SAFE public projects git trees. - safe/jmp/linux-2.6/blob - 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         SrcNone  | ByteOp  | ImplicitOps, SrcNone  | ImplicitOps, /* insb, insw/insd */
 157         SrcNone  | ByteOp  | ImplicitOps, SrcNone  | ImplicitOps, /* 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, SrcImmUByte,
 214         ByteOp | SrcImmUByte, SrcImmUByte,
 215         /* 0xE8 - 0xEF */
 216         SrcImm | Stack, SrcImm | ImplicitOps,
 217         SrcImmU | Src2Imm16 | No64, SrcImmByte | ImplicitOps,
 218         SrcNone | ByteOp | ImplicitOps, SrcNone | ImplicitOps,
 219         SrcNone | ByteOp | ImplicitOps, SrcNone | ImplicitOps,
 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         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation. */
 931
 932         memset(c, 0, sizeof(struct decode_cache));
 933         c->eip = ctxt->eip;
 934         ctxt->cs_base = seg_base(ctxt, VCPU_SREG_CS);
 935         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
 936
 937         switch (mode) {
 938         case X86EMUL_MODE_REAL:
 939         case X86EMUL_MODE_VM86:
 940         case X86EMUL_MODE_PROT16:
 941                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 2;
 942                 break;
 943         case X86EMUL_MODE_PROT32:
 944                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 4;
 945                 break;
 946 #ifdef CONFIG_X86_64
 947         case X86EMUL_MODE_PROT64:
 948                 def_op_bytes = 4;
 949                 def_ad_bytes = 8;
 950                 break;
 951 #endif
 952         default:
 953                 return -1;
 954         }
 955
 956         c->op_bytes = def_op_bytes;
 957         c->ad_bytes = def_ad_bytes;
 958
 959         /* Legacy prefixes. */
 960         for (;;) {
 961                 switch (c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip)) {
 962                 case 0x66:      /* operand-size override */
 963                         /* switch between 2/4 bytes */
 964                         c->op_bytes = def_op_bytes ^ 6;
 965                         break;
 966                 case 0x67:      /* address-size override */
 967                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 968                                 /* switch between 4/8 bytes */
 969                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 12;
 970                         else
 971                                 /* switch between 2/4 bytes */
 972                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 6;
 973                         break;
 974                 case 0x26:      /* ES override */
 975                 case 0x2e:      /* CS override */
 976                 case 0x36:      /* SS override */
 977                 case 0x3e:      /* DS override */
 978                         set_seg_override(c, (c->b >> 3) & 3);
 979                         break;
 980                 case 0x64:      /* FS override */
 981                 case 0x65:      /* GS override */
 982                         set_seg_override(c, c->b & 7);
 983                         break;
 984                 case 0x40 ... 0x4f: /* REX */
 985                         if (mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
 986                                 goto done_prefixes;
 987                         c->rex_prefix = c->b;
 988                         continue;
 989                 case 0xf0:      /* LOCK */
 990                         c->lock_prefix = 1;
 991                         break;
 992                 case 0xf2:      /* REPNE/REPNZ */
 993                         c->rep_prefix = REPNE_PREFIX;
 994                         break;
 995                 case 0xf3:      /* REP/REPE/REPZ */
 996                         c->rep_prefix = REPE_PREFIX;
 997                         break;
 998                 default:
 999                         goto done_prefixes;
1000                 }
1001
1002                 /* Any legacy prefix after a REX prefix nullifies its effect. */
1003
1004                 c->rex_prefix = 0;
1005         }
1006
1007 done_prefixes:
1008
1009         /* REX prefix. */
1010         if (c->rex_prefix)
1011                 if (c->rex_prefix & 8)
1012                         c->op_bytes = 8;        /* REX.W */
1013
1014         /* Opcode byte(s). */
1015         c->d = opcode_table[c->b];
1016         if (c->d == 0) {
1017                 /* Two-byte opcode? */
1018                 if (c->b == 0x0f) {
1019                         c->twobyte = 1;
1020                         c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1021                         c->d = twobyte_table[c->b];
1022                 }
1023         }
1024
1025         if (c->d & Group) {
1026                 group = c->d & GroupMask;
1027                 c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1028                 --c->eip;
1029
1030                 group = (group << 3) + ((c->modrm >> 3) & 7);
1031                 if ((c->d & GroupDual) && (c->modrm >> 6) == 3)
1032                         c->d = group2_table[group];
1033                 else
1034                         c->d = group_table[group];
1035         }
1036
1037         /* Unrecognised? */
1038         if (c->d == 0) {
1039                 DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
1040                 return -1;
1041         }
1042
1043         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & Stack))
1044                 c->op_bytes = 8;
1045
1046         /* ModRM and SIB bytes. */
1047         if (c->d & ModRM)
1048                 rc = decode_modrm(ctxt, ops);
1049         else if (c->d & MemAbs)
1050                 rc = decode_abs(ctxt, ops);
1051         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1052                 goto done;
1053
1054         if (!c->has_seg_override)
1055                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_DS);
1056
1057         if (!(!c->twobyte && c->b == 0x8d))
1058                 c->modrm_ea += seg_override_base(ctxt, c);
1059
1060         if (c->ad_bytes != 8)
1061                 c->modrm_ea = (u32)c->modrm_ea;
1062
1063         if (c->rip_relative)
1064                 c->modrm_ea += c->eip;
1065
1066         /*
1067          * Decode and fetch the source operand: register, memory
1068          * or immediate.
1069          */
1070         switch (c->d & SrcMask) {
1071         case SrcNone:
1072                 break;
1073         case SrcReg:
1074                 decode_register_operand(&c->src, c, 0);
1075                 break;
1076         case SrcMem16:
1077                 c->src.bytes = 2;
1078                 goto srcmem_common;
1079         case SrcMem32:
1080                 c->src.bytes = 4;
1081                 goto srcmem_common;
1082         case SrcMem:
1083                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 :
1084                                                            c->op_bytes;
1085                 /* Don't fetch the address for invlpg: it could be unmapped. */
1086                 if (c->twobyte && c->b == 0x01 && c->modrm_reg == 7)
1087                         break;
1088         srcmem_common:
1089                 /*
1090                  * For instructions with a ModR/M byte, switch to register
1091                  * access if Mod = 3.
1092                  */
1093                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1094                         c->src.type = OP_REG;
1095                         c->src.val = c->modrm_val;
1096                         c->src.ptr = c->modrm_ptr;
1097                         break;
1098                 }
1099                 c->src.type = OP_MEM;
1100                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->modrm_ea;
1101                 c->src.val = 0;
1102                 break;
1103         case SrcImm:
1104         case SrcImmU:
1105                 c->src.type = OP_IMM;
1106                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1107                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1108                 if (c->src.bytes == 8)
1109                         c->src.bytes = 4;
1110                 /* NB. Immediates are sign-extended as necessary. */
1111                 switch (c->src.bytes) {
1112                 case 1:
1113                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1114                         break;
1115                 case 2:
1116                         c->src.val = insn_fetch(s16, 2, c->eip);
1117                         break;
1118                 case 4:
1119                         c->src.val = insn_fetch(s32, 4, c->eip);
1120                         break;
1121                 }
1122                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmU) {
1123                         switch (c->src.bytes) {
1124                         case 1:
1125                                 c->src.val &= 0xff;
1126                                 break;
1127                         case 2:
1128                                 c->src.val &= 0xffff;
1129                                 break;
1130                         case 4:
1131                                 c->src.val &= 0xffffffff;
1132                                 break;
1133                         }
1134                 }
1135                 break;
1136         case SrcImmByte:
1137         case SrcImmUByte:
1138                 c->src.type = OP_IMM;
1139                 c->src.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1140                 c->src.bytes = 1;
1141                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmByte)
1142                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
1143                 else
1144                         c->src.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1145                 break;
1146         case SrcOne:
1147                 c->src.bytes = 1;
1148                 c->src.val = 1;
1149                 break;
1150         case SrcSI:
1151                 c->src.type = OP_MEM;
1152                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1153                 c->src.ptr = (unsigned long *)
1154                         register_address(c,  seg_override_base(ctxt, c),
1155                                          c->regs[VCPU_REGS_RSI]);
1156                 c->src.val = 0;
1157                 break;
1158         }
1159
1160         /*
1161          * Decode and fetch the second source operand: register, memory
1162          * or immediate.
1163          */
1164         switch (c->d & Src2Mask) {
1165         case Src2None:
1166                 break;
1167         case Src2CL:
1168                 c->src2.bytes = 1;
1169                 c->src2.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX] & 0x8;
1170                 break;
1171         case Src2ImmByte:
1172                 c->src2.type = OP_IMM;
1173                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1174                 c->src2.bytes = 1;
1175                 c->src2.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
1176                 break;
1177         case Src2Imm16:
1178                 c->src2.type = OP_IMM;
1179                 c->src2.ptr = (unsigned long *)c->eip;
1180                 c->src2.bytes = 2;
1181                 c->src2.val = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
1182                 break;
1183         case Src2One:
1184                 c->src2.bytes = 1;
1185                 c->src2.val = 1;
1186                 break;
1187         case Src2Mem16:
1188                 c->src2.type = OP_MEM;
1189                 c->src2.bytes = 2;
1190                 c->src2.ptr = (unsigned long *)(c->modrm_ea + c->src.bytes);
1191                 c->src2.val = 0;
1192                 break;
1193         }
1194
1195         /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
1196         switch (c->d & DstMask) {
1197         case ImplicitOps:
1198                 /* Special instructions do their own operand decoding. */
1199                 return 0;
1200         case DstReg:
1201                 decode_register_operand(&c->dst, c,
1202                          c->twobyte && (c->b == 0xb6 || c->b == 0xb7));
1203                 break;
1204         case DstMem:
1205                 if ((c->d & ModRM) && c->modrm_mod == 3) {
1206                         c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1207                         c->dst.type = OP_REG;
1208                         c->dst.val = c->dst.orig_val = c->modrm_val;
1209                         c->dst.ptr = c->modrm_ptr;
1210                         break;
1211                 }
1212                 c->dst.type = OP_MEM;
1213                 c->dst.ptr = (unsigned long *)c->modrm_ea;
1214                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1215                 c->dst.val = 0;
1216                 if (c->d & BitOp) {
1217                         unsigned long mask = ~(c->dst.bytes * 8 - 1);
1218
1219                         c->dst.ptr = (void *)c->dst.ptr +
1220                                                    (c->src.val & mask) / 8;
1221                 }
1222                 break;
1223         case DstAcc:
1224                 c->dst.type = OP_REG;
1225                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1226                 c->dst.ptr = &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
1227                 switch (c->dst.bytes) {
1228                         case 1:
1229                                 c->dst.val = *(u8 *)c->dst.ptr;
1230                                 break;
1231                         case 2:
1232                                 c->dst.val = *(u16 *)c->dst.ptr;
1233                                 break;
1234                         case 4:
1235                                 c->dst.val = *(u32 *)c->dst.ptr;
1236                                 break;
1237                         case 8:
1238                                 c->dst.val = *(u64 *)c->dst.ptr;
1239                                 break;
1240                 }
1241                 c->dst.orig_val = c->dst.val;
1242                 break;
1243         case DstDI:
1244                 c->dst.type = OP_MEM;
1245                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
1246                 c->dst.ptr = (unsigned long *)
1247                         register_address(c, es_base(ctxt),
1248                                          c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
1249                 c->dst.val = 0;
1250                 break;
1251         }
1252
1253 done:
1254         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
1255 }
1256
1257 static u32 desc_limit_scaled(struct desc_struct *desc)
1258 {
1259         u32 limit = get_desc_limit(desc);
1260
1261         return desc->g ? (limit << 12) | 0xfff : limit;
1262 }
1263
1264 static void get_descriptor_table_ptr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1265                                      struct x86_emulate_ops *ops,
1266                                      u16 selector, struct desc_ptr *dt)
1267 {
1268         if (selector & 1 << 2) {
1269                 struct desc_struct desc;
1270                 memset (dt, 0, sizeof *dt);
1271                 if (!ops->get_cached_descriptor(&desc, VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu))
1272                         return;
1273
1274                 dt->size = desc_limit_scaled(&desc); /* what if limit > 65535? */
1275                 dt->address = get_desc_base(&desc);
1276         } else
1277                 ops->get_gdt(dt, ctxt->vcpu);
1278 }
1279
1280 /* allowed just for 8 bytes segments */
1281 static int read_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1282                                    struct x86_emulate_ops *ops,
1283                                    u16 selector, struct desc_struct *desc)
1284 {
1285         struct desc_ptr dt;
1286         u16 index = selector >> 3;
1287         int ret;
1288         u32 err;
1289         ulong addr;
1290
1291         get_descriptor_table_ptr(ctxt, ops, selector, &dt);
1292
1293         if (dt.size < index * 8 + 7) {
1294                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, selector & 0xfffc);
1295                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1296         }
1297         addr = dt.address + index * 8;
1298         ret = ops->read_std(addr, desc, sizeof *desc, ctxt->vcpu,  &err);
1299         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT)
1300                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, addr, err);
1301
1302        return ret;
1303 }
1304
1305 /* allowed just for 8 bytes segments */
1306 static int write_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1307                                     struct x86_emulate_ops *ops,
1308                                     u16 selector, struct desc_struct *desc)
1309 {
1310         struct desc_ptr dt;
1311         u16 index = selector >> 3;
1312         u32 err;
1313         ulong addr;
1314         int ret;
1315
1316         get_descriptor_table_ptr(ctxt, ops, selector, &dt);
1317
1318         if (dt.size < index * 8 + 7) {
1319                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, selector & 0xfffc);
1320                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1321         }
1322
1323         addr = dt.address + index * 8;
1324         ret = ops->write_std(addr, desc, sizeof *desc, ctxt->vcpu, &err);
1325         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT)
1326                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, addr, err);
1327
1328         return ret;
1329 }
1330
1331 static int load_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1332                                    struct x86_emulate_ops *ops,
1333                                    u16 selector, int seg)
1334 {
1335         struct desc_struct seg_desc;
1336         u8 dpl, rpl, cpl;
1337         unsigned err_vec = GP_VECTOR;
1338         u32 err_code = 0;
1339         bool null_selector = !(selector & ~0x3); /* 0000-0003 are null */
1340         int ret;
1341
1342         memset(&seg_desc, 0, sizeof seg_desc);
1343
1344         if ((seg <= VCPU_SREG_GS && ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
1345             || ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL) {
1346                 /* set real mode segment descriptor */
1347                 set_desc_base(&seg_desc, selector << 4);
1348                 set_desc_limit(&seg_desc, 0xffff);
1349                 seg_desc.type = 3;
1350                 seg_desc.p = 1;
1351                 seg_desc.s = 1;
1352                 goto load;
1353         }
1354
1355         /* NULL selector is not valid for TR, CS and SS */
1356         if ((seg == VCPU_SREG_CS || seg == VCPU_SREG_SS || seg == VCPU_SREG_TR)
1357             && null_selector)
1358                 goto exception;
1359
1360         /* TR should be in GDT only */
1361         if (seg == VCPU_SREG_TR && (selector & (1 << 2)))
1362                 goto exception;
1363
1364         if (null_selector) /* for NULL selector skip all following checks */
1365                 goto load;
1366
1367         ret = read_segment_descriptor(ctxt, ops, selector, &seg_desc);
1368         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1369                 return ret;
1370
1371         err_code = selector & 0xfffc;
1372         err_vec = GP_VECTOR;
1373
1374         /* can't load system descriptor into segment selecor */
1375         if (seg <= VCPU_SREG_GS && !seg_desc.s)
1376                 goto exception;
1377
1378         if (!seg_desc.p) {
1379                 err_vec = (seg == VCPU_SREG_SS) ? SS_VECTOR : NP_VECTOR;
1380                 goto exception;
1381         }
1382
1383         rpl = selector & 3;
1384         dpl = seg_desc.dpl;
1385         cpl = ops->cpl(ctxt->vcpu);
1386
1387         switch (seg) {
1388         case VCPU_SREG_SS:
1389                 /*
1390                  * segment is not a writable data segment or segment
1391                  * selector's RPL != CPL or segment selector's RPL != CPL
1392                  */
1393                 if (rpl != cpl || (seg_desc.type & 0xa) != 0x2 || dpl != cpl)
1394                         goto exception;
1395                 break;
1396         case VCPU_SREG_CS:
1397                 if (!(seg_desc.type & 8))
1398                         goto exception;
1399
1400                 if (seg_desc.type & 4) {
1401                         /* conforming */
1402                         if (dpl > cpl)
1403                                 goto exception;
1404                 } else {
1405                         /* nonconforming */
1406                         if (rpl > cpl || dpl != cpl)
1407                                 goto exception;
1408                 }
1409                 /* CS(RPL) <- CPL */
1410                 selector = (selector & 0xfffc) | cpl;
1411                 break;
1412         case VCPU_SREG_TR:
1413                 if (seg_desc.s || (seg_desc.type != 1 && seg_desc.type != 9))
1414                         goto exception;
1415                 break;
1416         case VCPU_SREG_LDTR:
1417                 if (seg_desc.s || seg_desc.type != 2)
1418                         goto exception;
1419                 break;
1420         default: /*  DS, ES, FS, or GS */
1421                 /*
1422                  * segment is not a data or readable code segment or
1423                  * ((segment is a data or nonconforming code segment)
1424                  * and (both RPL and CPL > DPL))
1425                  */
1426                 if ((seg_desc.type & 0xa) == 0x8 ||
1427                     (((seg_desc.type & 0xc) != 0xc) &&
1428                      (rpl > dpl && cpl > dpl)))
1429                         goto exception;
1430                 break;
1431         }
1432
1433         if (seg_desc.s) {
1434                 /* mark segment as accessed */
1435                 seg_desc.type |= 1;
1436                 ret = write_segment_descriptor(ctxt, ops, selector, &seg_desc);
1437                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1438                         return ret;
1439         }
1440 load:
1441         ops->set_segment_selector(selector, seg, ctxt->vcpu);
1442         ops->set_cached_descriptor(&seg_desc, seg, ctxt->vcpu);
1443         return X86EMUL_CONTINUE;
1444 exception:
1445         kvm_queue_exception_e(ctxt->vcpu, err_vec, err_code);
1446         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1447 }
1448
1449 static inline void emulate_push(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1450 {
1451         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1452
1453         c->dst.type  = OP_MEM;
1454         c->dst.bytes = c->op_bytes;
1455         c->dst.val = c->src.val;
1456         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], -c->op_bytes);
1457         c->dst.ptr = (void *) register_address(c, ss_base(ctxt),
1458                                                c->regs[VCPU_REGS_RSP]);
1459 }
1460
1461 static int emulate_pop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1462                        struct x86_emulate_ops *ops,
1463                        void *dest, int len)
1464 {
1465         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1466         int rc;
1467
1468         rc = ops->read_emulated(register_address(c, ss_base(ctxt),
1469                                                  c->regs[VCPU_REGS_RSP]),
1470                                 dest, len, ctxt->vcpu);
1471         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1472                 return rc;
1473
1474         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], len);
1475         return rc;
1476 }
1477
1478 static int emulate_popf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1479                        struct x86_emulate_ops *ops,
1480                        void *dest, int len)
1481 {
1482         int rc;
1483         unsigned long val, change_mask;
1484         int iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
1485         int cpl = ops->cpl(ctxt->vcpu);
1486
1487         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &val, len);
1488         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1489                 return rc;
1490
1491         change_mask = EFLG_CF | EFLG_PF | EFLG_AF | EFLG_ZF | EFLG_SF | EFLG_OF
1492                 | EFLG_TF | EFLG_DF | EFLG_NT | EFLG_RF | EFLG_AC | EFLG_ID;
1493
1494         switch(ctxt->mode) {
1495         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1496         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1497         case X86EMUL_MODE_PROT16:
1498                 if (cpl == 0)
1499                         change_mask |= EFLG_IOPL;
1500                 if (cpl <= iopl)
1501                         change_mask |= EFLG_IF;
1502                 break;
1503         case X86EMUL_MODE_VM86:
1504                 if (iopl < 3) {
1505                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1506                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1507                 }
1508                 change_mask |= EFLG_IF;
1509                 break;
1510         default: /* real mode */
1511                 change_mask |= (EFLG_IOPL | EFLG_IF);
1512                 break;
1513         }
1514
1515         *(unsigned long *)dest =
1516                 (ctxt->eflags & ~change_mask) | (val & change_mask);
1517
1518         return rc;
1519 }
1520
1521 static void emulate_push_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
1522 {
1523         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1524         struct kvm_segment segment;
1525
1526         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, &segment, seg);
1527
1528         c->src.val = segment.selector;
1529         emulate_push(ctxt);
1530 }
1531
1532 static int emulate_pop_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1533                              struct x86_emulate_ops *ops, int seg)
1534 {
1535         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1536         unsigned long selector;
1537         int rc;
1538
1539         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &selector, c->op_bytes);
1540         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1541                 return rc;
1542
1543         rc = load_segment_descriptor(ctxt, ops, (u16)selector, seg);
1544         return rc;
1545 }
1546
1547 static void emulate_pusha(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1548 {
1549         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1550         unsigned long old_esp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
1551         int reg = VCPU_REGS_RAX;
1552
1553         while (reg <= VCPU_REGS_RDI) {
1554                 (reg == VCPU_REGS_RSP) ?
1555                 (c->src.val = old_esp) : (c->src.val = c->regs[reg]);
1556
1557                 emulate_push(ctxt);
1558                 ++reg;
1559         }
1560 }
1561
1562 static int emulate_popa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1563                         struct x86_emulate_ops *ops)
1564 {
1565         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1566         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1567         int reg = VCPU_REGS_RDI;
1568
1569         while (reg >= VCPU_REGS_RAX) {
1570                 if (reg == VCPU_REGS_RSP) {
1571                         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP],
1572                                                         c->op_bytes);
1573                         --reg;
1574                 }
1575
1576                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->regs[reg], c->op_bytes);
1577                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1578                         break;
1579                 --reg;
1580         }
1581         return rc;
1582 }
1583
1584 static inline int emulate_grp1a(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1585                                 struct x86_emulate_ops *ops)
1586 {
1587         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1588
1589         return emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->dst.bytes);
1590 }
1591
1592 static inline void emulate_grp2(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1593 {
1594         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1595         switch (c->modrm_reg) {
1596         case 0: /* rol */
1597                 emulate_2op_SrcB("rol", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1598                 break;
1599         case 1: /* ror */
1600                 emulate_2op_SrcB("ror", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1601                 break;
1602         case 2: /* rcl */
1603                 emulate_2op_SrcB("rcl", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1604                 break;
1605         case 3: /* rcr */
1606                 emulate_2op_SrcB("rcr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1607                 break;
1608         case 4: /* sal/shl */
1609         case 6: /* sal/shl */
1610                 emulate_2op_SrcB("sal", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1611                 break;
1612         case 5: /* shr */
1613                 emulate_2op_SrcB("shr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1614                 break;
1615         case 7: /* sar */
1616                 emulate_2op_SrcB("sar", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1617                 break;
1618         }
1619 }
1620
1621 static inline int emulate_grp3(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1622                                struct x86_emulate_ops *ops)
1623 {
1624         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1625
1626         switch (c->modrm_reg) {
1627         case 0 ... 1:   /* test */
1628                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1629                 break;
1630         case 2: /* not */
1631                 c->dst.val = ~c->dst.val;
1632                 break;
1633         case 3: /* neg */
1634                 emulate_1op("neg", c->dst, ctxt->eflags);
1635                 break;
1636         default:
1637                 return 0;
1638         }
1639         return 1;
1640 }
1641
1642 static inline int emulate_grp45(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1643                                struct x86_emulate_ops *ops)
1644 {
1645         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1646
1647         switch (c->modrm_reg) {
1648         case 0: /* inc */
1649                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
1650                 break;
1651         case 1: /* dec */
1652                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
1653                 break;
1654         case 2: /* call near abs */ {
1655                 long int old_eip;
1656                 old_eip = c->eip;
1657                 c->eip = c->src.val;
1658                 c->src.val = old_eip;
1659                 emulate_push(ctxt);
1660                 break;
1661         }
1662         case 4: /* jmp abs */
1663                 c->eip = c->src.val;
1664                 break;
1665         case 6: /* push */
1666                 emulate_push(ctxt);
1667                 break;
1668         }
1669         return X86EMUL_CONTINUE;
1670 }
1671
1672 static inline int emulate_grp9(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1673                                struct x86_emulate_ops *ops)
1674 {
1675         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1676         u64 old, new;
1677         int rc;
1678
1679         rc = ops->read_emulated(c->modrm_ea, &old, 8, ctxt->vcpu);
1680         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1681                 return rc;
1682
1683         if (((u32) (old >> 0) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RAX]) ||
1684             ((u32) (old >> 32) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RDX])) {
1685
1686                 c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32) (old >> 0);
1687                 c->regs[VCPU_REGS_RDX] = (u32) (old >> 32);
1688                 ctxt->eflags &= ~EFLG_ZF;
1689
1690         } else {
1691                 new = ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RCX] << 32) |
1692                        (u32) c->regs[VCPU_REGS_RBX];
1693
1694                 rc = ops->cmpxchg_emulated(c->modrm_ea, &old, &new, 8, ctxt->vcpu);
1695                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1696                         return rc;
1697                 ctxt->eflags |= EFLG_ZF;
1698         }
1699         return X86EMUL_CONTINUE;
1700 }
1701
1702 static int emulate_ret_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1703                            struct x86_emulate_ops *ops)
1704 {
1705         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1706         int rc;
1707         unsigned long cs;
1708
1709         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->eip, c->op_bytes);
1710         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1711                 return rc;
1712         if (c->op_bytes == 4)
1713                 c->eip = (u32)c->eip;
1714         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &cs, c->op_bytes);
1715         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1716                 return rc;
1717         rc = load_segment_descriptor(ctxt, ops, (u16)cs, VCPU_SREG_CS);
1718         return rc;
1719 }
1720
1721 static inline int writeback(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1722                             struct x86_emulate_ops *ops)
1723 {
1724         int rc;
1725         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1726
1727         switch (c->dst.type) {
1728         case OP_REG:
1729                 /* The 4-byte case *is* correct:
1730                  * in 64-bit mode we zero-extend.
1731                  */
1732                 switch (c->dst.bytes) {
1733                 case 1:
1734                         *(u8 *)c->dst.ptr = (u8)c->dst.val;
1735                         break;
1736                 case 2:
1737                         *(u16 *)c->dst.ptr = (u16)c->dst.val;
1738                         break;
1739                 case 4:
1740                         *c->dst.ptr = (u32)c->dst.val;
1741                         break;  /* 64b: zero-ext */
1742                 case 8:
1743                         *c->dst.ptr = c->dst.val;
1744                         break;
1745                 }
1746                 break;
1747         case OP_MEM:
1748                 if (c->lock_prefix)
1749                         rc = ops->cmpxchg_emulated(
1750                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1751                                         &c->dst.orig_val,
1752                                         &c->dst.val,
1753                                         c->dst.bytes,
1754                                         ctxt->vcpu);
1755                 else
1756                         rc = ops->write_emulated(
1757                                         (unsigned long)c->dst.ptr,
1758                                         &c->dst.val,
1759                                         c->dst.bytes,
1760                                         ctxt->vcpu);
1761                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1762                         return rc;
1763                 break;
1764         case OP_NONE:
1765                 /* no writeback */
1766                 break;
1767         default:
1768                 break;
1769         }
1770         return X86EMUL_CONTINUE;
1771 }
1772
1773 static void toggle_interruptibility(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u32 mask)
1774 {
1775         u32 int_shadow = kvm_x86_ops->get_interrupt_shadow(ctxt->vcpu, mask);
1776         /*
1777          * an sti; sti; sequence only disable interrupts for the first
1778          * instruction. So, if the last instruction, be it emulated or
1779          * not, left the system with the INT_STI flag enabled, it
1780          * means that the last instruction is an sti. We should not
1781          * leave the flag on in this case. The same goes for mov ss
1782          */
1783         if (!(int_shadow & mask))
1784                 ctxt->interruptibility = mask;
1785 }
1786
1787 static inline void
1788 setup_syscalls_segments(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1789         struct kvm_segment *cs, struct kvm_segment *ss)
1790 {
1791         memset(cs, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1792         kvm_x86_ops->get_segment(ctxt->vcpu, cs, VCPU_SREG_CS);
1793         memset(ss, 0, sizeof(struct kvm_segment));
1794
1795         cs->l = 0;              /* will be adjusted later */
1796         cs->base = 0;           /* flat segment */
1797         cs->g = 1;              /* 4kb granularity */
1798         cs->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1799         cs->type = 0x0b;        /* Read, Execute, Accessed */
1800         cs->s = 1;
1801         cs->dpl = 0;            /* will be adjusted later */
1802         cs->present = 1;
1803         cs->db = 1;
1804
1805         ss->unusable = 0;
1806         ss->base = 0;           /* flat segment */
1807         ss->limit = 0xffffffff; /* 4GB limit */
1808         ss->g = 1;              /* 4kb granularity */
1809         ss->s = 1;
1810         ss->type = 0x03;        /* Read/Write, Accessed */
1811         ss->db = 1;             /* 32bit stack segment */
1812         ss->dpl = 0;
1813         ss->present = 1;
1814 }
1815
1816 static int
1817 emulate_syscall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1818 {
1819         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1820         struct kvm_segment cs, ss;
1821         u64 msr_data;
1822
1823         /* syscall is not available in real mode */
1824         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
1825             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86) {
1826                 kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
1827                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1828         }
1829
1830         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1831
1832         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1833         msr_data >>= 32;
1834         cs.selector = (u16)(msr_data & 0xfffc);
1835         ss.selector = (u16)(msr_data + 8);
1836
1837         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1838                 cs.db = 0;
1839                 cs.l = 1;
1840         }
1841         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1842         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1843
1844         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = c->eip;
1845         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1846 #ifdef CONFIG_X86_64
1847                 c->regs[VCPU_REGS_R11] = ctxt->eflags & ~EFLG_RF;
1848
1849                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu,
1850                         ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 ?
1851                         MSR_LSTAR : MSR_CSTAR, &msr_data);
1852                 c->eip = msr_data;
1853
1854                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_SYSCALL_MASK, &msr_data);
1855                 ctxt->eflags &= ~(msr_data | EFLG_RF);
1856 #endif
1857         } else {
1858                 /* legacy mode */
1859                 kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1860                 c->eip = (u32)msr_data;
1861
1862                 ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1863         }
1864
1865         return X86EMUL_CONTINUE;
1866 }
1867
1868 static int
1869 emulate_sysenter(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1870 {
1871         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1872         struct kvm_segment cs, ss;
1873         u64 msr_data;
1874
1875         /* inject #GP if in real mode */
1876         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL) {
1877                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1878                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1879         }
1880
1881         /* XXX sysenter/sysexit have not been tested in 64bit mode.
1882         * Therefore, we inject an #UD.
1883         */
1884         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64) {
1885                 kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
1886                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1887         }
1888
1889         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1890
1891         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1892         switch (ctxt->mode) {
1893         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1894                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1895                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1896                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1897                 }
1898                 break;
1899         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1900                 if (msr_data == 0x0) {
1901                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1902                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1903                 }
1904                 break;
1905         }
1906
1907         ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1908         cs.selector = (u16)msr_data;
1909         cs.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1910         ss.selector = cs.selector + 8;
1911         ss.selector &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1912         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64
1913                 || is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1914                 cs.db = 0;
1915                 cs.l = 1;
1916         }
1917
1918         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1919         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1920
1921         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_EIP, &msr_data);
1922         c->eip = msr_data;
1923
1924         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_ESP, &msr_data);
1925         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = msr_data;
1926
1927         return X86EMUL_CONTINUE;
1928 }
1929
1930 static int
1931 emulate_sysexit(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1932 {
1933         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1934         struct kvm_segment cs, ss;
1935         u64 msr_data;
1936         int usermode;
1937
1938         /* inject #GP if in real mode or Virtual 8086 mode */
1939         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
1940             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86) {
1941                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1942                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1943         }
1944
1945         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1946
1947         if ((c->rex_prefix & 0x8) != 0x0)
1948                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT64;
1949         else
1950                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT32;
1951
1952         cs.dpl = 3;
1953         ss.dpl = 3;
1954         kvm_x86_ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1955         switch (usermode) {
1956         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1957                 cs.selector = (u16)(msr_data + 16);
1958                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1959                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1960                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1961                 }
1962                 ss.selector = (u16)(msr_data + 24);
1963                 break;
1964         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1965                 cs.selector = (u16)(msr_data + 32);
1966                 if (msr_data == 0x0) {
1967                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
1968                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1969                 }
1970                 ss.selector = cs.selector + 8;
1971                 cs.db = 0;
1972                 cs.l = 1;
1973                 break;
1974         }
1975         cs.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
1976         ss.selector |= SELECTOR_RPL_MASK;
1977
1978         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &cs, VCPU_SREG_CS);
1979         kvm_x86_ops->set_segment(ctxt->vcpu, &ss, VCPU_SREG_SS);
1980
1981         c->eip = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RDX];
1982         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = ctxt->vcpu->arch.regs[VCPU_REGS_RCX];
1983
1984         return X86EMUL_CONTINUE;
1985 }
1986
1987 static bool emulator_bad_iopl(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1988                               struct x86_emulate_ops *ops)
1989 {
1990         int iopl;
1991         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL)
1992                 return false;
1993         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
1994                 return true;
1995         iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
1996         return ops->cpl(ctxt->vcpu) > iopl;
1997 }
1998
1999 static bool emulator_io_port_access_allowed(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2000                                             struct x86_emulate_ops *ops,
2001                                             u16 port, u16 len)
2002 {
2003         struct kvm_segment tr_seg;
2004         int r;
2005         u16 io_bitmap_ptr;
2006         u8 perm, bit_idx = port & 0x7;
2007         unsigned mask = (1 << len) - 1;
2008
2009         kvm_get_segment(ctxt->vcpu, &tr_seg, VCPU_SREG_TR);
2010         if (tr_seg.unusable)
2011                 return false;
2012         if (tr_seg.limit < 103)
2013                 return false;
2014         r = ops->read_std(tr_seg.base + 102, &io_bitmap_ptr, 2, ctxt->vcpu,
2015                           NULL);
2016         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2017                 return false;
2018         if (io_bitmap_ptr + port/8 > tr_seg.limit)
2019                 return false;
2020         r = ops->read_std(tr_seg.base + io_bitmap_ptr + port/8, &perm, 1,
2021                           ctxt->vcpu, NULL);
2022         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2023                 return false;
2024         if ((perm >> bit_idx) & mask)
2025                 return false;
2026         return true;
2027 }
2028
2029 static bool emulator_io_permited(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2030                                  struct x86_emulate_ops *ops,
2031                                  u16 port, u16 len)
2032 {
2033         if (emulator_bad_iopl(ctxt, ops))
2034                 if (!emulator_io_port_access_allowed(ctxt, ops, port, len))
2035                         return false;
2036         return true;
2037 }
2038
2039 static u32 get_cached_descriptor_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2040                                       struct x86_emulate_ops *ops,
2041                                       int seg)
2042 {
2043         struct desc_struct desc;
2044         if (ops->get_cached_descriptor(&desc, seg, ctxt->vcpu))
2045                 return get_desc_base(&desc);
2046         else
2047                 return ~0;
2048 }
2049
2050 static void save_state_to_tss16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2051                                 struct x86_emulate_ops *ops,
2052                                 struct tss_segment_16 *tss)
2053 {
2054         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2055
2056         tss->ip = c->eip;
2057         tss->flag = ctxt->eflags;
2058         tss->ax = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2059         tss->cx = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
2060         tss->dx = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2061         tss->bx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
2062         tss->sp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
2063         tss->bp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
2064         tss->si = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
2065         tss->di = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
2066
2067         tss->es = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
2068         tss->cs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
2069         tss->ss = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
2070         tss->ds = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
2071         tss->ldt = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
2072 }
2073
2074 static int load_state_from_tss16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2075                                  struct x86_emulate_ops *ops,
2076                                  struct tss_segment_16 *tss)
2077 {
2078         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2079         int ret;
2080
2081         c->eip = tss->ip;
2082         ctxt->eflags = tss->flag | 2;
2083         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = tss->ax;
2084         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = tss->cx;
2085         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = tss->dx;
2086         c->regs[VCPU_REGS_RBX] = tss->bx;
2087         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = tss->sp;
2088         c->regs[VCPU_REGS_RBP] = tss->bp;
2089         c->regs[VCPU_REGS_RSI] = tss->si;
2090         c->regs[VCPU_REGS_RDI] = tss->di;
2091
2092         /*
2093          * SDM says that segment selectors are loaded before segment
2094          * descriptors
2095          */
2096         ops->set_segment_selector(tss->ldt, VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
2097         ops->set_segment_selector(tss->es, VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
2098         ops->set_segment_selector(tss->cs, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
2099         ops->set_segment_selector(tss->ss, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
2100         ops->set_segment_selector(tss->ds, VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
2101
2102         /*
2103          * Now load segment descriptors. If fault happenes at this stage
2104          * it is handled in a context of new task
2105          */
2106         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ldt, VCPU_SREG_LDTR);
2107         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2108                 return ret;
2109         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->es, VCPU_SREG_ES);
2110         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2111                 return ret;
2112         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->cs, VCPU_SREG_CS);
2113         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2114                 return ret;
2115         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ss, VCPU_SREG_SS);
2116         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2117                 return ret;
2118         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ds, VCPU_SREG_DS);
2119         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2120                 return ret;
2121
2122         return X86EMUL_CONTINUE;
2123 }
2124
2125 static int task_switch_16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2126                           struct x86_emulate_ops *ops,
2127                           u16 tss_selector, u16 old_tss_sel,
2128                           ulong old_tss_base, struct desc_struct *new_desc)
2129 {
2130         struct tss_segment_16 tss_seg;
2131         int ret;
2132         u32 err, new_tss_base = get_desc_base(new_desc);
2133
2134         ret = ops->read_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2135                             &err);
2136         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2137                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2138                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, old_tss_base, err);
2139                 return ret;
2140         }
2141
2142         save_state_to_tss16(ctxt, ops, &tss_seg);
2143
2144         ret = ops->write_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2145                              &err);
2146         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2147                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2148                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, old_tss_base, err);
2149                 return ret;
2150         }
2151
2152         ret = ops->read_std(new_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2153                             &err);
2154         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2155                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2156                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, new_tss_base, err);
2157                 return ret;
2158         }
2159
2160         if (old_tss_sel != 0xffff) {
2161                 tss_seg.prev_task_link = old_tss_sel;
2162
2163                 ret = ops->write_std(new_tss_base,
2164                                      &tss_seg.prev_task_link,
2165                                      sizeof tss_seg.prev_task_link,
2166                                      ctxt->vcpu, &err);
2167                 if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2168                         /* FIXME: need to provide precise fault address */
2169                         kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, new_tss_base, err);
2170                         return ret;
2171                 }
2172         }
2173
2174         return load_state_from_tss16(ctxt, ops, &tss_seg);
2175 }
2176
2177 static void save_state_to_tss32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2178                                 struct x86_emulate_ops *ops,
2179                                 struct tss_segment_32 *tss)
2180 {
2181         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2182
2183         tss->cr3 = ops->get_cr(3, ctxt->vcpu);
2184         tss->eip = c->eip;
2185         tss->eflags = ctxt->eflags;
2186         tss->eax = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2187         tss->ecx = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
2188         tss->edx = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2189         tss->ebx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
2190         tss->esp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
2191         tss->ebp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
2192         tss->esi = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
2193         tss->edi = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
2194
2195         tss->es = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
2196         tss->cs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
2197         tss->ss = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
2198         tss->ds = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
2199         tss->fs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_FS, ctxt->vcpu);
2200         tss->gs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_GS, ctxt->vcpu);
2201         tss->ldt_selector = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
2202 }
2203
2204 static int load_state_from_tss32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2205                                  struct x86_emulate_ops *ops,
2206                                  struct tss_segment_32 *tss)
2207 {
2208         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2209         int ret;
2210
2211         ops->set_cr(3, tss->cr3, ctxt->vcpu);
2212         c->eip = tss->eip;
2213         ctxt->eflags = tss->eflags | 2;
2214         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = tss->eax;
2215         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = tss->ecx;
2216         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = tss->edx;
2217         c->regs[VCPU_REGS_RBX] = tss->ebx;
2218         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = tss->esp;
2219         c->regs[VCPU_REGS_RBP] = tss->ebp;
2220         c->regs[VCPU_REGS_RSI] = tss->esi;
2221         c->regs[VCPU_REGS_RDI] = tss->edi;
2222
2223         /*
2224          * SDM says that segment selectors are loaded before segment
2225          * descriptors
2226          */
2227         ops->set_segment_selector(tss->ldt_selector, VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
2228         ops->set_segment_selector(tss->es, VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
2229         ops->set_segment_selector(tss->cs, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
2230         ops->set_segment_selector(tss->ss, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
2231         ops->set_segment_selector(tss->ds, VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
2232         ops->set_segment_selector(tss->fs, VCPU_SREG_FS, ctxt->vcpu);
2233         ops->set_segment_selector(tss->gs, VCPU_SREG_GS, ctxt->vcpu);
2234
2235         /*
2236          * Now load segment descriptors. If fault happenes at this stage
2237          * it is handled in a context of new task
2238          */
2239         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ldt_selector, VCPU_SREG_LDTR);
2240         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2241                 return ret;
2242         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->es, VCPU_SREG_ES);
2243         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2244                 return ret;
2245         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->cs, VCPU_SREG_CS);
2246         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2247                 return ret;
2248         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ss, VCPU_SREG_SS);
2249         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2250                 return ret;
2251         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ds, VCPU_SREG_DS);
2252         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2253                 return ret;
2254         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->fs, VCPU_SREG_FS);
2255         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2256                 return ret;
2257         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->gs, VCPU_SREG_GS);
2258         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2259                 return ret;
2260
2261         return X86EMUL_CONTINUE;
2262 }
2263
2264 static int task_switch_32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2265                           struct x86_emulate_ops *ops,
2266                           u16 tss_selector, u16 old_tss_sel,
2267                           ulong old_tss_base, struct desc_struct *new_desc)
2268 {
2269         struct tss_segment_32 tss_seg;
2270         int ret;
2271         u32 err, new_tss_base = get_desc_base(new_desc);
2272
2273         ret = ops->read_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2274                             &err);
2275         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2276                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2277                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, old_tss_base, err);
2278                 return ret;
2279         }
2280
2281         save_state_to_tss32(ctxt, ops, &tss_seg);
2282
2283         ret = ops->write_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2284                              &err);
2285         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2286                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2287                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, old_tss_base, err);
2288                 return ret;
2289         }
2290
2291         ret = ops->read_std(new_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2292                             &err);
2293         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2294                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2295                 kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, new_tss_base, err);
2296                 return ret;
2297         }
2298
2299         if (old_tss_sel != 0xffff) {
2300                 tss_seg.prev_task_link = old_tss_sel;
2301
2302                 ret = ops->write_std(new_tss_base,
2303                                      &tss_seg.prev_task_link,
2304                                      sizeof tss_seg.prev_task_link,
2305                                      ctxt->vcpu, &err);
2306                 if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2307                         /* FIXME: need to provide precise fault address */
2308                         kvm_inject_page_fault(ctxt->vcpu, new_tss_base, err);
2309                         return ret;
2310                 }
2311         }
2312
2313         return load_state_from_tss32(ctxt, ops, &tss_seg);
2314 }
2315
2316 static int emulator_do_task_switch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2317                                     struct x86_emulate_ops *ops,
2318                                     u16 tss_selector, int reason)
2319 {
2320         struct desc_struct curr_tss_desc, next_tss_desc;
2321         int ret;
2322         u16 old_tss_sel = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_TR, ctxt->vcpu);
2323         ulong old_tss_base =
2324                 get_cached_descriptor_base(ctxt, ops, VCPU_SREG_TR);
2325         u32 desc_limit;
2326
2327         /* FIXME: old_tss_base == ~0 ? */
2328
2329         ret = read_segment_descriptor(ctxt, ops, tss_selector, &next_tss_desc);
2330         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2331                 return ret;
2332         ret = read_segment_descriptor(ctxt, ops, old_tss_sel, &curr_tss_desc);
2333         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2334                 return ret;
2335
2336         /* FIXME: check that next_tss_desc is tss */
2337
2338         if (reason != TASK_SWITCH_IRET) {
2339                 if ((tss_selector & 3) > next_tss_desc.dpl ||
2340                     ops->cpl(ctxt->vcpu) > next_tss_desc.dpl) {
2341                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2342                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
2343                 }
2344         }
2345
2346         desc_limit = desc_limit_scaled(&next_tss_desc);
2347         if (!next_tss_desc.p ||
2348             ((desc_limit < 0x67 && (next_tss_desc.type & 8)) ||
2349              desc_limit < 0x2b)) {
2350                 kvm_queue_exception_e(ctxt->vcpu, TS_VECTOR,
2351                                       tss_selector & 0xfffc);
2352                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
2353         }
2354
2355         if (reason == TASK_SWITCH_IRET || reason == TASK_SWITCH_JMP) {
2356                 curr_tss_desc.type &= ~(1 << 1); /* clear busy flag */
2357                 write_segment_descriptor(ctxt, ops, old_tss_sel,
2358                                          &curr_tss_desc);
2359         }
2360
2361         if (reason == TASK_SWITCH_IRET)
2362                 ctxt->eflags = ctxt->eflags & ~X86_EFLAGS_NT;
2363
2364         /* set back link to prev task only if NT bit is set in eflags
2365            note that old_tss_sel is not used afetr this point */
2366         if (reason != TASK_SWITCH_CALL && reason != TASK_SWITCH_GATE)
2367                 old_tss_sel = 0xffff;
2368
2369         if (next_tss_desc.type & 8)
2370                 ret = task_switch_32(ctxt, ops, tss_selector, old_tss_sel,
2371                                      old_tss_base, &next_tss_desc);
2372         else
2373                 ret = task_switch_16(ctxt, ops, tss_selector, old_tss_sel,
2374                                      old_tss_base, &next_tss_desc);
2375
2376         if (reason == TASK_SWITCH_CALL || reason == TASK_SWITCH_GATE)
2377                 ctxt->eflags = ctxt->eflags | X86_EFLAGS_NT;
2378
2379         if (reason != TASK_SWITCH_IRET) {
2380                 next_tss_desc.type |= (1 << 1); /* set busy flag */
2381                 write_segment_descriptor(ctxt, ops, tss_selector,
2382                                          &next_tss_desc);
2383         }
2384
2385         ops->set_cr(0,  ops->get_cr(0, ctxt->vcpu) | X86_CR0_TS, ctxt->vcpu);
2386         ops->set_cached_descriptor(&next_tss_desc, VCPU_SREG_TR, ctxt->vcpu);
2387         ops->set_segment_selector(tss_selector, VCPU_SREG_TR, ctxt->vcpu);
2388
2389         return ret;
2390 }
2391
2392 int emulator_task_switch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2393                          struct x86_emulate_ops *ops,
2394                          u16 tss_selector, int reason)
2395 {
2396         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2397         int rc;
2398
2399         memset(c, 0, sizeof(struct decode_cache));
2400         c->eip = ctxt->eip;
2401         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
2402
2403         rc = emulator_do_task_switch(ctxt, ops, tss_selector, reason);
2404
2405         if (rc == X86EMUL_CONTINUE) {
2406                 memcpy(ctxt->vcpu->arch.regs, c->regs, sizeof c->regs);
2407                 kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
2408         }
2409
2410         return rc;
2411 }
2412
2413 static void string_addr_inc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned long base,
2414                             int reg, struct operand *op)
2415 {
2416         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2417         int df = (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -1 : 1;
2418
2419         register_address_increment(c, &c->regs[reg], df * op->bytes);
2420         op->ptr = (unsigned long *)register_address(c,  base, c->regs[reg]);
2421 }
2422
2423 int
2424 x86_emulate_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
2425 {
2426         u64 msr_data;
2427         unsigned long saved_eip = 0;
2428         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2429         unsigned int port;
2430         int io_dir_in;
2431         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
2432
2433         ctxt->interruptibility = 0;
2434
2435         /* Shadow copy of register state. Committed on successful emulation.
2436          * NOTE: we can copy them from vcpu as x86_decode_insn() doesn't
2437          * modify them.
2438          */
2439
2440         memcpy(c->regs, ctxt->vcpu->arch.regs, sizeof c->regs);
2441         saved_eip = c->eip;
2442
2443         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & No64)) {
2444                 kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
2445                 goto done;
2446         }
2447
2448         /* LOCK prefix is allowed only with some instructions */
2449         if (c->lock_prefix && (!(c->d & Lock) || c->dst.type != OP_MEM)) {
2450                 kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
2451                 goto done;
2452         }
2453
2454         /* Privileged instruction can be executed only in CPL=0 */
2455         if ((c->d & Priv) && ops->cpl(ctxt->vcpu)) {
2456                 kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2457                 goto done;
2458         }
2459
2460         if (c->rep_prefix && (c->d & String)) {
2461                 /* All REP prefixes have the same first termination condition */
2462                 if (address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) == 0) {
2463                         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
2464                         goto done;
2465                 }
2466                 /* The second termination condition only applies for REPE
2467                  * and REPNE. Test if the repeat string operation prefix is
2468                  * REPE/REPZ or REPNE/REPNZ and if it's the case it tests the
2469                  * corresponding termination condition according to:
2470                  *      - if REPE/REPZ and ZF = 0 then done
2471                  *      - if REPNE/REPNZ and ZF = 1 then done
2472                  */
2473                 if ((c->b == 0xa6) || (c->b == 0xa7) ||
2474                                 (c->b == 0xae) || (c->b == 0xaf)) {
2475                         if ((c->rep_prefix == REPE_PREFIX) &&
2476                                 ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == 0)) {
2477                                         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
2478                                         goto done;
2479                         }
2480                         if ((c->rep_prefix == REPNE_PREFIX) &&
2481                                 ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == EFLG_ZF)) {
2482                                 kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
2483                                 goto done;
2484                         }
2485                 }
2486                 c->eip = ctxt->eip;
2487         }
2488
2489         if (c->src.type == OP_MEM) {
2490                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src.ptr,
2491                                         &c->src.val,
2492                                         c->src.bytes,
2493                                         ctxt->vcpu);
2494                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2495                         goto done;
2496                 c->src.orig_val = c->src.val;
2497         }
2498
2499         if (c->src2.type == OP_MEM) {
2500                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->src2.ptr,
2501                                         &c->src2.val,
2502                                         c->src2.bytes,
2503                                         ctxt->vcpu);
2504                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2505                         goto done;
2506         }
2507
2508         if ((c->d & DstMask) == ImplicitOps)
2509                 goto special_insn;
2510
2511
2512         if ((c->dst.type == OP_MEM) && !(c->d & Mov)) {
2513                 /* optimisation - avoid slow emulated read if Mov */
2514                 rc = ops->read_emulated((unsigned long)c->dst.ptr, &c->dst.val,
2515                                         c->dst.bytes, ctxt->vcpu);
2516                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2517                         goto done;
2518         }
2519         c->dst.orig_val = c->dst.val;
2520
2521 special_insn:
2522
2523         if (c->twobyte)
2524                 goto twobyte_insn;
2525
2526         switch (c->b) {
2527         case 0x00 ... 0x05:
2528               add:              /* add */
2529                 emulate_2op_SrcV("add", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2530                 break;
2531         case 0x06:              /* push es */
2532                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_ES);
2533                 break;
2534         case 0x07:              /* pop es */
2535                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_ES);
2536                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2537                         goto done;
2538                 break;
2539         case 0x08 ... 0x0d:
2540               or:               /* or */
2541                 emulate_2op_SrcV("or", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2542                 break;
2543         case 0x0e:              /* push cs */
2544                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_CS);
2545                 break;
2546         case 0x10 ... 0x15:
2547               adc:              /* adc */
2548                 emulate_2op_SrcV("adc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2549                 break;
2550         case 0x16:              /* push ss */
2551                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_SS);
2552                 break;
2553         case 0x17:              /* pop ss */
2554                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_SS);
2555                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2556                         goto done;
2557                 break;
2558         case 0x18 ... 0x1d:
2559               sbb:              /* sbb */
2560                 emulate_2op_SrcV("sbb", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2561                 break;
2562         case 0x1e:              /* push ds */
2563                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_DS);
2564                 break;
2565         case 0x1f:              /* pop ds */
2566                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_DS);
2567                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2568                         goto done;
2569                 break;
2570         case 0x20 ... 0x25:
2571               and:              /* and */
2572                 emulate_2op_SrcV("and", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2573                 break;
2574         case 0x28 ... 0x2d:
2575               sub:              /* sub */
2576                 emulate_2op_SrcV("sub", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2577                 break;
2578         case 0x30 ... 0x35:
2579               xor:              /* xor */
2580                 emulate_2op_SrcV("xor", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2581                 break;
2582         case 0x38 ... 0x3d:
2583               cmp:              /* cmp */
2584                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2585                 break;
2586         case 0x40 ... 0x47: /* inc r16/r32 */
2587                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
2588                 break;
2589         case 0x48 ... 0x4f: /* dec r16/r32 */
2590                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
2591                 break;
2592         case 0x50 ... 0x57:  /* push reg */
2593                 emulate_push(ctxt);
2594                 break;
2595         case 0x58 ... 0x5f: /* pop reg */
2596         pop_instruction:
2597                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
2598                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2599                         goto done;
2600                 break;
2601         case 0x60:      /* pusha */
2602                 emulate_pusha(ctxt);
2603                 break;
2604         case 0x61:      /* popa */
2605                 rc = emulate_popa(ctxt, ops);
2606                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2607                         goto done;
2608                 break;
2609         case 0x63:              /* movsxd */
2610                 if (ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
2611                         goto cannot_emulate;
2612                 c->dst.val = (s32) c->src.val;
2613                 break;
2614         case 0x68: /* push imm */
2615         case 0x6a: /* push imm8 */
2616                 emulate_push(ctxt);
2617                 break;
2618         case 0x6c:              /* insb */
2619         case 0x6d:              /* insw/insd */
2620                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->regs[VCPU_REGS_RDX],
2621                                           (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes)) {
2622                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2623                         goto done;
2624                 }
2625                 if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu,
2626                                 1,
2627                                 (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
2628                                 c->rep_prefix ?
2629                                 address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1,
2630                                 (ctxt->eflags & EFLG_DF),
2631                                 register_address(c, es_base(ctxt),
2632                                                  c->regs[VCPU_REGS_RDI]),
2633                                 c->rep_prefix,
2634                                 c->regs[VCPU_REGS_RDX]) == 0) {
2635                         c->eip = saved_eip;
2636                         return -1;
2637                 }
2638                 return 0;
2639         case 0x6e:              /* outsb */
2640         case 0x6f:              /* outsw/outsd */
2641                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->regs[VCPU_REGS_RDX],
2642                                           (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes)) {
2643                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2644                         goto done;
2645                 }
2646                 if (kvm_emulate_pio_string(ctxt->vcpu,
2647                                 0,
2648                                 (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
2649                                 c->rep_prefix ?
2650                                 address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1,
2651                                 (ctxt->eflags & EFLG_DF),
2652                                          register_address(c,
2653                                           seg_override_base(ctxt, c),
2654                                                  c->regs[VCPU_REGS_RSI]),
2655                                 c->rep_prefix,
2656                                 c->regs[VCPU_REGS_RDX]) == 0) {
2657                         c->eip = saved_eip;
2658                         return -1;
2659                 }
2660                 return 0;
2661         case 0x70 ... 0x7f: /* jcc (short) */
2662                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2663                         jmp_rel(c, c->src.val);
2664                 break;
2665         case 0x80 ... 0x83:     /* Grp1 */
2666                 switch (c->modrm_reg) {
2667                 case 0:
2668                         goto add;
2669                 case 1:
2670                         goto or;
2671                 case 2:
2672                         goto adc;
2673                 case 3:
2674                         goto sbb;
2675                 case 4:
2676                         goto and;
2677                 case 5:
2678                         goto sub;
2679                 case 6:
2680                         goto xor;
2681                 case 7:
2682                         goto cmp;
2683                 }
2684                 break;
2685         case 0x84 ... 0x85:
2686                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2687                 break;
2688         case 0x86 ... 0x87:     /* xchg */
2689         xchg:
2690                 /* Write back the register source. */
2691                 switch (c->dst.bytes) {
2692                 case 1:
2693                         *(u8 *) c->src.ptr = (u8) c->dst.val;
2694                         break;
2695                 case 2:
2696                         *(u16 *) c->src.ptr = (u16) c->dst.val;
2697                         break;
2698                 case 4:
2699                         *c->src.ptr = (u32) c->dst.val;
2700                         break;  /* 64b reg: zero-extend */
2701                 case 8:
2702                         *c->src.ptr = c->dst.val;
2703                         break;
2704                 }
2705                 /*
2706                  * Write back the memory destination with implicit LOCK
2707                  * prefix.
2708                  */
2709                 c->dst.val = c->src.val;
2710                 c->lock_prefix = 1;
2711                 break;
2712         case 0x88 ... 0x8b:     /* mov */
2713                 goto mov;
2714         case 0x8c: { /* mov r/m, sreg */
2715                 struct kvm_segment segreg;
2716
2717                 if (c->modrm_reg <= VCPU_SREG_GS)
2718                         kvm_get_segment(ctxt->vcpu, &segreg, c->modrm_reg);
2719                 else {
2720                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
2721                         goto done;
2722                 }
2723                 c->dst.val = segreg.selector;
2724                 break;
2725         }
2726         case 0x8d: /* lea r16/r32, m */
2727                 c->dst.val = c->modrm_ea;
2728                 break;
2729         case 0x8e: { /* mov seg, r/m16 */
2730                 uint16_t sel;
2731
2732                 sel = c->src.val;
2733
2734                 if (c->modrm_reg == VCPU_SREG_CS ||
2735                     c->modrm_reg > VCPU_SREG_GS) {
2736                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
2737                         goto done;
2738                 }
2739
2740                 if (c->modrm_reg == VCPU_SREG_SS)
2741                         toggle_interruptibility(ctxt, KVM_X86_SHADOW_INT_MOV_SS);
2742
2743                 rc = load_segment_descriptor(ctxt, ops, sel, c->modrm_reg);
2744
2745                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2746                 break;
2747         }
2748         case 0x8f:              /* pop (sole member of Grp1a) */
2749                 rc = emulate_grp1a(ctxt, ops);
2750                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2751                         goto done;
2752                 break;
2753         case 0x90: /* nop / xchg r8,rax */
2754                 if (!(c->rex_prefix & 1)) { /* nop */
2755                         c->dst.type = OP_NONE;
2756                         break;
2757                 }
2758         case 0x91 ... 0x97: /* xchg reg,rax */
2759                 c->src.type = c->dst.type = OP_REG;
2760                 c->src.bytes = c->dst.bytes = c->op_bytes;
2761                 c->src.ptr = (unsigned long *) &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2762                 c->src.val = *(c->src.ptr);
2763                 goto xchg;
2764         case 0x9c: /* pushf */
2765                 c->src.val =  (unsigned long) ctxt->eflags;
2766                 emulate_push(ctxt);
2767                 break;
2768         case 0x9d: /* popf */
2769                 c->dst.type = OP_REG;
2770                 c->dst.ptr = (unsigned long *) &ctxt->eflags;
2771                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2772                 rc = emulate_popf(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
2773                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2774                         goto done;
2775                 break;
2776         case 0xa0 ... 0xa1:     /* mov */
2777                 c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2778                 c->dst.val = c->src.val;
2779                 break;
2780         case 0xa2 ... 0xa3:     /* mov */
2781                 c->dst.val = (unsigned long)c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2782                 break;
2783         case 0xa4 ... 0xa5:     /* movs */
2784                 goto mov;
2785         case 0xa6 ... 0xa7:     /* cmps */
2786                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2787                 DPRINTF("cmps: mem1=0x%p mem2=0x%p\n", c->src.ptr, c->dst.ptr);
2788                 goto cmp;
2789         case 0xaa ... 0xab:     /* stos */
2790                 c->dst.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2791                 break;
2792         case 0xac ... 0xad:     /* lods */
2793                 goto mov;
2794         case 0xae ... 0xaf:     /* scas */
2795                 DPRINTF("Urk! I don't handle SCAS.\n");
2796                 goto cannot_emulate;
2797         case 0xb0 ... 0xbf: /* mov r, imm */
2798                 goto mov;
2799         case 0xc0 ... 0xc1:
2800                 emulate_grp2(ctxt);
2801                 break;
2802         case 0xc3: /* ret */
2803                 c->dst.type = OP_REG;
2804                 c->dst.ptr = &c->eip;
2805                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
2806                 goto pop_instruction;
2807         case 0xc6 ... 0xc7:     /* mov (sole member of Grp11) */
2808         mov:
2809                 c->dst.val = c->src.val;
2810                 break;
2811         case 0xcb:              /* ret far */
2812                 rc = emulate_ret_far(ctxt, ops);
2813                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2814                         goto done;
2815                 break;
2816         case 0xd0 ... 0xd1:     /* Grp2 */
2817                 c->src.val = 1;
2818                 emulate_grp2(ctxt);
2819                 break;
2820         case 0xd2 ... 0xd3:     /* Grp2 */
2821                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
2822                 emulate_grp2(ctxt);
2823                 break;
2824         case 0xe4:      /* inb */
2825         case 0xe5:      /* in */
2826                 port = c->src.val;
2827                 io_dir_in = 1;
2828                 goto do_io;
2829         case 0xe6: /* outb */
2830         case 0xe7: /* out */
2831                 port = c->src.val;
2832                 io_dir_in = 0;
2833                 goto do_io;
2834         case 0xe8: /* call (near) */ {
2835                 long int rel = c->src.val;
2836                 c->src.val = (unsigned long) c->eip;
2837                 jmp_rel(c, rel);
2838                 emulate_push(ctxt);
2839                 break;
2840         }
2841         case 0xe9: /* jmp rel */
2842                 goto jmp;
2843         case 0xea: /* jmp far */
2844         jump_far:
2845                 if (load_segment_descriptor(ctxt, ops, c->src2.val,
2846                                             VCPU_SREG_CS))
2847                         goto done;
2848
2849                 c->eip = c->src.val;
2850                 break;
2851         case 0xeb:
2852               jmp:              /* jmp rel short */
2853                 jmp_rel(c, c->src.val);
2854                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2855                 break;
2856         case 0xec: /* in al,dx */
2857         case 0xed: /* in (e/r)ax,dx */
2858                 port = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2859                 io_dir_in = 1;
2860                 goto do_io;
2861         case 0xee: /* out al,dx */
2862         case 0xef: /* out (e/r)ax,dx */
2863                 port = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2864                 io_dir_in = 0;
2865         do_io:
2866                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, port,
2867                                           (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes)) {
2868                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2869                         goto done;
2870                 }
2871                 if (kvm_emulate_pio(ctxt->vcpu, io_dir_in,
2872                                    (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes,
2873                                    port) != 0) {
2874                         c->eip = saved_eip;
2875                         goto cannot_emulate;
2876                 }
2877                 break;
2878         case 0xf4:              /* hlt */
2879                 ctxt->vcpu->arch.halt_request = 1;
2880                 break;
2881         case 0xf5:      /* cmc */
2882                 /* complement carry flag from eflags reg */
2883                 ctxt->eflags ^= EFLG_CF;
2884                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2885                 break;
2886         case 0xf6 ... 0xf7:     /* Grp3 */
2887                 if (!emulate_grp3(ctxt, ops))
2888                         goto cannot_emulate;
2889                 break;
2890         case 0xf8: /* clc */
2891                 ctxt->eflags &= ~EFLG_CF;
2892                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2893                 break;
2894         case 0xfa: /* cli */
2895                 if (emulator_bad_iopl(ctxt, ops))
2896                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2897                 else {
2898                         ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_IF;
2899                         c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2900                 }
2901                 break;
2902         case 0xfb: /* sti */
2903                 if (emulator_bad_iopl(ctxt, ops))
2904                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
2905                 else {
2906                         toggle_interruptibility(ctxt, KVM_X86_SHADOW_INT_STI);
2907                         ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_IF;
2908                         c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2909                 }
2910                 break;
2911         case 0xfc: /* cld */
2912                 ctxt->eflags &= ~EFLG_DF;
2913                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2914                 break;
2915         case 0xfd: /* std */
2916                 ctxt->eflags |= EFLG_DF;
2917                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2918                 break;
2919         case 0xfe: /* Grp4 */
2920         grp45:
2921                 rc = emulate_grp45(ctxt, ops);
2922                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2923                         goto done;
2924                 break;
2925         case 0xff: /* Grp5 */
2926                 if (c->modrm_reg == 5)
2927                         goto jump_far;
2928                 goto grp45;
2929         }
2930
2931 writeback:
2932         rc = writeback(ctxt, ops);
2933         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2934                 goto done;
2935
2936         if ((c->d & SrcMask) == SrcSI)
2937                 string_addr_inc(ctxt, seg_override_base(ctxt, c), VCPU_REGS_RSI,
2938                                 &c->src);
2939
2940         if ((c->d & DstMask) == DstDI)
2941                 string_addr_inc(ctxt, es_base(ctxt), VCPU_REGS_RDI, &c->dst);
2942
2943         if (c->rep_prefix && (c->d & String))
2944                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RCX], -1);
2945
2946         /* Commit shadow register state. */
2947         memcpy(ctxt->vcpu->arch.regs, c->regs, sizeof c->regs);
2948         kvm_rip_write(ctxt->vcpu, c->eip);
2949
2950 done:
2951         if (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) {
2952                 c->eip = saved_eip;
2953                 return -1;
2954         }
2955         return 0;
2956
2957 twobyte_insn:
2958         switch (c->b) {
2959         case 0x01: /* lgdt, lidt, lmsw */
2960                 switch (c->modrm_reg) {
2961                         u16 size;
2962                         unsigned long address;
2963
2964                 case 0: /* vmcall */
2965                         if (c->modrm_mod != 3 || c->modrm_rm != 1)
2966                                 goto cannot_emulate;
2967
2968                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
2969                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2970                                 goto done;
2971
2972                         /* Let the processor re-execute the fixed hypercall */
2973                         c->eip = ctxt->eip;
2974                         /* Disable writeback. */
2975                         c->dst.type = OP_NONE;
2976                         break;
2977                 case 2: /* lgdt */
2978                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
2979                                              &size, &address, c->op_bytes);
2980                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2981                                 goto done;
2982                         realmode_lgdt(ctxt->vcpu, size, address);
2983                         /* Disable writeback. */
2984                         c->dst.type = OP_NONE;
2985                         break;
2986                 case 3: /* lidt/vmmcall */
2987                         if (c->modrm_mod == 3) {
2988                                 switch (c->modrm_rm) {
2989                                 case 1:
2990                                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
2991                                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2992                                                 goto done;
2993                                         break;
2994                                 default:
2995                                         goto cannot_emulate;
2996                                 }
2997                         } else {
2998                                 rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.ptr,
2999                                                      &size, &address,
3000                                                      c->op_bytes);
3001                                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3002                                         goto done;
3003                                 realmode_lidt(ctxt->vcpu, size, address);
3004                         }
3005                         /* Disable writeback. */
3006                         c->dst.type = OP_NONE;
3007                         break;
3008                 case 4: /* smsw */
3009                         c->dst.bytes = 2;
3010                         c->dst.val = ops->get_cr(0, ctxt->vcpu);
3011                         break;
3012                 case 6: /* lmsw */
3013                         ops->set_cr(0, (ops->get_cr(0, ctxt->vcpu) & ~0x0ful) |
3014                                     (c->src.val & 0x0f), ctxt->vcpu);
3015                         c->dst.type = OP_NONE;
3016                         break;
3017                 case 5: /* not defined */
3018                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
3019                         goto done;
3020                 case 7: /* invlpg*/
3021                         emulate_invlpg(ctxt->vcpu, c->modrm_ea);
3022                         /* Disable writeback. */
3023                         c->dst.type = OP_NONE;
3024                         break;
3025                 default:
3026                         goto cannot_emulate;
3027                 }
3028                 break;
3029         case 0x05:              /* syscall */
3030                 rc = emulate_syscall(ctxt);
3031                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3032                         goto done;
3033                 else
3034                         goto writeback;
3035                 break;
3036         case 0x06:
3037                 emulate_clts(ctxt->vcpu);
3038                 c->dst.type = OP_NONE;
3039                 break;
3040         case 0x08:              /* invd */
3041         case 0x09:              /* wbinvd */
3042         case 0x0d:              /* GrpP (prefetch) */
3043         case 0x18:              /* Grp16 (prefetch/nop) */
3044                 c->dst.type = OP_NONE;
3045                 break;
3046         case 0x20: /* mov cr, reg */
3047                 switch (c->modrm_reg) {
3048                 case 1:
3049                 case 5 ... 7:
3050                 case 9 ... 15:
3051                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
3052                         goto done;
3053                 }
3054                 c->regs[c->modrm_rm] = ops->get_cr(c->modrm_reg, ctxt->vcpu);
3055                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
3056                 break;
3057         case 0x21: /* mov from dr to reg */
3058                 if ((ops->get_cr(4, ctxt->vcpu) & X86_CR4_DE) &&
3059                     (c->modrm_reg == 4 || c->modrm_reg == 5)) {
3060                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
3061                         goto done;
3062                 }
3063                 emulator_get_dr(ctxt, c->modrm_reg, &c->regs[c->modrm_rm]);
3064                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
3065                 break;
3066         case 0x22: /* mov reg, cr */
3067                 ops->set_cr(c->modrm_reg, c->modrm_val, ctxt->vcpu);
3068                 c->dst.type = OP_NONE;
3069                 break;
3070         case 0x23: /* mov from reg to dr */
3071                 if ((ops->get_cr(4, ctxt->vcpu) & X86_CR4_DE) &&
3072                     (c->modrm_reg == 4 || c->modrm_reg == 5)) {
3073                         kvm_queue_exception(ctxt->vcpu, UD_VECTOR);
3074                         goto done;
3075                 }
3076                 emulator_set_dr(ctxt, c->modrm_reg, c->regs[c->modrm_rm]);
3077                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
3078                 break;
3079         case 0x30:
3080                 /* wrmsr */
3081                 msr_data = (u32)c->regs[VCPU_REGS_RAX]
3082                         | ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RDX] << 32);
3083                 if (kvm_set_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], msr_data)) {
3084                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
3085                         goto done;
3086                 }
3087                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
3088                 c->dst.type = OP_NONE;
3089                 break;
3090         case 0x32:
3091                 /* rdmsr */
3092                 if (kvm_get_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], &msr_data)) {
3093                         kvm_inject_gp(ctxt->vcpu, 0);
3094                         goto done;
3095                 } else {
3096                         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32)msr_data;
3097                         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = msr_data >> 32;
3098                 }
3099                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
3100                 c->dst.type = OP_NONE;
3101                 break;
3102         case 0x34:              /* sysenter */
3103                 rc = emulate_sysenter(ctxt);
3104                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3105                         goto done;
3106                 else
3107                         goto writeback;
3108                 break;
3109         case 0x35:              /* sysexit */
3110                 rc = emulate_sysexit(ctxt);
3111                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3112                         goto done;
3113                 else
3114                         goto writeback;
3115                 break;
3116         case 0x40 ... 0x4f:     /* cmov */
3117                 c->dst.val = c->dst.orig_val = c->src.val;
3118                 if (!test_cc(c->b, ctxt->eflags))
3119                         c->dst.type = OP_NONE; /* no writeback */
3120                 break;
3121         case 0x80 ... 0x8f: /* jnz rel, etc*/
3122                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
3123                         jmp_rel(c, c->src.val);
3124                 c->dst.type = OP_NONE;
3125                 break;
3126         case 0xa0:        /* push fs */
3127                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_FS);
3128                 break;
3129         case 0xa1:       /* pop fs */
3130                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_FS);
3131                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3132                         goto done;
3133                 break;
3134         case 0xa3:
3135               bt:               /* bt */
3136                 c->dst.type = OP_NONE;
3137                 /* only subword offset */
3138                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
3139                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bt", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3140                 break;
3141         case 0xa4: /* shld imm8, r, r/m */
3142         case 0xa5: /* shld cl, r, r/m */
3143                 emulate_2op_cl("shld", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3144                 break;
3145         case 0xa8:      /* push gs */
3146                 emulate_push_sreg(ctxt, VCPU_SREG_GS);
3147                 break;
3148         case 0xa9:      /* pop gs */
3149                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_GS);
3150                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3151                         goto done;
3152                 break;
3153         case 0xab:
3154               bts:              /* bts */
3155                 /* only subword offset */
3156                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
3157                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bts", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3158                 break;
3159         case 0xac: /* shrd imm8, r, r/m */
3160         case 0xad: /* shrd cl, r, r/m */
3161                 emulate_2op_cl("shrd", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3162                 break;
3163         case 0xae:              /* clflush */
3164                 break;
3165         case 0xb0 ... 0xb1:     /* cmpxchg */
3166                 /*
3167                  * Save real source value, then compare EAX against
3168                  * destination.
3169                  */
3170                 c->src.orig_val = c->src.val;
3171                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
3172                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3173                 if (ctxt->eflags & EFLG_ZF) {
3174                         /* Success: write back to memory. */
3175                         c->dst.val = c->src.orig_val;
3176                 } else {
3177                         /* Failure: write the value we saw to EAX. */
3178                         c->dst.type = OP_REG;
3179                         c->dst.ptr = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
3180                 }
3181                 break;
3182         case 0xb3:
3183               btr:              /* btr */
3184                 /* only subword offset */
3185                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
3186                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3187                 break;
3188         case 0xb6 ... 0xb7:     /* movzx */
3189                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
3190                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (u8) c->src.val
3191                                                        : (u16) c->src.val;
3192                 break;
3193         case 0xba:              /* Grp8 */
3194                 switch (c->modrm_reg & 3) {
3195                 case 0:
3196                         goto bt;
3197                 case 1:
3198                         goto bts;
3199                 case 2:
3200                         goto btr;
3201                 case 3:
3202                         goto btc;
3203                 }
3204                 break;
3205         case 0xbb:
3206               btc:              /* btc */
3207                 /* only subword offset */
3208                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
3209                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3210                 break;
3211         case 0xbe ... 0xbf:     /* movsx */
3212                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
3213                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (s8) c->src.val :
3214                                                         (s16) c->src.val;
3215                 break;
3216         case 0xc3:              /* movnti */
3217                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
3218                 c->dst.val = (c->op_bytes == 4) ? (u32) c->src.val :
3219                                                         (u64) c->src.val;
3220                 break;
3221         case 0xc7:              /* Grp9 (cmpxchg8b) */
3222                 rc = emulate_grp9(ctxt, ops);
3223                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3224                         goto done;
3225                 c->dst.type = OP_NONE;
3226                 break;
3227         }
3228         goto writeback;
3229
3230 cannot_emulate:
3231         DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
3232         c->eip = saved_eip;
3233         return -1;
3234 }