arch/x86/kvm/emulate.c

   1 /******************************************************************************
   2  * emulate.c
   3  *
   4  * Generic x86 (32-bit and 64-bit) instruction decoder and emulator.
   5  *
   6  * Copyright (c) 2005 Keir Fraser
   7  *
   8  * Linux coding style, mod r/m decoder, segment base fixes, real-mode
   9  * privileged instructions:
  10  *
  11  * Copyright (C) 2006 Qumranet
  12  * Copyright 2010 Red Hat, Inc. and/or its affiliates.
  13  *
  14  *   Avi Kivity <avi@qumranet.com>
  15  *   Yaniv Kamay <yaniv@qumranet.com>
  16  *
  17  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
  18  * the COPYING file in the top-level directory.
  19  *
  20  * From: xen-unstable 10676:af9809f51f81a3c43f276f00c81a52ef558afda4
  21  */
  22
  23 #include <linux/kvm_host.h>
  24 #include "kvm_cache_regs.h"
  25 #include <asm/kvm_emulate.h>
  26 #include <linux/stringify.h>
  27 #include <asm/debugreg.h>
  28 #include <asm/nospec-branch.h>
  29
  30 #include "x86.h"
  31 #include "tss.h"
  32 #include "mmu.h"
  33 #include "pmu.h"
  34
  35 /*
  36  * Operand types
  37  */
  38 #define OpNone             0ull
  39 #define OpImplicit         1ull  /* No generic decode */
  40 #define OpReg              2ull  /* Register */
  41 #define OpMem              3ull  /* Memory */
  42 #define OpAcc              4ull  /* Accumulator: AL/AX/EAX/RAX */
  43 #define OpDI               5ull  /* ES:DI/EDI/RDI */
  44 #define OpMem64            6ull  /* Memory, 64-bit */
  45 #define OpImmUByte         7ull  /* Zero-extended 8-bit immediate */
  46 #define OpDX               8ull  /* DX register */
  47 #define OpCL               9ull  /* CL register (for shifts) */
  48 #define OpImmByte         10ull  /* 8-bit sign extended immediate */
  49 #define OpOne             11ull  /* Implied 1 */
  50 #define OpImm             12ull  /* Sign extended up to 32-bit immediate */
  51 #define OpMem16           13ull  /* Memory operand (16-bit). */
  52 #define OpMem32           14ull  /* Memory operand (32-bit). */
  53 #define OpImmU            15ull  /* Immediate operand, zero extended */
  54 #define OpSI              16ull  /* SI/ESI/RSI */
  55 #define OpImmFAddr        17ull  /* Immediate far address */
  56 #define OpMemFAddr        18ull  /* Far address in memory */
  57 #define OpImmU16          19ull  /* Immediate operand, 16 bits, zero extended */
  58 #define OpES              20ull  /* ES */
  59 #define OpCS              21ull  /* CS */
  60 #define OpSS              22ull  /* SS */
  61 #define OpDS              23ull  /* DS */
  62 #define OpFS              24ull  /* FS */
  63 #define OpGS              25ull  /* GS */
  64 #define OpMem8            26ull  /* 8-bit zero extended memory operand */
  65 #define OpImm64           27ull  /* Sign extended 16/32/64-bit immediate */
  66 #define OpXLat            28ull  /* memory at BX/EBX/RBX + zero-extended AL */
  67 #define OpAccLo           29ull  /* Low part of extended acc (AX/AX/EAX/RAX) */
  68 #define OpAccHi           30ull  /* High part of extended acc (-/DX/EDX/RDX) */
  69
  70 #define OpBits             5  /* Width of operand field */
  71 #define OpMask             ((1ull << OpBits) - 1)
  72
  73 /*
  74  * Opcode effective-address decode tables.
  75  * Note that we only emulate instructions that have at least one memory
  76  * operand (excluding implicit stack references). We assume that stack
  77  * references and instruction fetches will never occur in special memory
  78  * areas that require emulation. So, for example, 'mov <imm>,<reg>' need
  79  * not be handled.
  80  */
  81
  82 /* Operand sizes: 8-bit operands or specified/overridden size. */
  83 #define ByteOp      (1<<0)      /* 8-bit operands. */
  84 /* Destination operand type. */
  85 #define DstShift    1
  86 #define ImplicitOps (OpImplicit << DstShift)
  87 #define DstReg      (OpReg << DstShift)
  88 #define DstMem      (OpMem << DstShift)
  89 #define DstAcc      (OpAcc << DstShift)
  90 #define DstDI       (OpDI << DstShift)
  91 #define DstMem64    (OpMem64 << DstShift)
  92 #define DstMem16    (OpMem16 << DstShift)
  93 #define DstImmUByte (OpImmUByte << DstShift)
  94 #define DstDX       (OpDX << DstShift)
  95 #define DstAccLo    (OpAccLo << DstShift)
  96 #define DstMask     (OpMask << DstShift)
  97 /* Source operand type. */
  98 #define SrcShift    6
  99 #define SrcNone     (OpNone << SrcShift)
 100 #define SrcReg      (OpReg << SrcShift)
 101 #define SrcMem      (OpMem << SrcShift)
 102 #define SrcMem16    (OpMem16 << SrcShift)
 103 #define SrcMem32    (OpMem32 << SrcShift)
 104 #define SrcImm      (OpImm << SrcShift)
 105 #define SrcImmByte  (OpImmByte << SrcShift)
 106 #define SrcOne      (OpOne << SrcShift)
 107 #define SrcImmUByte (OpImmUByte << SrcShift)
 108 #define SrcImmU     (OpImmU << SrcShift)
 109 #define SrcSI       (OpSI << SrcShift)
 110 #define SrcXLat     (OpXLat << SrcShift)
 111 #define SrcImmFAddr (OpImmFAddr << SrcShift)
 112 #define SrcMemFAddr (OpMemFAddr << SrcShift)
 113 #define SrcAcc      (OpAcc << SrcShift)
 114 #define SrcImmU16   (OpImmU16 << SrcShift)
 115 #define SrcImm64    (OpImm64 << SrcShift)
 116 #define SrcDX       (OpDX << SrcShift)
 117 #define SrcMem8     (OpMem8 << SrcShift)
 118 #define SrcAccHi    (OpAccHi << SrcShift)
 119 #define SrcMask     (OpMask << SrcShift)
 120 #define BitOp       (1<<11)
 121 #define MemAbs      (1<<12)      /* Memory operand is absolute displacement */
 122 #define String      (1<<13)     /* String instruction (rep capable) */
 123 #define Stack       (1<<14)     /* Stack instruction (push/pop) */
 124 #define GroupMask   (7<<15)     /* Opcode uses one of the group mechanisms */
 125 #define Group       (1<<15)     /* Bits 3:5 of modrm byte extend opcode */
 126 #define GroupDual   (2<<15)     /* Alternate decoding of mod == 3 */
 127 #define Prefix      (3<<15)     /* Instruction varies with 66/f2/f3 prefix */
 128 #define RMExt       (4<<15)     /* Opcode extension in ModRM r/m if mod == 3 */
 129 #define Escape      (5<<15)     /* Escape to coprocessor instruction */
 130 #define InstrDual   (6<<15)     /* Alternate instruction decoding of mod == 3 */
 131 #define ModeDual    (7<<15)     /* Different instruction for 32/64 bit */
 132 #define Sse         (1<<18)     /* SSE Vector instruction */
 133 /* Generic ModRM decode. */
 134 #define ModRM       (1<<19)
 135 /* Destination is only written; never read. */
 136 #define Mov         (1<<20)
 137 /* Misc flags */
 138 #define Prot        (1<<21) /* instruction generates #UD if not in prot-mode */
 139 #define EmulateOnUD (1<<22) /* Emulate if unsupported by the host */
 140 #define NoAccess    (1<<23) /* Don't access memory (lea/invlpg/verr etc) */
 141 #define Op3264      (1<<24) /* Operand is 64b in long mode, 32b otherwise */
 142 #define Undefined   (1<<25) /* No Such Instruction */
 143 #define Lock        (1<<26) /* lock prefix is allowed for the instruction */
 144 #define Priv        (1<<27) /* instruction generates #GP if current CPL != 0 */
 145 #define No64        (1<<28)
 146 #define PageTable   (1 << 29)   /* instruction used to write page table */
 147 #define NotImpl     (1 << 30)   /* instruction is not implemented */
 148 /* Source 2 operand type */
 149 #define Src2Shift   (31)
 150 #define Src2None    (OpNone << Src2Shift)
 151 #define Src2Mem     (OpMem << Src2Shift)
 152 #define Src2CL      (OpCL << Src2Shift)
 153 #define Src2ImmByte (OpImmByte << Src2Shift)
 154 #define Src2One     (OpOne << Src2Shift)
 155 #define Src2Imm     (OpImm << Src2Shift)
 156 #define Src2ES      (OpES << Src2Shift)
 157 #define Src2CS      (OpCS << Src2Shift)
 158 #define Src2SS      (OpSS << Src2Shift)
 159 #define Src2DS      (OpDS << Src2Shift)
 160 #define Src2FS      (OpFS << Src2Shift)
 161 #define Src2GS      (OpGS << Src2Shift)
 162 #define Src2Mask    (OpMask << Src2Shift)
 163 #define Mmx         ((u64)1 << 40)  /* MMX Vector instruction */
 164 #define AlignMask   ((u64)7 << 41)
 165 #define Aligned     ((u64)1 << 41)  /* Explicitly aligned (e.g. MOVDQA) */
 166 #define Unaligned   ((u64)2 << 41)  /* Explicitly unaligned (e.g. MOVDQU) */
 167 #define Avx         ((u64)3 << 41)  /* Advanced Vector Extensions */
 168 #define Aligned16   ((u64)4 << 41)  /* Aligned to 16 byte boundary (e.g. FXSAVE) */
 169 #define Fastop      ((u64)1 << 44)  /* Use opcode::u.fastop */
 170 #define NoWrite     ((u64)1 << 45)  /* No writeback */
 171 #define SrcWrite    ((u64)1 << 46)  /* Write back src operand */
 172 #define NoMod       ((u64)1 << 47)  /* Mod field is ignored */
 173 #define Intercept   ((u64)1 << 48)  /* Has valid intercept field */
 174 #define CheckPerm   ((u64)1 << 49)  /* Has valid check_perm field */
 175 #define PrivUD      ((u64)1 << 51)  /* #UD instead of #GP on CPL > 0 */
 176 #define NearBranch  ((u64)1 << 52)  /* Near branches */
 177 #define No16        ((u64)1 << 53)  /* No 16 bit operand */
 178 #define IncSP       ((u64)1 << 54)  /* SP is incremented before ModRM calc */
 179 #define TwoMemOp    ((u64)1 << 55)  /* Instruction has two memory operand */
 180
 181 #define DstXacc     (DstAccLo | SrcAccHi | SrcWrite)
 182
 183 #define X2(x...) x, x
 184 #define X3(x...) X2(x), x
 185 #define X4(x...) X2(x), X2(x)
 186 #define X5(x...) X4(x), x
 187 #define X6(x...) X4(x), X2(x)
 188 #define X7(x...) X4(x), X3(x)
 189 #define X8(x...) X4(x), X4(x)
 190 #define X16(x...) X8(x), X8(x)
 191
 192 #define NR_FASTOP (ilog2(sizeof(ulong)) + 1)
 193 #define FASTOP_SIZE 8
 194
 195 /*
 196  * fastop functions have a special calling convention:
 197  *
 198  * dst:    rax        (in/out)
 199  * src:    rdx        (in/out)
 200  * src2:   rcx        (in)
 201  * flags:  rflags     (in/out)
 202  * ex:     rsi        (in:fastop pointer, out:zero if exception)
 203  *
 204  * Moreover, they are all exactly FASTOP_SIZE bytes long, so functions for
 205  * different operand sizes can be reached by calculation, rather than a jump
 206  * table (which would be bigger than the code).
 207  *
 208  * fastop functions are declared as taking a never-defined fastop parameter,
 209  * so they can't be called from C directly.
 210  */
 211
 212 struct fastop;
 213
 214 struct opcode {
 215         u64 flags : 56;
 216         u64 intercept : 8;
 217         union {
 218                 int (*execute)(struct x86_emulate_ctxt *ctxt);
 219                 const struct opcode *group;
 220                 const struct group_dual *gdual;
 221                 const struct gprefix *gprefix;
 222                 const struct escape *esc;
 223                 const struct instr_dual *idual;
 224                 const struct mode_dual *mdual;
 225                 void (*fastop)(struct fastop *fake);
 226         } u;
 227         int (*check_perm)(struct x86_emulate_ctxt *ctxt);
 228 };
 229
 230 struct group_dual {
 231         struct opcode mod012[8];
 232         struct opcode mod3[8];
 233 };
 234
 235 struct gprefix {
 236         struct opcode pfx_no;
 237         struct opcode pfx_66;
 238         struct opcode pfx_f2;
 239         struct opcode pfx_f3;
 240 };
 241
 242 struct escape {
 243         struct opcode op[8];
 244         struct opcode high[64];
 245 };
 246
 247 struct instr_dual {
 248         struct opcode mod012;
 249         struct opcode mod3;
 250 };
 251
 252 struct mode_dual {
 253         struct opcode mode32;
 254         struct opcode mode64;
 255 };
 256
 257 #define EFLG_RESERVED_ZEROS_MASK 0xffc0802a
 258
 259 enum x86_transfer_type {
 260         X86_TRANSFER_NONE,
 261         X86_TRANSFER_CALL_JMP,
 262         X86_TRANSFER_RET,
 263         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH,
 264 };
 265
 266 static ulong reg_read(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned nr)
 267 {
 268         if (!(ctxt->regs_valid & (1 << nr))) {
 269                 ctxt->regs_valid |= 1 << nr;
 270                 ctxt->_regs[nr] = ctxt->ops->read_gpr(ctxt, nr);
 271         }
 272         return ctxt->_regs[nr];
 273 }
 274
 275 static ulong *reg_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned nr)
 276 {
 277         ctxt->regs_valid |= 1 << nr;
 278         ctxt->regs_dirty |= 1 << nr;
 279         return &ctxt->_regs[nr];
 280 }
 281
 282 static ulong *reg_rmw(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned nr)
 283 {
 284         reg_read(ctxt, nr);
 285         return reg_write(ctxt, nr);
 286 }
 287
 288 static void writeback_registers(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 289 {
 290         unsigned reg;
 291
 292         for_each_set_bit(reg, (ulong *)&ctxt->regs_dirty, 16)
 293                 ctxt->ops->write_gpr(ctxt, reg, ctxt->_regs[reg]);
 294 }
 295
 296 static void invalidate_registers(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 297 {
 298         ctxt->regs_dirty = 0;
 299         ctxt->regs_valid = 0;
 300 }
 301
 302 /*
 303  * These EFLAGS bits are restored from saved value during emulation, and
 304  * any changes are written back to the saved value after emulation.
 305  */
 306 #define EFLAGS_MASK (X86_EFLAGS_OF|X86_EFLAGS_SF|X86_EFLAGS_ZF|X86_EFLAGS_AF|\
 307                      X86_EFLAGS_PF|X86_EFLAGS_CF)
 308
 309 #ifdef CONFIG_X86_64
 310 #define ON64(x) x
 311 #else
 312 #define ON64(x)
 313 #endif
 314
 315 static int fastop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, void (*fop)(struct fastop *));
 316
 317 #define FOP_FUNC(name) \
 318         ".align " __stringify(FASTOP_SIZE) " \n\t" \
 319         ".type " name ", @function \n\t" \
 320         name ":\n\t"
 321
 322 #define FOP_RET   "ret \n\t"
 323
 324 #define FOP_START(op) \
 325         extern void em_##op(struct fastop *fake); \
 326         asm(".pushsection .text, \"ax\" \n\t" \
 327             ".global em_" #op " \n\t" \
 328             FOP_FUNC("em_" #op)
 329
 330 #define FOP_END \
 331             ".popsection")
 332
 333 #define FOPNOP() \
 334         FOP_FUNC(__stringify(__UNIQUE_ID(nop))) \
 335         FOP_RET
 336
 337 #define FOP1E(op,  dst) \
 338         FOP_FUNC(#op "_" #dst) \
 339         "10: " #op " %" #dst " \n\t" FOP_RET
 340
 341 #define FOP1EEX(op,  dst) \
 342         FOP1E(op, dst) _ASM_EXTABLE(10b, kvm_fastop_exception)
 343
 344 #define FASTOP1(op) \
 345         FOP_START(op) \
 346         FOP1E(op##b, al) \
 347         FOP1E(op##w, ax) \
 348         FOP1E(op##l, eax) \
 349         ON64(FOP1E(op##q, rax)) \
 350         FOP_END
 351
 352 /* 1-operand, using src2 (for MUL/DIV r/m) */
 353 #define FASTOP1SRC2(op, name) \
 354         FOP_START(name) \
 355         FOP1E(op, cl) \
 356         FOP1E(op, cx) \
 357         FOP1E(op, ecx) \
 358         ON64(FOP1E(op, rcx)) \
 359         FOP_END
 360
 361 /* 1-operand, using src2 (for MUL/DIV r/m), with exceptions */
 362 #define FASTOP1SRC2EX(op, name) \
 363         FOP_START(name) \
 364         FOP1EEX(op, cl) \
 365         FOP1EEX(op, cx) \
 366         FOP1EEX(op, ecx) \
 367         ON64(FOP1EEX(op, rcx)) \
 368         FOP_END
 369
 370 #define FOP2E(op,  dst, src)       \
 371         FOP_FUNC(#op "_" #dst "_" #src) \
 372         #op " %" #src ", %" #dst " \n\t" FOP_RET
 373
 374 #define FASTOP2(op) \
 375         FOP_START(op) \
 376         FOP2E(op##b, al, dl) \
 377         FOP2E(op##w, ax, dx) \
 378         FOP2E(op##l, eax, edx) \
 379         ON64(FOP2E(op##q, rax, rdx)) \
 380         FOP_END
 381
 382 /* 2 operand, word only */
 383 #define FASTOP2W(op) \
 384         FOP_START(op) \
 385         FOPNOP() \
 386         FOP2E(op##w, ax, dx) \
 387         FOP2E(op##l, eax, edx) \
 388         ON64(FOP2E(op##q, rax, rdx)) \
 389         FOP_END
 390
 391 /* 2 operand, src is CL */
 392 #define FASTOP2CL(op) \
 393         FOP_START(op) \
 394         FOP2E(op##b, al, cl) \
 395         FOP2E(op##w, ax, cl) \
 396         FOP2E(op##l, eax, cl) \
 397         ON64(FOP2E(op##q, rax, cl)) \
 398         FOP_END
 399
 400 /* 2 operand, src and dest are reversed */
 401 #define FASTOP2R(op, name) \
 402         FOP_START(name) \
 403         FOP2E(op##b, dl, al) \
 404         FOP2E(op##w, dx, ax) \
 405         FOP2E(op##l, edx, eax) \
 406         ON64(FOP2E(op##q, rdx, rax)) \
 407         FOP_END
 408
 409 #define FOP3E(op,  dst, src, src2) \
 410         FOP_FUNC(#op "_" #dst "_" #src "_" #src2) \
 411         #op " %" #src2 ", %" #src ", %" #dst " \n\t" FOP_RET
 412
 413 /* 3-operand, word-only, src2=cl */
 414 #define FASTOP3WCL(op) \
 415         FOP_START(op) \
 416         FOPNOP() \
 417         FOP3E(op##w, ax, dx, cl) \
 418         FOP3E(op##l, eax, edx, cl) \
 419         ON64(FOP3E(op##q, rax, rdx, cl)) \
 420         FOP_END
 421
 422 /* Special case for SETcc - 1 instruction per cc */
 423 #define FOP_SETCC(op) \
 424         ".align 4 \n\t" \
 425         ".type " #op ", @function \n\t" \
 426         #op ": \n\t" \
 427         #op " %al \n\t" \
 428         FOP_RET
 429
 430 asm(".pushsection .fixup, \"ax\"\n"
 431     ".global kvm_fastop_exception \n"
 432     "kvm_fastop_exception: xor %esi, %esi; ret\n"
 433     ".popsection");
 434
 435 FOP_START(setcc)
 436 FOP_SETCC(seto)
 437 FOP_SETCC(setno)
 438 FOP_SETCC(setc)
 439 FOP_SETCC(setnc)
 440 FOP_SETCC(setz)
 441 FOP_SETCC(setnz)
 442 FOP_SETCC(setbe)
 443 FOP_SETCC(setnbe)
 444 FOP_SETCC(sets)
 445 FOP_SETCC(setns)
 446 FOP_SETCC(setp)
 447 FOP_SETCC(setnp)
 448 FOP_SETCC(setl)
 449 FOP_SETCC(setnl)
 450 FOP_SETCC(setle)
 451 FOP_SETCC(setnle)
 452 FOP_END;
 453
 454 FOP_START(salc) "pushf; sbb %al, %al; popf \n\t" FOP_RET
 455 FOP_END;
 456
 457 /*
 458  * XXX: inoutclob user must know where the argument is being expanded.
 459  *      Relying on CONFIG_CC_HAS_ASM_GOTO would allow us to remove _fault.
 460  */
 461 #define asm_safe(insn, inoutclob...) \
 462 ({ \
 463         int _fault = 0; \
 464  \
 465         asm volatile("1:" insn "\n" \
 466                      "2:\n" \
 467                      ".pushsection .fixup, \"ax\"\n" \
 468                      "3: movl $1, %[_fault]\n" \
 469                      "   jmp  2b\n" \
 470                      ".popsection\n" \
 471                      _ASM_EXTABLE(1b, 3b) \
 472                      : [_fault] "+qm"(_fault) inoutclob ); \
 473  \
 474         _fault ? X86EMUL_UNHANDLEABLE : X86EMUL_CONTINUE; \
 475 })
 476
 477 static int emulator_check_intercept(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 478                                     enum x86_intercept intercept,
 479                                     enum x86_intercept_stage stage)
 480 {
 481         struct x86_instruction_info info = {
 482                 .intercept  = intercept,
 483                 .rep_prefix = ctxt->rep_prefix,
 484                 .modrm_mod  = ctxt->modrm_mod,
 485                 .modrm_reg  = ctxt->modrm_reg,
 486                 .modrm_rm   = ctxt->modrm_rm,
 487                 .src_val    = ctxt->src.val64,
 488                 .dst_val    = ctxt->dst.val64,
 489                 .src_bytes  = ctxt->src.bytes,
 490                 .dst_bytes  = ctxt->dst.bytes,
 491                 .ad_bytes   = ctxt->ad_bytes,
 492                 .next_rip   = ctxt->eip,
 493         };
 494
 495         return ctxt->ops->intercept(ctxt, &info, stage);
 496 }
 497
 498 static void assign_masked(ulong *dest, ulong src, ulong mask)
 499 {
 500         *dest = (*dest & ~mask) | (src & mask);
 501 }
 502
 503 static void assign_register(unsigned long *reg, u64 val, int bytes)
 504 {
 505         /* The 4-byte case *is* correct: in 64-bit mode we zero-extend. */
 506         switch (bytes) {
 507         case 1:
 508                 *(u8 *)reg = (u8)val;
 509                 break;
 510         case 2:
 511                 *(u16 *)reg = (u16)val;
 512                 break;
 513         case 4:
 514                 *reg = (u32)val;
 515                 break;  /* 64b: zero-extend */
 516         case 8:
 517                 *reg = val;
 518                 break;
 519         }
 520 }
 521
 522 static inline unsigned long ad_mask(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 523 {
 524         return (1UL << (ctxt->ad_bytes << 3)) - 1;
 525 }
 526
 527 static ulong stack_mask(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 528 {
 529         u16 sel;
 530         struct desc_struct ss;
 531
 532         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 533                 return ~0UL;
 534         ctxt->ops->get_segment(ctxt, &sel, &ss, NULL, VCPU_SREG_SS);
 535         return ~0U >> ((ss.d ^ 1) * 16);  /* d=0: 0xffff; d=1: 0xffffffff */
 536 }
 537
 538 static int stack_size(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 539 {
 540         return (__fls(stack_mask(ctxt)) + 1) >> 3;
 541 }
 542
 543 /* Access/update address held in a register, based on addressing mode. */
 544 static inline unsigned long
 545 address_mask(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned long reg)
 546 {
 547         if (ctxt->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 548                 return reg;
 549         else
 550                 return reg & ad_mask(ctxt);
 551 }
 552
 553 static inline unsigned long
 554 register_address(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int reg)
 555 {
 556         return address_mask(ctxt, reg_read(ctxt, reg));
 557 }
 558
 559 static void masked_increment(ulong *reg, ulong mask, int inc)
 560 {
 561         assign_masked(reg, *reg + inc, mask);
 562 }
 563
 564 static inline void
 565 register_address_increment(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int reg, int inc)
 566 {
 567         ulong *preg = reg_rmw(ctxt, reg);
 568
 569         assign_register(preg, *preg + inc, ctxt->ad_bytes);
 570 }
 571
 572 static void rsp_increment(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int inc)
 573 {
 574         masked_increment(reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RSP), stack_mask(ctxt), inc);
 575 }
 576
 577 static u32 desc_limit_scaled(struct desc_struct *desc)
 578 {
 579         u32 limit = get_desc_limit(desc);
 580
 581         return desc->g ? (limit << 12) | 0xfff : limit;
 582 }
 583
 584 static unsigned long seg_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
 585 {
 586         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && seg < VCPU_SREG_FS)
 587                 return 0;
 588
 589         return ctxt->ops->get_cached_segment_base(ctxt, seg);
 590 }
 591
 592 static int emulate_exception(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int vec,
 593                              u32 error, bool valid)
 594 {
 595         WARN_ON(vec > 0x1f);
 596         ctxt->exception.vector = vec;
 597         ctxt->exception.error_code = error;
 598         ctxt->exception.error_code_valid = valid;
 599         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
 600 }
 601
 602 static int emulate_db(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 603 {
 604         return emulate_exception(ctxt, DB_VECTOR, 0, false);
 605 }
 606
 607 static int emulate_gp(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int err)
 608 {
 609         return emulate_exception(ctxt, GP_VECTOR, err, true);
 610 }
 611
 612 static int emulate_ss(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int err)
 613 {
 614         return emulate_exception(ctxt, SS_VECTOR, err, true);
 615 }
 616
 617 static int emulate_ud(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 618 {
 619         return emulate_exception(ctxt, UD_VECTOR, 0, false);
 620 }
 621
 622 static int emulate_ts(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int err)
 623 {
 624         return emulate_exception(ctxt, TS_VECTOR, err, true);
 625 }
 626
 627 static int emulate_de(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 628 {
 629         return emulate_exception(ctxt, DE_VECTOR, 0, false);
 630 }
 631
 632 static int emulate_nm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 633 {
 634         return emulate_exception(ctxt, NM_VECTOR, 0, false);
 635 }
 636
 637 static u16 get_segment_selector(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned seg)
 638 {
 639         u16 selector;
 640         struct desc_struct desc;
 641
 642         ctxt->ops->get_segment(ctxt, &selector, &desc, NULL, seg);
 643         return selector;
 644 }
 645
 646 static void set_segment_selector(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u16 selector,
 647                                  unsigned seg)
 648 {
 649         u16 dummy;
 650         u32 base3;
 651         struct desc_struct desc;
 652
 653         ctxt->ops->get_segment(ctxt, &dummy, &desc, &base3, seg);
 654         ctxt->ops->set_segment(ctxt, selector, &desc, base3, seg);
 655 }
 656
 657 /*
 658  * x86 defines three classes of vector instructions: explicitly
 659  * aligned, explicitly unaligned, and the rest, which change behaviour
 660  * depending on whether they're AVX encoded or not.
 661  *
 662  * Also included is CMPXCHG16B which is not a vector instruction, yet it is
 663  * subject to the same check.  FXSAVE and FXRSTOR are checked here too as their
 664  * 512 bytes of data must be aligned to a 16 byte boundary.
 665  */
 666 static unsigned insn_alignment(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned size)
 667 {
 668         u64 alignment = ctxt->d & AlignMask;
 669
 670         if (likely(size < 16))
 671                 return 1;
 672
 673         switch (alignment) {
 674         case Unaligned:
 675         case Avx:
 676                 return 1;
 677         case Aligned16:
 678                 return 16;
 679         case Aligned:
 680         default:
 681                 return size;
 682         }
 683 }
 684
 685 static __always_inline int __linearize(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 686                                        struct segmented_address addr,
 687                                        unsigned *max_size, unsigned size,
 688                                        bool write, bool fetch,
 689                                        enum x86emul_mode mode, ulong *linear)
 690 {
 691         struct desc_struct desc;
 692         bool usable;
 693         ulong la;
 694         u32 lim;
 695         u16 sel;
 696         u8  va_bits;
 697
 698         la = seg_base(ctxt, addr.seg) + addr.ea;
 699         *max_size = 0;
 700         switch (mode) {
 701         case X86EMUL_MODE_PROT64:
 702                 *linear = la;
 703                 va_bits = ctxt_virt_addr_bits(ctxt);
 704                 if (get_canonical(la, va_bits) != la)
 705                         goto bad;
 706
 707                 *max_size = min_t(u64, ~0u, (1ull << va_bits) - la);
 708                 if (size > *max_size)
 709                         goto bad;
 710                 break;
 711         default:
 712                 *linear = la = (u32)la;
 713                 usable = ctxt->ops->get_segment(ctxt, &sel, &desc, NULL,
 714                                                 addr.seg);
 715                 if (!usable)
 716                         goto bad;
 717                 /* code segment in protected mode or read-only data segment */
 718                 if ((((ctxt->mode != X86EMUL_MODE_REAL) && (desc.type & 8))
 719                                         || !(desc.type & 2)) && write)
 720                         goto bad;
 721                 /* unreadable code segment */
 722                 if (!fetch && (desc.type & 8) && !(desc.type & 2))
 723                         goto bad;
 724                 lim = desc_limit_scaled(&desc);
 725                 if (!(desc.type & 8) && (desc.type & 4)) {
 726                         /* expand-down segment */
 727                         if (addr.ea <= lim)
 728                                 goto bad;
 729                         lim = desc.d ? 0xffffffff : 0xffff;
 730                 }
 731                 if (addr.ea > lim)
 732                         goto bad;
 733                 if (lim == 0xffffffff)
 734                         *max_size = ~0u;
 735                 else {
 736                         *max_size = (u64)lim + 1 - addr.ea;
 737                         if (size > *max_size)
 738                                 goto bad;
 739                 }
 740                 break;
 741         }
 742         if (la & (insn_alignment(ctxt, size) - 1))
 743                 return emulate_gp(ctxt, 0);
 744         return X86EMUL_CONTINUE;
 745 bad:
 746         if (addr.seg == VCPU_SREG_SS)
 747                 return emulate_ss(ctxt, 0);
 748         else
 749                 return emulate_gp(ctxt, 0);
 750 }
 751
 752 static int linearize(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 753                      struct segmented_address addr,
 754                      unsigned size, bool write,
 755                      ulong *linear)
 756 {
 757         unsigned max_size;
 758         return __linearize(ctxt, addr, &max_size, size, write, false,
 759                            ctxt->mode, linear);
 760 }
 761
 762 static inline int assign_eip(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, ulong dst,
 763                              enum x86emul_mode mode)
 764 {
 765         ulong linear;
 766         int rc;
 767         unsigned max_size;
 768         struct segmented_address addr = { .seg = VCPU_SREG_CS,
 769                                            .ea = dst };
 770
 771         if (ctxt->op_bytes != sizeof(unsigned long))
 772                 addr.ea = dst & ((1UL << (ctxt->op_bytes << 3)) - 1);
 773         rc = __linearize(ctxt, addr, &max_size, 1, false, true, mode, &linear);
 774         if (rc == X86EMUL_CONTINUE)
 775                 ctxt->_eip = addr.ea;
 776         return rc;
 777 }
 778
 779 static inline int assign_eip_near(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, ulong dst)
 780 {
 781         return assign_eip(ctxt, dst, ctxt->mode);
 782 }
 783
 784 static int assign_eip_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, ulong dst,
 785                           const struct desc_struct *cs_desc)
 786 {
 787         enum x86emul_mode mode = ctxt->mode;
 788         int rc;
 789
 790 #ifdef CONFIG_X86_64
 791         if (ctxt->mode >= X86EMUL_MODE_PROT16) {
 792                 if (cs_desc->l) {
 793                         u64 efer = 0;
 794
 795                         ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
 796                         if (efer & EFER_LMA)
 797                                 mode = X86EMUL_MODE_PROT64;
 798                 } else
 799                         mode = X86EMUL_MODE_PROT32; /* temporary value */
 800         }
 801 #endif
 802         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT16 || mode == X86EMUL_MODE_PROT32)
 803                 mode = cs_desc->d ? X86EMUL_MODE_PROT32 : X86EMUL_MODE_PROT16;
 804         rc = assign_eip(ctxt, dst, mode);
 805         if (rc == X86EMUL_CONTINUE)
 806                 ctxt->mode = mode;
 807         return rc;
 808 }
 809
 810 static inline int jmp_rel(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int rel)
 811 {
 812         return assign_eip_near(ctxt, ctxt->_eip + rel);
 813 }
 814
 815 static int linear_read_system(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, ulong linear,
 816                               void *data, unsigned size)
 817 {
 818         return ctxt->ops->read_std(ctxt, linear, data, size, &ctxt->exception, true);
 819 }
 820
 821 static int linear_write_system(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 822                                ulong linear, void *data,
 823                                unsigned int size)
 824 {
 825         return ctxt->ops->write_std(ctxt, linear, data, size, &ctxt->exception, true);
 826 }
 827
 828 static int segmented_read_std(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 829                               struct segmented_address addr,
 830                               void *data,
 831                               unsigned size)
 832 {
 833         int rc;
 834         ulong linear;
 835
 836         rc = linearize(ctxt, addr, size, false, &linear);
 837         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 838                 return rc;
 839         return ctxt->ops->read_std(ctxt, linear, data, size, &ctxt->exception, false);
 840 }
 841
 842 static int segmented_write_std(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 843                                struct segmented_address addr,
 844                                void *data,
 845                                unsigned int size)
 846 {
 847         int rc;
 848         ulong linear;
 849
 850         rc = linearize(ctxt, addr, size, true, &linear);
 851         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 852                 return rc;
 853         return ctxt->ops->write_std(ctxt, linear, data, size, &ctxt->exception, false);
 854 }
 855
 856 /*
 857  * Prefetch the remaining bytes of the instruction without crossing page
 858  * boundary if they are not in fetch_cache yet.
 859  */
 860 static int __do_insn_fetch_bytes(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int op_size)
 861 {
 862         int rc;
 863         unsigned size, max_size;
 864         unsigned long linear;
 865         int cur_size = ctxt->fetch.end - ctxt->fetch.data;
 866         struct segmented_address addr = { .seg = VCPU_SREG_CS,
 867                                            .ea = ctxt->eip + cur_size };
 868
 869         /*
 870          * We do not know exactly how many bytes will be needed, and
 871          * __linearize is expensive, so fetch as much as possible.  We
 872          * just have to avoid going beyond the 15 byte limit, the end
 873          * of the segment, or the end of the page.
 874          *
 875          * __linearize is called with size 0 so that it does not do any
 876          * boundary check itself.  Instead, we use max_size to check
 877          * against op_size.
 878          */
 879         rc = __linearize(ctxt, addr, &max_size, 0, false, true, ctxt->mode,
 880                          &linear);
 881         if (unlikely(rc != X86EMUL_CONTINUE))
 882                 return rc;
 883
 884         size = min_t(unsigned, 15UL ^ cur_size, max_size);
 885         size = min_t(unsigned, size, PAGE_SIZE - offset_in_page(linear));
 886
 887         /*
 888          * One instruction can only straddle two pages,
 889          * and one has been loaded at the beginning of
 890          * x86_decode_insn.  So, if not enough bytes
 891          * still, we must have hit the 15-byte boundary.
 892          */
 893         if (unlikely(size < op_size))
 894                 return emulate_gp(ctxt, 0);
 895
 896         rc = ctxt->ops->fetch(ctxt, linear, ctxt->fetch.end,
 897                               size, &ctxt->exception);
 898         if (unlikely(rc != X86EMUL_CONTINUE))
 899                 return rc;
 900         ctxt->fetch.end += size;
 901         return X86EMUL_CONTINUE;
 902 }
 903
 904 static __always_inline int do_insn_fetch_bytes(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 905                                                unsigned size)
 906 {
 907         unsigned done_size = ctxt->fetch.end - ctxt->fetch.ptr;
 908
 909         if (unlikely(done_size < size))
 910                 return __do_insn_fetch_bytes(ctxt, size - done_size);
 911         else
 912                 return X86EMUL_CONTINUE;
 913 }
 914
 915 /* Fetch next part of the instruction being emulated. */
 916 #define insn_fetch(_type, _ctxt)                                        \
 917 ({      _type _x;                                                       \
 918                                                                         \
 919         rc = do_insn_fetch_bytes(_ctxt, sizeof(_type));                 \
 920         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)                                     \
 921                 goto done;                                              \
 922         ctxt->_eip += sizeof(_type);                                    \
 923         memcpy(&_x, ctxt->fetch.ptr, sizeof(_type));                    \
 924         ctxt->fetch.ptr += sizeof(_type);                               \
 925         _x;                                                             \
 926 })
 927
 928 #define insn_fetch_arr(_arr, _size, _ctxt)                              \
 929 ({                                                                      \
 930         rc = do_insn_fetch_bytes(_ctxt, _size);                         \
 931         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)                                     \
 932                 goto done;                                              \
 933         ctxt->_eip += (_size);                                          \
 934         memcpy(_arr, ctxt->fetch.ptr, _size);                           \
 935         ctxt->fetch.ptr += (_size);                                     \
 936 })
 937
 938 /*
 939  * Given the 'reg' portion of a ModRM byte, and a register block, return a
 940  * pointer into the block that addresses the relevant register.
 941  * @highbyte_regs specifies whether to decode AH,CH,DH,BH.
 942  */
 943 static void *decode_register(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u8 modrm_reg,
 944                              int byteop)
 945 {
 946         void *p;
 947         int highbyte_regs = (ctxt->rex_prefix == 0) && byteop;
 948
 949         if (highbyte_regs && modrm_reg >= 4 && modrm_reg < 8)
 950                 p = (unsigned char *)reg_rmw(ctxt, modrm_reg & 3) + 1;
 951         else
 952                 p = reg_rmw(ctxt, modrm_reg);
 953         return p;
 954 }
 955
 956 static int read_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 957                            struct segmented_address addr,
 958                            u16 *size, unsigned long *address, int op_bytes)
 959 {
 960         int rc;
 961
 962         if (op_bytes == 2)
 963                 op_bytes = 3;
 964         *address = 0;
 965         rc = segmented_read_std(ctxt, addr, size, 2);
 966         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 967                 return rc;
 968         addr.ea += 2;
 969         rc = segmented_read_std(ctxt, addr, address, op_bytes);
 970         return rc;
 971 }
 972
 973 FASTOP2(add);
 974 FASTOP2(or);
 975 FASTOP2(adc);
 976 FASTOP2(sbb);
 977 FASTOP2(and);
 978 FASTOP2(sub);
 979 FASTOP2(xor);
 980 FASTOP2(cmp);
 981 FASTOP2(test);
 982
 983 FASTOP1SRC2(mul, mul_ex);
 984 FASTOP1SRC2(imul, imul_ex);
 985 FASTOP1SRC2EX(div, div_ex);
 986 FASTOP1SRC2EX(idiv, idiv_ex);
 987
 988 FASTOP3WCL(shld);
 989 FASTOP3WCL(shrd);
 990
 991 FASTOP2W(imul);
 992
 993 FASTOP1(not);
 994 FASTOP1(neg);
 995 FASTOP1(inc);
 996 FASTOP1(dec);
 997
 998 FASTOP2CL(rol);
 999 FASTOP2CL(ror);
1000 FASTOP2CL(rcl);
1001 FASTOP2CL(rcr);
1002 FASTOP2CL(shl);
1003 FASTOP2CL(shr);
1004 FASTOP2CL(sar);
1005
1006 FASTOP2W(bsf);
1007 FASTOP2W(bsr);
1008 FASTOP2W(bt);
1009 FASTOP2W(bts);
1010 FASTOP2W(btr);
1011 FASTOP2W(btc);
1012
1013 FASTOP2(xadd);
1014
1015 FASTOP2R(cmp, cmp_r);
1016
1017 static int em_bsf_c(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1018 {
1019         /* If src is zero, do not writeback, but update flags */
1020         if (ctxt->src.val == 0)
1021                 ctxt->dst.type = OP_NONE;
1022         return fastop(ctxt, em_bsf);
1023 }
1024
1025 static int em_bsr_c(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1026 {
1027         /* If src is zero, do not writeback, but update flags */
1028         if (ctxt->src.val == 0)
1029                 ctxt->dst.type = OP_NONE;
1030         return fastop(ctxt, em_bsr);
1031 }
1032
1033 static __always_inline u8 test_cc(unsigned int condition, unsigned long flags)
1034 {
1035         u8 rc;
1036         void (*fop)(void) = (void *)em_setcc + 4 * (condition & 0xf);
1037
1038         flags = (flags & EFLAGS_MASK) | X86_EFLAGS_IF;
1039         asm("push %[flags]; popf; " CALL_NOSPEC
1040             : "=a"(rc) : [thunk_target]"r"(fop), [flags]"r"(flags));
1041         return rc;
1042 }
1043
1044 static void fetch_register_operand(struct operand *op)
1045 {
1046         switch (op->bytes) {
1047         case 1:
1048                 op->val = *(u8 *)op->addr.reg;
1049                 break;
1050         case 2:
1051                 op->val = *(u16 *)op->addr.reg;
1052                 break;
1053         case 4:
1054                 op->val = *(u32 *)op->addr.reg;
1055                 break;
1056         case 8:
1057                 op->val = *(u64 *)op->addr.reg;
1058                 break;
1059         }
1060 }
1061
1062 static void read_sse_reg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, sse128_t *data, int reg)
1063 {
1064         switch (reg) {
1065         case 0: asm("movdqa %%xmm0, %0" : "=m"(*data)); break;
1066         case 1: asm("movdqa %%xmm1, %0" : "=m"(*data)); break;
1067         case 2: asm("movdqa %%xmm2, %0" : "=m"(*data)); break;
1068         case 3: asm("movdqa %%xmm3, %0" : "=m"(*data)); break;
1069         case 4: asm("movdqa %%xmm4, %0" : "=m"(*data)); break;
1070         case 5: asm("movdqa %%xmm5, %0" : "=m"(*data)); break;
1071         case 6: asm("movdqa %%xmm6, %0" : "=m"(*data)); break;
1072         case 7: asm("movdqa %%xmm7, %0" : "=m"(*data)); break;
1073 #ifdef CONFIG_X86_64
1074         case 8: asm("movdqa %%xmm8, %0" : "=m"(*data)); break;
1075         case 9: asm("movdqa %%xmm9, %0" : "=m"(*data)); break;
1076         case 10: asm("movdqa %%xmm10, %0" : "=m"(*data)); break;
1077         case 11: asm("movdqa %%xmm11, %0" : "=m"(*data)); break;
1078         case 12: asm("movdqa %%xmm12, %0" : "=m"(*data)); break;
1079         case 13: asm("movdqa %%xmm13, %0" : "=m"(*data)); break;
1080         case 14: asm("movdqa %%xmm14, %0" : "=m"(*data)); break;
1081         case 15: asm("movdqa %%xmm15, %0" : "=m"(*data)); break;
1082 #endif
1083         default: BUG();
1084         }
1085 }
1086
1087 static void write_sse_reg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, sse128_t *data,
1088                           int reg)
1089 {
1090         switch (reg) {
1091         case 0: asm("movdqa %0, %%xmm0" : : "m"(*data)); break;
1092         case 1: asm("movdqa %0, %%xmm1" : : "m"(*data)); break;
1093         case 2: asm("movdqa %0, %%xmm2" : : "m"(*data)); break;
1094         case 3: asm("movdqa %0, %%xmm3" : : "m"(*data)); break;
1095         case 4: asm("movdqa %0, %%xmm4" : : "m"(*data)); break;
1096         case 5: asm("movdqa %0, %%xmm5" : : "m"(*data)); break;
1097         case 6: asm("movdqa %0, %%xmm6" : : "m"(*data)); break;
1098         case 7: asm("movdqa %0, %%xmm7" : : "m"(*data)); break;
1099 #ifdef CONFIG_X86_64
1100         case 8: asm("movdqa %0, %%xmm8" : : "m"(*data)); break;
1101         case 9: asm("movdqa %0, %%xmm9" : : "m"(*data)); break;
1102         case 10: asm("movdqa %0, %%xmm10" : : "m"(*data)); break;
1103         case 11: asm("movdqa %0, %%xmm11" : : "m"(*data)); break;
1104         case 12: asm("movdqa %0, %%xmm12" : : "m"(*data)); break;
1105         case 13: asm("movdqa %0, %%xmm13" : : "m"(*data)); break;
1106         case 14: asm("movdqa %0, %%xmm14" : : "m"(*data)); break;
1107         case 15: asm("movdqa %0, %%xmm15" : : "m"(*data)); break;
1108 #endif
1109         default: BUG();
1110         }
1111 }
1112
1113 static void read_mmx_reg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u64 *data, int reg)
1114 {
1115         switch (reg) {
1116         case 0: asm("movq %%mm0, %0" : "=m"(*data)); break;
1117         case 1: asm("movq %%mm1, %0" : "=m"(*data)); break;
1118         case 2: asm("movq %%mm2, %0" : "=m"(*data)); break;
1119         case 3: asm("movq %%mm3, %0" : "=m"(*data)); break;
1120         case 4: asm("movq %%mm4, %0" : "=m"(*data)); break;
1121         case 5: asm("movq %%mm5, %0" : "=m"(*data)); break;
1122         case 6: asm("movq %%mm6, %0" : "=m"(*data)); break;
1123         case 7: asm("movq %%mm7, %0" : "=m"(*data)); break;
1124         default: BUG();
1125         }
1126 }
1127
1128 static void write_mmx_reg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u64 *data, int reg)
1129 {
1130         switch (reg) {
1131         case 0: asm("movq %0, %%mm0" : : "m"(*data)); break;
1132         case 1: asm("movq %0, %%mm1" : : "m"(*data)); break;
1133         case 2: asm("movq %0, %%mm2" : : "m"(*data)); break;
1134         case 3: asm("movq %0, %%mm3" : : "m"(*data)); break;
1135         case 4: asm("movq %0, %%mm4" : : "m"(*data)); break;
1136         case 5: asm("movq %0, %%mm5" : : "m"(*data)); break;
1137         case 6: asm("movq %0, %%mm6" : : "m"(*data)); break;
1138         case 7: asm("movq %0, %%mm7" : : "m"(*data)); break;
1139         default: BUG();
1140         }
1141 }
1142
1143 static int em_fninit(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1144 {
1145         if (ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0) & (X86_CR0_TS | X86_CR0_EM))
1146                 return emulate_nm(ctxt);
1147
1148         asm volatile("fninit");
1149         return X86EMUL_CONTINUE;
1150 }
1151
1152 static int em_fnstcw(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1153 {
1154         u16 fcw;
1155
1156         if (ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0) & (X86_CR0_TS | X86_CR0_EM))
1157                 return emulate_nm(ctxt);
1158
1159         asm volatile("fnstcw %0": "+m"(fcw));
1160
1161         ctxt->dst.val = fcw;
1162
1163         return X86EMUL_CONTINUE;
1164 }
1165
1166 static int em_fnstsw(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1167 {
1168         u16 fsw;
1169
1170         if (ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0) & (X86_CR0_TS | X86_CR0_EM))
1171                 return emulate_nm(ctxt);
1172
1173         asm volatile("fnstsw %0": "+m"(fsw));
1174
1175         ctxt->dst.val = fsw;
1176
1177         return X86EMUL_CONTINUE;
1178 }
1179
1180 static void decode_register_operand(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1181                                     struct operand *op)
1182 {
1183         unsigned reg = ctxt->modrm_reg;
1184
1185         if (!(ctxt->d & ModRM))
1186                 reg = (ctxt->b & 7) | ((ctxt->rex_prefix & 1) << 3);
1187
1188         if (ctxt->d & Sse) {
1189                 op->type = OP_XMM;
1190                 op->bytes = 16;
1191                 op->addr.xmm = reg;
1192                 read_sse_reg(ctxt, &op->vec_val, reg);
1193                 return;
1194         }
1195         if (ctxt->d & Mmx) {
1196                 reg &= 7;
1197                 op->type = OP_MM;
1198                 op->bytes = 8;
1199                 op->addr.mm = reg;
1200                 return;
1201         }
1202
1203         op->type = OP_REG;
1204         op->bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
1205         op->addr.reg = decode_register(ctxt, reg, ctxt->d & ByteOp);
1206
1207         fetch_register_operand(op);
1208         op->orig_val = op->val;
1209 }
1210
1211 static void adjust_modrm_seg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int base_reg)
1212 {
1213         if (base_reg == VCPU_REGS_RSP || base_reg == VCPU_REGS_RBP)
1214                 ctxt->modrm_seg = VCPU_SREG_SS;
1215 }
1216
1217 static int decode_modrm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1218                         struct operand *op)
1219 {
1220         u8 sib;
1221         int index_reg, base_reg, scale;
1222         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1223         ulong modrm_ea = 0;
1224
1225         ctxt->modrm_reg = ((ctxt->rex_prefix << 1) & 8); /* REX.R */
1226         index_reg = (ctxt->rex_prefix << 2) & 8; /* REX.X */
1227         base_reg = (ctxt->rex_prefix << 3) & 8; /* REX.B */
1228
1229         ctxt->modrm_mod = (ctxt->modrm & 0xc0) >> 6;
1230         ctxt->modrm_reg |= (ctxt->modrm & 0x38) >> 3;
1231         ctxt->modrm_rm = base_reg | (ctxt->modrm & 0x07);
1232         ctxt->modrm_seg = VCPU_SREG_DS;
1233
1234         if (ctxt->modrm_mod == 3 || (ctxt->d & NoMod)) {
1235                 op->type = OP_REG;
1236                 op->bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
1237                 op->addr.reg = decode_register(ctxt, ctxt->modrm_rm,
1238                                 ctxt->d & ByteOp);
1239                 if (ctxt->d & Sse) {
1240                         op->type = OP_XMM;
1241                         op->bytes = 16;
1242                         op->addr.xmm = ctxt->modrm_rm;
1243                         read_sse_reg(ctxt, &op->vec_val, ctxt->modrm_rm);
1244                         return rc;
1245                 }
1246                 if (ctxt->d & Mmx) {
1247                         op->type = OP_MM;
1248                         op->bytes = 8;
1249                         op->addr.mm = ctxt->modrm_rm & 7;
1250                         return rc;
1251                 }
1252                 fetch_register_operand(op);
1253                 return rc;
1254         }
1255
1256         op->type = OP_MEM;
1257
1258         if (ctxt->ad_bytes == 2) {
1259                 unsigned bx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBX);
1260                 unsigned bp = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBP);
1261                 unsigned si = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSI);
1262                 unsigned di = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDI);
1263
1264                 /* 16-bit ModR/M decode. */
1265                 switch (ctxt->modrm_mod) {
1266                 case 0:
1267                         if (ctxt->modrm_rm == 6)
1268                                 modrm_ea += insn_fetch(u16, ctxt);
1269                         break;
1270                 case 1:
1271                         modrm_ea += insn_fetch(s8, ctxt);
1272                         break;
1273                 case 2:
1274                         modrm_ea += insn_fetch(u16, ctxt);
1275                         break;
1276                 }
1277                 switch (ctxt->modrm_rm) {
1278                 case 0:
1279                         modrm_ea += bx + si;
1280                         break;
1281                 case 1:
1282                         modrm_ea += bx + di;
1283                         break;
1284                 case 2:
1285                         modrm_ea += bp + si;
1286                         break;
1287                 case 3:
1288                         modrm_ea += bp + di;
1289                         break;
1290                 case 4:
1291                         modrm_ea += si;
1292                         break;
1293                 case 5:
1294                         modrm_ea += di;
1295                         break;
1296                 case 6:
1297                         if (ctxt->modrm_mod != 0)
1298                                 modrm_ea += bp;
1299                         break;
1300                 case 7:
1301                         modrm_ea += bx;
1302                         break;
1303                 }
1304                 if (ctxt->modrm_rm == 2 || ctxt->modrm_rm == 3 ||
1305                     (ctxt->modrm_rm == 6 && ctxt->modrm_mod != 0))
1306                         ctxt->modrm_seg = VCPU_SREG_SS;
1307                 modrm_ea = (u16)modrm_ea;
1308         } else {
1309                 /* 32/64-bit ModR/M decode. */
1310                 if ((ctxt->modrm_rm & 7) == 4) {
1311                         sib = insn_fetch(u8, ctxt);
1312                         index_reg |= (sib >> 3) & 7;
1313                         base_reg |= sib & 7;
1314                         scale = sib >> 6;
1315
1316                         if ((base_reg & 7) == 5 && ctxt->modrm_mod == 0)
1317                                 modrm_ea += insn_fetch(s32, ctxt);
1318                         else {
1319                                 modrm_ea += reg_read(ctxt, base_reg);
1320                                 adjust_modrm_seg(ctxt, base_reg);
1321                                 /* Increment ESP on POP [ESP] */
1322                                 if ((ctxt->d & IncSP) &&
1323                                     base_reg == VCPU_REGS_RSP)
1324                                         modrm_ea += ctxt->op_bytes;
1325                         }
1326                         if (index_reg != 4)
1327                                 modrm_ea += reg_read(ctxt, index_reg) << scale;
1328                 } else if ((ctxt->modrm_rm & 7) == 5 && ctxt->modrm_mod == 0) {
1329                         modrm_ea += insn_fetch(s32, ctxt);
1330                         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
1331                                 ctxt->rip_relative = 1;
1332                 } else {
1333                         base_reg = ctxt->modrm_rm;
1334                         modrm_ea += reg_read(ctxt, base_reg);
1335                         adjust_modrm_seg(ctxt, base_reg);
1336                 }
1337                 switch (ctxt->modrm_mod) {
1338                 case 1:
1339                         modrm_ea += insn_fetch(s8, ctxt);
1340                         break;
1341                 case 2:
1342                         modrm_ea += insn_fetch(s32, ctxt);
1343                         break;
1344                 }
1345         }
1346         op->addr.mem.ea = modrm_ea;
1347         if (ctxt->ad_bytes != 8)
1348                 ctxt->memop.addr.mem.ea = (u32)ctxt->memop.addr.mem.ea;
1349
1350 done:
1351         return rc;
1352 }
1353
1354 static int decode_abs(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1355                       struct operand *op)
1356 {
1357         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1358
1359         op->type = OP_MEM;
1360         switch (ctxt->ad_bytes) {
1361         case 2:
1362                 op->addr.mem.ea = insn_fetch(u16, ctxt);
1363                 break;
1364         case 4:
1365                 op->addr.mem.ea = insn_fetch(u32, ctxt);
1366                 break;
1367         case 8:
1368                 op->addr.mem.ea = insn_fetch(u64, ctxt);
1369                 break;
1370         }
1371 done:
1372         return rc;
1373 }
1374
1375 static void fetch_bit_operand(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1376 {
1377         long sv = 0, mask;
1378
1379         if (ctxt->dst.type == OP_MEM && ctxt->src.type == OP_REG) {
1380                 mask = ~((long)ctxt->dst.bytes * 8 - 1);
1381
1382                 if (ctxt->src.bytes == 2)
1383                         sv = (s16)ctxt->src.val & (s16)mask;
1384                 else if (ctxt->src.bytes == 4)
1385                         sv = (s32)ctxt->src.val & (s32)mask;
1386                 else
1387                         sv = (s64)ctxt->src.val & (s64)mask;
1388
1389                 ctxt->dst.addr.mem.ea = address_mask(ctxt,
1390                                            ctxt->dst.addr.mem.ea + (sv >> 3));
1391         }
1392
1393         /* only subword offset */
1394         ctxt->src.val &= (ctxt->dst.bytes << 3) - 1;
1395 }
1396
1397 static int read_emulated(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1398                          unsigned long addr, void *dest, unsigned size)
1399 {
1400         int rc;
1401         struct read_cache *mc = &ctxt->mem_read;
1402
1403         if (mc->pos < mc->end)
1404                 goto read_cached;
1405
1406         WARN_ON((mc->end + size) >= sizeof(mc->data));
1407
1408         rc = ctxt->ops->read_emulated(ctxt, addr, mc->data + mc->end, size,
1409                                       &ctxt->exception);
1410         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1411                 return rc;
1412
1413         mc->end += size;
1414
1415 read_cached:
1416         memcpy(dest, mc->data + mc->pos, size);
1417         mc->pos += size;
1418         return X86EMUL_CONTINUE;
1419 }
1420
1421 static int segmented_read(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1422                           struct segmented_address addr,
1423                           void *data,
1424                           unsigned size)
1425 {
1426         int rc;
1427         ulong linear;
1428
1429         rc = linearize(ctxt, addr, size, false, &linear);
1430         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1431                 return rc;
1432         return read_emulated(ctxt, linear, data, size);
1433 }
1434
1435 static int segmented_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1436                            struct segmented_address addr,
1437                            const void *data,
1438                            unsigned size)
1439 {
1440         int rc;
1441         ulong linear;
1442
1443         rc = linearize(ctxt, addr, size, true, &linear);
1444         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1445                 return rc;
1446         return ctxt->ops->write_emulated(ctxt, linear, data, size,
1447                                          &ctxt->exception);
1448 }
1449
1450 static int segmented_cmpxchg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1451                              struct segmented_address addr,
1452                              const void *orig_data, const void *data,
1453                              unsigned size)
1454 {
1455         int rc;
1456         ulong linear;
1457
1458         rc = linearize(ctxt, addr, size, true, &linear);
1459         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1460                 return rc;
1461         return ctxt->ops->cmpxchg_emulated(ctxt, linear, orig_data, data,
1462                                            size, &ctxt->exception);
1463 }
1464
1465 static int pio_in_emulated(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1466                            unsigned int size, unsigned short port,
1467                            void *dest)
1468 {
1469         struct read_cache *rc = &ctxt->io_read;
1470
1471         if (rc->pos == rc->end) { /* refill pio read ahead */
1472                 unsigned int in_page, n;
1473                 unsigned int count = ctxt->rep_prefix ?
1474                         address_mask(ctxt, reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX)) : 1;
1475                 in_page = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_DF) ?
1476                         offset_in_page(reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDI)) :
1477                         PAGE_SIZE - offset_in_page(reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDI));
1478                 n = min3(in_page, (unsigned int)sizeof(rc->data) / size, count);
1479                 if (n == 0)
1480                         n = 1;
1481                 rc->pos = rc->end = 0;
1482                 if (!ctxt->ops->pio_in_emulated(ctxt, size, port, rc->data, n))
1483                         return 0;
1484                 rc->end = n * size;
1485         }
1486
1487         if (ctxt->rep_prefix && (ctxt->d & String) &&
1488             !(ctxt->eflags & X86_EFLAGS_DF)) {
1489                 ctxt->dst.data = rc->data + rc->pos;
1490                 ctxt->dst.type = OP_MEM_STR;
1491                 ctxt->dst.count = (rc->end - rc->pos) / size;
1492                 rc->pos = rc->end;
1493         } else {
1494                 memcpy(dest, rc->data + rc->pos, size);
1495                 rc->pos += size;
1496         }
1497         return 1;
1498 }
1499
1500 static int read_interrupt_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1501                                      u16 index, struct desc_struct *desc)
1502 {
1503         struct desc_ptr dt;
1504         ulong addr;
1505
1506         ctxt->ops->get_idt(ctxt, &dt);
1507
1508         if (dt.size < index * 8 + 7)
1509                 return emulate_gp(ctxt, index << 3 | 0x2);
1510
1511         addr = dt.address + index * 8;
1512         return linear_read_system(ctxt, addr, desc, sizeof(*desc));
1513 }
1514
1515 static void get_descriptor_table_ptr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1516                                      u16 selector, struct desc_ptr *dt)
1517 {
1518         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
1519         u32 base3 = 0;
1520
1521         if (selector & 1 << 2) {
1522                 struct desc_struct desc;
1523                 u16 sel;
1524
1525                 memset(dt, 0, sizeof(*dt));
1526                 if (!ops->get_segment(ctxt, &sel, &desc, &base3,
1527                                       VCPU_SREG_LDTR))
1528                         return;
1529
1530                 dt->size = desc_limit_scaled(&desc); /* what if limit > 65535? */
1531                 dt->address = get_desc_base(&desc) | ((u64)base3 << 32);
1532         } else
1533                 ops->get_gdt(ctxt, dt);
1534 }
1535
1536 static int get_descriptor_ptr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1537                               u16 selector, ulong *desc_addr_p)
1538 {
1539         struct desc_ptr dt;
1540         u16 index = selector >> 3;
1541         ulong addr;
1542
1543         get_descriptor_table_ptr(ctxt, selector, &dt);
1544
1545         if (dt.size < index * 8 + 7)
1546                 return emulate_gp(ctxt, selector & 0xfffc);
1547
1548         addr = dt.address + index * 8;
1549
1550 #ifdef CONFIG_X86_64
1551         if (addr >> 32 != 0) {
1552                 u64 efer = 0;
1553
1554                 ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
1555                 if (!(efer & EFER_LMA))
1556                         addr &= (u32)-1;
1557         }
1558 #endif
1559
1560         *desc_addr_p = addr;
1561         return X86EMUL_CONTINUE;
1562 }
1563
1564 /* allowed just for 8 bytes segments */
1565 static int read_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1566                                    u16 selector, struct desc_struct *desc,
1567                                    ulong *desc_addr_p)
1568 {
1569         int rc;
1570
1571         rc = get_descriptor_ptr(ctxt, selector, desc_addr_p);
1572         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1573                 return rc;
1574
1575         return linear_read_system(ctxt, *desc_addr_p, desc, sizeof(*desc));
1576 }
1577
1578 /* allowed just for 8 bytes segments */
1579 static int write_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1580                                     u16 selector, struct desc_struct *desc)
1581 {
1582         int rc;
1583         ulong addr;
1584
1585         rc = get_descriptor_ptr(ctxt, selector, &addr);
1586         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1587                 return rc;
1588
1589         return linear_write_system(ctxt, addr, desc, sizeof(*desc));
1590 }
1591
1592 static int __load_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1593                                      u16 selector, int seg, u8 cpl,
1594                                      enum x86_transfer_type transfer,
1595                                      struct desc_struct *desc)
1596 {
1597         struct desc_struct seg_desc, old_desc;
1598         u8 dpl, rpl;
1599         unsigned err_vec = GP_VECTOR;
1600         u32 err_code = 0;
1601         bool null_selector = !(selector & ~0x3); /* 0000-0003 are null */
1602         ulong desc_addr;
1603         int ret;
1604         u16 dummy;
1605         u32 base3 = 0;
1606
1607         memset(&seg_desc, 0, sizeof(seg_desc));
1608
1609         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL) {
1610                 /* set real mode segment descriptor (keep limit etc. for
1611                  * unreal mode) */
1612                 ctxt->ops->get_segment(ctxt, &dummy, &seg_desc, NULL, seg);
1613                 set_desc_base(&seg_desc, selector << 4);
1614                 goto load;
1615         } else if (seg <= VCPU_SREG_GS && ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86) {
1616                 /* VM86 needs a clean new segment descriptor */
1617                 set_desc_base(&seg_desc, selector << 4);
1618                 set_desc_limit(&seg_desc, 0xffff);
1619                 seg_desc.type = 3;
1620                 seg_desc.p = 1;
1621                 seg_desc.s = 1;
1622                 seg_desc.dpl = 3;
1623                 goto load;
1624         }
1625
1626         rpl = selector & 3;
1627
1628         /* TR should be in GDT only */
1629         if (seg == VCPU_SREG_TR && (selector & (1 << 2)))
1630                 goto exception;
1631
1632         /* NULL selector is not valid for TR, CS and (except for long mode) SS */
1633         if (null_selector) {
1634                 if (seg == VCPU_SREG_CS || seg == VCPU_SREG_TR)
1635                         goto exception;
1636
1637                 if (seg == VCPU_SREG_SS) {
1638                         if (ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64 || rpl != cpl)
1639                                 goto exception;
1640
1641                         /*
1642                          * ctxt->ops->set_segment expects the CPL to be in
1643                          * SS.DPL, so fake an expand-up 32-bit data segment.
1644                          */
1645                         seg_desc.type = 3;
1646                         seg_desc.p = 1;
1647                         seg_desc.s = 1;
1648                         seg_desc.dpl = cpl;
1649                         seg_desc.d = 1;
1650                         seg_desc.g = 1;
1651                 }
1652
1653                 /* Skip all following checks */
1654                 goto load;
1655         }
1656
1657         ret = read_segment_descriptor(ctxt, selector, &seg_desc, &desc_addr);
1658         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1659                 return ret;
1660
1661         err_code = selector & 0xfffc;
1662         err_vec = (transfer == X86_TRANSFER_TASK_SWITCH) ? TS_VECTOR :
1663                                                            GP_VECTOR;
1664
1665         /* can't load system descriptor into segment selector */
1666         if (seg <= VCPU_SREG_GS && !seg_desc.s) {
1667                 if (transfer == X86_TRANSFER_CALL_JMP)
1668                         return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1669                 goto exception;
1670         }
1671
1672         if (!seg_desc.p) {
1673                 err_vec = (seg == VCPU_SREG_SS) ? SS_VECTOR : NP_VECTOR;
1674                 goto exception;
1675         }
1676
1677         dpl = seg_desc.dpl;
1678
1679         switch (seg) {
1680         case VCPU_SREG_SS:
1681                 /*
1682                  * segment is not a writable data segment or segment
1683                  * selector's RPL != CPL or segment selector's RPL != CPL
1684                  */
1685                 if (rpl != cpl || (seg_desc.type & 0xa) != 0x2 || dpl != cpl)
1686                         goto exception;
1687                 break;
1688         case VCPU_SREG_CS:
1689                 if (!(seg_desc.type & 8))
1690                         goto exception;
1691
1692                 if (seg_desc.type & 4) {
1693                         /* conforming */
1694                         if (dpl > cpl)
1695                                 goto exception;
1696                 } else {
1697                         /* nonconforming */
1698                         if (rpl > cpl || dpl != cpl)
1699                                 goto exception;
1700                 }
1701                 /* in long-mode d/b must be clear if l is set */
1702                 if (seg_desc.d && seg_desc.l) {
1703                         u64 efer = 0;
1704
1705                         ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
1706                         if (efer & EFER_LMA)
1707                                 goto exception;
1708                 }
1709
1710                 /* CS(RPL) <- CPL */
1711                 selector = (selector & 0xfffc) | cpl;
1712                 break;
1713         case VCPU_SREG_TR:
1714                 if (seg_desc.s || (seg_desc.type != 1 && seg_desc.type != 9))
1715                         goto exception;
1716                 old_desc = seg_desc;
1717                 seg_desc.type |= 2; /* busy */
1718                 ret = ctxt->ops->cmpxchg_emulated(ctxt, desc_addr, &old_desc, &seg_desc,
1719                                                   sizeof(seg_desc), &ctxt->exception);
1720                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1721                         return ret;
1722                 break;
1723         case VCPU_SREG_LDTR:
1724                 if (seg_desc.s || seg_desc.type != 2)
1725                         goto exception;
1726                 break;
1727         default: /*  DS, ES, FS, or GS */
1728                 /*
1729                  * segment is not a data or readable code segment or
1730                  * ((segment is a data or nonconforming code segment)
1731                  * and (both RPL and CPL > DPL))
1732                  */
1733                 if ((seg_desc.type & 0xa) == 0x8 ||
1734                     (((seg_desc.type & 0xc) != 0xc) &&
1735                      (rpl > dpl && cpl > dpl)))
1736                         goto exception;
1737                 break;
1738         }
1739
1740         if (seg_desc.s) {
1741                 /* mark segment as accessed */
1742                 if (!(seg_desc.type & 1)) {
1743                         seg_desc.type |= 1;
1744                         ret = write_segment_descriptor(ctxt, selector,
1745                                                        &seg_desc);
1746                         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1747                                 return ret;
1748                 }
1749         } else if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64) {
1750                 ret = linear_read_system(ctxt, desc_addr+8, &base3, sizeof(base3));
1751                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1752                         return ret;
1753                 if (emul_is_noncanonical_address(get_desc_base(&seg_desc) |
1754                                 ((u64)base3 << 32), ctxt))
1755                         return emulate_gp(ctxt, 0);
1756         }
1757 load:
1758         ctxt->ops->set_segment(ctxt, selector, &seg_desc, base3, seg);
1759         if (desc)
1760                 *desc = seg_desc;
1761         return X86EMUL_CONTINUE;
1762 exception:
1763         return emulate_exception(ctxt, err_vec, err_code, true);
1764 }
1765
1766 static int load_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1767                                    u16 selector, int seg)
1768 {
1769         u8 cpl = ctxt->ops->cpl(ctxt);
1770
1771         /*
1772          * None of MOV, POP and LSS can load a NULL selector in CPL=3, but
1773          * they can load it at CPL<3 (Intel's manual says only LSS can,
1774          * but it's wrong).
1775          *
1776          * However, the Intel manual says that putting IST=1/DPL=3 in
1777          * an interrupt gate will result in SS=3 (the AMD manual instead
1778          * says it doesn't), so allow SS=3 in __load_segment_descriptor
1779          * and only forbid it here.
1780          */
1781         if (seg == VCPU_SREG_SS && selector == 3 &&
1782             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
1783                 return emulate_exception(ctxt, GP_VECTOR, 0, true);
1784
1785         return __load_segment_descriptor(ctxt, selector, seg, cpl,
1786                                          X86_TRANSFER_NONE, NULL);
1787 }
1788
1789 static void write_register_operand(struct operand *op)
1790 {
1791         return assign_register(op->addr.reg, op->val, op->bytes);
1792 }
1793
1794 static int writeback(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct operand *op)
1795 {
1796         switch (op->type) {
1797         case OP_REG:
1798                 write_register_operand(op);
1799                 break;
1800         case OP_MEM:
1801                 if (ctxt->lock_prefix)
1802                         return segmented_cmpxchg(ctxt,
1803                                                  op->addr.mem,
1804                                                  &op->orig_val,
1805                                                  &op->val,
1806                                                  op->bytes);
1807                 else
1808                         return segmented_write(ctxt,
1809                                                op->addr.mem,
1810                                                &op->val,
1811                                                op->bytes);
1812                 break;
1813         case OP_MEM_STR:
1814                 return segmented_write(ctxt,
1815                                        op->addr.mem,
1816                                        op->data,
1817                                        op->bytes * op->count);
1818                 break;
1819         case OP_XMM:
1820                 write_sse_reg(ctxt, &op->vec_val, op->addr.xmm);
1821                 break;
1822         case OP_MM:
1823                 write_mmx_reg(ctxt, &op->mm_val, op->addr.mm);
1824                 break;
1825         case OP_NONE:
1826                 /* no writeback */
1827                 break;
1828         default:
1829                 break;
1830         }
1831         return X86EMUL_CONTINUE;
1832 }
1833
1834 static int push(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, void *data, int bytes)
1835 {
1836         struct segmented_address addr;
1837
1838         rsp_increment(ctxt, -bytes);
1839         addr.ea = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSP) & stack_mask(ctxt);
1840         addr.seg = VCPU_SREG_SS;
1841
1842         return segmented_write(ctxt, addr, data, bytes);
1843 }
1844
1845 static int em_push(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1846 {
1847         /* Disable writeback. */
1848         ctxt->dst.type = OP_NONE;
1849         return push(ctxt, &ctxt->src.val, ctxt->op_bytes);
1850 }
1851
1852 static int emulate_pop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1853                        void *dest, int len)
1854 {
1855         int rc;
1856         struct segmented_address addr;
1857
1858         addr.ea = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSP) & stack_mask(ctxt);
1859         addr.seg = VCPU_SREG_SS;
1860         rc = segmented_read(ctxt, addr, dest, len);
1861         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1862                 return rc;
1863
1864         rsp_increment(ctxt, len);
1865         return rc;
1866 }
1867
1868 static int em_pop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1869 {
1870         return emulate_pop(ctxt, &ctxt->dst.val, ctxt->op_bytes);
1871 }
1872
1873 static int emulate_popf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1874                         void *dest, int len)
1875 {
1876         int rc;
1877         unsigned long val, change_mask;
1878         int iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> X86_EFLAGS_IOPL_BIT;
1879         int cpl = ctxt->ops->cpl(ctxt);
1880
1881         rc = emulate_pop(ctxt, &val, len);
1882         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1883                 return rc;
1884
1885         change_mask = X86_EFLAGS_CF | X86_EFLAGS_PF | X86_EFLAGS_AF |
1886                       X86_EFLAGS_ZF | X86_EFLAGS_SF | X86_EFLAGS_OF |
1887                       X86_EFLAGS_TF | X86_EFLAGS_DF | X86_EFLAGS_NT |
1888                       X86_EFLAGS_AC | X86_EFLAGS_ID;
1889
1890         switch(ctxt->mode) {
1891         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1892         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1893         case X86EMUL_MODE_PROT16:
1894                 if (cpl == 0)
1895                         change_mask |= X86_EFLAGS_IOPL;
1896                 if (cpl <= iopl)
1897                         change_mask |= X86_EFLAGS_IF;
1898                 break;
1899         case X86EMUL_MODE_VM86:
1900                 if (iopl < 3)
1901                         return emulate_gp(ctxt, 0);
1902                 change_mask |= X86_EFLAGS_IF;
1903                 break;
1904         default: /* real mode */
1905                 change_mask |= (X86_EFLAGS_IOPL | X86_EFLAGS_IF);
1906                 break;
1907         }
1908
1909         *(unsigned long *)dest =
1910                 (ctxt->eflags & ~change_mask) | (val & change_mask);
1911
1912         return rc;
1913 }
1914
1915 static int em_popf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1916 {
1917         ctxt->dst.type = OP_REG;
1918         ctxt->dst.addr.reg = &ctxt->eflags;
1919         ctxt->dst.bytes = ctxt->op_bytes;
1920         return emulate_popf(ctxt, &ctxt->dst.val, ctxt->op_bytes);
1921 }
1922
1923 static int em_enter(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1924 {
1925         int rc;
1926         unsigned frame_size = ctxt->src.val;
1927         unsigned nesting_level = ctxt->src2.val & 31;
1928         ulong rbp;
1929
1930         if (nesting_level)
1931                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1932
1933         rbp = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBP);
1934         rc = push(ctxt, &rbp, stack_size(ctxt));
1935         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1936                 return rc;
1937         assign_masked(reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RBP), reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSP),
1938                       stack_mask(ctxt));
1939         assign_masked(reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RSP),
1940                       reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSP) - frame_size,
1941                       stack_mask(ctxt));
1942         return X86EMUL_CONTINUE;
1943 }
1944
1945 static int em_leave(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1946 {
1947         assign_masked(reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RSP), reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBP),
1948                       stack_mask(ctxt));
1949         return emulate_pop(ctxt, reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RBP), ctxt->op_bytes);
1950 }
1951
1952 static int em_push_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1953 {
1954         int seg = ctxt->src2.val;
1955
1956         ctxt->src.val = get_segment_selector(ctxt, seg);
1957         if (ctxt->op_bytes == 4) {
1958                 rsp_increment(ctxt, -2);
1959                 ctxt->op_bytes = 2;
1960         }
1961
1962         return em_push(ctxt);
1963 }
1964
1965 static int em_pop_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1966 {
1967         int seg = ctxt->src2.val;
1968         unsigned long selector;
1969         int rc;
1970
1971         rc = emulate_pop(ctxt, &selector, 2);
1972         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1973                 return rc;
1974
1975         if (ctxt->modrm_reg == VCPU_SREG_SS)
1976                 ctxt->interruptibility = KVM_X86_SHADOW_INT_MOV_SS;
1977         if (ctxt->op_bytes > 2)
1978                 rsp_increment(ctxt, ctxt->op_bytes - 2);
1979
1980         rc = load_segment_descriptor(ctxt, (u16)selector, seg);
1981         return rc;
1982 }
1983
1984 static int em_pusha(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1985 {
1986         unsigned long old_esp = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSP);
1987         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1988         int reg = VCPU_REGS_RAX;
1989
1990         while (reg <= VCPU_REGS_RDI) {
1991                 (reg == VCPU_REGS_RSP) ?
1992                 (ctxt->src.val = old_esp) : (ctxt->src.val = reg_read(ctxt, reg));
1993
1994                 rc = em_push(ctxt);
1995                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1996                         return rc;
1997
1998                 ++reg;
1999         }
2000
2001         return rc;
2002 }
2003
2004 static int em_pushf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2005 {
2006         ctxt->src.val = (unsigned long)ctxt->eflags & ~X86_EFLAGS_VM;
2007         return em_push(ctxt);
2008 }
2009
2010 static int em_popa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2011 {
2012         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
2013         int reg = VCPU_REGS_RDI;
2014         u32 val;
2015
2016         while (reg >= VCPU_REGS_RAX) {
2017                 if (reg == VCPU_REGS_RSP) {
2018                         rsp_increment(ctxt, ctxt->op_bytes);
2019                         --reg;
2020                 }
2021
2022                 rc = emulate_pop(ctxt, &val, ctxt->op_bytes);
2023                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2024                         break;
2025                 assign_register(reg_rmw(ctxt, reg), val, ctxt->op_bytes);
2026                 --reg;
2027         }
2028         return rc;
2029 }
2030
2031 static int __emulate_int_real(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int irq)
2032 {
2033         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2034         int rc;
2035         struct desc_ptr dt;
2036         gva_t cs_addr;
2037         gva_t eip_addr;
2038         u16 cs, eip;
2039
2040         /* TODO: Add limit checks */
2041         ctxt->src.val = ctxt->eflags;
2042         rc = em_push(ctxt);
2043         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2044                 return rc;
2045
2046         ctxt->eflags &= ~(X86_EFLAGS_IF | X86_EFLAGS_TF | X86_EFLAGS_AC);
2047
2048         ctxt->src.val = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_CS);
2049         rc = em_push(ctxt);
2050         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2051                 return rc;
2052
2053         ctxt->src.val = ctxt->_eip;
2054         rc = em_push(ctxt);
2055         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2056                 return rc;
2057
2058         ops->get_idt(ctxt, &dt);
2059
2060         eip_addr = dt.address + (irq << 2);
2061         cs_addr = dt.address + (irq << 2) + 2;
2062
2063         rc = linear_read_system(ctxt, cs_addr, &cs, 2);
2064         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2065                 return rc;
2066
2067         rc = linear_read_system(ctxt, eip_addr, &eip, 2);
2068         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2069                 return rc;
2070
2071         rc = load_segment_descriptor(ctxt, cs, VCPU_SREG_CS);
2072         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2073                 return rc;
2074
2075         ctxt->_eip = eip;
2076
2077         return rc;
2078 }
2079
2080 int emulate_int_real(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int irq)
2081 {
2082         int rc;
2083
2084         invalidate_registers(ctxt);
2085         rc = __emulate_int_real(ctxt, irq);
2086         if (rc == X86EMUL_CONTINUE)
2087                 writeback_registers(ctxt);
2088         return rc;
2089 }
2090
2091 static int emulate_int(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int irq)
2092 {
2093         switch(ctxt->mode) {
2094         case X86EMUL_MODE_REAL:
2095                 return __emulate_int_real(ctxt, irq);
2096         case X86EMUL_MODE_VM86:
2097         case X86EMUL_MODE_PROT16:
2098         case X86EMUL_MODE_PROT32:
2099         case X86EMUL_MODE_PROT64:
2100         default:
2101                 /* Protected mode interrupts unimplemented yet */
2102                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2103         }
2104 }
2105
2106 static int emulate_iret_real(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2107 {
2108         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
2109         unsigned long temp_eip = 0;
2110         unsigned long temp_eflags = 0;
2111         unsigned long cs = 0;
2112         unsigned long mask = X86_EFLAGS_CF | X86_EFLAGS_PF | X86_EFLAGS_AF |
2113                              X86_EFLAGS_ZF | X86_EFLAGS_SF | X86_EFLAGS_TF |
2114                              X86_EFLAGS_IF | X86_EFLAGS_DF | X86_EFLAGS_OF |
2115                              X86_EFLAGS_IOPL | X86_EFLAGS_NT | X86_EFLAGS_RF |
2116                              X86_EFLAGS_AC | X86_EFLAGS_ID |
2117                              X86_EFLAGS_FIXED;
2118         unsigned long vm86_mask = X86_EFLAGS_VM | X86_EFLAGS_VIF |
2119                                   X86_EFLAGS_VIP;
2120
2121         /* TODO: Add stack limit check */
2122
2123         rc = emulate_pop(ctxt, &temp_eip, ctxt->op_bytes);
2124
2125         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2126                 return rc;
2127
2128         if (temp_eip & ~0xffff)
2129                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2130
2131         rc = emulate_pop(ctxt, &cs, ctxt->op_bytes);
2132
2133         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2134                 return rc;
2135
2136         rc = emulate_pop(ctxt, &temp_eflags, ctxt->op_bytes);
2137
2138         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2139                 return rc;
2140
2141         rc = load_segment_descriptor(ctxt, (u16)cs, VCPU_SREG_CS);
2142
2143         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2144                 return rc;
2145
2146         ctxt->_eip = temp_eip;
2147
2148         if (ctxt->op_bytes == 4)
2149                 ctxt->eflags = ((temp_eflags & mask) | (ctxt->eflags & vm86_mask));
2150         else if (ctxt->op_bytes == 2) {
2151                 ctxt->eflags &= ~0xffff;
2152                 ctxt->eflags |= temp_eflags;
2153         }
2154
2155         ctxt->eflags &= ~EFLG_RESERVED_ZEROS_MASK; /* Clear reserved zeros */
2156         ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_FIXED;
2157         ctxt->ops->set_nmi_mask(ctxt, false);
2158
2159         return rc;
2160 }
2161
2162 static int em_iret(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2163 {
2164         switch(ctxt->mode) {
2165         case X86EMUL_MODE_REAL:
2166                 return emulate_iret_real(ctxt);
2167         case X86EMUL_MODE_VM86:
2168         case X86EMUL_MODE_PROT16:
2169         case X86EMUL_MODE_PROT32:
2170         case X86EMUL_MODE_PROT64:
2171         default:
2172                 /* iret from protected mode unimplemented yet */
2173                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2174         }
2175 }
2176
2177 static int em_jmp_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2178 {
2179         int rc;
2180         unsigned short sel;
2181         struct desc_struct new_desc;
2182         u8 cpl = ctxt->ops->cpl(ctxt);
2183
2184         memcpy(&sel, ctxt->src.valptr + ctxt->op_bytes, 2);
2185
2186         rc = __load_segment_descriptor(ctxt, sel, VCPU_SREG_CS, cpl,
2187                                        X86_TRANSFER_CALL_JMP,
2188                                        &new_desc);
2189         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2190                 return rc;
2191
2192         rc = assign_eip_far(ctxt, ctxt->src.val, &new_desc);
2193         /* Error handling is not implemented. */
2194         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2195                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2196
2197         return rc;
2198 }
2199
2200 static int em_jmp_abs(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2201 {
2202         return assign_eip_near(ctxt, ctxt->src.val);
2203 }
2204
2205 static int em_call_near_abs(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2206 {
2207         int rc;
2208         long int old_eip;
2209
2210         old_eip = ctxt->_eip;
2211         rc = assign_eip_near(ctxt, ctxt->src.val);
2212         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2213                 return rc;
2214         ctxt->src.val = old_eip;
2215         rc = em_push(ctxt);
2216         return rc;
2217 }
2218
2219 static int em_cmpxchg8b(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2220 {
2221         u64 old = ctxt->dst.orig_val64;
2222
2223         if (ctxt->dst.bytes == 16)
2224                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2225
2226         if (((u32) (old >> 0) != (u32) reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX)) ||
2227             ((u32) (old >> 32) != (u32) reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDX))) {
2228                 *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RAX) = (u32) (old >> 0);
2229                 *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDX) = (u32) (old >> 32);
2230                 ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_ZF;
2231         } else {
2232                 ctxt->dst.val64 = ((u64)reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX) << 32) |
2233                         (u32) reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBX);
2234
2235                 ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_ZF;
2236         }
2237         return X86EMUL_CONTINUE;
2238 }
2239
2240 static int em_ret(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2241 {
2242         int rc;
2243         unsigned long eip;
2244
2245         rc = emulate_pop(ctxt, &eip, ctxt->op_bytes);
2246         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2247                 return rc;
2248
2249         return assign_eip_near(ctxt, eip);
2250 }
2251
2252 static int em_ret_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2253 {
2254         int rc;
2255         unsigned long eip, cs;
2256         int cpl = ctxt->ops->cpl(ctxt);
2257         struct desc_struct new_desc;
2258
2259         rc = emulate_pop(ctxt, &eip, ctxt->op_bytes);
2260         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2261                 return rc;
2262         rc = emulate_pop(ctxt, &cs, ctxt->op_bytes);
2263         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2264                 return rc;
2265         /* Outer-privilege level return is not implemented */
2266         if (ctxt->mode >= X86EMUL_MODE_PROT16 && (cs & 3) > cpl)
2267                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2268         rc = __load_segment_descriptor(ctxt, (u16)cs, VCPU_SREG_CS, cpl,
2269                                        X86_TRANSFER_RET,
2270                                        &new_desc);
2271         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2272                 return rc;
2273         rc = assign_eip_far(ctxt, eip, &new_desc);
2274         /* Error handling is not implemented. */
2275         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2276                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2277
2278         return rc;
2279 }
2280
2281 static int em_ret_far_imm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2282 {
2283         int rc;
2284
2285         rc = em_ret_far(ctxt);
2286         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2287                 return rc;
2288         rsp_increment(ctxt, ctxt->src.val);
2289         return X86EMUL_CONTINUE;
2290 }
2291
2292 static int em_cmpxchg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2293 {
2294         /* Save real source value, then compare EAX against destination. */
2295         ctxt->dst.orig_val = ctxt->dst.val;
2296         ctxt->dst.val = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
2297         ctxt->src.orig_val = ctxt->src.val;
2298         ctxt->src.val = ctxt->dst.orig_val;
2299         fastop(ctxt, em_cmp);
2300
2301         if (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_ZF) {
2302                 /* Success: write back to memory; no update of EAX */
2303                 ctxt->src.type = OP_NONE;
2304                 ctxt->dst.val = ctxt->src.orig_val;
2305         } else {
2306                 /* Failure: write the value we saw to EAX. */
2307                 ctxt->src.type = OP_REG;
2308                 ctxt->src.addr.reg = reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
2309                 ctxt->src.val = ctxt->dst.orig_val;
2310                 /* Create write-cycle to dest by writing the same value */
2311                 ctxt->dst.val = ctxt->dst.orig_val;
2312         }
2313         return X86EMUL_CONTINUE;
2314 }
2315
2316 static int em_lseg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2317 {
2318         int seg = ctxt->src2.val;
2319         unsigned short sel;
2320         int rc;
2321
2322         memcpy(&sel, ctxt->src.valptr + ctxt->op_bytes, 2);
2323
2324         rc = load_segment_descriptor(ctxt, sel, seg);
2325         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2326                 return rc;
2327
2328         ctxt->dst.val = ctxt->src.val;
2329         return rc;
2330 }
2331
2332 static int emulator_has_longmode(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2333 {
2334         u32 eax, ebx, ecx, edx;
2335
2336         eax = 0x80000001;
2337         ecx = 0;
2338         ctxt->ops->get_cpuid(ctxt, &eax, &ebx, &ecx, &edx, false);
2339         return edx & bit(X86_FEATURE_LM);
2340 }
2341
2342 static void rsm_set_desc_flags(struct desc_struct *desc, u32 flags)
2343 {
2344         desc->g    = (flags >> 23) & 1;
2345         desc->d    = (flags >> 22) & 1;
2346         desc->l    = (flags >> 21) & 1;
2347         desc->avl  = (flags >> 20) & 1;
2348         desc->p    = (flags >> 15) & 1;
2349         desc->dpl  = (flags >> 13) & 3;
2350         desc->s    = (flags >> 12) & 1;
2351         desc->type = (flags >>  8) & 15;
2352 }
2353
2354 static int rsm_load_seg_32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, const char *smstate,
2355                            int n)
2356 {
2357         struct desc_struct desc;
2358         int offset;
2359         u16 selector;
2360
2361         selector = GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7fa8 + n * 4);
2362
2363         if (n < 3)
2364                 offset = 0x7f84 + n * 12;
2365         else
2366                 offset = 0x7f2c + (n - 3) * 12;
2367
2368         set_desc_base(&desc,      GET_SMSTATE(u32, smstate, offset + 8));
2369         set_desc_limit(&desc,     GET_SMSTATE(u32, smstate, offset + 4));
2370         rsm_set_desc_flags(&desc, GET_SMSTATE(u32, smstate, offset));
2371         ctxt->ops->set_segment(ctxt, selector, &desc, 0, n);
2372         return X86EMUL_CONTINUE;
2373 }
2374
2375 static int rsm_load_seg_64(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, const char *smstate,
2376                            int n)
2377 {
2378         struct desc_struct desc;
2379         int offset;
2380         u16 selector;
2381         u32 base3;
2382
2383         offset = 0x7e00 + n * 16;
2384
2385         selector =                GET_SMSTATE(u16, smstate, offset);
2386         rsm_set_desc_flags(&desc, GET_SMSTATE(u16, smstate, offset + 2) << 8);
2387         set_desc_limit(&desc,     GET_SMSTATE(u32, smstate, offset + 4));
2388         set_desc_base(&desc,      GET_SMSTATE(u32, smstate, offset + 8));
2389         base3 =                   GET_SMSTATE(u32, smstate, offset + 12);
2390
2391         ctxt->ops->set_segment(ctxt, selector, &desc, base3, n);
2392         return X86EMUL_CONTINUE;
2393 }
2394
2395 static int rsm_enter_protected_mode(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2396                                     u64 cr0, u64 cr3, u64 cr4)
2397 {
2398         int bad;
2399         u64 pcid;
2400
2401         /* In order to later set CR4.PCIDE, CR3[11:0] must be zero.  */
2402         pcid = 0;
2403         if (cr4 & X86_CR4_PCIDE) {
2404                 pcid = cr3 & 0xfff;
2405                 cr3 &= ~0xfff;
2406         }
2407
2408         bad = ctxt->ops->set_cr(ctxt, 3, cr3);
2409         if (bad)
2410                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2411
2412         /*
2413          * First enable PAE, long mode needs it before CR0.PG = 1 is set.
2414          * Then enable protected mode.  However, PCID cannot be enabled
2415          * if EFER.LMA=0, so set it separately.
2416          */
2417         bad = ctxt->ops->set_cr(ctxt, 4, cr4 & ~X86_CR4_PCIDE);
2418         if (bad)
2419                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2420
2421         bad = ctxt->ops->set_cr(ctxt, 0, cr0);
2422         if (bad)
2423                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2424
2425         if (cr4 & X86_CR4_PCIDE) {
2426                 bad = ctxt->ops->set_cr(ctxt, 4, cr4);
2427                 if (bad)
2428                         return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2429                 if (pcid) {
2430                         bad = ctxt->ops->set_cr(ctxt, 3, cr3 | pcid);
2431                         if (bad)
2432                                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2433                 }
2434
2435         }
2436
2437         return X86EMUL_CONTINUE;
2438 }
2439
2440 static int rsm_load_state_32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2441                              const char *smstate)
2442 {
2443         struct desc_struct desc;
2444         struct desc_ptr dt;
2445         u16 selector;
2446         u32 val, cr0, cr3, cr4;
2447         int i;
2448
2449         cr0 =                      GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7ffc);
2450         cr3 =                      GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7ff8);
2451         ctxt->eflags =             GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7ff4) | X86_EFLAGS_FIXED;
2452         ctxt->_eip =               GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7ff0);
2453
2454         for (i = 0; i < 8; i++)
2455                 *reg_write(ctxt, i) = GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7fd0 + i * 4);
2456
2457         val = GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7fcc);
2458         ctxt->ops->set_dr(ctxt, 6, (val & DR6_VOLATILE) | DR6_FIXED_1);
2459         val = GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7fc8);
2460         ctxt->ops->set_dr(ctxt, 7, (val & DR7_VOLATILE) | DR7_FIXED_1);
2461
2462         selector =                 GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7fc4);
2463         set_desc_base(&desc,       GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f64));
2464         set_desc_limit(&desc,      GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f60));
2465         rsm_set_desc_flags(&desc,  GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f5c));
2466         ctxt->ops->set_segment(ctxt, selector, &desc, 0, VCPU_SREG_TR);
2467
2468         selector =                 GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7fc0);
2469         set_desc_base(&desc,       GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f80));
2470         set_desc_limit(&desc,      GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f7c));
2471         rsm_set_desc_flags(&desc,  GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f78));
2472         ctxt->ops->set_segment(ctxt, selector, &desc, 0, VCPU_SREG_LDTR);
2473
2474         dt.address =               GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f74);
2475         dt.size =                  GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f70);
2476         ctxt->ops->set_gdt(ctxt, &dt);
2477
2478         dt.address =               GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f58);
2479         dt.size =                  GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f54);
2480         ctxt->ops->set_idt(ctxt, &dt);
2481
2482         for (i = 0; i < 6; i++) {
2483                 int r = rsm_load_seg_32(ctxt, smstate, i);
2484                 if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2485                         return r;
2486         }
2487
2488         cr4 = GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f14);
2489
2490         ctxt->ops->set_smbase(ctxt, GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7ef8));
2491
2492         return rsm_enter_protected_mode(ctxt, cr0, cr3, cr4);
2493 }
2494
2495 static int rsm_load_state_64(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2496                              const char *smstate)
2497 {
2498         struct desc_struct desc;
2499         struct desc_ptr dt;
2500         u64 val, cr0, cr3, cr4;
2501         u32 base3;
2502         u16 selector;
2503         int i, r;
2504
2505         for (i = 0; i < 16; i++)
2506                 *reg_write(ctxt, i) = GET_SMSTATE(u64, smstate, 0x7ff8 - i * 8);
2507
2508         ctxt->_eip   = GET_SMSTATE(u64, smstate, 0x7f78);
2509         ctxt->eflags = GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f70) | X86_EFLAGS_FIXED;
2510
2511         val = GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f68);
2512         ctxt->ops->set_dr(ctxt, 6, (val & DR6_VOLATILE) | DR6_FIXED_1);
2513         val = GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f60);
2514         ctxt->ops->set_dr(ctxt, 7, (val & DR7_VOLATILE) | DR7_FIXED_1);
2515
2516         cr0 =                       GET_SMSTATE(u64, smstate, 0x7f58);
2517         cr3 =                       GET_SMSTATE(u64, smstate, 0x7f50);
2518         cr4 =                       GET_SMSTATE(u64, smstate, 0x7f48);
2519         ctxt->ops->set_smbase(ctxt, GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f00));
2520         val =                       GET_SMSTATE(u64, smstate, 0x7ed0);
2521         ctxt->ops->set_msr(ctxt, MSR_EFER, val & ~EFER_LMA);
2522
2523         selector =                  GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e90);
2524         rsm_set_desc_flags(&desc,   GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e92) << 8);
2525         set_desc_limit(&desc,       GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e94));
2526         set_desc_base(&desc,        GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e98));
2527         base3 =                     GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e9c);
2528         ctxt->ops->set_segment(ctxt, selector, &desc, base3, VCPU_SREG_TR);
2529
2530         dt.size =                   GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e84);
2531         dt.address =                GET_SMSTATE(u64, smstate, 0x7e88);
2532         ctxt->ops->set_idt(ctxt, &dt);
2533
2534         selector =                  GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e70);
2535         rsm_set_desc_flags(&desc,   GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e72) << 8);
2536         set_desc_limit(&desc,       GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e74));
2537         set_desc_base(&desc,        GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e78));
2538         base3 =                     GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e7c);
2539         ctxt->ops->set_segment(ctxt, selector, &desc, base3, VCPU_SREG_LDTR);
2540
2541         dt.size =                   GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e64);
2542         dt.address =                GET_SMSTATE(u64, smstate, 0x7e68);
2543         ctxt->ops->set_gdt(ctxt, &dt);
2544
2545         r = rsm_enter_protected_mode(ctxt, cr0, cr3, cr4);
2546         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2547                 return r;
2548
2549         for (i = 0; i < 6; i++) {
2550                 r = rsm_load_seg_64(ctxt, smstate, i);
2551                 if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2552                         return r;
2553         }
2554
2555         return X86EMUL_CONTINUE;
2556 }
2557
2558 static int em_rsm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2559 {
2560         unsigned long cr0, cr4, efer;
2561         char buf[512];
2562         u64 smbase;
2563         int ret;
2564
2565         if ((ctxt->ops->get_hflags(ctxt) & X86EMUL_SMM_MASK) == 0)
2566                 return emulate_ud(ctxt);
2567
2568         smbase = ctxt->ops->get_smbase(ctxt);
2569
2570         ret = ctxt->ops->read_phys(ctxt, smbase + 0xfe00, buf, sizeof(buf));
2571         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2572                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2573
2574         /*
2575          * Get back to real mode, to prepare a safe state in which to load
2576          * CR0/CR3/CR4/EFER.  It's all a bit more complicated if the vCPU
2577          * supports long mode.
2578          */
2579         cr4 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4);
2580         if (emulator_has_longmode(ctxt)) {
2581                 struct desc_struct cs_desc;
2582
2583                 /* Zero CR4.PCIDE before CR0.PG.  */
2584                 if (cr4 & X86_CR4_PCIDE) {
2585                         ctxt->ops->set_cr(ctxt, 4, cr4 & ~X86_CR4_PCIDE);
2586                         cr4 &= ~X86_CR4_PCIDE;
2587                 }
2588
2589                 /* A 32-bit code segment is required to clear EFER.LMA.  */
2590                 memset(&cs_desc, 0, sizeof(cs_desc));
2591                 cs_desc.type = 0xb;
2592                 cs_desc.s = cs_desc.g = cs_desc.p = 1;
2593                 ctxt->ops->set_segment(ctxt, 0, &cs_desc, 0, VCPU_SREG_CS);
2594         }
2595
2596         /* For the 64-bit case, this will clear EFER.LMA.  */
2597         cr0 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0);
2598         if (cr0 & X86_CR0_PE)
2599                 ctxt->ops->set_cr(ctxt, 0, cr0 & ~(X86_CR0_PG | X86_CR0_PE));
2600
2601         /* Now clear CR4.PAE (which must be done before clearing EFER.LME).  */
2602         if (cr4 & X86_CR4_PAE)
2603                 ctxt->ops->set_cr(ctxt, 4, cr4 & ~X86_CR4_PAE);
2604
2605         /* And finally go back to 32-bit mode.  */
2606         efer = 0;
2607         ctxt->ops->set_msr(ctxt, MSR_EFER, efer);
2608
2609         /*
2610          * Give pre_leave_smm() a chance to make ISA-specific changes to the
2611          * vCPU state (e.g. enter guest mode) before loading state from the SMM
2612          * state-save area.
2613          */
2614         if (ctxt->ops->pre_leave_smm(ctxt, buf))
2615                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2616
2617         if (emulator_has_longmode(ctxt))
2618                 ret = rsm_load_state_64(ctxt, buf);
2619         else
2620                 ret = rsm_load_state_32(ctxt, buf);
2621
2622         if (ret != X86EMUL_CONTINUE) {
2623                 /* FIXME: should triple fault */
2624                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2625         }
2626
2627         if ((ctxt->ops->get_hflags(ctxt) & X86EMUL_SMM_INSIDE_NMI_MASK) == 0)
2628                 ctxt->ops->set_nmi_mask(ctxt, false);
2629
2630         ctxt->ops->set_hflags(ctxt, ctxt->ops->get_hflags(ctxt) &
2631                 ~(X86EMUL_SMM_INSIDE_NMI_MASK | X86EMUL_SMM_MASK));
2632
2633         ctxt->ops->post_leave_smm(ctxt);
2634
2635         return X86EMUL_CONTINUE;
2636 }
2637
2638 static void
2639 setup_syscalls_segments(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2640                         struct desc_struct *cs, struct desc_struct *ss)
2641 {
2642         cs->l = 0;              /* will be adjusted later */
2643         set_desc_base(cs, 0);   /* flat segment */
2644         cs->g = 1;              /* 4kb granularity */
2645         set_desc_limit(cs, 0xfffff);    /* 4GB limit */
2646         cs->type = 0x0b;        /* Read, Execute, Accessed */
2647         cs->s = 1;
2648         cs->dpl = 0;            /* will be adjusted later */
2649         cs->p = 1;
2650         cs->d = 1;
2651         cs->avl = 0;
2652
2653         set_desc_base(ss, 0);   /* flat segment */
2654         set_desc_limit(ss, 0xfffff);    /* 4GB limit */
2655         ss->g = 1;              /* 4kb granularity */
2656         ss->s = 1;
2657         ss->type = 0x03;        /* Read/Write, Accessed */
2658         ss->d = 1;              /* 32bit stack segment */
2659         ss->dpl = 0;
2660         ss->p = 1;
2661         ss->l = 0;
2662         ss->avl = 0;
2663 }
2664
2665 static bool vendor_intel(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2666 {
2667         u32 eax, ebx, ecx, edx;
2668
2669         eax = ecx = 0;
2670         ctxt->ops->get_cpuid(ctxt, &eax, &ebx, &ecx, &edx, false);
2671         return ebx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_GenuineIntel_ebx
2672                 && ecx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_GenuineIntel_ecx
2673                 && edx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_GenuineIntel_edx;
2674 }
2675
2676 static bool em_syscall_is_enabled(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2677 {
2678         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2679         u32 eax, ebx, ecx, edx;
2680
2681         /*
2682          * syscall should always be enabled in longmode - so only become
2683          * vendor specific (cpuid) if other modes are active...
2684          */
2685         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
2686                 return true;
2687
2688         eax = 0x00000000;
2689         ecx = 0x00000000;
2690         ops->get_cpuid(ctxt, &eax, &ebx, &ecx, &edx, false);
2691         /*
2692          * Intel ("GenuineIntel")
2693          * remark: Intel CPUs only support "syscall" in 64bit
2694          * longmode. Also an 64bit guest with a
2695          * 32bit compat-app running will #UD !! While this
2696          * behaviour can be fixed (by emulating) into AMD
2697          * response - CPUs of AMD can't behave like Intel.
2698          */
2699         if (ebx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_GenuineIntel_ebx &&
2700             ecx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_GenuineIntel_ecx &&
2701             edx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_GenuineIntel_edx)
2702                 return false;
2703
2704         /* AMD ("AuthenticAMD") */
2705         if (ebx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_AuthenticAMD_ebx &&
2706             ecx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_AuthenticAMD_ecx &&
2707             edx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_AuthenticAMD_edx)
2708                 return true;
2709
2710         /* AMD ("AMDisbetter!") */
2711         if (ebx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_AMDisbetterI_ebx &&
2712             ecx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_AMDisbetterI_ecx &&
2713             edx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_AMDisbetterI_edx)
2714                 return true;
2715
2716         /* Hygon ("HygonGenuine") */
2717         if (ebx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_HygonGenuine_ebx &&
2718             ecx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_HygonGenuine_ecx &&
2719             edx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_HygonGenuine_edx)
2720                 return true;
2721
2722         /*
2723          * default: (not Intel, not AMD, not Hygon), apply Intel's
2724          * stricter rules...
2725          */
2726         return false;
2727 }
2728
2729 static int em_syscall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2730 {
2731         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2732         struct desc_struct cs, ss;
2733         u64 msr_data;
2734         u16 cs_sel, ss_sel;
2735         u64 efer = 0;
2736
2737         /* syscall is not available in real mode */
2738         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
2739             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
2740                 return emulate_ud(ctxt);
2741
2742         if (!(em_syscall_is_enabled(ctxt)))
2743                 return emulate_ud(ctxt);
2744
2745         ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
2746         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
2747
2748         if (!(efer & EFER_SCE))
2749                 return emulate_ud(ctxt);
2750
2751         ops->get_msr(ctxt, MSR_STAR, &msr_data);
2752         msr_data >>= 32;
2753         cs_sel = (u16)(msr_data & 0xfffc);
2754         ss_sel = (u16)(msr_data + 8);
2755
2756         if (efer & EFER_LMA) {
2757                 cs.d = 0;
2758                 cs.l = 1;
2759         }
2760         ops->set_segment(ctxt, cs_sel, &cs, 0, VCPU_SREG_CS);
2761         ops->set_segment(ctxt, ss_sel, &ss, 0, VCPU_SREG_SS);
2762
2763         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RCX) = ctxt->_eip;
2764         if (efer & EFER_LMA) {
2765 #ifdef CONFIG_X86_64
2766                 *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_R11) = ctxt->eflags;
2767
2768                 ops->get_msr(ctxt,
2769                              ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 ?
2770                              MSR_LSTAR : MSR_CSTAR, &msr_data);
2771                 ctxt->_eip = msr_data;
2772
2773                 ops->get_msr(ctxt, MSR_SYSCALL_MASK, &msr_data);
2774                 ctxt->eflags &= ~msr_data;
2775                 ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_FIXED;
2776 #endif
2777         } else {
2778                 /* legacy mode */
2779                 ops->get_msr(ctxt, MSR_STAR, &msr_data);
2780                 ctxt->_eip = (u32)msr_data;
2781
2782                 ctxt->eflags &= ~(X86_EFLAGS_VM | X86_EFLAGS_IF);
2783         }
2784
2785         ctxt->tf = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_TF) != 0;
2786         return X86EMUL_CONTINUE;
2787 }
2788
2789 static int em_sysenter(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2790 {
2791         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2792         struct desc_struct cs, ss;
2793         u64 msr_data;
2794         u16 cs_sel, ss_sel;
2795         u64 efer = 0;
2796
2797         ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
2798         /* inject #GP if in real mode */
2799         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL)
2800                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2801
2802         /*
2803          * Not recognized on AMD in compat mode (but is recognized in legacy
2804          * mode).
2805          */
2806         if ((ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64) && (efer & EFER_LMA)
2807             && !vendor_intel(ctxt))
2808                 return emulate_ud(ctxt);
2809
2810         /* sysenter/sysexit have not been tested in 64bit mode. */
2811         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
2812                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2813
2814         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
2815
2816         ops->get_msr(ctxt, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
2817         if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0)
2818                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2819
2820         ctxt->eflags &= ~(X86_EFLAGS_VM | X86_EFLAGS_IF);
2821         cs_sel = (u16)msr_data & ~SEGMENT_RPL_MASK;
2822         ss_sel = cs_sel + 8;
2823         if (efer & EFER_LMA) {
2824                 cs.d = 0;
2825                 cs.l = 1;
2826         }
2827
2828         ops->set_segment(ctxt, cs_sel, &cs, 0, VCPU_SREG_CS);
2829         ops->set_segment(ctxt, ss_sel, &ss, 0, VCPU_SREG_SS);
2830
2831         ops->get_msr(ctxt, MSR_IA32_SYSENTER_EIP, &msr_data);
2832         ctxt->_eip = (efer & EFER_LMA) ? msr_data : (u32)msr_data;
2833
2834         ops->get_msr(ctxt, MSR_IA32_SYSENTER_ESP, &msr_data);
2835         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RSP) = (efer & EFER_LMA) ? msr_data :
2836                                                               (u32)msr_data;
2837
2838         return X86EMUL_CONTINUE;
2839 }
2840
2841 static int em_sysexit(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2842 {
2843         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2844         struct desc_struct cs, ss;
2845         u64 msr_data, rcx, rdx;
2846         int usermode;
2847         u16 cs_sel = 0, ss_sel = 0;
2848
2849         /* inject #GP if in real mode or Virtual 8086 mode */
2850         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
2851             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
2852                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2853
2854         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
2855
2856         if ((ctxt->rex_prefix & 0x8) != 0x0)
2857                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT64;
2858         else
2859                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT32;
2860
2861         rcx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX);
2862         rdx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDX);
2863
2864         cs.dpl = 3;
2865         ss.dpl = 3;
2866         ops->get_msr(ctxt, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
2867         switch (usermode) {
2868         case X86EMUL_MODE_PROT32:
2869                 cs_sel = (u16)(msr_data + 16);
2870                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0)
2871                         return emulate_gp(ctxt, 0);
2872                 ss_sel = (u16)(msr_data + 24);
2873                 rcx = (u32)rcx;
2874                 rdx = (u32)rdx;
2875                 break;
2876         case X86EMUL_MODE_PROT64:
2877                 cs_sel = (u16)(msr_data + 32);
2878                 if (msr_data == 0x0)
2879                         return emulate_gp(ctxt, 0);
2880                 ss_sel = cs_sel + 8;
2881                 cs.d = 0;
2882                 cs.l = 1;
2883                 if (emul_is_noncanonical_address(rcx, ctxt) ||
2884                     emul_is_noncanonical_address(rdx, ctxt))
2885                         return emulate_gp(ctxt, 0);
2886                 break;
2887         }
2888         cs_sel |= SEGMENT_RPL_MASK;
2889         ss_sel |= SEGMENT_RPL_MASK;
2890
2891         ops->set_segment(ctxt, cs_sel, &cs, 0, VCPU_SREG_CS);
2892         ops->set_segment(ctxt, ss_sel, &ss, 0, VCPU_SREG_SS);
2893
2894         ctxt->_eip = rdx;
2895         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RSP) = rcx;
2896
2897         return X86EMUL_CONTINUE;
2898 }
2899
2900 static bool emulator_bad_iopl(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2901 {
2902         int iopl;
2903         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL)
2904                 return false;
2905         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
2906                 return true;
2907         iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> X86_EFLAGS_IOPL_BIT;
2908         return ctxt->ops->cpl(ctxt) > iopl;
2909 }
2910
2911 #define VMWARE_PORT_VMPORT      (0x5658)
2912 #define VMWARE_PORT_VMRPC       (0x5659)
2913
2914 static bool emulator_io_port_access_allowed(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2915                                             u16 port, u16 len)
2916 {
2917         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2918         struct desc_struct tr_seg;
2919         u32 base3;
2920         int r;
2921         u16 tr, io_bitmap_ptr, perm, bit_idx = port & 0x7;
2922         unsigned mask = (1 << len) - 1;
2923         unsigned long base;
2924
2925         /*
2926          * VMware allows access to these ports even if denied
2927          * by TSS I/O permission bitmap. Mimic behavior.
2928          */
2929         if (enable_vmware_backdoor &&
2930             ((port == VMWARE_PORT_VMPORT) || (port == VMWARE_PORT_VMRPC)))
2931                 return true;
2932
2933         ops->get_segment(ctxt, &tr, &tr_seg, &base3, VCPU_SREG_TR);
2934         if (!tr_seg.p)
2935                 return false;
2936         if (desc_limit_scaled(&tr_seg) < 103)
2937                 return false;
2938         base = get_desc_base(&tr_seg);
2939 #ifdef CONFIG_X86_64
2940         base |= ((u64)base3) << 32;
2941 #endif
2942         r = ops->read_std(ctxt, base + 102, &io_bitmap_ptr, 2, NULL, true);
2943         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2944                 return false;
2945         if (io_bitmap_ptr + port/8 > desc_limit_scaled(&tr_seg))
2946                 return false;
2947         r = ops->read_std(ctxt, base + io_bitmap_ptr + port/8, &perm, 2, NULL, true);
2948         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2949                 return false;
2950         if ((perm >> bit_idx) & mask)
2951                 return false;
2952         return true;
2953 }
2954
2955 static bool emulator_io_permited(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2956                                  u16 port, u16 len)
2957 {
2958         if (ctxt->perm_ok)
2959                 return true;
2960
2961         if (emulator_bad_iopl(ctxt))
2962                 if (!emulator_io_port_access_allowed(ctxt, port, len))
2963                         return false;
2964
2965         ctxt->perm_ok = true;
2966
2967         return true;
2968 }
2969
2970 static void string_registers_quirk(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2971 {
2972         /*
2973          * Intel CPUs mask the counter and pointers in quite strange
2974          * manner when ECX is zero due to REP-string optimizations.
2975          */
2976 #ifdef CONFIG_X86_64
2977         if (ctxt->ad_bytes != 4 || !vendor_intel(ctxt))
2978                 return;
2979
2980         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RCX) = 0;
2981
2982         switch (ctxt->b) {
2983         case 0xa4:      /* movsb */
2984         case 0xa5:      /* movsd/w */
2985                 *reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RSI) &= (u32)-1;
2986                 /* fall through */
2987         case 0xaa:      /* stosb */
2988         case 0xab:      /* stosd/w */
2989                 *reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RDI) &= (u32)-1;
2990         }
2991 #endif
2992 }
2993
2994 static void save_state_to_tss16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2995                                 struct tss_segment_16 *tss)
2996 {
2997         tss->ip = ctxt->_eip;
2998         tss->flag = ctxt->eflags;
2999         tss->ax = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
3000         tss->cx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX);
3001         tss->dx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDX);
3002         tss->bx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBX);
3003         tss->sp = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSP);
3004         tss->bp = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBP);
3005         tss->si = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSI);
3006         tss->di = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDI);
3007
3008         tss->es = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_ES);
3009         tss->cs = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_CS);
3010         tss->ss = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_SS);
3011         tss->ds = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_DS);
3012         tss->ldt = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_LDTR);
3013 }
3014
3015 static int load_state_from_tss16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
3016                                  struct tss_segment_16 *tss)
3017 {
3018         int ret;
3019         u8 cpl;
3020
3021         ctxt->_eip = tss->ip;
3022         ctxt->eflags = tss->flag | 2;
3023         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RAX) = tss->ax;
3024         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RCX) = tss->cx;
3025         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDX) = tss->dx;
3026         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RBX) = tss->bx;
3027         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RSP) = tss->sp;
3028         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RBP) = tss->bp;
3029         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RSI) = tss->si;
3030         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDI) = tss->di;
3031
3032         /*
3033          * SDM says that segment selectors are loaded before segment
3034          * descriptors
3035          */
3036         set_segment_selector(ctxt, tss->ldt, VCPU_SREG_LDTR);
3037         set_segment_selector(ctxt, tss->es, VCPU_SREG_ES);
3038         set_segment_selector(ctxt, tss->cs, VCPU_SREG_CS);
3039         set_segment_selector(ctxt, tss->ss, VCPU_SREG_SS);
3040         set_segment_selector(ctxt, tss->ds, VCPU_SREG_DS);
3041
3042         cpl = tss->cs & 3;
3043
3044         /*
3045          * Now load segment descriptors. If fault happens at this stage
3046          * it is handled in a context of new task
3047          */
3048         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->ldt, VCPU_SREG_LDTR, cpl,
3049                                         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3050         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3051                 return ret;
3052         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->es, VCPU_SREG_ES, cpl,
3053                                         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3054         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3055                 return ret;
3056         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->cs, VCPU_SREG_CS, cpl,
3057                                         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3058         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3059                 return ret;
3060         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->ss, VCPU_SREG_SS, cpl,
3061                                         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3062         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3063                 return ret;
3064         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->ds, VCPU_SREG_DS, cpl,
3065                                         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3066         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3067                 return ret;
3068
3069         return X86EMUL_CONTINUE;
3070 }
3071
3072 static int task_switch_16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
3073                           u16 tss_selector, u16 old_tss_sel,
3074                           ulong old_tss_base, struct desc_struct *new_desc)
3075 {
3076         struct tss_segment_16 tss_seg;
3077         int ret;
3078         u32 new_tss_base = get_desc_base(new_desc);
3079
3080         ret = linear_read_system(ctxt, old_tss_base, &tss_seg, sizeof(tss_seg));
3081         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3082                 return ret;
3083
3084         save_state_to_tss16(ctxt, &tss_seg);
3085
3086         ret = linear_write_system(ctxt, old_tss_base, &tss_seg, sizeof(tss_seg));
3087         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3088                 return ret;
3089
3090         ret = linear_read_system(ctxt, new_tss_base, &tss_seg, sizeof(tss_seg));
3091         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3092                 return ret;
3093
3094         if (old_tss_sel != 0xffff) {
3095                 tss_seg.prev_task_link = old_tss_sel;
3096
3097                 ret = linear_write_system(ctxt, new_tss_base,
3098                                           &tss_seg.prev_task_link,
3099                                           sizeof(tss_seg.prev_task_link));
3100                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3101                         return ret;
3102         }
3103
3104         return load_state_from_tss16(ctxt, &tss_seg);
3105 }
3106
3107 static void save_state_to_tss32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
3108                                 struct tss_segment_32 *tss)
3109 {
3110         /* CR3 and ldt selector are not saved intentionally */
3111         tss->eip = ctxt->_eip;
3112         tss->eflags = ctxt->eflags;
3113         tss->eax = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
3114         tss->ecx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX);
3115         tss->edx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDX);
3116         tss->ebx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBX);
3117         tss->esp = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSP);
3118         tss->ebp = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBP);
3119         tss->esi = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSI);
3120         tss->edi = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDI);
3121
3122         tss->es = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_ES);
3123         tss->cs = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_CS);
3124         tss->ss = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_SS);
3125         tss->ds = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_DS);
3126         tss->fs = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_FS);
3127         tss->gs = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_GS);
3128 }
3129
3130 static int load_state_from_tss32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
3131                                  struct tss_segment_32 *tss)
3132 {
3133         int ret;
3134         u8 cpl;
3135
3136         if (ctxt->ops->set_cr(ctxt, 3, tss->cr3))
3137                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3138         ctxt->_eip = tss->eip;
3139         ctxt->eflags = tss->eflags | 2;
3140
3141         /* General purpose registers */
3142         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RAX) = tss->eax;
3143         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RCX) = tss->ecx;
3144         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDX) = tss->edx;
3145         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RBX) = tss->ebx;
3146         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RSP) = tss->esp;
3147         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RBP) = tss->ebp;
3148         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RSI) = tss->esi;
3149         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDI) = tss->edi;
3150
3151         /*
3152          * SDM says that segment selectors are loaded before segment
3153          * descriptors.  This is important because CPL checks will
3154          * use CS.RPL.
3155          */
3156         set_segment_selector(ctxt, tss->ldt_selector, VCPU_SREG_LDTR);
3157         set_segment_selector(ctxt, tss->es, VCPU_SREG_ES);
3158         set_segment_selector(ctxt, tss->cs, VCPU_SREG_CS);
3159         set_segment_selector(ctxt, tss->ss, VCPU_SREG_SS);
3160         set_segment_selector(ctxt, tss->ds, VCPU_SREG_DS);
3161         set_segment_selector(ctxt, tss->fs, VCPU_SREG_FS);
3162         set_segment_selector(ctxt, tss->gs, VCPU_SREG_GS);
3163
3164         /*
3165          * If we're switching between Protected Mode and VM86, we need to make
3166          * sure to update the mode before loading the segment descriptors so
3167          * that the selectors are interpreted correctly.
3168          */
3169         if (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_VM) {
3170                 ctxt->mode = X86EMUL_MODE_VM86;
3171                 cpl = 3;
3172         } else {
3173                 ctxt->mode = X86EMUL_MODE_PROT32;
3174                 cpl = tss->cs & 3;
3175         }
3176
3177         /*
3178          * Now load segment descriptors. If fault happenes at this stage
3179          * it is handled in a context of new task
3180          */
3181         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->ldt_selector, VCPU_SREG_LDTR,
3182                                         cpl, X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3183         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3184                 return ret;
3185         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->es, VCPU_SREG_ES, cpl,
3186                                         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3187         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3188                 return ret;
3189         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->cs, VCPU_SREG_CS, cpl,
3190                                         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3191         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3192                 return ret;
3193         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->ss, VCPU_SREG_SS, cpl,
3194                                         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3195         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3196                 return ret;
3197         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->ds, VCPU_SREG_DS, cpl,
3198                                         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3199         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3200                 return ret;
3201         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->fs, VCPU_SREG_FS, cpl,
3202                                         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3203         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3204                 return ret;
3205         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->gs, VCPU_SREG_GS, cpl,
3206                                         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3207
3208         return ret;
3209 }
3210
3211 static int task_switch_32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
3212                           u16 tss_selector, u16 old_tss_sel,
3213                           ulong old_tss_base, struct desc_struct *new_desc)
3214 {
3215         struct tss_segment_32 tss_seg;
3216         int ret;
3217         u32 new_tss_base = get_desc_base(new_desc);
3218         u32 eip_offset = offsetof(struct tss_segment_32, eip);
3219         u32 ldt_sel_offset = offsetof(struct tss_segment_32, ldt_selector);
3220
3221         ret = linear_read_system(ctxt, old_tss_base, &tss_seg, sizeof(tss_seg));
3222         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3223                 return ret;
3224
3225         save_state_to_tss32(ctxt, &tss_seg);
3226
3227         /* Only GP registers and segment selectors are saved */
3228         ret = linear_write_system(ctxt, old_tss_base + eip_offset, &tss_seg.eip,
3229                                   ldt_sel_offset - eip_offset);
3230         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3231                 return ret;
3232
3233         ret = linear_read_system(ctxt, new_tss_base, &tss_seg, sizeof(tss_seg));
3234         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3235                 return ret;
3236
3237         if (old_tss_sel != 0xffff) {
3238                 tss_seg.prev_task_link = old_tss_sel;
3239
3240                 ret = linear_write_system(ctxt, new_tss_base,
3241                                           &tss_seg.prev_task_link,
3242                                           sizeof(tss_seg.prev_task_link));
3243                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3244                         return ret;
3245         }
3246
3247         return load_state_from_tss32(ctxt, &tss_seg);
3248 }
3249
3250 static int emulator_do_task_switch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
3251                                    u16 tss_selector, int idt_index, int reason,
3252                                    bool has_error_code, u32 error_code)
3253 {
3254         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
3255         struct desc_struct curr_tss_desc, next_tss_desc;
3256         int ret;
3257         u16 old_tss_sel = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_TR);
3258         ulong old_tss_base =
3259                 ops->get_cached_segment_base(ctxt, VCPU_SREG_TR);
3260         u32 desc_limit;
3261         ulong desc_addr, dr7;
3262
3263         /* FIXME: old_tss_base == ~0 ? */
3264
3265         ret = read_segment_descriptor(ctxt, tss_selector, &next_tss_desc, &desc_addr);
3266         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3267                 return ret;
3268         ret = read_segment_descriptor(ctxt, old_tss_sel, &curr_tss_desc, &desc_addr);
3269         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3270                 return ret;
3271
3272         /* FIXME: check that next_tss_desc is tss */
3273
3274         /*
3275          * Check privileges. The three cases are task switch caused by...
3276          *
3277          * 1. jmp/call/int to task gate: Check against DPL of the task gate
3278          * 2. Exception/IRQ/iret: No check is performed
3279          * 3. jmp/call to TSS/task-gate: No check is performed since the
3280          *    hardware checks it before exiting.
3281          */
3282         if (reason == TASK_SWITCH_GATE) {
3283                 if (idt_index != -1) {
3284                         /* Software interrupts */
3285                         struct desc_struct task_gate_desc;
3286                         int dpl;
3287
3288                         ret = read_interrupt_descriptor(ctxt, idt_index,
3289                                                         &task_gate_desc);
3290                         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3291                                 return ret;
3292
3293                         dpl = task_gate_desc.dpl;
3294                         if ((tss_selector & 3) > dpl || ops->cpl(ctxt) > dpl)
3295                                 return emulate_gp(ctxt, (idt_index << 3) | 0x2);
3296                 }
3297         }
3298
3299         desc_limit = desc_limit_scaled(&next_tss_desc);
3300         if (!next_tss_desc.p ||
3301             ((desc_limit < 0x67 && (next_tss_desc.type & 8)) ||
3302              desc_limit < 0x2b)) {
3303                 return emulate_ts(ctxt, tss_selector & 0xfffc);
3304         }
3305
3306         if (reason == TASK_SWITCH_IRET || reason == TASK_SWITCH_JMP) {
3307                 curr_tss_desc.type &= ~(1 << 1); /* clear busy flag */
3308                 write_segment_descriptor(ctxt, old_tss_sel, &curr_tss_desc);
3309         }
3310
3311         if (reason == TASK_SWITCH_IRET)
3312                 ctxt->eflags = ctxt->eflags & ~X86_EFLAGS_NT;
3313
3314         /* set back link to prev task only if NT bit is set in eflags
3315            note that old_tss_sel is not used after this point */
3316         if (reason != TASK_SWITCH_CALL && reason != TASK_SWITCH_GATE)
3317                 old_tss_sel = 0xffff;
3318
3319         if (next_tss_desc.type & 8)
3320                 ret = task_switch_32(ctxt, tss_selector, old_tss_sel,
3321                                      old_tss_base, &next_tss_desc);
3322         else
3323                 ret = task_switch_16(ctxt, tss_selector, old_tss_sel,
3324                                      old_tss_base, &next_tss_desc);
3325         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3326                 return ret;
3327
3328         if (reason == TASK_SWITCH_CALL || reason == TASK_SWITCH_GATE)
3329                 ctxt->eflags = ctxt->eflags | X86_EFLAGS_NT;
3330
3331         if (reason != TASK_SWITCH_IRET) {
3332                 next_tss_desc.type |= (1 << 1); /* set busy flag */
3333                 write_segment_descriptor(ctxt, tss_selector, &next_tss_desc);
3334         }
3335
3336         ops->set_cr(ctxt, 0,  ops->get_cr(ctxt, 0) | X86_CR0_TS);
3337         ops->set_segment(ctxt, tss_selector, &next_tss_desc, 0, VCPU_SREG_TR);
3338
3339         if (has_error_code) {
3340                 ctxt->op_bytes = ctxt->ad_bytes = (next_tss_desc.type & 8) ? 4 : 2;
3341                 ctxt->lock_prefix = 0;
3342                 ctxt->src.val = (unsigned long) error_code;
3343                 ret = em_push(ctxt);
3344         }
3345
3346         ops->get_dr(ctxt, 7, &dr7);
3347         ops->set_dr(ctxt, 7, dr7 & ~(DR_LOCAL_ENABLE_MASK | DR_LOCAL_SLOWDOWN));
3348
3349         return ret;
3350 }
3351
3352 int emulator_task_switch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
3353                          u16 tss_selector, int idt_index, int reason,
3354                          bool has_error_code, u32 error_code)
3355 {
3356         int rc;
3357
3358         invalidate_registers(ctxt);
3359         ctxt->_eip = ctxt->eip;
3360         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3361
3362         rc = emulator_do_task_switch(ctxt, tss_selector, idt_index, reason,
3363                                      has_error_code, error_code);
3364
3365         if (rc == X86EMUL_CONTINUE) {
3366                 ctxt->eip = ctxt->_eip;
3367                 writeback_registers(ctxt);
3368         }
3369
3370         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? EMULATION_FAILED : EMULATION_OK;
3371 }
3372
3373 static void string_addr_inc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int reg,
3374                 struct operand *op)
3375 {
3376         int df = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_DF) ? -op->count : op->count;
3377
3378         register_address_increment(ctxt, reg, df * op->bytes);
3379         op->addr.mem.ea = register_address(ctxt, reg);
3380 }
3381
3382 static int em_das(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3383 {
3384         u8 al, old_al;
3385         bool af, cf, old_cf;
3386
3387         cf = ctxt->eflags & X86_EFLAGS_CF;
3388         al = ctxt->dst.val;
3389
3390         old_al = al;
3391         old_cf = cf;
3392         cf = false;
3393         af = ctxt->eflags & X86_EFLAGS_AF;
3394         if ((al & 0x0f) > 9 || af) {
3395                 al -= 6;
3396                 cf = old_cf | (al >= 250);
3397                 af = true;
3398         } else {
3399                 af = false;
3400         }
3401         if (old_al > 0x99 || old_cf) {
3402                 al -= 0x60;
3403                 cf = true;
3404         }
3405
3406         ctxt->dst.val = al;
3407         /* Set PF, ZF, SF */
3408         ctxt->src.type = OP_IMM;
3409         ctxt->src.val = 0;
3410         ctxt->src.bytes = 1;
3411         fastop(ctxt, em_or);
3412         ctxt->eflags &= ~(X86_EFLAGS_AF | X86_EFLAGS_CF);
3413         if (cf)
3414                 ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_CF;
3415         if (af)
3416                 ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_AF;
3417         return X86EMUL_CONTINUE;
3418 }
3419
3420 static int em_aam(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3421 {
3422         u8 al, ah;
3423
3424         if (ctxt->src.val == 0)
3425                 return emulate_de(ctxt);
3426
3427         al = ctxt->dst.val & 0xff;
3428         ah = al / ctxt->src.val;
3429         al %= ctxt->src.val;
3430
3431         ctxt->dst.val = (ctxt->dst.val & 0xffff0000) | al | (ah << 8);
3432
3433         /* Set PF, ZF, SF */
3434         ctxt->src.type = OP_IMM;
3435         ctxt->src.val = 0;
3436         ctxt->src.bytes = 1;
3437         fastop(ctxt, em_or);
3438
3439         return X86EMUL_CONTINUE;
3440 }
3441
3442 static int em_aad(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3443 {
3444         u8 al = ctxt->dst.val & 0xff;
3445         u8 ah = (ctxt->dst.val >> 8) & 0xff;
3446
3447         al = (al + (ah * ctxt->src.val)) & 0xff;
3448
3449         ctxt->dst.val = (ctxt->dst.val & 0xffff0000) | al;
3450
3451         /* Set PF, ZF, SF */
3452         ctxt->src.type = OP_IMM;
3453         ctxt->src.val = 0;
3454         ctxt->src.bytes = 1;
3455         fastop(ctxt, em_or);
3456
3457         return X86EMUL_CONTINUE;
3458 }
3459
3460 static int em_call(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3461 {
3462         int rc;
3463         long rel = ctxt->src.val;
3464
3465         ctxt->src.val = (unsigned long)ctxt->_eip;
3466         rc = jmp_rel(ctxt, rel);
3467         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3468                 return rc;
3469         return em_push(ctxt);
3470 }
3471
3472 static int em_call_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3473 {
3474         u16 sel, old_cs;
3475         ulong old_eip;
3476         int rc;
3477         struct desc_struct old_desc, new_desc;
3478         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
3479         int cpl = ctxt->ops->cpl(ctxt);
3480         enum x86emul_mode prev_mode = ctxt->mode;
3481
3482         old_eip = ctxt->_eip;
3483         ops->get_segment(ctxt, &old_cs, &old_desc, NULL, VCPU_SREG_CS);
3484
3485         memcpy(&sel, ctxt->src.valptr + ctxt->op_bytes, 2);
3486         rc = __load_segment_descriptor(ctxt, sel, VCPU_SREG_CS, cpl,
3487                                        X86_TRANSFER_CALL_JMP, &new_desc);
3488         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3489                 return rc;
3490
3491         rc = assign_eip_far(ctxt, ctxt->src.val, &new_desc);
3492         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3493                 goto fail;
3494
3495         ctxt->src.val = old_cs;
3496         rc = em_push(ctxt);
3497         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3498                 goto fail;
3499
3500         ctxt->src.val = old_eip;
3501         rc = em_push(ctxt);
3502         /* If we failed, we tainted the memory, but the very least we should
3503            restore cs */
3504         if (rc != X86EMUL_CONTINUE) {
3505                 pr_warn_once("faulting far call emulation tainted memory\n");
3506                 goto fail;
3507         }
3508         return rc;
3509 fail:
3510         ops->set_segment(ctxt, old_cs, &old_desc, 0, VCPU_SREG_CS);
3511         ctxt->mode = prev_mode;
3512         return rc;
3513
3514 }
3515
3516 static int em_ret_near_imm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3517 {
3518         int rc;
3519         unsigned long eip;
3520
3521         rc = emulate_pop(ctxt, &eip, ctxt->op_bytes);
3522         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3523                 return rc;
3524         rc = assign_eip_near(ctxt, eip);
3525         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3526                 return rc;
3527         rsp_increment(ctxt, ctxt->src.val);
3528         return X86EMUL_CONTINUE;
3529 }
3530
3531 static int em_xchg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3532 {
3533         /* Write back the register source. */
3534         ctxt->src.val = ctxt->dst.val;
3535         write_register_operand(&ctxt->src);
3536
3537         /* Write back the memory destination with implicit LOCK prefix. */
3538         ctxt->dst.val = ctxt->src.orig_val;
3539         ctxt->lock_prefix = 1;
3540         return X86EMUL_CONTINUE;
3541 }
3542
3543 static int em_imul_3op(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3544 {
3545         ctxt->dst.val = ctxt->src2.val;
3546         return fastop(ctxt, em_imul);
3547 }
3548
3549 static int em_cwd(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3550 {
3551         ctxt->dst.type = OP_REG;
3552         ctxt->dst.bytes = ctxt->src.bytes;
3553         ctxt->dst.addr.reg = reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RDX);
3554         ctxt->dst.val = ~((ctxt->src.val >> (ctxt->src.bytes * 8 - 1)) - 1);
3555
3556         return X86EMUL_CONTINUE;
3557 }
3558
3559 static int em_rdpid(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3560 {
3561         u64 tsc_aux = 0;
3562
3563         if (ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_TSC_AUX, &tsc_aux))
3564                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3565         ctxt->dst.val = tsc_aux;
3566         return X86EMUL_CONTINUE;
3567 }
3568
3569 static int em_rdtsc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3570 {
3571         u64 tsc = 0;
3572
3573         ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_IA32_TSC, &tsc);
3574         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RAX) = (u32)tsc;
3575         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDX) = tsc >> 32;
3576         return X86EMUL_CONTINUE;
3577 }
3578
3579 static int em_rdpmc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3580 {
3581         u64 pmc;
3582
3583         if (ctxt->ops->read_pmc(ctxt, reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX), &pmc))
3584                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3585         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RAX) = (u32)pmc;
3586         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDX) = pmc >> 32;
3587         return X86EMUL_CONTINUE;
3588 }
3589
3590 static int em_mov(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3591 {
3592         memcpy(ctxt->dst.valptr, ctxt->src.valptr, sizeof(ctxt->src.valptr));
3593         return X86EMUL_CONTINUE;
3594 }
3595
3596 #define FFL(x) bit(X86_FEATURE_##x)
3597
3598 static int em_movbe(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3599 {
3600         u32 ebx, ecx, edx, eax = 1;
3601         u16 tmp;
3602
3603         /*
3604          * Check MOVBE is set in the guest-visible CPUID leaf.
3605          */
3606         ctxt->ops->get_cpuid(ctxt, &eax, &ebx, &ecx, &edx, false);
3607         if (!(ecx & FFL(MOVBE)))
3608                 return emulate_ud(ctxt);
3609
3610         switch (ctxt->op_bytes) {
3611         case 2:
3612                 /*
3613                  * From MOVBE definition: "...When the operand size is 16 bits,
3614                  * the upper word of the destination register remains unchanged
3615                  * ..."
3616                  *
3617                  * Both casting ->valptr and ->val to u16 breaks strict aliasing
3618                  * rules so we have to do the operation almost per hand.
3619                  */
3620                 tmp = (u16)ctxt->src.val;
3621                 ctxt->dst.val &= ~0xffffUL;
3622                 ctxt->dst.val |= (unsigned long)swab16(tmp);
3623                 break;
3624         case 4:
3625                 ctxt->dst.val = swab32((u32)ctxt->src.val);
3626                 break;
3627         case 8:
3628                 ctxt->dst.val = swab64(ctxt->src.val);
3629                 break;
3630         default:
3631                 BUG();
3632         }
3633         return X86EMUL_CONTINUE;
3634 }
3635
3636 static int em_cr_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3637 {
3638         if (ctxt->ops->set_cr(ctxt, ctxt->modrm_reg, ctxt->src.val))
3639                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3640
3641         /* Disable writeback. */
3642         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3643         return X86EMUL_CONTINUE;
3644 }
3645
3646 static int em_dr_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3647 {
3648         unsigned long val;
3649
3650         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
3651                 val = ctxt->src.val & ~0ULL;
3652         else
3653                 val = ctxt->src.val & ~0U;
3654
3655         /* #UD condition is already handled. */
3656         if (ctxt->ops->set_dr(ctxt, ctxt->modrm_reg, val) < 0)
3657                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3658
3659         /* Disable writeback. */
3660         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3661         return X86EMUL_CONTINUE;
3662 }
3663
3664 static int em_wrmsr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3665 {
3666         u64 msr_data;
3667
3668         msr_data = (u32)reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX)
3669                 | ((u64)reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDX) << 32);
3670         if (ctxt->ops->set_msr(ctxt, reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX), msr_data))
3671                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3672
3673         return X86EMUL_CONTINUE;
3674 }
3675
3676 static int em_rdmsr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3677 {
3678         u64 msr_data;
3679
3680         if (ctxt->ops->get_msr(ctxt, reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX), &msr_data))
3681                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3682
3683         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RAX) = (u32)msr_data;
3684         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDX) = msr_data >> 32;
3685         return X86EMUL_CONTINUE;
3686 }
3687
3688 static int em_store_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int segment)
3689 {
3690         if (segment > VCPU_SREG_GS &&
3691             (ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4) & X86_CR4_UMIP) &&
3692             ctxt->ops->cpl(ctxt) > 0)
3693                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3694
3695         ctxt->dst.val = get_segment_selector(ctxt, segment);
3696         if (ctxt->dst.bytes == 4 && ctxt->dst.type == OP_MEM)
3697                 ctxt->dst.bytes = 2;
3698         return X86EMUL_CONTINUE;
3699 }
3700
3701 static int em_mov_rm_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3702 {
3703         if (ctxt->modrm_reg > VCPU_SREG_GS)
3704                 return emulate_ud(ctxt);
3705
3706         return em_store_sreg(ctxt, ctxt->modrm_reg);
3707 }
3708
3709 static int em_mov_sreg_rm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3710 {
3711         u16 sel = ctxt->src.val;
3712
3713         if (ctxt->modrm_reg == VCPU_SREG_CS || ctxt->modrm_reg > VCPU_SREG_GS)
3714                 return emulate_ud(ctxt);
3715
3716         if (ctxt->modrm_reg == VCPU_SREG_SS)
3717                 ctxt->interruptibility = KVM_X86_SHADOW_INT_MOV_SS;
3718
3719         /* Disable writeback. */
3720         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3721         return load_segment_descriptor(ctxt, sel, ctxt->modrm_reg);
3722 }
3723
3724 static int em_sldt(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3725 {
3726         return em_store_sreg(ctxt, VCPU_SREG_LDTR);
3727 }
3728
3729 static int em_lldt(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3730 {
3731         u16 sel = ctxt->src.val;
3732
3733         /* Disable writeback. */
3734         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3735         return load_segment_descriptor(ctxt, sel, VCPU_SREG_LDTR);
3736 }
3737
3738 static int em_str(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3739 {
3740         return em_store_sreg(ctxt, VCPU_SREG_TR);
3741 }
3742
3743 static int em_ltr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3744 {
3745         u16 sel = ctxt->src.val;
3746
3747         /* Disable writeback. */
3748         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3749         return load_segment_descriptor(ctxt, sel, VCPU_SREG_TR);
3750 }
3751
3752 static int em_invlpg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3753 {
3754         int rc;
3755         ulong linear;
3756
3757         rc = linearize(ctxt, ctxt->src.addr.mem, 1, false, &linear);
3758         if (rc == X86EMUL_CONTINUE)
3759                 ctxt->ops->invlpg(ctxt, linear);
3760         /* Disable writeback. */
3761         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3762         return X86EMUL_CONTINUE;
3763 }
3764
3765 static int em_clts(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3766 {
3767         ulong cr0;
3768
3769         cr0 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0);
3770         cr0 &= ~X86_CR0_TS;
3771         ctxt->ops->set_cr(ctxt, 0, cr0);
3772         return X86EMUL_CONTINUE;
3773 }
3774
3775 static int em_hypercall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3776 {
3777         int rc = ctxt->ops->fix_hypercall(ctxt);
3778
3779         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3780                 return rc;
3781
3782         /* Let the processor re-execute the fixed hypercall */
3783         ctxt->_eip = ctxt->eip;
3784         /* Disable writeback. */
3785         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3786         return X86EMUL_CONTINUE;
3787 }
3788
3789 static int emulate_store_desc_ptr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
3790                                   void (*get)(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
3791                                               struct desc_ptr *ptr))
3792 {
3793         struct desc_ptr desc_ptr;
3794
3795         if ((ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4) & X86_CR4_UMIP) &&
3796             ctxt->ops->cpl(ctxt) > 0)
3797                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3798
3799         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
3800                 ctxt->op_bytes = 8;
3801         get(ctxt, &desc_ptr);
3802         if (ctxt->op_bytes == 2) {
3803                 ctxt->op_bytes = 4;
3804                 desc_ptr.address &= 0x00ffffff;
3805         }
3806         /* Disable writeback. */
3807         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3808         return segmented_write_std(ctxt, ctxt->dst.addr.mem,
3809                                    &desc_ptr, 2 + ctxt->op_bytes);
3810 }
3811
3812 static int em_sgdt(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3813 {
3814         return emulate_store_desc_ptr(ctxt, ctxt->ops->get_gdt);
3815 }
3816
3817 static int em_sidt(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3818 {
3819         return emulate_store_desc_ptr(ctxt, ctxt->ops->get_idt);
3820 }
3821
3822 static int em_lgdt_lidt(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, bool lgdt)
3823 {
3824         struct desc_ptr desc_ptr;
3825         int rc;
3826
3827         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
3828                 ctxt->op_bytes = 8;
3829         rc = read_descriptor(ctxt, ctxt->src.addr.mem,
3830                              &desc_ptr.size, &desc_ptr.address,
3831                              ctxt->op_bytes);
3832         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3833                 return rc;
3834         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 &&
3835             emul_is_noncanonical_address(desc_ptr.address, ctxt))
3836                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3837         if (lgdt)
3838                 ctxt->ops->set_gdt(ctxt, &desc_ptr);
3839         else
3840                 ctxt->ops->set_idt(ctxt, &desc_ptr);
3841         /* Disable writeback. */
3842         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3843         return X86EMUL_CONTINUE;
3844 }
3845
3846 static int em_lgdt(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3847 {
3848         return em_lgdt_lidt(ctxt, true);
3849 }
3850
3851 static int em_lidt(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3852 {
3853         return em_lgdt_lidt(ctxt, false);
3854 }
3855
3856 static int em_smsw(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3857 {
3858         if ((ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4) & X86_CR4_UMIP) &&
3859             ctxt->ops->cpl(ctxt) > 0)
3860                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3861
3862         if (ctxt->dst.type == OP_MEM)
3863                 ctxt->dst.bytes = 2;
3864         ctxt->dst.val = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0);
3865         return X86EMUL_CONTINUE;
3866 }
3867
3868 static int em_lmsw(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3869 {
3870         ctxt->ops->set_cr(ctxt, 0, (ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0) & ~0x0eul)
3871                           | (ctxt->src.val & 0x0f));
3872         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3873         return X86EMUL_CONTINUE;
3874 }
3875
3876 static int em_loop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3877 {
3878         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
3879
3880         register_address_increment(ctxt, VCPU_REGS_RCX, -1);
3881         if ((address_mask(ctxt, reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX)) != 0) &&
3882             (ctxt->b == 0xe2 || test_cc(ctxt->b ^ 0x5, ctxt->eflags)))
3883                 rc = jmp_rel(ctxt, ctxt->src.val);
3884
3885         return rc;
3886 }
3887
3888 static int em_jcxz(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3889 {
3890         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
3891
3892         if (address_mask(ctxt, reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX)) == 0)
3893                 rc = jmp_rel(ctxt, ctxt->src.val);
3894
3895         return rc;
3896 }
3897
3898 static int em_in(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3899 {
3900         if (!pio_in_emulated(ctxt, ctxt->dst.bytes, ctxt->src.val,
3901                              &ctxt->dst.val))
3902                 return X86EMUL_IO_NEEDED;
3903
3904         return X86EMUL_CONTINUE;
3905 }
3906
3907 static int em_out(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3908 {
3909         ctxt->ops->pio_out_emulated(ctxt, ctxt->src.bytes, ctxt->dst.val,
3910                                     &ctxt->src.val, 1);
3911         /* Disable writeback. */
3912         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3913         return X86EMUL_CONTINUE;
3914 }
3915
3916 static int em_cli(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3917 {
3918         if (emulator_bad_iopl(ctxt))
3919                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3920
3921         ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_IF;
3922         return X86EMUL_CONTINUE;
3923 }
3924
3925 static int em_sti(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3926 {
3927         if (emulator_bad_iopl(ctxt))
3928                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3929
3930         ctxt->interruptibility = KVM_X86_SHADOW_INT_STI;
3931         ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_IF;
3932         return X86EMUL_CONTINUE;
3933 }
3934
3935 static int em_cpuid(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3936 {
3937         u32 eax, ebx, ecx, edx;
3938         u64 msr = 0;
3939
3940         ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_MISC_FEATURES_ENABLES, &msr);
3941         if (msr & MSR_MISC_FEATURES_ENABLES_CPUID_FAULT &&
3942             ctxt->ops->cpl(ctxt)) {
3943                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3944         }
3945
3946         eax = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
3947         ecx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX);
3948         ctxt->ops->get_cpuid(ctxt, &eax, &ebx, &ecx, &edx, true);
3949         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RAX) = eax;
3950         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RBX) = ebx;
3951         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RCX) = ecx;
3952         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDX) = edx;
3953         return X86EMUL_CONTINUE;
3954 }
3955
3956 static int em_sahf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3957 {
3958         u32 flags;
3959
3960         flags = X86_EFLAGS_CF | X86_EFLAGS_PF | X86_EFLAGS_AF | X86_EFLAGS_ZF |
3961                 X86_EFLAGS_SF;
3962         flags &= *reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RAX) >> 8;
3963
3964         ctxt->eflags &= ~0xffUL;
3965         ctxt->eflags |= flags | X86_EFLAGS_FIXED;
3966         return X86EMUL_CONTINUE;
3967 }
3968
3969 static int em_lahf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3970 {
3971         *reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RAX) &= ~0xff00UL;
3972         *reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RAX) |= (ctxt->eflags & 0xff) << 8;
3973         return X86EMUL_CONTINUE;
3974 }
3975
3976 static int em_bswap(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3977 {
3978         switch (ctxt->op_bytes) {
3979 #ifdef CONFIG_X86_64
3980         case 8:
3981                 asm("bswap %0" : "+r"(ctxt->dst.val));
3982                 break;
3983 #endif
3984         default:
3985                 asm("bswap %0" : "+r"(*(u32 *)&ctxt->dst.val));
3986                 break;
3987         }
3988         return X86EMUL_CONTINUE;
3989 }
3990
3991 static int em_clflush(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3992 {
3993         /* emulating clflush regardless of cpuid */
3994         return X86EMUL_CONTINUE;
3995 }
3996
3997 static int em_movsxd(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3998 {
3999         ctxt->dst.val = (s32) ctxt->src.val;
4000         return X86EMUL_CONTINUE;
4001 }
4002
4003 static int check_fxsr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4004 {
4005         u32 eax = 1, ebx, ecx = 0, edx;
4006
4007         ctxt->ops->get_cpuid(ctxt, &eax, &ebx, &ecx, &edx, false);
4008         if (!(edx & FFL(FXSR)))
4009                 return emulate_ud(ctxt);
4010
4011         if (ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0) & (X86_CR0_TS | X86_CR0_EM))
4012                 return emulate_nm(ctxt);
4013
4014         /*
4015          * Don't emulate a case that should never be hit, instead of working
4016          * around a lack of fxsave64/fxrstor64 on old compilers.
4017          */
4018         if (ctxt->mode >= X86EMUL_MODE_PROT64)
4019                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
4020
4021         return X86EMUL_CONTINUE;
4022 }
4023
4024 /*
4025  * Hardware doesn't save and restore XMM 0-7 without CR4.OSFXSR, but does save
4026  * and restore MXCSR.
4027  */
4028 static size_t __fxstate_size(int nregs)
4029 {
4030         return offsetof(struct fxregs_state, xmm_space[0]) + nregs * 16;
4031 }
4032
4033 static inline size_t fxstate_size(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4034 {
4035         bool cr4_osfxsr;
4036         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
4037                 return __fxstate_size(16);
4038
4039         cr4_osfxsr = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4) & X86_CR4_OSFXSR;
4040         return __fxstate_size(cr4_osfxsr ? 8 : 0);
4041 }
4042
4043 /*
4044  * FXSAVE and FXRSTOR have 4 different formats depending on execution mode,
4045  *  1) 16 bit mode
4046  *  2) 32 bit mode
4047  *     - like (1), but FIP and FDP (foo) are only 16 bit.  At least Intel CPUs
4048  *       preserve whole 32 bit values, though, so (1) and (2) are the same wrt.
4049  *       save and restore
4050  *  3) 64-bit mode with REX.W prefix
4051  *     - like (2), but XMM 8-15 are being saved and restored
4052  *  4) 64-bit mode without REX.W prefix
4053  *     - like (3), but FIP and FDP are 64 bit
4054  *
4055  * Emulation uses (3) for (1) and (2) and preserves XMM 8-15 to reach the
4056  * desired result.  (4) is not emulated.
4057  *
4058  * Note: Guest and host CPUID.(EAX=07H,ECX=0H):EBX[bit 13] (deprecate FPU CS
4059  * and FPU DS) should match.
4060  */
4061 static int em_fxsave(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4062 {
4063         struct fxregs_state fx_state;
4064         int rc;
4065
4066         rc = check_fxsr(ctxt);
4067         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4068                 return rc;
4069
4070         rc = asm_safe("fxsave %[fx]", , [fx] "+m"(fx_state));
4071
4072         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4073                 return rc;
4074
4075         return segmented_write_std(ctxt, ctxt->memop.addr.mem, &fx_state,
4076                                    fxstate_size(ctxt));
4077 }
4078
4079 /*
4080  * FXRSTOR might restore XMM registers not provided by the guest. Fill
4081  * in the host registers (via FXSAVE) instead, so they won't be modified.
4082  * (preemption has to stay disabled until FXRSTOR).
4083  *
4084  * Use noinline to keep the stack for other functions called by callers small.
4085  */
4086 static noinline int fxregs_fixup(struct fxregs_state *fx_state,
4087                                  const size_t used_size)
4088 {
4089         struct fxregs_state fx_tmp;
4090         int rc;
4091
4092         rc = asm_safe("fxsave %[fx]", , [fx] "+m"(fx_tmp));
4093         memcpy((void *)fx_state + used_size, (void *)&fx_tmp + used_size,
4094                __fxstate_size(16) - used_size);
4095
4096         return rc;
4097 }
4098
4099 static int em_fxrstor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4100 {
4101         struct fxregs_state fx_state;
4102         int rc;
4103         size_t size;
4104
4105         rc = check_fxsr(ctxt);
4106         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4107                 return rc;
4108
4109         size = fxstate_size(ctxt);
4110         rc = segmented_read_std(ctxt, ctxt->memop.addr.mem, &fx_state, size);
4111         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4112                 return rc;
4113
4114         if (size < __fxstate_size(16)) {
4115                 rc = fxregs_fixup(&fx_state, size);
4116                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4117                         goto out;
4118         }
4119
4120         if (fx_state.mxcsr >> 16) {
4121                 rc = emulate_gp(ctxt, 0);
4122                 goto out;
4123         }
4124
4125         if (rc == X86EMUL_CONTINUE)
4126                 rc = asm_safe("fxrstor %[fx]", : [fx] "m"(fx_state));
4127
4128 out:
4129         return rc;
4130 }
4131
4132 static bool valid_cr(int nr)
4133 {
4134         switch (nr) {
4135         case 0:
4136         case 2 ... 4:
4137         case 8:
4138                 return true;
4139         default:
4140                 return false;
4141         }
4142 }
4143
4144 static int check_cr_read(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4145 {
4146         if (!valid_cr(ctxt->modrm_reg))
4147                 return emulate_ud(ctxt);
4148
4149         return X86EMUL_CONTINUE;
4150 }
4151
4152 static int check_cr_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4153 {
4154         u64 new_val = ctxt->src.val64;
4155         int cr = ctxt->modrm_reg;
4156         u64 efer = 0;
4157
4158         static u64 cr_reserved_bits[] = {
4159                 0xffffffff00000000ULL,
4160                 0, 0, 0, /* CR3 checked later */
4161                 CR4_RESERVED_BITS,
4162                 0, 0, 0,
4163                 CR8_RESERVED_BITS,
4164         };
4165
4166         if (!valid_cr(cr))
4167                 return emulate_ud(ctxt);
4168
4169         if (new_val & cr_reserved_bits[cr])
4170                 return emulate_gp(ctxt, 0);
4171
4172         switch (cr) {
4173         case 0: {
4174                 u64 cr4;
4175                 if (((new_val & X86_CR0_PG) && !(new_val & X86_CR0_PE)) ||
4176                     ((new_val & X86_CR0_NW) && !(new_val & X86_CR0_CD)))
4177                         return emulate_gp(ctxt, 0);
4178
4179                 cr4 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4);
4180                 ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
4181
4182                 if ((new_val & X86_CR0_PG) && (efer & EFER_LME) &&
4183                     !(cr4 & X86_CR4_PAE))
4184                         return emulate_gp(ctxt, 0);
4185
4186                 break;
4187                 }
4188         case 3: {
4189                 u64 rsvd = 0;
4190
4191                 ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
4192                 if (efer & EFER_LMA) {
4193                         u64 maxphyaddr;
4194                         u32 eax, ebx, ecx, edx;
4195
4196                         eax = 0x80000008;
4197                         ecx = 0;
4198                         if (ctxt->ops->get_cpuid(ctxt, &eax, &ebx, &ecx,
4199                                                  &edx, false))
4200                                 maxphyaddr = eax & 0xff;
4201                         else
4202                                 maxphyaddr = 36;
4203                         rsvd = rsvd_bits(maxphyaddr, 63);
4204                         if (ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4) & X86_CR4_PCIDE)
4205                                 rsvd &= ~X86_CR3_PCID_NOFLUSH;
4206                 }
4207
4208                 if (new_val & rsvd)
4209                         return emulate_gp(ctxt, 0);
4210
4211                 break;
4212                 }
4213         case 4: {
4214                 ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
4215
4216                 if ((efer & EFER_LMA) && !(new_val & X86_CR4_PAE))
4217                         return emulate_gp(ctxt, 0);
4218
4219                 break;
4220                 }
4221         }
4222
4223         return X86EMUL_CONTINUE;
4224 }
4225
4226 static int check_dr7_gd(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4227 {
4228         unsigned long dr7;
4229
4230         ctxt->ops->get_dr(ctxt, 7, &dr7);
4231
4232         /* Check if DR7.Global_Enable is set */
4233         return dr7 & (1 << 13);
4234 }
4235
4236 static int check_dr_read(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4237 {
4238         int dr = ctxt->modrm_reg;
4239         u64 cr4;
4240
4241         if (dr > 7)
4242                 return emulate_ud(ctxt);
4243
4244         cr4 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4);
4245         if ((cr4 & X86_CR4_DE) && (dr == 4 || dr == 5))
4246                 return emulate_ud(ctxt);
4247
4248         if (check_dr7_gd(ctxt)) {
4249                 ulong dr6;
4250
4251                 ctxt->ops->get_dr(ctxt, 6, &dr6);
4252                 dr6 &= ~15;
4253                 dr6 |= DR6_BD | DR6_RTM;
4254                 ctxt->ops->set_dr(ctxt, 6, dr6);
4255                 return emulate_db(ctxt);
4256         }
4257
4258         return X86EMUL_CONTINUE;
4259 }
4260
4261 static int check_dr_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4262 {
4263         u64 new_val = ctxt->src.val64;
4264         int dr = ctxt->modrm_reg;
4265
4266         if ((dr == 6 || dr == 7) && (new_val & 0xffffffff00000000ULL))
4267                 return emulate_gp(ctxt, 0);
4268
4269         return check_dr_read(ctxt);
4270 }
4271
4272 static int check_svme(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4273 {
4274         u64 efer = 0;
4275
4276         ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
4277
4278         if (!(efer & EFER_SVME))
4279                 return emulate_ud(ctxt);
4280
4281         return X86EMUL_CONTINUE;
4282 }
4283
4284 static int check_svme_pa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4285 {
4286         u64 rax = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
4287
4288         /* Valid physical address? */
4289         if (rax & 0xffff000000000000ULL)
4290                 return emulate_gp(ctxt, 0);
4291
4292         return check_svme(ctxt);
4293 }
4294
4295 static int check_rdtsc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4296 {
4297         u64 cr4 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4);
4298
4299         if (cr4 & X86_CR4_TSD && ctxt->ops->cpl(ctxt))
4300                 return emulate_ud(ctxt);
4301
4302         return X86EMUL_CONTINUE;
4303 }
4304
4305 static int check_rdpmc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4306 {
4307         u64 cr4 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4);
4308         u64 rcx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX);
4309
4310         /*
4311          * VMware allows access to these Pseduo-PMCs even when read via RDPMC
4312          * in Ring3 when CR4.PCE=0.
4313          */
4314         if (enable_vmware_backdoor && is_vmware_backdoor_pmc(rcx))
4315                 return X86EMUL_CONTINUE;
4316
4317         if ((!(cr4 & X86_CR4_PCE) && ctxt->ops->cpl(ctxt)) ||
4318             ctxt->ops->check_pmc(ctxt, rcx))
4319                 return emulate_gp(ctxt, 0);
4320
4321         return X86EMUL_CONTINUE;
4322 }
4323
4324 static int check_perm_in(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4325 {
4326         ctxt->dst.bytes = min(ctxt->dst.bytes, 4u);
4327         if (!emulator_io_permited(ctxt, ctxt->src.val, ctxt->dst.bytes))
4328                 return emulate_gp(ctxt, 0);
4329
4330         return X86EMUL_CONTINUE;
4331 }
4332
4333 static int check_perm_out(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4334 {
4335         ctxt->src.bytes = min(ctxt->src.bytes, 4u);
4336         if (!emulator_io_permited(ctxt, ctxt->dst.val, ctxt->src.bytes))
4337                 return emulate_gp(ctxt, 0);
4338
4339         return X86EMUL_CONTINUE;
4340 }
4341
4342 #define D(_y) { .flags = (_y) }
4343 #define DI(_y, _i) { .flags = (_y)|Intercept, .intercept = x86_intercept_##_i }
4344 #define DIP(_y, _i, _p) { .flags = (_y)|Intercept|CheckPerm, \
4345                       .intercept = x86_intercept_##_i, .check_perm = (_p) }
4346 #define N    D(NotImpl)
4347 #define EXT(_f, _e) { .flags = ((_f) | RMExt), .u.group = (_e) }
4348 #define G(_f, _g) { .flags = ((_f) | Group | ModRM), .u.group = (_g) }
4349 #define GD(_f, _g) { .flags = ((_f) | GroupDual | ModRM), .u.gdual = (_g) }
4350 #define ID(_f, _i) { .flags = ((_f) | InstrDual | ModRM), .u.idual = (_i) }
4351 #define MD(_f, _m) { .flags = ((_f) | ModeDual), .u.mdual = (_m) }
4352 #define E(_f, _e) { .flags = ((_f) | Escape | ModRM), .u.esc = (_e) }
4353 #define I(_f, _e) { .flags = (_f), .u.execute = (_e) }
4354 #define F(_f, _e) { .flags = (_f) | Fastop, .u.fastop = (_e) }
4355 #define II(_f, _e, _i) \
4356         { .flags = (_f)|Intercept, .u.execute = (_e), .intercept = x86_intercept_##_i }
4357 #define IIP(_f, _e, _i, _p) \
4358         { .flags = (_f)|Intercept|CheckPerm, .u.execute = (_e), \
4359           .intercept = x86_intercept_##_i, .check_perm = (_p) }
4360 #define GP(_f, _g) { .flags = ((_f) | Prefix), .u.gprefix = (_g) }
4361
4362 #define D2bv(_f)      D((_f) | ByteOp), D(_f)
4363 #define D2bvIP(_f, _i, _p) DIP((_f) | ByteOp, _i, _p), DIP(_f, _i, _p)
4364 #define I2bv(_f, _e)  I((_f) | ByteOp, _e), I(_f, _e)
4365 #define F2bv(_f, _e)  F((_f) | ByteOp, _e), F(_f, _e)
4366 #define I2bvIP(_f, _e, _i, _p) \
4367         IIP((_f) | ByteOp, _e, _i, _p), IIP(_f, _e, _i, _p)
4368
4369 #define F6ALU(_f, _e) F2bv((_f) | DstMem | SrcReg | ModRM, _e),         \
4370                 F2bv(((_f) | DstReg | SrcMem | ModRM) & ~Lock, _e),     \
4371                 F2bv(((_f) & ~Lock) | DstAcc | SrcImm, _e)
4372
4373 static const struct opcode group7_rm0[] = {
4374         N,
4375         I(SrcNone | Priv | EmulateOnUD, em_hypercall),
4376         N, N, N, N, N, N,
4377 };
4378
4379 static const struct opcode group7_rm1[] = {
4380         DI(SrcNone | Priv, monitor),
4381         DI(SrcNone | Priv, mwait),
4382         N, N, N, N, N, N,
4383 };
4384
4385 static const struct opcode group7_rm3[] = {
4386         DIP(SrcNone | Prot | Priv,              vmrun,          check_svme_pa),
4387         II(SrcNone  | Prot | EmulateOnUD,       em_hypercall,   vmmcall),
4388         DIP(SrcNone | Prot | Priv,              vmload,         check_svme_pa),
4389         DIP(SrcNone | Prot | Priv,              vmsave,         check_svme_pa),
4390         DIP(SrcNone | Prot | Priv,              stgi,           check_svme),
4391         DIP(SrcNone | Prot | Priv,              clgi,           check_svme),
4392         DIP(SrcNone | Prot | Priv,              skinit,         check_svme),
4393         DIP(SrcNone | Prot | Priv,              invlpga,        check_svme),
4394 };
4395
4396 static const struct opcode group7_rm7[] = {
4397         N,
4398         DIP(SrcNone, rdtscp, check_rdtsc),
4399         N, N, N, N, N, N,
4400 };
4401
4402 static const struct opcode group1[] = {
4403         F(Lock, em_add),
4404         F(Lock | PageTable, em_or),
4405         F(Lock, em_adc),
4406         F(Lock, em_sbb),
4407         F(Lock | PageTable, em_and),
4408         F(Lock, em_sub),
4409         F(Lock, em_xor),
4410         F(NoWrite, em_cmp),
4411 };
4412
4413 static const struct opcode group1A[] = {
4414         I(DstMem | SrcNone | Mov | Stack | IncSP | TwoMemOp, em_pop), N, N, N, N, N, N, N,
4415 };
4416
4417 static const struct opcode group2[] = {
4418         F(DstMem | ModRM, em_rol),
4419         F(DstMem | ModRM, em_ror),
4420         F(DstMem | ModRM, em_rcl),
4421         F(DstMem | ModRM, em_rcr),
4422         F(DstMem | ModRM, em_shl),
4423         F(DstMem | ModRM, em_shr),
4424         F(DstMem | ModRM, em_shl),
4425         F(DstMem | ModRM, em_sar),
4426 };
4427
4428 static const struct opcode group3[] = {
4429         F(DstMem | SrcImm | NoWrite, em_test),
4430         F(DstMem | SrcImm | NoWrite, em_test),
4431         F(DstMem | SrcNone | Lock, em_not),
4432         F(DstMem | SrcNone | Lock, em_neg),
4433         F(DstXacc | Src2Mem, em_mul_ex),
4434         F(DstXacc | Src2Mem, em_imul_ex),
4435         F(DstXacc | Src2Mem, em_div_ex),
4436         F(DstXacc | Src2Mem, em_idiv_ex),
4437 };
4438
4439 static const struct opcode group4[] = {
4440         F(ByteOp | DstMem | SrcNone | Lock, em_inc),
4441         F(ByteOp | DstMem | SrcNone | Lock, em_dec),
4442         N, N, N, N, N, N,
4443 };
4444
4445 static const struct opcode group5[] = {
4446         F(DstMem | SrcNone | Lock,              em_inc),
4447         F(DstMem | SrcNone | Lock,              em_dec),
4448         I(SrcMem | NearBranch,                  em_call_near_abs),
4449         I(SrcMemFAddr | ImplicitOps,            em_call_far),
4450         I(SrcMem | NearBranch,                  em_jmp_abs),
4451         I(SrcMemFAddr | ImplicitOps,            em_jmp_far),
4452         I(SrcMem | Stack | TwoMemOp,            em_push), D(Undefined),
4453 };
4454
4455 static const struct opcode group6[] = {
4456         II(Prot | DstMem,          em_sldt, sldt),
4457         II(Prot | DstMem,          em_str, str),
4458         II(Prot | Priv | SrcMem16, em_lldt, lldt),
4459         II(Prot | Priv | SrcMem16, em_ltr, ltr),
4460         N, N, N, N,
4461 };
4462
4463 static const struct group_dual group7 = { {
4464         II(Mov | DstMem,                        em_sgdt, sgdt),
4465         II(Mov | DstMem,                        em_sidt, sidt),
4466         II(SrcMem | Priv,                       em_lgdt, lgdt),
4467         II(SrcMem | Priv,                       em_lidt, lidt),
4468         II(SrcNone | DstMem | Mov,              em_smsw, smsw), N,
4469         II(SrcMem16 | Mov | Priv,               em_lmsw, lmsw),
4470         II(SrcMem | ByteOp | Priv | NoAccess,   em_invlpg, invlpg),
4471 }, {
4472         EXT(0, group7_rm0),
4473         EXT(0, group7_rm1),
4474         N, EXT(0, group7_rm3),
4475         II(SrcNone | DstMem | Mov,              em_smsw, smsw), N,
4476         II(SrcMem16 | Mov | Priv,               em_lmsw, lmsw),
4477         EXT(0, group7_rm7),
4478 } };
4479
4480 static const struct opcode group8[] = {
4481         N, N, N, N,
4482         F(DstMem | SrcImmByte | NoWrite,                em_bt),
4483         F(DstMem | SrcImmByte | Lock | PageTable,       em_bts),
4484         F(DstMem | SrcImmByte | Lock,                   em_btr),
4485         F(DstMem | SrcImmByte | Lock | PageTable,       em_btc),
4486 };
4487
4488 /*
4489  * The "memory" destination is actually always a register, since we come
4490  * from the register case of group9.
4491  */
4492 static const struct gprefix pfx_0f_c7_7 = {
4493         N, N, N, II(DstMem | ModRM | Op3264 | EmulateOnUD, em_rdpid, rdtscp),
4494 };
4495
4496
4497 static const struct group_dual group9 = { {
4498         N, I(DstMem64 | Lock | PageTable, em_cmpxchg8b), N, N, N, N, N, N,
4499 }, {
4500         N, N, N, N, N, N, N,
4501         GP(0, &pfx_0f_c7_7),
4502 } };
4503
4504 static const struct opcode group11[] = {
4505         I(DstMem | SrcImm | Mov | PageTable, em_mov),
4506         X7(D(Undefined)),
4507 };
4508
4509 static const struct gprefix pfx_0f_ae_7 = {
4510         I(SrcMem | ByteOp, em_clflush), N, N, N,
4511 };
4512
4513 static const struct group_dual group15 = { {
4514         I(ModRM | Aligned16, em_fxsave),
4515         I(ModRM | Aligned16, em_fxrstor),
4516         N, N, N, N, N, GP(0, &pfx_0f_ae_7),
4517 }, {
4518         N, N, N, N, N, N, N, N,
4519 } };
4520
4521 static const struct gprefix pfx_0f_6f_0f_7f = {
4522         I(Mmx, em_mov), I(Sse | Aligned, em_mov), N, I(Sse | Unaligned, em_mov),
4523 };
4524
4525 static const struct instr_dual instr_dual_0f_2b = {
4526         I(0, em_mov), N
4527 };
4528
4529 static const struct gprefix pfx_0f_2b = {
4530         ID(0, &instr_dual_0f_2b), ID(0, &instr_dual_0f_2b), N, N,
4531 };
4532
4533 static const struct gprefix pfx_0f_10_0f_11 = {
4534         I(Unaligned, em_mov), I(Unaligned, em_mov), N, N,
4535 };
4536
4537 static const struct gprefix pfx_0f_28_0f_29 = {
4538         I(Aligned, em_mov), I(Aligned, em_mov), N, N,
4539 };
4540
4541 static const struct gprefix pfx_0f_e7 = {
4542         N, I(Sse, em_mov), N, N,
4543 };
4544
4545 static const struct escape escape_d9 = { {
4546         N, N, N, N, N, N, N, I(DstMem16 | Mov, em_fnstcw),
4547 }, {
4548         /* 0xC0 - 0xC7 */
4549         N, N, N, N, N, N, N, N,
4550         /* 0xC8 - 0xCF */
4551         N, N, N, N, N, N, N, N,
4552         /* 0xD0 - 0xC7 */
4553         N, N, N, N, N, N, N, N,
4554         /* 0xD8 - 0xDF */
4555         N, N, N, N, N, N, N, N,
4556         /* 0xE0 - 0xE7 */
4557         N, N, N, N, N, N, N, N,
4558         /* 0xE8 - 0xEF */
4559         N, N, N, N, N, N, N, N,
4560         /* 0xF0 - 0xF7 */
4561         N, N, N, N, N, N, N, N,
4562         /* 0xF8 - 0xFF */
4563         N, N, N, N, N, N, N, N,
4564 } };
4565
4566 static const struct escape escape_db = { {
4567         N, N, N, N, N, N, N, N,
4568 }, {
4569         /* 0xC0 - 0xC7 */
4570         N, N, N, N, N, N, N, N,
4571         /* 0xC8 - 0xCF */
4572         N, N, N, N, N, N, N, N,
4573         /* 0xD0 - 0xC7 */
4574         N, N, N, N, N, N, N, N,
4575         /* 0xD8 - 0xDF */
4576         N, N, N, N, N, N, N, N,
4577         /* 0xE0 - 0xE7 */
4578         N, N, N, I(ImplicitOps, em_fninit), N, N, N, N,
4579         /* 0xE8 - 0xEF */
4580         N, N, N, N, N, N, N, N,
4581         /* 0xF0 - 0xF7 */
4582         N, N, N, N, N, N, N, N,
4583         /* 0xF8 - 0xFF */
4584         N, N, N, N, N, N, N, N,
4585 } };
4586
4587 static const struct escape escape_dd = { {
4588         N, N, N, N, N, N, N, I(DstMem16 | Mov, em_fnstsw),
4589 }, {
4590         /* 0xC0 - 0xC7 */
4591         N, N, N, N, N, N, N, N,
4592         /* 0xC8 - 0xCF */
4593         N, N, N, N, N, N, N, N,
4594         /* 0xD0 - 0xC7 */
4595         N, N, N, N, N, N, N, N,
4596         /* 0xD8 - 0xDF */
4597         N, N, N, N, N, N, N, N,
4598         /* 0xE0 - 0xE7 */
4599         N, N, N, N, N, N, N, N,
4600         /* 0xE8 - 0xEF */
4601         N, N, N, N, N, N, N, N,
4602         /* 0xF0 - 0xF7 */
4603         N, N, N, N, N, N, N, N,
4604         /* 0xF8 - 0xFF */
4605         N, N, N, N, N, N, N, N,
4606 } };
4607
4608 static const struct instr_dual instr_dual_0f_c3 = {
4609         I(DstMem | SrcReg | ModRM | No16 | Mov, em_mov), N
4610 };
4611
4612 static const struct mode_dual mode_dual_63 = {
4613         N, I(DstReg | SrcMem32 | ModRM | Mov, em_movsxd)
4614 };
4615
4616 static const struct opcode opcode_table[256] = {
4617         /* 0x00 - 0x07 */
4618         F6ALU(Lock, em_add),
4619         I(ImplicitOps | Stack | No64 | Src2ES, em_push_sreg),
4620         I(ImplicitOps | Stack | No64 | Src2ES, em_pop_sreg),
4621         /* 0x08 - 0x0F */
4622         F6ALU(Lock | PageTable, em_or),
4623         I(ImplicitOps | Stack | No64 | Src2CS, em_push_sreg),
4624         N,
4625         /* 0x10 - 0x17 */
4626         F6ALU(Lock, em_adc),
4627         I(ImplicitOps | Stack | No64 | Src2SS, em_push_sreg),
4628         I(ImplicitOps | Stack | No64 | Src2SS, em_pop_sreg),
4629         /* 0x18 - 0x1F */
4630         F6ALU(Lock, em_sbb),
4631         I(ImplicitOps | Stack | No64 | Src2DS, em_push_sreg),
4632         I(ImplicitOps | Stack | No64 | Src2DS, em_pop_sreg),
4633         /* 0x20 - 0x27 */
4634         F6ALU(Lock | PageTable, em_and), N, N,
4635         /* 0x28 - 0x2F */
4636         F6ALU(Lock, em_sub), N, I(ByteOp | DstAcc | No64, em_das),
4637         /* 0x30 - 0x37 */
4638         F6ALU(Lock, em_xor), N, N,
4639         /* 0x38 - 0x3F */
4640         F6ALU(NoWrite, em_cmp), N, N,
4641         /* 0x40 - 0x4F */
4642         X8(F(DstReg, em_inc)), X8(F(DstReg, em_dec)),
4643         /* 0x50 - 0x57 */
4644         X8(I(SrcReg | Stack, em_push)),
4645         /* 0x58 - 0x5F */
4646         X8(I(DstReg | Stack, em_pop)),
4647         /* 0x60 - 0x67 */
4648         I(ImplicitOps | Stack | No64, em_pusha),
4649         I(ImplicitOps | Stack | No64, em_popa),
4650         N, MD(ModRM, &mode_dual_63),
4651         N, N, N, N,
4652         /* 0x68 - 0x6F */
4653         I(SrcImm | Mov | Stack, em_push),
4654         I(DstReg | SrcMem | ModRM | Src2Imm, em_imul_3op),
4655         I(SrcImmByte | Mov | Stack, em_push),
4656         I(DstReg | SrcMem | ModRM | Src2ImmByte, em_imul_3op),
4657         I2bvIP(DstDI | SrcDX | Mov | String | Unaligned, em_in, ins, check_perm_in), /* insb, insw/insd */
4658         I2bvIP(SrcSI | DstDX | String, em_out, outs, check_perm_out), /* outsb, outsw/outsd */
4659         /* 0x70 - 0x7F */
4660         X16(D(SrcImmByte | NearBranch)),
4661         /* 0x80 - 0x87 */
4662         G(ByteOp | DstMem | SrcImm, group1),
4663         G(DstMem | SrcImm, group1),
4664         G(ByteOp | DstMem | SrcImm | No64, group1),
4665         G(DstMem | SrcImmByte, group1),
4666         F2bv(DstMem | SrcReg | ModRM | NoWrite, em_test),
4667         I2bv(DstMem | SrcReg | ModRM | Lock | PageTable, em_xchg),
4668         /* 0x88 - 0x8F */
4669         I2bv(DstMem | SrcReg | ModRM | Mov | PageTable, em_mov),
4670         I2bv(DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, em_mov),
4671         I(DstMem | SrcNone | ModRM | Mov | PageTable, em_mov_rm_sreg),
4672         D(ModRM | SrcMem | NoAccess | DstReg),
4673         I(ImplicitOps | SrcMem16 | ModRM, em_mov_sreg_rm),
4674         G(0, group1A),
4675         /* 0x90 - 0x97 */
4676         DI(SrcAcc | DstReg, pause), X7(D(SrcAcc | DstReg)),
4677         /* 0x98 - 0x9F */
4678         D(DstAcc | SrcNone), I(ImplicitOps | SrcAcc, em_cwd),
4679         I(SrcImmFAddr | No64, em_call_far), N,
4680         II(ImplicitOps | Stack, em_pushf, pushf),
4681         II(ImplicitOps | Stack, em_popf, popf),
4682         I(ImplicitOps, em_sahf), I(ImplicitOps, em_lahf),
4683         /* 0xA0 - 0xA7 */
4684         I2bv(DstAcc | SrcMem | Mov | MemAbs, em_mov),
4685         I2bv(DstMem | SrcAcc | Mov | MemAbs | PageTable, em_mov),
4686         I2bv(SrcSI | DstDI | Mov | String | TwoMemOp, em_mov),
4687         F2bv(SrcSI | DstDI | String | NoWrite | TwoMemOp, em_cmp_r),
4688         /* 0xA8 - 0xAF */
4689         F2bv(DstAcc | SrcImm | NoWrite, em_test),
4690         I2bv(SrcAcc | DstDI | Mov | String, em_mov),
4691         I2bv(SrcSI | DstAcc | Mov | String, em_mov),
4692         F2bv(SrcAcc | DstDI | String | NoWrite, em_cmp_r),
4693         /* 0xB0 - 0xB7 */
4694         X8(I(ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, em_mov)),
4695         /* 0xB8 - 0xBF */
4696         X8(I(DstReg | SrcImm64 | Mov, em_mov)),
4697         /* 0xC0 - 0xC7 */
4698         G(ByteOp | Src2ImmByte, group2), G(Src2ImmByte, group2),
4699         I(ImplicitOps | NearBranch | SrcImmU16, em_ret_near_imm),
4700         I(ImplicitOps | NearBranch, em_ret),
4701         I(DstReg | SrcMemFAddr | ModRM | No64 | Src2ES, em_lseg),
4702         I(DstReg | SrcMemFAddr | ModRM | No64 | Src2DS, em_lseg),
4703         G(ByteOp, group11), G(0, group11),
4704         /* 0xC8 - 0xCF */
4705         I(Stack | SrcImmU16 | Src2ImmByte, em_enter), I(Stack, em_leave),
4706         I(ImplicitOps | SrcImmU16, em_ret_far_imm),
4707         I(ImplicitOps, em_ret_far),
4708         D(ImplicitOps), DI(SrcImmByte, intn),
4709         D(ImplicitOps | No64), II(ImplicitOps, em_iret, iret),
4710         /* 0xD0 - 0xD7 */
4711         G(Src2One | ByteOp, group2), G(Src2One, group2),
4712         G(Src2CL | ByteOp, group2), G(Src2CL, group2),
4713         I(DstAcc | SrcImmUByte | No64, em_aam),
4714         I(DstAcc | SrcImmUByte | No64, em_aad),
4715         F(DstAcc | ByteOp | No64, em_salc),
4716         I(DstAcc | SrcXLat | ByteOp, em_mov),
4717         /* 0xD8 - 0xDF */
4718         N, E(0, &escape_d9), N, E(0, &escape_db), N, E(0, &escape_dd), N, N,
4719         /* 0xE0 - 0xE7 */
4720         X3(I(SrcImmByte | NearBranch, em_loop)),
4721         I(SrcImmByte | NearBranch, em_jcxz),
4722         I2bvIP(SrcImmUByte | DstAcc, em_in,  in,  check_perm_in),
4723         I2bvIP(SrcAcc | DstImmUByte, em_out, out, check_perm_out),
4724         /* 0xE8 - 0xEF */
4725         I(SrcImm | NearBranch, em_call), D(SrcImm | ImplicitOps | NearBranch),
4726         I(SrcImmFAddr | No64, em_jmp_far),
4727         D(SrcImmByte | ImplicitOps | NearBranch),
4728         I2bvIP(SrcDX | DstAcc, em_in,  in,  check_perm_in),
4729         I2bvIP(SrcAcc | DstDX, em_out, out, check_perm_out),
4730         /* 0xF0 - 0xF7 */
4731         N, DI(ImplicitOps, icebp), N, N,
4732         DI(ImplicitOps | Priv, hlt), D(ImplicitOps),
4733         G(ByteOp, group3), G(0, group3),
4734         /* 0xF8 - 0xFF */
4735         D(ImplicitOps), D(ImplicitOps),
4736         I(ImplicitOps, em_cli), I(ImplicitOps, em_sti),
4737         D(ImplicitOps), D(ImplicitOps), G(0, group4), G(0, group5),
4738 };
4739
4740 static const struct opcode twobyte_table[256] = {
4741         /* 0x00 - 0x0F */
4742         G(0, group6), GD(0, &group7), N, N,
4743         N, I(ImplicitOps | EmulateOnUD, em_syscall),
4744         II(ImplicitOps | Priv, em_clts, clts), N,
4745         DI(ImplicitOps | Priv, invd), DI(ImplicitOps | Priv, wbinvd), N, N,
4746         N, D(ImplicitOps | ModRM | SrcMem | NoAccess), N, N,
4747         /* 0x10 - 0x1F */
4748         GP(ModRM | DstReg | SrcMem | Mov | Sse, &pfx_0f_10_0f_11),
4749         GP(ModRM | DstMem | SrcReg | Mov | Sse, &pfx_0f_10_0f_11),
4750         N, N, N, N, N, N,
4751         D(ImplicitOps | ModRM | SrcMem | NoAccess),
4752         N, N, N, N, N, N, D(ImplicitOps | ModRM | SrcMem | NoAccess),
4753         /* 0x20 - 0x2F */
4754         DIP(ModRM | DstMem | Priv | Op3264 | NoMod, cr_read, check_cr_read),
4755         DIP(ModRM | DstMem | Priv | Op3264 | NoMod, dr_read, check_dr_read),
4756         IIP(ModRM | SrcMem | Priv | Op3264 | NoMod, em_cr_write, cr_write,
4757                                                 check_cr_write),
4758         IIP(ModRM | SrcMem | Priv | Op3264 | NoMod, em_dr_write, dr_write,
4759                                                 check_dr_write),
4760         N, N, N, N,
4761         GP(ModRM | DstReg | SrcMem | Mov | Sse, &pfx_0f_28_0f_29),
4762         GP(ModRM | DstMem | SrcReg | Mov | Sse, &pfx_0f_28_0f_29),
4763         N, GP(ModRM | DstMem | SrcReg | Mov | Sse, &pfx_0f_2b),
4764         N, N, N, N,
4765         /* 0x30 - 0x3F */
4766         II(ImplicitOps | Priv, em_wrmsr, wrmsr),
4767         IIP(ImplicitOps, em_rdtsc, rdtsc, check_rdtsc),
4768         II(ImplicitOps | Priv, em_rdmsr, rdmsr),
4769         IIP(ImplicitOps, em_rdpmc, rdpmc, check_rdpmc),
4770         I(ImplicitOps | EmulateOnUD, em_sysenter),
4771         I(ImplicitOps | Priv | EmulateOnUD, em_sysexit),
4772         N, N,
4773         N, N, N, N, N, N, N, N,
4774         /* 0x40 - 0x4F */
4775         X16(D(DstReg | SrcMem | ModRM)),
4776         /* 0x50 - 0x5F */
4777         N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N,
4778         /* 0x60 - 0x6F */
4779         N, N, N, N,
4780         N, N, N, N,
4781         N, N, N, N,
4782         N, N, N, GP(SrcMem | DstReg | ModRM | Mov, &pfx_0f_6f_0f_7f),
4783         /* 0x70 - 0x7F */
4784         N, N, N, N,
4785         N, N, N, N,
4786         N, N, N, N,
4787         N, N, N, GP(SrcReg | DstMem | ModRM | Mov, &pfx_0f_6f_0f_7f),
4788         /* 0x80 - 0x8F */
4789         X16(D(SrcImm | NearBranch)),
4790         /* 0x90 - 0x9F */
4791         X16(D(ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM| Mov)),
4792         /* 0xA0 - 0xA7 */
4793         I(Stack | Src2FS, em_push_sreg), I(Stack | Src2FS, em_pop_sreg),
4794         II(ImplicitOps, em_cpuid, cpuid),
4795         F(DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | NoWrite, em_bt),
4796         F(DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM, em_shld),
4797         F(DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM, em_shld), N, N,
4798         /* 0xA8 - 0xAF */
4799         I(Stack | Src2GS, em_push_sreg), I(Stack | Src2GS, em_pop_sreg),
4800         II(EmulateOnUD | ImplicitOps, em_rsm, rsm),
4801         F(DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock | PageTable, em_bts),
4802         F(DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM, em_shrd),
4803         F(DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM, em_shrd),
4804         GD(0, &group15), F(DstReg | SrcMem | ModRM, em_imul),
4805         /* 0xB0 - 0xB7 */
4806         I2bv(DstMem | SrcReg | ModRM | Lock | PageTable | SrcWrite, em_cmpxchg),
4807         I(DstReg | SrcMemFAddr | ModRM | Src2SS, em_lseg),
4808         F(DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock, em_btr),
4809         I(DstReg | SrcMemFAddr | ModRM | Src2FS, em_lseg),
4810         I(DstReg | SrcMemFAddr | ModRM | Src2GS, em_lseg),
4811         D(DstReg | SrcMem8 | ModRM | Mov), D(DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov),
4812         /* 0xB8 - 0xBF */
4813         N, N,
4814         G(BitOp, group8),
4815         F(DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock | PageTable, em_btc),
4816         I(DstReg | SrcMem | ModRM, em_bsf_c),
4817         I(DstReg | SrcMem | ModRM, em_bsr_c),
4818         D(DstReg | SrcMem8 | ModRM | Mov), D(DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov),
4819         /* 0xC0 - 0xC7 */
4820         F2bv(DstMem | SrcReg | ModRM | SrcWrite | Lock, em_xadd),
4821         N, ID(0, &instr_dual_0f_c3),
4822         N, N, N, GD(0, &group9),
4823         /* 0xC8 - 0xCF */
4824         X8(I(DstReg, em_bswap)),
4825         /* 0xD0 - 0xDF */
4826         N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N,
4827         /* 0xE0 - 0xEF */
4828         N, N, N, N, N, N, N, GP(SrcReg | DstMem | ModRM | Mov, &pfx_0f_e7),
4829         N, N, N, N, N, N, N, N,
4830         /* 0xF0 - 0xFF */
4831         N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N
4832 };
4833
4834 static const struct instr_dual instr_dual_0f_38_f0 = {
4835         I(DstReg | SrcMem | Mov, em_movbe), N
4836 };
4837
4838 static const struct instr_dual instr_dual_0f_38_f1 = {
4839         I(DstMem | SrcReg | Mov, em_movbe), N
4840 };
4841
4842 static const struct gprefix three_byte_0f_38_f0 = {
4843         ID(0, &instr_dual_0f_38_f0), N, N, N
4844 };
4845
4846 static const struct gprefix three_byte_0f_38_f1 = {
4847         ID(0, &instr_dual_0f_38_f1), N, N, N
4848 };
4849
4850 /*
4851  * Insns below are selected by the prefix which indexed by the third opcode
4852  * byte.
4853  */
4854 static const struct opcode opcode_map_0f_38[256] = {
4855         /* 0x00 - 0x7f */
4856         X16(N), X16(N), X16(N), X16(N), X16(N), X16(N), X16(N), X16(N),
4857         /* 0x80 - 0xef */
4858         X16(N), X16(N), X16(N), X16(N), X16(N), X16(N), X16(N),
4859         /* 0xf0 - 0xf1 */
4860         GP(EmulateOnUD | ModRM, &three_byte_0f_38_f0),
4861         GP(EmulateOnUD | ModRM, &three_byte_0f_38_f1),
4862         /* 0xf2 - 0xff */
4863         N, N, X4(N), X8(N)
4864 };
4865
4866 #undef D
4867 #undef N
4868 #undef G
4869 #undef GD
4870 #undef I
4871 #undef GP
4872 #undef EXT
4873 #undef MD
4874 #undef ID
4875
4876 #undef D2bv
4877 #undef D2bvIP
4878 #undef I2bv
4879 #undef I2bvIP
4880 #undef I6ALU
4881
4882 static unsigned imm_size(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4883 {
4884         unsigned size;
4885
4886         size = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
4887         if (size == 8)
4888                 size = 4;
4889         return size;
4890 }
4891
4892 static int decode_imm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct operand *op,
4893                       unsigned size, bool sign_extension)
4894 {
4895         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
4896
4897         op->type = OP_IMM;
4898         op->bytes = size;
4899         op->addr.mem.ea = ctxt->_eip;
4900         /* NB. Immediates are sign-extended as necessary. */
4901         switch (op->bytes) {
4902         case 1:
4903                 op->val = insn_fetch(s8, ctxt);
4904                 break;
4905         case 2:
4906                 op->val = insn_fetch(s16, ctxt);
4907                 break;
4908         case 4:
4909                 op->val = insn_fetch(s32, ctxt);
4910                 break;
4911         case 8:
4912                 op->val = insn_fetch(s64, ctxt);
4913                 break;
4914         }
4915         if (!sign_extension) {
4916                 switch (op->bytes) {
4917                 case 1:
4918                         op->val &= 0xff;
4919                         break;
4920                 case 2:
4921                         op->val &= 0xffff;
4922                         break;
4923                 case 4:
4924                         op->val &= 0xffffffff;
4925                         break;
4926                 }
4927         }
4928 done:
4929         return rc;
4930 }
4931
4932 static int decode_operand(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct operand *op,
4933                           unsigned d)
4934 {
4935         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
4936
4937         switch (d) {
4938         case OpReg:
4939                 decode_register_operand(ctxt, op);
4940                 break;
4941         case OpImmUByte:
4942                 rc = decode_imm(ctxt, op, 1, false);
4943                 break;
4944         case OpMem:
4945                 ctxt->memop.bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
4946         mem_common:
4947                 *op = ctxt->memop;
4948                 ctxt->memopp = op;
4949                 if (ctxt->d & BitOp)
4950                         fetch_bit_operand(ctxt);
4951                 op->orig_val = op->val;
4952                 break;
4953         case OpMem64:
4954                 ctxt->memop.bytes = (ctxt->op_bytes == 8) ? 16 : 8;
4955                 goto mem_common;
4956         case OpAcc:
4957                 op->type = OP_REG;
4958                 op->bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
4959                 op->addr.reg = reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
4960                 fetch_register_operand(op);
4961                 op->orig_val = op->val;
4962                 break;
4963         case OpAccLo:
4964                 op->type = OP_REG;
4965                 op->bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 2 : ctxt->op_bytes;
4966                 op->addr.reg = reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
4967                 fetch_register_operand(op);
4968                 op->orig_val = op->val;
4969                 break;
4970         case OpAccHi:
4971                 if (ctxt->d & ByteOp) {
4972                         op->type = OP_NONE;
4973                         break;
4974                 }
4975                 op->type = OP_REG;
4976                 op->bytes = ctxt->op_bytes;
4977                 op->addr.reg = reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RDX);
4978                 fetch_register_operand(op);
4979                 op->orig_val = op->val;
4980                 break;
4981         case OpDI:
4982                 op->type = OP_MEM;
4983                 op->bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
4984                 op->addr.mem.ea =
4985                         register_address(ctxt, VCPU_REGS_RDI);
4986                 op->addr.mem.seg = VCPU_SREG_ES;
4987                 op->val = 0;
4988                 op->count = 1;
4989                 break;
4990         case OpDX:
4991                 op->type = OP_REG;
4992                 op->bytes = 2;
4993                 op->addr.reg = reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RDX);
4994                 fetch_register_operand(op);
4995                 break;
4996         case OpCL:
4997                 op->type = OP_IMM;
4998                 op->bytes = 1;
4999                 op->val = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX) & 0xff;
5000                 break;
5001         case OpImmByte:
5002                 rc = decode_imm(ctxt, op, 1, true);
5003                 break;
5004         case OpOne:
5005                 op->type = OP_IMM;
5006                 op->bytes = 1;
5007                 op->val = 1;
5008                 break;
5009         case OpImm:
5010                 rc = decode_imm(ctxt, op, imm_size(ctxt), true);
5011                 break;
5012         case OpImm64:
5013                 rc = decode_imm(ctxt, op, ctxt->op_bytes, true);
5014                 break;
5015         case OpMem8:
5016                 ctxt->memop.bytes = 1;
5017                 if (ctxt->memop.type == OP_REG) {
5018                         ctxt->memop.addr.reg = decode_register(ctxt,
5019                                         ctxt->modrm_rm, true);
5020                         fetch_register_operand(&ctxt->memop);
5021                 }
5022                 goto mem_common;
5023         case OpMem16:
5024                 ctxt->memop.bytes = 2;
5025                 goto mem_common;
5026         case OpMem32:
5027                 ctxt->memop.bytes = 4;
5028                 goto mem_common;
5029         case OpImmU16:
5030                 rc = decode_imm(ctxt, op, 2, false);
5031                 break;
5032         case OpImmU:
5033                 rc = decode_imm(ctxt, op, imm_size(ctxt), false);
5034                 break;
5035         case OpSI:
5036                 op->type = OP_MEM;
5037                 op->bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
5038                 op->addr.mem.ea =
5039                         register_address(ctxt, VCPU_REGS_RSI);
5040                 op->addr.mem.seg = ctxt->seg_override;
5041                 op->val = 0;
5042                 op->count = 1;
5043                 break;
5044         case OpXLat:
5045                 op->type = OP_MEM;
5046                 op->bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
5047                 op->addr.mem.ea =
5048                         address_mask(ctxt,
5049                                 reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBX) +
5050                                 (reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX) & 0xff));
5051                 op->addr.mem.seg = ctxt->seg_override;
5052                 op->val = 0;
5053                 break;
5054         case OpImmFAddr:
5055                 op->type = OP_IMM;
5056                 op->addr.mem.ea = ctxt->_eip;
5057                 op->bytes = ctxt->op_bytes + 2;
5058                 insn_fetch_arr(op->valptr, op->bytes, ctxt);
5059                 break;
5060         case OpMemFAddr:
5061                 ctxt->memop.bytes = ctxt->op_bytes + 2;
5062                 goto mem_common;
5063         case OpES:
5064                 op->type = OP_IMM;
5065                 op->val = VCPU_SREG_ES;
5066                 break;
5067         case OpCS:
5068                 op->type = OP_IMM;
5069                 op->val = VCPU_SREG_CS;
5070                 break;
5071         case OpSS:
5072                 op->type = OP_IMM;
5073                 op->val = VCPU_SREG_SS;
5074                 break;
5075         case OpDS:
5076                 op->type = OP_IMM;
5077                 op->val = VCPU_SREG_DS;
5078                 break;
5079         case OpFS:
5080                 op->type = OP_IMM;
5081                 op->val = VCPU_SREG_FS;
5082                 break;
5083         case OpGS:
5084                 op->type = OP_IMM;
5085                 op->val = VCPU_SREG_GS;
5086                 break;
5087         case OpImplicit:
5088                 /* Special instructions do their own operand decoding. */
5089         default:
5090                 op->type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
5091                 break;
5092         }
5093
5094 done:
5095         return rc;
5096 }
5097
5098 int x86_decode_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, void *insn, int insn_len)
5099 {
5100         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
5101         int mode = ctxt->mode;
5102         int def_op_bytes, def_ad_bytes, goffset, simd_prefix;
5103         bool op_prefix = false;
5104         bool has_seg_override = false;
5105         struct opcode opcode;
5106         u16 dummy;
5107         struct desc_struct desc;
5108
5109         ctxt->memop.type = OP_NONE;
5110         ctxt->memopp = NULL;
5111         ctxt->_eip = ctxt->eip;
5112         ctxt->fetch.ptr = ctxt->fetch.data;
5113         ctxt->fetch.end = ctxt->fetch.data + insn_len;
5114         ctxt->opcode_len = 1;
5115         if (insn_len > 0)
5116                 memcpy(ctxt->fetch.data, insn, insn_len);
5117         else {
5118                 rc = __do_insn_fetch_bytes(ctxt, 1);
5119                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5120                         return rc;
5121         }
5122
5123         switch (mode) {
5124         case X86EMUL_MODE_REAL:
5125         case X86EMUL_MODE_VM86:
5126                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 2;
5127                 ctxt->ops->get_segment(ctxt, &dummy, &desc, NULL, VCPU_SREG_CS);
5128                 if (desc.d)
5129                         def_op_bytes = def_ad_bytes = 4;
5130                 break;
5131         case X86EMUL_MODE_PROT16:
5132                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 2;
5133                 break;
5134         case X86EMUL_MODE_PROT32:
5135                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 4;
5136                 break;
5137 #ifdef CONFIG_X86_64
5138         case X86EMUL_MODE_PROT64:
5139                 def_op_bytes = 4;
5140                 def_ad_bytes = 8;
5141                 break;
5142 #endif
5143         default:
5144                 return EMULATION_FAILED;
5145         }
5146
5147         ctxt->op_bytes = def_op_bytes;
5148         ctxt->ad_bytes = def_ad_bytes;
5149
5150         /* Legacy prefixes. */
5151         for (;;) {
5152                 switch (ctxt->b = insn_fetch(u8, ctxt)) {
5153                 case 0x66:      /* operand-size override */
5154                         op_prefix = true;
5155                         /* switch between 2/4 bytes */
5156                         ctxt->op_bytes = def_op_bytes ^ 6;
5157                         break;
5158                 case 0x67:      /* address-size override */
5159                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
5160                                 /* switch between 4/8 bytes */
5161                                 ctxt->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 12;
5162                         else
5163                                 /* switch between 2/4 bytes */
5164                                 ctxt->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 6;
5165                         break;
5166                 case 0x26:      /* ES override */
5167                 case 0x2e:      /* CS override */
5168                 case 0x36:      /* SS override */
5169                 case 0x3e:      /* DS override */
5170                         has_seg_override = true;
5171                         ctxt->seg_override = (ctxt->b >> 3) & 3;
5172                         break;
5173                 case 0x64:      /* FS override */
5174                 case 0x65:      /* GS override */
5175                         has_seg_override = true;
5176                         ctxt->seg_override = ctxt->b & 7;
5177                         break;
5178                 case 0x40 ... 0x4f: /* REX */
5179                         if (mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
5180                                 goto done_prefixes;
5181                         ctxt->rex_prefix = ctxt->b;
5182                         continue;
5183                 case 0xf0:      /* LOCK */
5184                         ctxt->lock_prefix = 1;
5185                         break;
5186                 case 0xf2:      /* REPNE/REPNZ */
5187                 case 0xf3:      /* REP/REPE/REPZ */
5188                         ctxt->rep_prefix = ctxt->b;
5189                         break;
5190                 default:
5191                         goto done_prefixes;
5192                 }
5193
5194                 /* Any legacy prefix after a REX prefix nullifies its effect. */
5195
5196                 ctxt->rex_prefix = 0;
5197         }
5198
5199 done_prefixes:
5200
5201         /* REX prefix. */
5202         if (ctxt->rex_prefix & 8)
5203                 ctxt->op_bytes = 8;     /* REX.W */
5204
5205         /* Opcode byte(s). */
5206         opcode = opcode_table[ctxt->b];
5207         /* Two-byte opcode? */
5208         if (ctxt->b == 0x0f) {
5209                 ctxt->opcode_len = 2;
5210                 ctxt->b = insn_fetch(u8, ctxt);
5211                 opcode = twobyte_table[ctxt->b];
5212
5213                 /* 0F_38 opcode map */
5214                 if (ctxt->b == 0x38) {
5215                         ctxt->opcode_len = 3;
5216                         ctxt->b = insn_fetch(u8, ctxt);
5217                         opcode = opcode_map_0f_38[ctxt->b];
5218                 }
5219         }
5220         ctxt->d = opcode.flags;
5221
5222         if (ctxt->d & ModRM)
5223                 ctxt->modrm = insn_fetch(u8, ctxt);
5224
5225         /* vex-prefix instructions are not implemented */
5226         if (ctxt->opcode_len == 1 && (ctxt->b == 0xc5 || ctxt->b == 0xc4) &&
5227             (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 || (ctxt->modrm & 0xc0) == 0xc0)) {
5228                 ctxt->d = NotImpl;
5229         }
5230
5231         while (ctxt->d & GroupMask) {
5232                 switch (ctxt->d & GroupMask) {
5233                 case Group:
5234                         goffset = (ctxt->modrm >> 3) & 7;
5235                         opcode = opcode.u.group[goffset];
5236                         break;
5237                 case GroupDual:
5238                         goffset = (ctxt->modrm >> 3) & 7;
5239                         if ((ctxt->modrm >> 6) == 3)
5240                                 opcode = opcode.u.gdual->mod3[goffset];
5241                         else
5242                                 opcode = opcode.u.gdual->mod012[goffset];
5243                         break;
5244                 case RMExt:
5245                         goffset = ctxt->modrm & 7;
5246                         opcode = opcode.u.group[goffset];
5247                         break;
5248                 case Prefix:
5249                         if (ctxt->rep_prefix && op_prefix)
5250                                 return EMULATION_FAILED;
5251                         simd_prefix = op_prefix ? 0x66 : ctxt->rep_prefix;
5252                         switch (simd_prefix) {
5253                         case 0x00: opcode = opcode.u.gprefix->pfx_no; break;
5254                         case 0x66: opcode = opcode.u.gprefix->pfx_66; break;
5255                         case 0xf2: opcode = opcode.u.gprefix->pfx_f2; break;
5256                         case 0xf3: opcode = opcode.u.gprefix->pfx_f3; break;
5257                         }
5258                         break;
5259                 case Escape:
5260                         if (ctxt->modrm > 0xbf)
5261                                 opcode = opcode.u.esc->high[ctxt->modrm - 0xc0];
5262                         else
5263                                 opcode = opcode.u.esc->op[(ctxt->modrm >> 3) & 7];
5264                         break;
5265                 case InstrDual:
5266                         if ((ctxt->modrm >> 6) == 3)
5267                                 opcode = opcode.u.idual->mod3;
5268                         else
5269                                 opcode = opcode.u.idual->mod012;
5270                         break;
5271                 case ModeDual:
5272                         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
5273                                 opcode = opcode.u.mdual->mode64;
5274                         else
5275                                 opcode = opcode.u.mdual->mode32;
5276                         break;
5277                 default:
5278                         return EMULATION_FAILED;
5279                 }
5280
5281                 ctxt->d &= ~(u64)GroupMask;
5282                 ctxt->d |= opcode.flags;
5283         }
5284
5285         /* Unrecognised? */
5286         if (ctxt->d == 0)
5287                 return EMULATION_FAILED;
5288
5289         ctxt->execute = opcode.u.execute;
5290
5291         if (unlikely(ctxt->ud) && likely(!(ctxt->d & EmulateOnUD)))
5292                 return EMULATION_FAILED;
5293
5294         if (unlikely(ctxt->d &
5295             (NotImpl|Stack|Op3264|Sse|Mmx|Intercept|CheckPerm|NearBranch|
5296              No16))) {
5297                 /*
5298                  * These are copied unconditionally here, and checked unconditionally
5299                  * in x86_emulate_insn.
5300                  */
5301                 ctxt->check_perm = opcode.check_perm;
5302                 ctxt->intercept = opcode.intercept;
5303
5304                 if (ctxt->d & NotImpl)
5305                         return EMULATION_FAILED;
5306
5307                 if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64) {
5308                         if (ctxt->op_bytes == 4 && (ctxt->d & Stack))
5309                                 ctxt->op_bytes = 8;
5310                         else if (ctxt->d & NearBranch)
5311                                 ctxt->op_bytes = 8;
5312                 }
5313
5314                 if (ctxt->d & Op3264) {
5315                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
5316                                 ctxt->op_bytes = 8;
5317                         else
5318                                 ctxt->op_bytes = 4;
5319                 }
5320
5321                 if ((ctxt->d & No16) && ctxt->op_bytes == 2)
5322                         ctxt->op_bytes = 4;
5323
5324                 if (ctxt->d & Sse)
5325                         ctxt->op_bytes = 16;
5326                 else if (ctxt->d & Mmx)
5327                         ctxt->op_bytes = 8;
5328         }
5329
5330         /* ModRM and SIB bytes. */
5331         if (ctxt->d & ModRM) {
5332                 rc = decode_modrm(ctxt, &ctxt->memop);
5333                 if (!has_seg_override) {
5334                         has_seg_override = true;
5335                         ctxt->seg_override = ctxt->modrm_seg;
5336                 }
5337         } else if (ctxt->d & MemAbs)
5338                 rc = decode_abs(ctxt, &ctxt->memop);
5339         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5340                 goto done;
5341
5342         if (!has_seg_override)
5343                 ctxt->seg_override = VCPU_SREG_DS;
5344
5345         ctxt->memop.addr.mem.seg = ctxt->seg_override;
5346
5347         /*
5348          * Decode and fetch the source operand: register, memory
5349          * or immediate.
5350          */
5351         rc = decode_operand(ctxt, &ctxt->src, (ctxt->d >> SrcShift) & OpMask);
5352         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5353                 goto done;
5354
5355         /*
5356          * Decode and fetch the second source operand: register, memory
5357          * or immediate.
5358          */
5359         rc = decode_operand(ctxt, &ctxt->src2, (ctxt->d >> Src2Shift) & OpMask);
5360         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5361                 goto done;
5362
5363         /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
5364         rc = decode_operand(ctxt, &ctxt->dst, (ctxt->d >> DstShift) & OpMask);
5365
5366         if (ctxt->rip_relative && likely(ctxt->memopp))
5367                 ctxt->memopp->addr.mem.ea = address_mask(ctxt,
5368                                         ctxt->memopp->addr.mem.ea + ctxt->_eip);
5369
5370 done:
5371         return (rc != X86EMUL_CONTINUE) ? EMULATION_FAILED : EMULATION_OK;
5372 }
5373
5374 bool x86_page_table_writing_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
5375 {
5376         return ctxt->d & PageTable;
5377 }
5378
5379 static bool string_insn_completed(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
5380 {
5381         /* The second termination condition only applies for REPE
5382          * and REPNE. Test if the repeat string operation prefix is
5383          * REPE/REPZ or REPNE/REPNZ and if it's the case it tests the
5384          * corresponding termination condition according to:
5385          *      - if REPE/REPZ and ZF = 0 then done
5386          *      - if REPNE/REPNZ and ZF = 1 then done
5387          */
5388         if (((ctxt->b == 0xa6) || (ctxt->b == 0xa7) ||
5389              (ctxt->b == 0xae) || (ctxt->b == 0xaf))
5390             && (((ctxt->rep_prefix == REPE_PREFIX) &&
5391                  ((ctxt->eflags & X86_EFLAGS_ZF) == 0))
5392                 || ((ctxt->rep_prefix == REPNE_PREFIX) &&
5393                     ((ctxt->eflags & X86_EFLAGS_ZF) == X86_EFLAGS_ZF))))
5394                 return true;
5395
5396         return false;
5397 }
5398
5399 static int flush_pending_x87_faults(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
5400 {
5401         int rc;
5402
5403         rc = asm_safe("fwait");
5404
5405         if (unlikely(rc != X86EMUL_CONTINUE))
5406                 return emulate_exception(ctxt, MF_VECTOR, 0, false);
5407
5408         return X86EMUL_CONTINUE;
5409 }
5410
5411 static void fetch_possible_mmx_operand(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
5412                                        struct operand *op)
5413 {
5414         if (op->type == OP_MM)
5415                 read_mmx_reg(ctxt, &op->mm_val, op->addr.mm);
5416 }
5417
5418 static int fastop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, void (*fop)(struct fastop *))
5419 {
5420         ulong flags = (ctxt->eflags & EFLAGS_MASK) | X86_EFLAGS_IF;
5421
5422         if (!(ctxt->d & ByteOp))
5423                 fop += __ffs(ctxt->dst.bytes) * FASTOP_SIZE;
5424
5425         asm("push %[flags]; popf; " CALL_NOSPEC " ; pushf; pop %[flags]\n"
5426             : "+a"(ctxt->dst.val), "+d"(ctxt->src.val), [flags]"+D"(flags),
5427               [thunk_target]"+S"(fop), ASM_CALL_CONSTRAINT
5428             : "c"(ctxt->src2.val));
5429
5430         ctxt->eflags = (ctxt->eflags & ~EFLAGS_MASK) | (flags & EFLAGS_MASK);
5431         if (!fop) /* exception is returned in fop variable */
5432                 return emulate_de(ctxt);
5433         return X86EMUL_CONTINUE;
5434 }
5435
5436 void init_decode_cache(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
5437 {
5438         memset(&ctxt->rip_relative, 0,
5439                (void *)&ctxt->modrm - (void *)&ctxt->rip_relative);
5440
5441         ctxt->io_read.pos = 0;
5442         ctxt->io_read.end = 0;
5443         ctxt->mem_read.end = 0;
5444 }
5445
5446 int x86_emulate_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
5447 {
5448         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
5449         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
5450         int saved_dst_type = ctxt->dst.type;
5451         unsigned emul_flags;
5452
5453         ctxt->mem_read.pos = 0;
5454
5455         /* LOCK prefix is allowed only with some instructions */
5456         if (ctxt->lock_prefix && (!(ctxt->d & Lock) || ctxt->dst.type != OP_MEM)) {
5457                 rc = emulate_ud(ctxt);
5458                 goto done;
5459         }
5460
5461         if ((ctxt->d & SrcMask) == SrcMemFAddr && ctxt->src.type != OP_MEM) {
5462                 rc = emulate_ud(ctxt);
5463                 goto done;
5464         }
5465
5466         emul_flags = ctxt->ops->get_hflags(ctxt);
5467         if (unlikely(ctxt->d &
5468                      (No64|Undefined|Sse|Mmx|Intercept|CheckPerm|Priv|Prot|String))) {
5469                 if ((ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (ctxt->d & No64)) ||
5470                                 (ctxt->d & Undefined)) {
5471                         rc = emulate_ud(ctxt);
5472                         goto done;
5473                 }
5474
5475                 if (((ctxt->d & (Sse|Mmx)) && ((ops->get_cr(ctxt, 0) & X86_CR0_EM)))
5476                     || ((ctxt->d & Sse) && !(ops->get_cr(ctxt, 4) & X86_CR4_OSFXSR))) {
5477                         rc = emulate_ud(ctxt);
5478                         goto done;
5479                 }
5480
5481                 if ((ctxt->d & (Sse|Mmx)) && (ops->get_cr(ctxt, 0) & X86_CR0_TS)) {
5482                         rc = emulate_nm(ctxt);
5483                         goto done;
5484                 }
5485
5486                 if (ctxt->d & Mmx) {
5487                         rc = flush_pending_x87_faults(ctxt);
5488                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5489                                 goto done;
5490                         /*
5491                          * Now that we know the fpu is exception safe, we can fetch
5492                          * operands from it.
5493                          */
5494                         fetch_possible_mmx_operand(ctxt, &ctxt->src);
5495                         fetch_possible_mmx_operand(ctxt, &ctxt->src2);
5496                         if (!(ctxt->d & Mov))
5497                                 fetch_possible_mmx_operand(ctxt, &ctxt->dst);
5498                 }
5499
5500                 if (unlikely(emul_flags & X86EMUL_GUEST_MASK) && ctxt->intercept) {
5501                         rc = emulator_check_intercept(ctxt, ctxt->intercept,
5502                                                       X86_ICPT_PRE_EXCEPT);
5503                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5504                                 goto done;
5505                 }
5506
5507                 /* Instruction can only be executed in protected mode */
5508                 if ((ctxt->d & Prot) && ctxt->mode < X86EMUL_MODE_PROT16) {
5509                         rc = emulate_ud(ctxt);
5510                         goto done;
5511                 }
5512
5513                 /* Privileged instruction can be executed only in CPL=0 */
5514                 if ((ctxt->d & Priv) && ops->cpl(ctxt)) {
5515                         if (ctxt->d & PrivUD)
5516                                 rc = emulate_ud(ctxt);
5517                         else
5518                                 rc = emulate_gp(ctxt, 0);
5519                         goto done;
5520                 }
5521
5522                 /* Do instruction specific permission checks */
5523                 if (ctxt->d & CheckPerm) {
5524                         rc = ctxt->check_perm(ctxt);
5525                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5526                                 goto done;
5527                 }
5528
5529                 if (unlikely(emul_flags & X86EMUL_GUEST_MASK) && (ctxt->d & Intercept)) {
5530                         rc = emulator_check_intercept(ctxt, ctxt->intercept,
5531                                                       X86_ICPT_POST_EXCEPT);
5532                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5533                                 goto done;
5534                 }
5535
5536                 if (ctxt->rep_prefix && (ctxt->d & String)) {
5537                         /* All REP prefixes have the same first termination condition */
5538                         if (address_mask(ctxt, reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX)) == 0) {
5539                                 string_registers_quirk(ctxt);
5540                                 ctxt->eip = ctxt->_eip;
5541                                 ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_RF;
5542                                 goto done;
5543                         }
5544                 }
5545         }
5546
5547         if ((ctxt->src.type == OP_MEM) && !(ctxt->d & NoAccess)) {
5548                 rc = segmented_read(ctxt, ctxt->src.addr.mem,
5549                                     ctxt->src.valptr, ctxt->src.bytes);
5550                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5551                         goto done;
5552                 ctxt->src.orig_val64 = ctxt->src.val64;
5553         }
5554
5555         if (ctxt->src2.type == OP_MEM) {
5556                 rc = segmented_read(ctxt, ctxt->src2.addr.mem,
5557                                     &ctxt->src2.val, ctxt->src2.bytes);
5558                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5559                         goto done;
5560         }
5561
5562         if ((ctxt->d & DstMask) == ImplicitOps)
5563                 goto special_insn;
5564
5565
5566         if ((ctxt->dst.type == OP_MEM) && !(ctxt->d & Mov)) {
5567                 /* optimisation - avoid slow emulated read if Mov */
5568                 rc = segmented_read(ctxt, ctxt->dst.addr.mem,
5569                                    &ctxt->dst.val, ctxt->dst.bytes);
5570                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE) {
5571                         if (!(ctxt->d & NoWrite) &&
5572                             rc == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT &&
5573                             ctxt->exception.vector == PF_VECTOR)
5574                                 ctxt->exception.error_code |= PFERR_WRITE_MASK;
5575                         goto done;
5576                 }
5577         }
5578         /* Copy full 64-bit value for CMPXCHG8B.  */
5579         ctxt->dst.orig_val64 = ctxt->dst.val64;
5580
5581 special_insn:
5582
5583         if (unlikely(emul_flags & X86EMUL_GUEST_MASK) && (ctxt->d & Intercept)) {
5584                 rc = emulator_check_intercept(ctxt, ctxt->intercept,
5585                                               X86_ICPT_POST_MEMACCESS);
5586                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5587                         goto done;
5588         }
5589
5590         if (ctxt->rep_prefix && (ctxt->d & String))
5591                 ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_RF;
5592         else
5593                 ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_RF;
5594
5595         if (ctxt->execute) {
5596                 if (ctxt->d & Fastop) {
5597                         void (*fop)(struct fastop *) = (void *)ctxt->execute;
5598                         rc = fastop(ctxt, fop);
5599                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5600                                 goto done;
5601                         goto writeback;
5602                 }
5603                 rc = ctxt->execute(ctxt);
5604                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5605                         goto done;
5606                 goto writeback;
5607         }
5608
5609         if (ctxt->opcode_len == 2)
5610                 goto twobyte_insn;
5611         else if (ctxt->opcode_len == 3)
5612                 goto threebyte_insn;
5613
5614         switch (ctxt->b) {
5615         case 0x70 ... 0x7f: /* jcc (short) */
5616                 if (test_cc(ctxt->b, ctxt->eflags))
5617                         rc = jmp_rel(ctxt, ctxt->src.val);
5618                 break;
5619         case 0x8d: /* lea r16/r32, m */
5620                 ctxt->dst.val = ctxt->src.addr.mem.ea;
5621                 break;
5622         case 0x90 ... 0x97: /* nop / xchg reg, rax */
5623                 if (ctxt->dst.addr.reg == reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RAX))
5624                         ctxt->dst.type = OP_NONE;
5625                 else
5626                         rc = em_xchg(ctxt);
5627                 break;
5628         case 0x98: /* cbw/cwde/cdqe */
5629                 switch (ctxt->op_bytes) {
5630                 case 2: ctxt->dst.val = (s8)ctxt->dst.val; break;
5631                 case 4: ctxt->dst.val = (s16)ctxt->dst.val; break;
5632                 case 8: ctxt->dst.val = (s32)ctxt->dst.val; break;
5633                 }
5634                 break;
5635         case 0xcc:              /* int3 */
5636                 rc = emulate_int(ctxt, 3);
5637                 break;
5638         case 0xcd:              /* int n */
5639                 rc = emulate_int(ctxt, ctxt->src.val);
5640                 break;
5641         case 0xce:              /* into */
5642                 if (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_OF)
5643                         rc = emulate_int(ctxt, 4);
5644                 break;
5645         case 0xe9: /* jmp rel */
5646         case 0xeb: /* jmp rel short */
5647                 rc = jmp_rel(ctxt, ctxt->src.val);
5648                 ctxt->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
5649                 break;
5650         case 0xf4:              /* hlt */
5651                 ctxt->ops->halt(ctxt);
5652                 break;
5653         case 0xf5:      /* cmc */
5654                 /* complement carry flag from eflags reg */
5655                 ctxt->eflags ^= X86_EFLAGS_CF;
5656                 break;
5657         case 0xf8: /* clc */
5658                 ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_CF;
5659                 break;
5660         case 0xf9: /* stc */
5661                 ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_CF;
5662                 break;
5663         case 0xfc: /* cld */
5664                 ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_DF;
5665                 break;
5666         case 0xfd: /* std */
5667                 ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_DF;
5668                 break;
5669         default:
5670                 goto cannot_emulate;
5671         }
5672
5673         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5674                 goto done;
5675
5676 writeback:
5677         if (ctxt->d & SrcWrite) {
5678                 BUG_ON(ctxt->src.type == OP_MEM || ctxt->src.type == OP_MEM_STR);
5679                 rc = writeback(ctxt, &ctxt->src);
5680                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5681                         goto done;
5682         }
5683         if (!(ctxt->d & NoWrite)) {
5684                 rc = writeback(ctxt, &ctxt->dst);
5685                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5686                         goto done;
5687         }
5688
5689         /*
5690          * restore dst type in case the decoding will be reused
5691          * (happens for string instruction )
5692          */
5693         ctxt->dst.type = saved_dst_type;
5694
5695         if ((ctxt->d & SrcMask) == SrcSI)
5696                 string_addr_inc(ctxt, VCPU_REGS_RSI, &ctxt->src);
5697
5698         if ((ctxt->d & DstMask) == DstDI)
5699                 string_addr_inc(ctxt, VCPU_REGS_RDI, &ctxt->dst);
5700
5701         if (ctxt->rep_prefix && (ctxt->d & String)) {
5702                 unsigned int count;
5703                 struct read_cache *r = &ctxt->io_read;
5704                 if ((ctxt->d & SrcMask) == SrcSI)
5705                         count = ctxt->src.count;
5706                 else
5707                         count = ctxt->dst.count;
5708                 register_address_increment(ctxt, VCPU_REGS_RCX, -count);
5709
5710                 if (!string_insn_completed(ctxt)) {
5711                         /*
5712                          * Re-enter guest when pio read ahead buffer is empty
5713                          * or, if it is not used, after each 1024 iteration.
5714                          */
5715                         if ((r->end != 0 || reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX) & 0x3ff) &&
5716                             (r->end == 0 || r->end != r->pos)) {
5717                                 /*
5718                                  * Reset read cache. Usually happens before
5719                                  * decode, but since instruction is restarted
5720                                  * we have to do it here.
5721                                  */
5722                                 ctxt->mem_read.end = 0;
5723                                 writeback_registers(ctxt);
5724                                 return EMULATION_RESTART;
5725                         }
5726                         goto done; /* skip rip writeback */
5727                 }
5728                 ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_RF;
5729         }
5730
5731         ctxt->eip = ctxt->_eip;
5732
5733 done:
5734         if (rc == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
5735                 WARN_ON(ctxt->exception.vector > 0x1f);
5736                 ctxt->have_exception = true;
5737         }
5738         if (rc == X86EMUL_INTERCEPTED)
5739                 return EMULATION_INTERCEPTED;
5740
5741         if (rc == X86EMUL_CONTINUE)
5742                 writeback_registers(ctxt);
5743
5744         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? EMULATION_FAILED : EMULATION_OK;
5745
5746 twobyte_insn:
5747         switch (ctxt->b) {
5748         case 0x09:              /* wbinvd */
5749                 (ctxt->ops->wbinvd)(ctxt);
5750                 break;
5751         case 0x08:              /* invd */
5752         case 0x0d:              /* GrpP (prefetch) */
5753         case 0x18:              /* Grp16 (prefetch/nop) */
5754         case 0x1f:              /* nop */
5755                 break;
5756         case 0x20: /* mov cr, reg */
5757                 ctxt->dst.val = ops->get_cr(ctxt, ctxt->modrm_reg);
5758                 break;
5759         case 0x21: /* mov from dr to reg */
5760                 ops->get_dr(ctxt, ctxt->modrm_reg, &ctxt->dst.val);
5761                 break;
5762         case 0x40 ... 0x4f:     /* cmov */
5763                 if (test_cc(ctxt->b, ctxt->eflags))
5764                         ctxt->dst.val = ctxt->src.val;
5765                 else if (ctxt->op_bytes != 4)
5766                         ctxt->dst.type = OP_NONE; /* no writeback */
5767                 break;
5768         case 0x80 ... 0x8f: /* jnz rel, etc*/
5769                 if (test_cc(ctxt->b, ctxt->eflags))
5770                         rc = jmp_rel(ctxt, ctxt->src.val);
5771                 break;
5772         case 0x90 ... 0x9f:     /* setcc r/m8 */
5773                 ctxt->dst.val = test_cc(ctxt->b, ctxt->eflags);
5774                 break;
5775         case 0xb6 ... 0xb7:     /* movzx */
5776                 ctxt->dst.bytes = ctxt->op_bytes;
5777                 ctxt->dst.val = (ctxt->src.bytes == 1) ? (u8) ctxt->src.val
5778                                                        : (u16) ctxt->src.val;
5779                 break;
5780         case 0xbe ... 0xbf:     /* movsx */
5781                 ctxt->dst.bytes = ctxt->op_bytes;
5782                 ctxt->dst.val = (ctxt->src.bytes == 1) ? (s8) ctxt->src.val :
5783                                                         (s16) ctxt->src.val;
5784                 break;
5785         default:
5786                 goto cannot_emulate;
5787         }
5788
5789 threebyte_insn:
5790
5791         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5792                 goto done;
5793
5794         goto writeback;
5795
5796 cannot_emulate:
5797         return EMULATION_FAILED;
5798 }
5799
5800 void emulator_invalidate_register_cache(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
5801 {
5802         invalidate_registers(ctxt);
5803 }
5804
5805 void emulator_writeback_register_cache(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
5806 {
5807         writeback_registers(ctxt);
5808 }
5809
5810 bool emulator_can_use_gpa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
5811 {
5812         if (ctxt->rep_prefix && (ctxt->d & String))
5813                 return false;
5814
5815         if (ctxt->d & TwoMemOp)
5816                 return false;
5817
5818         return true;
5819 }