= (c->modrm & 0x07);
 804         c->modrm_ea = 0;
 805         c->use_modrm_ea = 1;
 806
 807         if (c->modrm_mod == 3) {
 808                 c->modrm_ptr = decode_register(c->modrm_rm,
 809                                                c->regs, c->d & ByteOp);
 810                 c->modrm_val = *(unsigned long *)c->modrm_ptr;
 811                 return rc;
 812         }
 813
 814         if (c->ad_bytes == 2) {
 815                 unsigned bx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
 816                 unsigned bp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
 817                 unsigned si = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
 818                 unsigned di = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
 819
 820                 /* 16-bit ModR/M decode. */
 821                 switch (c->modrm_mod) {
 822                 case 0:
 823                         if (c->modrm_rm == 6)
 824                                 c->modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 825                         break;
 826                 case 1:
 827                         c->modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
 828                         break;
 829                 case 2:
 830                         c->modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 831                         break;
 832                 }
 833                 switch (c->modrm_rm) {
 834                 case 0:
 835                         c->modrm_ea += bx + si;
 836                         break;
 837                 case 1:
 838                         c->modrm_ea += bx + di;
 839                         break;
 840                 case 2:
 841                         c->modrm_ea += bp + si;
 842                         break;
 843                 case 3:
 844                         c->modrm_ea += bp + di;
 845                         break;
 846                 case 4:
 847                         c->modrm_ea += si;
 848                         break;
 849                 case 5:
 850                         c->modrm_ea += di;
 851                         break;
 852                 case 6:
 853                         if (c->modrm_mod != 0)
 854                                 c->modrm_ea += bp;
 855                         break;
 856                 case 7:
 857                         c->modrm_ea += bx;
 858                         break;
 859                 }
 860                 if (c->modrm_rm == 2 || c->modrm_rm == 3 ||
 861                     (c->modrm_rm == 6 && c->modrm_mod != 0))
 862                         if (!c->has_seg_override)
 863                                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_SS);
 864                 c->modrm_ea = (u16)c->modrm_ea;
 865         } else {
 866                 /* 32/64-bit ModR/M decode. */
 867                 if ((c->modrm_rm & 7) == 4) {
 868                         sib = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 869                         index_reg |= (sib >> 3) & 7;
 870                         base_reg |= sib & 7;
 871                         scale = sib >> 6;
 872
 873                         if ((base_reg & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0)
 874                                 c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 875                         else
 876                                 c->modrm_ea += c->regs[base_reg];
 877                         if (index_reg != 4)
 878                                 c->modrm_ea += c->regs[index_reg] << scale;
 879                 } else if ((c->modrm_rm & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0) {
 880                         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 881                                 c->rip_relative = 1;
 882                 } else
 883                         c->modrm_ea += c->regs[c->modrm_rm];
 884                 switch (c->modrm_mod) {
 885                 case 0:
 886                         if (c->modrm_rm == 5)
 887                                 c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 888                         break;
 889                 case 1:
 890                         c->modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
 891                         break;
 892                 case 2:
 893                         c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 894                         break;
 895                 }
 896         }
 897 done:
 898         return rc;
 899 }
 900
 901 static int decode_abs(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 902                       struct x86_emulate_ops *ops)
 903 {
 904         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 905         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
 906
 907         switch (c->ad_bytes) {
 908         case 2:
 909                 c->modrm_ea = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 910                 break;
 911         case 4:
 912                 c->modrm_ea = insn_fetch(u32, 4, c->eip);
 913                 break;
 914         case 8:
 915                 c->modrm_ea = insn_fetch(u64, 8, c->eip);
 916                 break;
 917         }
 918 done:
 919         return rc;
 920 }
 921
 922 int
 923 x86_decode_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
 924 {
 925         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 926         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
 927         int mode = ctxt->mode;
 928         int def_op_bytes, def_ad_bytes, group;
 929
 930
 931         /* we cannot decode insn before we complete previous rep insn */
 932         WARN_ON(ctxt->restart);
 933
 934         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation. */
 935         memset(c, 0, sizeof(struct decode_cache));
 936         c->eip = ctxt->eip;
 937         ctxt->cs_base = seg_base(ctxt, VCPU_SREG_CS);
 938         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
 939
 940         switch (mode) {
 941         case X86EMUL_MODE_REAL:
 942         case X86EMUL_MODE_VM86:
 943         case X86EMUL_MODE_PROT16:
 944                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 2;
 945                 break;
 946         case X86EMUL_MODE_PROT32:
 947                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 4;
 948                 break;
 949 #ifdef CONFIG_X86_64
 950         case X86EMUL_MODE_PROT64:
 951                 def_op_bytes = 4;
 952                 def_ad_bytes = 8;
 953                 break;
 954 #endif
 955         default:
 956                 return -1;
 957         }
 958
 959         c->op_bytes = def_op_bytes;
 960         c->ad_bytes = def_ad_bytes;
 961
 962         /* Legacy prefixes. */
 963         for (;;) {
 964                 switch (c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip)) {
 965                 case 0x66:      /* operand-size override */
 966                         /* switch between 2/4 bytes */
 967                         c->op_bytes = def_op_bytes ^ 6;
 968                         break;
 969                 case 0x67:      /* address-size override */
 970                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 971                                 /* switch between 4/8 bytes */
 972                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 12;
 973                         else
 974                                 /* switch between 2/4 bytes */
 975                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 6;
 976                         break;
 977                 case 0x26:      /* ES override */
 978                 case 0x2e:      /* CS override */
 979                 case 0x36:      /* SS override */
 980                 case 0x3e:      /* DS override */
 981                         set_seg_override(c, (c->b >> 3) & 3);
 982                         break;
 983                 case 0x64:      /* FS override */
 984                 case 0x65:      /* GS override */
 985                         set_seg_override(c, c->b & 7);
 986                         break;
 987                 case 0x40 ... 0x4f: /* REX */
 988                         if (mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
 989                                 goto done_prefixes;
 990                         c->rex_prefix = c->b;
 991                         continue;
 992                 case 0xf0:      /* LOCK */
 993                         c->lock_prefix = 1;
 994                         break;
 995                 case 0xf2:      /* REPNE/REPNZ */
 996                         c->rep_prefix = REPNE_PREFIX;
 997                         break;
 998                 case 0xf3:      /* REP/REPE/REPZ */
 999                         c->rep_prefix = REPE_PREFIX;
1000                         break;
1001                 default:
1002                         goto done_prefixes;
1003                 }
1004
1005                 /* Any legacy prefix after a REX prefix nullifies its effect. */
1006
1007                 c->rex_prefix = 0;
1008         }
1009
1010 done_prefixes:
1011
1012         /* REX prefix. */
1013         if (c->rex_prefix)
1014                 if (c->rex_prefix & 8)
1015                         c->op_bytes = 8;        /* REX.W */
1016
1017         /* Opcode byte(s). */
1018         c->d = opcode_table[c->b];
1019         if (c->d == 0) {
1020                 /* Two-byte opcode? */
1021                 if (c->b == 0x0f) {
1022                         c->twobyte = 1;
1023                         c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1024                         c->d = twobyte_table[c->b];
1025                 }
1026         }
1027
1028         if (c->d & Group) {
1029                 group = c->d & GroupMask;
1030                 c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1031                 --c->eip;
1032
1033                 group = (group << 3) + ((c->modrm >> 3) & 7);
1034                 if ((c->d & GroupDual) && (c->modrm >> 6) == 3)
1035                         c->d = group2_table[group];
1036                 else
1037                         c->d = group_table[group];
1038         }
1039
1040         /* Unrecognised? */
1041         if (c->d == 0) {
1042                 DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
1043                 return -1;
1044         }
1045
1046         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & Stack))
1047                 c->op_bytes = 8;
1048
1049         /* ModRM and SIB bytes. */
1050         if (c->d & ModRM)
1051                 rc = decode_modrm(ctxt, ops);
1052         else if (c->d & MemAbs)
1053                 rc = decode_abs(ctxt, ops);
1054         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1055                 goto done;
1056
1057         if (!c->has_seg_override)
1058                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_DS);
1059
1060         if (!(!c->twobyte && c->b == 0x8d))
1061                 c->modrm_ea += seg_override_base(ctxt, c);
1062
1063         if (c->ad_bytes != 8)
1064                 c->modrm_ea = (u32)c->modrm_ea;
1065
1066         if (c->rip_relative)
1067                 c->modrm_ea += c->eip;
1068
1069         /*
1070          * Decode and fetch the source operand: register, memory
1071          * or immediate.
1072          */
1073         switch (c->d & SrcMask) {
1074         case SrcNone:
1075                 break;
1076         case SrcReg:
1077                 decode_register_operand(&c->src, c, 0);
1078                 break;
1079         case SrcMem16:
1080                 c->src.bytes = 2;
1081                 goto srcmem_common;
1082         case SrcMem32:
1083                 c->src.bytes = 4;
1084                 goto srcmem_common;
1085         case SrcMem:
1086                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 :
1087                                                            c->op_bytes;
1088                 /* Don't fetch the address for invlpg: it could be unmapped. */
1089                 if (c->twobyte && c->b == 0x01 && c->modrm_reg == 7)
1090                         break;
1091         srcmem_common:
1092                 /*
1093                  * For instructions with a ModR/M byte, switch to register
1094                  * access if Mod = 3.
1095                  */
1096                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1097                         c->src.type = OP_REG;
1098                         c->src.val = c->modrm_val;
1099                         c->src.ptr = c->modrm_ptr;
1100                         break;
1101                 }
1102                 c->src.type = OP_MEM;
1103                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->modrm_ea;
1104                 c->src.val = 0;
1105                 break;
1106         case SrcImm:
1107         case SrcImmU:
1108                 c->src.type = OP_IMM;
1109                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1110                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1111                 if (c->src.bytes == 8)
1112                         c->src.bytes = 4;
1113                 /* NB. Immediates are sign-extended as necessary. */
1114                 switch (c->src.bytes) {
1115                 case 1:
1116                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1117                         break;
1118                 case 2:
1119                         c->src.val = insn_fetch(s16, 2, c->eip);
1120                         break;
1121                 case 4:
1122                         c->src.val = insn_fetch(s32, 4, c->eip);
1123                         break;
1124                 }
1125                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmU) {
1126                         switch (c->src.bytes) {
1127                         case 1:
1128                                 c->src.val &= 0xff;
1129                                 break;
1130                         case 2:
1131                                 c->src.val &= 0xffff;
1132                                 break;
1133                         case 4:
1134                                 c->src.val &= 0xffffffff;
1135                                 break;
1136                         }
1137                 }
1138                 break;
1139         case SrcImmByte:
1140         case SrcImmUByte:
1141                 c->src.type = OP_IMM;
1142                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1143                 c->src.bytes = 1;
1144                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmByte)
1145                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1146                 else
1147                         c->src.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1148                 break;
1149         case SrcOne:
1150                 c->src.bytes = 1;
1151                 c->src.val = 1;
1152                 break;
1153         case SrcSI:
1154                 c->src.type = OP_MEM;
1155                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1156                 c->src.ptr = (unsigned long *)
1157                         register_address(c,  seg_override_base(ctxt, c),
1158                                          c->regs[VCPU_REGS_RSI]);
1159                 c->src.val = 0;
1160                 break;
1161         }
1162
1163         /*
1164          * Decode and fetch the second source operand: register, memory
1165          * or immediate.
1166          */
1167         switch (c->d & Src2Mask) {
1168         case Src2None:
1169                 break;
1170         case Src2CL:
1171                 c->src2.bytes = 1;
1172                 c->src2.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX] & 0x8;
1173                 break;
1174         case Src2ImmByte:
1175                 c->src2.type = OP_IMM;
1176                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1177                 c->src2.bytes = 1;
1178                 c->src2.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1179                 break;
1180         case Src2Imm16:
1181                 c->src2.type = OP_IMM;
1182                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1183                 c->src2.bytes = 2;
1184                 c->src2.val = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
1185                 break;
1186         case Src2One:
1187                 c->src2.bytes = 1;
1188                 c->src2.val = 1;
1189                 break;
1190         case Src2Mem16:
1191                 c->src2.type = OP_MEM;
1192                 c->src2.bytes = 2;
1193                 c->src2.ptr = (unsigned long *)(c->modrm_ea + c->src.bytes);
1194                 c->src2.val = 0;
1195                 break;
1196         }
1197
1198         /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
1199         switch (c->d & DstMask) {
1200         case ImplicitOps:
1201                 /* Special instructions do their own operand decoding. */
1202                 return 0;
1203         case DstReg:
1204                 decode_register_operand(&c->dst, c,
1205                          c->twobyte && (c->b == 0xb6 || c->b == 0xb7));
1206                 break;
1207         case DstMem:
1208                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1209                         c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1210                         c->dst.type = OP_REG;
1211                         c->dst.val = c->dst.orig_val = c->modrm_val;
1212                         c->dst.ptr = c->modrm_ptr;
1213                         break;
1214                 }
1215                 c->dst.type = OP_MEM;
1216                 c->dst.ptr = (unsigned long *)c->modrm_ea;
1217                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1218                 c->dst.val = 0;
1219                 if (c->d & BitOp) {
1220                         unsigned long mask = ~(c->dst.bytes * 8 - 1);
1221
1222                         c->dst.ptr = (void *)c->dst.ptr +
1223                                                    (c->src.val & mask) / 8;
1224                 }
1225                 break;
1226         case DstAcc:
1227                 c->dst.type = OP_REG;
1228                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1229                 c->dst.ptr = &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
1230                 switch (c->dst.bytes) {
1231                         case 1:
1232                                 c->dst.val = *(u8 *)c->dst.ptr;
1233                                 break;
1234                         case 2:
1235                                 c->dst.val = *(u16 *)c->dst.ptr;
1236                                 break;
1237                         case 4:
1238                                 c->dst.val = *(u32 *)c->dst.ptr;
1239                                 break;
1240                         case 8:
1241                                 c->dst.val = *(u64 *)c->dst.ptr;
1242                                 break;
1243                 }
1244                 c->dst.orig_val = c->dst.val;
1245                 break;
1246         case DstDI:
1247                 c->dst.type = OP_MEM;
1248                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1249                 c->dst.ptr = (unsigned long *)
1250                         register_address(c, es_base(ctxt),
1251                                          c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
1252                 c->dst.val = 0;
1253                 break;
1254         }
1255
1256 done:
1257         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
1258 }
1259
1260 static u32 desc_limit_scaled(struct desc_struct *desc)
1261 {
1262         u32 limit = get_desc_limit(desc);
1263
1264         return desc->g ? (limit << 12) | 0xfff : limit;
1265 }
1266
1267 static void get_descriptor_table_ptr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1268                                      struct x86_emulate_ops *ops,
1269                                      u16 selector, struct desc_ptr *dt)
1270 {
1271         if (selector & 1 << 2) {
1272                 struct desc_struct desc;
1273                 memset (dt, 0, sizeof *dt);
1274                 if (!ops->get_cached_descriptor(&desc, VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu))
1275                         return;
1276
1277                 dt->size = desc_limit_scaled(&desc); /* what if limit > 65535? */
1278                 dt->address = get_desc_base(&desc);
1279         } else
1280                 ops->get_gdt(dt, ctxt->vcpu);
1281 }
1282
1283 /* allowed just for 8 bytes segments */
1284 static int read_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1285                                    struct x86_emulate_ops *ops,
1286                                    u16 selector, struct desc_struct *desc)
1287 {
1288         struct desc_ptr dt;
1289         u16 index = selector >> 3;
1290         int ret;
1291         u32 err;
1292         ulong addr;
1293
1294         get_descriptor_table_ptr(ctxt, ops, selector, &dt);
1295
1296         if (dt.size < index * 8 + 7) {
1297                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, selector & 0xfffc);
1298                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1299         }
1300         addr = dt.address + index * 8;
1301         ret = ops->read_std(addr, desc, sizeof *desc, ctxt->vcpu,  &err);
1302         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT)
1303                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, addr, err);
1304
1305        return ret;
1306 }
1307
1308 /* allowed just for 8 bytes segments */
1309 static int write_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1310                                     struct x86_emulate_ops *ops,
1311                                     u16 selector, struct desc_struct *desc)
1312 {
1313         struct desc_ptr dt;
1314         u16 index = selector >> 3;
1315         u32 err;
1316         ulong addr;
1317         int ret;
1318
1319         get_descriptor_table_ptr(ctxt, ops, selector, &dt);
1320
1321         if (dt.size < index * 8 + 7) {
1322                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, selector & 0xfffc);
1323                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1324         }
1325
1326         addr = dt.address + index * 8;
1327         ret = ops->write_std(addr, desc, sizeof *desc, ctxt->vcpu, &err);
1328         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT)
1329                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, addr, err);
1330
1331         return ret;
1332 }
1333
1334 static int load_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1335                                    struct x86_emulate_ops *ops,
1336                                    u16 selector, int seg)
1337 {
1338         struct desc_struct seg_desc;
1339         u8 dpl, rpl, cpl;
1340         unsigned err_vec = GP_VECTOR;
1341         u32 err_code = 0;
1342         bool null_selector = !(selector & ~0x3); /* 0000-0003 are null */
1343         int ret;
1344
1345         memset(&seg_desc, 0, sizeof seg_desc);
1346
1347         if ((seg <= VCPU_SREG_GS && ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
1348             || ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL) {
1349                 /* set real mode segment descriptor */
1350                 set_desc_base(&seg_desc, selector << 4);
1351                 set_desc_limit(&seg_desc, 0xffff);
1352                 seg_desc.type = 3;
1353                 seg_desc.p = 1;
1354                 seg_desc.s = 1;
1355                 goto load;
1356         }
1357
1358         /* NULL selector is not valid for TR, CS and SS */
1359         if ((seg == VCPU_SREG_CS || seg == VCPU_SREG_SS || seg == VCPU_SREG_TR)
1360             && null_selector)
1361                 goto exception;
1362
1363         /* TR should be in GDT only */
1364         if (seg == VCPU_SREG_TR && (selector & (1 << 2)))
1365                 goto exception;
1366
1367         if (null_selector) /* for NULL selector skip all following checks */
1368                 goto load;
1369
1370         ret = read_segment_descriptor(ctxt, ops, selector, &seg_desc);
1371         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1372                 return ret;
1373
1374         err_code = selector & 0xfffc;
1375         err_vec = GP_VECTOR;
1376
1377         /* can't load system descriptor into segment selecor */
1378         if (seg <= VCPU_SREG_GS && !seg_desc.s)
1379                 goto exception;
1380
1381         if (!seg_desc.p) {
1382                 err_vec = (seg == VCPU_SREG_SS) ? SS_VECTOR : NP_VECTOR;
1383                 goto exception;
1384         }
1385
1386         rpl = selector & 3;
1387         dpl = seg_desc.dpl;
1388         cpl = ops->cpl(ctxt->vcpu);
1389
1390         switch (seg) {
1391         case VCPU_SREG_SS:
1392                 /*
1393                  * segment is not a writable data segment or segment
1394                  * selector's RPL != CPL or segment selector's RPL != CPL
1395                  */
1396                 if (rpl != cpl || (seg_desc.type & 0xa) != 0x2 || dpl != cpl)
1397                         goto exception;
1398                 break;
1399         case VCPU_SREG_CS:
1400                 if (!(seg_desc.type & 8))
1401                         goto exception;
1402
1403                 if (seg_desc.type & 4) {
1404                         /* conforming */
1405                         if (dpl > cpl)
1406                                 goto exception;
1407                 } else {
1408                         /* nonconforming */
1409                         if (rpl > cpl || dpl != cpl)
1410                                 goto exception;
1411                 }
1412                 /* CS(RPL) <- CPL */
1413                 selector = (selector & 0xfffc) | cpl;
1414                 break;
1415         case VCPU_SREG_TR:
1416                 if (seg_desc.s || (seg_desc.type != 1 && seg_desc.type != 9))
1417                         goto exception;
1418                 break;
1419         case VCPU_SREG_LDTR:
1420                 if (seg_desc.s || seg_desc.type != 2)
1421                         goto exception;
1422                 break;
1423         default: /*  DS, ES, FS, or GS */
1424                 /*
1425                  * segment is not a data or readable code segment or
1426                  * ((segment is a data or nonconforming code segment)
1427                  * and (both RPL and CPL > DPL))
1428                  */
1429                 if ((seg_desc.type & 0xa) == 0x8 ||
1430                     (((seg_desc.type & 0xc) != 0xc) &&
1431                      (rpl > dpl && cpl > dpl)))
1432                         goto exception;
1433                 break;
1434         }
1435
1436         if (seg_desc.s) {
1437                 /* mark segment as accessed */
1438                 seg_desc.type |= 1;
1439                 ret = write_segment_descriptor(ctxt, ops, selector, &seg_desc);
1440                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1441                         return ret;
1442         }
1443 load:
1444         ops->set_segment_selector(selector, seg, ctxt->vcpu);
1445         ops->set_cached_descriptor(&seg_desc, seg, ctxt->vcpu);
1446         return X86EMUL_CONTINUE;
1447 exception:
1448         kvm_queue_exception_e(ctxt->vcpu, err_vec, err_code);
1449         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1450 }
1451
1452 static inline void emulate_push(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1453 {
1454         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1455
1456         c->dst.type  = OP_MEM;
1457         c->dst.bytes = c->op_bytes;
1458         c->dst.val = c->src.val;
1459         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], -c->op_bytes);
1460         c->dst.ptr = (void *) register_address(c, ss_base(ctxt),
1461                                                c->regs[VCPU_REGS_RSP]);
1462 }
1463
1464 static int emulate_pop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1465                        struct x86_emulate_ops *ops,
1466                        void *dest, int len)
1467 {
1468         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1469         int rc;
1470
1471         rc = ops->read_emulated(register_address(c, ss_base(ctxt),
1472                                                  c->regs[VCPU_REGS_RSP]),
1473                                 dest, len, ctxt->vcpu);
1474         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1475                 return rc;
1476
1477         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], len);
1478         return rc;
1479 }
1480
1481 static int emulate_popf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1482                        struct x86_emulate_ops *ops,
1483                        void *dest, int len)
1484 {
1485         int rc;
1486         unsigned long val, change_mask;
1487         int iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
1488         int cpl = ops->cpl(ctxt->vcpu);
1489
1490         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &val, len);
1491         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1492                 return rc;
1493
1494         change_mask = EFLG_CF | EFLG_PF | EFLG_AF | EFLG_ZF | EFLG_SF | EFLG_OF
1495                 | EFLG_TF | EFLG_DF | EFLG_NT | EFLG_RF | EFLG_AC | EFLG_ID;
1496
1497         switch(ctxt->mode) {
1498         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1499         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1500         case X86EMUL_MODE_PROT16:
1501                 if (cpl == 0)
1502                         change_mask |= EFLG_IOPL;
1503                 if (cpl <= iopl)
1504                         change_mask |= EFLG_IF;
1505                 break;
1506         case X86EMUL_MODE_VM86:
1507                 if (iopl < 3) {
1508                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1509                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1510                 }
1511                 change_mask |= EFLG_IF;
1512                 break;
1513         default: /* real mode */
1514                 change_mask |= (EFLG_IOPL | EFLG_IF);
1515                 break;
1516         }
1517
1518         *(unsigned long *)dest =
1519                 (ctxt->eflags & ~change_mask) | (val & change_mask);
1520
1521         return rc;
1522 }
1523
1524 static void emulate_push_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
1525 {
1526         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1527         struct kvm_segment segment;
1528
1529         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, &segment, seg);
1530
1531         c->src.val = segment.selector;
1532         emulate_push(ctxt);
1533 }
1534
1535 static int emulate_pop_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1536                              struct x86_emulate_ops *ops, int seg)
1537 {
1538         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1539         unsigned long selector;
1540         int rc;
1541
1542         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &selector, c->op_bytes);
1543         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1544                 return rc;
1545
1546         rc = load_segment_descriptor(ctxt, ops, (u16)selector, seg);
1547         return rc;
1548 }
1549
1550 static void emulate_pusha(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1551 {
1552         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1553         unsigned long old_esp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
1554         int reg = VCPU_REGS_RAX;
1555
1556         while (reg <= VCPU_REGS_RDI) {
1557                 (reg == VCPU_REGS_RSP) ?
1558                 (c->src.val = old_esp) : (c->src.val = c->regs[reg]);
1559
1560                 emulate_push(ctxt);
1561                 ++reg;
1562         }
1563 }
1564
1565 static int emulate_popa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1566                         struct x86_emulate_ops *ops)
1567 {
1568         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1569         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1570         int reg = VCPU_REGS_RDI;
1571
1572         while (reg >= VCPU_REGS_RAX) {
1573                 if (reg == VCPU_REGS_RSP) {
1574                         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP],
1575                                                         c->op_bytes);
1576                         --reg;
1577                 }
1578
1579                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->regs[reg], c->op_bytes);
1580                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1581                         break;
1582                 --reg;
1583         }
1584         return rc;
1585 }
1586
1587 static inline int emulate_grp1a(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1588                                 struct x86_emulate_ops *ops)
1589 {
1590         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1591
1592         return emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->dst.bytes);
1593 }
1594
1595 static inline void emulate_grp2(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1596 {
1597         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1598         switch (c->modrm_reg) {
1599         case 0: /* rol */
1600                 emulate_2op_SrcB("rol", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1601                 break;
1602         case 1: /* ror */
1603                 emulate_2op_SrcB("ror", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1604                 break;
1605         case 2: /* rcl */
1606                 emulate_2op_SrcB("rcl", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1607                 break;
1608         case 3: /* rcr */
1609                 emulate_2op_SrcB("rcr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1610                 break;
1611         case 4: /* sal/shl */
1612         case 6: /* sal/shl */
1613                 emulate_2op_SrcB("sal", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1614                 break;
1615         case 5: /* shr */
1616                 emulate_2op_SrcB("shr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1617                 break;
1618         case 7: /* sar */
1619                 emulate_2op_SrcB("sar", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1620                 break;
1621         }
1622 }
1623
1624 static inline int emulate_grp3(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1625                                struct x86_emulate_ops *ops)
1626 {
1627         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1628
1629         switch (c->modrm_reg) {
1630         case 0 ... 1:   /* test */
1631                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1632                 break;
1633         case 2: /* not */
1634                 c->dst.val = ~c->dst.val;
1635                 break;
1636         case 3: /* neg */
1637                 emulate_1op("neg", c->dst, ctxt->eflags);
1638                 break;
1639         default:
1640                 return 0;
1641         }
1642         return 1;
1643 }
1644
1645 static inline int emulate_grp45(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1646                                struct x86_emulate_ops *ops)
1647 {
1648         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1649
1650         switch (c->modrm_reg) {
1651         case 0: /* inc */
1652                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
1653                 break;
1654         case 1: /* dec */
1655                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
1656                 break;
1657         case 2: /* call near abs */ {
1658                 long int old_eip;
1659                 old_eip = c->eip;
1660                 c->eip = c->src.val;
1661                 c->src.val = old_eip;
1662                 emulate_push(ctxt);
1663                 break;
1664         }
1665         case 4: /* jmp abs */
1666                 c->eip = c->src.val;
1667                 break;
1668         case 6: /* push */
1669                 emulate_push(ctxt);
1670                 break;
1671         }
1672         return X86EMUL_CONTINUE;
1673 }
1674
1675 static inline int emulate_grp9(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1676                                struct x86_emulate_ops *ops)
1677 {
1678         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1679         u64 old, new;
1680         int rc;
1681
1682         rc = ops->read_emulated(c->modrm_ea, &old, 8, ctxt->vcpu);
1683         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1684                 return rc;
1685
1686         if (((u32) (old >> 0) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RAX]) ||
1687             ((u32) (old >> 32) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RDX])) {
1688
1689                 c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32) (old >> 0);
1690                 c->regs[VCPU_REGS_RDX] = (u32) (old >> 32);
1691                 ctxt->eflags &= ~EFLG_ZF;
1692
1693         } else {
1694                 new = ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RCX] << 32) |
1695                        (u32) c->regs[VCPU_REGS_RBX];
1696
1697                 rc = ops->cmpxchg_emulated(c->modrm_ea, &old, &new, 8, ctxt->vcpu);
1698                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1699                         return rc;
1700                 ctxt->eflags |= EFLG_ZF;
1701         }
1702         return X86EMUL_CONTINUE;
1703 }
1704
1705 static int emulate_ret_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1706                            struct x86_emulate_ops *ops)
1707 {
1708         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1709         int rc;
1710         unsigned long cs;
1711
1712         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->eip, c->op_bytes);
1713         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1714                 return rc;
1715         if (c->op_bytes == 4)
1716                 c->eip = (u32)c->eip;
1717         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &cs, c->op_bytes);
1718         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1719                 return rc;
1720         rc = load_segment_descriptor(ctxt, ops, (u16)cs, VCPU_SREG_CS);
1721         return rc;
1722 }
1723
1724 static inline int writeback(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1725                             struct x86_emulate_ops *ops)
1726 {
1727         int rc;
1728         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1729
1730         switch (c->dst.type) {
1731         case OP_REG:
1732                 /* The 4-byte case *is* correct:
1733                  * in 64-bit mode we zero-extend.
1734                  */
1735                 switch (c->dst.bytes) {
1736                 case 1:
1737                         *(u8 *)c->dst.ptr = (u8)c->dst.val;
1738                         break;
1739                 case 2:
1740                         *(u16 *)c->dst.ptr = (u16)c->dst.val;
1741                         break;
1742                 case 4:
1743                         *c->dst.ptr = (u32)c->dst.val;
1744                         break;  /* 64b: zero-ext */
1745                 case 8:
1746                         *c->dst.ptr = c->dst.val;
1747                         break;
1748                 }
1749                 break;
1750         case OP_MEM:
1751                 if (c->lock_prefix)
1752                         rc = ops->cmpxchg_emulated(
1753                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1754                                         &c->dst.orig_val,
1755                                         &c->dst.val,
1756                                         c->dst.bytes,
1757                                         ctxt->vcpu);
1758                 else
1759                         rc = ops->write_emulated(
1760                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1761                                         &c->dst.val,
1762                                         c->dst.bytes,
1763                                         ctxt->vcpu);
1764                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1765                         return rc;
1766                 break;
1767         case OP_NONE:
1768                 /* no writeback */
1769                 break;
1770         default:
1771                 break;
1772         }
1773         return X86EMUL_CONTINUE;
1774 }
1775
1776 static void toggle_interruptibility(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u32 mask)
1777 {
1778         u32 int_shadow = kvm_x86_ops->get_interrupt_shadow(ctxt->vcpu, mask);
1779         /*
1780          * an sti; sti; sequence only disable interrupts for the first
1781          * instruction. So, if the last instruction, be it emulated or
1782          * not, left the system with the INT_STI flag enabled, it
1783          * means that the last instruction is an sti. We should not
1784          * leave the flag on in this case. The same goes for mov ss
1785          */
1786         if (!(int_shadow & mask))
1787                 ctxt->interruptibility = mask;
1788 }
1789
1790 static inline void
1791 setup_syscalls_segments(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1792         struct kvm_segment *cs, struct kvm_segment *ss)
1793 {
1794         memset(cs, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1795         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, cs, VCPU_SREG_CS);
1796         memset(ss, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1797
1798         cs->l = 0;              /* will be adjusted later */
1799         cs->base = 0;           /* flat segment */
1800         cs->g = 1;              /* 4kb granularity */
1801         cs->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1802         cs->type = 0x0b;        /* Read, Execute, Accessed */
1803         cs->s = 1;
1804         cs->dpl = 0;            /* will be adjusted later */
1805         cs->present = 1;
1806         cs->db = 1;
1807
1808         ss->unusable = 0;
1809         ss->base = 0;           /* flat segment */
1810         ss->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1811         ss->g = 1;              /* 4kb granularity */
1812         ss->s = 1;
1813         ss->type = 0x03;        /* Read/Write, Accessed */
1814         ss->db = 1;             /* 32bit stack segment */
1815         ss->dpl = 0;
1816         ss->present = 1;
1817 }
1818
1819 static int
1820 emulate_syscall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1821 {
1822         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1823         struct kvm_segment cs, ss;
1824         u64 msr_data;
1825
1826         /* syscall is not available in real mode */
1827         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
1828             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86) {
1829                 kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
1830                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1831         }
1832
1833         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1834
1835         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1836         msr_data >>= 32;
1837         cs.selector = (u16)(msr_data & 0xfffc);
1838         ss.selector = (u16)(msr_data + 8);
1839
1840         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1841                 cs.db = 0;
1842                 cs.l = 1;
1843         }
1844         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1845         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1846
1847         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = c->eip;
1848         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1849 #ifdef CONFIG_X86_64
1850                 c->regs[VCPU_REGS_R11] = ctxt->eflags & ~EFLG_RF;
1851
1852                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu,
1853                         ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 ?
1854                         MSR_LSTAR : MSR_CSTAR, &msr_data);
1855                 c->eip = msr_data;
1856
1857                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_SYSCALL_MASK, &msr_data);
1858                 ctxt->eflags &= ~(msr_data | EFLG_RF);
1859 #endif
1860         } else {
1861                 /* legacy mode */
1862                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1863                 c->eip = (u32)msr_data;
1864
1865                 ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1866         }
1867
1868         return X86EMUL_CONTINUE;
1869 }
1870
1871 static int
1872 emulate_sysenter(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1873 {
1874         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1875         struct kvm_segment cs, ss;
1876         u64 msr_data;
1877
1878         /* inject #GP if in real mode */
1879         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL) {
1880                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1881                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1882         }
1883
1884         /* XXX sysenter/sysexit have not been tested in 64bit mode.
1885         * Therefore, we inject an #UD.
1886         */
1887         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64) {
1888                 kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
1889                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1890         }
1891
1892         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1893
1894         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1895         switch (ctxt->mode) {
1896         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1897                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1898                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1899                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1900                 }
1901                 break;
1902         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1903                 if (msr_data == 0x0) {
1904                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1905                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1906                 }
1907                 break;
1908         }
1909
1910         ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1911         cs.selector = (u16)msr_data;
1912         cs.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1913         ss.selector = cs.selector + 8;
1914         ss.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1915         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64
1916                 || is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1917                 cs.db = 0;
1918                 cs.l = 1;
1919         }
1920
1921         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1922         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1923
1924         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_EIP, &msr_data);
1925         c->eip = msr_data;
1926
1927         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_ESP, &msr_data);
1928         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = msr_data;
1929
1930         return X86EMUL_CONTINUE;
1931 }
1932
1933 static int
1934 emulate_sysexit(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1935 {
1936         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1937         struct kvm_segment cs, ss;
1938         u64 msr_data;
1939         int usermode;
1940
1941         /* inject #GP if in real mode or Virtual 8086 mode */
1942         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
1943             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86) {
1944                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1945                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1946         }
1947
1948         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1949
1950         if ((c->rex_prefix & 0x8) != 0x0)
1951                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT64;
1952         else
1953                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT32;
1954
1955         cs.dpl = 3;
1956         ss.dpl = 3;
1957         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1958         switch (usermode) {
1959         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1960                 cs.selector = (u16)(msr_data + 16);
1961                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1962                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1963                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1964                 }
1965                 ss.selector = (u16)(msr_data + 24);
1966                 break;
1967         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1968                 cs.selector = (u16)(msr_data + 32);
1969                 if (msr_data == 0x0) {
1970                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1971                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1972                 }
1973                 ss.selector = cs.selector + 8;
1974                 cs.db = 0;
1975                 cs.l = 1;
1976                 break;
1977         }
1978         cs.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
1979         ss.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
1980
1981         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1982         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1983
1984         c->eip = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RDX];
1985         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RCX];
1986
1987         return X86EMUL_CONTINUE;
1988 }
1989
1990 static bool emulator_bad_iopl(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1991                               struct x86_emulate_ops *ops)
1992 {
1993         int iopl;
1994         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL)
1995                 return false;
1996         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
1997                 return true;
1998         iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
1999         return ops->cpl(ctxt->vcpu) > iopl;
2000 }
2001
2002 static bool emulator_io_port_access_allowed(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2003                                             struct x86_emulate_ops *ops,
2004                                             u16 port, u16 len)
2005 {
2006         struct kvm_segment tr_seg;
2007         int r;
2008         u16 io_bitmap_ptr;
2009         u8 perm, bit_idx = port & 0x7;
2010         unsigned mask = (1 << len) - 1;
2011
2012         kvm_get_segment(ctxt->vcpu, &tr_seg, VCPU_SREG_TR);
2013         if (tr_seg.unusable)
2014                 return false;
2015         if (tr_seg.limit < 103)
2016                 return false;
2017         r = ops->read_std(tr_seg.base + 102, &io_bitmap_ptr, 2, ctxt->vcpu,
2018                           NULL);
2019         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2020                 return false;
2021         if (io_bitmap_ptr + port/8 > tr_seg.limit)
2022                 return false;
2023         r = ops->read_std(tr_seg.base + io_bitmap_ptr + port/8, &perm, 1,
2024                           ctxt->vcpu, NULL);
2025         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2026                 return false;
2027         if ((perm >> bit_idx) & mask)
2028                 return false;
2029         return true;
2030 }
2031
2032 static bool emulator_io_permited(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2033                                  struct x86_emulate_ops *ops,
2034                                  u16 port, u16 len)
2035 {
2036         if (emulator_bad_iopl(ctxt, ops))
2037                 if (!emulator_io_port_access_allowed(ctxt, ops, port, len))
2038                         return false;
2039         return true;
2040 }
2041
2042 static u32 get_cached_descriptor_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2043                                       struct x86_emulate_ops *ops,
2044                                       int seg)
2045 {
2046         struct desc_struct desc;
2047         if (ops->get_cached_descriptor(&desc, seg, ctxt->vcpu))
2048                 return get_desc_base(&desc);
2049         else
2050                 return ~0;
2051 }
2052
2053 static void save_state_to_tss16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2054                                 struct x86_emulate_ops *ops,
2055                                 struct tss_segment_16 *tss)
2056 {
2057         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2058
2059         tss->ip = c->eip;
2060         tss->flag = ctxt->eflags;
2061         tss->ax = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2062         tss->cx = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
2063         tss->dx = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2064         tss->bx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
2065         tss->sp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
2066         tss->bp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
2067         tss->si = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
2068         tss->di = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
2069
2070         tss->es = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
2071         tss->cs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
2072         tss->ss = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
2073         tss->ds = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
2074         tss->ldt = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
2075 }
2076
2077 static int load_state_from_tss16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2078                                  struct x86_emulate_ops *ops,
2079                                  struct tss_segment_16 *tss)
2080 {
2081         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2082         int ret;
2083
2084         c->eip = tss->ip;
2085         ctxt->eflags = tss->flag | 2;
2086         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = tss->ax;
2087         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = tss->cx;
2088         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = tss->dx;
2089         c->regs[VCPU_REGS_RBX] = tss->bx;
2090         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = tss->sp;
2091         c->regs[VCPU_REGS_RBP] = tss->bp;
2092         c->regs[VCPU_REGS_RSI] = tss->si;
2093         c->regs[VCPU_REGS_RDI] = tss->di;
2094
2095         /*
2096          * SDM says that segment selectors are loaded before segment
2097          * descriptors
2098          */
2099         ops->set_segment_selector(tss->ldt, VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
2100         ops->set_segment_selector(tss->es, VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
2101         ops->set_segment_selector(tss->cs, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
2102         ops->set_segment_selector(tss->ss, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
2103         ops->set_segment_selector(tss->ds, VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
2104
2105         /*
2106          * Now load segment descriptors. If fault happenes at this stage
2107          * it is handled in a context of new task
2108          */
2109         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ldt, VCPU_SREG_LDTR);
2110         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2111                 return ret;
2112         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->es, VCPU_SREG_ES);
2113         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2114                 return ret;
2115         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->cs, VCPU_SREG_CS);
2116         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2117                 return ret;
2118         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ss, VCPU_SREG_SS);
2119         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2120                 return ret;
2121         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ds, VCPU_SREG_DS);
2122         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2123                 return ret;
2124
2125         return X86EMUL_CONTINUE;
2126 }
2127
2128 static int task_switch_16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2129                           struct x86_emulate_ops *ops,
2130                           u16 tss_selector, u16 old_tss_sel,
2131                           ulong old_tss_base, struct desc_struct *new_desc)
2132 {
2133         struct tss_segment_16 tss_seg;
2134         int ret;
2135         u32 err, new_tss_base = get_desc_base(new_desc);
2136
2137         ret = ops->read_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2138                             &err);
2139         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2140                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2141                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, old_tss_base, err);
2142                 return ret;
2143         }
2144
2145         save_state_to_tss16(ctxt, ops, &tss_seg);
2146
2147         ret = ops->write_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2148                              &err);
2149         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2150                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2151                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, old_tss_base, err);
2152                 return ret;
2153         }
2154
2155         ret = ops->read_std(new_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2156                             &err);
2157         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2158                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2159                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, new_tss_base, err);
2160                 return ret;
2161         }
2162
2163         if (old_tss_sel != 0xffff) {
2164                 tss_seg.prev_task_link = old_tss_sel;
2165
2166                 ret = ops->write_std(new_tss_base,
2167                                      &tss_seg.prev_task_link,
2168                                      sizeof tss_seg.prev_task_link,
2169                                      ctxt->vcpu, &err);
2170                 if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2171                         /* FIXME: need to provide precise fault address */
2172                         kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, new_tss_base, err);
2173                         return ret;
2174                 }
2175         }
2176
2177         return load_state_from_tss16(ctxt, ops, &tss_seg);
2178 }
2179
2180 static void save_state_to_tss32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2181                                 struct x86_emulate_ops *ops,
2182                                 struct tss_segment_32 *tss)
2183 {
2184         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2185
2186         tss->cr3 = ops->get_cr(3, ctxt->vcpu);
2187         tss->eip = c->eip;
2188         tss->eflags = ctxt->eflags;
2189         tss->eax = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2190         tss->ecx = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
2191         tss->edx = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2192         tss->ebx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
2193         tss->esp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
2194         tss->ebp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
2195         tss->esi = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
2196         tss->edi = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
2197
2198         tss->es = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
2199         tss->cs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
2200         tss->ss = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
2201         tss->ds = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
2202         tss->fs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_FS, ctxt->vcpu);
2203         tss->gs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_GS, ctxt->vcpu);
2204         tss->ldt_selector = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
2205 }
2206
2207 static int load_state_from_tss32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2208                                  struct x86_emulate_ops *ops,
2209                                  struct tss_segment_32 *tss)
2210 {
2211         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2212         int ret;
2213
2214         ops->set_cr(3, tss->cr3, ctxt->vcpu);
2215         c->eip = tss->eip;
2216         ctxt->eflags = tss->eflags | 2;
2217         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = tss->eax;
2218         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = tss->ecx;
2219         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = tss->edx;
2220         c->regs[VCPU_REGS_RBX] = tss->ebx;
2221         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = tss->esp;
2222         c->regs[VCPU_REGS_RBP] = tss->ebp;
2223         c->regs[VCPU_REGS_RSI] = tss->esi;
2224         c->regs[VCPU_REGS_RDI] = tss->edi;
2225
2226         /*
2227          * SDM says that segment selectors are loaded before segment
2228          * descriptors
2229          */
2230         ops->set_segment_selector(tss->ldt_selector, VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
2231         ops->set_segment_selector(tss->es, VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
2232         ops->set_segment_selector(tss->cs, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
2233         ops->set_segment_selector(tss->ss, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
2234         ops->set_segment_selector(tss->ds, VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
2235         ops->set_segment_selector(tss->fs, VCPU_SREG_FS, ctxt->vcpu);
2236         ops->set_segment_selector(tss->gs, VCPU_SREG_GS, ctxt->vcpu);
2237
2238         /*
2239          * Now load segment descriptors. If fault happenes at this stage
2240          * it is handled in a context of new task
2241          */
2242         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ldt_selector, VCPU_SREG_LDTR);
2243         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2244                 return ret;
2245         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->es, VCPU_SREG_ES);
2246         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2247                 return ret;
2248         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->cs, VCPU_SREG_CS);
2249         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2250                 return ret;
2251         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ss, VCPU_SREG_SS);
2252         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2253                 return ret;
2254         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ds, VCPU_SREG_DS);
2255         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2256                 return ret;
2257         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->fs, VCPU_SREG_FS);
2258         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2259                 return ret;
2260         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->gs, VCPU_SREG_GS);
2261         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2262                 return ret;
2263
2264         return X86EMUL_CONTINUE;
2265 }
2266
2267 static int task_switch_32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2268                           struct x86_emulate_ops *ops,
2269                           u16 tss_selector, u16 old_tss_sel,
2270                           ulong old_tss_base, struct desc_struct *new_desc)
2271 {
2272         struct tss_segment_32 tss_seg;
2273         int ret;
2274         u32 err, new_tss_base = get_desc_base(new_desc);
2275
2276         ret = ops->read_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2277                             &err);
2278         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2279                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2280                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, old_tss_base, err);
2281                 return ret;
2282         }
2283
2284         save_state_to_tss32(ctxt, ops, &tss_seg);
2285
2286         ret = ops->write_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2287                              &err);
2288         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2289                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2290                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, old_tss_base, err);
2291                 return ret;
2292         }
2293
2294         ret = ops->read_std(new_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2295                             &err);
2296         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2297                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2298                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, new_tss_base, err);
2299                 return ret;
2300         }
2301
2302         if (old_tss_sel != 0xffff) {
2303                 tss_seg.prev_task_link = old_tss_sel;
2304
2305                 ret = ops->write_std(new_tss_base,
2306                                      &tss_seg.prev_task_link,
2307                                      sizeof tss_seg.prev_task_link,
2308                                      ctxt->vcpu, &err);
2309                 if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2310                         /* FIXME: need to provide precise fault address */
2311                         kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, new_tss_base, err);
2312                         return ret;
2313                 }
2314         }
2315
2316         return load_state_from_tss32(ctxt, ops, &tss_seg);
2317 }
2318
2319 static int emulator_do_task_switch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2320                                     struct x86_emulate_ops *ops,
2321                                     u16 tss_selector, int reason)
2322 {
2323         struct desc_struct curr_tss_desc, next_tss_desc;
2324         int ret;
2325         u16 old_tss_sel = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_TR, ctxt->vcpu);
2326         ulong old_tss_base =
2327                 get_cached_descriptor_base(ctxt, ops, VCPU_SREG_TR);
2328         u32 desc_limit;
2329
2330         /* FIXME: old_tss_base == ~0 ? */
2331
2332         ret = read_segment_descriptor(ctxt, ops, tss_selector, &next_tss_desc);
2333         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2334                 return ret;
2335         ret = read_segment_descriptor(ctxt, ops, old_tss_sel, &curr_tss_desc);
2336         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2337                 return ret;
2338
2339         /* FIXME: check that next_tss_desc is tss */
2340
2341         if (reason != TASK_SWITCH_IRET) {
2342                 if ((tss_selector & 3) > next_tss_desc.dpl ||
2343                     ops->cpl(ctxt->vcpu) > next_tss_desc.dpl) {
2344                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2345                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
2346                 }
2347         }
2348
2349         desc_limit = desc_limit_scaled(&next_tss_desc);
2350         if (!next_tss_desc.p ||
2351             ((desc_limit < 0x67 && (next_tss_desc.type & 8)) ||
2352              desc_limit < 0x2b)) {
2353                 kvm_queue_exception_e(ctxt->vcpu, TS_VECTOR,
2354                                       tss_selector & 0xfffc);
2355                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
2356         }
2357
2358         if (reason == TASK_SWITCH_IRET || reason == TASK_SWITCH_JMP) {
2359                 curr_tss_desc.type &= ~(1 << 1); /* clear busy flag */
2360                 write_segment_descriptor(ctxt, ops, old_tss_sel,
2361                                          &curr_tss_desc);
2362         }
2363
2364         if (reason == TASK_SWITCH_IRET)
2365                 ctxt->eflags = ctxt->eflags & ~X86_EFLAGS_NT;
2366
2367         /* set back link to prev task only if NT bit is set in eflags
2368            note that old_tss_sel is not used afetr this point */
2369         if (reason != TASK_SWITCH_CALL && reason != TASK_SWITCH_GATE)
2370                 old_tss_sel = 0xffff;
2371
2372         if (next_tss_desc.type & 8)
2373                 ret = task_switch_32(ctxt, ops, tss_selector, old_tss_sel,
2374                                      old_tss_base, &next_tss_desc);
2375         else
2376                 ret = task_switch_16(ctxt, ops, tss_selector, old_tss_sel,
2377                                      old_tss_base, &next_tss_desc);
2378
2379         if (reason == TASK_SWITCH_CALL || reason == TASK_SWITCH_GATE)
2380                 ctxt->eflags = ctxt->eflags | X86_EFLAGS_NT;
2381
2382         if (reason != TASK_SWITCH_IRET) {
2383                 next_tss_desc.type |= (1 << 1); /* set busy flag */
2384                 write_segment_descriptor(ctxt, ops, tss_selector,
2385                                          &next_tss_desc);
2386         }
2387
2388         ops->set_cr(0,  ops->get_cr(0, ctxt->vcpu) | X86_CR0_TS, ctxt->vcpu);
2389         ops->set_cached_descriptor(&next_tss_desc, VCPU_SREG_TR, ctxt->vcpu);
2390         ops->set_segment_selector(tss_selector, VCPU_SREG_TR, ctxt->vcpu);
2391
2392         return ret;
2393 }
2394
2395 int emulator_task_switch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2396                          struct x86_emulate_ops *ops,
2397                          u16 tss_selector, int reason)
2398 {
2399         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2400         int rc;
2401
2402         memset(c, 0, sizeof(struct decode_cache));
2403         c->eip = ctxt->eip;
2404         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
2405
2406         rc = emulator_do_task_switch(ctxt, ops, tss_selector, reason);
2407
2408         if (rc == X86EMUL_CONTINUE) {
2409                 memcpy(ctxt->vcpu->arch.regs, c->regs, sizeof c->regs);
2410                 kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
2411         }
2412
2413         return rc;
2414 }
2415
2416 static void string_addr_inc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned long base,
2417                             int reg, struct operand *op)
2418 {
2419         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2420         int df = (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -1 : 1;
2421
2422         register_address_increment(c, &c->regs[reg], df * op->bytes);
2423         op->ptr = (unsigned long *)register_address(c,  base, c->regs[reg]);
2424 }
2425
2426 int
2427 x86_emulate_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
2428 {
2429         u64 msr_data;
2430         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2431         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
2432         int saved_dst_type = c->dst.type;
2433
2434         ctxt->interruptibility = 0;
2435
2436         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation.
2437          * NOTE: we can copy them from vcpu as x86_decode_insn() doesn't
2438          * modify them.
2439          */
2440
2441         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
2442
2443         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & No64)) {
2444                 kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
2445                 goto done;
2446         }
2447
2448         /* LOCK prefix is allowed only with some instructions */
2449         if (c->lock_prefix && (!(c->d & Lock) || c->dst.type != OP_MEM)) {
2450                 kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
2451                 goto done;
2452         }
2453
2454         /* Privileged instruction can be executed only in CPL=0 */
2455         if ((c->d & Priv) && ops->cpl(ctxt->vcpu)) {
2456                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2457                 goto done;
2458         }
2459
2460         if (c->rep_prefix && (c->d & String)) {
2461                 ctxt->restart = true;
2462                 /* All REP prefixes have the same first termination condition */
2463                 if (address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) == 0) {
2464                 string_done:
2465                         ctxt->restart = false;
2466                         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
2467                         goto done;
2468                 }
2469                 /* The second termination condition only applies for REPE
2470                  * and REPNE. Test if the repeat string operation prefix is
2471                  * REPE/REPZ or REPNE/REPNZ and if it's the case it tests the
2472                  * corresponding termination condition according to:
2473                  *      - if REPE/REPZ and ZF = 0 then done
2474                  *      - if REPNE/REPNZ and ZF = 1 then done
2475                  */
2476                 if ((c->b == 0xa6) || (c->b == 0xa7) ||
2477                     (c->b == 0xae) || (c->b == 0xaf)) {
2478                         if ((c->rep_prefix == REPE_PREFIX) &&
2479                             ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == 0))
2480                                 goto string_done;
2481                         if ((c->rep_prefix == REPNE_PREFIX) &&
2482                             ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == EFLG_ZF))
2483                                 goto string_done;
2484                 }
2485                 c->eip = ctxt->eip;
2486         }
2487
2488         if (c->src.type == OP_MEM) {
2489                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src.ptr,
2490                                         &c->src.val,
2491                                         c->src.bytes,
2492                                         ctxt->vcpu);
2493                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2494                         goto done;
2495                 c->src.orig_val = c->src.val;
2496         }
2497
2498         if (c->src2.type == OP_MEM) {
2499                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src2.ptr,
2500                                         &c->src2.val,
2501                                         c->src2.bytes,
2502                                         ctxt->vcpu);
2503                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2504                         goto done;
2505         }
2506
2507         if ((c->d & DstMask) == ImplicitOps)
2508                 goto special_insn;
2509
2510
2511         if ((c->dst.type == OP_MEM) && !(c->d & Mov)) {
2512                 /* optimisation - avoid slow emulated read if Mov */
2513                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->dst.ptr, &c->dst.val,
2514                                         c->dst.bytes, ctxt->vcpu);
2515                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2516                         goto done;
2517         }
2518         c->dst.orig_val = c->dst.val;
2519
2520 special_insn:
2521
2522         if (c->twobyte)
2523                 goto twobyte_insn;
2524
2525         switch (c->b) {
2526         case 0x00 ... 0x05:
2527               add:              /* add */
2528                 emulate_2op_SrcV("add", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2529                 break;
2530         case 0x06:              /* push es */
2531                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_ES);
2532                 break;
2533         case 0x07:              /* pop es */
2534                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_ES);
2535                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2536                         goto done;
2537                 break;
2538         case 0x08 ... 0x0d:
2539               or:               /* or */
2540                 emulate_2op_SrcV("or", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2541                 break;
2542         case 0x0e:              /* push cs */
2543                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_CS);
2544                 break;
2545         case 0x10 ... 0x15:
2546               adc:              /* adc */
2547                 emulate_2op_SrcV("adc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2548                 break;
2549         case 0x16:              /* push ss */
2550                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_SS);
2551                 break;
2552         case 0x17:              /* pop ss */
2553                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_SS);
2554                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2555                         goto done;
2556                 break;
2557         case 0x18 ... 0x1d:
2558               sbb:              /* sbb */
2559                 emulate_2op_SrcV("sbb", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2560                 break;
2561         case 0x1e:              /* push ds */
2562                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_DS);
2563                 break;
2564         case 0x1f:              /* pop ds */
2565                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_DS);
2566                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2567                         goto done;
2568                 break;
2569         case 0x20 ... 0x25:
2570               and:              /* and */
2571                 emulate_2op_SrcV("and", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2572                 break;
2573         case 0x28 ... 0x2d:
2574               sub:              /* sub */
2575                 emulate_2op_SrcV("sub", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2576                 break;
2577         case 0x30 ... 0x35:
2578               xor:              /* xor */
2579                 emulate_2op_SrcV("xor", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2580                 break;
2581         case 0x38 ... 0x3d:
2582               cmp:              /* cmp */
2583                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2584                 break;
2585         case 0x40 ... 0x47: /* inc r16/r32 */
2586                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
2587                 break;
2588         case 0x48 ... 0x4f: /* dec r16/r32 */
2589                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
2590                 break;
2591         case 0x50 ... 0x57:  /* push reg */
2592                 emulate_push(ctxt);
2593                 break;
2594         case 0x58 ... 0x5f: /* pop reg */
2595         pop_instruction:
2596                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
2597                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2598                         goto done;
2599                 break;
2600         case 0x60:      /* pusha */
2601                 emulate_pusha(ctxt);
2602                 break;
2603         case 0x61:      /* popa */
2604                 rc = emulate_popa(ctxt, ops);
2605                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2606                         goto done;
2607                 break;
2608         case 0x63:              /* movsxd */
2609                 if (ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
2610                         goto cannot_emulate;
2611                 c->dst.val = (s32) c->src.val;
2612                 break;
2613         case 0x68: /* push imm */
2614         case 0x6a: /* push imm8 */
2615                 emulate_push(ctxt);
2616                 break;
2617         case 0x6c:              /* insb */
2618         case 0x6d:              /* insw/insd */
2619                 c->dst.bytes = min(c->dst.bytes, 4u);
2620                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->regs[VCPU_REGS_RDX],
2621                                           c->dst.bytes)) {
2622                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2623                         goto done;
2624                 }
2625                 if (!ops->pio_in_emulated(c->dst.bytes, c->regs[VCPU_REGS_RDX],
2626                                           &c->dst.val, 1, ctxt->vcpu))
2627                         goto done; /* IO is needed, skip writeback */
2628                 break;
2629         case 0x6e:              /* outsb */
2630         case 0x6f:              /* outsw/outsd */
2631                 c->src.bytes = min(c->src.bytes, 4u);
2632                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->regs[VCPU_REGS_RDX],
2633                                           c->src.bytes)) {
2634                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2635                         goto done;
2636                 }
2637                 ops->pio_out_emulated(c->src.bytes, c->regs[VCPU_REGS_RDX],
2638                                       &c->src.val, 1, ctxt->vcpu);
2639
2640                 c->dst.type = OP_NONE; /* nothing to writeback */
2641                 break;
2642         case 0x70 ... 0x7f: /* jcc (short) */
2643                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2644                         jmp_rel(c, c->src.val);
2645                 break;
2646         case 0x80 ... 0x83:     /* Grp1 */
2647                 switch (c->modrm_reg) {
2648                 case 0:
2649                         goto add;
2650                 case 1:
2651                         goto or;
2652                 case 2:
2653                         goto adc;
2654                 case 3:
2655                         goto sbb;
2656                 case 4:
2657                         goto and;
2658                 case 5:
2659                         goto sub;
2660                 case 6:
2661                         goto xor;
2662                 case 7:
2663                         goto cmp;
2664                 }
2665                 break;
2666         case 0x84 ... 0x85:
2667                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2668                 break;
2669         case 0x86 ... 0x87:     /* xchg */
2670         xchg:
2671                 /* Write back the register source. */
2672                 switch (c->dst.bytes) {
2673                 case 1:
2674                         *(u8 *) c->src.ptr = (u8) c->dst.val;
2675                         break;
2676                 case 2:
2677                         *(u16 *) c->src.ptr = (u16) c->dst.val;
2678                         break;
2679                 case 4:
2680                         *c->src.ptr = (u32) c->dst.val;
2681                         break;  /* 64b reg: zero-extend */
2682                 case 8:
2683                         *c->src.ptr = c->dst.val;
2684                         break;
2685                 }
2686                 /*
2687                  * Write back the memory destination with implicit LOCK
2688                  * prefix.
2689                  */
2690                 c->dst.val = c->src.val;
2691                 c->lock_prefix = 1;
2692                 break;
2693         case 0x88 ... 0x8b:     /* mov */
2694                 goto mov;
2695         case 0x8c: { /* mov r/m, sreg */
2696                 struct kvm_segment segreg;
2697
2698                 if (c->modrm_reg <= VCPU_SREG_GS)
2699                         kvm_get_segment(ctxt->vcpu, &segreg, c->modrm_reg);
2700                 else {
2701                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
2702                         goto done;
2703                 }
2704                 c->dst.val = segreg.selector;
2705                 break;
2706         }
2707         case 0x8d: /* lea r16/r32, m */
2708                 c->dst.val = c->modrm_ea;
2709                 break;
2710         case 0x8e: { /* mov seg, r/m16 */
2711                 uint16_t sel;
2712
2713                 sel = c->src.val;
2714
2715                 if (c->modrm_reg == VCPU_SREG_CS ||
2716                     c->modrm_reg > VCPU_SREG_GS) {
2717                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
2718                         goto done;
2719                 }
2720
2721                 if (c->modrm_reg == VCPU_SREG_SS)
2722                         toggle_interruptibility(ctxt, KVM_X86_SHADOW_INT_MOV_SS);
2723
2724                 rc = load_segment_descriptor(ctxt, ops, sel, c->modrm_reg);
2725
2726                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2727                 break;
2728         }
2729         case 0x8f:              /* pop (sole member of Grp1a) */
2730                 rc = emulate_grp1a(ctxt, ops);
2731                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2732                         goto done;
2733                 break;
2734         case 0x90: /* nop / xchg r8,rax */
2735                 if (!(c->rex_prefix & 1)) { /* nop */
2736                         c->dst.type = OP_NONE;
2737                         break;
2738                 }
2739         case 0x91 ... 0x97: /* xchg reg,rax */
2740                 c->src.type = c->dst.type = OP_REG;
2741                 c->src.bytes = c->dst.bytes = c->op_bytes;
2742                 c->src.ptr = (unsigned long *) &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2743                 c->src.val = *(c->src.ptr);
2744                 goto xchg;
2745         case 0x9c: /* pushf */
2746                 c->src.val =  (unsigned long) ctxt->eflags;
2747                 emulate_push(ctxt);
2748                 break;
2749         case 0x9d: /* popf */
2750                 c->dst.type = OP_REG;
2751                 c->dst.ptr = (unsigned long *) &ctxt->eflags;
2752                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2753                 rc = emulate_popf(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
2754                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2755                         goto done;
2756                 break;
2757         case 0xa0 ... 0xa1:     /* mov */
2758                 c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2759                 c->dst.val = c->src.val;
2760                 break;
2761         case 0xa2 ... 0xa3:     /* mov */
2762                 c->dst.val = (unsigned long)c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2763                 break;
2764         case 0xa4 ... 0xa5:     /* movs */
2765                 goto mov;
2766         case 0xa6 ... 0xa7:     /* cmps */
2767                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2768                 DPRINTF("cmps: mem1=0x%p mem2=0x%p\n", c->src.ptr, c->dst.ptr);
2769                 goto cmp;
2770         case 0xaa ... 0xab:     /* stos */
2771                 c->dst.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2772                 break;
2773         case 0xac ... 0xad:     /* lods */
2774                 goto mov;
2775         case 0xae ... 0xaf:     /* scas */
2776                 DPRINTF("Urk! I don't handle SCAS.\n");
2777                 goto cannot_emulate;
2778         case 0xb0 ... 0xbf: /* mov r, imm */
2779                 goto mov;
2780         case 0xc0 ... 0xc1:
2781                 emulate_grp2(ctxt);
2782                 break;
2783         case 0xc3: /* ret */
2784                 c->dst.type = OP_REG;
2785                 c->dst.ptr = &c->eip;
2786                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2787                 goto pop_instruction;
2788         case 0xc6 ... 0xc7:     /* mov (sole member of Grp11) */
2789         mov:
2790                 c->dst.val = c->src.val;
2791                 break;
2792         case 0xcb:              /* ret far */
2793                 rc = emulate_ret_far(ctxt, ops);
2794                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2795                         goto done;
2796                 break;
2797         case 0xd0 ... 0xd1:     /* Grp2 */
2798                 c->src.val = 1;
2799                 emulate_grp2(ctxt);
2800                 break;
2801         case 0xd2 ... 0xd3:     /* Grp2 */
2802                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
2803                 emulate_grp2(ctxt);
2804                 break;
2805         case 0xe4:      /* inb */
2806         case 0xe5:      /* in */
2807                 goto do_io_in;
2808         case 0xe6: /* outb */
2809         case 0xe7: /* out */
2810                 goto do_io_out;
2811         case 0xe8: /* call (near) */ {
2812                 long int rel = c->src.val;
2813                 c->src.val = (unsigned long) c->eip;
2814                 jmp_rel(c, rel);
2815                 emulate_push(ctxt);
2816                 break;
2817         }
2818         case 0xe9: /* jmp rel */
2819                 goto jmp;
2820         case 0xea: /* jmp far */
2821         jump_far:
2822                 if (load_segment_descriptor(ctxt, ops, c->src2.val,
2823                                             VCPU_SREG_CS))
2824                         goto done;
2825
2826                 c->eip = c->src.val;
2827                 break;
2828         case 0xeb:
2829               jmp:              /* jmp rel short */
2830                 jmp_rel(c, c->src.val);
2831                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2832                 break;
2833         case 0xec: /* in al,dx */
2834         case 0xed: /* in (e/r)ax,dx */
2835                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2836         do_io_in:
2837                 c->dst.bytes = min(c->dst.bytes, 4u);
2838                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->src.val, c->dst.bytes)) {
2839                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2840                         goto done;
2841                 }
2842                 if (!ops->pio_in_emulated(c->dst.bytes, c->src.val,
2843                                           &c->dst.val, 1, ctxt->vcpu))
2844                         goto done; /* IO is needed */
2845                 break;
2846         case 0xee: /* out al,dx */
2847         case 0xef: /* out (e/r)ax,dx */
2848                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2849         do_io_out:
2850                 c->dst.bytes = min(c->dst.bytes, 4u);
2851                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->src.val, c->dst.bytes)) {
2852                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2853                         goto done;
2854                 }
2855                 ops->pio_out_emulated(c->dst.bytes, c->src.val, &c->dst.val, 1,
2856                                       ctxt->vcpu);
2857                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2858                 break;
2859         case 0xf4:              /* hlt */
2860                 ctxt->vcpu->arch.halt_request = 1;
2861                 break;
2862         case 0xf5:      /* cmc */
2863                 /* complement carry flag from eflags reg */
2864                 ctxt->eflags ^= EFLG_CF;
2865                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2866                 break;
2867         case 0xf6 ... 0xf7:     /* Grp3 */
2868                 if (!emulate_grp3(ctxt, ops))
2869                         goto cannot_emulate;
2870                 break;
2871         case 0xf8: /* clc */
2872                 ctxt->eflags &= ~EFLG_CF;
2873                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2874                 break;
2875         case 0xfa: /* cli */
2876                 if (emulator_bad_iopl(ctxt, ops))
2877                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2878                 else {
2879                         ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_IF;
2880                         c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2881                 }
2882                 break;
2883         case 0xfb: /* sti */
2884                 if (emulator_bad_iopl(ctxt, ops))
2885                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2886                 else {
2887                         toggle_interruptibility(ctxt, KVM_X86_SHADOW_INT_STI);
2888                         ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_IF;
2889                         c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2890                 }
2891                 break;
2892         case 0xfc: /* cld */
2893                 ctxt->eflags &= ~EFLG_DF;
2894                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2895                 break;
2896         case 0xfd: /* std */
2897                 ctxt->eflags |= EFLG_DF;
2898                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2899                 break;
2900         case 0xfe: /* Grp4 */
2901         grp45:
2902                 rc = emulate_grp45(ctxt, ops);
2903                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2904                         goto done;
2905                 break;
2906         case 0xff: /* Grp5 */
2907                 if (c->modrm_reg == 5)
2908                         goto jump_far;
2909                 goto grp45;
2910         }
2911
2912 writeback:
2913         rc = writeback(ctxt, ops);
2914         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2915                 goto done;
2916
2917         /*
2918          * restore dst type in case the decoding will be reused
2919          * (happens for string instruction )
2920          */
2921         c->dst.type = saved_dst_type;
2922
2923         if ((c->d & SrcMask) == SrcSI)
2924                 string_addr_inc(ctxt, seg_override_base(ctxt, c), VCPU_REGS_RSI,
2925                                 &c->src);
2926
2927         if ((c->d & DstMask) == DstDI)
2928                 string_addr_inc(ctxt, es_base(ctxt), VCPU_REGS_RDI, &c->dst);
2929
2930         if (c->rep_prefix && (c->d & String)) {
2931                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RCX], -1);
2932                 if (!(c->regs[VCPU_REGS_RCX] & 0x3ff))
2933                         ctxt->restart = false;
2934         }
2935
2936         /* Commit shadow register state. */
2937         memcpy(ctxt->vcpu->arch.regs, c->regs, sizeof c->regs);
2938         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
2939
2940 done:
2941         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
2942
2943 twobyte_insn:
2944         switch (c->b) {
2945         case 0x01: /* lgdt, lidt, lmsw */
2946                 switch (c->modrm_reg) {
2947                         u16 size;
2948                         unsigned long address;
2949
2950                 case 0: /* vmcall */
2951                         if (c->modrm_mod != 3 || c->modrm_rm != 1)
2952                                 goto cannot_emulate;
2953
2954                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
2955                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2956                                 goto done;
2957
2958                         /* Let the processor re-execute the fixed hypercall */
2959                         c->eip = ctxt->eip;
2960                         /* Disable writeback. */
2961                         c->dst.type = OP_NONE;
2962                         break;
2963                 case 2: /* lgdt */
2964                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
2965                                              &size, &address, c->op_bytes);
2966                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2967                                 goto done;
2968                         realmode_lgdt(ctxt->vcpu, size, address);
2969                         /* Disable writeback. */
2970                         c->dst.type = OP_NONE;
2971                         break;
2972                 case 3: /* lidt/vmmcall */
2973                         if (c->modrm_mod == 3) {
2974                                 switch (c->modrm_rm) {
2975                                 case 1:
2976                                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
2977                                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2978                                                 goto done;
2979                                         break;
2980                                 default:
2981                                         goto cannot_emulate;
2982                                 }
2983                         } else {
2984                                 rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
2985                                                      &size, &address,
2986                                                      c->op_bytes);
2987                                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2988                                         goto done;
2989                                 realmode_lidt(ctxt->vcpu, size, address);
2990                         }
2991                         /* Disable writeback. */
2992                         c->dst.type = OP_NONE;
2993                         break;
2994                 case 4: /* smsw */
2995                         c->dst.bytes = 2;
2996                         c->dst.val = ops->get_cr(0, ctxt->vcpu);
2997                         break;
2998                 case 6: /* lmsw */
2999                         ops->set_cr(0, (ops->get_cr(0, ctxt->vcpu) & ~0x0ful) |
3000                                     (c->src.val & 0x0f), ctxt->vcpu);
3001                         c->dst.type = OP_NONE;
3002                         break;
3003                 case 5: /* not defined */
3004                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
3005                         goto done;
3006                 case 7: /* invlpg*/
3007                         emulate_invlpg(ctxt->vcpu, c->modrm_ea);
3008                         /* Disable writeback. */
3009                         c->dst.type = OP_NONE;
3010                         break;
3011                 default:
3012                         goto cannot_emulate;
3013                 }
3014                 break;
3015         case 0x05:              /* syscall */
3016                 rc = emulate_syscall(ctxt);
3017                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3018                         goto done;
3019                 else
3020                         goto writeback;
3021                 break;
3022         case 0x06:
3023                 emulate_clts(ctxt->vcpu);
3024                 c->dst.type = OP_NONE;
3025                 break;
3026         case 0x08:              /* invd */
3027         case 0x09:              /* wbinvd */
3028         case 0x0d:              /* GrpP (prefetch) */
3029         case 0x18:              /* Grp16 (prefetch/nop) */
3030                 c->dst.type = OP_NONE;
3031                 break;
3032         case 0x20: /* mov cr, reg */
3033                 switch (c->modrm_reg) {
3034                 case 1:
3035                 case 5 ... 7:
3036                 case 9 ... 15:
3037                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
3038                         goto done;
3039                 }
3040                 c->regs[c->modrm_rm] = ops->get_cr(c->modrm_reg, ctxt->vcpu);
3041                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
3042                 break;
3043         case 0x21: /* mov from dr to reg */
3044                 if ((ops->get_cr(4, ctxt->vcpu) & X86_CR4_DE) &&
3045                     (c->modrm_reg == 4 || c->modrm_reg == 5)) {
3046                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
3047                         goto done;
3048                 }
3049                 emulator_get_dr(ctxt, c->modrm_reg, &c->regs[c->modrm_rm]);
3050                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
3051                 break;
3052         case 0x22: /* mov reg, cr */
3053                 ops->set_cr(c->modrm_reg, c->modrm_val, ctxt->vcpu);
3054                 c->dst.type = OP_NONE;
3055                 break;
3056         case 0x23: /* mov from reg to dr */
3057                 if ((ops->get_cr(4, ctxt->vcpu) & X86_CR4_DE) &&
3058                     (c->modrm_reg == 4 || c->modrm_reg == 5)) {
3059                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
3060                         goto done;
3061                 }
3062                 emulator_set_dr(ctxt, c->modrm_reg, c->regs[c->modrm_rm]);
3063                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
3064                 break;
3065         case 0x30:
3066                 /* wrmsr */
3067                 msr_data = (u32)c->regs[VCPU_REGS_RAX]
3068                         | ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RDX] << 32);
3069                 if (kvm_set_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], msr_data)) {
3070                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
3071                         goto done;
3072                 }
3073                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
3074                 c->dst.type = OP_NONE;
3075                 break;
3076         case 0x32:
3077                 /* rdmsr */
3078                 if (kvm_get_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], &msr_data)) {
3079                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
3080                         goto done;
3081                 } else {
3082                         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32)msr_data;
3083                         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = msr_data >> 32;
3084                 }
3085                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
3086                 c->dst.type = OP_NONE;
3087                 break;
3088         case 0x34:              /* sysenter */
3089                 rc = emulate_sysenter(ctxt);
3090                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3091                         goto done;
3092                 else
3093                         goto writeback;
3094                 break;
3095         case 0x35:              /* sysexit */
3096                 rc = emulate_sysexit(ctxt);
3097                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3098                         goto done;
3099                 else
3100                         goto writeback;
3101                 break;
3102         case 0x40 ... 0x4f:     /* cmov */
3103                 c->dst.val = c->dst.orig_val = c->src.val;
3104                 if (!test_cc(c->b, ctxt->eflags))
3105                         c->dst.type = OP_NONE; /* no writeback */
3106                 break;
3107         case 0x80 ... 0x8f: /* jnz rel, etc*/
3108                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
3109                         jmp_rel(c, c->src.val);
3110                 c->dst.type = OP_NONE;
3111                 break;
3112         case 0xa0:        /* push fs */
3113                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_FS);
3114                 break;
3115         case 0xa1:       /* pop fs */
3116                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_FS);
3117                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3118                         goto done;
3119                 break;
3120         case 0xa3:
3121               bt:               /* bt */
3122                 c->dst.type = OP_NONE;
3123                 /* only subword offset */
3124                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
3125                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bt", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3126                 break;
3127         case 0xa4: /* shld imm8, r, r/m */
3128         case 0xa5: /* shld cl, r, r/m */
3129                 emulate_2op_cl("shld", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3130                 break;
3131         case 0xa8:      /* push gs */
3132                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_GS);
3133                 break;
3134         case 0xa9:      /* pop gs */
3135                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_GS);
3136                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3137                         goto done;
3138                 break;
3139         case 0xab:
3140               bts:              /* bts */
3141                 /* only subword offset */
3142                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
3143                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bts", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3144                 break;
3145         case 0xac: /* shrd imm8, r, r/m */
3146         case 0xad: /* shrd cl, r, r/m */
3147                 emulate_2op_cl("shrd", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3148                 break;
3149         case 0xae:              /* clflush */
3150                 break;
3151         case 0xb0 ... 0xb1:     /* cmpxchg */
3152                 /*
3153                  * Save real source value, then compare EAX against
3154                  * destination.
3155                  */
3156                 c->src.orig_val = c->src.val;
3157                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
3158                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3159                 if (ctxt->eflags & EFLG_ZF) {
3160                         /* Success: write back to memory. */
3161                         c->dst.val = c->src.orig_val;
3162                 } else {
3163                         /* Failure: write the value we saw to EAX. */
3164                         c->dst.type = OP_REG;
3165                         c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
3166                 }
3167                 break;
3168         case 0xb3:
3169               btr:              /* btr */
3170                 /* only subword offset */
3171                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
3172                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3173                 break;
3174         case 0xb6 ... 0xb7:     /* movzx */
3175                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
3176                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (u8) c->src.val
3177                                                        : (u16) c->src.val;
3178                 break;
3179         case 0xba:              /* Grp8 */
3180                 switch (c->modrm_reg & 3) {
3181                 case 0:
3182                         goto bt;
3183                 case 1:
3184                         goto bts;
3185                 case 2:
3186                         goto btr;
3187                 case 3:
3188                         goto btc;
3189                 }
3190                 break;
3191         case 0xbb:
3192               btc:              /* btc */
3193                 /* only subword offset */
3194                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
3195                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3196                 break;
3197         case 0xbe ... 0xbf:     /* movsx */
3198                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
3199                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (s8) c->src.val :
3200                                                         (s16) c->src.val;
3201                 break;
3202         case 0xc3:              /* movnti */
3203                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
3204                 c->dst.val = (c->op_bytes == 4) ? (u32) c->src.val :
3205                                                         (u64) c->src.val;
3206                 break;
3207         case 0xc7:              /* Grp9 (cmpxchg8b) */
3208                 rc = emulate_grp9(ctxt, ops);
3209                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3210                         goto done;
3211                 c->dst.type = OP_NONE;
3212                 break;
3213         }
3214         goto writeback;
3215
3216 cannot_emulate:
3217         DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
3218         return -1;
3219 }