KVM: x86 emulator: introduce pio in string read ahead.
[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 DstMask     (7<<1)
56 /* Source operand type. */
57 #define SrcNone     (0<<4)      /* No source operand. */
58 #define SrcImplicit (0<<4)      /* Source operand is implicit in the opcode. */
59 #define SrcReg      (1<<4)      /* Register operand. */
60 #define SrcMem      (2<<4)      /* Memory operand. */
61 #define SrcMem16    (3<<4)      /* Memory operand (16-bit). */
62 #define SrcMem32    (4<<4)      /* Memory operand (32-bit). */
63 #define SrcImm      (5<<4)      /* Immediate operand. */
64 #define SrcImmByte  (6<<4)      /* 8-bit sign-extended immediate operand. */
65 #define SrcOne      (7<<4)      /* Implied '1' */
66 #define SrcImmUByte (8<<4)      /* 8-bit unsigned immediate operand. */
67 #define SrcImmU     (9<<4)      /* Immediate operand, unsigned */
68 #define SrcSI       (0xa<<4)    /* Source is in the DS:RSI */
69 #define SrcMask     (0xf<<4)
70 /* Generic ModRM decode. */
71 #define ModRM       (1<<8)
72 /* Destination is only written; never read. */
73 #define Mov         (1<<9)
74 #define BitOp       (1<<10)
75 #define MemAbs      (1<<11)      /* Memory operand is absolute displacement */
76 #define String      (1<<12)     /* String instruction (rep capable) */
77 #define Stack       (1<<13)     /* Stack instruction (push/pop) */
78 #define Group       (1<<14)     /* Bits 3:5 of modrm byte extend opcode */
79 #define GroupDual   (1<<15)     /* Alternate decoding of mod == 3 */
80 #define GroupMask   0xff        /* Group number stored in bits 0:7 */
81 /* Misc flags */
82 #define Lock        (1<<26) /* lock prefix is allowed for the instruction */
83 #define Priv        (1<<27) /* instruction generates #GP if current CPL != 0 */
84 #define No64        (1<<28)
85 /* Source 2 operand type */
86 #define Src2None    (0<<29)
87 #define Src2CL      (1<<29)
88 #define Src2ImmByte (2<<29)
89 #define Src2One     (3<<29)
90 #define Src2Imm16   (4<<29)
91 #define Src2Mem16   (5<<29) /* Used for Ep encoding. First argument has to be
92                                in memory and second argument is located
93                                immediately after the first one in memory. */
94 #define Src2Mask    (7<<29)
95
96 enum {
97         Group1_80, Group1_81, Group1_82, Group1_83,
98         Group1A, Group3_Byte, Group3, Group4, Group5, Group7,
99         Group8, Group9,
100 };
101
102 static u32 opcode_table[256] = {
103         /* 0x00 - 0x07 */
104         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
105         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
106         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
107         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
108         /* 0x08 - 0x0F */
109         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
110         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
111         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
112         ImplicitOps | Stack | No64, 0,
113         /* 0x10 - 0x17 */
114         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
115         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
116         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
117         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
118         /* 0x18 - 0x1F */
119         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
120         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
121         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
122         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
123         /* 0x20 - 0x27 */
124         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
125         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
126         DstAcc | SrcImmByte, DstAcc | SrcImm, 0, 0,
127         /* 0x28 - 0x2F */
128         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
129         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
130         0, 0, 0, 0,
131         /* 0x30 - 0x37 */
132         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
133         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
134         0, 0, 0, 0,
135         /* 0x38 - 0x3F */
136         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
137         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM, DstReg | SrcMem | ModRM,
138         ByteOp | DstAcc | SrcImm, DstAcc | SrcImm,
139         0, 0,
140         /* 0x40 - 0x47 */
141         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
142         /* 0x48 - 0x4F */
143         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
144         /* 0x50 - 0x57 */
145         SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack,
146         SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack, SrcReg | Stack,
147         /* 0x58 - 0x5F */
148         DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack,
149         DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack, DstReg | Stack,
150         /* 0x60 - 0x67 */
151         ImplicitOps | Stack | No64, ImplicitOps | Stack | No64,
152         0, DstReg | SrcMem32 | ModRM | Mov /* movsxd (x86/64) */ ,
153         0, 0, 0, 0,
154         /* 0x68 - 0x6F */
155         SrcImm | Mov | Stack, 0, SrcImmByte | Mov | Stack, 0,
156         DstDI | ByteOp | Mov | String, DstDI | Mov | String, /* insb, insw/insd */
157         SrcSI | ByteOp | ImplicitOps | String, SrcSI | ImplicitOps | String, /* outsb, outsw/outsd */
158         /* 0x70 - 0x77 */
159         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
160         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
161         /* 0x78 - 0x7F */
162         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
163         SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte, SrcImmByte,
164         /* 0x80 - 0x87 */
165         Group | Group1_80, Group | Group1_81,
166         Group | Group1_82, Group | Group1_83,
167         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM, DstMem | SrcReg | ModRM,
168         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
169         /* 0x88 - 0x8F */
170         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov,
171         ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
172         DstMem | SrcReg | ModRM | Mov, ModRM | DstReg,
173         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, Group | Group1A,
174         /* 0x90 - 0x97 */
175         DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg, DstReg,
176         /* 0x98 - 0x9F */
177         0, 0, SrcImm | Src2Imm16 | No64, 0,
178         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack, 0, 0,
179         /* 0xA0 - 0xA7 */
180         ByteOp | DstReg | SrcMem | Mov | MemAbs, DstReg | SrcMem | Mov | MemAbs,
181         ByteOp | DstMem | SrcReg | Mov | MemAbs, DstMem | SrcReg | Mov | MemAbs,
182         ByteOp | SrcSI | DstDI | Mov | String, SrcSI | DstDI | Mov | String,
183         ByteOp | SrcSI | DstDI | String, SrcSI | DstDI | String,
184         /* 0xA8 - 0xAF */
185         0, 0, ByteOp | DstDI | Mov | String, DstDI | Mov | String,
186         ByteOp | SrcSI | DstAcc | Mov | String, SrcSI | DstAcc | Mov | String,
187         ByteOp | DstDI | String, DstDI | String,
188         /* 0xB0 - 0xB7 */
189         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
190         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
191         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
192         ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov,
193         /* 0xB8 - 0xBF */
194         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
195         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
196         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
197         DstReg | SrcImm | Mov, DstReg | SrcImm | Mov,
198         /* 0xC0 - 0xC7 */
199         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM,
200         0, ImplicitOps | Stack, 0, 0,
201         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Mov, DstMem | SrcImm | ModRM | Mov,
202         /* 0xC8 - 0xCF */
203         0, 0, 0, ImplicitOps | Stack,
204         ImplicitOps, SrcImmByte, ImplicitOps | No64, ImplicitOps,
205         /* 0xD0 - 0xD7 */
206         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
207         ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM, DstMem | SrcImplicit | ModRM,
208         0, 0, 0, 0,
209         /* 0xD8 - 0xDF */
210         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
211         /* 0xE0 - 0xE7 */
212         0, 0, 0, 0,
213         ByteOp | SrcImmUByte | DstAcc, SrcImmUByte | DstAcc,
214         ByteOp | SrcImmUByte | DstAcc, SrcImmUByte | DstAcc,
215         /* 0xE8 - 0xEF */
216         SrcImm | Stack, SrcImm | ImplicitOps,
217         SrcImmU | Src2Imm16 | No64, SrcImmByte | ImplicitOps,
218         SrcNone | ByteOp | DstAcc, SrcNone | DstAcc,
219         SrcNone | ByteOp | DstAcc, SrcNone | DstAcc,
220         /* 0xF0 - 0xF7 */
221         0, 0, 0, 0,
222         ImplicitOps | Priv, ImplicitOps, Group | Group3_Byte, Group | Group3,
223         /* 0xF8 - 0xFF */
224         ImplicitOps, 0, ImplicitOps, ImplicitOps,
225         ImplicitOps, ImplicitOps, Group | Group4, Group | Group5,
226 };
227
228 static u32 twobyte_table[256] = {
229         /* 0x00 - 0x0F */
230         0, Group | GroupDual | Group7, 0, 0,
231         0, ImplicitOps, ImplicitOps | Priv, 0,
232         ImplicitOps | Priv, ImplicitOps | Priv, 0, 0,
233         0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0,
234         /* 0x10 - 0x1F */
235         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ImplicitOps | ModRM, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
236         /* 0x20 - 0x2F */
237         ModRM | ImplicitOps | Priv, ModRM | Priv,
238         ModRM | ImplicitOps | Priv, ModRM | Priv,
239         0, 0, 0, 0,
240         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
241         /* 0x30 - 0x3F */
242         ImplicitOps | Priv, 0, ImplicitOps | Priv, 0,
243         ImplicitOps, ImplicitOps | Priv, 0, 0,
244         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
245         /* 0x40 - 0x47 */
246         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
247         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
248         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
249         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
250         /* 0x48 - 0x4F */
251         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
252         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
253         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
254         DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
255         /* 0x50 - 0x5F */
256         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
257         /* 0x60 - 0x6F */
258         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
259         /* 0x70 - 0x7F */
260         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
261         /* 0x80 - 0x8F */
262         SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm,
263         SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm, SrcImm,
264         /* 0x90 - 0x9F */
265         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
266         /* 0xA0 - 0xA7 */
267         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack,
268         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp,
269         DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM,
270         DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM, 0, 0,
271         /* 0xA8 - 0xAF */
272         ImplicitOps | Stack, ImplicitOps | Stack,
273         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock,
274         DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM,
275         DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM,
276         ModRM, 0,
277         /* 0xB0 - 0xB7 */
278         ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock, DstMem | SrcReg | ModRM | Lock,
279         0, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock,
280         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
281             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
282         /* 0xB8 - 0xBF */
283         0, 0,
284         Group | Group8, DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock,
285         0, 0, ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov,
286             DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov,
287         /* 0xC0 - 0xCF */
288         0, 0, 0, DstMem | SrcReg | ModRM | Mov,
289         0, 0, 0, Group | GroupDual | Group9,
290         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
291         /* 0xD0 - 0xDF */
292         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
293         /* 0xE0 - 0xEF */
294         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
295         /* 0xF0 - 0xFF */
296         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
297 };
298
299 static u32 group_table[] = {
300         [Group1_80*8] =
301         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
302         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
303         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
304         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
305         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
306         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
307         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
308         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM,
309         [Group1_81*8] =
310         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
311         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
312         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
313         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
314         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
315         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
316         DstMem | SrcImm | ModRM | Lock,
317         DstMem | SrcImm | ModRM,
318         [Group1_82*8] =
319         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
320         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
321         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
322         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
323         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
324         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
325         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Lock,
326         ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64,
327         [Group1_83*8] =
328         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
329         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
330         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
331         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
332         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
333         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
334         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
335         DstMem | SrcImmByte | ModRM,
336         [Group1A*8] =
337         DstMem | SrcNone | ModRM | Mov | Stack, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
338         [Group3_Byte*8] =
339         ByteOp | SrcImm | DstMem | ModRM, 0,
340         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM,
341         0, 0, 0, 0,
342         [Group3*8] =
343         DstMem | SrcImm | ModRM, 0,
344         DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
345         0, 0, 0, 0,
346         [Group4*8] =
347         ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM, ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM,
348         0, 0, 0, 0, 0, 0,
349         [Group5*8] =
350         DstMem | SrcNone | ModRM, DstMem | SrcNone | ModRM,
351         SrcMem | ModRM | Stack, 0,
352         SrcMem | ModRM | Stack, SrcMem | ModRM | Src2Mem16 | ImplicitOps,
353         SrcMem | ModRM | Stack, 0,
354         [Group7*8] =
355         0, 0, ModRM | SrcMem | Priv, ModRM | SrcMem | Priv,
356         SrcNone | ModRM | DstMem | Mov, 0,
357         SrcMem16 | ModRM | Mov | Priv, SrcMem | ModRM | ByteOp | Priv,
358         [Group8*8] =
359         0, 0, 0, 0,
360         DstMem | SrcImmByte | ModRM, DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
361         DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock, DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock,
362         [Group9*8] =
363         0, ImplicitOps | ModRM | Lock, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
364 };
365
366 static u32 group2_table[] = {
367         [Group7*8] =
368         SrcNone | ModRM | Priv, 0, 0, SrcNone | ModRM | Priv,
369         SrcNone | ModRM | DstMem | Mov, 0,
370         SrcMem16 | ModRM | Mov | Priv, 0,
371         [Group9*8] =
372         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
373 };
374
375 /* EFLAGS bit definitions. */
376 #define EFLG_ID (1<<21)
377 #define EFLG_VIP (1<<20)
378 #define EFLG_VIF (1<<19)
379 #define EFLG_AC (1<<18)
380 #define EFLG_VM (1<<17)
381 #define EFLG_RF (1<<16)
382 #define EFLG_IOPL (3<<12)
383 #define EFLG_NT (1<<14)
384 #define EFLG_OF (1<<11)
385 #define EFLG_DF (1<<10)
386 #define EFLG_IF (1<<9)
387 #define EFLG_TF (1<<8)
388 #define EFLG_SF (1<<7)
389 #define EFLG_ZF (1<<6)
390 #define EFLG_AF (1<<4)
391 #define EFLG_PF (1<<2)
392 #define EFLG_CF (1<<0)
393
394 /*
395  * Instruction emulation:
396  * Most instructions are emulated directly via a fragment of inline assembly
397  * code. This allows us to save/restore EFLAGS and thus very easily pick up
398  * any modified flags.
399  */
400
401 #if defined(CONFIG_X86_64)
402 #define _LO32 "k"               /* force 32-bit operand */
403 #define _STK  "%%rsp"           /* stack pointer */
404 #elif defined(__i386__)
405 #define _LO32 ""                /* force 32-bit operand */
406 #define _STK  "%%esp"           /* stack pointer */
407 #endif
408
409 /*
410  * These EFLAGS bits are restored from saved value during emulation, and
411  * any changes are written back to the saved value after emulation.
412  */
413 #define EFLAGS_MASK (EFLG_OF|EFLG_SF|EFLG_ZF|EFLG_AF|EFLG_PF|EFLG_CF)
414
415 /* Before executing instruction: restore necessary bits in EFLAGS. */
416 #define _PRE_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp)                                   \
417         /* EFLAGS = (_sav & _msk) | (EFLAGS & ~_msk); _sav &= ~_msk; */ \
418         "movl %"_sav",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
419         "push %"_tmp"; "                                                \
420         "push %"_tmp"; "                                                \
421         "movl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
422         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
423         "pushf; "                                                       \
424         "notl %"_LO32 _tmp"; "                                          \
425         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
426         "andl %"_LO32 _tmp","__stringify(BITS_PER_LONG/4)"("_STK"); "   \
427         "pop  %"_tmp"; "                                                \
428         "orl  %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
429         "popf; "                                                        \
430         "pop  %"_sav"; "
431
432 /* After executing instruction: write-back necessary bits in EFLAGS. */
433 #define _POST_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp) \
434         /* _sav |= EFLAGS & _msk; */            \
435         "pushf; "                               \
436         "pop  %"_tmp"; "                        \
437         "andl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "          \
438         "orl  %"_LO32 _tmp",%"_sav"; "
439
440 #ifdef CONFIG_X86_64
441 #define ON64(x) x
442 #else
443 #define ON64(x)
444 #endif
445
446 #define ____emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags, _x, _y, _suffix)      \
447         do {                                                            \
448                 __asm__ __volatile__ (                                  \
449                         _PRE_EFLAGS("0", "4", "2")                      \
450                         _op _suffix " %"_x"3,%1; "                      \
451                         _POST_EFLAGS("0", "4", "2")                     \
452                         : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),            \
453                           "=&r" (_tmp)                                  \
454                         : _y ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK));          \
455         } while (0)
456
457
458 /* Raw emulation: instruction has two explicit operands. */
459 #define __emulate_2op_nobyte(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
460         do {                                                            \
461                 unsigned long _tmp;                                     \
462                                                                         \
463                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
464                 case 2:                                                 \
465                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,"w"); \
466                         break;                                          \
467                 case 4:                                                 \
468                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_lx,_ly,"l"); \
469                         break;                                          \
470                 case 8:                                                 \
471                         ON64(____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_qx,_qy,"q")); \
472                         break;                                          \
473                 }                                                       \
474         } while (0)
475
476 #define __emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
477         do {                                                                 \
478                 unsigned long _tmp;                                          \
479                 switch ((_dst).bytes) {                                      \
480                 case 1:                                                      \
481                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,"b");  \
482                         break;                                               \
483                 default:                                                     \
484                         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,       \
485                                              _wx, _wy, _lx, _ly, _qx, _qy);  \
486                         break;                                               \
487                 }                                                            \
488         } while (0)
489
490 /* Source operand is byte-sized and may be restricted to just %cl. */
491 #define emulate_2op_SrcB(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
492         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
493                       "b", "c", "b", "c", "b", "c", "b", "c")
494
495 /* Source operand is byte, word, long or quad sized. */
496 #define emulate_2op_SrcV(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
497         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
498                       "b", "q", "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
499
500 /* Source operand is word, long or quad sized. */
501 #define emulate_2op_SrcV_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags)               \
502         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,                  \
503                              "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
504
505 /* Instruction has three operands and one operand is stored in ECX register */
506 #define __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags, _suffix, _type)         \
507         do {                                                                    \
508                 unsigned long _tmp;                                             \
509                 _type _clv  = (_cl).val;                                        \
510                 _type _srcv = (_src).val;                                       \
511                 _type _dstv = (_dst).val;                                       \
512                                                                                 \
513                 __asm__ __volatile__ (                                          \
514                         _PRE_EFLAGS("0", "5", "2")                              \
515                         _op _suffix " %4,%1 \n"                                 \
516                         _POST_EFLAGS("0", "5", "2")                             \
517                         : "=m" (_eflags), "+r" (_dstv), "=&r" (_tmp)            \
518                         : "c" (_clv) , "r" (_srcv), "i" (EFLAGS_MASK)           \
519                         );                                                      \
520                                                                                 \
521                 (_cl).val  = (unsigned long) _clv;                              \
522                 (_src).val = (unsigned long) _srcv;                             \
523                 (_dst).val = (unsigned long) _dstv;                             \
524         } while (0)
525
526 #define emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags)                           \
527         do {                                                                    \
528                 switch ((_dst).bytes) {                                         \
529                 case 2:                                                         \
530                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
531                                                 "w", unsigned short);           \
532                         break;                                                  \
533                 case 4:                                                         \
534                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
535                                                 "l", unsigned int);             \
536                         break;                                                  \
537                 case 8:                                                         \
538                         ON64(__emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,    \
539                                                 "q", unsigned long));           \
540                         break;                                                  \
541                 }                                                               \
542         } while (0)
543
544 #define __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, _suffix)                      \
545         do {                                                            \
546                 unsigned long _tmp;                                     \
547                                                                         \
548                 __asm__ __volatile__ (                                  \
549                         _PRE_EFLAGS("0", "3", "2")                      \
550                         _op _suffix " %1; "                             \
551                         _POST_EFLAGS("0", "3", "2")                     \
552                         : "=m" (_eflags), "+m" ((_dst).val),            \
553                           "=&r" (_tmp)                                  \
554                         : "i" (EFLAGS_MASK));                           \
555         } while (0)
556
557 /* Instruction has only one explicit operand (no source operand). */
558 #define emulate_1op(_op, _dst, _eflags)                                    \
559         do {                                                            \
560                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
561                 case 1: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "b"); break;  \
562                 case 2: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "w"); break;  \
563                 case 4: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "l"); break;  \
564                 case 8: ON64(__emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "q")); break; \
565                 }                                                       \
566         } while (0)
567
568 /* Fetch next part of the instruction being emulated. */
569 #define insn_fetch(_type, _size, _eip)                                  \
570 ({      unsigned long _x;                                               \
571         rc = do_insn_fetch(ctxt, ops, (_eip), &_x, (_size));            \
572         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)                                     \
573                 goto done;                                              \
574         (_eip) += (_size);                                              \
575         (_type)_x;                                                      \
576 })
577
578 static inline unsigned long ad_mask(struct decode_cache *c)
579 {
580         return (1UL << (c->ad_bytes << 3)) - 1;
581 }
582
583 /* Access/update address held in a register, based on addressing mode. */
584 static inline unsigned long
585 address_mask(struct decode_cache *c, unsigned long reg)
586 {
587         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
588                 return reg;
589         else
590                 return reg & ad_mask(c);
591 }
592
593 static inline unsigned long
594 register_address(struct decode_cache *c, unsigned long base, unsigned long reg)
595 {
596         return base + address_mask(c, reg);
597 }
598
599 static inline void
600 register_address_increment(struct decode_cache *c, unsigned long *reg, int inc)
601 {
602         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
603                 *reg += inc;
604         else
605                 *reg = (*reg & ~ad_mask(c)) | ((*reg + inc) & ad_mask(c));
606 }
607
608 static inline void jmp_rel(struct decode_cache *c, int rel)
609 {
610         register_address_increment(c, &c->eip, rel);
611 }
612
613 static void set_seg_override(struct decode_cache *c, int seg)
614 {
615         c->has_seg_override = true;
616         c->seg_override = seg;
617 }
618
619 static unsigned long seg_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
620 {
621         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && seg < VCPU_SREG_FS)
622                 return 0;
623
624         return kvm_x86_ops->get_segment_base(ctxt->vcpu, seg);
625 }
626
627 static unsigned long seg_override_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
628                                        struct decode_cache *c)
629 {
630         if (!c->has_seg_override)
631                 return 0;
632
633         return seg_base(ctxt, c->seg_override);
634 }
635
636 static unsigned long es_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
637 {
638         return seg_base(ctxt, VCPU_SREG_ES);
639 }
640
641 static unsigned long ss_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
642 {
643         return seg_base(ctxt, VCPU_SREG_SS);
644 }
645
646 static int do_fetch_insn_byte(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
647                               struct x86_emulate_ops *ops,
648                               unsigned long linear, u8 *dest)
649 {
650         struct fetch_cache *fc = &ctxt->decode.fetch;
651         int rc;
652         int size;
653
654         if (linear < fc->start || linear >= fc->end) {
655                 size = min(15UL, PAGE_SIZE - offset_in_page(linear));
656                 rc = ops->fetch(linear, fc->data, size, ctxt->vcpu, NULL);
657                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
658                         return rc;
659                 fc->start = linear;
660                 fc->end = linear + size;
661         }
662         *dest = fc->data[linear - fc->start];
663         return X86EMUL_CONTINUE;
664 }
665
666 static int do_insn_fetch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
667                          struct x86_emulate_ops *ops,
668                          unsigned long eip, void *dest, unsigned size)
669 {
670         int rc;
671
672         /* x86 instructions are limited to 15 bytes. */
673         if (eip + size - ctxt->eip > 15)
674                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
675         eip += ctxt->cs_base;
676         while (size--) {
677                 rc = do_fetch_insn_byte(ctxt, ops, eip++, dest++);
678                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
679                         return rc;
680         }
681         return X86EMUL_CONTINUE;
682 }
683
684 /*
685  * Given the 'reg' portion of a ModRM byte, and a register block, return a
686  * pointer into the block that addresses the relevant register.
687  * @highbyte_regs specifies whether to decode AH,CH,DH,BH.
688  */
689 static void *decode_register(u8 modrm_reg, unsigned long *regs,
690                              int highbyte_regs)
691 {
692         void *p;
693
694         p = &regs[modrm_reg];
695         if (highbyte_regs && modrm_reg >= 4 && modrm_reg < 8)
696                 p = (unsigned char *)&regs[modrm_reg & 3] + 1;
697         return p;
698 }
699
700 static int read_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
701                            struct x86_emulate_ops *ops,
702                            void *ptr,
703                            u16 *size, unsigned long *address, int op_bytes)
704 {
705         int rc;
706
707         if (op_bytes == 2)
708                 op_bytes = 3;
709         *address = 0;
710         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr, (unsigned long *)size, 2,
711                            ctxt->vcpu, NULL);
712         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
713                 return rc;
714         rc = ops->read_std((unsigned long)ptr + 2, address, op_bytes,
715                            ctxt->vcpu, NULL);
716         return rc;
717 }
718
719 static int test_cc(unsigned int condition, unsigned int flags)
720 {
721         int rc = 0;
722
723         switch ((condition & 15) >> 1) {
724         case 0: /* o */
725                 rc |= (flags & EFLG_OF);
726                 break;
727         case 1: /* b/c/nae */
728                 rc |= (flags & EFLG_CF);
729                 break;
730         case 2: /* z/e */
731                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
732                 break;
733         case 3: /* be/na */
734                 rc |= (flags & (EFLG_CF|EFLG_ZF));
735                 break;
736         case 4: /* s */
737                 rc |= (flags & EFLG_SF);
738                 break;
739         case 5: /* p/pe */
740                 rc |= (flags & EFLG_PF);
741                 break;
742         case 7: /* le/ng */
743                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
744                 /* fall through */
745         case 6: /* l/nge */
746                 rc |= (!(flags & EFLG_SF) != !(flags & EFLG_OF));
747                 break;
748         }
749
750         /* Odd condition identifiers (lsb == 1) have inverted sense. */
751         return (!!rc ^ (condition & 1));
752 }
753
754 static void decode_register_operand(struct operand *op,
755                                     struct decode_cache *c,
756                                     int inhibit_bytereg)
757 {
758         unsigned reg = c->modrm_reg;
759         int highbyte_regs = c->rex_prefix == 0;
760
761         if (!(c->d & ModRM))
762                 reg = (c->b & 7) | ((c->rex_prefix & 1) << 3);
763         op->type = OP_REG;
764         if ((c->d & ByteOp) && !inhibit_bytereg) {
765                 op->ptr = decode_register(reg, c->regs, highbyte_regs);
766                 op->val = *(u8 *)op->ptr;
767                 op->bytes = 1;
768         } else {
769                 op->ptr = decode_register(reg, c->regs, 0);
770                 op->bytes = c->op_bytes;
771                 switch (op->bytes) {
772                 case 2:
773                         op->val = *(u16 *)op->ptr;
774                         break;
775                 case 4:
776                         op->val = *(u32 *)op->ptr;
777                         break;
778                 case 8:
779                         op->val = *(u64 *) op->ptr;
780                         break;
781                 }
782         }
783         op->orig_val = op->val;
784 }
785
786 static int decode_modrm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
787                         struct x86_emulate_ops *ops)
788 {
789         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
790         u8 sib;
791         int index_reg = 0, base_reg = 0, scale;
792         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
793
794         if (c->rex_prefix) {
795                 c->modrm_reg = (c->rex_prefix & 4) << 1;        /* REX.R */
796                 index_reg = (c->rex_prefix & 2) << 2; /* REX.X */
797                 c->modrm_rm = base_reg = (c->rex_prefix & 1) << 3; /* REG.B */
798         }
799
800         c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
801         c->modrm_mod |= (c->modrm & 0xc0) >> 6;
802         c->modrm_reg |= (c->modrm & 0x38) >> 3;
803         c->modrm_rm |= (c->modrm & 0x07);
804         c->modrm_ea = 0;
805         c->use_modrm_ea = 1;
806
807         if (c->modrm_mod == 3) {
808                 c->modrm_ptr = decode_register(c->modrm_rm,
809                                                c->regs, c->d & ByteOp);
810                 c->modrm_val = *(unsigned long *)c->modrm_ptr;
811                 return rc;
812         }
813
814         if (c->ad_bytes == 2) {
815                 unsigned bx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
816                 unsigned bp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
817                 unsigned si = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
818                 unsigned di = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
819
820                 /* 16-bit ModR/M decode. */
821                 switch (c->modrm_mod) {
822                 case 0:
823                         if (c->modrm_rm == 6)
824                                 c->modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
825                         break;
826                 case 1:
827                         c->modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
828                         break;
829                 case 2:
830                         c->modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
831                         break;
832                 }
833                 switch (c->modrm_rm) {
834                 case 0:
835                         c->modrm_ea += bx + si;
836                         break;
837                 case 1:
838                         c->modrm_ea += bx + di;
839                         break;
840                 case 2:
841                         c->modrm_ea += bp + si;
842                         break;
843                 case 3:
844                         c->modrm_ea += bp + di;
845                         break;
846                 case 4:
847                         c->modrm_ea += si;
848                         break;
849                 case 5:
850                         c->modrm_ea += di;
851                         break;
852                 case 6:
853                         if (c->modrm_mod != 0)
854                                 c->modrm_ea += bp;
855                         break;
856                 case 7:
857                         c->modrm_ea += bx;
858                         break;
859                 }
860                 if (c->modrm_rm == 2 || c->modrm_rm == 3 ||
861                     (c->modrm_rm == 6 && c->modrm_mod != 0))
862                         if (!c->has_seg_override)
863                                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_SS);
864                 c->modrm_ea = (u16)c->modrm_ea;
865         } else {
866                 /* 32/64-bit ModR/M decode. */
867                 if ((c->modrm_rm & 7) == 4) {
868                         sib = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
869                         index_reg |= (sib >> 3) & 7;
870                         base_reg |= sib & 7;
871                         scale = sib >> 6;
872
873                         if ((base_reg & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0)
874                                 c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
875                         else
876                                 c->modrm_ea += c->regs[base_reg];
877                         if (index_reg != 4)
878                                 c->modrm_ea += c->regs[index_reg] << scale;
879                 } else if ((c->modrm_rm & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0) {
880                         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
881                                 c->rip_relative = 1;
882                 } else
883                         c->modrm_ea += c->regs[c->modrm_rm];
884                 switch (c->modrm_mod) {
885                 case 0:
886                         if (c->modrm_rm == 5)
887                                 c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
888                         break;
889                 case 1:
890                         c->modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
891                         break;
892                 case 2:
893                         c->modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
894                         break;
895                 }
896         }
897 done:
898         return rc;
899 }
900
901 static int decode_abs(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
902                       struct x86_emulate_ops *ops)
903 {
904         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
905         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
906
907         switch (c->ad_bytes) {
908         case 2:
909                 c->modrm_ea = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
910                 break;
911         case 4:
912                 c->modrm_ea = insn_fetch(u32, 4, c->eip);
913                 break;
914         case 8:
915                 c->modrm_ea = insn_fetch(u64, 8, c->eip);
916                 break;
917         }
918 done:
919         return rc;
920 }
921
922 int
923 x86_decode_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
924 {
925         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
926         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
927         int mode = ctxt->mode;
928         int def_op_bytes, def_ad_bytes, group;
929
930
931         /* we cannot decode insn before we complete previous rep insn */
932         WARN_ON(ctxt->restart);
933
934         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation. */
935         memset(c, 0, sizeof(struct decode_cache));
936         c->eip = ctxt->eip;
937         ctxt->cs_base = seg_base(ctxt, VCPU_SREG_CS);
938         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
939
940         switch (mode) {
941         case X86EMUL_MODE_REAL:
942         case X86EMUL_MODE_VM86:
943         case X86EMUL_MODE_PROT16:
944                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 2;
945                 break;
946         case X86EMUL_MODE_PROT32:
947                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 4;
948                 break;
949 #ifdef CONFIG_X86_64
950         case X86EMUL_MODE_PROT64:
951                 def_op_bytes = 4;
952                 def_ad_bytes = 8;
953                 break;
954 #endif
955         default:
956                 return -1;
957         }
958
959         c->op_bytes = def_op_bytes;
960         c->ad_bytes = def_ad_bytes;
961
962         /* Legacy prefixes. */
963         for (;;) {
964                 switch (c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip)) {
965                 case 0x66:      /* operand-size override */
966                         /* switch between 2/4 bytes */
967                         c->op_bytes = def_op_bytes ^ 6;
968                         break;
969                 case 0x67:      /* address-size override */
970                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
971                                 /* switch between 4/8 bytes */
972                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 12;
973                         else
974                                 /* switch between 2/4 bytes */
975                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 6;
976                         break;
977                 case 0x26:      /* ES override */
978                 case 0x2e:      /* CS override */
979                 case 0x36:      /* SS override */
980                 case 0x3e:      /* DS override */
981                         set_seg_override(c, (c->b >> 3) & 3);
982                         break;
983                 case 0x64:      /* FS override */
984                 case 0x65:      /* GS override */
985                         set_seg_override(c, c->b & 7);
986                         break;
987                 case 0x40 ... 0x4f: /* REX */
988                         if (mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
989                                 goto done_prefixes;
990                         c->rex_prefix = c->b;
991                         continue;
992                 case 0xf0:      /* LOCK */
993                         c->lock_prefix = 1;
994                         break;
995                 case 0xf2:      /* REPNE/REPNZ */
996                         c->rep_prefix = REPNE_PREFIX;
997                         break;
998                 case 0xf3:      /* REP/REPE/REPZ */
999                         c->rep_prefix = REPE_PREFIX;
1000                         break;
1001                 default:
1002                         goto done_prefixes;
1003                 }
1004
1005                 /* Any legacy prefix after a REX prefix nullifies its effect. */
1006
1007                 c->rex_prefix = 0;
1008         }
1009
1010 done_prefixes:
1011
1012         /* REX prefix. */
1013         if (c->rex_prefix)
1014                 if (c->rex_prefix & 8)
1015                         c->op_bytes = 8;        /* REX.W */
1016
1017         /* Opcode byte(s). */
1018         c->d = opcode_table[c->b];
1019         if (c->d == 0) {
1020                 /* Two-byte opcode? */
1021                 if (c->b == 0x0f) {
1022                         c->twobyte = 1;
1023                         c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1024                         c->d = twobyte_table[c->b];
1025                 }
1026         }
1027
1028         if (c->d & Group) {
1029                 group = c->d & GroupMask;
1030                 c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1031                 --c->eip;
1032
1033                 group = (group << 3) + ((c->modrm >> 3) & 7);
1034                 if ((c->d & GroupDual) && (c->modrm >> 6) == 3)
1035                         c->d = group2_table[group];
1036                 else
1037                         c->d = group_table[group];
1038         }
1039
1040         /* Unrecognised? */
1041         if (c->d == 0) {
1042                 DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
1043                 return -1;
1044         }
1045
1046         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & Stack))
1047                 c->op_bytes = 8;
1048
1049         /* ModRM and SIB bytes. */
1050         if (c->d & ModRM)
1051                 rc = decode_modrm(ctxt, ops);
1052         else if (c->d & MemAbs)
1053                 rc = decode_abs(ctxt, ops);
1054         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1055                 goto done;
1056
1057         if (!c->has_seg_override)
1058                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_DS);
1059
1060         if (!(!c->twobyte && c->b == 0x8d))
1061                 c->modrm_ea += seg_override_base(ctxt, c);
1062
1063         if (c->ad_bytes != 8)
1064                 c->modrm_ea = (u32)c->modrm_ea;
1065
1066         if (c->rip_relative)
1067                 c->modrm_ea += c->eip;
1068
1069         /*
1070          * Decode and fetch the source operand: register, memory
1071          * or immediate.
1072          */
1073         switch (c->d & SrcMask) {
1074         case SrcNone:
1075                 break;
1076         case SrcReg:
1077                 decode_register_operand(&c->src, c, 0);
1078                 break;
1079         case SrcMem16:
1080                 c->src.bytes = 2;
1081                 goto srcmem_common;
1082         case SrcMem32:
1083                 c->src.bytes = 4;
1084                 goto srcmem_common;
1085         case SrcMem:
1086                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 :
1087                                                            c->op_bytes;
1088                 /* Don't fetch the address for invlpg: it could be unmapped. */
1089                 if (c->twobyte && c->b == 0x01 && c->modrm_reg == 7)
1090                         break;
1091         srcmem_common:
1092                 /*
1093                  * For instructions with a ModR/M byte, switch to register
1094                  * access if Mod = 3.
1095                  */
1096                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1097                         c->src.type = OP_REG;
1098                         c->src.val = c->modrm_val;
1099                         c->src.ptr = c->modrm_ptr;
1100                         break;
1101                 }
1102                 c->src.type = OP_MEM;
1103                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->modrm_ea;
1104                 c->src.val = 0;
1105                 break;
1106         case SrcImm:
1107         case SrcImmU:
1108                 c->src.type = OP_IMM;
1109                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1110                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1111                 if (c->src.bytes == 8)
1112                         c->src.bytes = 4;
1113                 /* NB. Immediates are sign-extended as necessary. */
1114                 switch (c->src.bytes) {
1115                 case 1:
1116                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1117                         break;
1118                 case 2:
1119                         c->src.val = insn_fetch(s16, 2, c->eip);
1120                         break;
1121                 case 4:
1122                         c->src.val = insn_fetch(s32, 4, c->eip);
1123                         break;
1124                 }
1125                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmU) {
1126                         switch (c->src.bytes) {
1127                         case 1:
1128                                 c->src.val &= 0xff;
1129                                 break;
1130                         case 2:
1131                                 c->src.val &= 0xffff;
1132                                 break;
1133                         case 4:
1134                                 c->src.val &= 0xffffffff;
1135                                 break;
1136                         }
1137                 }
1138                 break;
1139         case SrcImmByte:
1140         case SrcImmUByte:
1141                 c->src.type = OP_IMM;
1142                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1143                 c->src.bytes = 1;
1144                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmByte)
1145                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1146                 else
1147                         c->src.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1148                 break;
1149         case SrcOne:
1150                 c->src.bytes = 1;
1151                 c->src.val = 1;
1152                 break;
1153         case SrcSI:
1154                 c->src.type = OP_MEM;
1155                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1156                 c->src.ptr = (unsigned long *)
1157                         register_address(c,  seg_override_base(ctxt, c),
1158                                          c->regs[VCPU_REGS_RSI]);
1159                 c->src.val = 0;
1160                 break;
1161         }
1162
1163         /*
1164          * Decode and fetch the second source operand: register, memory
1165          * or immediate.
1166          */
1167         switch (c->d & Src2Mask) {
1168         case Src2None:
1169                 break;
1170         case Src2CL:
1171                 c->src2.bytes = 1;
1172                 c->src2.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX] & 0x8;
1173                 break;
1174         case Src2ImmByte:
1175                 c->src2.type = OP_IMM;
1176                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1177                 c->src2.bytes = 1;
1178                 c->src2.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1179                 break;
1180         case Src2Imm16:
1181                 c->src2.type = OP_IMM;
1182                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1183                 c->src2.bytes = 2;
1184                 c->src2.val = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
1185                 break;
1186         case Src2One:
1187                 c->src2.bytes = 1;
1188                 c->src2.val = 1;
1189                 break;
1190         case Src2Mem16:
1191                 c->src2.type = OP_MEM;
1192                 c->src2.bytes = 2;
1193                 c->src2.ptr = (unsigned long *)(c->modrm_ea + c->src.bytes);
1194                 c->src2.val = 0;
1195                 break;
1196         }
1197
1198         /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
1199         switch (c->d & DstMask) {
1200         case ImplicitOps:
1201                 /* Special instructions do their own operand decoding. */
1202                 return 0;
1203         case DstReg:
1204                 decode_register_operand(&c->dst, c,
1205                          c->twobyte && (c->b == 0xb6 || c->b == 0xb7));
1206                 break;
1207         case DstMem:
1208                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1209                         c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1210                         c->dst.type = OP_REG;
1211                         c->dst.val = c->dst.orig_val = c->modrm_val;
1212                         c->dst.ptr = c->modrm_ptr;
1213                         break;
1214                 }
1215                 c->dst.type = OP_MEM;
1216                 c->dst.ptr = (unsigned long *)c->modrm_ea;
1217                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1218                 c->dst.val = 0;
1219                 if (c->d & BitOp) {
1220                         unsigned long mask = ~(c->dst.bytes * 8 - 1);
1221
1222                         c->dst.ptr = (void *)c->dst.ptr +
1223                                                    (c->src.val & mask) / 8;
1224                 }
1225                 break;
1226         case DstAcc:
1227                 c->dst.type = OP_REG;
1228                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1229                 c->dst.ptr = &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
1230                 switch (c->dst.bytes) {
1231                         case 1:
1232                                 c->dst.val = *(u8 *)c->dst.ptr;
1233                                 break;
1234                         case 2:
1235                                 c->dst.val = *(u16 *)c->dst.ptr;
1236                                 break;
1237                         case 4:
1238                                 c->dst.val = *(u32 *)c->dst.ptr;
1239                                 break;
1240                         case 8:
1241                                 c->dst.val = *(u64 *)c->dst.ptr;
1242                                 break;
1243                 }
1244                 c->dst.orig_val = c->dst.val;
1245                 break;
1246         case DstDI:
1247                 c->dst.type = OP_MEM;
1248                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1249                 c->dst.ptr = (unsigned long *)
1250                         register_address(c, es_base(ctxt),
1251                                          c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
1252                 c->dst.val = 0;
1253                 break;
1254         }
1255
1256 done:
1257         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
1258 }
1259
1260 static int pio_in_emulated(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1261                            struct x86_emulate_ops *ops,
1262                            unsigned int size, unsigned short port,
1263                            void *dest)
1264 {
1265         struct read_cache *rc = &ctxt->decode.io_read;
1266
1267         if (rc->pos == rc->end) { /* refill pio read ahead */
1268                 struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1269                 unsigned int in_page, n;
1270                 unsigned int count = c->rep_prefix ?
1271                         address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1;
1272                 in_page = (ctxt->eflags & EFLG_DF) ?
1273                         offset_in_page(c->regs[VCPU_REGS_RDI]) :
1274                         PAGE_SIZE - offset_in_page(c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
1275                 n = min(min(in_page, (unsigned int)sizeof(rc->data)) / size,
1276                         count);
1277                 if (n == 0)
1278                         n = 1;
1279                 rc->pos = rc->end = 0;
1280                 if (!ops->pio_in_emulated(size, port, rc->data, n, ctxt->vcpu))
1281                         return 0;
1282                 rc->end = n * size;
1283         }
1284
1285         memcpy(dest, rc->data + rc->pos, size);
1286         rc->pos += size;
1287         return 1;
1288 }
1289
1290 static u32 desc_limit_scaled(struct desc_struct *desc)
1291 {
1292         u32 limit = get_desc_limit(desc);
1293
1294         return desc->g ? (limit << 12) | 0xfff : limit;
1295 }
1296
1297 static void get_descriptor_table_ptr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1298                                      struct x86_emulate_ops *ops,
1299                                      u16 selector, struct desc_ptr *dt)
1300 {
1301         if (selector & 1 << 2) {
1302                 struct desc_struct desc;
1303                 memset (dt, 0, sizeof *dt);
1304                 if (!ops->get_cached_descriptor(&desc, VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu))
1305                         return;
1306
1307                 dt->size = desc_limit_scaled(&desc); /* what if limit > 65535? */
1308                 dt->address = get_desc_base(&desc);
1309         } else
1310                 ops->get_gdt(dt, ctxt->vcpu);
1311 }
1312
1313 /* allowed just for 8 bytes segments */
1314 static int read_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1315                                    struct x86_emulate_ops *ops,
1316                                    u16 selector, struct desc_struct *desc)
1317 {
1318         struct desc_ptr dt;
1319         u16 index = selector >> 3;
1320         int ret;
1321         u32 err;
1322         ulong addr;
1323
1324         get_descriptor_table_ptr(ctxt, ops, selector, &dt);
1325
1326         if (dt.size < index * 8 + 7) {
1327                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, selector & 0xfffc);
1328                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1329         }
1330         addr = dt.address + index * 8;
1331         ret = ops->read_std(addr, desc, sizeof *desc, ctxt->vcpu,  &err);
1332         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT)
1333                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, addr, err);
1334
1335        return ret;
1336 }
1337
1338 /* allowed just for 8 bytes segments */
1339 static int write_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1340                                     struct x86_emulate_ops *ops,
1341                                     u16 selector, struct desc_struct *desc)
1342 {
1343         struct desc_ptr dt;
1344         u16 index = selector >> 3;
1345         u32 err;
1346         ulong addr;
1347         int ret;
1348
1349         get_descriptor_table_ptr(ctxt, ops, selector, &dt);
1350
1351         if (dt.size < index * 8 + 7) {
1352                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, selector & 0xfffc);
1353                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1354         }
1355
1356         addr = dt.address + index * 8;
1357         ret = ops->write_std(addr, desc, sizeof *desc, ctxt->vcpu, &err);
1358         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT)
1359                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, addr, err);
1360
1361         return ret;
1362 }
1363
1364 static int load_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1365                                    struct x86_emulate_ops *ops,
1366                                    u16 selector, int seg)
1367 {
1368         struct desc_struct seg_desc;
1369         u8 dpl, rpl, cpl;
1370         unsigned err_vec = GP_VECTOR;
1371         u32 err_code = 0;
1372         bool null_selector = !(selector & ~0x3); /* 0000-0003 are null */
1373         int ret;
1374
1375         memset(&seg_desc, 0, sizeof seg_desc);
1376
1377         if ((seg <= VCPU_SREG_GS && ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
1378             || ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL) {
1379                 /* set real mode segment descriptor */
1380                 set_desc_base(&seg_desc, selector << 4);
1381                 set_desc_limit(&seg_desc, 0xffff);
1382                 seg_desc.type = 3;
1383                 seg_desc.p = 1;
1384                 seg_desc.s = 1;
1385                 goto load;
1386         }
1387
1388         /* NULL selector is not valid for TR, CS and SS */
1389         if ((seg == VCPU_SREG_CS || seg == VCPU_SREG_SS || seg == VCPU_SREG_TR)
1390             && null_selector)
1391                 goto exception;
1392
1393         /* TR should be in GDT only */
1394         if (seg == VCPU_SREG_TR && (selector & (1 << 2)))
1395                 goto exception;
1396
1397         if (null_selector) /* for NULL selector skip all following checks */
1398                 goto load;
1399
1400         ret = read_segment_descriptor(ctxt, ops, selector, &seg_desc);
1401         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1402                 return ret;
1403
1404         err_code = selector & 0xfffc;
1405         err_vec = GP_VECTOR;
1406
1407         /* can't load system descriptor into segment selecor */
1408         if (seg <= VCPU_SREG_GS && !seg_desc.s)
1409                 goto exception;
1410
1411         if (!seg_desc.p) {
1412                 err_vec = (seg == VCPU_SREG_SS) ? SS_VECTOR : NP_VECTOR;
1413                 goto exception;
1414         }
1415
1416         rpl = selector & 3;
1417         dpl = seg_desc.dpl;
1418         cpl = ops->cpl(ctxt->vcpu);
1419
1420         switch (seg) {
1421         case VCPU_SREG_SS:
1422                 /*
1423                  * segment is not a writable data segment or segment
1424                  * selector's RPL != CPL or segment selector's RPL != CPL
1425                  */
1426                 if (rpl != cpl || (seg_desc.type & 0xa) != 0x2 || dpl != cpl)
1427                         goto exception;
1428                 break;
1429         case VCPU_SREG_CS:
1430                 if (!(seg_desc.type & 8))
1431                         goto exception;
1432
1433                 if (seg_desc.type & 4) {
1434                         /* conforming */
1435                         if (dpl > cpl)
1436                                 goto exception;
1437                 } else {
1438                         /* nonconforming */
1439                         if (rpl > cpl || dpl != cpl)
1440                                 goto exception;
1441                 }
1442                 /* CS(RPL) <- CPL */
1443                 selector = (selector & 0xfffc) | cpl;
1444                 break;
1445         case VCPU_SREG_TR:
1446                 if (seg_desc.s || (seg_desc.type != 1 && seg_desc.type != 9))
1447                         goto exception;
1448                 break;
1449         case VCPU_SREG_LDTR:
1450                 if (seg_desc.s || seg_desc.type != 2)
1451                         goto exception;
1452                 break;
1453         default: /*  DS, ES, FS, or GS */
1454                 /*
1455                  * segment is not a data or readable code segment or
1456                  * ((segment is a data or nonconforming code segment)
1457                  * and (both RPL and CPL > DPL))
1458                  */
1459                 if ((seg_desc.type & 0xa) == 0x8 ||
1460                     (((seg_desc.type & 0xc) != 0xc) &&
1461                      (rpl > dpl && cpl > dpl)))
1462                         goto exception;
1463                 break;
1464         }
1465
1466         if (seg_desc.s) {
1467                 /* mark segment as accessed */
1468                 seg_desc.type |= 1;
1469                 ret = write_segment_descriptor(ctxt, ops, selector, &seg_desc);
1470                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1471                         return ret;
1472         }
1473 load:
1474         ops->set_segment_selector(selector, seg, ctxt->vcpu);
1475         ops->set_cached_descriptor(&seg_desc, seg, ctxt->vcpu);
1476         return X86EMUL_CONTINUE;
1477 exception:
1478         kvm_queue_exception_e(ctxt->vcpu, err_vec, err_code);
1479         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1480 }
1481
1482 static inline void emulate_push(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1483 {
1484         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1485
1486         c->dst.type  = OP_MEM;
1487         c->dst.bytes = c->op_bytes;
1488         c->dst.val = c->src.val;
1489         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], -c->op_bytes);
1490         c->dst.ptr = (void *) register_address(c, ss_base(ctxt),
1491                                                c->regs[VCPU_REGS_RSP]);
1492 }
1493
1494 static int emulate_pop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1495                        struct x86_emulate_ops *ops,
1496                        void *dest, int len)
1497 {
1498         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1499         int rc;
1500
1501         rc = ops->read_emulated(register_address(c, ss_base(ctxt),
1502                                                  c->regs[VCPU_REGS_RSP]),
1503                                 dest, len, ctxt->vcpu);
1504         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1505                 return rc;
1506
1507         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], len);
1508         return rc;
1509 }
1510
1511 static int emulate_popf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1512                        struct x86_emulate_ops *ops,
1513                        void *dest, int len)
1514 {
1515         int rc;
1516         unsigned long val, change_mask;
1517         int iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
1518         int cpl = ops->cpl(ctxt->vcpu);
1519
1520         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &val, len);
1521         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1522                 return rc;
1523
1524         change_mask = EFLG_CF | EFLG_PF | EFLG_AF | EFLG_ZF | EFLG_SF | EFLG_OF
1525                 | EFLG_TF | EFLG_DF | EFLG_NT | EFLG_RF | EFLG_AC | EFLG_ID;
1526
1527         switch(ctxt->mode) {
1528         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1529         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1530         case X86EMUL_MODE_PROT16:
1531                 if (cpl == 0)
1532                         change_mask |= EFLG_IOPL;
1533                 if (cpl <= iopl)
1534                         change_mask |= EFLG_IF;
1535                 break;
1536         case X86EMUL_MODE_VM86:
1537                 if (iopl < 3) {
1538                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1539                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1540                 }
1541                 change_mask |= EFLG_IF;
1542                 break;
1543         default: /* real mode */
1544                 change_mask |= (EFLG_IOPL | EFLG_IF);
1545                 break;
1546         }
1547
1548         *(unsigned long *)dest =
1549                 (ctxt->eflags & ~change_mask) | (val & change_mask);
1550
1551         return rc;
1552 }
1553
1554 static void emulate_push_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
1555 {
1556         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1557         struct kvm_segment segment;
1558
1559         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, &segment, seg);
1560
1561         c->src.val = segment.selector;
1562         emulate_push(ctxt);
1563 }
1564
1565 static int emulate_pop_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1566                              struct x86_emulate_ops *ops, int seg)
1567 {
1568         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1569         unsigned long selector;
1570         int rc;
1571
1572         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &selector, c->op_bytes);
1573         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1574                 return rc;
1575
1576         rc = load_segment_descriptor(ctxt, ops, (u16)selector, seg);
1577         return rc;
1578 }
1579
1580 static void emulate_pusha(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1581 {
1582         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1583         unsigned long old_esp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
1584         int reg = VCPU_REGS_RAX;
1585
1586         while (reg <= VCPU_REGS_RDI) {
1587                 (reg == VCPU_REGS_RSP) ?
1588                 (c->src.val = old_esp) : (c->src.val = c->regs[reg]);
1589
1590                 emulate_push(ctxt);
1591                 ++reg;
1592         }
1593 }
1594
1595 static int emulate_popa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1596                         struct x86_emulate_ops *ops)
1597 {
1598         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1599         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1600         int reg = VCPU_REGS_RDI;
1601
1602         while (reg >= VCPU_REGS_RAX) {
1603                 if (reg == VCPU_REGS_RSP) {
1604                         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP],
1605                                                         c->op_bytes);
1606                         --reg;
1607                 }
1608
1609                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->regs[reg], c->op_bytes);
1610                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1611                         break;
1612                 --reg;
1613         }
1614         return rc;
1615 }
1616
1617 static inline int emulate_grp1a(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1618                                 struct x86_emulate_ops *ops)
1619 {
1620         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1621
1622         return emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->dst.bytes);
1623 }
1624
1625 static inline void emulate_grp2(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1626 {
1627         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1628         switch (c->modrm_reg) {
1629         case 0: /* rol */
1630                 emulate_2op_SrcB("rol", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1631                 break;
1632         case 1: /* ror */
1633                 emulate_2op_SrcB("ror", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1634                 break;
1635         case 2: /* rcl */
1636                 emulate_2op_SrcB("rcl", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1637                 break;
1638         case 3: /* rcr */
1639                 emulate_2op_SrcB("rcr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1640                 break;
1641         case 4: /* sal/shl */
1642         case 6: /* sal/shl */
1643                 emulate_2op_SrcB("sal", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1644                 break;
1645         case 5: /* shr */
1646                 emulate_2op_SrcB("shr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1647                 break;
1648         case 7: /* sar */
1649                 emulate_2op_SrcB("sar", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1650                 break;
1651         }
1652 }
1653
1654 static inline int emulate_grp3(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1655                                struct x86_emulate_ops *ops)
1656 {
1657         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1658
1659         switch (c->modrm_reg) {
1660         case 0 ... 1:   /* test */
1661                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1662                 break;
1663         case 2: /* not */
1664                 c->dst.val = ~c->dst.val;
1665                 break;
1666         case 3: /* neg */
1667                 emulate_1op("neg", c->dst, ctxt->eflags);
1668                 break;
1669         default:
1670                 return 0;
1671         }
1672         return 1;
1673 }
1674
1675 static inline int emulate_grp45(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1676                                struct x86_emulate_ops *ops)
1677 {
1678         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1679
1680         switch (c->modrm_reg) {
1681         case 0: /* inc */
1682                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
1683                 break;
1684         case 1: /* dec */
1685                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
1686                 break;
1687         case 2: /* call near abs */ {
1688                 long int old_eip;
1689                 old_eip = c->eip;
1690                 c->eip = c->src.val;
1691                 c->src.val = old_eip;
1692                 emulate_push(ctxt);
1693                 break;
1694         }
1695         case 4: /* jmp abs */
1696                 c->eip = c->src.val;
1697                 break;
1698         case 6: /* push */
1699                 emulate_push(ctxt);
1700                 break;
1701         }
1702         return X86EMUL_CONTINUE;
1703 }
1704
1705 static inline int emulate_grp9(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1706                                struct x86_emulate_ops *ops)
1707 {
1708         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1709         u64 old, new;
1710         int rc;
1711
1712         rc = ops->read_emulated(c->modrm_ea, &old, 8, ctxt->vcpu);
1713         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1714                 return rc;
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
1723         } else {
1724                 new = ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RCX] << 32) |
1725                        (u32) c->regs[VCPU_REGS_RBX];
1726
1727                 rc = ops->cmpxchg_emulated(c->modrm_ea, &old, &new, 8, ctxt->vcpu);
1728                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1729                         return rc;
1730                 ctxt->eflags |= EFLG_ZF;
1731         }
1732         return X86EMUL_CONTINUE;
1733 }
1734
1735 static int emulate_ret_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1736                            struct x86_emulate_ops *ops)
1737 {
1738         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1739         int rc;
1740         unsigned long cs;
1741
1742         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->eip, c->op_bytes);
1743         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1744                 return rc;
1745         if (c->op_bytes == 4)
1746                 c->eip = (u32)c->eip;
1747         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &cs, c->op_bytes);
1748         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1749                 return rc;
1750         rc = load_segment_descriptor(ctxt, ops, (u16)cs, VCPU_SREG_CS);
1751         return rc;
1752 }
1753
1754 static inline int writeback(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1755                             struct x86_emulate_ops *ops)
1756 {
1757         int rc;
1758         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1759
1760         switch (c->dst.type) {
1761         case OP_REG:
1762                 /* The 4-byte case *is* correct:
1763                  * in 64-bit mode we zero-extend.
1764                  */
1765                 switch (c->dst.bytes) {
1766                 case 1:
1767                         *(u8 *)c->dst.ptr = (u8)c->dst.val;
1768                         break;
1769                 case 2:
1770                         *(u16 *)c->dst.ptr = (u16)c->dst.val;
1771                         break;
1772                 case 4:
1773                         *c->dst.ptr = (u32)c->dst.val;
1774                         break;  /* 64b: zero-ext */
1775                 case 8:
1776                         *c->dst.ptr = c->dst.val;
1777                         break;
1778                 }
1779                 break;
1780         case OP_MEM:
1781                 if (c->lock_prefix)
1782                         rc = ops->cmpxchg_emulated(
1783                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1784                                         &c->dst.orig_val,
1785                                         &c->dst.val,
1786                                         c->dst.bytes,
1787                                         ctxt->vcpu);
1788                 else
1789                         rc = ops->write_emulated(
1790                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1791                                         &c->dst.val,
1792                                         c->dst.bytes,
1793                                         ctxt->vcpu);
1794                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1795                         return rc;
1796                 break;
1797         case OP_NONE:
1798                 /* no writeback */
1799                 break;
1800         default:
1801                 break;
1802         }
1803         return X86EMUL_CONTINUE;
1804 }
1805
1806 static void toggle_interruptibility(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u32 mask)
1807 {
1808         u32 int_shadow = kvm_x86_ops->get_interrupt_shadow(ctxt->vcpu, mask);
1809         /*
1810          * an sti; sti; sequence only disable interrupts for the first
1811          * instruction. So, if the last instruction, be it emulated or
1812          * not, left the system with the INT_STI flag enabled, it
1813          * means that the last instruction is an sti. We should not
1814          * leave the flag on in this case. The same goes for mov ss
1815          */
1816         if (!(int_shadow & mask))
1817                 ctxt->interruptibility = mask;
1818 }
1819
1820 static inline void
1821 setup_syscalls_segments(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1822         struct kvm_segment *cs, struct kvm_segment *ss)
1823 {
1824         memset(cs, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1825         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, cs, VCPU_SREG_CS);
1826         memset(ss, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1827
1828         cs->l = 0;              /* will be adjusted later */
1829         cs->base = 0;           /* flat segment */
1830         cs->g = 1;              /* 4kb granularity */
1831         cs->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1832         cs->type = 0x0b;        /* Read, Execute, Accessed */
1833         cs->s = 1;
1834         cs->dpl = 0;            /* will be adjusted later */
1835         cs->present = 1;
1836         cs->db = 1;
1837
1838         ss->unusable = 0;
1839         ss->base = 0;           /* flat segment */
1840         ss->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1841         ss->g = 1;              /* 4kb granularity */
1842         ss->s = 1;
1843         ss->type = 0x03;        /* Read/Write, Accessed */
1844         ss->db = 1;             /* 32bit stack segment */
1845         ss->dpl = 0;
1846         ss->present = 1;
1847 }
1848
1849 static int
1850 emulate_syscall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1851 {
1852         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1853         struct kvm_segment cs, ss;
1854         u64 msr_data;
1855
1856         /* syscall is not available in real mode */
1857         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
1858             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86) {
1859                 kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
1860                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1861         }
1862
1863         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1864
1865         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1866         msr_data >>= 32;
1867         cs.selector = (u16)(msr_data & 0xfffc);
1868         ss.selector = (u16)(msr_data + 8);
1869
1870         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1871                 cs.db = 0;
1872                 cs.l = 1;
1873         }
1874         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1875         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1876
1877         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = c->eip;
1878         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1879 #ifdef CONFIG_X86_64
1880                 c->regs[VCPU_REGS_R11] = ctxt->eflags & ~EFLG_RF;
1881
1882                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu,
1883                         ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 ?
1884                         MSR_LSTAR : MSR_CSTAR, &msr_data);
1885                 c->eip = msr_data;
1886
1887                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_SYSCALL_MASK, &msr_data);
1888                 ctxt->eflags &= ~(msr_data | EFLG_RF);
1889 #endif
1890         } else {
1891                 /* legacy mode */
1892                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1893                 c->eip = (u32)msr_data;
1894
1895                 ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1896         }
1897
1898         return X86EMUL_CONTINUE;
1899 }
1900
1901 static int
1902 emulate_sysenter(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1903 {
1904         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1905         struct kvm_segment cs, ss;
1906         u64 msr_data;
1907
1908         /* inject #GP if in real mode */
1909         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL) {
1910                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1911                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1912         }
1913
1914         /* XXX sysenter/sysexit have not been tested in 64bit mode.
1915         * Therefore, we inject an #UD.
1916         */
1917         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64) {
1918                 kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
1919                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1920         }
1921
1922         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1923
1924         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1925         switch (ctxt->mode) {
1926         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1927                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1928                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1929                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1930                 }
1931                 break;
1932         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1933                 if (msr_data == 0x0) {
1934                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1935                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1936                 }
1937                 break;
1938         }
1939
1940         ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1941         cs.selector = (u16)msr_data;
1942         cs.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1943         ss.selector = cs.selector + 8;
1944         ss.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1945         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64
1946                 || is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1947                 cs.db = 0;
1948                 cs.l = 1;
1949         }
1950
1951         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1952         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1953
1954         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_EIP, &msr_data);
1955         c->eip = msr_data;
1956
1957         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_ESP, &msr_data);
1958         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = msr_data;
1959
1960         return X86EMUL_CONTINUE;
1961 }
1962
1963 static int
1964 emulate_sysexit(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1965 {
1966         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1967         struct kvm_segment cs, ss;
1968         u64 msr_data;
1969         int usermode;
1970
1971         /* inject #GP if in real mode or Virtual 8086 mode */
1972         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
1973             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86) {
1974                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1975                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1976         }
1977
1978         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1979
1980         if ((c->rex_prefix & 0x8) != 0x0)
1981                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT64;
1982         else
1983                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT32;
1984
1985         cs.dpl = 3;
1986         ss.dpl = 3;
1987         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1988         switch (usermode) {
1989         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1990                 cs.selector = (u16)(msr_data + 16);
1991                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1992                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1993                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1994                 }
1995                 ss.selector = (u16)(msr_data + 24);
1996                 break;
1997         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1998                 cs.selector = (u16)(msr_data + 32);
1999                 if (msr_data == 0x0) {
2000                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2001                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
2002                 }
2003                 ss.selector = cs.selector + 8;
2004                 cs.db = 0;
2005                 cs.l = 1;
2006                 break;
2007         }
2008         cs.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
2009         ss.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
2010
2011         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
2012         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
2013
2014         c->eip = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RDX];
2015         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RCX];
2016
2017         return X86EMUL_CONTINUE;
2018 }
2019
2020 static bool emulator_bad_iopl(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2021                               struct x86_emulate_ops *ops)
2022 {
2023         int iopl;
2024         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL)
2025                 return false;
2026         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
2027                 return true;
2028         iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
2029         return ops->cpl(ctxt->vcpu) > iopl;
2030 }
2031
2032 static bool emulator_io_port_access_allowed(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2033                                             struct x86_emulate_ops *ops,
2034                                             u16 port, u16 len)
2035 {
2036         struct kvm_segment tr_seg;
2037         int r;
2038         u16 io_bitmap_ptr;
2039         u8 perm, bit_idx = port & 0x7;
2040         unsigned mask = (1 << len) - 1;
2041
2042         kvm_get_segment(ctxt->vcpu, &tr_seg, VCPU_SREG_TR);
2043         if (tr_seg.unusable)
2044                 return false;
2045         if (tr_seg.limit < 103)
2046                 return false;
2047         r = ops->read_std(tr_seg.base + 102, &io_bitmap_ptr, 2, ctxt->vcpu,
2048                           NULL);
2049         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2050                 return false;
2051         if (io_bitmap_ptr + port/8 > tr_seg.limit)
2052                 return false;
2053         r = ops->read_std(tr_seg.base + io_bitmap_ptr + port/8, &perm, 1,
2054                           ctxt->vcpu, NULL);
2055         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2056                 return false;
2057         if ((perm >> bit_idx) & mask)
2058                 return false;
2059         return true;
2060 }
2061
2062 static bool emulator_io_permited(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2063                                  struct x86_emulate_ops *ops,
2064                                  u16 port, u16 len)
2065 {
2066         if (emulator_bad_iopl(ctxt, ops))
2067                 if (!emulator_io_port_access_allowed(ctxt, ops, port, len))
2068                         return false;
2069         return true;
2070 }
2071
2072 static u32 get_cached_descriptor_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2073                                       struct x86_emulate_ops *ops,
2074                                       int seg)
2075 {
2076         struct desc_struct desc;
2077         if (ops->get_cached_descriptor(&desc, seg, ctxt->vcpu))
2078                 return get_desc_base(&desc);
2079         else
2080                 return ~0;
2081 }
2082
2083 static void save_state_to_tss16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2084                                 struct x86_emulate_ops *ops,
2085                                 struct tss_segment_16 *tss)
2086 {
2087         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2088
2089         tss->ip = c->eip;
2090         tss->flag = ctxt->eflags;
2091         tss->ax = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2092         tss->cx = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
2093         tss->dx = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2094         tss->bx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
2095         tss->sp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
2096         tss->bp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
2097         tss->si = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
2098         tss->di = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
2099
2100         tss->es = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
2101         tss->cs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
2102         tss->ss = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
2103         tss->ds = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
2104         tss->ldt = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
2105 }
2106
2107 static int load_state_from_tss16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2108                                  struct x86_emulate_ops *ops,
2109                                  struct tss_segment_16 *tss)
2110 {
2111         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2112         int ret;
2113
2114         c->eip = tss->ip;
2115         ctxt->eflags = tss->flag | 2;
2116         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = tss->ax;
2117         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = tss->cx;
2118         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = tss->dx;
2119         c->regs[VCPU_REGS_RBX] = tss->bx;
2120         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = tss->sp;
2121         c->regs[VCPU_REGS_RBP] = tss->bp;
2122         c->regs[VCPU_REGS_RSI] = tss->si;
2123         c->regs[VCPU_REGS_RDI] = tss->di;
2124
2125         /*
2126          * SDM says that segment selectors are loaded before segment
2127          * descriptors
2128          */
2129         ops->set_segment_selector(tss->ldt, VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
2130         ops->set_segment_selector(tss->es, VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
2131         ops->set_segment_selector(tss->cs, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
2132         ops->set_segment_selector(tss->ss, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
2133         ops->set_segment_selector(tss->ds, VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
2134
2135         /*
2136          * Now load segment descriptors. If fault happenes at this stage
2137          * it is handled in a context of new task
2138          */
2139         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ldt, VCPU_SREG_LDTR);
2140         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2141                 return ret;
2142         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->es, VCPU_SREG_ES);
2143         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2144                 return ret;
2145         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->cs, VCPU_SREG_CS);
2146         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2147                 return ret;
2148         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ss, VCPU_SREG_SS);
2149         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2150                 return ret;
2151         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ds, VCPU_SREG_DS);
2152         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2153                 return ret;
2154
2155         return X86EMUL_CONTINUE;
2156 }
2157
2158 static int task_switch_16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2159                           struct x86_emulate_ops *ops,
2160                           u16 tss_selector, u16 old_tss_sel,
2161                           ulong old_tss_base, struct desc_struct *new_desc)
2162 {
2163         struct tss_segment_16 tss_seg;
2164         int ret;
2165         u32 err, new_tss_base = get_desc_base(new_desc);
2166
2167         ret = ops->read_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2168                             &err);
2169         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2170                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2171                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, old_tss_base, err);
2172                 return ret;
2173         }
2174
2175         save_state_to_tss16(ctxt, ops, &tss_seg);
2176
2177         ret = ops->write_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2178                              &err);
2179         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2180                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2181                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, old_tss_base, err);
2182                 return ret;
2183         }
2184
2185         ret = ops->read_std(new_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2186                             &err);
2187         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2188                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2189                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, new_tss_base, err);
2190                 return ret;
2191         }
2192
2193         if (old_tss_sel != 0xffff) {
2194                 tss_seg.prev_task_link = old_tss_sel;
2195
2196                 ret = ops->write_std(new_tss_base,
2197                                      &tss_seg.prev_task_link,
2198                                      sizeof tss_seg.prev_task_link,
2199                                      ctxt->vcpu, &err);
2200                 if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2201                         /* FIXME: need to provide precise fault address */
2202                         kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, new_tss_base, err);
2203                         return ret;
2204                 }
2205         }
2206
2207         return load_state_from_tss16(ctxt, ops, &tss_seg);
2208 }
2209
2210 static void save_state_to_tss32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2211                                 struct x86_emulate_ops *ops,
2212                                 struct tss_segment_32 *tss)
2213 {
2214         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2215
2216         tss->cr3 = ops->get_cr(3, ctxt->vcpu);
2217         tss->eip = c->eip;
2218         tss->eflags = ctxt->eflags;
2219         tss->eax = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2220         tss->ecx = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
2221         tss->edx = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2222         tss->ebx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
2223         tss->esp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
2224         tss->ebp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
2225         tss->esi = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
2226         tss->edi = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
2227
2228         tss->es = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
2229         tss->cs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
2230         tss->ss = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
2231         tss->ds = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
2232         tss->fs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_FS, ctxt->vcpu);
2233         tss->gs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_GS, ctxt->vcpu);
2234         tss->ldt_selector = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
2235 }
2236
2237 static int load_state_from_tss32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2238                                  struct x86_emulate_ops *ops,
2239                                  struct tss_segment_32 *tss)
2240 {
2241         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2242         int ret;
2243
2244         ops->set_cr(3, tss->cr3, ctxt->vcpu);
2245         c->eip = tss->eip;
2246         ctxt->eflags = tss->eflags | 2;
2247         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = tss->eax;
2248         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = tss->ecx;
2249         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = tss->edx;
2250         c->regs[VCPU_REGS_RBX] = tss->ebx;
2251         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = tss->esp;
2252         c->regs[VCPU_REGS_RBP] = tss->ebp;
2253         c->regs[VCPU_REGS_RSI] = tss->esi;
2254         c->regs[VCPU_REGS_RDI] = tss->edi;
2255
2256         /*
2257          * SDM says that segment selectors are loaded before segment
2258          * descriptors
2259          */
2260         ops->set_segment_selector(tss->ldt_selector, VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
2261         ops->set_segment_selector(tss->es, VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
2262         ops->set_segment_selector(tss->cs, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
2263         ops->set_segment_selector(tss->ss, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
2264         ops->set_segment_selector(tss->ds, VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
2265         ops->set_segment_selector(tss->fs, VCPU_SREG_FS, ctxt->vcpu);
2266         ops->set_segment_selector(tss->gs, VCPU_SREG_GS, ctxt->vcpu);
2267
2268         /*
2269          * Now load segment descriptors. If fault happenes at this stage
2270          * it is handled in a context of new task
2271          */
2272         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ldt_selector, VCPU_SREG_LDTR);
2273         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2274                 return ret;
2275         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->es, VCPU_SREG_ES);
2276         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2277                 return ret;
2278         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->cs, VCPU_SREG_CS);
2279         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2280                 return ret;
2281         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ss, VCPU_SREG_SS);
2282         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2283                 return ret;
2284         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ds, VCPU_SREG_DS);
2285         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2286                 return ret;
2287         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->fs, VCPU_SREG_FS);
2288         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2289                 return ret;
2290         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->gs, VCPU_SREG_GS);
2291         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2292                 return ret;
2293
2294         return X86EMUL_CONTINUE;
2295 }
2296
2297 static int task_switch_32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2298                           struct x86_emulate_ops *ops,
2299                           u16 tss_selector, u16 old_tss_sel,
2300                           ulong old_tss_base, struct desc_struct *new_desc)
2301 {
2302         struct tss_segment_32 tss_seg;
2303         int ret;
2304         u32 err, new_tss_base = get_desc_base(new_desc);
2305
2306         ret = ops->read_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2307                             &err);
2308         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2309                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2310                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, old_tss_base, err);
2311                 return ret;
2312         }
2313
2314         save_state_to_tss32(ctxt, ops, &tss_seg);
2315
2316         ret = ops->write_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2317                              &err);
2318         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2319                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2320                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, old_tss_base, err);
2321                 return ret;
2322         }
2323
2324         ret = ops->read_std(new_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2325                             &err);
2326         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2327                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2328                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, new_tss_base, err);
2329                 return ret;
2330         }
2331
2332         if (old_tss_sel != 0xffff) {
2333                 tss_seg.prev_task_link = old_tss_sel;
2334
2335                 ret = ops->write_std(new_tss_base,
2336                                      &tss_seg.prev_task_link,
2337                                      sizeof tss_seg.prev_task_link,
2338                                      ctxt->vcpu, &err);
2339                 if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2340                         /* FIXME: need to provide precise fault address */
2341                         kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, new_tss_base, err);
2342                         return ret;
2343                 }
2344         }
2345
2346         return load_state_from_tss32(ctxt, ops, &tss_seg);
2347 }
2348
2349 static int emulator_do_task_switch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2350                                     struct x86_emulate_ops *ops,
2351                                     u16 tss_selector, int reason)
2352 {
2353         struct desc_struct curr_tss_desc, next_tss_desc;
2354         int ret;
2355         u16 old_tss_sel = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_TR, ctxt->vcpu);
2356         ulong old_tss_base =
2357                 get_cached_descriptor_base(ctxt, ops, VCPU_SREG_TR);
2358         u32 desc_limit;
2359
2360         /* FIXME: old_tss_base == ~0 ? */
2361
2362         ret = read_segment_descriptor(ctxt, ops, tss_selector, &next_tss_desc);
2363         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2364                 return ret;
2365         ret = read_segment_descriptor(ctxt, ops, old_tss_sel, &curr_tss_desc);
2366         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2367                 return ret;
2368
2369         /* FIXME: check that next_tss_desc is tss */
2370
2371         if (reason != TASK_SWITCH_IRET) {
2372                 if ((tss_selector & 3) > next_tss_desc.dpl ||
2373                     ops->cpl(ctxt->vcpu) > next_tss_desc.dpl) {
2374                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2375                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
2376                 }
2377         }
2378
2379         desc_limit = desc_limit_scaled(&next_tss_desc);
2380         if (!next_tss_desc.p ||
2381             ((desc_limit < 0x67 && (next_tss_desc.type & 8)) ||
2382              desc_limit < 0x2b)) {
2383                 kvm_queue_exception_e(ctxt->vcpu, TS_VECTOR,
2384                                       tss_selector & 0xfffc);
2385                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
2386         }
2387
2388         if (reason == TASK_SWITCH_IRET || reason == TASK_SWITCH_JMP) {
2389                 curr_tss_desc.type &= ~(1 << 1); /* clear busy flag */
2390                 write_segment_descriptor(ctxt, ops, old_tss_sel,
2391                                          &curr_tss_desc);
2392         }
2393
2394         if (reason == TASK_SWITCH_IRET)
2395                 ctxt->eflags = ctxt->eflags & ~X86_EFLAGS_NT;
2396
2397         /* set back link to prev task only if NT bit is set in eflags
2398            note that old_tss_sel is not used afetr this point */
2399         if (reason != TASK_SWITCH_CALL && reason != TASK_SWITCH_GATE)
2400                 old_tss_sel = 0xffff;
2401
2402         if (next_tss_desc.type & 8)
2403                 ret = task_switch_32(ctxt, ops, tss_selector, old_tss_sel,
2404                                      old_tss_base, &next_tss_desc);
2405         else
2406                 ret = task_switch_16(ctxt, ops, tss_selector, old_tss_sel,
2407                                      old_tss_base, &next_tss_desc);
2408
2409         if (reason == TASK_SWITCH_CALL || reason == TASK_SWITCH_GATE)
2410                 ctxt->eflags = ctxt->eflags | X86_EFLAGS_NT;
2411
2412         if (reason != TASK_SWITCH_IRET) {
2413                 next_tss_desc.type |= (1 << 1); /* set busy flag */
2414                 write_segment_descriptor(ctxt, ops, tss_selector,
2415                                          &next_tss_desc);
2416         }
2417
2418         ops->set_cr(0,  ops->get_cr(0, ctxt->vcpu) | X86_CR0_TS, ctxt->vcpu);
2419         ops->set_cached_descriptor(&next_tss_desc, VCPU_SREG_TR, ctxt->vcpu);
2420         ops->set_segment_selector(tss_selector, VCPU_SREG_TR, ctxt->vcpu);
2421
2422         return ret;
2423 }
2424
2425 int emulator_task_switch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2426                          struct x86_emulate_ops *ops,
2427                          u16 tss_selector, int reason)
2428 {
2429         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2430         int rc;
2431
2432         memset(c, 0, sizeof(struct decode_cache));
2433         c->eip = ctxt->eip;
2434         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
2435
2436         rc = emulator_do_task_switch(ctxt, ops, tss_selector, reason);
2437
2438         if (rc == X86EMUL_CONTINUE) {
2439                 memcpy(ctxt->vcpu->arch.regs, c->regs, sizeof c->regs);
2440                 kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
2441         }
2442
2443         return rc;
2444 }
2445
2446 static void string_addr_inc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned long base,
2447                             int reg, struct operand *op)
2448 {
2449         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2450         int df = (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -1 : 1;
2451
2452         register_address_increment(c, &c->regs[reg], df * op->bytes);
2453         op->ptr = (unsigned long *)register_address(c,  base, c->regs[reg]);
2454 }
2455
2456 int
2457 x86_emulate_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
2458 {
2459         u64 msr_data;
2460         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2461         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
2462         int saved_dst_type = c->dst.type;
2463
2464         ctxt->interruptibility = 0;
2465
2466         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation.
2467          * NOTE: we can copy them from vcpu as x86_decode_insn() doesn't
2468          * modify them.
2469          */
2470
2471         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
2472
2473         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & No64)) {
2474                 kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
2475                 goto done;
2476         }
2477
2478         /* LOCK prefix is allowed only with some instructions */
2479         if (c->lock_prefix && (!(c->d & Lock) || c->dst.type != OP_MEM)) {
2480                 kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
2481                 goto done;
2482         }
2483
2484         /* Privileged instruction can be executed only in CPL=0 */
2485         if ((c->d & Priv) && ops->cpl(ctxt->vcpu)) {
2486                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2487                 goto done;
2488         }
2489
2490         if (c->rep_prefix && (c->d & String)) {
2491                 ctxt->restart = true;
2492                 /* All REP prefixes have the same first termination condition */
2493                 if (address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) == 0) {
2494                 string_done:
2495                         ctxt->restart = false;
2496                         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
2497                         goto done;
2498                 }
2499                 /* The second termination condition only applies for REPE
2500                  * and REPNE. Test if the repeat string operation prefix is
2501                  * REPE/REPZ or REPNE/REPNZ and if it's the case it tests the
2502                  * corresponding termination condition according to:
2503                  *      - if REPE/REPZ and ZF = 0 then done
2504                  *      - if REPNE/REPNZ and ZF = 1 then done
2505                  */
2506                 if ((c->b == 0xa6) || (c->b == 0xa7) ||
2507                     (c->b == 0xae) || (c->b == 0xaf)) {
2508                         if ((c->rep_prefix == REPE_PREFIX) &&
2509                             ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == 0))
2510                                 goto string_done;
2511                         if ((c->rep_prefix == REPNE_PREFIX) &&
2512                             ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == EFLG_ZF))
2513                                 goto string_done;
2514                 }
2515                 c->eip = ctxt->eip;
2516         }
2517
2518         if (c->src.type == OP_MEM) {
2519                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src.ptr,
2520                                         &c->src.val,
2521                                         c->src.bytes,
2522                                         ctxt->vcpu);
2523                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2524                         goto done;
2525                 c->src.orig_val = c->src.val;
2526         }
2527
2528         if (c->src2.type == OP_MEM) {
2529                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src2.ptr,
2530                                         &c->src2.val,
2531                                         c->src2.bytes,
2532                                         ctxt->vcpu);
2533                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2534                         goto done;
2535         }
2536
2537         if ((c->d & DstMask) == ImplicitOps)
2538                 goto special_insn;
2539
2540
2541         if ((c->dst.type == OP_MEM) && !(c->d & Mov)) {
2542                 /* optimisation - avoid slow emulated read if Mov */
2543                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->dst.ptr, &c->dst.val,
2544                                         c->dst.bytes, ctxt->vcpu);
2545                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2546                         goto done;
2547         }
2548         c->dst.orig_val = c->dst.val;
2549
2550 special_insn:
2551
2552         if (c->twobyte)
2553                 goto twobyte_insn;
2554
2555         switch (c->b) {
2556         case 0x00 ... 0x05:
2557               add:              /* add */
2558                 emulate_2op_SrcV("add", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2559                 break;
2560         case 0x06:              /* push es */
2561                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_ES);
2562                 break;
2563         case 0x07:              /* pop es */
2564                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_ES);
2565                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2566                         goto done;
2567                 break;
2568         case 0x08 ... 0x0d:
2569               or:               /* or */
2570                 emulate_2op_SrcV("or", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2571                 break;
2572         case 0x0e:              /* push cs */
2573                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_CS);
2574                 break;
2575         case 0x10 ... 0x15:
2576               adc:              /* adc */
2577                 emulate_2op_SrcV("adc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2578                 break;
2579         case 0x16:              /* push ss */
2580                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_SS);
2581                 break;
2582         case 0x17:              /* pop ss */
2583                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_SS);
2584                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2585                         goto done;
2586                 break;
2587         case 0x18 ... 0x1d:
2588               sbb:              /* sbb */
2589                 emulate_2op_SrcV("sbb", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2590                 break;
2591         case 0x1e:              /* push ds */
2592                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_DS);
2593                 break;
2594         case 0x1f:              /* pop ds */
2595                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_DS);
2596                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2597                         goto done;
2598                 break;
2599         case 0x20 ... 0x25:
2600               and:              /* and */
2601                 emulate_2op_SrcV("and", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2602                 break;
2603         case 0x28 ... 0x2d:
2604               sub:              /* sub */
2605                 emulate_2op_SrcV("sub", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2606                 break;
2607         case 0x30 ... 0x35:
2608               xor:              /* xor */
2609                 emulate_2op_SrcV("xor", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2610                 break;
2611         case 0x38 ... 0x3d:
2612               cmp:              /* cmp */
2613                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2614                 break;
2615         case 0x40 ... 0x47: /* inc r16/r32 */
2616                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
2617                 break;
2618         case 0x48 ... 0x4f: /* dec r16/r32 */
2619                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
2620                 break;
2621         case 0x50 ... 0x57:  /* push reg */
2622                 emulate_push(ctxt);
2623                 break;
2624         case 0x58 ... 0x5f: /* pop reg */
2625         pop_instruction:
2626                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
2627                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2628                         goto done;
2629                 break;
2630         case 0x60:      /* pusha */
2631                 emulate_pusha(ctxt);
2632                 break;
2633         case 0x61:      /* popa */
2634                 rc = emulate_popa(ctxt, ops);
2635                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2636                         goto done;
2637                 break;
2638         case 0x63:              /* movsxd */
2639                 if (ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
2640                         goto cannot_emulate;
2641                 c->dst.val = (s32) c->src.val;
2642                 break;
2643         case 0x68: /* push imm */
2644         case 0x6a: /* push imm8 */
2645                 emulate_push(ctxt);
2646                 break;
2647         case 0x6c:              /* insb */
2648         case 0x6d:              /* insw/insd */
2649                 c->dst.bytes = min(c->dst.bytes, 4u);
2650                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->regs[VCPU_REGS_RDX],
2651                                           c->dst.bytes)) {
2652                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2653                         goto done;
2654                 }
2655                 if (!pio_in_emulated(ctxt, ops, c->dst.bytes,
2656                                      c->regs[VCPU_REGS_RDX], &c->dst.val))
2657                         goto done; /* IO is needed, skip writeback */
2658                 break;
2659         case 0x6e:              /* outsb */
2660         case 0x6f:              /* outsw/outsd */
2661                 c->src.bytes = min(c->src.bytes, 4u);
2662                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->regs[VCPU_REGS_RDX],
2663                                           c->src.bytes)) {
2664                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2665                         goto done;
2666                 }
2667                 ops->pio_out_emulated(c->src.bytes, c->regs[VCPU_REGS_RDX],
2668                                       &c->src.val, 1, ctxt->vcpu);
2669
2670                 c->dst.type = OP_NONE; /* nothing to writeback */
2671                 break;
2672         case 0x70 ... 0x7f: /* jcc (short) */
2673                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2674                         jmp_rel(c, c->src.val);
2675                 break;
2676         case 0x80 ... 0x83:     /* Grp1 */
2677                 switch (c->modrm_reg) {
2678                 case 0:
2679                         goto add;
2680                 case 1:
2681                         goto or;
2682                 case 2:
2683                         goto adc;
2684                 case 3:
2685                         goto sbb;
2686                 case 4:
2687                         goto and;
2688                 case 5:
2689                         goto sub;
2690                 case 6:
2691                         goto xor;
2692                 case 7:
2693                         goto cmp;
2694                 }
2695                 break;
2696         case 0x84 ... 0x85:
2697                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2698                 break;
2699         case 0x86 ... 0x87:     /* xchg */
2700         xchg:
2701                 /* Write back the register source. */
2702                 switch (c->dst.bytes) {
2703                 case 1:
2704                         *(u8 *) c->src.ptr = (u8) c->dst.val;
2705                         break;
2706                 case 2:
2707                         *(u16 *) c->src.ptr = (u16) c->dst.val;
2708                         break;
2709                 case 4:
2710                         *c->src.ptr = (u32) c->dst.val;
2711                         break;  /* 64b reg: zero-extend */
2712                 case 8:
2713                         *c->src.ptr = c->dst.val;
2714                         break;
2715                 }
2716                 /*
2717                  * Write back the memory destination with implicit LOCK
2718                  * prefix.
2719                  */
2720                 c->dst.val = c->src.val;
2721                 c->lock_prefix = 1;
2722                 break;
2723         case 0x88 ... 0x8b:     /* mov */
2724                 goto mov;
2725         case 0x8c: { /* mov r/m, sreg */
2726                 struct kvm_segment segreg;
2727
2728                 if (c->modrm_reg <= VCPU_SREG_GS)
2729                         kvm_get_segment(ctxt->vcpu, &segreg, c->modrm_reg);
2730                 else {
2731                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
2732                         goto done;
2733                 }
2734                 c->dst.val = segreg.selector;
2735                 break;
2736         }
2737         case 0x8d: /* lea r16/r32, m */
2738                 c->dst.val = c->modrm_ea;
2739                 break;
2740         case 0x8e: { /* mov seg, r/m16 */
2741                 uint16_t sel;
2742
2743                 sel = c->src.val;
2744
2745                 if (c->modrm_reg == VCPU_SREG_CS ||
2746                     c->modrm_reg > VCPU_SREG_GS) {
2747                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
2748                         goto done;
2749                 }
2750
2751                 if (c->modrm_reg == VCPU_SREG_SS)
2752                         toggle_interruptibility(ctxt, KVM_X86_SHADOW_INT_MOV_SS);
2753
2754                 rc = load_segment_descriptor(ctxt, ops, sel, c->modrm_reg);
2755
2756                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2757                 break;
2758         }
2759         case 0x8f:              /* pop (sole member of Grp1a) */
2760                 rc = emulate_grp1a(ctxt, ops);
2761                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2762                         goto done;
2763                 break;
2764         case 0x90: /* nop / xchg r8,rax */
2765                 if (!(c->rex_prefix & 1)) { /* nop */
2766                         c->dst.type = OP_NONE;
2767                         break;
2768                 }
2769         case 0x91 ... 0x97: /* xchg reg,rax */
2770                 c->src.type = c->dst.type = OP_REG;
2771                 c->src.bytes = c->dst.bytes = c->op_bytes;
2772                 c->src.ptr = (unsigned long *) &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2773                 c->src.val = *(c->src.ptr);
2774                 goto xchg;
2775         case 0x9c: /* pushf */
2776                 c->src.val =  (unsigned long) ctxt->eflags;
2777                 emulate_push(ctxt);
2778                 break;
2779         case 0x9d: /* popf */
2780                 c->dst.type = OP_REG;
2781                 c->dst.ptr = (unsigned long *) &ctxt->eflags;
2782                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2783                 rc = emulate_popf(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
2784                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2785                         goto done;
2786                 break;
2787         case 0xa0 ... 0xa1:     /* mov */
2788                 c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2789                 c->dst.val = c->src.val;
2790                 break;
2791         case 0xa2 ... 0xa3:     /* mov */
2792                 c->dst.val = (unsigned long)c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2793                 break;
2794         case 0xa4 ... 0xa5:     /* movs */
2795                 goto mov;
2796         case 0xa6 ... 0xa7:     /* cmps */
2797                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2798                 DPRINTF("cmps: mem1=0x%p mem2=0x%p\n", c->src.ptr, c->dst.ptr);
2799                 goto cmp;
2800         case 0xaa ... 0xab:     /* stos */
2801                 c->dst.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2802                 break;
2803         case 0xac ... 0xad:     /* lods */
2804                 goto mov;
2805         case 0xae ... 0xaf:     /* scas */
2806                 DPRINTF("Urk! I don't handle SCAS.\n");
2807                 goto cannot_emulate;
2808         case 0xb0 ... 0xbf: /* mov r, imm */
2809                 goto mov;
2810         case 0xc0 ... 0xc1:
2811                 emulate_grp2(ctxt);
2812                 break;
2813         case 0xc3: /* ret */
2814                 c->dst.type = OP_REG;
2815                 c->dst.ptr = &c->eip;
2816                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2817                 goto pop_instruction;
2818         case 0xc6 ... 0xc7:     /* mov (sole member of Grp11) */
2819         mov:
2820                 c->dst.val = c->src.val;
2821                 break;
2822         case 0xcb:              /* ret far */
2823                 rc = emulate_ret_far(ctxt, ops);
2824                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2825                         goto done;
2826                 break;
2827         case 0xd0 ... 0xd1:     /* Grp2 */
2828                 c->src.val = 1;
2829                 emulate_grp2(ctxt);
2830                 break;
2831         case 0xd2 ... 0xd3:     /* Grp2 */
2832                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
2833                 emulate_grp2(ctxt);
2834                 break;
2835         case 0xe4:      /* inb */
2836         case 0xe5:      /* in */
2837                 goto do_io_in;
2838         case 0xe6: /* outb */
2839         case 0xe7: /* out */
2840                 goto do_io_out;
2841         case 0xe8: /* call (near) */ {
2842                 long int rel = c->src.val;
2843                 c->src.val = (unsigned long) c->eip;
2844                 jmp_rel(c, rel);
2845                 emulate_push(ctxt);
2846                 break;
2847         }
2848         case 0xe9: /* jmp rel */
2849                 goto jmp;
2850         case 0xea: /* jmp far */
2851         jump_far:
2852                 if (load_segment_descriptor(ctxt, ops, c->src2.val,
2853                                             VCPU_SREG_CS))
2854                         goto done;
2855
2856                 c->eip = c->src.val;
2857                 break;
2858         case 0xeb:
2859               jmp:              /* jmp rel short */
2860                 jmp_rel(c, c->src.val);
2861                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2862                 break;
2863         case 0xec: /* in al,dx */
2864         case 0xed: /* in (e/r)ax,dx */
2865                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2866         do_io_in:
2867                 c->dst.bytes = min(c->dst.bytes, 4u);
2868                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->src.val, c->dst.bytes)) {
2869                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2870                         goto done;
2871                 }
2872                 if (!pio_in_emulated(ctxt, ops, c->dst.bytes, c->src.val,
2873                                      &c->dst.val))
2874                         goto done; /* IO is needed */
2875                 break;
2876         case 0xee: /* out al,dx */
2877         case 0xef: /* out (e/r)ax,dx */
2878                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2879         do_io_out:
2880                 c->dst.bytes = min(c->dst.bytes, 4u);
2881                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->src.val, c->dst.bytes)) {
2882                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2883                         goto done;
2884                 }
2885                 ops->pio_out_emulated(c->dst.bytes, c->src.val, &c->dst.val, 1,
2886                                       ctxt->vcpu);
2887                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2888                 break;
2889         case 0xf4:              /* hlt */
2890                 ctxt->vcpu->arch.halt_request = 1;
2891                 break;
2892         case 0xf5:      /* cmc */
2893                 /* complement carry flag from eflags reg */
2894                 ctxt->eflags ^= EFLG_CF;
2895                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2896                 break;
2897         case 0xf6 ... 0xf7:     /* Grp3 */
2898                 if (!emulate_grp3(ctxt, ops))
2899                         goto cannot_emulate;
2900                 break;
2901         case 0xf8: /* clc */
2902                 ctxt->eflags &= ~EFLG_CF;
2903                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2904                 break;
2905         case 0xfa: /* cli */
2906                 if (emulator_bad_iopl(ctxt, ops))
2907                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2908                 else {
2909                         ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_IF;
2910                         c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2911                 }
2912                 break;
2913         case 0xfb: /* sti */
2914                 if (emulator_bad_iopl(ctxt, ops))
2915                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2916                 else {
2917                         toggle_interruptibility(ctxt, KVM_X86_SHADOW_INT_STI);
2918                         ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_IF;
2919                         c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2920                 }
2921                 break;
2922         case 0xfc: /* cld */
2923                 ctxt->eflags &= ~EFLG_DF;
2924                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2925                 break;
2926         case 0xfd: /* std */
2927                 ctxt->eflags |= EFLG_DF;
2928                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2929                 break;
2930         case 0xfe: /* Grp4 */
2931         grp45:
2932                 rc = emulate_grp45(ctxt, ops);
2933                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2934                         goto done;
2935                 break;
2936         case 0xff: /* Grp5 */
2937                 if (c->modrm_reg == 5)
2938                         goto jump_far;
2939                 goto grp45;
2940         }
2941
2942 writeback:
2943         rc = writeback(ctxt, ops);
2944         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2945                 goto done;
2946
2947         /*
2948          * restore dst type in case the decoding will be reused
2949          * (happens for string instruction )
2950          */
2951         c->dst.type = saved_dst_type;
2952
2953         if ((c->d & SrcMask) == SrcSI)
2954                 string_addr_inc(ctxt, seg_override_base(ctxt, c), VCPU_REGS_RSI,
2955                                 &c->src);
2956
2957         if ((c->d & DstMask) == DstDI)
2958                 string_addr_inc(ctxt, es_base(ctxt), VCPU_REGS_RDI, &c->dst);
2959
2960         if (c->rep_prefix && (c->d & String)) {
2961                 struct read_cache *rc = &ctxt->decode.io_read;
2962                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RCX], -1);
2963                 /*
2964                  * Re-enter guest when pio read ahead buffer is empty or,
2965                  * if it is not used, after each 1024 iteration.
2966                  */
2967                 if ((rc->end == 0 && !(c->regs[VCPU_REGS_RCX] & 0x3ff)) ||
2968                     (rc->end != 0 && rc->end == rc->pos))
2969                         ctxt->restart = false;
2970         }
2971
2972         /* Commit shadow register state. */
2973         memcpy(ctxt->vcpu->arch.regs, c->regs, sizeof c->regs);
2974         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
2975
2976 done:
2977         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
2978
2979 twobyte_insn:
2980         switch (c->b) {
2981         case 0x01: /* lgdt, lidt, lmsw */
2982                 switch (c->modrm_reg) {
2983                         u16 size;
2984                         unsigned long address;
2985
2986                 case 0: /* vmcall */
2987                         if (c->modrm_mod != 3 || c->modrm_rm != 1)
2988                                 goto cannot_emulate;
2989
2990                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
2991                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2992                                 goto done;
2993
2994                         /* Let the processor re-execute the fixed hypercall */
2995                         c->eip = ctxt->eip;
2996                         /* Disable writeback. */
2997                         c->dst.type = OP_NONE;
2998                         break;
2999                 case 2: /* lgdt */
3000                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
3001                                              &size, &address, c->op_bytes);
3002                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3003                                 goto done;
3004                         realmode_lgdt(ctxt->vcpu, size, address);
3005                         /* Disable writeback. */
3006                         c->dst.type = OP_NONE;
3007                         break;
3008                 case 3: /* lidt/vmmcall */
3009                         if (c->modrm_mod == 3) {
3010                                 switch (c->modrm_rm) {
3011                                 case 1:
3012                                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
3013                                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3014                                                 goto done;
3015                                         break;
3016                                 default:
3017                                         goto cannot_emulate;
3018                                 }
3019                         } else {
3020                                 rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
3021                                                      &size, &address,
3022                                                      c->op_bytes);
3023                                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3024                                         goto done;
3025                                 realmode_lidt(ctxt->vcpu, size, address);
3026                         }
3027                         /* Disable writeback. */
3028                         c->dst.type = OP_NONE;
3029                         break;
3030                 case 4: /* smsw */
3031                         c->dst.bytes = 2;
3032                         c->dst.val = ops->get_cr(0, ctxt->vcpu);
3033                         break;
3034                 case 6: /* lmsw */
3035                         ops->set_cr(0, (ops->get_cr(0, ctxt->vcpu) & ~0x0ful) |
3036                                     (c->src.val & 0x0f), ctxt->vcpu);
3037                         c->dst.type = OP_NONE;
3038                         break;
3039                 case 5: /* not defined */
3040                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
3041                         goto done;
3042                 case 7: /* invlpg*/
3043                         emulate_invlpg(ctxt->vcpu, c->modrm_ea);
3044                         /* Disable writeback. */
3045                         c->dst.type = OP_NONE;
3046                         break;
3047                 default:
3048                         goto cannot_emulate;
3049                 }
3050                 break;
3051         case 0x05:              /* syscall */
3052                 rc = emulate_syscall(ctxt);
3053                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3054                         goto done;
3055                 else
3056                         goto writeback;
3057                 break;
3058         case 0x06:
3059                 emulate_clts(ctxt->vcpu);
3060                 c->dst.type = OP_NONE;
3061                 break;
3062         case 0x08:              /* invd */
3063         case 0x09:              /* wbinvd */
3064         case 0x0d:              /* GrpP (prefetch) */
3065         case 0x18:              /* Grp16 (prefetch/nop) */
3066                 c->dst.type = OP_NONE;
3067                 break;
3068         case 0x20: /* mov cr, reg */
3069                 switch (c->modrm_reg) {
3070                 case 1:
3071                 case 5 ... 7:
3072                 case 9 ... 15:
3073                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
3074                         goto done;
3075                 }
3076                 c->regs[c->modrm_rm] = ops->get_cr(c->modrm_reg, ctxt->vcpu);
3077                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
3078                 break;
3079         case 0x21: /* mov from dr to reg */
3080                 if ((ops->get_cr(4, ctxt->vcpu) & X86_CR4_DE) &&
3081                     (c->modrm_reg == 4 || c->modrm_reg == 5)) {
3082                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
3083                         goto done;
3084                 }
3085                 emulator_get_dr(ctxt, c->modrm_reg, &c->regs[c->modrm_rm]);
3086                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
3087                 break;
3088         case 0x22: /* mov reg, cr */
3089                 ops->set_cr(c->modrm_reg, c->modrm_val, ctxt->vcpu);
3090                 c->dst.type = OP_NONE;
3091                 break;
3092         case 0x23: /* mov from reg to dr */
3093                 if ((ops->get_cr(4, ctxt->vcpu) & X86_CR4_DE) &&
3094                     (c->modrm_reg == 4 || c->modrm_reg == 5)) {
3095                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
3096                         goto done;
3097                 }
3098                 emulator_set_dr(ctxt, c->modrm_reg, c->regs[c->modrm_rm]);
3099                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
3100                 break;
3101         case 0x30:
3102                 /* wrmsr */
3103                 msr_data = (u32)c->regs[VCPU_REGS_RAX]
3104                         | ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RDX] << 32);
3105                 if (kvm_set_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], msr_data)) {
3106                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
3107                         goto done;
3108                 }
3109                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
3110                 c->dst.type = OP_NONE;
3111                 break;
3112         case 0x32:
3113                 /* rdmsr */
3114                 if (kvm_get_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], &msr_data)) {
3115                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
3116                         goto done;
3117                 } else {
3118                         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32)msr_data;
3119                         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = msr_data >> 32;
3120                 }
3121                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
3122                 c->dst.type = OP_NONE;
3123                 break;
3124         case 0x34:              /* sysenter */
3125                 rc = emulate_sysenter(ctxt);
3126                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3127                         goto done;
3128                 else
3129                         goto writeback;
3130                 break;
3131         case 0x35:              /* sysexit */
3132                 rc = emulate_sysexit(ctxt);
3133                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3134                         goto done;
3135                 else
3136                         goto writeback;
3137                 break;
3138         case 0x40 ... 0x4f:     /* cmov */
3139                 c->dst.val = c->dst.orig_val = c->src.val;
3140                 if (!test_cc(c->b, ctxt->eflags))
3141                         c->dst.type = OP_NONE; /* no writeback */
3142                 break;
3143         case 0x80 ... 0x8f: /* jnz rel, etc*/
3144                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
3145                         jmp_rel(c, c->src.val);
3146                 c->dst.type = OP_NONE;
3147                 break;
3148         case 0xa0:        /* push fs */
3149                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_FS);
3150                 break;
3151         case 0xa1:       /* pop fs */
3152                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_FS);
3153                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3154                         goto done;
3155                 break;
3156         case 0xa3:
3157               bt:               /* bt */
3158                 c->dst.type = OP_NONE;
3159                 /* only subword offset */
3160                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
3161                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bt", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3162                 break;
3163         case 0xa4: /* shld imm8, r, r/m */
3164         case 0xa5: /* shld cl, r, r/m */
3165                 emulate_2op_cl("shld", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3166                 break;
3167         case 0xa8:      /* push gs */
3168                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_GS);
3169                 break;
3170         case 0xa9:      /* pop gs */
3171                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_GS);
3172                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3173                         goto done;
3174                 break;
3175         case 0xab:
3176               bts:              /* bts */
3177                 /* only subword offset */
3178                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
3179                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bts", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3180                 break;
3181         case 0xac: /* shrd imm8, r, r/m */
3182         case 0xad: /* shrd cl, r, r/m */
3183                 emulate_2op_cl("shrd", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3184                 break;
3185         case 0xae:              /* clflush */
3186                 break;
3187         case 0xb0 ... 0xb1:     /* cmpxchg */
3188                 /*
3189                  * Save real source value, then compare EAX against
3190                  * destination.
3191                  */
3192                 c->src.orig_val = c->src.val;
3193                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
3194                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3195                 if (ctxt->eflags & EFLG_ZF) {
3196                         /* Success: write back to memory. */
3197                         c->dst.val = c->src.orig_val;
3198                 } else {
3199                         /* Failure: write the value we saw to EAX. */
3200                         c->dst.type = OP_REG;
3201                         c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
3202                 }
3203                 break;
3204         case 0xb3:
3205               btr:              /* btr */
3206                 /* only subword offset */
3207                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
3208                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3209                 break;
3210         case 0xb6 ... 0xb7:     /* movzx */
3211                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
3212                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (u8) c->src.val
3213                                                        : (u16) c->src.val;
3214                 break;
3215         case 0xba:              /* Grp8 */
3216                 switch (c->modrm_reg & 3) {
3217                 case 0:
3218                         goto bt;
3219                 case 1:
3220                         goto bts;
3221                 case 2:
3222                         goto btr;
3223                 case 3:
3224                         goto btc;
3225                 }
3226                 break;
3227         case 0xbb:
3228               btc:              /* btc */
3229                 /* only subword offset */
3230                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
3231                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3232                 break;
3233         case 0xbe ... 0xbf:     /* movsx */
3234                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
3235                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (s8) c->src.val :
3236                                                         (s16) c->src.val;
3237                 break;
3238         case 0xc3:              /* movnti */
3239                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
3240                 c->dst.val = (c->op_bytes == 4) ? (u32) c->src.val :
3241                                                         (u64) c->src.val;
3242                 break;
3243         case 0xc7:              /* Grp9 (cmpxchg8b) */
3244                 rc = emulate_grp9(ctxt, ops);
3245                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3246                         goto done;
3247                 c->dst.type = OP_NONE;
3248                 break;
3249         }
3250         goto writeback;
3251
3252 cannot_emulate:
3253         DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
3254         return -1;
3255 }