KVM: x86 emulator: fix unlocked CMPXCHG8B emulation
[safe/jmp/linux-2.6] / arch / x86 / kvm / emulate.c
1 /******************************************************************************
2  * emulate.c
3  *
4  * Generic x86 (32-bit and 64-bit) instruction decoder and emulator.
5  *
6  * Copyright (c) 2005 Keir Fraser
7  *
8  * Linux coding style, mod r/m decoder, segment base fixes, real-mode
9  * privileged instructions:
10  *
11  * Copyright (C) 2006 Qumranet
12  *
13  *   Avi Kivity <avi@qumranet.com>
14  *   Yaniv Kamay <yaniv@qumranet.com>
15  *
16  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
17  * the COPYING file in the top-level directory.
18  *
19  * From: xen-unstable 10676:af9809f51f81a3c43f276f00c81a52ef558afda4
20  */
21
22 #ifndef __KERNEL__
23 #include <stdio.h>
24 #include <stdint.h>
25 #include <public/xen.h>
26 #define DPRINTF(_f, _a ...) printf(_f , ## _a)
27 #else
28 #include <linux/kvm_host.h>
29 #include "kvm_cache_regs.h"
30 #define DPRINTF(x...) do {} while (0)
31 #endif
32 #include <linux/module.h>
33 #include <asm/kvm_emulate.h>
34
35 #include "x86.h"
36 #include "tss.h"
37
38 /*
39  * Opcode effective-address decode tables.
40  * Note that we only emulate instructions that have at least one memory
41  * operand (excluding implicit stack references). We assume that stack
42  * references and instruction fetches will never occur in special memory
43  * areas that require emulation. So, for example, 'mov <imm>,<reg>' need
44  * not be handled.
45  */
46
47 /* Operand sizes: 8-bit operands or specified/overridden size. */
48 #define ByteOp      (1<<0)      /* 8-bit operands. */
49 /* Destination operand type. */
50 #define ImplicitOps (1<<1)      /* Implicit in opcode. No generic decode. */
51 #define DstReg      (2<<1)      /* Register operand. */
52 #define DstMem      (3<<1)      /* Memory operand. */
53 #define DstAcc      (4<<1)      /* Destination Accumulator */
54 #define DstDI       (5<<1)      /* Destination is in ES:(E)DI */
55 #define DstMem64    (6<<1)      /* 64bit memory operand */
56 #define DstMask     (7<<1)
57 /* Source operand type. */
58 #define SrcNone     (0<<4)      /* No source operand. */
59 #define SrcImplicit (0<<4)      /* Source operand is implicit in the opcode. */
60 #define SrcReg      (1<<4)      /* Register operand. */
61 #define SrcMem      (2<<4)      /* Memory operand. */
62 #define SrcMem16    (3<<4)      /* Memory operand (16-bit). */
63 #define SrcMem32    (4<<4)      /* Memory operand (32-bit). */
64 #define SrcImm      (5<<4)      /* Immediate operand. */
65 #define SrcImmByte  (6<<4)      /* 8-bit sign-extended immediate operand. */
66 #define SrcOne      (7<<4)      /* Implied '1' */
67 #define SrcImmUByte (8<<4)      /* 8-bit unsigned immediate operand. */
68 #define SrcImmU     (9<<4)      /* Immediate operand, unsigned */
69 #define SrcSI       (0xa<<4)    /* Source is in the DS:RSI */
70 #define SrcMask     (0xf<<4)
71 /* Generic ModRM decode. */
72 #define ModRM       (1<<8)
73 /* Destination is only written; never read. */
74 #define Mov         (1<<9)
75 #define BitOp       (1<<10)
76 #define MemAbs      (1<<11)      /* Memory operand is absolute displacement */
77 #define String      (1<<12)     /* String instruction (rep capable) */
78 #define Stack       (1<<13)     /* Stack instruction (push/pop) */
79 #define Group       (1<<14)     /* Bits 3:5 of modrm byte extend opcode */
80 #define GroupDual   (1<<15)     /* Alternate decoding of mod == 3 */
81 #define GroupMask   0xff        /* Group number stored in bits 0:7 */
82 /* Misc flags */
83 #define Lock        (1<<26) /* lock prefix is allowed for the instruction */
84 #define Priv        (1<<27) /* instruction generates #GP if current CPL != 0 */
85 #define No64        (1<<28)
86 /* Source 2 operand type */
87 #define Src2None    (0<<29)
88 #define Src2CL      (1<<29)
89 #define Src2ImmByte (2<<29)
90 #define Src2One     (3<<29)
91 #define Src2Imm16   (4<<29)
92 #define Src2Mem16   (5<<29) /* Used for Ep encoding. First argument has to be
93                                in memory and second argument is located
94                                immediately after the first one in memory. */
95 #define Src2Mask    (7<<29)
96
97 enum {
98         Group1_80, Group1_81, Group1_82, Group1_83,
99         Group1A, Group3_Byte, Group3, Group4, Group5, Group7,
100         Group8, Group9,
101 };
102
103 static u32 opcode_table[256] = {
104         /* 0x00 - 0x07 */
105         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
106         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
107         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
108         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
109         /* 0x08 - 0x0F */
110         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
111         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
112         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
113         ImplicitOps | Stack | No64, 0,
114         /* 0x10 - 0x17 */
115         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
116         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
117         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
118         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
119         /* 0x18 - 0x1F */
120         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
121         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
122         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
123         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
124         /* 0x20 - 0x27 */
125         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
126         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
127         DstAcc | SrcImmByte, DstAcc | SrcImm, 0, 0,
128         /* 0x28 - 0x2F */
129         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
130         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
131         0, 0, 0, 0,
132         /* 0x30 - 0x37 */
133         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
134         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
135         0, 0, 0, 0,
136         /* 0x38 - 0x3F */
137         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
138         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
139         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
140         0, 0,
141         /* 0x40 - 0x47 */
142         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
143         /* 0x48 - 0x4F */
144         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
145         /* 0x50 - 0x57 */
146         SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack,
147         SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack,
148         /* 0x58 - 0x5F */
149         DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack,
150         DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack,
151         /* 0x60 - 0x67 */
152         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
153         0, DstReg | SrcMem32 | ModRM | Mov /* movsxd (x86/64) */ ,
154         0, 0, 0, 0,
155         /* 0x68 - 0x6F */
156         SrcImm | Mov | Stack, 0, SrcImmByte | Mov | Stack, 0,
157         DstDI | ByteOp | Mov | String, DstDI | Mov | String, /* insb, insw/insd */
158         SrcSI | ByteOp | ImplicitOps | String, SrcSI | ImplicitOps | String, /* outsb, outsw/outsd */
159         /* 0x70 - 0x77 */
160         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
161         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
162         /* 0x78 - 0x7F */
163         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
164         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
165         /* 0x80 - 0x87 */
166         Group | Group1_80, Group | Group1_81,
167         Group | Group1_82, Group | Group1_83,
168         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
169         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
170         /* 0x88 - 0x8F */
171         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov,
172         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
173         DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, ModRM | DstReg,
174         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, Group | Group1A,
175         /* 0x90 - 0x97 */
176         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
177         /* 0x98 - 0x9F */
178         0, 0, SrcImm | Src2Imm16 | No64, 0,
179         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack, 0, 0,
180         /* 0xA0 - 0xA7 */
181         ByteOp | DstReg | SrcMem | Mov | MemAbs, DstReg | SrcMem | Mov | MemAbs,
182         ByteOp | DstMem | SrcReg | Mov | MemAbs, DstMem | SrcReg | Mov | MemAbs,
183         ByteOp | SrcSI | DstDI | Mov | String, SrcSI | DstDI | Mov | String,
184         ByteOp | SrcSI | DstDI | String, SrcSI | DstDI | String,
185         /* 0xA8 - 0xAF */
186         0, 0, ByteOp | DstDI | Mov | String, DstDI | Mov | String,
187         ByteOp | SrcSI | DstAcc | Mov | String, SrcSI | DstAcc | Mov | String,
188         ByteOp | DstDI | String, DstDI | String,
189         /* 0xB0 - 0xB7 */
190         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
191         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
192         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
193         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
194         /* 0xB8 - 0xBF */
195         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
196         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
197         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
198         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
199         /* 0xC0 - 0xC7 */
200         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
201         0, ImplicitOps | Stack, 0, 0,
202         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Mov, DstMem | SrcImm | ModRM | Mov,
203         /* 0xC8 - 0xCF */
204         0, 0, 0, ImplicitOps | Stack,
205         ImplicitOps, SrcImmByte, ImplicitOps | No64, ImplicitOps,
206         /* 0xD0 - 0xD7 */
207         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
208         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
209         0, 0, 0, 0,
210         /* 0xD8 - 0xDF */
211         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
212         /* 0xE0 - 0xE7 */
213         0, 0, 0, 0,
214         ByteOp | SrcImmUByte | DstAcc, SrcImmUByte | DstAcc,
215         ByteOp | SrcImmUByte | DstAcc, SrcImmUByte | DstAcc,
216         /* 0xE8 - 0xEF */
217         SrcImm | Stack, SrcImm | ImplicitOps,
218         SrcImmU | Src2Imm16 | No64, SrcImmByte | ImplicitOps,
219         SrcNone | ByteOp | DstAcc, SrcNone | DstAcc,
220         SrcNone | ByteOp | DstAcc, SrcNone | DstAcc,
221         /* 0xF0 - 0xF7 */
222         0, 0, 0, 0,
223         ImplicitOps | Priv, ImplicitOps, Group | Group3_Byte, Group | Group3,
224         /* 0xF8 - 0xFF */
225         ImplicitOps, 0, ImplicitOps, ImplicitOps,
226         ImplicitOps, ImplicitOps, Group | Group4, Group | Group5,
227 };
228
229 static u32 twobyte_table[256] = {
230         /* 0x00 - 0x0F */
231         0, Group | GroupDual | Group7, 0, 0,
232         0, ImplicitOps, ImplicitOps | Priv, 0,
233         ImplicitOps | Priv, ImplicitOps | Priv, 0, 0,
234         0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0,
235         /* 0x10 - 0x1F */
236         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
237         /* 0x20 - 0x2F */
238         ModRM | ImplicitOps | Priv, ModRM | Priv,
239         ModRM | ImplicitOps | Priv, ModRM | Priv,
240         0, 0, 0, 0,
241         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
242         /* 0x30 - 0x3F */
243         ImplicitOps | Priv, 0, ImplicitOps | Priv, 0,
244         ImplicitOps, ImplicitOps | Priv, 0, 0,
245         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
246         /* 0x40 - 0x47 */
247         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
248         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
249         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
250         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
251         /* 0x48 - 0x4F */
252         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
253         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
254         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
255         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
256         /* 0x50 - 0x5F */
257         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
258         /* 0x60 - 0x6F */
259         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
260         /* 0x70 - 0x7F */
261         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
262         /* 0x80 - 0x8F */
263         SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm,
264         SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm,
265         /* 0x90 - 0x9F */
266         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
267         /* 0xA0 - 0xA7 */
268         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack,
269         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
270         DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM,
271         DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM, 0, 0,
272         /* 0xA8 - 0xAF */
273         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack,
274         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock,
275         DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM,
276         DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM,
277         ModRM, 0,
278         /* 0xB0 - 0xB7 */
279         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
280         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock,
281         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
282             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
283         /* 0xB8 - 0xBF */
284         0, 0,
285         Group | Group8, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock,
286         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
287             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
288         /* 0xC0 - 0xCF */
289         0, 0, 0, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov,
290         0, 0, 0, Group | GroupDual | Group9,
291         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
292         /* 0xD0 - 0xDF */
293         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
294         /* 0xE0 - 0xEF */
295         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
296         /* 0xF0 - 0xFF */
297         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
298 };
299
300 static u32 group_table[] = {
301         [Group1_80*8] =
302         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
303         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
304         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
305         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
306         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
307         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
308         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
309         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
310         [Group1_81*8] =
311         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
312         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
313         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
314         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
315         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
316         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
317         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
318         DstMem | SrcImm | ModRM,
319         [Group1_82*8] =
320         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
321         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
322         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
323         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
324         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
325         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
326         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
327         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64,
328         [Group1_83*8] =
329         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
330         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
331         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
332         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
333         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
334         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
335         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
336         DstMem | SrcImmByte | ModRM,
337         [Group1A*8] =
338         DstMem | SrcNone | ModRM | Mov | Stack, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
339         [Group3_Byte*8] =
340         ByteOp | SrcImm | DstMem | ModRM, 0,
341         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM,
342         0, 0, 0, 0,
343         [Group3*8] =
344         DstMem | SrcImm | ModRM, 0,
345         DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
346         0, 0, 0, 0,
347         [Group4*8] =
348         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM,
349         0, 0, 0, 0, 0, 0,
350         [Group5*8] =
351         DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
352         SrcMem | ModRM | Stack, 0,
353         SrcMem | ModRM | Stack, SrcMem | ModRM | Src2Mem16 | ImplicitOps,
354         SrcMem | ModRM | Stack, 0,
355         [Group7*8] =
356         0, 0, ModRM | SrcMem | Priv, ModRM | SrcMem | Priv,
357         SrcNone | ModRM | DstMem | Mov, 0,
358         SrcMem16 | ModRM | Mov | Priv, SrcMem | ModRM | ByteOp | Priv,
359         [Group8*8] =
360         0, 0, 0, 0,
361         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
362         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock, DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
363         [Group9*8] =
364         0, DstMem64 | ModRM | Lock, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
365 };
366
367 static u32 group2_table[] = {
368         [Group7*8] =
369         SrcNone | ModRM | Priv, 0, 0, SrcNone | ModRM | Priv,
370         SrcNone | ModRM | DstMem | Mov, 0,
371         SrcMem16 | ModRM | Mov | Priv, 0,
372         [Group9*8] =
373         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
374 };
375
376 /* EFLAGS bit definitions. */
377 #define EFLG_ID (1<<21)
378 #define EFLG_VIP (1<<20)
379 #define EFLG_VIF (1<<19)
380 #define EFLG_AC (1<<18)
381 #define EFLG_VM (1<<17)
382 #define EFLG_RF (1<<16)
383 #define EFLG_IOPL (3<<12)
384 #define EFLG_NT (1<<14)
385 #define EFLG_OF (1<<11)
386 #define EFLG_DF (1<<10)
387 #define EFLG_IF (1<<9)
388 #define EFLG_TF (1<<8)
389 #define EFLG_SF (1<<7)
390 #define EFLG_ZF (1<<6)
391 #define EFLG_AF (1<<4)
392 #define EFLG_PF (1<<2)
393 #define EFLG_CF (1<<0)
394
395 /*
396  * Instruction emulation:
397  * Most instructions are emulated directly via a fragment of inline assembly
398  * code. This allows us to save/restore EFLAGS and thus very easily pick up
399  * any modified flags.
400  */
401
402 #if defined(CONFIG_X86_64)
403 #define _LO32 "k"               /* force 32-bit operand */
404 #define _STK  "%%rsp"           /* stack pointer */
405 #elif defined(__i386__)
406 #define _LO32 ""                /* force 32-bit operand */
407 #define _STK  "%%esp"           /* stack pointer */
408 #endif
409
410 /*
411  * These EFLAGS bits are restored from saved value during emulation, and
412  * any changes are written back to the saved value after emulation.
413  */
414 #define EFLAGS_MASK (EFLG_OF|EFLG_SF|EFLG_ZF|EFLG_AF|EFLG_PF|EFLG_CF)
415
416 /* Before executing instruction: restore necessary bits in EFLAGS. */
417 #define _PRE_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp)                                   \
418         /* EFLAGS = (_sav & _msk) | (EFLAGS & ~_msk); _sav &= ~_msk; */ \
419         "movl %"_sav",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
420         "push %"_tmp"; "                                                \
421         "push %"_tmp"; "                                                \
422         "movl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
423         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
424         "pushf; "                                                       \
425         "notl %"_LO32 _tmp"; "                                          \
426         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
427         "andl %"_LO32 _tmp","__stringify(BITS_PER_LONG/4)"("_STK"); "   \
428         "pop  %"_tmp"; "                                                \
429         "orl  %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
430         "popf; "                                                        \
431         "pop  %"_sav"; "
432
433 /* After executing instruction: write-back necessary bits in EFLAGS. */
434 #define _POST_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp) \
435         /* _sav |= EFLAGS & _msk; */            \
436         "pushf; "                               \
437         "pop  %"_tmp"; "                        \
438         "andl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "          \
439         "orl  %"_LO32 _tmp",%"_sav"; "
440
441 #ifdef CONFIG_X86_64
442 #define ON64(x) x
443 #else
444 #define ON64(x)
445 #endif
446
447 #define ____emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags, _x, _y, _suffix)      \
448         do {                                                            \
449                 __asm__ __volatile__ (                                  \
450                         _PRE_EFLAGS("0", "4", "2")                      \
451                         _op _suffix " %"_x"3,%1; "                      \
452                         _POST_EFLAGS("0", "4", "2")                     \
453                         : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),            \
454                           "=&r" (_tmp)                                  \
455                         : _y ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK));          \
456         } while (0)
457
458
459 /* Raw emulation: instruction has two explicit operands. */
460 #define __emulate_2op_nobyte(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
461         do {                                                            \
462                 unsigned long _tmp;                                     \
463                                                                         \
464                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
465                 case 2:                                                 \
466                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,"w"); \
467                         break;                                          \
468                 case 4:                                                 \
469                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_lx,_ly,"l"); \
470                         break;                                          \
471                 case 8:                                                 \
472                         ON64(____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_qx,_qy,"q")); \
473                         break;                                          \
474                 }                                                       \
475         } while (0)
476
477 #define __emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
478         do {                                                                 \
479                 unsigned long _tmp;                                          \
480                 switch ((_dst).bytes) {                                      \
481                 case 1:                                                      \
482                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,"b");  \
483                         break;                                               \
484                 default:                                                     \
485                         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,       \
486                                              _wx, _wy, _lx, _ly, _qx, _qy);  \
487                         break;                                               \
488                 }                                                            \
489         } while (0)
490
491 /* Source operand is byte-sized and may be restricted to just %cl. */
492 #define emulate_2op_SrcB(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
493         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
494                       "b", "c", "b", "c", "b", "c", "b", "c")
495
496 /* Source operand is byte, word, long or quad sized. */
497 #define emulate_2op_SrcV(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
498         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
499                       "b", "q", "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
500
501 /* Source operand is word, long or quad sized. */
502 #define emulate_2op_SrcV_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags)               \
503         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,                  \
504                              "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
505
506 /* Instruction has three operands and one operand is stored in ECX register */
507 #define __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags, _suffix, _type)         \
508         do {                                                                    \
509                 unsigned long _tmp;                                             \
510                 _type _clv  = (_cl).val;                                        \
511                 _type _srcv = (_src).val;                                       \
512                 _type _dstv = (_dst).val;                                       \
513                                                                                 \
514                 __asm__ __volatile__ (                                          \
515                         _PRE_EFLAGS("0", "5", "2")                              \
516                         _op _suffix " %4,%1 \n"                                 \
517                         _POST_EFLAGS("0", "5", "2")                             \
518                         : "=m" (_eflags), "+r" (_dstv), "=&r" (_tmp)            \
519                         : "c" (_clv) , "r" (_srcv), "i" (EFLAGS_MASK)           \
520                         );                                                      \
521                                                                                 \
522                 (_cl).val  = (unsigned long) _clv;                              \
523                 (_src).val = (unsigned long) _srcv;                             \
524                 (_dst).val = (unsigned long) _dstv;                             \
525         } while (0)
526
527 #define emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags)                           \
528         do {                                                                    \
529                 switch ((_dst).bytes) {                                         \
530                 case 2:                                                         \
531                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
532                                                 "w", unsigned short);           \
533                         break;                                                  \
534                 case 4:                                                         \
535                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
536                                                 "l", unsigned int);             \
537                         break;                                                  \
538                 case 8:                                                         \
539                         ON64(__emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,    \
540                                                 "q", unsigned long));           \
541                         break;                                                  \
542                 }                                                               \
543         } while (0)
544
545 #define __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, _suffix)                      \
546         do {                                                            \
547                 unsigned long _tmp;                                     \
548                                                                         \
549                 __asm__ __volatile__ (                                  \
550                         _PRE_EFLAGS("0", "3", "2")                      \
551                         _op _suffix " %1; "                             \
552                         _POST_EFLAGS("0", "3", "2")                     \
553                         : "=m" (_eflags), "+m" ((_dst).val),            \
554                           "=&r" (_tmp)                                  \
555                         : "i" (EFLAGS_MASK));                           \
556         } while (0)
557
558 /* Instruction has only one explicit operand (no source operand). */
559 #define emulate_1op(_op, _dst, _eflags)                                    \
560         do {                                                            \
561                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
562                 case 1: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "b"); break;  \
563                 case 2: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "w"); break;  \
564                 case 4: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "l"); break;  \
565                 case 8: ON64(__emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "q")); break; \
566                 }                                                       \
567         } while (0)
568
569 /* Fetch next part of the instruction being emulated. */
570 #define insn_fetch(_type, _size, _eip)                                  \
571 ({      unsigned long _x;                                               \
572         rc = do_insn_fetch(ctxt, ops, (_eip), &_x, (_size));            \
573         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)                                     \
574                 goto done;                                              \
575         (_eip) += (_size);                                              \
576         (_type)_x;                                                      \
577 })
578
579 static inline unsigned long ad_mask(struct decode_cache *c)
580 {
581         return (1UL << (c->ad_bytes << 3)) - 1;
582 }
583
584 /* Access/update address held in a register, based on addressing mode. */
585 static inline unsigned long
586 address_mask(struct decode_cache *c, unsigned long reg)
587 {
588         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
589                 return reg;
590         else
591                 return reg & ad_mask(c);
592 }
593
594 static inline unsigned long
595 register_address(struct decode_cache *c, unsigned long base, unsigned long reg)
596 {
597         return base + address_mask(c, reg);
598 }
599
600 static inline void
601 register_address_increment(struct decode_cache *c, unsigned long *reg, int inc)
602 {
603         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
604                 *reg += inc;
605         else
606                 *reg = (*reg & ~ad_mask(c)) | ((*reg + inc) & ad_mask(c));
607 }
608
609 static inline void jmp_rel(struct decode_cache *c, int rel)
610 {
611         register_address_increment(c, &c->eip, rel);
612 }
613
614 static void set_seg_override(struct decode_cache *c, int seg)
615 {
616         c->has_seg_override = true;
617         c->seg_override = seg;
618 }
619
620 static unsigned long seg_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
621 {
622         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && seg < VCPU_SREG_FS)
623                 return 0;
624
625         return kvm_x86_ops->get_segment_base(ctxt->vcpu, seg);
626 }
627
628 static unsigned long seg_override_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
629                                        struct decode_cache *c)
630 {
631         if (!c->has_seg_override)
632                 return 0;
633
634         return seg_base(ctxt, c->seg_override);
635 }
636
637 static unsigned long es_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
638 {
639         return seg_base(ctxt, VCPU_SREG_ES);
640 }
641
642 static unsigned long ss_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
643 {
644         return seg_base(ctxt, VCPU_SREG_SS);
645 }
646
647 static int do_fetch_insn_byte(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
648                               struct x86_emulate_ops *ops,
649                               unsigned long linear, u8 *dest)
650 {
651         struct fetch_cache *fc = &ctxt->decode.fetch;
652         int rc;
653         int size;
654
655         if (linear < fc->start || linear >= fc->end) {
656                 size = min(15UL, PAGE_SIZE - offset_in_page(linear));
657                 rc = ops->fetch(linear, fc->data, size, ctxt->vcpu, NULL);
658                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
659                         return rc;
660                 fc->start = linear;
661                 fc->end = linear + size;
662         }
663         *dest = fc->data[linear - fc->start];
664         return X86EMUL_CONTINUE;
665 }
666
667 static int do_insn_fetch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
668                          struct x86_emulate_ops *ops,
669                          unsigned long eip, void *dest, unsigned size)
670 {
671         int rc;
672
673         /* x86 instructions are limited to 15 bytes. */
674         if (eip + size - ctxt->eip > 15)
675                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
676         eip += ctxt->cs_base;
677         while (size--) {
678                 rc = do_fetch_insn_byte(ctxt, ops, eip++, dest++);
679                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
680                         return rc;
681         }
682         return X86EMUL_CONTINUE;
683 }
684
685 /*
686  * Given the 'reg' portion of a ModRM byte, and a register block, return a
687  * pointer into the block that addresses the relevant register.
688  * @highbyte_regs specifies whether to decode AH,CH,DH,BH.
689  */
690 static void *decode_register(u8 modrm_reg, unsigned long *regs,
691                              int highbyte_regs)
692 {
693         void *p;
694
695         p = &regs[modrm_reg];
696         if (highbyte_regs && modrm_reg >= 4 && modrm_reg < 8)
697                 p = (unsigned char *)&regs[modrm_reg & 3] + 1;
698         return p;
699 }
700
701 static int read_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
702                            struct x86_emulate_ops *ops,
703                            void *ptr,
704                            u16 *size, unsigned long *address, int op_bytes)
705 {
706         int rc;
707
708         if (op_bytes == 2)
709                 op_bytes = 3;
710         *address = 0;
711         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr, (unsigned long *)size, 2,
712                            ctxt->vcpu, NULL);
713         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
714                 return rc;
715         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr + 2, address, op_bytes,
716                            ctxt->vcpu, NULL);
717         return rc;
718 }
719
720 static int test_cc(unsigned int condition, unsigned int flags)
721 {
722         int rc = 0;
723
724         switch ((condition & 15) >> 1) {
725         case 0: /* o */
726                 rc |= (flags & EFLG_OF);
727                 break;
728         case 1: /* b/c/nae */
729                 rc |= (flags & EFLG_CF);
730                 break;
731         case 2: /* z/e */
732                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
733                 break;
734         case 3: /* be/na */
735                 rc |= (flags & (EFLG_CF|EFLG_ZF));
736                 break;
737         case 4: /* s */
738                 rc |= (flags & EFLG_SF);
739                 break;
740         case 5: /* p/pe */
741                 rc |= (flags & EFLG_PF);
742                 break;
743         case 7: /* le/ng */
744                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
745                 /* fall through */
746         case 6: /* l/nge */
747                 rc |= (!(flags & EFLG_SF) != !(flags & EFLG_OF));
748                 break;
749         }
750
751         /* Odd condition identifiers (lsb == 1) have inverted sense. */
752         return (!!rc ^ (condition & 1));
753 }
754
755 static void decode_register_operand(struct operand *op,
756                                     struct decode_cache *c,
757                                     int inhibit_bytereg)
758 {
759         unsigned reg = c->modrm_reg;
760         int highbyte_regs = c->rex_prefix == 0;
761
762         if (!(c->d & ModRM))
763                 reg = (c->b & 7) | ((c->rex_prefix & 1) << 3);
764         op->type = OP_REG;
765         if ((c->d & ByteOp) && !inhibit_bytereg) {
766                 op->ptr = decode_register(reg, c->regs, highbyte_regs);
767                 op->val = *(u8 *)op->ptr;
768                 op->bytes = 1;
769         } else {
770                 op->ptr = decode_register(reg, c->regs, 0);
771                 op->bytes = c->op_bytes;
772                 switch (op->bytes) {
773                 case 2:
774                         op->val = *(u16 *)op->ptr;
775                         break;
776                 case 4:
777                         op->val = *(u32 *)op->ptr;
778                         break;
779                 case 8:
780                         op->val = *(u64 *) op->ptr;
781                         break;
782                 }
783         }
784         op->orig_val = op->val;
785 }
786
787 static int decode_modrm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
788                         struct x86_emulate_ops *ops)
789 {
790         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
791         u8 sib;
792         int index_reg = 0, base_reg = 0, scale;
793         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
794
795         if (c->rex_prefix) {
796                 c->modrm_reg = (c->rex_prefix & 4) << 1;        /* REX.R */
797                 index_reg = (c->rex_prefix & 2) << 2; /* REX.X */
798                 c->modrm_rm = base_reg = (c->rex_prefix & 1) << 3; /* REG.B */
799         }
800
801         c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
802         c->modrm_mod |= (c->modrm & 0xc0) >> 6;
803         c->modrm_reg |= (c->modrm & 0x38) >> 3;
804         c->modrm_rm |= (c->modrm & 0x07);
805         c->modrm_ea = 0;
806         c->use_modrm_ea = 1;
807
808         if (c->modrm_mod == 3) {
809                 c->modrm_ptr = decode_register(c->modrm_rm,
810                                                c->regs, c->d & ByteOp);
811                 c->modrm_val = *(unsigned long *)c->modrm_ptr;
812                 return rc;
813         }
814
815         if (c->ad_bytes == 2) {
816                 unsigned bx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
817                 unsigned bp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
818                 unsigned si = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
819                 unsigned di = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
820
821                 /* 16-bit ModR/M decode. */
822                 switch (c->modrm_mod) {
823                 case 0:
824                         if (c->modrm_rm == 6)
825                                 c->modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
826                         break;
827                 case 1:
828                         c->modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
829                         break;
830                 case 2:
831                         c->modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
832                         break;
833                 }
834                 switch (c->modrm_rm) {
835                 case 0:
836                         c->modrm_ea += bx + si;
837                         break;
838                 case 1:
839                         c->modrm_ea += bx + di;
840                         break;
841                 case 2:
842                         c->modrm_ea += bp + si;
843                         break;
844                 case 3:
845                         c->modrm_ea += bp + di;
846                         break;
847                 case 4:
848                         c->modrm_ea += si;
849                         break;
850                 case 5:
851                         c->modrm_ea += di;
852                         break;
853                 case 6:
854                         if (c->modrm_mod != 0)
855                                 c->modrm_ea += bp;
856                         break;
857                 case 7:
858                         c->modrm_ea += bx;
859                         break;
860                 }
861                 if (c->modrm_rm == 2 || c->modrm_rm == 3 ||
862                     (c->modrm_rm == 6 && c->modrm_mod != 0))
863                         if (!c->has_seg_override)
864                                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_SS);
865                 c->modrm_ea = (u16)c->modrm_ea;
866         } else {
867                 /* 32/64-bit ModR/M decode. */
868                 if ((c->modrm_rm & 7) == 4) {
869                         sib = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
870                         index_reg |= (sib >> 3) & 7;
871                         base_reg |= sib & 7;
872                         scale = sib >> 6;
873
874                         if ((base_reg & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0)
875                                 c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
876                         else
877                                 c->modrm_ea += c->regs[base_reg];
878                         if (index_reg != 4)
879                                 c->modrm_ea += c->regs[index_reg] << scale;
880                 } else if ((c->modrm_rm & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0) {
881                         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
882                                 c->rip_relative = 1;
883                 } else
884                         c->modrm_ea += c->regs[c->modrm_rm];
885                 switch (c->modrm_mod) {
886                 case 0:
887                         if (c->modrm_rm == 5)
888                                 c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
889                         break;
890                 case 1:
891                         c->modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
892                         break;
893                 case 2:
894                         c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
895                         break;
896                 }
897         }
898 done:
899         return rc;
900 }
901
902 static int decode_abs(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
903                       struct x86_emulate_ops *ops)
904 {
905         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
906         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
907
908         switch (c->ad_bytes) {
909         case 2:
910                 c->modrm_ea = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
911                 break;
912         case 4:
913                 c->modrm_ea = insn_fetch(u32, 4, c->eip);
914                 break;
915         case 8:
916                 c->modrm_ea = insn_fetch(u64, 8, c->eip);
917                 break;
918         }
919 done:
920         return rc;
921 }
922
923 int
924 x86_decode_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
925 {
926         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
927         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
928         int mode = ctxt->mode;
929         int def_op_bytes, def_ad_bytes, group;
930
931
932         /* we cannot decode insn before we complete previous rep insn */
933         WARN_ON(ctxt->restart);
934
935         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation. */
936         memset(c, 0, sizeof(struct decode_cache));
937         c->eip = ctxt->eip;
938         ctxt->cs_base = seg_base(ctxt, VCPU_SREG_CS);
939         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
940
941         switch (mode) {
942         case X86EMUL_MODE_REAL:
943         case X86EMUL_MODE_VM86:
944         case X86EMUL_MODE_PROT16:
945                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 2;
946                 break;
947         case X86EMUL_MODE_PROT32:
948                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 4;
949                 break;
950 #ifdef CONFIG_X86_64
951         case X86EMUL_MODE_PROT64:
952                 def_op_bytes = 4;
953                 def_ad_bytes = 8;
954                 break;
955 #endif
956         default:
957                 return -1;
958         }
959
960         c->op_bytes = def_op_bytes;
961         c->ad_bytes = def_ad_bytes;
962
963         /* Legacy prefixes. */
964         for (;;) {
965                 switch (c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip)) {
966                 case 0x66:      /* operand-size override */
967                         /* switch between 2/4 bytes */
968                         c->op_bytes = def_op_bytes ^ 6;
969                         break;
970                 case 0x67:      /* address-size override */
971                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
972                                 /* switch between 4/8 bytes */
973                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 12;
974                         else
975                                 /* switch between 2/4 bytes */
976                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 6;
977                         break;
978                 case 0x26:      /* ES override */
979                 case 0x2e:      /* CS override */
980                 case 0x36:      /* SS override */
981                 case 0x3e:      /* DS override */
982                         set_seg_override(c, (c->b >> 3) & 3);
983                         break;
984                 case 0x64:      /* FS override */
985                 case 0x65:      /* GS override */
986                         set_seg_override(c, c->b & 7);
987                         break;
988                 case 0x40 ... 0x4f: /* REX */
989                         if (mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
990                                 goto done_prefixes;
991                         c->rex_prefix = c->b;
992                         continue;
993                 case 0xf0:      /* LOCK */
994                         c->lock_prefix = 1;
995                         break;
996                 case 0xf2:      /* REPNE/REPNZ */
997                         c->rep_prefix = REPNE_PREFIX;
998                         break;
999                 case 0xf3:      /* REP/REPE/REPZ */
1000                         c->rep_prefix = REPE_PREFIX;
1001                         break;
1002                 default:
1003                         goto done_prefixes;
1004                 }
1005
1006                 /* Any legacy prefix after a REX prefix nullifies its effect. */
1007
1008                 c->rex_prefix = 0;
1009         }
1010
1011 done_prefixes:
1012
1013         /* REX prefix. */
1014         if (c->rex_prefix)
1015                 if (c->rex_prefix & 8)
1016                         c->op_bytes = 8;        /* REX.W */
1017
1018         /* Opcode byte(s). */
1019         c->d = opcode_table[c->b];
1020         if (c->d == 0) {
1021                 /* Two-byte opcode? */
1022                 if (c->b == 0x0f) {
1023                         c->twobyte = 1;
1024                         c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1025                         c->d = twobyte_table[c->b];
1026                 }
1027         }
1028
1029         if (c->d & Group) {
1030                 group = c->d & GroupMask;
1031                 c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1032                 --c->eip;
1033
1034                 group = (group << 3) + ((c->modrm >> 3) & 7);
1035                 if ((c->d & GroupDual) && (c->modrm >> 6) == 3)
1036                         c->d = group2_table[group];
1037                 else
1038                         c->d = group_table[group];
1039         }
1040
1041         /* Unrecognised? */
1042         if (c->d == 0) {
1043                 DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
1044                 return -1;
1045         }
1046
1047         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & Stack))
1048                 c->op_bytes = 8;
1049
1050         /* ModRM and SIB bytes. */
1051         if (c->d & ModRM)
1052                 rc = decode_modrm(ctxt, ops);
1053         else if (c->d & MemAbs)
1054                 rc = decode_abs(ctxt, ops);
1055         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1056                 goto done;
1057
1058         if (!c->has_seg_override)
1059                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_DS);
1060
1061         if (!(!c->twobyte && c->b == 0x8d))
1062                 c->modrm_ea += seg_override_base(ctxt, c);
1063
1064         if (c->ad_bytes != 8)
1065                 c->modrm_ea = (u32)c->modrm_ea;
1066
1067         if (c->rip_relative)
1068                 c->modrm_ea += c->eip;
1069
1070         /*
1071          * Decode and fetch the source operand: register, memory
1072          * or immediate.
1073          */
1074         switch (c->d & SrcMask) {
1075         case SrcNone:
1076                 break;
1077         case SrcReg:
1078                 decode_register_operand(&c->src, c, 0);
1079                 break;
1080         case SrcMem16:
1081                 c->src.bytes = 2;
1082                 goto srcmem_common;
1083         case SrcMem32:
1084                 c->src.bytes = 4;
1085                 goto srcmem_common;
1086         case SrcMem:
1087                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 :
1088                                                            c->op_bytes;
1089                 /* Don't fetch the address for invlpg: it could be unmapped. */
1090                 if (c->twobyte && c->b == 0x01 && c->modrm_reg == 7)
1091                         break;
1092         srcmem_common:
1093                 /*
1094                  * For instructions with a ModR/M byte, switch to register
1095                  * access if Mod = 3.
1096                  */
1097                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1098                         c->src.type = OP_REG;
1099                         c->src.val = c->modrm_val;
1100                         c->src.ptr = c->modrm_ptr;
1101                         break;
1102                 }
1103                 c->src.type = OP_MEM;
1104                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->modrm_ea;
1105                 c->src.val = 0;
1106                 break;
1107         case SrcImm:
1108         case SrcImmU:
1109                 c->src.type = OP_IMM;
1110                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1111                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1112                 if (c->src.bytes == 8)
1113                         c->src.bytes = 4;
1114                 /* NB. Immediates are sign-extended as necessary. */
1115                 switch (c->src.bytes) {
1116                 case 1:
1117                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1118                         break;
1119                 case 2:
1120                         c->src.val = insn_fetch(s16, 2, c->eip);
1121                         break;
1122                 case 4:
1123                         c->src.val = insn_fetch(s32, 4, c->eip);
1124                         break;
1125                 }
1126                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmU) {
1127                         switch (c->src.bytes) {
1128                         case 1:
1129                                 c->src.val &= 0xff;
1130                                 break;
1131                         case 2:
1132                                 c->src.val &= 0xffff;
1133                                 break;
1134                         case 4:
1135                                 c->src.val &= 0xffffffff;
1136                                 break;
1137                         }
1138                 }
1139                 break;
1140         case SrcImmByte:
1141         case SrcImmUByte:
1142                 c->src.type = OP_IMM;
1143                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1144                 c->src.bytes = 1;
1145                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmByte)
1146                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1147                 else
1148                         c->src.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1149                 break;
1150         case SrcOne:
1151                 c->src.bytes = 1;
1152                 c->src.val = 1;
1153                 break;
1154         case SrcSI:
1155                 c->src.type = OP_MEM;
1156                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1157                 c->src.ptr = (unsigned long *)
1158                         register_address(c,  seg_override_base(ctxt, c),
1159                                          c->regs[VCPU_REGS_RSI]);
1160                 c->src.val = 0;
1161                 break;
1162         }
1163
1164         /*
1165          * Decode and fetch the second source operand: register, memory
1166          * or immediate.
1167          */
1168         switch (c->d & Src2Mask) {
1169         case Src2None:
1170                 break;
1171         case Src2CL:
1172                 c->src2.bytes = 1;
1173                 c->src2.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX] & 0x8;
1174                 break;
1175         case Src2ImmByte:
1176                 c->src2.type = OP_IMM;
1177                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1178                 c->src2.bytes = 1;
1179                 c->src2.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1180                 break;
1181         case Src2Imm16:
1182                 c->src2.type = OP_IMM;
1183                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1184                 c->src2.bytes = 2;
1185                 c->src2.val = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
1186                 break;
1187         case Src2One:
1188                 c->src2.bytes = 1;
1189                 c->src2.val = 1;
1190                 break;
1191         case Src2Mem16:
1192                 c->src2.type = OP_MEM;
1193                 c->src2.bytes = 2;
1194                 c->src2.ptr = (unsigned long *)(c->modrm_ea + c->src.bytes);
1195                 c->src2.val = 0;
1196                 break;
1197         }
1198
1199         /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
1200         switch (c->d & DstMask) {
1201         case ImplicitOps:
1202                 /* Special instructions do their own operand decoding. */
1203                 return 0;
1204         case DstReg:
1205                 decode_register_operand(&c->dst, c,
1206                          c->twobyte && (c->b == 0xb6 || c->b == 0xb7));
1207                 break;
1208         case DstMem:
1209         case DstMem64:
1210                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1211                         c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1212                         c->dst.type = OP_REG;
1213                         c->dst.val = c->dst.orig_val = c->modrm_val;
1214                         c->dst.ptr = c->modrm_ptr;
1215                         break;
1216                 }
1217                 c->dst.type = OP_MEM;
1218                 c->dst.ptr = (unsigned long *)c->modrm_ea;
1219                 if ((c->d & DstMask) == DstMem64)
1220                         c->dst.bytes = 8;
1221                 else
1222                         c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1223                 c->dst.val = 0;
1224                 if (c->d & BitOp) {
1225                         unsigned long mask = ~(c->dst.bytes * 8 - 1);
1226
1227                         c->dst.ptr = (void *)c->dst.ptr +
1228                                                    (c->src.val & mask) / 8;
1229                 }
1230                 break;
1231         case DstAcc:
1232                 c->dst.type = OP_REG;
1233                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1234                 c->dst.ptr = &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
1235                 switch (c->dst.bytes) {
1236                         case 1:
1237                                 c->dst.val = *(u8 *)c->dst.ptr;
1238                                 break;
1239                         case 2:
1240                                 c->dst.val = *(u16 *)c->dst.ptr;
1241                                 break;
1242                         case 4:
1243                                 c->dst.val = *(u32 *)c->dst.ptr;
1244                                 break;
1245                         case 8:
1246                                 c->dst.val = *(u64 *)c->dst.ptr;
1247                                 break;
1248                 }
1249                 c->dst.orig_val = c->dst.val;
1250                 break;
1251         case DstDI:
1252                 c->dst.type = OP_MEM;
1253                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1254                 c->dst.ptr = (unsigned long *)
1255                         register_address(c, es_base(ctxt),
1256                                          c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
1257                 c->dst.val = 0;
1258                 break;
1259         }
1260
1261 done:
1262         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
1263 }
1264
1265 static int pio_in_emulated(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1266                            struct x86_emulate_ops *ops,
1267                            unsigned int size, unsigned short port,
1268                            void *dest)
1269 {
1270         struct read_cache *rc = &ctxt->decode.io_read;
1271
1272         if (rc->pos == rc->end) { /* refill pio read ahead */
1273                 struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1274                 unsigned int in_page, n;
1275                 unsigned int count = c->rep_prefix ?
1276                         address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1;
1277                 in_page = (ctxt->eflags & EFLG_DF) ?
1278                         offset_in_page(c->regs[VCPU_REGS_RDI]) :
1279                         PAGE_SIZE - offset_in_page(c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
1280                 n = min(min(in_page, (unsigned int)sizeof(rc->data)) / size,
1281                         count);
1282                 if (n == 0)
1283                         n = 1;
1284                 rc->pos = rc->end = 0;
1285                 if (!ops->pio_in_emulated(size, port, rc->data, n, ctxt->vcpu))
1286                         return 0;
1287                 rc->end = n * size;
1288         }
1289
1290         memcpy(dest, rc->data + rc->pos, size);
1291         rc->pos += size;
1292         return 1;
1293 }
1294
1295 static u32 desc_limit_scaled(struct desc_struct *desc)
1296 {
1297         u32 limit = get_desc_limit(desc);
1298
1299         return desc->g ? (limit << 12) | 0xfff : limit;
1300 }
1301
1302 static void get_descriptor_table_ptr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1303                                      struct x86_emulate_ops *ops,
1304                                      u16 selector, struct desc_ptr *dt)
1305 {
1306         if (selector & 1 << 2) {
1307                 struct desc_struct desc;
1308                 memset (dt, 0, sizeof *dt);
1309                 if (!ops->get_cached_descriptor(&desc, VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu))
1310                         return;
1311
1312                 dt->size = desc_limit_scaled(&desc); /* what if limit > 65535? */
1313                 dt->address = get_desc_base(&desc);
1314         } else
1315                 ops->get_gdt(dt, ctxt->vcpu);
1316 }
1317
1318 /* allowed just for 8 bytes segments */
1319 static int read_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1320                                    struct x86_emulate_ops *ops,
1321                                    u16 selector, struct desc_struct *desc)
1322 {
1323         struct desc_ptr dt;
1324         u16 index = selector >> 3;
1325         int ret;
1326         u32 err;
1327         ulong addr;
1328
1329         get_descriptor_table_ptr(ctxt, ops, selector, &dt);
1330
1331         if (dt.size < index * 8 + 7) {
1332                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, selector & 0xfffc);
1333                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1334         }
1335         addr = dt.address + index * 8;
1336         ret = ops->read_std(addr, desc, sizeof *desc, ctxt->vcpu,  &err);
1337         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT)
1338                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, addr, err);
1339
1340        return ret;
1341 }
1342
1343 /* allowed just for 8 bytes segments */
1344 static int write_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1345                                     struct x86_emulate_ops *ops,
1346                                     u16 selector, struct desc_struct *desc)
1347 {
1348         struct desc_ptr dt;
1349         u16 index = selector >> 3;
1350         u32 err;
1351         ulong addr;
1352         int ret;
1353
1354         get_descriptor_table_ptr(ctxt, ops, selector, &dt);
1355
1356         if (dt.size < index * 8 + 7) {
1357                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, selector & 0xfffc);
1358                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1359         }
1360
1361         addr = dt.address + index * 8;
1362         ret = ops->write_std(addr, desc, sizeof *desc, ctxt->vcpu, &err);
1363         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT)
1364                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, addr, err);
1365
1366         return ret;
1367 }
1368
1369 static int load_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1370                                    struct x86_emulate_ops *ops,
1371                                    u16 selector, int seg)
1372 {
1373         struct desc_struct seg_desc;
1374         u8 dpl, rpl, cpl;
1375         unsigned err_vec = GP_VECTOR;
1376         u32 err_code = 0;
1377         bool null_selector = !(selector & ~0x3); /* 0000-0003 are null */
1378         int ret;
1379
1380         memset(&seg_desc, 0, sizeof seg_desc);
1381
1382         if ((seg <= VCPU_SREG_GS && ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
1383             || ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL) {
1384                 /* set real mode segment descriptor */
1385                 set_desc_base(&seg_desc, selector << 4);
1386                 set_desc_limit(&seg_desc, 0xffff);
1387                 seg_desc.type = 3;
1388                 seg_desc.p = 1;
1389                 seg_desc.s = 1;
1390                 goto load;
1391         }
1392
1393         /* NULL selector is not valid for TR, CS and SS */
1394         if ((seg == VCPU_SREG_CS || seg == VCPU_SREG_SS || seg == VCPU_SREG_TR)
1395             && null_selector)
1396                 goto exception;
1397
1398         /* TR should be in GDT only */
1399         if (seg == VCPU_SREG_TR && (selector & (1 << 2)))
1400                 goto exception;
1401
1402         if (null_selector) /* for NULL selector skip all following checks */
1403                 goto load;
1404
1405         ret = read_segment_descriptor(ctxt, ops, selector, &seg_desc);
1406         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1407                 return ret;
1408
1409         err_code = selector & 0xfffc;
1410         err_vec = GP_VECTOR;
1411
1412         /* can't load system descriptor into segment selecor */
1413         if (seg <= VCPU_SREG_GS && !seg_desc.s)
1414                 goto exception;
1415
1416         if (!seg_desc.p) {
1417                 err_vec = (seg == VCPU_SREG_SS) ? SS_VECTOR : NP_VECTOR;
1418                 goto exception;
1419         }
1420
1421         rpl = selector & 3;
1422         dpl = seg_desc.dpl;
1423         cpl = ops->cpl(ctxt->vcpu);
1424
1425         switch (seg) {
1426         case VCPU_SREG_SS:
1427                 /*
1428                  * segment is not a writable data segment or segment
1429                  * selector's RPL != CPL or segment selector's RPL != CPL
1430                  */
1431                 if (rpl != cpl || (seg_desc.type & 0xa) != 0x2 || dpl != cpl)
1432                         goto exception;
1433                 break;
1434         case VCPU_SREG_CS:
1435                 if (!(seg_desc.type & 8))
1436                         goto exception;
1437
1438                 if (seg_desc.type & 4) {
1439                         /* conforming */
1440                         if (dpl > cpl)
1441                                 goto exception;
1442                 } else {
1443                         /* nonconforming */
1444                         if (rpl > cpl || dpl != cpl)
1445                                 goto exception;
1446                 }
1447                 /* CS(RPL) <- CPL */
1448                 selector = (selector & 0xfffc) | cpl;
1449                 break;
1450         case VCPU_SREG_TR:
1451                 if (seg_desc.s || (seg_desc.type != 1 && seg_desc.type != 9))
1452                         goto exception;
1453                 break;
1454         case VCPU_SREG_LDTR:
1455                 if (seg_desc.s || seg_desc.type != 2)
1456                         goto exception;
1457                 break;
1458         default: /*  DS, ES, FS, or GS */
1459                 /*
1460                  * segment is not a data or readable code segment or
1461                  * ((segment is a data or nonconforming code segment)
1462                  * and (both RPL and CPL > DPL))
1463                  */
1464                 if ((seg_desc.type & 0xa) == 0x8 ||
1465                     (((seg_desc.type & 0xc) != 0xc) &&
1466                      (rpl > dpl && cpl > dpl)))
1467                         goto exception;
1468                 break;
1469         }
1470
1471         if (seg_desc.s) {
1472                 /* mark segment as accessed */
1473                 seg_desc.type |= 1;
1474                 ret = write_segment_descriptor(ctxt, ops, selector, &seg_desc);
1475                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1476                         return ret;
1477         }
1478 load:
1479         ops->set_segment_selector(selector, seg, ctxt->vcpu);
1480         ops->set_cached_descriptor(&seg_desc, seg, ctxt->vcpu);
1481         return X86EMUL_CONTINUE;
1482 exception:
1483         kvm_queue_exception_e(ctxt->vcpu, err_vec, err_code);
1484         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1485 }
1486
1487 static inline void emulate_push(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1488 {
1489         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1490
1491         c->dst.type  = OP_MEM;
1492         c->dst.bytes = c->op_bytes;
1493         c->dst.val = c->src.val;
1494         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], -c->op_bytes);
1495         c->dst.ptr = (void *) register_address(c, ss_base(ctxt),
1496                                                c->regs[VCPU_REGS_RSP]);
1497 }
1498
1499 static int emulate_pop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1500                        struct x86_emulate_ops *ops,
1501                        void *dest, int len)
1502 {
1503         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1504         int rc;
1505
1506         rc = ops->read_emulated(register_address(c, ss_base(ctxt),
1507                                                  c->regs[VCPU_REGS_RSP]),
1508                                 dest, len, ctxt->vcpu);
1509         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1510                 return rc;
1511
1512         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], len);
1513         return rc;
1514 }
1515
1516 static int emulate_popf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1517                        struct x86_emulate_ops *ops,
1518                        void *dest, int len)
1519 {
1520         int rc;
1521         unsigned long val, change_mask;
1522         int iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
1523         int cpl = ops->cpl(ctxt->vcpu);
1524
1525         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &val, len);
1526         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1527                 return rc;
1528
1529         change_mask = EFLG_CF | EFLG_PF | EFLG_AF | EFLG_ZF | EFLG_SF | EFLG_OF
1530                 | EFLG_TF | EFLG_DF | EFLG_NT | EFLG_RF | EFLG_AC | EFLG_ID;
1531
1532         switch(ctxt->mode) {
1533         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1534         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1535         case X86EMUL_MODE_PROT16:
1536                 if (cpl == 0)
1537                         change_mask |= EFLG_IOPL;
1538                 if (cpl <= iopl)
1539                         change_mask |= EFLG_IF;
1540                 break;
1541         case X86EMUL_MODE_VM86:
1542                 if (iopl < 3) {
1543                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1544                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1545                 }
1546                 change_mask |= EFLG_IF;
1547                 break;
1548         default: /* real mode */
1549                 change_mask |= (EFLG_IOPL | EFLG_IF);
1550                 break;
1551         }
1552
1553         *(unsigned long *)dest =
1554                 (ctxt->eflags & ~change_mask) | (val & change_mask);
1555
1556         return rc;
1557 }
1558
1559 static void emulate_push_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
1560 {
1561         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1562         struct kvm_segment segment;
1563
1564         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, &segment, seg);
1565
1566         c->src.val = segment.selector;
1567         emulate_push(ctxt);
1568 }
1569
1570 static int emulate_pop_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1571                              struct x86_emulate_ops *ops, int seg)
1572 {
1573         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1574         unsigned long selector;
1575         int rc;
1576
1577         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &selector, c->op_bytes);
1578         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1579                 return rc;
1580
1581         rc = load_segment_descriptor(ctxt, ops, (u16)selector, seg);
1582         return rc;
1583 }
1584
1585 static void emulate_pusha(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1586 {
1587         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1588         unsigned long old_esp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
1589         int reg = VCPU_REGS_RAX;
1590
1591         while (reg <= VCPU_REGS_RDI) {
1592                 (reg == VCPU_REGS_RSP) ?
1593                 (c->src.val = old_esp) : (c->src.val = c->regs[reg]);
1594
1595                 emulate_push(ctxt);
1596                 ++reg;
1597         }
1598 }
1599
1600 static int emulate_popa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1601                         struct x86_emulate_ops *ops)
1602 {
1603         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1604         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1605         int reg = VCPU_REGS_RDI;
1606
1607         while (reg >= VCPU_REGS_RAX) {
1608                 if (reg == VCPU_REGS_RSP) {
1609                         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP],
1610                                                         c->op_bytes);
1611                         --reg;
1612                 }
1613
1614                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->regs[reg], c->op_bytes);
1615                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1616                         break;
1617                 --reg;
1618         }
1619         return rc;
1620 }
1621
1622 static inline int emulate_grp1a(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1623                                 struct x86_emulate_ops *ops)
1624 {
1625         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1626
1627         return emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->dst.bytes);
1628 }
1629
1630 static inline void emulate_grp2(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1631 {
1632         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1633         switch (c->modrm_reg) {
1634         case 0: /* rol */
1635                 emulate_2op_SrcB("rol", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1636                 break;
1637         case 1: /* ror */
1638                 emulate_2op_SrcB("ror", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1639                 break;
1640         case 2: /* rcl */
1641                 emulate_2op_SrcB("rcl", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1642                 break;
1643         case 3: /* rcr */
1644                 emulate_2op_SrcB("rcr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1645                 break;
1646         case 4: /* sal/shl */
1647         case 6: /* sal/shl */
1648                 emulate_2op_SrcB("sal", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1649                 break;
1650         case 5: /* shr */
1651                 emulate_2op_SrcB("shr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1652                 break;
1653         case 7: /* sar */
1654                 emulate_2op_SrcB("sar", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1655                 break;
1656         }
1657 }
1658
1659 static inline int emulate_grp3(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1660                                struct x86_emulate_ops *ops)
1661 {
1662         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1663
1664         switch (c->modrm_reg) {
1665         case 0 ... 1:   /* test */
1666                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1667                 break;
1668         case 2: /* not */
1669                 c->dst.val = ~c->dst.val;
1670                 break;
1671         case 3: /* neg */
1672                 emulate_1op("neg", c->dst, ctxt->eflags);
1673                 break;
1674         default:
1675                 return 0;
1676         }
1677         return 1;
1678 }
1679
1680 static inline int emulate_grp45(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1681                                struct x86_emulate_ops *ops)
1682 {
1683         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1684
1685         switch (c->modrm_reg) {
1686         case 0: /* inc */
1687                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
1688                 break;
1689         case 1: /* dec */
1690                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
1691                 break;
1692         case 2: /* call near abs */ {
1693                 long int old_eip;
1694                 old_eip = c->eip;
1695                 c->eip = c->src.val;
1696                 c->src.val = old_eip;
1697                 emulate_push(ctxt);
1698                 break;
1699         }
1700         case 4: /* jmp abs */
1701                 c->eip = c->src.val;
1702                 break;
1703         case 6: /* push */
1704                 emulate_push(ctxt);
1705                 break;
1706         }
1707         return X86EMUL_CONTINUE;
1708 }
1709
1710 static inline int emulate_grp9(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1711                                struct x86_emulate_ops *ops)
1712 {
1713         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1714         u64 old = c->dst.orig_val;
1715
1716         if (((u32) (old >> 0) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RAX]) ||
1717             ((u32) (old >> 32) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RDX])) {
1718
1719                 c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32) (old >> 0);
1720                 c->regs[VCPU_REGS_RDX] = (u32) (old >> 32);
1721                 ctxt->eflags &= ~EFLG_ZF;
1722         } else {
1723                 c->dst.val = ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RCX] << 32) |
1724                        (u32) c->regs[VCPU_REGS_RBX];
1725
1726                 ctxt->eflags |= EFLG_ZF;
1727         }
1728         return X86EMUL_CONTINUE;
1729 }
1730
1731 static int emulate_ret_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1732                            struct x86_emulate_ops *ops)
1733 {
1734         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1735         int rc;
1736         unsigned long cs;
1737
1738         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->eip, c->op_bytes);
1739         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1740                 return rc;
1741         if (c->op_bytes == 4)
1742                 c->eip = (u32)c->eip;
1743         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &cs, c->op_bytes);
1744         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1745                 return rc;
1746         rc = load_segment_descriptor(ctxt, ops, (u16)cs, VCPU_SREG_CS);
1747         return rc;
1748 }
1749
1750 static inline int writeback(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1751                             struct x86_emulate_ops *ops)
1752 {
1753         int rc;
1754         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1755
1756         switch (c->dst.type) {
1757         case OP_REG:
1758                 /* The 4-byte case *is* correct:
1759                  * in 64-bit mode we zero-extend.
1760                  */
1761                 switch (c->dst.bytes) {
1762                 case 1:
1763                         *(u8 *)c->dst.ptr = (u8)c->dst.val;
1764                         break;
1765                 case 2:
1766                         *(u16 *)c->dst.ptr = (u16)c->dst.val;
1767                         break;
1768                 case 4:
1769                         *c->dst.ptr = (u32)c->dst.val;
1770                         break;  /* 64b: zero-ext */
1771                 case 8:
1772                         *c->dst.ptr = c->dst.val;
1773                         break;
1774                 }
1775                 break;
1776         case OP_MEM:
1777                 if (c->lock_prefix)
1778                         rc = ops->cmpxchg_emulated(
1779                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1780                                         &c->dst.orig_val,
1781                                         &c->dst.val,
1782                                         c->dst.bytes,
1783                                         ctxt->vcpu);
1784                 else
1785                         rc = ops->write_emulated(
1786                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1787                                         &c->dst.val,
1788                                         c->dst.bytes,
1789                                         ctxt->vcpu);
1790                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1791                         return rc;
1792                 break;
1793         case OP_NONE:
1794                 /* no writeback */
1795                 break;
1796         default:
1797                 break;
1798         }
1799         return X86EMUL_CONTINUE;
1800 }
1801
1802 static void toggle_interruptibility(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u32 mask)
1803 {
1804         u32 int_shadow = kvm_x86_ops->get_interrupt_shadow(ctxt->vcpu, mask);
1805         /*
1806          * an sti; sti; sequence only disable interrupts for the first
1807          * instruction. So, if the last instruction, be it emulated or
1808          * not, left the system with the INT_STI flag enabled, it
1809          * means that the last instruction is an sti. We should not
1810          * leave the flag on in this case. The same goes for mov ss
1811          */
1812         if (!(int_shadow & mask))
1813                 ctxt->interruptibility = mask;
1814 }
1815
1816 static inline void
1817 setup_syscalls_segments(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1818         struct kvm_segment *cs, struct kvm_segment *ss)
1819 {
1820         memset(cs, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1821         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, cs, VCPU_SREG_CS);
1822         memset(ss, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1823
1824         cs->l = 0;              /* will be adjusted later */
1825         cs->base = 0;           /* flat segment */
1826         cs->g = 1;              /* 4kb granularity */
1827         cs->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1828         cs->type = 0x0b;        /* Read, Execute, Accessed */
1829         cs->s = 1;
1830         cs->dpl = 0;            /* will be adjusted later */
1831         cs->present = 1;
1832         cs->db = 1;
1833
1834         ss->unusable = 0;
1835         ss->base = 0;           /* flat segment */
1836         ss->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1837         ss->g = 1;              /* 4kb granularity */
1838         ss->s = 1;
1839         ss->type = 0x03;        /* Read/Write, Accessed */
1840         ss->db = 1;             /* 32bit stack segment */
1841         ss->dpl = 0;
1842         ss->present = 1;
1843 }
1844
1845 static int
1846 emulate_syscall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1847 {
1848         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1849         struct kvm_segment cs, ss;
1850         u64 msr_data;
1851
1852         /* syscall is not available in real mode */
1853         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
1854             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86) {
1855                 kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
1856                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1857         }
1858
1859         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1860
1861         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1862         msr_data >>= 32;
1863         cs.selector = (u16)(msr_data & 0xfffc);
1864         ss.selector = (u16)(msr_data + 8);
1865
1866         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1867                 cs.db = 0;
1868                 cs.l = 1;
1869         }
1870         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1871         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1872
1873         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = c->eip;
1874         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1875 #ifdef CONFIG_X86_64
1876                 c->regs[VCPU_REGS_R11] = ctxt->eflags & ~EFLG_RF;
1877
1878                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu,
1879                         ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 ?
1880                         MSR_LSTAR : MSR_CSTAR, &msr_data);
1881                 c->eip = msr_data;
1882
1883                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_SYSCALL_MASK, &msr_data);
1884                 ctxt->eflags &= ~(msr_data | EFLG_RF);
1885 #endif
1886         } else {
1887                 /* legacy mode */
1888                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1889                 c->eip = (u32)msr_data;
1890
1891                 ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1892         }
1893
1894         return X86EMUL_CONTINUE;
1895 }
1896
1897 static int
1898 emulate_sysenter(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1899 {
1900         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1901         struct kvm_segment cs, ss;
1902         u64 msr_data;
1903
1904         /* inject #GP if in real mode */
1905         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL) {
1906                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1907                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1908         }
1909
1910         /* XXX sysenter/sysexit have not been tested in 64bit mode.
1911         * Therefore, we inject an #UD.
1912         */
1913         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64) {
1914                 kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
1915                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1916         }
1917
1918         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1919
1920         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1921         switch (ctxt->mode) {
1922         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1923                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1924                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1925                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1926                 }
1927                 break;
1928         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1929                 if (msr_data == 0x0) {
1930                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1931                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1932                 }
1933                 break;
1934         }
1935
1936         ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1937         cs.selector = (u16)msr_data;
1938         cs.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1939         ss.selector = cs.selector + 8;
1940         ss.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1941         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64
1942                 || is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1943                 cs.db = 0;
1944                 cs.l = 1;
1945         }
1946
1947         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1948         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1949
1950         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_EIP, &msr_data);
1951         c->eip = msr_data;
1952
1953         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_ESP, &msr_data);
1954         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = msr_data;
1955
1956         return X86EMUL_CONTINUE;
1957 }
1958
1959 static int
1960 emulate_sysexit(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1961 {
1962         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1963         struct kvm_segment cs, ss;
1964         u64 msr_data;
1965         int usermode;
1966
1967         /* inject #GP if in real mode or Virtual 8086 mode */
1968         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
1969             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86) {
1970                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1971                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1972         }
1973
1974         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1975
1976         if ((c->rex_prefix & 0x8) != 0x0)
1977                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT64;
1978         else
1979                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT32;
1980
1981         cs.dpl = 3;
1982         ss.dpl = 3;
1983         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1984         switch (usermode) {
1985         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1986                 cs.selector = (u16)(msr_data + 16);
1987                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1988                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1989                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1990                 }
1991                 ss.selector = (u16)(msr_data + 24);
1992                 break;
1993         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1994                 cs.selector = (u16)(msr_data + 32);
1995                 if (msr_data == 0x0) {
1996                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1997                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1998                 }
1999                 ss.selector = cs.selector + 8;
2000                 cs.db = 0;
2001                 cs.l = 1;
2002                 break;
2003         }
2004         cs.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
2005         ss.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
2006
2007         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
2008         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
2009
2010         c->eip = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RDX];
2011         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RCX];
2012
2013         return X86EMUL_CONTINUE;
2014 }
2015
2016 static bool emulator_bad_iopl(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2017                               struct x86_emulate_ops *ops)
2018 {
2019         int iopl;
2020         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL)
2021                 return false;
2022         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
2023                 return true;
2024         iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
2025         return ops->cpl(ctxt->vcpu) > iopl;
2026 }
2027
2028 static bool emulator_io_port_access_allowed(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2029                                             struct x86_emulate_ops *ops,
2030                                             u16 port, u16 len)
2031 {
2032         struct kvm_segment tr_seg;
2033         int r;
2034         u16 io_bitmap_ptr;
2035         u8 perm, bit_idx = port & 0x7;
2036         unsigned mask = (1 << len) - 1;
2037
2038         kvm_get_segment(ctxt->vcpu, &tr_seg, VCPU_SREG_TR);
2039         if (tr_seg.unusable)
2040                 return false;
2041         if (tr_seg.limit < 103)
2042                 return false;
2043         r = ops->read_std(tr_seg.base + 102, &io_bitmap_ptr, 2, ctxt->vcpu,
2044                           NULL);
2045         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2046                 return false;
2047         if (io_bitmap_ptr + port/8 > tr_seg.limit)
2048                 return false;
2049         r = ops->read_std(tr_seg.base + io_bitmap_ptr + port/8, &perm, 1,
2050                           ctxt->vcpu, NULL);
2051         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2052                 return false;
2053         if ((perm >> bit_idx) & mask)
2054                 return false;
2055         return true;
2056 }
2057
2058 static bool emulator_io_permited(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2059                                  struct x86_emulate_ops *ops,
2060                                  u16 port, u16 len)
2061 {
2062         if (emulator_bad_iopl(ctxt, ops))
2063                 if (!emulator_io_port_access_allowed(ctxt, ops, port, len))
2064                         return false;
2065         return true;
2066 }
2067
2068 static u32 get_cached_descriptor_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2069                                       struct x86_emulate_ops *ops,
2070                                       int seg)
2071 {
2072         struct desc_struct desc;
2073         if (ops->get_cached_descriptor(&desc, seg, ctxt->vcpu))
2074                 return get_desc_base(&desc);
2075         else
2076                 return ~0;
2077 }
2078
2079 static void save_state_to_tss16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2080                                 struct x86_emulate_ops *ops,
2081                                 struct tss_segment_16 *tss)
2082 {
2083         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2084
2085         tss->ip = c->eip;
2086         tss->flag = ctxt->eflags;
2087         tss->ax = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2088         tss->cx = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
2089         tss->dx = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2090         tss->bx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
2091         tss->sp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
2092         tss->bp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
2093         tss->si = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
2094         tss->di = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
2095
2096         tss->es = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
2097         tss->cs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
2098         tss->ss = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
2099         tss->ds = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
2100         tss->ldt = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
2101 }
2102
2103 static int load_state_from_tss16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2104                                  struct x86_emulate_ops *ops,
2105                                  struct tss_segment_16 *tss)
2106 {
2107         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2108         int ret;
2109
2110         c->eip = tss->ip;
2111         ctxt->eflags = tss->flag | 2;
2112         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = tss->ax;
2113         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = tss->cx;
2114         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = tss->dx;
2115         c->regs[VCPU_REGS_RBX] = tss->bx;
2116         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = tss->sp;
2117         c->regs[VCPU_REGS_RBP] = tss->bp;
2118         c->regs[VCPU_REGS_RSI] = tss->si;
2119         c->regs[VCPU_REGS_RDI] = tss->di;
2120
2121         /*
2122          * SDM says that segment selectors are loaded before segment
2123          * descriptors
2124          */
2125         ops->set_segment_selector(tss->ldt, VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
2126         ops->set_segment_selector(tss->es, VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
2127         ops->set_segment_selector(tss->cs, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
2128         ops->set_segment_selector(tss->ss, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
2129         ops->set_segment_selector(tss->ds, VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
2130
2131         /*
2132          * Now load segment descriptors. If fault happenes at this stage
2133          * it is handled in a context of new task
2134          */
2135         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ldt, VCPU_SREG_LDTR);
2136         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2137                 return ret;
2138         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->es, VCPU_SREG_ES);
2139         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2140                 return ret;
2141         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->cs, VCPU_SREG_CS);
2142         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2143                 return ret;
2144         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ss, VCPU_SREG_SS);
2145         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2146                 return ret;
2147         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ds, VCPU_SREG_DS);
2148         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2149                 return ret;
2150
2151         return X86EMUL_CONTINUE;
2152 }
2153
2154 static int task_switch_16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2155                           struct x86_emulate_ops *ops,
2156                           u16 tss_selector, u16 old_tss_sel,
2157                           ulong old_tss_base, struct desc_struct *new_desc)
2158 {
2159         struct tss_segment_16 tss_seg;
2160         int ret;
2161         u32 err, new_tss_base = get_desc_base(new_desc);
2162
2163         ret = ops->read_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2164                             &err);
2165         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2166                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2167                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, old_tss_base, err);
2168                 return ret;
2169         }
2170
2171         save_state_to_tss16(ctxt, ops, &tss_seg);
2172
2173         ret = ops->write_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2174                              &err);
2175         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2176                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2177                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, old_tss_base, err);
2178                 return ret;
2179         }
2180
2181         ret = ops->read_std(new_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2182                             &err);
2183         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2184                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2185                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, new_tss_base, err);
2186                 return ret;
2187         }
2188
2189         if (old_tss_sel != 0xffff) {
2190                 tss_seg.prev_task_link = old_tss_sel;
2191
2192                 ret = ops->write_std(new_tss_base,
2193                                      &tss_seg.prev_task_link,
2194                                      sizeof tss_seg.prev_task_link,
2195                                      ctxt->vcpu, &err);
2196                 if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2197                         /* FIXME: need to provide precise fault address */
2198                         kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, new_tss_base, err);
2199                         return ret;
2200                 }
2201         }
2202
2203         return load_state_from_tss16(ctxt, ops, &tss_seg);
2204 }
2205
2206 static void save_state_to_tss32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2207                                 struct x86_emulate_ops *ops,
2208                                 struct tss_segment_32 *tss)
2209 {
2210         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2211
2212         tss->cr3 = ops->get_cr(3, ctxt->vcpu);
2213         tss->eip = c->eip;
2214         tss->eflags = ctxt->eflags;
2215         tss->eax = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2216         tss->ecx = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
2217         tss->edx = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2218         tss->ebx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
2219         tss->esp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
2220         tss->ebp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
2221         tss->esi = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
2222         tss->edi = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
2223
2224         tss->es = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
2225         tss->cs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
2226         tss->ss = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
2227         tss->ds = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
2228         tss->fs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_FS, ctxt->vcpu);
2229         tss->gs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_GS, ctxt->vcpu);
2230         tss->ldt_selector = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
2231 }
2232
2233 static int load_state_from_tss32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2234                                  struct x86_emulate_ops *ops,
2235                                  struct tss_segment_32 *tss)
2236 {
2237         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2238         int ret;
2239
2240         ops->set_cr(3, tss->cr3, ctxt->vcpu);
2241         c->eip = tss->eip;
2242         ctxt->eflags = tss->eflags | 2;
2243         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = tss->eax;
2244         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = tss->ecx;
2245         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = tss->edx;
2246         c->regs[VCPU_REGS_RBX] = tss->ebx;
2247         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = tss->esp;
2248         c->regs[VCPU_REGS_RBP] = tss->ebp;
2249         c->regs[VCPU_REGS_RSI] = tss->esi;
2250         c->regs[VCPU_REGS_RDI] = tss->edi;
2251
2252         /*
2253          * SDM says that segment selectors are loaded before segment
2254          * descriptors
2255          */
2256         ops->set_segment_selector(tss->ldt_selector, VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
2257         ops->set_segment_selector(tss->es, VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
2258         ops->set_segment_selector(tss->cs, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
2259         ops->set_segment_selector(tss->ss, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
2260         ops->set_segment_selector(tss->ds, VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
2261         ops->set_segment_selector(tss->fs, VCPU_SREG_FS, ctxt->vcpu);
2262         ops->set_segment_selector(tss->gs, VCPU_SREG_GS, ctxt->vcpu);
2263
2264         /*
2265          * Now load segment descriptors. If fault happenes at this stage
2266          * it is handled in a context of new task
2267          */
2268         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ldt_selector, VCPU_SREG_LDTR);
2269         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2270                 return ret;
2271         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->es, VCPU_SREG_ES);
2272         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2273                 return ret;
2274         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->cs, VCPU_SREG_CS);
2275         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2276                 return ret;
2277         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ss, VCPU_SREG_SS);
2278         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2279                 return ret;
2280         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ds, VCPU_SREG_DS);
2281         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2282                 return ret;
2283         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->fs, VCPU_SREG_FS);
2284         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2285                 return ret;
2286         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->gs, VCPU_SREG_GS);
2287         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2288                 return ret;
2289
2290         return X86EMUL_CONTINUE;
2291 }
2292
2293 static int task_switch_32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2294                           struct x86_emulate_ops *ops,
2295                           u16 tss_selector, u16 old_tss_sel,
2296                           ulong old_tss_base, struct desc_struct *new_desc)
2297 {
2298         struct tss_segment_32 tss_seg;
2299         int ret;
2300         u32 err, new_tss_base = get_desc_base(new_desc);
2301
2302         ret = ops->read_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2303                             &err);
2304         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2305                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2306                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, old_tss_base, err);
2307                 return ret;
2308         }
2309
2310         save_state_to_tss32(ctxt, ops, &tss_seg);
2311
2312         ret = ops->write_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2313                              &err);
2314         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2315                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2316                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, old_tss_base, err);
2317                 return ret;
2318         }
2319
2320         ret = ops->read_std(new_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2321                             &err);
2322         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2323                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2324                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, new_tss_base, err);
2325                 return ret;
2326         }
2327
2328         if (old_tss_sel != 0xffff) {
2329                 tss_seg.prev_task_link = old_tss_sel;
2330
2331                 ret = ops->write_std(new_tss_base,
2332                                      &tss_seg.prev_task_link,
2333                                      sizeof tss_seg.prev_task_link,
2334                                      ctxt->vcpu, &err);
2335                 if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2336                         /* FIXME: need to provide precise fault address */
2337                         kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, new_tss_base, err);
2338                         return ret;
2339                 }
2340         }
2341
2342         return load_state_from_tss32(ctxt, ops, &tss_seg);
2343 }
2344
2345 static int emulator_do_task_switch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2346                                     struct x86_emulate_ops *ops,
2347                                     u16 tss_selector, int reason)
2348 {
2349         struct desc_struct curr_tss_desc, next_tss_desc;
2350         int ret;
2351         u16 old_tss_sel = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_TR, ctxt->vcpu);
2352         ulong old_tss_base =
2353                 get_cached_descriptor_base(ctxt, ops, VCPU_SREG_TR);
2354         u32 desc_limit;
2355
2356         /* FIXME: old_tss_base == ~0 ? */
2357
2358         ret = read_segment_descriptor(ctxt, ops, tss_selector, &next_tss_desc);
2359         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2360                 return ret;
2361         ret = read_segment_descriptor(ctxt, ops, old_tss_sel, &curr_tss_desc);
2362         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2363                 return ret;
2364
2365         /* FIXME: check that next_tss_desc is tss */
2366
2367         if (reason != TASK_SWITCH_IRET) {
2368                 if ((tss_selector & 3) > next_tss_desc.dpl ||
2369                     ops->cpl(ctxt->vcpu) > next_tss_desc.dpl) {
2370                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2371                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
2372                 }
2373         }
2374
2375         desc_limit = desc_limit_scaled(&next_tss_desc);
2376         if (!next_tss_desc.p ||
2377             ((desc_limit < 0x67 && (next_tss_desc.type & 8)) ||
2378              desc_limit < 0x2b)) {
2379                 kvm_queue_exception_e(ctxt->vcpu, TS_VECTOR,
2380                                       tss_selector & 0xfffc);
2381                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
2382         }
2383
2384         if (reason == TASK_SWITCH_IRET || reason == TASK_SWITCH_JMP) {
2385                 curr_tss_desc.type &= ~(1 << 1); /* clear busy flag */
2386                 write_segment_descriptor(ctxt, ops, old_tss_sel,
2387                                          &curr_tss_desc);
2388         }
2389
2390         if (reason == TASK_SWITCH_IRET)
2391                 ctxt->eflags = ctxt->eflags & ~X86_EFLAGS_NT;
2392
2393         /* set back link to prev task only if NT bit is set in eflags
2394            note that old_tss_sel is not used afetr this point */
2395         if (reason != TASK_SWITCH_CALL && reason != TASK_SWITCH_GATE)
2396                 old_tss_sel = 0xffff;
2397
2398         if (next_tss_desc.type & 8)
2399                 ret = task_switch_32(ctxt, ops, tss_selector, old_tss_sel,
2400                                      old_tss_base, &next_tss_desc);
2401         else
2402                 ret = task_switch_16(ctxt, ops, tss_selector, old_tss_sel,
2403                                      old_tss_base, &next_tss_desc);
2404
2405         if (reason == TASK_SWITCH_CALL || reason == TASK_SWITCH_GATE)
2406                 ctxt->eflags = ctxt->eflags | X86_EFLAGS_NT;
2407
2408         if (reason != TASK_SWITCH_IRET) {
2409                 next_tss_desc.type |= (1 << 1); /* set busy flag */
2410                 write_segment_descriptor(ctxt, ops, tss_selector,
2411                                          &next_tss_desc);
2412         }
2413
2414         ops->set_cr(0,  ops->get_cr(0, ctxt->vcpu) | X86_CR0_TS, ctxt->vcpu);
2415         ops->set_cached_descriptor(&next_tss_desc, VCPU_SREG_TR, ctxt->vcpu);
2416         ops->set_segment_selector(tss_selector, VCPU_SREG_TR, ctxt->vcpu);
2417
2418         return ret;
2419 }
2420
2421 int emulator_task_switch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2422                          struct x86_emulate_ops *ops,
2423                          u16 tss_selector, int reason)
2424 {
2425         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2426         int rc;
2427
2428         memset(c, 0, sizeof(struct decode_cache));
2429         c->eip = ctxt->eip;
2430         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
2431
2432         rc = emulator_do_task_switch(ctxt, ops, tss_selector, reason);
2433
2434         if (rc == X86EMUL_CONTINUE) {
2435                 memcpy(ctxt->vcpu->arch.regs, c->regs, sizeof c->regs);
2436                 kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
2437         }
2438
2439         return rc;
2440 }
2441
2442 static void string_addr_inc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned long base,
2443                             int reg, struct operand *op)
2444 {
2445         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2446         int df = (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -1 : 1;
2447
2448         register_address_increment(c, &c->regs[reg], df * op->bytes);
2449         op->ptr = (unsigned long *)register_address(c,  base, c->regs[reg]);
2450 }
2451
2452 int
2453 x86_emulate_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
2454 {
2455         u64 msr_data;
2456         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2457         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
2458         int saved_dst_type = c->dst.type;
2459
2460         ctxt->interruptibility = 0;
2461
2462         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation.
2463          * NOTE: we can copy them from vcpu as x86_decode_insn() doesn't
2464          * modify them.
2465          */
2466
2467         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
2468
2469         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & No64)) {
2470                 kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
2471                 goto done;
2472         }
2473
2474         /* LOCK prefix is allowed only with some instructions */
2475         if (c->lock_prefix && (!(c->d & Lock) || c->dst.type != OP_MEM)) {
2476                 kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
2477                 goto done;
2478         }
2479
2480         /* Privileged instruction can be executed only in CPL=0 */
2481         if ((c->d & Priv) && ops->cpl(ctxt->vcpu)) {
2482                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2483                 goto done;
2484         }
2485
2486         if (c->rep_prefix && (c->d & String)) {
2487                 ctxt->restart = true;
2488                 /* All REP prefixes have the same first termination condition */
2489                 if (address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) == 0) {
2490                 string_done:
2491                         ctxt->restart = false;
2492                         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
2493                         goto done;
2494                 }
2495                 /* The second termination condition only applies for REPE
2496                  * and REPNE. Test if the repeat string operation prefix is
2497                  * REPE/REPZ or REPNE/REPNZ and if it's the case it tests the
2498                  * corresponding termination condition according to:
2499                  *      - if REPE/REPZ and ZF = 0 then done
2500                  *      - if REPNE/REPNZ and ZF = 1 then done
2501                  */
2502                 if ((c->b == 0xa6) || (c->b == 0xa7) ||
2503                     (c->b == 0xae) || (c->b == 0xaf)) {
2504                         if ((c->rep_prefix == REPE_PREFIX) &&
2505                             ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == 0))
2506                                 goto string_done;
2507                         if ((c->rep_prefix == REPNE_PREFIX) &&
2508                             ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == EFLG_ZF))
2509                                 goto string_done;
2510                 }
2511                 c->eip = ctxt->eip;
2512         }
2513
2514         if (c->src.type == OP_MEM) {
2515                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src.ptr,
2516                                         &c->src.val,
2517                                         c->src.bytes,
2518                                         ctxt->vcpu);
2519                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2520                         goto done;
2521                 c->src.orig_val = c->src.val;
2522         }
2523
2524         if (c->src2.type == OP_MEM) {
2525                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src2.ptr,
2526                                         &c->src2.val,
2527                                         c->src2.bytes,
2528                                         ctxt->vcpu);
2529                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2530                         goto done;
2531         }
2532
2533         if ((c->d & DstMask) == ImplicitOps)
2534                 goto special_insn;
2535
2536
2537         if ((c->dst.type == OP_MEM) && !(c->d & Mov)) {
2538                 /* optimisation - avoid slow emulated read if Mov */
2539                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->dst.ptr, &c->dst.val,
2540                                         c->dst.bytes, ctxt->vcpu);
2541                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2542                         goto done;
2543         }
2544         c->dst.orig_val = c->dst.val;
2545
2546 special_insn:
2547
2548         if (c->twobyte)
2549                 goto twobyte_insn;
2550
2551         switch (c->b) {
2552         case 0x00 ... 0x05:
2553               add:              /* add */
2554                 emulate_2op_SrcV("add", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2555                 break;
2556         case 0x06:              /* push es */
2557                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_ES);
2558                 break;
2559         case 0x07:              /* pop es */
2560                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_ES);
2561                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2562                         goto done;
2563                 break;
2564         case 0x08 ... 0x0d:
2565               or:               /* or */
2566                 emulate_2op_SrcV("or", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2567                 break;
2568         case 0x0e:              /* push cs */
2569                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_CS);
2570                 break;
2571         case 0x10 ... 0x15:
2572               adc:              /* adc */
2573                 emulate_2op_SrcV("adc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2574                 break;
2575         case 0x16:              /* push ss */
2576                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_SS);
2577                 break;
2578         case 0x17:              /* pop ss */
2579                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_SS);
2580                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2581                         goto done;
2582                 break;
2583         case 0x18 ... 0x1d:
2584               sbb:              /* sbb */
2585                 emulate_2op_SrcV("sbb", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2586                 break;
2587         case 0x1e:              /* push ds */
2588                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_DS);
2589                 break;
2590         case 0x1f:              /* pop ds */
2591                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_DS);
2592                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2593                         goto done;
2594                 break;
2595         case 0x20 ... 0x25:
2596               and:              /* and */
2597                 emulate_2op_SrcV("and", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2598                 break;
2599         case 0x28 ... 0x2d:
2600               sub:              /* sub */
2601                 emulate_2op_SrcV("sub", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2602                 break;
2603         case 0x30 ... 0x35:
2604               xor:              /* xor */
2605                 emulate_2op_SrcV("xor", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2606                 break;
2607         case 0x38 ... 0x3d:
2608               cmp:              /* cmp */
2609                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2610                 break;
2611         case 0x40 ... 0x47: /* inc r16/r32 */
2612                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
2613                 break;
2614         case 0x48 ... 0x4f: /* dec r16/r32 */
2615                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
2616                 break;
2617         case 0x50 ... 0x57:  /* push reg */
2618                 emulate_push(ctxt);
2619                 break;
2620         case 0x58 ... 0x5f: /* pop reg */
2621         pop_instruction:
2622                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
2623                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2624                         goto done;
2625                 break;
2626         case 0x60:      /* pusha */
2627                 emulate_pusha(ctxt);
2628                 break;
2629         case 0x61:      /* popa */
2630                 rc = emulate_popa(ctxt, ops);
2631                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2632                         goto done;
2633                 break;
2634         case 0x63:              /* movsxd */
2635                 if (ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
2636                         goto cannot_emulate;
2637                 c->dst.val = (s32) c->src.val;
2638                 break;
2639         case 0x68: /* push imm */
2640         case 0x6a: /* push imm8 */
2641                 emulate_push(ctxt);
2642                 break;
2643         case 0x6c:              /* insb */
2644         case 0x6d:              /* insw/insd */
2645                 c->dst.bytes = min(c->dst.bytes, 4u);
2646                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->regs[VCPU_REGS_RDX],
2647                                           c->dst.bytes)) {
2648                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2649                         goto done;
2650                 }
2651                 if (!pio_in_emulated(ctxt, ops, c->dst.bytes,
2652                                      c->regs[VCPU_REGS_RDX], &c->dst.val))
2653                         goto done; /* IO is needed, skip writeback */
2654                 break;
2655         case 0x6e:              /* outsb */
2656         case 0x6f:              /* outsw/outsd */
2657                 c->src.bytes = min(c->src.bytes, 4u);
2658                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->regs[VCPU_REGS_RDX],
2659                                           c->src.bytes)) {
2660                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2661                         goto done;
2662                 }
2663                 ops->pio_out_emulated(c->src.bytes, c->regs[VCPU_REGS_RDX],
2664                                       &c->src.val, 1, ctxt->vcpu);
2665
2666                 c->dst.type = OP_NONE; /* nothing to writeback */
2667                 break;
2668         case 0x70 ... 0x7f: /* jcc (short) */
2669                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2670                         jmp_rel(c, c->src.val);
2671                 break;
2672         case 0x80 ... 0x83:     /* Grp1 */
2673                 switch (c->modrm_reg) {
2674                 case 0:
2675                         goto add;
2676                 case 1:
2677                         goto or;
2678                 case 2:
2679                         goto adc;
2680                 case 3:
2681                         goto sbb;
2682                 case 4:
2683                         goto and;
2684                 case 5:
2685                         goto sub;
2686                 case 6:
2687                         goto xor;
2688                 case 7:
2689                         goto cmp;
2690                 }
2691                 break;
2692         case 0x84 ... 0x85:
2693                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2694                 break;
2695         case 0x86 ... 0x87:     /* xchg */
2696         xchg:
2697                 /* Write back the register source. */
2698                 switch (c->dst.bytes) {
2699                 case 1:
2700                         *(u8 *) c->src.ptr = (u8) c->dst.val;
2701                         break;
2702                 case 2:
2703                         *(u16 *) c->src.ptr = (u16) c->dst.val;
2704                         break;
2705                 case 4:
2706                         *c->src.ptr = (u32) c->dst.val;
2707                         break;  /* 64b reg: zero-extend */
2708                 case 8:
2709                         *c->src.ptr = c->dst.val;
2710                         break;
2711                 }
2712                 /*
2713                  * Write back the memory destination with implicit LOCK
2714                  * prefix.
2715                  */
2716                 c->dst.val = c->src.val;
2717                 c->lock_prefix = 1;
2718                 break;
2719         case 0x88 ... 0x8b:     /* mov */
2720                 goto mov;
2721         case 0x8c: { /* mov r/m, sreg */
2722                 struct kvm_segment segreg;
2723
2724                 if (c->modrm_reg <= VCPU_SREG_GS)
2725                         kvm_get_segment(ctxt->vcpu, &segreg, c->modrm_reg);
2726                 else {
2727                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
2728                         goto done;
2729                 }
2730                 c->dst.val = segreg.selector;
2731                 break;
2732         }
2733         case 0x8d: /* lea r16/r32, m */
2734                 c->dst.val = c->modrm_ea;
2735                 break;
2736         case 0x8e: { /* mov seg, r/m16 */
2737                 uint16_t sel;
2738
2739                 sel = c->src.val;
2740
2741                 if (c->modrm_reg == VCPU_SREG_CS ||
2742                     c->modrm_reg > VCPU_SREG_GS) {
2743                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
2744                         goto done;
2745                 }
2746
2747                 if (c->modrm_reg == VCPU_SREG_SS)
2748                         toggle_interruptibility(ctxt, KVM_X86_SHADOW_INT_MOV_SS);
2749
2750                 rc = load_segment_descriptor(ctxt, ops, sel, c->modrm_reg);
2751
2752                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2753                 break;
2754         }
2755         case 0x8f:              /* pop (sole member of Grp1a) */
2756                 rc = emulate_grp1a(ctxt, ops);
2757                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2758                         goto done;
2759                 break;
2760         case 0x90: /* nop / xchg r8,rax */
2761                 if (!(c->rex_prefix & 1)) { /* nop */
2762                         c->dst.type = OP_NONE;
2763                         break;
2764                 }
2765         case 0x91 ... 0x97: /* xchg reg,rax */
2766                 c->src.type = c->dst.type = OP_REG;
2767                 c->src.bytes = c->dst.bytes = c->op_bytes;
2768                 c->src.ptr = (unsigned long *) &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2769                 c->src.val = *(c->src.ptr);
2770                 goto xchg;
2771         case 0x9c: /* pushf */
2772                 c->src.val =  (unsigned long) ctxt->eflags;
2773                 emulate_push(ctxt);
2774                 break;
2775         case 0x9d: /* popf */
2776                 c->dst.type = OP_REG;
2777                 c->dst.ptr = (unsigned long *) &ctxt->eflags;
2778                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2779                 rc = emulate_popf(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
2780                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2781                         goto done;
2782                 break;
2783         case 0xa0 ... 0xa1:     /* mov */
2784                 c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2785                 c->dst.val = c->src.val;
2786                 break;
2787         case 0xa2 ... 0xa3:     /* mov */
2788                 c->dst.val = (unsigned long)c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2789                 break;
2790         case 0xa4 ... 0xa5:     /* movs */
2791                 goto mov;
2792         case 0xa6 ... 0xa7:     /* cmps */
2793                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2794                 DPRINTF("cmps: mem1=0x%p mem2=0x%p\n", c->src.ptr, c->dst.ptr);
2795                 goto cmp;
2796         case 0xaa ... 0xab:     /* stos */
2797                 c->dst.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2798                 break;
2799         case 0xac ... 0xad:     /* lods */
2800                 goto mov;
2801         case 0xae ... 0xaf:     /* scas */
2802                 DPRINTF("Urk! I don't handle SCAS.\n");
2803                 goto cannot_emulate;
2804         case 0xb0 ... 0xbf: /* mov r, imm */
2805                 goto mov;
2806         case 0xc0 ... 0xc1:
2807                 emulate_grp2(ctxt);
2808                 break;
2809         case 0xc3: /* ret */
2810                 c->dst.type = OP_REG;
2811                 c->dst.ptr = &c->eip;
2812                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2813                 goto pop_instruction;
2814         case 0xc6 ... 0xc7:     /* mov (sole member of Grp11) */
2815         mov:
2816                 c->dst.val = c->src.val;
2817                 break;
2818         case 0xcb:              /* ret far */
2819                 rc = emulate_ret_far(ctxt, ops);
2820                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2821                         goto done;
2822                 break;
2823         case 0xd0 ... 0xd1:     /* Grp2 */
2824                 c->src.val = 1;
2825                 emulate_grp2(ctxt);
2826                 break;
2827         case 0xd2 ... 0xd3:     /* Grp2 */
2828                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
2829                 emulate_grp2(ctxt);
2830                 break;
2831         case 0xe4:      /* inb */
2832         case 0xe5:      /* in */
2833                 goto do_io_in;
2834         case 0xe6: /* outb */
2835         case 0xe7: /* out */
2836                 goto do_io_out;
2837         case 0xe8: /* call (near) */ {
2838                 long int rel = c->src.val;
2839                 c->src.val = (unsigned long) c->eip;
2840                 jmp_rel(c, rel);
2841                 emulate_push(ctxt);
2842                 break;
2843         }
2844         case 0xe9: /* jmp rel */
2845                 goto jmp;
2846         case 0xea: /* jmp far */
2847         jump_far:
2848                 if (load_segment_descriptor(ctxt, ops, c->src2.val,
2849                                             VCPU_SREG_CS))
2850                         goto done;
2851
2852                 c->eip = c->src.val;
2853                 break;
2854         case 0xeb:
2855               jmp:              /* jmp rel short */
2856                 jmp_rel(c, c->src.val);
2857                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2858                 break;
2859         case 0xec: /* in al,dx */
2860         case 0xed: /* in (e/r)ax,dx */
2861                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2862         do_io_in:
2863                 c->dst.bytes = min(c->dst.bytes, 4u);
2864                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->src.val, c->dst.bytes)) {
2865                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2866                         goto done;
2867                 }
2868                 if (!pio_in_emulated(ctxt, ops, c->dst.bytes, c->src.val,
2869                                      &c->dst.val))
2870                         goto done; /* IO is needed */
2871                 break;
2872         case 0xee: /* out al,dx */
2873         case 0xef: /* out (e/r)ax,dx */
2874                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2875         do_io_out:
2876                 c->dst.bytes = min(c->dst.bytes, 4u);
2877                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->src.val, c->dst.bytes)) {
2878                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2879                         goto done;
2880                 }
2881                 ops->pio_out_emulated(c->dst.bytes, c->src.val, &c->dst.val, 1,
2882                                       ctxt->vcpu);
2883                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2884                 break;
2885         case 0xf4:              /* hlt */
2886                 ctxt->vcpu->arch.halt_request = 1;
2887                 break;
2888         case 0xf5:      /* cmc */
2889                 /* complement carry flag from eflags reg */
2890                 ctxt->eflags ^= EFLG_CF;
2891                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2892                 break;
2893         case 0xf6 ... 0xf7:     /* Grp3 */
2894                 if (!emulate_grp3(ctxt, ops))
2895                         goto cannot_emulate;
2896                 break;
2897         case 0xf8: /* clc */
2898                 ctxt->eflags &= ~EFLG_CF;
2899                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2900                 break;
2901         case 0xfa: /* cli */
2902                 if (emulator_bad_iopl(ctxt, ops))
2903                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2904                 else {
2905                         ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_IF;
2906                         c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2907                 }
2908                 break;
2909         case 0xfb: /* sti */
2910                 if (emulator_bad_iopl(ctxt, ops))
2911                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2912                 else {
2913                         toggle_interruptibility(ctxt, KVM_X86_SHADOW_INT_STI);
2914                         ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_IF;
2915                         c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2916                 }
2917                 break;
2918         case 0xfc: /* cld */
2919                 ctxt->eflags &= ~EFLG_DF;
2920                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2921                 break;
2922         case 0xfd: /* std */
2923                 ctxt->eflags |= EFLG_DF;
2924                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2925                 break;
2926         case 0xfe: /* Grp4 */
2927         grp45:
2928                 rc = emulate_grp45(ctxt, ops);
2929                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2930                         goto done;
2931                 break;
2932         case 0xff: /* Grp5 */
2933                 if (c->modrm_reg == 5)
2934                         goto jump_far;
2935                 goto grp45;
2936         }
2937
2938 writeback:
2939         rc = writeback(ctxt, ops);
2940         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2941                 goto done;
2942
2943         /*
2944          * restore dst type in case the decoding will be reused
2945          * (happens for string instruction )
2946          */
2947         c->dst.type = saved_dst_type;
2948
2949         if ((c->d & SrcMask) == SrcSI)
2950                 string_addr_inc(ctxt, seg_override_base(ctxt, c), VCPU_REGS_RSI,
2951                                 &c->src);
2952
2953         if ((c->d & DstMask) == DstDI)
2954                 string_addr_inc(ctxt, es_base(ctxt), VCPU_REGS_RDI, &c->dst);
2955
2956         if (c->rep_prefix && (c->d & String)) {
2957                 struct read_cache *rc = &ctxt->decode.io_read;
2958                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RCX], -1);
2959                 /*
2960                  * Re-enter guest when pio read ahead buffer is empty or,
2961                  * if it is not used, after each 1024 iteration.
2962                  */
2963                 if ((rc->end == 0 && !(c->regs[VCPU_REGS_RCX] & 0x3ff)) ||
2964                     (rc->end != 0 && rc->end == rc->pos))
2965                         ctxt->restart = false;
2966         }
2967
2968         /* Commit shadow register state. */
2969         memcpy(ctxt->vcpu->arch.regs, c->regs, sizeof c->regs);
2970         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
2971         ops->set_rflags(ctxt->vcpu, ctxt->eflags);
2972
2973 done:
2974         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
2975
2976 twobyte_insn:
2977         switch (c->b) {
2978         case 0x01: /* lgdt, lidt, lmsw */
2979                 switch (c->modrm_reg) {
2980                         u16 size;
2981                         unsigned long address;
2982
2983                 case 0: /* vmcall */
2984                         if (c->modrm_mod != 3 || c->modrm_rm != 1)
2985                                 goto cannot_emulate;
2986
2987                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
2988                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2989                                 goto done;
2990
2991                         /* Let the processor re-execute the fixed hypercall */
2992                         c->eip = ctxt->eip;
2993                         /* Disable writeback. */
2994                         c->dst.type = OP_NONE;
2995                         break;
2996                 case 2: /* lgdt */
2997                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
2998                                              &size, &address, c->op_bytes);
2999                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3000                                 goto done;
3001                         realmode_lgdt(ctxt->vcpu, size, address);
3002                         /* Disable writeback. */
3003                         c->dst.type = OP_NONE;
3004                         break;
3005                 case 3: /* lidt/vmmcall */
3006                         if (c->modrm_mod == 3) {
3007                                 switch (c->modrm_rm) {
3008                                 case 1:
3009                                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
3010                                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3011                                                 goto done;
3012                                         break;
3013                                 default:
3014                                         goto cannot_emulate;
3015                                 }
3016                         } else {
3017                                 rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
3018                                                      &size, &address,
3019                                                      c->op_bytes);
3020                                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3021                                         goto done;
3022                                 realmode_lidt(ctxt->vcpu, size, address);
3023                         }
3024                         /* Disable writeback. */
3025                         c->dst.type = OP_NONE;
3026                         break;
3027                 case 4: /* smsw */
3028                         c->dst.bytes = 2;
3029                         c->dst.val = ops->get_cr(0, ctxt->vcpu);
3030                         break;
3031                 case 6: /* lmsw */
3032                         ops->set_cr(0, (ops->get_cr(0, ctxt->vcpu) & ~0x0ful) |
3033                                     (c->src.val & 0x0f), ctxt->vcpu);
3034                         c->dst.type = OP_NONE;
3035                         break;
3036                 case 5: /* not defined */
3037                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
3038                         goto done;
3039                 case 7: /* invlpg*/
3040                         emulate_invlpg(ctxt->vcpu, c->modrm_ea);
3041                         /* Disable writeback. */
3042                         c->dst.type = OP_NONE;
3043                         break;
3044                 default:
3045                         goto cannot_emulate;
3046                 }
3047                 break;
3048         case 0x05:              /* syscall */
3049                 rc = emulate_syscall(ctxt);
3050                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3051                         goto done;
3052                 else
3053                         goto writeback;
3054                 break;
3055         case 0x06:
3056                 emulate_clts(ctxt->vcpu);
3057                 c->dst.type = OP_NONE;
3058                 break;
3059         case 0x08:              /* invd */
3060         case 0x09:              /* wbinvd */
3061         case 0x0d:              /* GrpP (prefetch) */
3062         case 0x18:              /* Grp16 (prefetch/nop) */
3063                 c->dst.type = OP_NONE;
3064                 break;
3065         case 0x20: /* mov cr, reg */
3066                 switch (c->modrm_reg) {
3067                 case 1:
3068                 case 5 ... 7:
3069                 case 9 ... 15:
3070                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
3071                         goto done;
3072                 }
3073                 c->regs[c->modrm_rm] = ops->get_cr(c->modrm_reg, ctxt->vcpu);
3074                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
3075                 break;
3076         case 0x21: /* mov from dr to reg */
3077                 if ((ops->get_cr(4, ctxt->vcpu) & X86_CR4_DE) &&
3078                     (c->modrm_reg == 4 || c->modrm_reg == 5)) {
3079                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
3080                         goto done;
3081                 }
3082                 emulator_get_dr(ctxt, c->modrm_reg, &c->regs[c->modrm_rm]);
3083                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
3084                 break;
3085         case 0x22: /* mov reg, cr */
3086                 ops->set_cr(c->modrm_reg, c->modrm_val, ctxt->vcpu);
3087                 c->dst.type = OP_NONE;
3088                 break;
3089         case 0x23: /* mov from reg to dr */
3090                 if ((ops->get_cr(4, ctxt->vcpu) & X86_CR4_DE) &&
3091                     (c->modrm_reg == 4 || c->modrm_reg == 5)) {
3092                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
3093                         goto done;
3094                 }
3095                 emulator_set_dr(ctxt, c->modrm_reg, c->regs[c->modrm_rm]);
3096                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
3097                 break;
3098         case 0x30:
3099                 /* wrmsr */
3100                 msr_data = (u32)c->regs[VCPU_REGS_RAX]
3101                         | ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RDX] << 32);
3102                 if (kvm_set_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], msr_data)) {
3103                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
3104                         goto done;
3105                 }
3106                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
3107                 c->dst.type = OP_NONE;
3108                 break;
3109         case 0x32:
3110                 /* rdmsr */
3111                 if (kvm_get_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], &msr_data)) {
3112                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
3113                         goto done;
3114                 } else {
3115                         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32)msr_data;
3116                         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = msr_data >> 32;
3117                 }
3118                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
3119                 c->dst.type = OP_NONE;
3120                 break;
3121         case 0x34:              /* sysenter */
3122                 rc = emulate_sysenter(ctxt);
3123                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3124                         goto done;
3125                 else
3126                         goto writeback;
3127                 break;
3128         case 0x35:              /* sysexit */
3129                 rc = emulate_sysexit(ctxt);
3130                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3131                         goto done;
3132                 else
3133                         goto writeback;
3134                 break;
3135         case 0x40 ... 0x4f:     /* cmov */
3136                 c->dst.val = c->dst.orig_val = c->src.val;
3137                 if (!test_cc(c->b, ctxt->eflags))
3138                         c->dst.type = OP_NONE; /* no writeback */
3139                 break;
3140         case 0x80 ... 0x8f: /* jnz rel, etc*/
3141                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
3142                         jmp_rel(c, c->src.val);
3143                 c->dst.type = OP_NONE;
3144                 break;
3145         case 0xa0:        /* push fs */
3146                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_FS);
3147                 break;
3148         case 0xa1:       /* pop fs */
3149                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_FS);
3150                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3151                         goto done;
3152                 break;
3153         case 0xa3:
3154               bt:               /* bt */
3155                 c->dst.type = OP_NONE;
3156                 /* only subword offset */
3157                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
3158                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bt", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3159                 break;
3160         case 0xa4: /* shld imm8, r, r/m */
3161         case 0xa5: /* shld cl, r, r/m */
3162                 emulate_2op_cl("shld", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3163                 break;
3164         case 0xa8:      /* push gs */
3165                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_GS);
3166                 break;
3167         case 0xa9:      /* pop gs */
3168                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_GS);
3169                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3170                         goto done;
3171                 break;
3172         case 0xab:
3173               bts:              /* bts */
3174                 /* only subword offset */
3175                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
3176                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bts", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3177                 break;
3178         case 0xac: /* shrd imm8, r, r/m */
3179         case 0xad: /* shrd cl, r, r/m */
3180                 emulate_2op_cl("shrd", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3181                 break;
3182         case 0xae:              /* clflush */
3183                 break;
3184         case 0xb0 ... 0xb1:     /* cmpxchg */
3185                 /*
3186                  * Save real source value, then compare EAX against
3187                  * destination.
3188                  */
3189                 c->src.orig_val = c->src.val;
3190                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
3191                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3192                 if (ctxt->eflags & EFLG_ZF) {
3193                         /* Success: write back to memory. */
3194                         c->dst.val = c->src.orig_val;
3195                 } else {
3196                         /* Failure: write the value we saw to EAX. */
3197                         c->dst.type = OP_REG;
3198                         c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
3199                 }
3200                 break;
3201         case 0xb3:
3202               btr:              /* btr */
3203                 /* only subword offset */
3204                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
3205                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3206                 break;
3207         case 0xb6 ... 0xb7:     /* movzx */
3208                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
3209                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (u8) c->src.val
3210                                                        : (u16) c->src.val;
3211                 break;
3212         case 0xba:              /* Grp8 */
3213                 switch (c->modrm_reg & 3) {
3214                 case 0:
3215                         goto bt;
3216                 case 1:
3217                         goto bts;
3218                 case 2:
3219                         goto btr;
3220                 case 3:
3221                         goto btc;
3222                 }
3223                 break;
3224         case 0xbb:
3225               btc:              /* btc */
3226                 /* only subword offset */
3227                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
3228                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3229                 break;
3230         case 0xbe ... 0xbf:     /* movsx */
3231                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
3232                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (s8) c->src.val :
3233                                                         (s16) c->src.val;
3234                 break;
3235         case 0xc3:              /* movnti */
3236                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
3237                 c->dst.val = (c->op_bytes == 4) ? (u32) c->src.val :
3238                                                         (u64) c->src.val;
3239                 break;
3240         case 0xc7:              /* Grp9 (cmpxchg8b) */
3241                 rc = emulate_grp9(ctxt, ops);
3242                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3243                         goto done;
3244                 break;
3245         }
3246         goto writeback;
3247
3248 cannot_emulate:
3249         DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
3250         return -1;
3251 }