53e57ef5925c8b2fc741c3ae6da3e6bf3cdae3be
[linux-2.6-microblaze.git] / arch / x86 / lib / insn-eval.c
1 /*
2  * Utility functions for x86 operand and address decoding
3  *
4  * Copyright (C) Intel Corporation 2017
5  */
6 #include <linux/kernel.h>
7 #include <linux/string.h>
8 #include <linux/ratelimit.h>
9 #include <linux/mmu_context.h>
10 #include <asm/desc_defs.h>
11 #include <asm/desc.h>
12 #include <asm/inat.h>
13 #include <asm/insn.h>
14 #include <asm/insn-eval.h>
15 #include <asm/ldt.h>
16 #include <asm/vm86.h>
17
18 #undef pr_fmt
19 #define pr_fmt(fmt) "insn: " fmt
20
21 enum reg_type {
22         REG_TYPE_RM = 0,
23         REG_TYPE_REG,
24         REG_TYPE_INDEX,
25         REG_TYPE_BASE,
26 };
27
28 /**
29  * is_string_insn() - Determine if instruction is a string instruction
30  * @insn:       Instruction containing the opcode to inspect
31  *
32  * Returns:
33  *
34  * true if the instruction, determined by the opcode, is any of the
35  * string instructions as defined in the Intel Software Development manual.
36  * False otherwise.
37  */
38 static bool is_string_insn(struct insn *insn)
39 {
40         /* All string instructions have a 1-byte opcode. */
41         if (insn->opcode.nbytes != 1)
42                 return false;
43
44         switch (insn->opcode.bytes[0]) {
45         case 0x6c ... 0x6f:     /* INS, OUTS */
46         case 0xa4 ... 0xa7:     /* MOVS, CMPS */
47         case 0xaa ... 0xaf:     /* STOS, LODS, SCAS */
48                 return true;
49         default:
50                 return false;
51         }
52 }
53
54 /**
55  * insn_has_rep_prefix() - Determine if instruction has a REP prefix
56  * @insn:       Instruction containing the prefix to inspect
57  *
58  * Returns:
59  *
60  * true if the instruction has a REP prefix, false if not.
61  */
62 bool insn_has_rep_prefix(struct insn *insn)
63 {
64         insn_byte_t p;
65         int i;
66
67         insn_get_prefixes(insn);
68
69         for_each_insn_prefix(insn, i, p) {
70                 if (p == 0xf2 || p == 0xf3)
71                         return true;
72         }
73
74         return false;
75 }
76
77 /**
78  * get_seg_reg_override_idx() - obtain segment register override index
79  * @insn:       Valid instruction with segment override prefixes
80  *
81  * Inspect the instruction prefixes in @insn and find segment overrides, if any.
82  *
83  * Returns:
84  *
85  * A constant identifying the segment register to use, among CS, SS, DS,
86  * ES, FS, or GS. INAT_SEG_REG_DEFAULT is returned if no segment override
87  * prefixes were found.
88  *
89  * -EINVAL in case of error.
90  */
91 static int get_seg_reg_override_idx(struct insn *insn)
92 {
93         int idx = INAT_SEG_REG_DEFAULT;
94         int num_overrides = 0, i;
95         insn_byte_t p;
96
97         insn_get_prefixes(insn);
98
99         /* Look for any segment override prefixes. */
100         for_each_insn_prefix(insn, i, p) {
101                 insn_attr_t attr;
102
103                 attr = inat_get_opcode_attribute(p);
104                 switch (attr) {
105                 case INAT_MAKE_PREFIX(INAT_PFX_CS):
106                         idx = INAT_SEG_REG_CS;
107                         num_overrides++;
108                         break;
109                 case INAT_MAKE_PREFIX(INAT_PFX_SS):
110                         idx = INAT_SEG_REG_SS;
111                         num_overrides++;
112                         break;
113                 case INAT_MAKE_PREFIX(INAT_PFX_DS):
114                         idx = INAT_SEG_REG_DS;
115                         num_overrides++;
116                         break;
117                 case INAT_MAKE_PREFIX(INAT_PFX_ES):
118                         idx = INAT_SEG_REG_ES;
119                         num_overrides++;
120                         break;
121                 case INAT_MAKE_PREFIX(INAT_PFX_FS):
122                         idx = INAT_SEG_REG_FS;
123                         num_overrides++;
124                         break;
125                 case INAT_MAKE_PREFIX(INAT_PFX_GS):
126                         idx = INAT_SEG_REG_GS;
127                         num_overrides++;
128                         break;
129                 /* No default action needed. */
130                 }
131         }
132
133         /* More than one segment override prefix leads to undefined behavior. */
134         if (num_overrides > 1)
135                 return -EINVAL;
136
137         return idx;
138 }
139
140 /**
141  * check_seg_overrides() - check if segment override prefixes are allowed
142  * @insn:       Valid instruction with segment override prefixes
143  * @regoff:     Operand offset, in pt_regs, for which the check is performed
144  *
145  * For a particular register used in register-indirect addressing, determine if
146  * segment override prefixes can be used. Specifically, no overrides are allowed
147  * for rDI if used with a string instruction.
148  *
149  * Returns:
150  *
151  * True if segment override prefixes can be used with the register indicated
152  * in @regoff. False if otherwise.
153  */
154 static bool check_seg_overrides(struct insn *insn, int regoff)
155 {
156         if (regoff == offsetof(struct pt_regs, di) && is_string_insn(insn))
157                 return false;
158
159         return true;
160 }
161
162 /**
163  * resolve_default_seg() - resolve default segment register index for an operand
164  * @insn:       Instruction with opcode and address size. Must be valid.
165  * @regs:       Register values as seen when entering kernel mode
166  * @off:        Operand offset, in pt_regs, for which resolution is needed
167  *
168  * Resolve the default segment register index associated with the instruction
169  * operand register indicated by @off. Such index is resolved based on defaults
170  * described in the Intel Software Development Manual.
171  *
172  * Returns:
173  *
174  * If in protected mode, a constant identifying the segment register to use,
175  * among CS, SS, ES or DS. If in long mode, INAT_SEG_REG_IGNORE.
176  *
177  * -EINVAL in case of error.
178  */
179 static int resolve_default_seg(struct insn *insn, struct pt_regs *regs, int off)
180 {
181         if (any_64bit_mode(regs))
182                 return INAT_SEG_REG_IGNORE;
183         /*
184          * Resolve the default segment register as described in Section 3.7.4
185          * of the Intel Software Development Manual Vol. 1:
186          *
187          *  + DS for all references involving r[ABCD]X, and rSI.
188          *  + If used in a string instruction, ES for rDI. Otherwise, DS.
189          *  + AX, CX and DX are not valid register operands in 16-bit address
190          *    encodings but are valid for 32-bit and 64-bit encodings.
191          *  + -EDOM is reserved to identify for cases in which no register
192          *    is used (i.e., displacement-only addressing). Use DS.
193          *  + SS for rSP or rBP.
194          *  + CS for rIP.
195          */
196
197         switch (off) {
198         case offsetof(struct pt_regs, ax):
199         case offsetof(struct pt_regs, cx):
200         case offsetof(struct pt_regs, dx):
201                 /* Need insn to verify address size. */
202                 if (insn->addr_bytes == 2)
203                         return -EINVAL;
204
205                 fallthrough;
206
207         case -EDOM:
208         case offsetof(struct pt_regs, bx):
209         case offsetof(struct pt_regs, si):
210                 return INAT_SEG_REG_DS;
211
212         case offsetof(struct pt_regs, di):
213                 if (is_string_insn(insn))
214                         return INAT_SEG_REG_ES;
215                 return INAT_SEG_REG_DS;
216
217         case offsetof(struct pt_regs, bp):
218         case offsetof(struct pt_regs, sp):
219                 return INAT_SEG_REG_SS;
220
221         case offsetof(struct pt_regs, ip):
222                 return INAT_SEG_REG_CS;
223
224         default:
225                 return -EINVAL;
226         }
227 }
228
229 /**
230  * resolve_seg_reg() - obtain segment register index
231  * @insn:       Instruction with operands
232  * @regs:       Register values as seen when entering kernel mode
233  * @regoff:     Operand offset, in pt_regs, used to determine segment register
234  *
235  * Determine the segment register associated with the operands and, if
236  * applicable, prefixes and the instruction pointed by @insn.
237  *
238  * The segment register associated to an operand used in register-indirect
239  * addressing depends on:
240  *
241  * a) Whether running in long mode (in such a case segments are ignored, except
242  * if FS or GS are used).
243  *
244  * b) Whether segment override prefixes can be used. Certain instructions and
245  *    registers do not allow override prefixes.
246  *
247  * c) Whether segment overrides prefixes are found in the instruction prefixes.
248  *
249  * d) If there are not segment override prefixes or they cannot be used, the
250  *    default segment register associated with the operand register is used.
251  *
252  * The function checks first if segment override prefixes can be used with the
253  * operand indicated by @regoff. If allowed, obtain such overridden segment
254  * register index. Lastly, if not prefixes were found or cannot be used, resolve
255  * the segment register index to use based on the defaults described in the
256  * Intel documentation. In long mode, all segment register indexes will be
257  * ignored, except if overrides were found for FS or GS. All these operations
258  * are done using helper functions.
259  *
260  * The operand register, @regoff, is represented as the offset from the base of
261  * pt_regs.
262  *
263  * As stated, the main use of this function is to determine the segment register
264  * index based on the instruction, its operands and prefixes. Hence, @insn
265  * must be valid. However, if @regoff indicates rIP, we don't need to inspect
266  * @insn at all as in this case CS is used in all cases. This case is checked
267  * before proceeding further.
268  *
269  * Please note that this function does not return the value in the segment
270  * register (i.e., the segment selector) but our defined index. The segment
271  * selector needs to be obtained using get_segment_selector() and passing the
272  * segment register index resolved by this function.
273  *
274  * Returns:
275  *
276  * An index identifying the segment register to use, among CS, SS, DS,
277  * ES, FS, or GS. INAT_SEG_REG_IGNORE is returned if running in long mode.
278  *
279  * -EINVAL in case of error.
280  */
281 static int resolve_seg_reg(struct insn *insn, struct pt_regs *regs, int regoff)
282 {
283         int idx;
284
285         /*
286          * In the unlikely event of having to resolve the segment register
287          * index for rIP, do it first. Segment override prefixes should not
288          * be used. Hence, it is not necessary to inspect the instruction,
289          * which may be invalid at this point.
290          */
291         if (regoff == offsetof(struct pt_regs, ip)) {
292                 if (any_64bit_mode(regs))
293                         return INAT_SEG_REG_IGNORE;
294                 else
295                         return INAT_SEG_REG_CS;
296         }
297
298         if (!insn)
299                 return -EINVAL;
300
301         if (!check_seg_overrides(insn, regoff))
302                 return resolve_default_seg(insn, regs, regoff);
303
304         idx = get_seg_reg_override_idx(insn);
305         if (idx < 0)
306                 return idx;
307
308         if (idx == INAT_SEG_REG_DEFAULT)
309                 return resolve_default_seg(insn, regs, regoff);
310
311         /*
312          * In long mode, segment override prefixes are ignored, except for
313          * overrides for FS and GS.
314          */
315         if (any_64bit_mode(regs)) {
316                 if (idx != INAT_SEG_REG_FS &&
317                     idx != INAT_SEG_REG_GS)
318                         idx = INAT_SEG_REG_IGNORE;
319         }
320
321         return idx;
322 }
323
324 /**
325  * get_segment_selector() - obtain segment selector
326  * @regs:               Register values as seen when entering kernel mode
327  * @seg_reg_idx:        Segment register index to use
328  *
329  * Obtain the segment selector from any of the CS, SS, DS, ES, FS, GS segment
330  * registers. In CONFIG_X86_32, the segment is obtained from either pt_regs or
331  * kernel_vm86_regs as applicable. In CONFIG_X86_64, CS and SS are obtained
332  * from pt_regs. DS, ES, FS and GS are obtained by reading the actual CPU
333  * registers. This done for only for completeness as in CONFIG_X86_64 segment
334  * registers are ignored.
335  *
336  * Returns:
337  *
338  * Value of the segment selector, including null when running in
339  * long mode.
340  *
341  * -EINVAL on error.
342  */
343 static short get_segment_selector(struct pt_regs *regs, int seg_reg_idx)
344 {
345 #ifdef CONFIG_X86_64
346         unsigned short sel;
347
348         switch (seg_reg_idx) {
349         case INAT_SEG_REG_IGNORE:
350                 return 0;
351         case INAT_SEG_REG_CS:
352                 return (unsigned short)(regs->cs & 0xffff);
353         case INAT_SEG_REG_SS:
354                 return (unsigned short)(regs->ss & 0xffff);
355         case INAT_SEG_REG_DS:
356                 savesegment(ds, sel);
357                 return sel;
358         case INAT_SEG_REG_ES:
359                 savesegment(es, sel);
360                 return sel;
361         case INAT_SEG_REG_FS:
362                 savesegment(fs, sel);
363                 return sel;
364         case INAT_SEG_REG_GS:
365                 savesegment(gs, sel);
366                 return sel;
367         default:
368                 return -EINVAL;
369         }
370 #else /* CONFIG_X86_32 */
371         struct kernel_vm86_regs *vm86regs = (struct kernel_vm86_regs *)regs;
372
373         if (v8086_mode(regs)) {
374                 switch (seg_reg_idx) {
375                 case INAT_SEG_REG_CS:
376                         return (unsigned short)(regs->cs & 0xffff);
377                 case INAT_SEG_REG_SS:
378                         return (unsigned short)(regs->ss & 0xffff);
379                 case INAT_SEG_REG_DS:
380                         return vm86regs->ds;
381                 case INAT_SEG_REG_ES:
382                         return vm86regs->es;
383                 case INAT_SEG_REG_FS:
384                         return vm86regs->fs;
385                 case INAT_SEG_REG_GS:
386                         return vm86regs->gs;
387                 case INAT_SEG_REG_IGNORE:
388                 default:
389                         return -EINVAL;
390                 }
391         }
392
393         switch (seg_reg_idx) {
394         case INAT_SEG_REG_CS:
395                 return (unsigned short)(regs->cs & 0xffff);
396         case INAT_SEG_REG_SS:
397                 return (unsigned short)(regs->ss & 0xffff);
398         case INAT_SEG_REG_DS:
399                 return (unsigned short)(regs->ds & 0xffff);
400         case INAT_SEG_REG_ES:
401                 return (unsigned short)(regs->es & 0xffff);
402         case INAT_SEG_REG_FS:
403                 return (unsigned short)(regs->fs & 0xffff);
404         case INAT_SEG_REG_GS:
405                 return get_user_gs(regs);
406         case INAT_SEG_REG_IGNORE:
407         default:
408                 return -EINVAL;
409         }
410 #endif /* CONFIG_X86_64 */
411 }
412
413 static int get_reg_offset(struct insn *insn, struct pt_regs *regs,
414                           enum reg_type type)
415 {
416         int regno = 0;
417
418         static const int regoff[] = {
419                 offsetof(struct pt_regs, ax),
420                 offsetof(struct pt_regs, cx),
421                 offsetof(struct pt_regs, dx),
422                 offsetof(struct pt_regs, bx),
423                 offsetof(struct pt_regs, sp),
424                 offsetof(struct pt_regs, bp),
425                 offsetof(struct pt_regs, si),
426                 offsetof(struct pt_regs, di),
427 #ifdef CONFIG_X86_64
428                 offsetof(struct pt_regs, r8),
429                 offsetof(struct pt_regs, r9),
430                 offsetof(struct pt_regs, r10),
431                 offsetof(struct pt_regs, r11),
432                 offsetof(struct pt_regs, r12),
433                 offsetof(struct pt_regs, r13),
434                 offsetof(struct pt_regs, r14),
435                 offsetof(struct pt_regs, r15),
436 #endif
437         };
438         int nr_registers = ARRAY_SIZE(regoff);
439         /*
440          * Don't possibly decode a 32-bit instructions as
441          * reading a 64-bit-only register.
442          */
443         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_64) && !insn->x86_64)
444                 nr_registers -= 8;
445
446         switch (type) {
447         case REG_TYPE_RM:
448                 regno = X86_MODRM_RM(insn->modrm.value);
449
450                 /*
451                  * ModRM.mod == 0 and ModRM.rm == 5 means a 32-bit displacement
452                  * follows the ModRM byte.
453                  */
454                 if (!X86_MODRM_MOD(insn->modrm.value) && regno == 5)
455                         return -EDOM;
456
457                 if (X86_REX_B(insn->rex_prefix.value))
458                         regno += 8;
459                 break;
460
461         case REG_TYPE_REG:
462                 regno = X86_MODRM_REG(insn->modrm.value);
463
464                 if (X86_REX_R(insn->rex_prefix.value))
465                         regno += 8;
466                 break;
467
468         case REG_TYPE_INDEX:
469                 regno = X86_SIB_INDEX(insn->sib.value);
470                 if (X86_REX_X(insn->rex_prefix.value))
471                         regno += 8;
472
473                 /*
474                  * If ModRM.mod != 3 and SIB.index = 4 the scale*index
475                  * portion of the address computation is null. This is
476                  * true only if REX.X is 0. In such a case, the SIB index
477                  * is used in the address computation.
478                  */
479                 if (X86_MODRM_MOD(insn->modrm.value) != 3 && regno == 4)
480                         return -EDOM;
481                 break;
482
483         case REG_TYPE_BASE:
484                 regno = X86_SIB_BASE(insn->sib.value);
485                 /*
486                  * If ModRM.mod is 0 and SIB.base == 5, the base of the
487                  * register-indirect addressing is 0. In this case, a
488                  * 32-bit displacement follows the SIB byte.
489                  */
490                 if (!X86_MODRM_MOD(insn->modrm.value) && regno == 5)
491                         return -EDOM;
492
493                 if (X86_REX_B(insn->rex_prefix.value))
494                         regno += 8;
495                 break;
496
497         default:
498                 pr_err_ratelimited("invalid register type: %d\n", type);
499                 return -EINVAL;
500         }
501
502         if (regno >= nr_registers) {
503                 WARN_ONCE(1, "decoded an instruction with an invalid register");
504                 return -EINVAL;
505         }
506         return regoff[regno];
507 }
508
509 /**
510  * get_reg_offset_16() - Obtain offset of register indicated by instruction
511  * @insn:       Instruction containing ModRM byte
512  * @regs:       Register values as seen when entering kernel mode
513  * @offs1:      Offset of the first operand register
514  * @offs2:      Offset of the second operand register, if applicable
515  *
516  * Obtain the offset, in pt_regs, of the registers indicated by the ModRM byte
517  * in @insn. This function is to be used with 16-bit address encodings. The
518  * @offs1 and @offs2 will be written with the offset of the two registers
519  * indicated by the instruction. In cases where any of the registers is not
520  * referenced by the instruction, the value will be set to -EDOM.
521  *
522  * Returns:
523  *
524  * 0 on success, -EINVAL on error.
525  */
526 static int get_reg_offset_16(struct insn *insn, struct pt_regs *regs,
527                              int *offs1, int *offs2)
528 {
529         /*
530          * 16-bit addressing can use one or two registers. Specifics of
531          * encodings are given in Table 2-1. "16-Bit Addressing Forms with the
532          * ModR/M Byte" of the Intel Software Development Manual.
533          */
534         static const int regoff1[] = {
535                 offsetof(struct pt_regs, bx),
536                 offsetof(struct pt_regs, bx),
537                 offsetof(struct pt_regs, bp),
538                 offsetof(struct pt_regs, bp),
539                 offsetof(struct pt_regs, si),
540                 offsetof(struct pt_regs, di),
541                 offsetof(struct pt_regs, bp),
542                 offsetof(struct pt_regs, bx),
543         };
544
545         static const int regoff2[] = {
546                 offsetof(struct pt_regs, si),
547                 offsetof(struct pt_regs, di),
548                 offsetof(struct pt_regs, si),
549                 offsetof(struct pt_regs, di),
550                 -EDOM,
551                 -EDOM,
552                 -EDOM,
553                 -EDOM,
554         };
555
556         if (!offs1 || !offs2)
557                 return -EINVAL;
558
559         /* Operand is a register, use the generic function. */
560         if (X86_MODRM_MOD(insn->modrm.value) == 3) {
561                 *offs1 = insn_get_modrm_rm_off(insn, regs);
562                 *offs2 = -EDOM;
563                 return 0;
564         }
565
566         *offs1 = regoff1[X86_MODRM_RM(insn->modrm.value)];
567         *offs2 = regoff2[X86_MODRM_RM(insn->modrm.value)];
568
569         /*
570          * If ModRM.mod is 0 and ModRM.rm is 110b, then we use displacement-
571          * only addressing. This means that no registers are involved in
572          * computing the effective address. Thus, ensure that the first
573          * register offset is invalid. The second register offset is already
574          * invalid under the aforementioned conditions.
575          */
576         if ((X86_MODRM_MOD(insn->modrm.value) == 0) &&
577             (X86_MODRM_RM(insn->modrm.value) == 6))
578                 *offs1 = -EDOM;
579
580         return 0;
581 }
582
583 /**
584  * get_desc() - Obtain contents of a segment descriptor
585  * @out:        Segment descriptor contents on success
586  * @sel:        Segment selector
587  *
588  * Given a segment selector, obtain a pointer to the segment descriptor.
589  * Both global and local descriptor tables are supported.
590  *
591  * Returns:
592  *
593  * True on success, false on failure.
594  *
595  * NULL on error.
596  */
597 static bool get_desc(struct desc_struct *out, unsigned short sel)
598 {
599         struct desc_ptr gdt_desc = {0, 0};
600         unsigned long desc_base;
601
602 #ifdef CONFIG_MODIFY_LDT_SYSCALL
603         if ((sel & SEGMENT_TI_MASK) == SEGMENT_LDT) {
604                 bool success = false;
605                 struct ldt_struct *ldt;
606
607                 /* Bits [15:3] contain the index of the desired entry. */
608                 sel >>= 3;
609
610                 mutex_lock(&current->active_mm->context.lock);
611                 ldt = current->active_mm->context.ldt;
612                 if (ldt && sel < ldt->nr_entries) {
613                         *out = ldt->entries[sel];
614                         success = true;
615                 }
616
617                 mutex_unlock(&current->active_mm->context.lock);
618
619                 return success;
620         }
621 #endif
622         native_store_gdt(&gdt_desc);
623
624         /*
625          * Segment descriptors have a size of 8 bytes. Thus, the index is
626          * multiplied by 8 to obtain the memory offset of the desired descriptor
627          * from the base of the GDT. As bits [15:3] of the segment selector
628          * contain the index, it can be regarded as multiplied by 8 already.
629          * All that remains is to clear bits [2:0].
630          */
631         desc_base = sel & ~(SEGMENT_RPL_MASK | SEGMENT_TI_MASK);
632
633         if (desc_base > gdt_desc.size)
634                 return false;
635
636         *out = *(struct desc_struct *)(gdt_desc.address + desc_base);
637         return true;
638 }
639
640 /**
641  * insn_get_seg_base() - Obtain base address of segment descriptor.
642  * @regs:               Register values as seen when entering kernel mode
643  * @seg_reg_idx:        Index of the segment register pointing to seg descriptor
644  *
645  * Obtain the base address of the segment as indicated by the segment descriptor
646  * pointed by the segment selector. The segment selector is obtained from the
647  * input segment register index @seg_reg_idx.
648  *
649  * Returns:
650  *
651  * In protected mode, base address of the segment. Zero in long mode,
652  * except when FS or GS are used. In virtual-8086 mode, the segment
653  * selector shifted 4 bits to the right.
654  *
655  * -1L in case of error.
656  */
657 unsigned long insn_get_seg_base(struct pt_regs *regs, int seg_reg_idx)
658 {
659         struct desc_struct desc;
660         short sel;
661
662         sel = get_segment_selector(regs, seg_reg_idx);
663         if (sel < 0)
664                 return -1L;
665
666         if (v8086_mode(regs))
667                 /*
668                  * Base is simply the segment selector shifted 4
669                  * bits to the right.
670                  */
671                 return (unsigned long)(sel << 4);
672
673         if (any_64bit_mode(regs)) {
674                 /*
675                  * Only FS or GS will have a base address, the rest of
676                  * the segments' bases are forced to 0.
677                  */
678                 unsigned long base;
679
680                 if (seg_reg_idx == INAT_SEG_REG_FS) {
681                         rdmsrl(MSR_FS_BASE, base);
682                 } else if (seg_reg_idx == INAT_SEG_REG_GS) {
683                         /*
684                          * swapgs was called at the kernel entry point. Thus,
685                          * MSR_KERNEL_GS_BASE will have the user-space GS base.
686                          */
687                         if (user_mode(regs))
688                                 rdmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, base);
689                         else
690                                 rdmsrl(MSR_GS_BASE, base);
691                 } else {
692                         base = 0;
693                 }
694                 return base;
695         }
696
697         /* In protected mode the segment selector cannot be null. */
698         if (!sel)
699                 return -1L;
700
701         if (!get_desc(&desc, sel))
702                 return -1L;
703
704         return get_desc_base(&desc);
705 }
706
707 /**
708  * get_seg_limit() - Obtain the limit of a segment descriptor
709  * @regs:               Register values as seen when entering kernel mode
710  * @seg_reg_idx:        Index of the segment register pointing to seg descriptor
711  *
712  * Obtain the limit of the segment as indicated by the segment descriptor
713  * pointed by the segment selector. The segment selector is obtained from the
714  * input segment register index @seg_reg_idx.
715  *
716  * Returns:
717  *
718  * In protected mode, the limit of the segment descriptor in bytes.
719  * In long mode and virtual-8086 mode, segment limits are not enforced. Thus,
720  * limit is returned as -1L to imply a limit-less segment.
721  *
722  * Zero is returned on error.
723  */
724 static unsigned long get_seg_limit(struct pt_regs *regs, int seg_reg_idx)
725 {
726         struct desc_struct desc;
727         unsigned long limit;
728         short sel;
729
730         sel = get_segment_selector(regs, seg_reg_idx);
731         if (sel < 0)
732                 return 0;
733
734         if (any_64bit_mode(regs) || v8086_mode(regs))
735                 return -1L;
736
737         if (!sel)
738                 return 0;
739
740         if (!get_desc(&desc, sel))
741                 return 0;
742
743         /*
744          * If the granularity bit is set, the limit is given in multiples
745          * of 4096. This also means that the 12 least significant bits are
746          * not tested when checking the segment limits. In practice,
747          * this means that the segment ends in (limit << 12) + 0xfff.
748          */
749         limit = get_desc_limit(&desc);
750         if (desc.g)
751                 limit = (limit << 12) + 0xfff;
752
753         return limit;
754 }
755
756 /**
757  * insn_get_code_seg_params() - Obtain code segment parameters
758  * @regs:       Structure with register values as seen when entering kernel mode
759  *
760  * Obtain address and operand sizes of the code segment. It is obtained from the
761  * selector contained in the CS register in regs. In protected mode, the default
762  * address is determined by inspecting the L and D bits of the segment
763  * descriptor. In virtual-8086 mode, the default is always two bytes for both
764  * address and operand sizes.
765  *
766  * Returns:
767  *
768  * An int containing ORed-in default parameters on success.
769  *
770  * -EINVAL on error.
771  */
772 int insn_get_code_seg_params(struct pt_regs *regs)
773 {
774         struct desc_struct desc;
775         short sel;
776
777         if (v8086_mode(regs))
778                 /* Address and operand size are both 16-bit. */
779                 return INSN_CODE_SEG_PARAMS(2, 2);
780
781         sel = get_segment_selector(regs, INAT_SEG_REG_CS);
782         if (sel < 0)
783                 return sel;
784
785         if (!get_desc(&desc, sel))
786                 return -EINVAL;
787
788         /*
789          * The most significant byte of the Type field of the segment descriptor
790          * determines whether a segment contains data or code. If this is a data
791          * segment, return error.
792          */
793         if (!(desc.type & BIT(3)))
794                 return -EINVAL;
795
796         switch ((desc.l << 1) | desc.d) {
797         case 0: /*
798                  * Legacy mode. CS.L=0, CS.D=0. Address and operand size are
799                  * both 16-bit.
800                  */
801                 return INSN_CODE_SEG_PARAMS(2, 2);
802         case 1: /*
803                  * Legacy mode. CS.L=0, CS.D=1. Address and operand size are
804                  * both 32-bit.
805                  */
806                 return INSN_CODE_SEG_PARAMS(4, 4);
807         case 2: /*
808                  * IA-32e 64-bit mode. CS.L=1, CS.D=0. Address size is 64-bit;
809                  * operand size is 32-bit.
810                  */
811                 return INSN_CODE_SEG_PARAMS(4, 8);
812         case 3: /* Invalid setting. CS.L=1, CS.D=1 */
813                 fallthrough;
814         default:
815                 return -EINVAL;
816         }
817 }
818
819 /**
820  * insn_get_modrm_rm_off() - Obtain register in r/m part of the ModRM byte
821  * @insn:       Instruction containing the ModRM byte
822  * @regs:       Register values as seen when entering kernel mode
823  *
824  * Returns:
825  *
826  * The register indicated by the r/m part of the ModRM byte. The
827  * register is obtained as an offset from the base of pt_regs. In specific
828  * cases, the returned value can be -EDOM to indicate that the particular value
829  * of ModRM does not refer to a register and shall be ignored.
830  */
831 int insn_get_modrm_rm_off(struct insn *insn, struct pt_regs *regs)
832 {
833         return get_reg_offset(insn, regs, REG_TYPE_RM);
834 }
835
836 /**
837  * insn_get_modrm_reg_off() - Obtain register in reg part of the ModRM byte
838  * @insn:       Instruction containing the ModRM byte
839  * @regs:       Register values as seen when entering kernel mode
840  *
841  * Returns:
842  *
843  * The register indicated by the reg part of the ModRM byte. The
844  * register is obtained as an offset from the base of pt_regs.
845  */
846 int insn_get_modrm_reg_off(struct insn *insn, struct pt_regs *regs)
847 {
848         return get_reg_offset(insn, regs, REG_TYPE_REG);
849 }
850
851 /**
852  * insn_get_modrm_reg_ptr() - Obtain register pointer based on ModRM byte
853  * @insn:       Instruction containing the ModRM byte
854  * @regs:       Register values as seen when entering kernel mode
855  *
856  * Returns:
857  *
858  * The register indicated by the reg part of the ModRM byte.
859  * The register is obtained as a pointer within pt_regs.
860  */
861 unsigned long *insn_get_modrm_reg_ptr(struct insn *insn, struct pt_regs *regs)
862 {
863         int offset;
864
865         offset = insn_get_modrm_reg_off(insn, regs);
866         if (offset < 0)
867                 return NULL;
868         return (void *)regs + offset;
869 }
870
871 /**
872  * get_seg_base_limit() - obtain base address and limit of a segment
873  * @insn:       Instruction. Must be valid.
874  * @regs:       Register values as seen when entering kernel mode
875  * @regoff:     Operand offset, in pt_regs, used to resolve segment descriptor
876  * @base:       Obtained segment base
877  * @limit:      Obtained segment limit
878  *
879  * Obtain the base address and limit of the segment associated with the operand
880  * @regoff and, if any or allowed, override prefixes in @insn. This function is
881  * different from insn_get_seg_base() as the latter does not resolve the segment
882  * associated with the instruction operand. If a limit is not needed (e.g.,
883  * when running in long mode), @limit can be NULL.
884  *
885  * Returns:
886  *
887  * 0 on success. @base and @limit will contain the base address and of the
888  * resolved segment, respectively.
889  *
890  * -EINVAL on error.
891  */
892 static int get_seg_base_limit(struct insn *insn, struct pt_regs *regs,
893                               int regoff, unsigned long *base,
894                               unsigned long *limit)
895 {
896         int seg_reg_idx;
897
898         if (!base)
899                 return -EINVAL;
900
901         seg_reg_idx = resolve_seg_reg(insn, regs, regoff);
902         if (seg_reg_idx < 0)
903                 return seg_reg_idx;
904
905         *base = insn_get_seg_base(regs, seg_reg_idx);
906         if (*base == -1L)
907                 return -EINVAL;
908
909         if (!limit)
910                 return 0;
911
912         *limit = get_seg_limit(regs, seg_reg_idx);
913         if (!(*limit))
914                 return -EINVAL;
915
916         return 0;
917 }
918
919 /**
920  * get_eff_addr_reg() - Obtain effective address from register operand
921  * @insn:       Instruction. Must be valid.
922  * @regs:       Register values as seen when entering kernel mode
923  * @regoff:     Obtained operand offset, in pt_regs, with the effective address
924  * @eff_addr:   Obtained effective address
925  *
926  * Obtain the effective address stored in the register operand as indicated by
927  * the ModRM byte. This function is to be used only with register addressing
928  * (i.e.,  ModRM.mod is 3). The effective address is saved in @eff_addr. The
929  * register operand, as an offset from the base of pt_regs, is saved in @regoff;
930  * such offset can then be used to resolve the segment associated with the
931  * operand. This function can be used with any of the supported address sizes
932  * in x86.
933  *
934  * Returns:
935  *
936  * 0 on success. @eff_addr will have the effective address stored in the
937  * operand indicated by ModRM. @regoff will have such operand as an offset from
938  * the base of pt_regs.
939  *
940  * -EINVAL on error.
941  */
942 static int get_eff_addr_reg(struct insn *insn, struct pt_regs *regs,
943                             int *regoff, long *eff_addr)
944 {
945         int ret;
946
947         ret = insn_get_modrm(insn);
948         if (ret)
949                 return ret;
950
951         if (X86_MODRM_MOD(insn->modrm.value) != 3)
952                 return -EINVAL;
953
954         *regoff = get_reg_offset(insn, regs, REG_TYPE_RM);
955         if (*regoff < 0)
956                 return -EINVAL;
957
958         /* Ignore bytes that are outside the address size. */
959         if (insn->addr_bytes == 2)
960                 *eff_addr = regs_get_register(regs, *regoff) & 0xffff;
961         else if (insn->addr_bytes == 4)
962                 *eff_addr = regs_get_register(regs, *regoff) & 0xffffffff;
963         else /* 64-bit address */
964                 *eff_addr = regs_get_register(regs, *regoff);
965
966         return 0;
967 }
968
969 /**
970  * get_eff_addr_modrm() - Obtain referenced effective address via ModRM
971  * @insn:       Instruction. Must be valid.
972  * @regs:       Register values as seen when entering kernel mode
973  * @regoff:     Obtained operand offset, in pt_regs, associated with segment
974  * @eff_addr:   Obtained effective address
975  *
976  * Obtain the effective address referenced by the ModRM byte of @insn. After
977  * identifying the registers involved in the register-indirect memory reference,
978  * its value is obtained from the operands in @regs. The computed address is
979  * stored @eff_addr. Also, the register operand that indicates the associated
980  * segment is stored in @regoff, this parameter can later be used to determine
981  * such segment.
982  *
983  * Returns:
984  *
985  * 0 on success. @eff_addr will have the referenced effective address. @regoff
986  * will have a register, as an offset from the base of pt_regs, that can be used
987  * to resolve the associated segment.
988  *
989  * -EINVAL on error.
990  */
991 static int get_eff_addr_modrm(struct insn *insn, struct pt_regs *regs,
992                               int *regoff, long *eff_addr)
993 {
994         long tmp;
995         int ret;
996
997         if (insn->addr_bytes != 8 && insn->addr_bytes != 4)
998                 return -EINVAL;
999
1000         ret = insn_get_modrm(insn);
1001         if (ret)
1002                 return ret;
1003
1004         if (X86_MODRM_MOD(insn->modrm.value) > 2)
1005                 return -EINVAL;
1006
1007         *regoff = get_reg_offset(insn, regs, REG_TYPE_RM);
1008
1009         /*
1010          * -EDOM means that we must ignore the address_offset. In such a case,
1011          * in 64-bit mode the effective address relative to the rIP of the
1012          * following instruction.
1013          */
1014         if (*regoff == -EDOM) {
1015                 if (any_64bit_mode(regs))
1016                         tmp = regs->ip + insn->length;
1017                 else
1018                         tmp = 0;
1019         } else if (*regoff < 0) {
1020                 return -EINVAL;
1021         } else {
1022                 tmp = regs_get_register(regs, *regoff);
1023         }
1024
1025         if (insn->addr_bytes == 4) {
1026                 int addr32 = (int)(tmp & 0xffffffff) + insn->displacement.value;
1027
1028                 *eff_addr = addr32 & 0xffffffff;
1029         } else {
1030                 *eff_addr = tmp + insn->displacement.value;
1031         }
1032
1033         return 0;
1034 }
1035
1036 /**
1037  * get_eff_addr_modrm_16() - Obtain referenced effective address via ModRM
1038  * @insn:       Instruction. Must be valid.
1039  * @regs:       Register values as seen when entering kernel mode
1040  * @regoff:     Obtained operand offset, in pt_regs, associated with segment
1041  * @eff_addr:   Obtained effective address
1042  *
1043  * Obtain the 16-bit effective address referenced by the ModRM byte of @insn.
1044  * After identifying the registers involved in the register-indirect memory
1045  * reference, its value is obtained from the operands in @regs. The computed
1046  * address is stored @eff_addr. Also, the register operand that indicates
1047  * the associated segment is stored in @regoff, this parameter can later be used
1048  * to determine such segment.
1049  *
1050  * Returns:
1051  *
1052  * 0 on success. @eff_addr will have the referenced effective address. @regoff
1053  * will have a register, as an offset from the base of pt_regs, that can be used
1054  * to resolve the associated segment.
1055  *
1056  * -EINVAL on error.
1057  */
1058 static int get_eff_addr_modrm_16(struct insn *insn, struct pt_regs *regs,
1059                                  int *regoff, short *eff_addr)
1060 {
1061         int addr_offset1, addr_offset2, ret;
1062         short addr1 = 0, addr2 = 0, displacement;
1063
1064         if (insn->addr_bytes != 2)
1065                 return -EINVAL;
1066
1067         insn_get_modrm(insn);
1068
1069         if (!insn->modrm.nbytes)
1070                 return -EINVAL;
1071
1072         if (X86_MODRM_MOD(insn->modrm.value) > 2)
1073                 return -EINVAL;
1074
1075         ret = get_reg_offset_16(insn, regs, &addr_offset1, &addr_offset2);
1076         if (ret < 0)
1077                 return -EINVAL;
1078
1079         /*
1080          * Don't fail on invalid offset values. They might be invalid because
1081          * they cannot be used for this particular value of ModRM. Instead, use
1082          * them in the computation only if they contain a valid value.
1083          */
1084         if (addr_offset1 != -EDOM)
1085                 addr1 = regs_get_register(regs, addr_offset1) & 0xffff;
1086
1087         if (addr_offset2 != -EDOM)
1088                 addr2 = regs_get_register(regs, addr_offset2) & 0xffff;
1089
1090         displacement = insn->displacement.value & 0xffff;
1091         *eff_addr = addr1 + addr2 + displacement;
1092
1093         /*
1094          * The first operand register could indicate to use of either SS or DS
1095          * registers to obtain the segment selector.  The second operand
1096          * register can only indicate the use of DS. Thus, the first operand
1097          * will be used to obtain the segment selector.
1098          */
1099         *regoff = addr_offset1;
1100
1101         return 0;
1102 }
1103
1104 /**
1105  * get_eff_addr_sib() - Obtain referenced effective address via SIB
1106  * @insn:       Instruction. Must be valid.
1107  * @regs:       Register values as seen when entering kernel mode
1108  * @regoff:     Obtained operand offset, in pt_regs, associated with segment
1109  * @eff_addr:   Obtained effective address
1110  *
1111  * Obtain the effective address referenced by the SIB byte of @insn. After
1112  * identifying the registers involved in the indexed, register-indirect memory
1113  * reference, its value is obtained from the operands in @regs. The computed
1114  * address is stored @eff_addr. Also, the register operand that indicates the
1115  * associated segment is stored in @regoff, this parameter can later be used to
1116  * determine such segment.
1117  *
1118  * Returns:
1119  *
1120  * 0 on success. @eff_addr will have the referenced effective address.
1121  * @base_offset will have a register, as an offset from the base of pt_regs,
1122  * that can be used to resolve the associated segment.
1123  *
1124  * Negative value on error.
1125  */
1126 static int get_eff_addr_sib(struct insn *insn, struct pt_regs *regs,
1127                             int *base_offset, long *eff_addr)
1128 {
1129         long base, indx;
1130         int indx_offset;
1131         int ret;
1132
1133         if (insn->addr_bytes != 8 && insn->addr_bytes != 4)
1134                 return -EINVAL;
1135
1136         ret = insn_get_modrm(insn);
1137         if (ret)
1138                 return ret;
1139
1140         if (!insn->modrm.nbytes)
1141                 return -EINVAL;
1142
1143         if (X86_MODRM_MOD(insn->modrm.value) > 2)
1144                 return -EINVAL;
1145
1146         ret = insn_get_sib(insn);
1147         if (ret)
1148                 return ret;
1149
1150         if (!insn->sib.nbytes)
1151                 return -EINVAL;
1152
1153         *base_offset = get_reg_offset(insn, regs, REG_TYPE_BASE);
1154         indx_offset = get_reg_offset(insn, regs, REG_TYPE_INDEX);
1155
1156         /*
1157          * Negative values in the base and index offset means an error when
1158          * decoding the SIB byte. Except -EDOM, which means that the registers
1159          * should not be used in the address computation.
1160          */
1161         if (*base_offset == -EDOM)
1162                 base = 0;
1163         else if (*base_offset < 0)
1164                 return -EINVAL;
1165         else
1166                 base = regs_get_register(regs, *base_offset);
1167
1168         if (indx_offset == -EDOM)
1169                 indx = 0;
1170         else if (indx_offset < 0)
1171                 return -EINVAL;
1172         else
1173                 indx = regs_get_register(regs, indx_offset);
1174
1175         if (insn->addr_bytes == 4) {
1176                 int addr32, base32, idx32;
1177
1178                 base32 = base & 0xffffffff;
1179                 idx32 = indx & 0xffffffff;
1180
1181                 addr32 = base32 + idx32 * (1 << X86_SIB_SCALE(insn->sib.value));
1182                 addr32 += insn->displacement.value;
1183
1184                 *eff_addr = addr32 & 0xffffffff;
1185         } else {
1186                 *eff_addr = base + indx * (1 << X86_SIB_SCALE(insn->sib.value));
1187                 *eff_addr += insn->displacement.value;
1188         }
1189
1190         return 0;
1191 }
1192
1193 /**
1194  * get_addr_ref_16() - Obtain the 16-bit address referred by instruction
1195  * @insn:       Instruction containing ModRM byte and displacement
1196  * @regs:       Register values as seen when entering kernel mode
1197  *
1198  * This function is to be used with 16-bit address encodings. Obtain the memory
1199  * address referred by the instruction's ModRM and displacement bytes. Also, the
1200  * segment used as base is determined by either any segment override prefixes in
1201  * @insn or the default segment of the registers involved in the address
1202  * computation. In protected mode, segment limits are enforced.
1203  *
1204  * Returns:
1205  *
1206  * Linear address referenced by the instruction operands on success.
1207  *
1208  * -1L on error.
1209  */
1210 static void __user *get_addr_ref_16(struct insn *insn, struct pt_regs *regs)
1211 {
1212         unsigned long linear_addr = -1L, seg_base, seg_limit;
1213         int ret, regoff;
1214         short eff_addr;
1215         long tmp;
1216
1217         if (insn_get_displacement(insn))
1218                 goto out;
1219
1220         if (insn->addr_bytes != 2)
1221                 goto out;
1222
1223         if (X86_MODRM_MOD(insn->modrm.value) == 3) {
1224                 ret = get_eff_addr_reg(insn, regs, &regoff, &tmp);
1225                 if (ret)
1226                         goto out;
1227
1228                 eff_addr = tmp;
1229         } else {
1230                 ret = get_eff_addr_modrm_16(insn, regs, &regoff, &eff_addr);
1231                 if (ret)
1232                         goto out;
1233         }
1234
1235         ret = get_seg_base_limit(insn, regs, regoff, &seg_base, &seg_limit);
1236         if (ret)
1237                 goto out;
1238
1239         /*
1240          * Before computing the linear address, make sure the effective address
1241          * is within the limits of the segment. In virtual-8086 mode, segment
1242          * limits are not enforced. In such a case, the segment limit is -1L to
1243          * reflect this fact.
1244          */
1245         if ((unsigned long)(eff_addr & 0xffff) > seg_limit)
1246                 goto out;
1247
1248         linear_addr = (unsigned long)(eff_addr & 0xffff) + seg_base;
1249
1250         /* Limit linear address to 20 bits */
1251         if (v8086_mode(regs))
1252                 linear_addr &= 0xfffff;
1253
1254 out:
1255         return (void __user *)linear_addr;
1256 }
1257
1258 /**
1259  * get_addr_ref_32() - Obtain a 32-bit linear address
1260  * @insn:       Instruction with ModRM, SIB bytes and displacement
1261  * @regs:       Register values as seen when entering kernel mode
1262  *
1263  * This function is to be used with 32-bit address encodings to obtain the
1264  * linear memory address referred by the instruction's ModRM, SIB,
1265  * displacement bytes and segment base address, as applicable. If in protected
1266  * mode, segment limits are enforced.
1267  *
1268  * Returns:
1269  *
1270  * Linear address referenced by instruction and registers on success.
1271  *
1272  * -1L on error.
1273  */
1274 static void __user *get_addr_ref_32(struct insn *insn, struct pt_regs *regs)
1275 {
1276         unsigned long linear_addr = -1L, seg_base, seg_limit;
1277         int eff_addr, regoff;
1278         long tmp;
1279         int ret;
1280
1281         if (insn->addr_bytes != 4)
1282                 goto out;
1283
1284         if (X86_MODRM_MOD(insn->modrm.value) == 3) {
1285                 ret = get_eff_addr_reg(insn, regs, &regoff, &tmp);
1286                 if (ret)
1287                         goto out;
1288
1289                 eff_addr = tmp;
1290
1291         } else {
1292                 if (insn->sib.nbytes) {
1293                         ret = get_eff_addr_sib(insn, regs, &regoff, &tmp);
1294                         if (ret)
1295                                 goto out;
1296
1297                         eff_addr = tmp;
1298                 } else {
1299                         ret = get_eff_addr_modrm(insn, regs, &regoff, &tmp);
1300                         if (ret)
1301                                 goto out;
1302
1303                         eff_addr = tmp;
1304                 }
1305         }
1306
1307         ret = get_seg_base_limit(insn, regs, regoff, &seg_base, &seg_limit);
1308         if (ret)
1309                 goto out;
1310
1311         /*
1312          * In protected mode, before computing the linear address, make sure
1313          * the effective address is within the limits of the segment.
1314          * 32-bit addresses can be used in long and virtual-8086 modes if an
1315          * address override prefix is used. In such cases, segment limits are
1316          * not enforced. When in virtual-8086 mode, the segment limit is -1L
1317          * to reflect this situation.
1318          *
1319          * After computed, the effective address is treated as an unsigned
1320          * quantity.
1321          */
1322         if (!any_64bit_mode(regs) && ((unsigned int)eff_addr > seg_limit))
1323                 goto out;
1324
1325         /*
1326          * Even though 32-bit address encodings are allowed in virtual-8086
1327          * mode, the address range is still limited to [0x-0xffff].
1328          */
1329         if (v8086_mode(regs) && (eff_addr & ~0xffff))
1330                 goto out;
1331
1332         /*
1333          * Data type long could be 64 bits in size. Ensure that our 32-bit
1334          * effective address is not sign-extended when computing the linear
1335          * address.
1336          */
1337         linear_addr = (unsigned long)(eff_addr & 0xffffffff) + seg_base;
1338
1339         /* Limit linear address to 20 bits */
1340         if (v8086_mode(regs))
1341                 linear_addr &= 0xfffff;
1342
1343 out:
1344         return (void __user *)linear_addr;
1345 }
1346
1347 /**
1348  * get_addr_ref_64() - Obtain a 64-bit linear address
1349  * @insn:       Instruction struct with ModRM and SIB bytes and displacement
1350  * @regs:       Structure with register values as seen when entering kernel mode
1351  *
1352  * This function is to be used with 64-bit address encodings to obtain the
1353  * linear memory address referred by the instruction's ModRM, SIB,
1354  * displacement bytes and segment base address, as applicable.
1355  *
1356  * Returns:
1357  *
1358  * Linear address referenced by instruction and registers on success.
1359  *
1360  * -1L on error.
1361  */
1362 #ifndef CONFIG_X86_64
1363 static void __user *get_addr_ref_64(struct insn *insn, struct pt_regs *regs)
1364 {
1365         return (void __user *)-1L;
1366 }
1367 #else
1368 static void __user *get_addr_ref_64(struct insn *insn, struct pt_regs *regs)
1369 {
1370         unsigned long linear_addr = -1L, seg_base;
1371         int regoff, ret;
1372         long eff_addr;
1373
1374         if (insn->addr_bytes != 8)
1375                 goto out;
1376
1377         if (X86_MODRM_MOD(insn->modrm.value) == 3) {
1378                 ret = get_eff_addr_reg(insn, regs, &regoff, &eff_addr);
1379                 if (ret)
1380                         goto out;
1381
1382         } else {
1383                 if (insn->sib.nbytes) {
1384                         ret = get_eff_addr_sib(insn, regs, &regoff, &eff_addr);
1385                         if (ret)
1386                                 goto out;
1387                 } else {
1388                         ret = get_eff_addr_modrm(insn, regs, &regoff, &eff_addr);
1389                         if (ret)
1390                                 goto out;
1391                 }
1392
1393         }
1394
1395         ret = get_seg_base_limit(insn, regs, regoff, &seg_base, NULL);
1396         if (ret)
1397                 goto out;
1398
1399         linear_addr = (unsigned long)eff_addr + seg_base;
1400
1401 out:
1402         return (void __user *)linear_addr;
1403 }
1404 #endif /* CONFIG_X86_64 */
1405
1406 /**
1407  * insn_get_addr_ref() - Obtain the linear address referred by instruction
1408  * @insn:       Instruction structure containing ModRM byte and displacement
1409  * @regs:       Structure with register values as seen when entering kernel mode
1410  *
1411  * Obtain the linear address referred by the instruction's ModRM, SIB and
1412  * displacement bytes, and segment base, as applicable. In protected mode,
1413  * segment limits are enforced.
1414  *
1415  * Returns:
1416  *
1417  * Linear address referenced by instruction and registers on success.
1418  *
1419  * -1L on error.
1420  */
1421 void __user *insn_get_addr_ref(struct insn *insn, struct pt_regs *regs)
1422 {
1423         if (!insn || !regs)
1424                 return (void __user *)-1L;
1425
1426         if (insn_get_opcode(insn))
1427                 return (void __user *)-1L;
1428
1429         switch (insn->addr_bytes) {
1430         case 2:
1431                 return get_addr_ref_16(insn, regs);
1432         case 4:
1433                 return get_addr_ref_32(insn, regs);
1434         case 8:
1435                 return get_addr_ref_64(insn, regs);
1436         default:
1437                 return (void __user *)-1L;
1438         }
1439 }
1440
1441 int insn_get_effective_ip(struct pt_regs *regs, unsigned long *ip)
1442 {
1443         unsigned long seg_base = 0;
1444
1445         /*
1446          * If not in user-space long mode, a custom code segment could be in
1447          * use. This is true in protected mode (if the process defined a local
1448          * descriptor table), or virtual-8086 mode. In most of the cases
1449          * seg_base will be zero as in USER_CS.
1450          */
1451         if (!user_64bit_mode(regs)) {
1452                 seg_base = insn_get_seg_base(regs, INAT_SEG_REG_CS);
1453                 if (seg_base == -1L)
1454                         return -EINVAL;
1455         }
1456
1457         *ip = seg_base + regs->ip;
1458
1459         return 0;
1460 }
1461
1462 /**
1463  * insn_fetch_from_user() - Copy instruction bytes from user-space memory
1464  * @regs:       Structure with register values as seen when entering kernel mode
1465  * @buf:        Array to store the fetched instruction
1466  *
1467  * Gets the linear address of the instruction and copies the instruction bytes
1468  * to the buf.
1469  *
1470  * Returns:
1471  *
1472  * - number of instruction bytes copied.
1473  * - 0 if nothing was copied.
1474  * - -EINVAL if the linear address of the instruction could not be calculated
1475  */
1476 int insn_fetch_from_user(struct pt_regs *regs, unsigned char buf[MAX_INSN_SIZE])
1477 {
1478         unsigned long ip;
1479         int not_copied;
1480
1481         if (insn_get_effective_ip(regs, &ip))
1482                 return -EINVAL;
1483
1484         not_copied = copy_from_user(buf, (void __user *)ip, MAX_INSN_SIZE);
1485
1486         return MAX_INSN_SIZE - not_copied;
1487 }
1488
1489 /**
1490  * insn_fetch_from_user_inatomic() - Copy instruction bytes from user-space memory
1491  *                                   while in atomic code
1492  * @regs:       Structure with register values as seen when entering kernel mode
1493  * @buf:        Array to store the fetched instruction
1494  *
1495  * Gets the linear address of the instruction and copies the instruction bytes
1496  * to the buf. This function must be used in atomic context.
1497  *
1498  * Returns:
1499  *
1500  *  - number of instruction bytes copied.
1501  *  - 0 if nothing was copied.
1502  *  - -EINVAL if the linear address of the instruction could not be calculated.
1503  */
1504 int insn_fetch_from_user_inatomic(struct pt_regs *regs, unsigned char buf[MAX_INSN_SIZE])
1505 {
1506         unsigned long ip;
1507         int not_copied;
1508
1509         if (insn_get_effective_ip(regs, &ip))
1510                 return -EINVAL;
1511
1512         not_copied = __copy_from_user_inatomic(buf, (void __user *)ip, MAX_INSN_SIZE);
1513
1514         return MAX_INSN_SIZE - not_copied;
1515 }
1516
1517 /**
1518  * insn_decode_from_regs() - Decode an instruction
1519  * @insn:       Structure to store decoded instruction
1520  * @regs:       Structure with register values as seen when entering kernel mode
1521  * @buf:        Buffer containing the instruction bytes
1522  * @buf_size:   Number of instruction bytes available in buf
1523  *
1524  * Decodes the instruction provided in buf and stores the decoding results in
1525  * insn. Also determines the correct address and operand sizes.
1526  *
1527  * Returns:
1528  *
1529  * True if instruction was decoded, False otherwise.
1530  */
1531 bool insn_decode_from_regs(struct insn *insn, struct pt_regs *regs,
1532                            unsigned char buf[MAX_INSN_SIZE], int buf_size)
1533 {
1534         int seg_defs;
1535
1536         insn_init(insn, buf, buf_size, user_64bit_mode(regs));
1537
1538         /*
1539          * Override the default operand and address sizes with what is specified
1540          * in the code segment descriptor. The instruction decoder only sets
1541          * the address size it to either 4 or 8 address bytes and does nothing
1542          * for the operand bytes. This OK for most of the cases, but we could
1543          * have special cases where, for instance, a 16-bit code segment
1544          * descriptor is used.
1545          * If there is an address override prefix, the instruction decoder
1546          * correctly updates these values, even for 16-bit defaults.
1547          */
1548         seg_defs = insn_get_code_seg_params(regs);
1549         if (seg_defs == -EINVAL)
1550                 return false;
1551
1552         insn->addr_bytes = INSN_CODE_SEG_ADDR_SZ(seg_defs);
1553         insn->opnd_bytes = INSN_CODE_SEG_OPND_SZ(seg_defs);
1554
1555         if (insn_get_length(insn))
1556                 return false;
1557
1558         if (buf_size < insn->length)
1559                 return false;
1560
1561         return true;
1562 }
1563
1564 /**
1565  * insn_decode_mmio() - Decode a MMIO instruction
1566  * @insn:       Structure to store decoded instruction
1567  * @bytes:      Returns size of memory operand
1568  *
1569  * Decodes instruction that used for Memory-mapped I/O.
1570  *
1571  * Returns:
1572  *
1573  * Type of the instruction. Size of the memory operand is stored in
1574  * @bytes. If decode failed, MMIO_DECODE_FAILED returned.
1575  */
1576 enum mmio_type insn_decode_mmio(struct insn *insn, int *bytes)
1577 {
1578         enum mmio_type type = MMIO_DECODE_FAILED;
1579
1580         *bytes = 0;
1581
1582         if (insn_get_opcode(insn))
1583                 return MMIO_DECODE_FAILED;
1584
1585         switch (insn->opcode.bytes[0]) {
1586         case 0x88: /* MOV m8,r8 */
1587                 *bytes = 1;
1588                 fallthrough;
1589         case 0x89: /* MOV m16/m32/m64, r16/m32/m64 */
1590                 if (!*bytes)
1591                         *bytes = insn->opnd_bytes;
1592                 type = MMIO_WRITE;
1593                 break;
1594
1595         case 0xc6: /* MOV m8, imm8 */
1596                 *bytes = 1;
1597                 fallthrough;
1598         case 0xc7: /* MOV m16/m32/m64, imm16/imm32/imm64 */
1599                 if (!*bytes)
1600                         *bytes = insn->opnd_bytes;
1601                 type = MMIO_WRITE_IMM;
1602                 break;
1603
1604         case 0x8a: /* MOV r8, m8 */
1605                 *bytes = 1;
1606                 fallthrough;
1607         case 0x8b: /* MOV r16/r32/r64, m16/m32/m64 */
1608                 if (!*bytes)
1609                         *bytes = insn->opnd_bytes;
1610                 type = MMIO_READ;
1611                 break;
1612
1613         case 0xa4: /* MOVS m8, m8 */
1614                 *bytes = 1;
1615                 fallthrough;
1616         case 0xa5: /* MOVS m16/m32/m64, m16/m32/m64 */
1617                 if (!*bytes)
1618                         *bytes = insn->opnd_bytes;
1619                 type = MMIO_MOVS;
1620                 break;
1621
1622         case 0x0f: /* Two-byte instruction */
1623                 switch (insn->opcode.bytes[1]) {
1624                 case 0xb6: /* MOVZX r16/r32/r64, m8 */
1625                         *bytes = 1;
1626                         fallthrough;
1627                 case 0xb7: /* MOVZX r32/r64, m16 */
1628                         if (!*bytes)
1629                                 *bytes = 2;
1630                         type = MMIO_READ_ZERO_EXTEND;
1631                         break;
1632
1633                 case 0xbe: /* MOVSX r16/r32/r64, m8 */
1634                         *bytes = 1;
1635                         fallthrough;
1636                 case 0xbf: /* MOVSX r32/r64, m16 */
1637                         if (!*bytes)
1638                                 *bytes = 2;
1639                         type = MMIO_READ_SIGN_EXTEND;
1640                         break;
1641                 }
1642                 break;
1643         }
1644
1645         return type;
1646 }