arch/x86/kvm/emulate.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /******************************************************************************
   3  * emulate.c
   4  *
   5  * Generic x86 (32-bit and 64-bit) instruction decoder and emulator.
   6  *
   7  * Copyright (c) 2005 Keir Fraser
   8  *
   9  * Linux coding style, mod r/m decoder, segment base fixes, real-mode
  10  * privileged instructions:
  11  *
  12  * Copyright (C) 2006 Qumranet
  13  * Copyright 2010 Red Hat, Inc. and/or its affiliates.
  14  *
  15  *   Avi Kivity <avi@qumranet.com>
  16  *   Yaniv Kamay <yaniv@qumranet.com>
  17  *
  18  * From: xen-unstable 10676:af9809f51f81a3c43f276f00c81a52ef558afda4
  19  */
  20
  21 #include <linux/kvm_host.h>
  22 #include "kvm_cache_regs.h"
  23 #include "kvm_emulate.h"
  24 #include <linux/stringify.h>
  25 #include <asm/fpu/api.h>
  26 #include <asm/debugreg.h>
  27 #include <asm/nospec-branch.h>
  28
  29 #include "x86.h"
  30 #include "tss.h"
  31 #include "mmu.h"
  32 #include "pmu.h"
  33
  34 /*
  35  * Operand types
  36  */
  37 #define OpNone             0ull
  38 #define OpImplicit         1ull  /* No generic decode */
  39 #define OpReg              2ull  /* Register */
  40 #define OpMem              3ull  /* Memory */
  41 #define OpAcc              4ull  /* Accumulator: AL/AX/EAX/RAX */
  42 #define OpDI               5ull  /* ES:DI/EDI/RDI */
  43 #define OpMem64            6ull  /* Memory, 64-bit */
  44 #define OpImmUByte         7ull  /* Zero-extended 8-bit immediate */
  45 #define OpDX               8ull  /* DX register */
  46 #define OpCL               9ull  /* CL register (for shifts) */
  47 #define OpImmByte         10ull  /* 8-bit sign extended immediate */
  48 #define OpOne             11ull  /* Implied 1 */
  49 #define OpImm             12ull  /* Sign extended up to 32-bit immediate */
  50 #define OpMem16           13ull  /* Memory operand (16-bit). */
  51 #define OpMem32           14ull  /* Memory operand (32-bit). */
  52 #define OpImmU            15ull  /* Immediate operand, zero extended */
  53 #define OpSI              16ull  /* SI/ESI/RSI */
  54 #define OpImmFAddr        17ull  /* Immediate far address */
  55 #define OpMemFAddr        18ull  /* Far address in memory */
  56 #define OpImmU16          19ull  /* Immediate operand, 16 bits, zero extended */
  57 #define OpES              20ull  /* ES */
  58 #define OpCS              21ull  /* CS */
  59 #define OpSS              22ull  /* SS */
  60 #define OpDS              23ull  /* DS */
  61 #define OpFS              24ull  /* FS */
  62 #define OpGS              25ull  /* GS */
  63 #define OpMem8            26ull  /* 8-bit zero extended memory operand */
  64 #define OpImm64           27ull  /* Sign extended 16/32/64-bit immediate */
  65 #define OpXLat            28ull  /* memory at BX/EBX/RBX + zero-extended AL */
  66 #define OpAccLo           29ull  /* Low part of extended acc (AX/AX/EAX/RAX) */
  67 #define OpAccHi           30ull  /* High part of extended acc (-/DX/EDX/RDX) */
  68
  69 #define OpBits             5  /* Width of operand field */
  70 #define OpMask             ((1ull << OpBits) - 1)
  71
  72 /*
  73  * Opcode effective-address decode tables.
  74  * Note that we only emulate instructions that have at least one memory
  75  * operand (excluding implicit stack references). We assume that stack
  76  * references and instruction fetches will never occur in special memory
  77  * areas that require emulation. So, for example, 'mov <imm>,<reg>' need
  78  * not be handled.
  79  */
  80
  81 /* Operand sizes: 8-bit operands or specified/overridden size. */
  82 #define ByteOp      (1<<0)      /* 8-bit operands. */
  83 /* Destination operand type. */
  84 #define DstShift    1
  85 #define ImplicitOps (OpImplicit << DstShift)
  86 #define DstReg      (OpReg << DstShift)
  87 #define DstMem      (OpMem << DstShift)
  88 #define DstAcc      (OpAcc << DstShift)
  89 #define DstDI       (OpDI << DstShift)
  90 #define DstMem64    (OpMem64 << DstShift)
  91 #define DstMem16    (OpMem16 << DstShift)
  92 #define DstImmUByte (OpImmUByte << DstShift)
  93 #define DstDX       (OpDX << DstShift)
  94 #define DstAccLo    (OpAccLo << DstShift)
  95 #define DstMask     (OpMask << DstShift)
  96 /* Source operand type. */
  97 #define SrcShift    6
  98 #define SrcNone     (OpNone << SrcShift)
  99 #define SrcReg      (OpReg << SrcShift)
 100 #define SrcMem      (OpMem << SrcShift)
 101 #define SrcMem16    (OpMem16 << SrcShift)
 102 #define SrcMem32    (OpMem32 << SrcShift)
 103 #define SrcImm      (OpImm << SrcShift)
 104 #define SrcImmByte  (OpImmByte << SrcShift)
 105 #define SrcOne      (OpOne << SrcShift)
 106 #define SrcImmUByte (OpImmUByte << SrcShift)
 107 #define SrcImmU     (OpImmU << SrcShift)
 108 #define SrcSI       (OpSI << SrcShift)
 109 #define SrcXLat     (OpXLat << SrcShift)
 110 #define SrcImmFAddr (OpImmFAddr << SrcShift)
 111 #define SrcMemFAddr (OpMemFAddr << SrcShift)
 112 #define SrcAcc      (OpAcc << SrcShift)
 113 #define SrcImmU16   (OpImmU16 << SrcShift)
 114 #define SrcImm64    (OpImm64 << SrcShift)
 115 #define SrcDX       (OpDX << SrcShift)
 116 #define SrcMem8     (OpMem8 << SrcShift)
 117 #define SrcAccHi    (OpAccHi << SrcShift)
 118 #define SrcMask     (OpMask << SrcShift)
 119 #define BitOp       (1<<11)
 120 #define MemAbs      (1<<12)      /* Memory operand is absolute displacement */
 121 #define String      (1<<13)     /* String instruction (rep capable) */
 122 #define Stack       (1<<14)     /* Stack instruction (push/pop) */
 123 #define GroupMask   (7<<15)     /* Opcode uses one of the group mechanisms */
 124 #define Group       (1<<15)     /* Bits 3:5 of modrm byte extend opcode */
 125 #define GroupDual   (2<<15)     /* Alternate decoding of mod == 3 */
 126 #define Prefix      (3<<15)     /* Instruction varies with 66/f2/f3 prefix */
 127 #define RMExt       (4<<15)     /* Opcode extension in ModRM r/m if mod == 3 */
 128 #define Escape      (5<<15)     /* Escape to coprocessor instruction */
 129 #define InstrDual   (6<<15)     /* Alternate instruction decoding of mod == 3 */
 130 #define ModeDual    (7<<15)     /* Different instruction for 32/64 bit */
 131 #define Sse         (1<<18)     /* SSE Vector instruction */
 132 /* Generic ModRM decode. */
 133 #define ModRM       (1<<19)
 134 /* Destination is only written; never read. */
 135 #define Mov         (1<<20)
 136 /* Misc flags */
 137 #define Prot        (1<<21) /* instruction generates #UD if not in prot-mode */
 138 #define EmulateOnUD (1<<22) /* Emulate if unsupported by the host */
 139 #define NoAccess    (1<<23) /* Don't access memory (lea/invlpg/verr etc) */
 140 #define Op3264      (1<<24) /* Operand is 64b in long mode, 32b otherwise */
 141 #define Undefined   (1<<25) /* No Such Instruction */
 142 #define Lock        (1<<26) /* lock prefix is allowed for the instruction */
 143 #define Priv        (1<<27) /* instruction generates #GP if current CPL != 0 */
 144 #define No64        (1<<28)
 145 #define PageTable   (1 << 29)   /* instruction used to write page table */
 146 #define NotImpl     (1 << 30)   /* instruction is not implemented */
 147 /* Source 2 operand type */
 148 #define Src2Shift   (31)
 149 #define Src2None    (OpNone << Src2Shift)
 150 #define Src2Mem     (OpMem << Src2Shift)
 151 #define Src2CL      (OpCL << Src2Shift)
 152 #define Src2ImmByte (OpImmByte << Src2Shift)
 153 #define Src2One     (OpOne << Src2Shift)
 154 #define Src2Imm     (OpImm << Src2Shift)
 155 #define Src2ES      (OpES << Src2Shift)
 156 #define Src2CS      (OpCS << Src2Shift)
 157 #define Src2SS      (OpSS << Src2Shift)
 158 #define Src2DS      (OpDS << Src2Shift)
 159 #define Src2FS      (OpFS << Src2Shift)
 160 #define Src2GS      (OpGS << Src2Shift)
 161 #define Src2Mask    (OpMask << Src2Shift)
 162 #define Mmx         ((u64)1 << 40)  /* MMX Vector instruction */
 163 #define AlignMask   ((u64)7 << 41)
 164 #define Aligned     ((u64)1 << 41)  /* Explicitly aligned (e.g. MOVDQA) */
 165 #define Unaligned   ((u64)2 << 41)  /* Explicitly unaligned (e.g. MOVDQU) */
 166 #define Avx         ((u64)3 << 41)  /* Advanced Vector Extensions */
 167 #define Aligned16   ((u64)4 << 41)  /* Aligned to 16 byte boundary (e.g. FXSAVE) */
 168 #define Fastop      ((u64)1 << 44)  /* Use opcode::u.fastop */
 169 #define NoWrite     ((u64)1 << 45)  /* No writeback */
 170 #define SrcWrite    ((u64)1 << 46)  /* Write back src operand */
 171 #define NoMod       ((u64)1 << 47)  /* Mod field is ignored */
 172 #define Intercept   ((u64)1 << 48)  /* Has valid intercept field */
 173 #define CheckPerm   ((u64)1 << 49)  /* Has valid check_perm field */
 174 #define PrivUD      ((u64)1 << 51)  /* #UD instead of #GP on CPL > 0 */
 175 #define NearBranch  ((u64)1 << 52)  /* Near branches */
 176 #define No16        ((u64)1 << 53)  /* No 16 bit operand */
 177 #define IncSP       ((u64)1 << 54)  /* SP is incremented before ModRM calc */
 178 #define TwoMemOp    ((u64)1 << 55)  /* Instruction has two memory operand */
 179
 180 #define DstXacc     (DstAccLo | SrcAccHi | SrcWrite)
 181
 182 #define X2(x...) x, x
 183 #define X3(x...) X2(x), x
 184 #define X4(x...) X2(x), X2(x)
 185 #define X5(x...) X4(x), x
 186 #define X6(x...) X4(x), X2(x)
 187 #define X7(x...) X4(x), X3(x)
 188 #define X8(x...) X4(x), X4(x)
 189 #define X16(x...) X8(x), X8(x)
 190
 191 #define NR_FASTOP (ilog2(sizeof(ulong)) + 1)
 192 #define FASTOP_SIZE 8
 193
 194 struct opcode {
 195         u64 flags : 56;
 196         u64 intercept : 8;
 197         union {
 198                 int (*execute)(struct x86_emulate_ctxt *ctxt);
 199                 const struct opcode *group;
 200                 const struct group_dual *gdual;
 201                 const struct gprefix *gprefix;
 202                 const struct escape *esc;
 203                 const struct instr_dual *idual;
 204                 const struct mode_dual *mdual;
 205                 void (*fastop)(struct fastop *fake);
 206         } u;
 207         int (*check_perm)(struct x86_emulate_ctxt *ctxt);
 208 };
 209
 210 struct group_dual {
 211         struct opcode mod012[8];
 212         struct opcode mod3[8];
 213 };
 214
 215 struct gprefix {
 216         struct opcode pfx_no;
 217         struct opcode pfx_66;
 218         struct opcode pfx_f2;
 219         struct opcode pfx_f3;
 220 };
 221
 222 struct escape {
 223         struct opcode op[8];
 224         struct opcode high[64];
 225 };
 226
 227 struct instr_dual {
 228         struct opcode mod012;
 229         struct opcode mod3;
 230 };
 231
 232 struct mode_dual {
 233         struct opcode mode32;
 234         struct opcode mode64;
 235 };
 236
 237 #define EFLG_RESERVED_ZEROS_MASK 0xffc0802a
 238
 239 enum x86_transfer_type {
 240         X86_TRANSFER_NONE,
 241         X86_TRANSFER_CALL_JMP,
 242         X86_TRANSFER_RET,
 243         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH,
 244 };
 245
 246 static ulong reg_read(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned nr)
 247 {
 248         if (!(ctxt->regs_valid & (1 << nr))) {
 249                 ctxt->regs_valid |= 1 << nr;
 250                 ctxt->_regs[nr] = ctxt->ops->read_gpr(ctxt, nr);
 251         }
 252         return ctxt->_regs[nr];
 253 }
 254
 255 static ulong *reg_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned nr)
 256 {
 257         ctxt->regs_valid |= 1 << nr;
 258         ctxt->regs_dirty |= 1 << nr;
 259         return &ctxt->_regs[nr];
 260 }
 261
 262 static ulong *reg_rmw(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned nr)
 263 {
 264         reg_read(ctxt, nr);
 265         return reg_write(ctxt, nr);
 266 }
 267
 268 static void writeback_registers(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 269 {
 270         unsigned reg;
 271
 272         for_each_set_bit(reg, (ulong *)&ctxt->regs_dirty, 16)
 273                 ctxt->ops->write_gpr(ctxt, reg, ctxt->_regs[reg]);
 274 }
 275
 276 static void invalidate_registers(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 277 {
 278         ctxt->regs_dirty = 0;
 279         ctxt->regs_valid = 0;
 280 }
 281
 282 /*
 283  * These EFLAGS bits are restored from saved value during emulation, and
 284  * any changes are written back to the saved value after emulation.
 285  */
 286 #define EFLAGS_MASK (X86_EFLAGS_OF|X86_EFLAGS_SF|X86_EFLAGS_ZF|X86_EFLAGS_AF|\
 287                      X86_EFLAGS_PF|X86_EFLAGS_CF)
 288
 289 #ifdef CONFIG_X86_64
 290 #define ON64(x) x
 291 #else
 292 #define ON64(x)
 293 #endif
 294
 295 /*
 296  * fastop functions have a special calling convention:
 297  *
 298  * dst:    rax        (in/out)
 299  * src:    rdx        (in/out)
 300  * src2:   rcx        (in)
 301  * flags:  rflags     (in/out)
 302  * ex:     rsi        (in:fastop pointer, out:zero if exception)
 303  *
 304  * Moreover, they are all exactly FASTOP_SIZE bytes long, so functions for
 305  * different operand sizes can be reached by calculation, rather than a jump
 306  * table (which would be bigger than the code).
 307  */
 308 static int fastop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, fastop_t fop);
 309
 310 #define __FOP_FUNC(name) \
 311         ".align " __stringify(FASTOP_SIZE) " \n\t" \
 312         ".type " name ", @function \n\t" \
 313         name ":\n\t"
 314
 315 #define FOP_FUNC(name) \
 316         __FOP_FUNC(#name)
 317
 318 #define __FOP_RET(name) \
 319         "ret \n\t" \
 320         ".size " name ", .-" name "\n\t"
 321
 322 #define FOP_RET(name) \
 323         __FOP_RET(#name)
 324
 325 #define FOP_START(op) \
 326         extern void em_##op(struct fastop *fake); \
 327         asm(".pushsection .text, \"ax\" \n\t" \
 328             ".global em_" #op " \n\t" \
 329             ".align " __stringify(FASTOP_SIZE) " \n\t" \
 330             "em_" #op ":\n\t"
 331
 332 #define FOP_END \
 333             ".popsection")
 334
 335 #define __FOPNOP(name) \
 336         __FOP_FUNC(name) \
 337         __FOP_RET(name)
 338
 339 #define FOPNOP() \
 340         __FOPNOP(__stringify(__UNIQUE_ID(nop)))
 341
 342 #define FOP1E(op,  dst) \
 343         __FOP_FUNC(#op "_" #dst) \
 344         "10: " #op " %" #dst " \n\t" \
 345         __FOP_RET(#op "_" #dst)
 346
 347 #define FOP1EEX(op,  dst) \
 348         FOP1E(op, dst) _ASM_EXTABLE(10b, kvm_fastop_exception)
 349
 350 #define FASTOP1(op) \
 351         FOP_START(op) \
 352         FOP1E(op##b, al) \
 353         FOP1E(op##w, ax) \
 354         FOP1E(op##l, eax) \
 355         ON64(FOP1E(op##q, rax)) \
 356         FOP_END
 357
 358 /* 1-operand, using src2 (for MUL/DIV r/m) */
 359 #define FASTOP1SRC2(op, name) \
 360         FOP_START(name) \
 361         FOP1E(op, cl) \
 362         FOP1E(op, cx) \
 363         FOP1E(op, ecx) \
 364         ON64(FOP1E(op, rcx)) \
 365         FOP_END
 366
 367 /* 1-operand, using src2 (for MUL/DIV r/m), with exceptions */
 368 #define FASTOP1SRC2EX(op, name) \
 369         FOP_START(name) \
 370         FOP1EEX(op, cl) \
 371         FOP1EEX(op, cx) \
 372         FOP1EEX(op, ecx) \
 373         ON64(FOP1EEX(op, rcx)) \
 374         FOP_END
 375
 376 #define FOP2E(op,  dst, src)       \
 377         __FOP_FUNC(#op "_" #dst "_" #src) \
 378         #op " %" #src ", %" #dst " \n\t" \
 379         __FOP_RET(#op "_" #dst "_" #src)
 380
 381 #define FASTOP2(op) \
 382         FOP_START(op) \
 383         FOP2E(op##b, al, dl) \
 384         FOP2E(op##w, ax, dx) \
 385         FOP2E(op##l, eax, edx) \
 386         ON64(FOP2E(op##q, rax, rdx)) \
 387         FOP_END
 388
 389 /* 2 operand, word only */
 390 #define FASTOP2W(op) \
 391         FOP_START(op) \
 392         FOPNOP() \
 393         FOP2E(op##w, ax, dx) \
 394         FOP2E(op##l, eax, edx) \
 395         ON64(FOP2E(op##q, rax, rdx)) \
 396         FOP_END
 397
 398 /* 2 operand, src is CL */
 399 #define FASTOP2CL(op) \
 400         FOP_START(op) \
 401         FOP2E(op##b, al, cl) \
 402         FOP2E(op##w, ax, cl) \
 403         FOP2E(op##l, eax, cl) \
 404         ON64(FOP2E(op##q, rax, cl)) \
 405         FOP_END
 406
 407 /* 2 operand, src and dest are reversed */
 408 #define FASTOP2R(op, name) \
 409         FOP_START(name) \
 410         FOP2E(op##b, dl, al) \
 411         FOP2E(op##w, dx, ax) \
 412         FOP2E(op##l, edx, eax) \
 413         ON64(FOP2E(op##q, rdx, rax)) \
 414         FOP_END
 415
 416 #define FOP3E(op,  dst, src, src2) \
 417         __FOP_FUNC(#op "_" #dst "_" #src "_" #src2) \
 418         #op " %" #src2 ", %" #src ", %" #dst " \n\t"\
 419         __FOP_RET(#op "_" #dst "_" #src "_" #src2)
 420
 421 /* 3-operand, word-only, src2=cl */
 422 #define FASTOP3WCL(op) \
 423         FOP_START(op) \
 424         FOPNOP() \
 425         FOP3E(op##w, ax, dx, cl) \
 426         FOP3E(op##l, eax, edx, cl) \
 427         ON64(FOP3E(op##q, rax, rdx, cl)) \
 428         FOP_END
 429
 430 /* Special case for SETcc - 1 instruction per cc */
 431 #define FOP_SETCC(op) \
 432         ".align 4 \n\t" \
 433         ".type " #op ", @function \n\t" \
 434         #op ": \n\t" \
 435         #op " %al \n\t" \
 436         __FOP_RET(#op)
 437
 438 asm(".pushsection .fixup, \"ax\"\n"
 439     ".global kvm_fastop_exception \n"
 440     "kvm_fastop_exception: xor %esi, %esi; ret\n"
 441     ".popsection");
 442
 443 FOP_START(setcc)
 444 FOP_SETCC(seto)
 445 FOP_SETCC(setno)
 446 FOP_SETCC(setc)
 447 FOP_SETCC(setnc)
 448 FOP_SETCC(setz)
 449 FOP_SETCC(setnz)
 450 FOP_SETCC(setbe)
 451 FOP_SETCC(setnbe)
 452 FOP_SETCC(sets)
 453 FOP_SETCC(setns)
 454 FOP_SETCC(setp)
 455 FOP_SETCC(setnp)
 456 FOP_SETCC(setl)
 457 FOP_SETCC(setnl)
 458 FOP_SETCC(setle)
 459 FOP_SETCC(setnle)
 460 FOP_END;
 461
 462 FOP_START(salc)
 463 FOP_FUNC(salc)
 464 "pushf; sbb %al, %al; popf \n\t"
 465 FOP_RET(salc)
 466 FOP_END;
 467
 468 /*
 469  * XXX: inoutclob user must know where the argument is being expanded.
 470  *      Relying on CONFIG_CC_HAS_ASM_GOTO would allow us to remove _fault.
 471  */
 472 #define asm_safe(insn, inoutclob...) \
 473 ({ \
 474         int _fault = 0; \
 475  \
 476         asm volatile("1:" insn "\n" \
 477                      "2:\n" \
 478                      ".pushsection .fixup, \"ax\"\n" \
 479                      "3: movl $1, %[_fault]\n" \
 480                      "   jmp  2b\n" \
 481                      ".popsection\n" \
 482                      _ASM_EXTABLE(1b, 3b) \
 483                      : [_fault] "+qm"(_fault) inoutclob ); \
 484  \
 485         _fault ? X86EMUL_UNHANDLEABLE : X86EMUL_CONTINUE; \
 486 })
 487
 488 static int emulator_check_intercept(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 489                                     enum x86_intercept intercept,
 490                                     enum x86_intercept_stage stage)
 491 {
 492         struct x86_instruction_info info = {
 493                 .intercept  = intercept,
 494                 .rep_prefix = ctxt->rep_prefix,
 495                 .modrm_mod  = ctxt->modrm_mod,
 496                 .modrm_reg  = ctxt->modrm_reg,
 497                 .modrm_rm   = ctxt->modrm_rm,
 498                 .src_val    = ctxt->src.val64,
 499                 .dst_val    = ctxt->dst.val64,
 500                 .src_bytes  = ctxt->src.bytes,
 501                 .dst_bytes  = ctxt->dst.bytes,
 502                 .ad_bytes   = ctxt->ad_bytes,
 503                 .next_rip   = ctxt->eip,
 504         };
 505
 506         return ctxt->ops->intercept(ctxt, &info, stage);
 507 }
 508
 509 static void assign_masked(ulong *dest, ulong src, ulong mask)
 510 {
 511         *dest = (*dest & ~mask) | (src & mask);
 512 }
 513
 514 static void assign_register(unsigned long *reg, u64 val, int bytes)
 515 {
 516         /* The 4-byte case *is* correct: in 64-bit mode we zero-extend. */
 517         switch (bytes) {
 518         case 1:
 519                 *(u8 *)reg = (u8)val;
 520                 break;
 521         case 2:
 522                 *(u16 *)reg = (u16)val;
 523                 break;
 524         case 4:
 525                 *reg = (u32)val;
 526                 break;  /* 64b: zero-extend */
 527         case 8:
 528                 *reg = val;
 529                 break;
 530         }
 531 }
 532
 533 static inline unsigned long ad_mask(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 534 {
 535         return (1UL << (ctxt->ad_bytes << 3)) - 1;
 536 }
 537
 538 static ulong stack_mask(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 539 {
 540         u16 sel;
 541         struct desc_struct ss;
 542
 543         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 544                 return ~0UL;
 545         ctxt->ops->get_segment(ctxt, &sel, &ss, NULL, VCPU_SREG_SS);
 546         return ~0U >> ((ss.d ^ 1) * 16);  /* d=0: 0xffff; d=1: 0xffffffff */
 547 }
 548
 549 static int stack_size(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 550 {
 551         return (__fls(stack_mask(ctxt)) + 1) >> 3;
 552 }
 553
 554 /* Access/update address held in a register, based on addressing mode. */
 555 static inline unsigned long
 556 address_mask(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned long reg)
 557 {
 558         if (ctxt->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 559                 return reg;
 560         else
 561                 return reg & ad_mask(ctxt);
 562 }
 563
 564 static inline unsigned long
 565 register_address(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int reg)
 566 {
 567         return address_mask(ctxt, reg_read(ctxt, reg));
 568 }
 569
 570 static void masked_increment(ulong *reg, ulong mask, int inc)
 571 {
 572         assign_masked(reg, *reg + inc, mask);
 573 }
 574
 575 static inline void
 576 register_address_increment(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int reg, int inc)
 577 {
 578         ulong *preg = reg_rmw(ctxt, reg);
 579
 580         assign_register(preg, *preg + inc, ctxt->ad_bytes);
 581 }
 582
 583 static void rsp_increment(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int inc)
 584 {
 585         masked_increment(reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RSP), stack_mask(ctxt), inc);
 586 }
 587
 588 static u32 desc_limit_scaled(struct desc_struct *desc)
 589 {
 590         u32 limit = get_desc_limit(desc);
 591
 592         return desc->g ? (limit << 12) | 0xfff : limit;
 593 }
 594
 595 static unsigned long seg_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
 596 {
 597         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && seg < VCPU_SREG_FS)
 598                 return 0;
 599
 600         return ctxt->ops->get_cached_segment_base(ctxt, seg);
 601 }
 602
 603 static int emulate_exception(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int vec,
 604                              u32 error, bool valid)
 605 {
 606         WARN_ON(vec > 0x1f);
 607         ctxt->exception.vector = vec;
 608         ctxt->exception.error_code = error;
 609         ctxt->exception.error_code_valid = valid;
 610         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
 611 }
 612
 613 static int emulate_db(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 614 {
 615         return emulate_exception(ctxt, DB_VECTOR, 0, false);
 616 }
 617
 618 static int emulate_gp(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int err)
 619 {
 620         return emulate_exception(ctxt, GP_VECTOR, err, true);
 621 }
 622
 623 static int emulate_ss(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int err)
 624 {
 625         return emulate_exception(ctxt, SS_VECTOR, err, true);
 626 }
 627
 628 static int emulate_ud(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 629 {
 630         return emulate_exception(ctxt, UD_VECTOR, 0, false);
 631 }
 632
 633 static int emulate_ts(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int err)
 634 {
 635         return emulate_exception(ctxt, TS_VECTOR, err, true);
 636 }
 637
 638 static int emulate_de(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 639 {
 640         return emulate_exception(ctxt, DE_VECTOR, 0, false);
 641 }
 642
 643 static int emulate_nm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 644 {
 645         return emulate_exception(ctxt, NM_VECTOR, 0, false);
 646 }
 647
 648 static u16 get_segment_selector(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned seg)
 649 {
 650         u16 selector;
 651         struct desc_struct desc;
 652
 653         ctxt->ops->get_segment(ctxt, &selector, &desc, NULL, seg);
 654         return selector;
 655 }
 656
 657 static void set_segment_selector(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u16 selector,
 658                                  unsigned seg)
 659 {
 660         u16 dummy;
 661         u32 base3;
 662         struct desc_struct desc;
 663
 664         ctxt->ops->get_segment(ctxt, &dummy, &desc, &base3, seg);
 665         ctxt->ops->set_segment(ctxt, selector, &desc, base3, seg);
 666 }
 667
 668 static inline u8 ctxt_virt_addr_bits(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 669 {
 670         return (ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4) & X86_CR4_LA57) ? 57 : 48;
 671 }
 672
 673 static inline bool emul_is_noncanonical_address(u64 la,
 674                                                 struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 675 {
 676         return get_canonical(la, ctxt_virt_addr_bits(ctxt)) != la;
 677 }
 678
 679 /*
 680  * x86 defines three classes of vector instructions: explicitly
 681  * aligned, explicitly unaligned, and the rest, which change behaviour
 682  * depending on whether they're AVX encoded or not.
 683  *
 684  * Also included is CMPXCHG16B which is not a vector instruction, yet it is
 685  * subject to the same check.  FXSAVE and FXRSTOR are checked here too as their
 686  * 512 bytes of data must be aligned to a 16 byte boundary.
 687  */
 688 static unsigned insn_alignment(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned size)
 689 {
 690         u64 alignment = ctxt->d & AlignMask;
 691
 692         if (likely(size < 16))
 693                 return 1;
 694
 695         switch (alignment) {
 696         case Unaligned:
 697         case Avx:
 698                 return 1;
 699         case Aligned16:
 700                 return 16;
 701         case Aligned:
 702         default:
 703                 return size;
 704         }
 705 }
 706
 707 static __always_inline int __linearize(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 708                                        struct segmented_address addr,
 709                                        unsigned *max_size, unsigned size,
 710                                        bool write, bool fetch,
 711                                        enum x86emul_mode mode, ulong *linear)
 712 {
 713         struct desc_struct desc;
 714         bool usable;
 715         ulong la;
 716         u32 lim;
 717         u16 sel;
 718         u8  va_bits;
 719
 720         la = seg_base(ctxt, addr.seg) + addr.ea;
 721         *max_size = 0;
 722         switch (mode) {
 723         case X86EMUL_MODE_PROT64:
 724                 *linear = la;
 725                 va_bits = ctxt_virt_addr_bits(ctxt);
 726                 if (get_canonical(la, va_bits) != la)
 727                         goto bad;
 728
 729                 *max_size = min_t(u64, ~0u, (1ull << va_bits) - la);
 730                 if (size > *max_size)
 731                         goto bad;
 732                 break;
 733         default:
 734                 *linear = la = (u32)la;
 735                 usable = ctxt->ops->get_segment(ctxt, &sel, &desc, NULL,
 736                                                 addr.seg);
 737                 if (!usable)
 738                         goto bad;
 739                 /* code segment in protected mode or read-only data segment */
 740                 if ((((ctxt->mode != X86EMUL_MODE_REAL) && (desc.type & 8))
 741                                         || !(desc.type & 2)) && write)
 742                         goto bad;
 743                 /* unreadable code segment */
 744                 if (!fetch && (desc.type & 8) && !(desc.type & 2))
 745                         goto bad;
 746                 lim = desc_limit_scaled(&desc);
 747                 if (!(desc.type & 8) && (desc.type & 4)) {
 748                         /* expand-down segment */
 749                         if (addr.ea <= lim)
 750                                 goto bad;
 751                         lim = desc.d ? 0xffffffff : 0xffff;
 752                 }
 753                 if (addr.ea > lim)
 754                         goto bad;
 755                 if (lim == 0xffffffff)
 756                         *max_size = ~0u;
 757                 else {
 758                         *max_size = (u64)lim + 1 - addr.ea;
 759                         if (size > *max_size)
 760                                 goto bad;
 761                 }
 762                 break;
 763         }
 764         if (la & (insn_alignment(ctxt, size) - 1))
 765                 return emulate_gp(ctxt, 0);
 766         return X86EMUL_CONTINUE;
 767 bad:
 768         if (addr.seg == VCPU_SREG_SS)
 769                 return emulate_ss(ctxt, 0);
 770         else
 771                 return emulate_gp(ctxt, 0);
 772 }
 773
 774 static int linearize(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 775                      struct segmented_address addr,
 776                      unsigned size, bool write,
 777                      ulong *linear)
 778 {
 779         unsigned max_size;
 780         return __linearize(ctxt, addr, &max_size, size, write, false,
 781                            ctxt->mode, linear);
 782 }
 783
 784 static inline int assign_eip(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, ulong dst,
 785                              enum x86emul_mode mode)
 786 {
 787         ulong linear;
 788         int rc;
 789         unsigned max_size;
 790         struct segmented_address addr = { .seg = VCPU_SREG_CS,
 791                                            .ea = dst };
 792
 793         if (ctxt->op_bytes != sizeof(unsigned long))
 794                 addr.ea = dst & ((1UL << (ctxt->op_bytes << 3)) - 1);
 795         rc = __linearize(ctxt, addr, &max_size, 1, false, true, mode, &linear);
 796         if (rc == X86EMUL_CONTINUE)
 797                 ctxt->_eip = addr.ea;
 798         return rc;
 799 }
 800
 801 static inline int assign_eip_near(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, ulong dst)
 802 {
 803         return assign_eip(ctxt, dst, ctxt->mode);
 804 }
 805
 806 static int assign_eip_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, ulong dst,
 807                           const struct desc_struct *cs_desc)
 808 {
 809         enum x86emul_mode mode = ctxt->mode;
 810         int rc;
 811
 812 #ifdef CONFIG_X86_64
 813         if (ctxt->mode >= X86EMUL_MODE_PROT16) {
 814                 if (cs_desc->l) {
 815                         u64 efer = 0;
 816
 817                         ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
 818                         if (efer & EFER_LMA)
 819                                 mode = X86EMUL_MODE_PROT64;
 820                 } else
 821                         mode = X86EMUL_MODE_PROT32; /* temporary value */
 822         }
 823 #endif
 824         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT16 || mode == X86EMUL_MODE_PROT32)
 825                 mode = cs_desc->d ? X86EMUL_MODE_PROT32 : X86EMUL_MODE_PROT16;
 826         rc = assign_eip(ctxt, dst, mode);
 827         if (rc == X86EMUL_CONTINUE)
 828                 ctxt->mode = mode;
 829         return rc;
 830 }
 831
 832 static inline int jmp_rel(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int rel)
 833 {
 834         return assign_eip_near(ctxt, ctxt->_eip + rel);
 835 }
 836
 837 static int linear_read_system(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, ulong linear,
 838                               void *data, unsigned size)
 839 {
 840         return ctxt->ops->read_std(ctxt, linear, data, size, &ctxt->exception, true);
 841 }
 842
 843 static int linear_write_system(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 844                                ulong linear, void *data,
 845                                unsigned int size)
 846 {
 847         return ctxt->ops->write_std(ctxt, linear, data, size, &ctxt->exception, true);
 848 }
 849
 850 static int segmented_read_std(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 851                               struct segmented_address addr,
 852                               void *data,
 853                               unsigned size)
 854 {
 855         int rc;
 856         ulong linear;
 857
 858         rc = linearize(ctxt, addr, size, false, &linear);
 859         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 860                 return rc;
 861         return ctxt->ops->read_std(ctxt, linear, data, size, &ctxt->exception, false);
 862 }
 863
 864 static int segmented_write_std(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 865                                struct segmented_address addr,
 866                                void *data,
 867                                unsigned int size)
 868 {
 869         int rc;
 870         ulong linear;
 871
 872         rc = linearize(ctxt, addr, size, true, &linear);
 873         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 874                 return rc;
 875         return ctxt->ops->write_std(ctxt, linear, data, size, &ctxt->exception, false);
 876 }
 877
 878 /*
 879  * Prefetch the remaining bytes of the instruction without crossing page
 880  * boundary if they are not in fetch_cache yet.
 881  */
 882 static int __do_insn_fetch_bytes(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int op_size)
 883 {
 884         int rc;
 885         unsigned size, max_size;
 886         unsigned long linear;
 887         int cur_size = ctxt->fetch.end - ctxt->fetch.data;
 888         struct segmented_address addr = { .seg = VCPU_SREG_CS,
 889                                            .ea = ctxt->eip + cur_size };
 890
 891         /*
 892          * We do not know exactly how many bytes will be needed, and
 893          * __linearize is expensive, so fetch as much as possible.  We
 894          * just have to avoid going beyond the 15 byte limit, the end
 895          * of the segment, or the end of the page.
 896          *
 897          * __linearize is called with size 0 so that it does not do any
 898          * boundary check itself.  Instead, we use max_size to check
 899          * against op_size.
 900          */
 901         rc = __linearize(ctxt, addr, &max_size, 0, false, true, ctxt->mode,
 902                          &linear);
 903         if (unlikely(rc != X86EMUL_CONTINUE))
 904                 return rc;
 905
 906         size = min_t(unsigned, 15UL ^ cur_size, max_size);
 907         size = min_t(unsigned, size, PAGE_SIZE - offset_in_page(linear));
 908
 909         /*
 910          * One instruction can only straddle two pages,
 911          * and one has been loaded at the beginning of
 912          * x86_decode_insn.  So, if not enough bytes
 913          * still, we must have hit the 15-byte boundary.
 914          */
 915         if (unlikely(size < op_size))
 916                 return emulate_gp(ctxt, 0);
 917
 918         rc = ctxt->ops->fetch(ctxt, linear, ctxt->fetch.end,
 919                               size, &ctxt->exception);
 920         if (unlikely(rc != X86EMUL_CONTINUE))
 921                 return rc;
 922         ctxt->fetch.end += size;
 923         return X86EMUL_CONTINUE;
 924 }
 925
 926 static __always_inline int do_insn_fetch_bytes(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 927                                                unsigned size)
 928 {
 929         unsigned done_size = ctxt->fetch.end - ctxt->fetch.ptr;
 930
 931         if (unlikely(done_size < size))
 932                 return __do_insn_fetch_bytes(ctxt, size - done_size);
 933         else
 934                 return X86EMUL_CONTINUE;
 935 }
 936
 937 /* Fetch next part of the instruction being emulated. */
 938 #define insn_fetch(_type, _ctxt)                                        \
 939 ({      _type _x;                                                       \
 940                                                                         \
 941         rc = do_insn_fetch_bytes(_ctxt, sizeof(_type));                 \
 942         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)                                     \
 943                 goto done;                                              \
 944         ctxt->_eip += sizeof(_type);                                    \
 945         memcpy(&_x, ctxt->fetch.ptr, sizeof(_type));                    \
 946         ctxt->fetch.ptr += sizeof(_type);                               \
 947         _x;                                                             \
 948 })
 949
 950 #define insn_fetch_arr(_arr, _size, _ctxt)                              \
 951 ({                                                                      \
 952         rc = do_insn_fetch_bytes(_ctxt, _size);                         \
 953         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)                                     \
 954                 goto done;                                              \
 955         ctxt->_eip += (_size);                                          \
 956         memcpy(_arr, ctxt->fetch.ptr, _size);                           \
 957         ctxt->fetch.ptr += (_size);                                     \
 958 })
 959
 960 /*
 961  * Given the 'reg' portion of a ModRM byte, and a register block, return a
 962  * pointer into the block that addresses the relevant register.
 963  * @highbyte_regs specifies whether to decode AH,CH,DH,BH.
 964  */
 965 static void *decode_register(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u8 modrm_reg,
 966                              int byteop)
 967 {
 968         void *p;
 969         int highbyte_regs = (ctxt->rex_prefix == 0) && byteop;
 970
 971         if (highbyte_regs && modrm_reg >= 4 && modrm_reg < 8)
 972                 p = (unsigned char *)reg_rmw(ctxt, modrm_reg & 3) + 1;
 973         else
 974                 p = reg_rmw(ctxt, modrm_reg);
 975         return p;
 976 }
 977
 978 static int read_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 979                            struct segmented_address addr,
 980                            u16 *size, unsigned long *address, int op_bytes)
 981 {
 982         int rc;
 983
 984         if (op_bytes == 2)
 985                 op_bytes = 3;
 986         *address = 0;
 987         rc = segmented_read_std(ctxt, addr, size, 2);
 988         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 989                 return rc;
 990         addr.ea += 2;
 991         rc = segmented_read_std(ctxt, addr, address, op_bytes);
 992         return rc;
 993 }
 994
 995 FASTOP2(add);
 996 FASTOP2(or);
 997 FASTOP2(adc);
 998 FASTOP2(sbb);
 999 FASTOP2(and);
1000 FASTOP2(sub);
1001 FASTOP2(xor);
1002 FASTOP2(cmp);
1003 FASTOP2(test);
1004
1005 FASTOP1SRC2(mul, mul_ex);
1006 FASTOP1SRC2(imul, imul_ex);
1007 FASTOP1SRC2EX(div, div_ex);
1008 FASTOP1SRC2EX(idiv, idiv_ex);
1009
1010 FASTOP3WCL(shld);
1011 FASTOP3WCL(shrd);
1012
1013 FASTOP2W(imul);
1014
1015 FASTOP1(not);
1016 FASTOP1(neg);
1017 FASTOP1(inc);
1018 FASTOP1(dec);
1019
1020 FASTOP2CL(rol);
1021 FASTOP2CL(ror);
1022 FASTOP2CL(rcl);
1023 FASTOP2CL(rcr);
1024 FASTOP2CL(shl);
1025 FASTOP2CL(shr);
1026 FASTOP2CL(sar);
1027
1028 FASTOP2W(bsf);
1029 FASTOP2W(bsr);
1030 FASTOP2W(bt);
1031 FASTOP2W(bts);
1032 FASTOP2W(btr);
1033 FASTOP2W(btc);
1034
1035 FASTOP2(xadd);
1036
1037 FASTOP2R(cmp, cmp_r);
1038
1039 static int em_bsf_c(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1040 {
1041         /* If src is zero, do not writeback, but update flags */
1042         if (ctxt->src.val == 0)
1043                 ctxt->dst.type = OP_NONE;
1044         return fastop(ctxt, em_bsf);
1045 }
1046
1047 static int em_bsr_c(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1048 {
1049         /* If src is zero, do not writeback, but update flags */
1050         if (ctxt->src.val == 0)
1051                 ctxt->dst.type = OP_NONE;
1052         return fastop(ctxt, em_bsr);
1053 }
1054
1055 static __always_inline u8 test_cc(unsigned int condition, unsigned long flags)
1056 {
1057         u8 rc;
1058         void (*fop)(void) = (void *)em_setcc + 4 * (condition & 0xf);
1059
1060         flags = (flags & EFLAGS_MASK) | X86_EFLAGS_IF;
1061         asm("push %[flags]; popf; " CALL_NOSPEC
1062             : "=a"(rc) : [thunk_target]"r"(fop), [flags]"r"(flags));
1063         return rc;
1064 }
1065
1066 static void fetch_register_operand(struct operand *op)
1067 {
1068         switch (op->bytes) {
1069         case 1:
1070                 op->val = *(u8 *)op->addr.reg;
1071                 break;
1072         case 2:
1073                 op->val = *(u16 *)op->addr.reg;
1074                 break;
1075         case 4:
1076                 op->val = *(u32 *)op->addr.reg;
1077                 break;
1078         case 8:
1079                 op->val = *(u64 *)op->addr.reg;
1080                 break;
1081         }
1082 }
1083
1084 static void emulator_get_fpu(void)
1085 {
1086         fpregs_lock();
1087
1088         fpregs_assert_state_consistent();
1089         if (test_thread_flag(TIF_NEED_FPU_LOAD))
1090                 switch_fpu_return();
1091 }
1092
1093 static void emulator_put_fpu(void)
1094 {
1095         fpregs_unlock();
1096 }
1097
1098 static void read_sse_reg(sse128_t *data, int reg)
1099 {
1100         emulator_get_fpu();
1101         switch (reg) {
1102         case 0: asm("movdqa %%xmm0, %0" : "=m"(*data)); break;
1103         case 1: asm("movdqa %%xmm1, %0" : "=m"(*data)); break;
1104         case 2: asm("movdqa %%xmm2, %0" : "=m"(*data)); break;
1105         case 3: asm("movdqa %%xmm3, %0" : "=m"(*data)); break;
1106         case 4: asm("movdqa %%xmm4, %0" : "=m"(*data)); break;
1107         case 5: asm("movdqa %%xmm5, %0" : "=m"(*data)); break;
1108         case 6: asm("movdqa %%xmm6, %0" : "=m"(*data)); break;
1109         case 7: asm("movdqa %%xmm7, %0" : "=m"(*data)); break;
1110 #ifdef CONFIG_X86_64
1111         case 8: asm("movdqa %%xmm8, %0" : "=m"(*data)); break;
1112         case 9: asm("movdqa %%xmm9, %0" : "=m"(*data)); break;
1113         case 10: asm("movdqa %%xmm10, %0" : "=m"(*data)); break;
1114         case 11: asm("movdqa %%xmm11, %0" : "=m"(*data)); break;
1115         case 12: asm("movdqa %%xmm12, %0" : "=m"(*data)); break;
1116         case 13: asm("movdqa %%xmm13, %0" : "=m"(*data)); break;
1117         case 14: asm("movdqa %%xmm14, %0" : "=m"(*data)); break;
1118         case 15: asm("movdqa %%xmm15, %0" : "=m"(*data)); break;
1119 #endif
1120         default: BUG();
1121         }
1122         emulator_put_fpu();
1123 }
1124
1125 static void write_sse_reg(sse128_t *data, int reg)
1126 {
1127         emulator_get_fpu();
1128         switch (reg) {
1129         case 0: asm("movdqa %0, %%xmm0" : : "m"(*data)); break;
1130         case 1: asm("movdqa %0, %%xmm1" : : "m"(*data)); break;
1131         case 2: asm("movdqa %0, %%xmm2" : : "m"(*data)); break;
1132         case 3: asm("movdqa %0, %%xmm3" : : "m"(*data)); break;
1133         case 4: asm("movdqa %0, %%xmm4" : : "m"(*data)); break;
1134         case 5: asm("movdqa %0, %%xmm5" : : "m"(*data)); break;
1135         case 6: asm("movdqa %0, %%xmm6" : : "m"(*data)); break;
1136         case 7: asm("movdqa %0, %%xmm7" : : "m"(*data)); break;
1137 #ifdef CONFIG_X86_64
1138         case 8: asm("movdqa %0, %%xmm8" : : "m"(*data)); break;
1139         case 9: asm("movdqa %0, %%xmm9" : : "m"(*data)); break;
1140         case 10: asm("movdqa %0, %%xmm10" : : "m"(*data)); break;
1141         case 11: asm("movdqa %0, %%xmm11" : : "m"(*data)); break;
1142         case 12: asm("movdqa %0, %%xmm12" : : "m"(*data)); break;
1143         case 13: asm("movdqa %0, %%xmm13" : : "m"(*data)); break;
1144         case 14: asm("movdqa %0, %%xmm14" : : "m"(*data)); break;
1145         case 15: asm("movdqa %0, %%xmm15" : : "m"(*data)); break;
1146 #endif
1147         default: BUG();
1148         }
1149         emulator_put_fpu();
1150 }
1151
1152 static void read_mmx_reg(u64 *data, int reg)
1153 {
1154         emulator_get_fpu();
1155         switch (reg) {
1156         case 0: asm("movq %%mm0, %0" : "=m"(*data)); break;
1157         case 1: asm("movq %%mm1, %0" : "=m"(*data)); break;
1158         case 2: asm("movq %%mm2, %0" : "=m"(*data)); break;
1159         case 3: asm("movq %%mm3, %0" : "=m"(*data)); break;
1160         case 4: asm("movq %%mm4, %0" : "=m"(*data)); break;
1161         case 5: asm("movq %%mm5, %0" : "=m"(*data)); break;
1162         case 6: asm("movq %%mm6, %0" : "=m"(*data)); break;
1163         case 7: asm("movq %%mm7, %0" : "=m"(*data)); break;
1164         default: BUG();
1165         }
1166         emulator_put_fpu();
1167 }
1168
1169 static void write_mmx_reg(u64 *data, int reg)
1170 {
1171         emulator_get_fpu();
1172         switch (reg) {
1173         case 0: asm("movq %0, %%mm0" : : "m"(*data)); break;
1174         case 1: asm("movq %0, %%mm1" : : "m"(*data)); break;
1175         case 2: asm("movq %0, %%mm2" : : "m"(*data)); break;
1176         case 3: asm("movq %0, %%mm3" : : "m"(*data)); break;
1177         case 4: asm("movq %0, %%mm4" : : "m"(*data)); break;
1178         case 5: asm("movq %0, %%mm5" : : "m"(*data)); break;
1179         case 6: asm("movq %0, %%mm6" : : "m"(*data)); break;
1180         case 7: asm("movq %0, %%mm7" : : "m"(*data)); break;
1181         default: BUG();
1182         }
1183         emulator_put_fpu();
1184 }
1185
1186 static int em_fninit(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1187 {
1188         if (ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0) & (X86_CR0_TS | X86_CR0_EM))
1189                 return emulate_nm(ctxt);
1190
1191         emulator_get_fpu();
1192         asm volatile("fninit");
1193         emulator_put_fpu();
1194         return X86EMUL_CONTINUE;
1195 }
1196
1197 static int em_fnstcw(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1198 {
1199         u16 fcw;
1200
1201         if (ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0) & (X86_CR0_TS | X86_CR0_EM))
1202                 return emulate_nm(ctxt);
1203
1204         emulator_get_fpu();
1205         asm volatile("fnstcw %0": "+m"(fcw));
1206         emulator_put_fpu();
1207
1208         ctxt->dst.val = fcw;
1209
1210         return X86EMUL_CONTINUE;
1211 }
1212
1213 static int em_fnstsw(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1214 {
1215         u16 fsw;
1216
1217         if (ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0) & (X86_CR0_TS | X86_CR0_EM))
1218                 return emulate_nm(ctxt);
1219
1220         emulator_get_fpu();
1221         asm volatile("fnstsw %0": "+m"(fsw));
1222         emulator_put_fpu();
1223
1224         ctxt->dst.val = fsw;
1225
1226         return X86EMUL_CONTINUE;
1227 }
1228
1229 static void decode_register_operand(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1230                                     struct operand *op)
1231 {
1232         unsigned reg = ctxt->modrm_reg;
1233
1234         if (!(ctxt->d & ModRM))
1235                 reg = (ctxt->b & 7) | ((ctxt->rex_prefix & 1) << 3);
1236
1237         if (ctxt->d & Sse) {
1238                 op->type = OP_XMM;
1239                 op->bytes = 16;
1240                 op->addr.xmm = reg;
1241                 read_sse_reg(&op->vec_val, reg);
1242                 return;
1243         }
1244         if (ctxt->d & Mmx) {
1245                 reg &= 7;
1246                 op->type = OP_MM;
1247                 op->bytes = 8;
1248                 op->addr.mm = reg;
1249                 return;
1250         }
1251
1252         op->type = OP_REG;
1253         op->bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
1254         op->addr.reg = decode_register(ctxt, reg, ctxt->d & ByteOp);
1255
1256         fetch_register_operand(op);
1257         op->orig_val = op->val;
1258 }
1259
1260 static void adjust_modrm_seg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int base_reg)
1261 {
1262         if (base_reg == VCPU_REGS_RSP || base_reg == VCPU_REGS_RBP)
1263                 ctxt->modrm_seg = VCPU_SREG_SS;
1264 }
1265
1266 static int decode_modrm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1267                         struct operand *op)
1268 {
1269         u8 sib;
1270         int index_reg, base_reg, scale;
1271         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1272         ulong modrm_ea = 0;
1273
1274         ctxt->modrm_reg = ((ctxt->rex_prefix << 1) & 8); /* REX.R */
1275         index_reg = (ctxt->rex_prefix << 2) & 8; /* REX.X */
1276         base_reg = (ctxt->rex_prefix << 3) & 8; /* REX.B */
1277
1278         ctxt->modrm_mod = (ctxt->modrm & 0xc0) >> 6;
1279         ctxt->modrm_reg |= (ctxt->modrm & 0x38) >> 3;
1280         ctxt->modrm_rm = base_reg | (ctxt->modrm & 0x07);
1281         ctxt->modrm_seg = VCPU_SREG_DS;
1282
1283         if (ctxt->modrm_mod == 3 || (ctxt->d & NoMod)) {
1284                 op->type = OP_REG;
1285                 op->bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
1286                 op->addr.reg = decode_register(ctxt, ctxt->modrm_rm,
1287                                 ctxt->d & ByteOp);
1288                 if (ctxt->d & Sse) {
1289                         op->type = OP_XMM;
1290                         op->bytes = 16;
1291                         op->addr.xmm = ctxt->modrm_rm;
1292                         read_sse_reg(&op->vec_val, ctxt->modrm_rm);
1293                         return rc;
1294                 }
1295                 if (ctxt->d & Mmx) {
1296                         op->type = OP_MM;
1297                         op->bytes = 8;
1298                         op->addr.mm = ctxt->modrm_rm & 7;
1299                         return rc;
1300                 }
1301                 fetch_register_operand(op);
1302                 return rc;
1303         }
1304
1305         op->type = OP_MEM;
1306
1307         if (ctxt->ad_bytes == 2) {
1308                 unsigned bx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBX);
1309                 unsigned bp = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBP);
1310                 unsigned si = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSI);
1311                 unsigned di = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDI);
1312
1313                 /* 16-bit ModR/M decode. */
1314                 switch (ctxt->modrm_mod) {
1315                 case 0:
1316                         if (ctxt->modrm_rm == 6)
1317                                 modrm_ea += insn_fetch(u16, ctxt);
1318                         break;
1319                 case 1:
1320                         modrm_ea += insn_fetch(s8, ctxt);
1321                         break;
1322                 case 2:
1323                         modrm_ea += insn_fetch(u16, ctxt);
1324                         break;
1325                 }
1326                 switch (ctxt->modrm_rm) {
1327                 case 0:
1328                         modrm_ea += bx + si;
1329                         break;
1330                 case 1:
1331                         modrm_ea += bx + di;
1332                         break;
1333                 case 2:
1334                         modrm_ea += bp + si;
1335                         break;
1336                 case 3:
1337                         modrm_ea += bp + di;
1338                         break;
1339                 case 4:
1340                         modrm_ea += si;
1341                         break;
1342                 case 5:
1343                         modrm_ea += di;
1344                         break;
1345                 case 6:
1346                         if (ctxt->modrm_mod != 0)
1347                                 modrm_ea += bp;
1348                         break;
1349                 case 7:
1350                         modrm_ea += bx;
1351                         break;
1352                 }
1353                 if (ctxt->modrm_rm == 2 || ctxt->modrm_rm == 3 ||
1354                     (ctxt->modrm_rm == 6 && ctxt->modrm_mod != 0))
1355                         ctxt->modrm_seg = VCPU_SREG_SS;
1356                 modrm_ea = (u16)modrm_ea;
1357         } else {
1358                 /* 32/64-bit ModR/M decode. */
1359                 if ((ctxt->modrm_rm & 7) == 4) {
1360                         sib = insn_fetch(u8, ctxt);
1361                         index_reg |= (sib >> 3) & 7;
1362                         base_reg |= sib & 7;
1363                         scale = sib >> 6;
1364
1365                         if ((base_reg & 7) == 5 && ctxt->modrm_mod == 0)
1366                                 modrm_ea += insn_fetch(s32, ctxt);
1367                         else {
1368                                 modrm_ea += reg_read(ctxt, base_reg);
1369                                 adjust_modrm_seg(ctxt, base_reg);
1370                                 /* Increment ESP on POP [ESP] */
1371                                 if ((ctxt->d & IncSP) &&
1372                                     base_reg == VCPU_REGS_RSP)
1373                                         modrm_ea += ctxt->op_bytes;
1374                         }
1375                         if (index_reg != 4)
1376                                 modrm_ea += reg_read(ctxt, index_reg) << scale;
1377                 } else if ((ctxt->modrm_rm & 7) == 5 && ctxt->modrm_mod == 0) {
1378                         modrm_ea += insn_fetch(s32, ctxt);
1379                         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
1380                                 ctxt->rip_relative = 1;
1381                 } else {
1382                         base_reg = ctxt->modrm_rm;
1383                         modrm_ea += reg_read(ctxt, base_reg);
1384                         adjust_modrm_seg(ctxt, base_reg);
1385                 }
1386                 switch (ctxt->modrm_mod) {
1387                 case 1:
1388                         modrm_ea += insn_fetch(s8, ctxt);
1389                         break;
1390                 case 2:
1391                         modrm_ea += insn_fetch(s32, ctxt);
1392                         break;
1393                 }
1394         }
1395         op->addr.mem.ea = modrm_ea;
1396         if (ctxt->ad_bytes != 8)
1397                 ctxt->memop.addr.mem.ea = (u32)ctxt->memop.addr.mem.ea;
1398
1399 done:
1400         return rc;
1401 }
1402
1403 static int decode_abs(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1404                       struct operand *op)
1405 {
1406         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1407
1408         op->type = OP_MEM;
1409         switch (ctxt->ad_bytes) {
1410         case 2:
1411                 op->addr.mem.ea = insn_fetch(u16, ctxt);
1412                 break;
1413         case 4:
1414                 op->addr.mem.ea = insn_fetch(u32, ctxt);
1415                 break;
1416         case 8:
1417                 op->addr.mem.ea = insn_fetch(u64, ctxt);
1418                 break;
1419         }
1420 done:
1421         return rc;
1422 }
1423
1424 static void fetch_bit_operand(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1425 {
1426         long sv = 0, mask;
1427
1428         if (ctxt->dst.type == OP_MEM && ctxt->src.type == OP_REG) {
1429                 mask = ~((long)ctxt->dst.bytes * 8 - 1);
1430
1431                 if (ctxt->src.bytes == 2)
1432                         sv = (s16)ctxt->src.val & (s16)mask;
1433                 else if (ctxt->src.bytes == 4)
1434                         sv = (s32)ctxt->src.val & (s32)mask;
1435                 else
1436                         sv = (s64)ctxt->src.val & (s64)mask;
1437
1438                 ctxt->dst.addr.mem.ea = address_mask(ctxt,
1439                                            ctxt->dst.addr.mem.ea + (sv >> 3));
1440         }
1441
1442         /* only subword offset */
1443         ctxt->src.val &= (ctxt->dst.bytes << 3) - 1;
1444 }
1445
1446 static int read_emulated(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1447                          unsigned long addr, void *dest, unsigned size)
1448 {
1449         int rc;
1450         struct read_cache *mc = &ctxt->mem_read;
1451
1452         if (mc->pos < mc->end)
1453                 goto read_cached;
1454
1455         WARN_ON((mc->end + size) >= sizeof(mc->data));
1456
1457         rc = ctxt->ops->read_emulated(ctxt, addr, mc->data + mc->end, size,
1458                                       &ctxt->exception);
1459         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1460                 return rc;
1461
1462         mc->end += size;
1463
1464 read_cached:
1465         memcpy(dest, mc->data + mc->pos, size);
1466         mc->pos += size;
1467         return X86EMUL_CONTINUE;
1468 }
1469
1470 static int segmented_read(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1471                           struct segmented_address addr,
1472                           void *data,
1473                           unsigned size)
1474 {
1475         int rc;
1476         ulong linear;
1477
1478         rc = linearize(ctxt, addr, size, false, &linear);
1479         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1480                 return rc;
1481         return read_emulated(ctxt, linear, data, size);
1482 }
1483
1484 static int segmented_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1485                            struct segmented_address addr,
1486                            const void *data,
1487                            unsigned size)
1488 {
1489         int rc;
1490         ulong linear;
1491
1492         rc = linearize(ctxt, addr, size, true, &linear);
1493         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1494                 return rc;
1495         return ctxt->ops->write_emulated(ctxt, linear, data, size,
1496                                          &ctxt->exception);
1497 }
1498
1499 static int segmented_cmpxchg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1500                              struct segmented_address addr,
1501                              const void *orig_data, const void *data,
1502                              unsigned size)
1503 {
1504         int rc;
1505         ulong linear;
1506
1507         rc = linearize(ctxt, addr, size, true, &linear);
1508         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1509                 return rc;
1510         return ctxt->ops->cmpxchg_emulated(ctxt, linear, orig_data, data,
1511                                            size, &ctxt->exception);
1512 }
1513
1514 static int pio_in_emulated(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1515                            unsigned int size, unsigned short port,
1516                            void *dest)
1517 {
1518         struct read_cache *rc = &ctxt->io_read;
1519
1520         if (rc->pos == rc->end) { /* refill pio read ahead */
1521                 unsigned int in_page, n;
1522                 unsigned int count = ctxt->rep_prefix ?
1523                         address_mask(ctxt, reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX)) : 1;
1524                 in_page = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_DF) ?
1525                         offset_in_page(reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDI)) :
1526                         PAGE_SIZE - offset_in_page(reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDI));
1527                 n = min3(in_page, (unsigned int)sizeof(rc->data) / size, count);
1528                 if (n == 0)
1529                         n = 1;
1530                 rc->pos = rc->end = 0;
1531                 if (!ctxt->ops->pio_in_emulated(ctxt, size, port, rc->data, n))
1532                         return 0;
1533                 rc->end = n * size;
1534         }
1535
1536         if (ctxt->rep_prefix && (ctxt->d & String) &&
1537             !(ctxt->eflags & X86_EFLAGS_DF)) {
1538                 ctxt->dst.data = rc->data + rc->pos;
1539                 ctxt->dst.type = OP_MEM_STR;
1540                 ctxt->dst.count = (rc->end - rc->pos) / size;
1541                 rc->pos = rc->end;
1542         } else {
1543                 memcpy(dest, rc->data + rc->pos, size);
1544                 rc->pos += size;
1545         }
1546         return 1;
1547 }
1548
1549 static int read_interrupt_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1550                                      u16 index, struct desc_struct *desc)
1551 {
1552         struct desc_ptr dt;
1553         ulong addr;
1554
1555         ctxt->ops->get_idt(ctxt, &dt);
1556
1557         if (dt.size < index * 8 + 7)
1558                 return emulate_gp(ctxt, index << 3 | 0x2);
1559
1560         addr = dt.address + index * 8;
1561         return linear_read_system(ctxt, addr, desc, sizeof(*desc));
1562 }
1563
1564 static void get_descriptor_table_ptr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1565                                      u16 selector, struct desc_ptr *dt)
1566 {
1567         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
1568         u32 base3 = 0;
1569
1570         if (selector & 1 << 2) {
1571                 struct desc_struct desc;
1572                 u16 sel;
1573
1574                 memset(dt, 0, sizeof(*dt));
1575                 if (!ops->get_segment(ctxt, &sel, &desc, &base3,
1576                                       VCPU_SREG_LDTR))
1577                         return;
1578
1579                 dt->size = desc_limit_scaled(&desc); /* what if limit > 65535? */
1580                 dt->address = get_desc_base(&desc) | ((u64)base3 << 32);
1581         } else
1582                 ops->get_gdt(ctxt, dt);
1583 }
1584
1585 static int get_descriptor_ptr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1586                               u16 selector, ulong *desc_addr_p)
1587 {
1588         struct desc_ptr dt;
1589         u16 index = selector >> 3;
1590         ulong addr;
1591
1592         get_descriptor_table_ptr(ctxt, selector, &dt);
1593
1594         if (dt.size < index * 8 + 7)
1595                 return emulate_gp(ctxt, selector & 0xfffc);
1596
1597         addr = dt.address + index * 8;
1598
1599 #ifdef CONFIG_X86_64
1600         if (addr >> 32 != 0) {
1601                 u64 efer = 0;
1602
1603                 ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
1604                 if (!(efer & EFER_LMA))
1605                         addr &= (u32)-1;
1606         }
1607 #endif
1608
1609         *desc_addr_p = addr;
1610         return X86EMUL_CONTINUE;
1611 }
1612
1613 /* allowed just for 8 bytes segments */
1614 static int read_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1615                                    u16 selector, struct desc_struct *desc,
1616                                    ulong *desc_addr_p)
1617 {
1618         int rc;
1619
1620         rc = get_descriptor_ptr(ctxt, selector, desc_addr_p);
1621         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1622                 return rc;
1623
1624         return linear_read_system(ctxt, *desc_addr_p, desc, sizeof(*desc));
1625 }
1626
1627 /* allowed just for 8 bytes segments */
1628 static int write_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1629                                     u16 selector, struct desc_struct *desc)
1630 {
1631         int rc;
1632         ulong addr;
1633
1634         rc = get_descriptor_ptr(ctxt, selector, &addr);
1635         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1636                 return rc;
1637
1638         return linear_write_system(ctxt, addr, desc, sizeof(*desc));
1639 }
1640
1641 static int __load_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1642                                      u16 selector, int seg, u8 cpl,
1643                                      enum x86_transfer_type transfer,
1644                                      struct desc_struct *desc)
1645 {
1646         struct desc_struct seg_desc, old_desc;
1647         u8 dpl, rpl;
1648         unsigned err_vec = GP_VECTOR;
1649         u32 err_code = 0;
1650         bool null_selector = !(selector & ~0x3); /* 0000-0003 are null */
1651         ulong desc_addr;
1652         int ret;
1653         u16 dummy;
1654         u32 base3 = 0;
1655
1656         memset(&seg_desc, 0, sizeof(seg_desc));
1657
1658         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL) {
1659                 /* set real mode segment descriptor (keep limit etc. for
1660                  * unreal mode) */
1661                 ctxt->ops->get_segment(ctxt, &dummy, &seg_desc, NULL, seg);
1662                 set_desc_base(&seg_desc, selector << 4);
1663                 goto load;
1664         } else if (seg <= VCPU_SREG_GS && ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86) {
1665                 /* VM86 needs a clean new segment descriptor */
1666                 set_desc_base(&seg_desc, selector << 4);
1667                 set_desc_limit(&seg_desc, 0xffff);
1668                 seg_desc.type = 3;
1669                 seg_desc.p = 1;
1670                 seg_desc.s = 1;
1671                 seg_desc.dpl = 3;
1672                 goto load;
1673         }
1674
1675         rpl = selector & 3;
1676
1677         /* TR should be in GDT only */
1678         if (seg == VCPU_SREG_TR && (selector & (1 << 2)))
1679                 goto exception;
1680
1681         /* NULL selector is not valid for TR, CS and (except for long mode) SS */
1682         if (null_selector) {
1683                 if (seg == VCPU_SREG_CS || seg == VCPU_SREG_TR)
1684                         goto exception;
1685
1686                 if (seg == VCPU_SREG_SS) {
1687                         if (ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64 || rpl != cpl)
1688                                 goto exception;
1689
1690                         /*
1691                          * ctxt->ops->set_segment expects the CPL to be in
1692                          * SS.DPL, so fake an expand-up 32-bit data segment.
1693                          */
1694                         seg_desc.type = 3;
1695                         seg_desc.p = 1;
1696                         seg_desc.s = 1;
1697                         seg_desc.dpl = cpl;
1698                         seg_desc.d = 1;
1699                         seg_desc.g = 1;
1700                 }
1701
1702                 /* Skip all following checks */
1703                 goto load;
1704         }
1705
1706         ret = read_segment_descriptor(ctxt, selector, &seg_desc, &desc_addr);
1707         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1708                 return ret;
1709
1710         err_code = selector & 0xfffc;
1711         err_vec = (transfer == X86_TRANSFER_TASK_SWITCH) ? TS_VECTOR :
1712                                                            GP_VECTOR;
1713
1714         /* can't load system descriptor into segment selector */
1715         if (seg <= VCPU_SREG_GS && !seg_desc.s) {
1716                 if (transfer == X86_TRANSFER_CALL_JMP)
1717                         return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1718                 goto exception;
1719         }
1720
1721         if (!seg_desc.p) {
1722                 err_vec = (seg == VCPU_SREG_SS) ? SS_VECTOR : NP_VECTOR;
1723                 goto exception;
1724         }
1725
1726         dpl = seg_desc.dpl;
1727
1728         switch (seg) {
1729         case VCPU_SREG_SS:
1730                 /*
1731                  * segment is not a writable data segment or segment
1732                  * selector's RPL != CPL or segment selector's RPL != CPL
1733                  */
1734                 if (rpl != cpl || (seg_desc.type & 0xa) != 0x2 || dpl != cpl)
1735                         goto exception;
1736                 break;
1737         case VCPU_SREG_CS:
1738                 if (!(seg_desc.type & 8))
1739                         goto exception;
1740
1741                 if (seg_desc.type & 4) {
1742                         /* conforming */
1743                         if (dpl > cpl)
1744                                 goto exception;
1745                 } else {
1746                         /* nonconforming */
1747                         if (rpl > cpl || dpl != cpl)
1748                                 goto exception;
1749                 }
1750                 /* in long-mode d/b must be clear if l is set */
1751                 if (seg_desc.d && seg_desc.l) {
1752                         u64 efer = 0;
1753
1754                         ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
1755                         if (efer & EFER_LMA)
1756                                 goto exception;
1757                 }
1758
1759                 /* CS(RPL) <- CPL */
1760                 selector = (selector & 0xfffc) | cpl;
1761                 break;
1762         case VCPU_SREG_TR:
1763                 if (seg_desc.s || (seg_desc.type != 1 && seg_desc.type != 9))
1764                         goto exception;
1765                 old_desc = seg_desc;
1766                 seg_desc.type |= 2; /* busy */
1767                 ret = ctxt->ops->cmpxchg_emulated(ctxt, desc_addr, &old_desc, &seg_desc,
1768                                                   sizeof(seg_desc), &ctxt->exception);
1769                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1770                         return ret;
1771                 break;
1772         case VCPU_SREG_LDTR:
1773                 if (seg_desc.s || seg_desc.type != 2)
1774                         goto exception;
1775                 break;
1776         default: /*  DS, ES, FS, or GS */
1777                 /*
1778                  * segment is not a data or readable code segment or
1779                  * ((segment is a data or nonconforming code segment)
1780                  * and (both RPL and CPL > DPL))
1781                  */
1782                 if ((seg_desc.type & 0xa) == 0x8 ||
1783                     (((seg_desc.type & 0xc) != 0xc) &&
1784                      (rpl > dpl && cpl > dpl)))
1785                         goto exception;
1786                 break;
1787         }
1788
1789         if (seg_desc.s) {
1790                 /* mark segment as accessed */
1791                 if (!(seg_desc.type & 1)) {
1792                         seg_desc.type |= 1;
1793                         ret = write_segment_descriptor(ctxt, selector,
1794                                                        &seg_desc);
1795                         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1796                                 return ret;
1797                 }
1798         } else if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64) {
1799                 ret = linear_read_system(ctxt, desc_addr+8, &base3, sizeof(base3));
1800                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1801                         return ret;
1802                 if (emul_is_noncanonical_address(get_desc_base(&seg_desc) |
1803                                 ((u64)base3 << 32), ctxt))
1804                         return emulate_gp(ctxt, 0);
1805         }
1806 load:
1807         ctxt->ops->set_segment(ctxt, selector, &seg_desc, base3, seg);
1808         if (desc)
1809                 *desc = seg_desc;
1810         return X86EMUL_CONTINUE;
1811 exception:
1812         return emulate_exception(ctxt, err_vec, err_code, true);
1813 }
1814
1815 static int load_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1816                                    u16 selector, int seg)
1817 {
1818         u8 cpl = ctxt->ops->cpl(ctxt);
1819
1820         /*
1821          * None of MOV, POP and LSS can load a NULL selector in CPL=3, but
1822          * they can load it at CPL<3 (Intel's manual says only LSS can,
1823          * but it's wrong).
1824          *
1825          * However, the Intel manual says that putting IST=1/DPL=3 in
1826          * an interrupt gate will result in SS=3 (the AMD manual instead
1827          * says it doesn't), so allow SS=3 in __load_segment_descriptor
1828          * and only forbid it here.
1829          */
1830         if (seg == VCPU_SREG_SS && selector == 3 &&
1831             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
1832                 return emulate_exception(ctxt, GP_VECTOR, 0, true);
1833
1834         return __load_segment_descriptor(ctxt, selector, seg, cpl,
1835                                          X86_TRANSFER_NONE, NULL);
1836 }
1837
1838 static void write_register_operand(struct operand *op)
1839 {
1840         return assign_register(op->addr.reg, op->val, op->bytes);
1841 }
1842
1843 static int writeback(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct operand *op)
1844 {
1845         switch (op->type) {
1846         case OP_REG:
1847                 write_register_operand(op);
1848                 break;
1849         case OP_MEM:
1850                 if (ctxt->lock_prefix)
1851                         return segmented_cmpxchg(ctxt,
1852                                                  op->addr.mem,
1853                                                  &op->orig_val,
1854                                                  &op->val,
1855                                                  op->bytes);
1856                 else
1857                         return segmented_write(ctxt,
1858                                                op->addr.mem,
1859                                                &op->val,
1860                                                op->bytes);
1861                 break;
1862         case OP_MEM_STR:
1863                 return segmented_write(ctxt,
1864                                        op->addr.mem,
1865                                        op->data,
1866                                        op->bytes * op->count);
1867                 break;
1868         case OP_XMM:
1869                 write_sse_reg(&op->vec_val, op->addr.xmm);
1870                 break;
1871         case OP_MM:
1872                 write_mmx_reg(&op->mm_val, op->addr.mm);
1873                 break;
1874         case OP_NONE:
1875                 /* no writeback */
1876                 break;
1877         default:
1878                 break;
1879         }
1880         return X86EMUL_CONTINUE;
1881 }
1882
1883 static int push(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, void *data, int bytes)
1884 {
1885         struct segmented_address addr;
1886
1887         rsp_increment(ctxt, -bytes);
1888         addr.ea = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSP) & stack_mask(ctxt);
1889         addr.seg = VCPU_SREG_SS;
1890
1891         return segmented_write(ctxt, addr, data, bytes);
1892 }
1893
1894 static int em_push(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1895 {
1896         /* Disable writeback. */
1897         ctxt->dst.type = OP_NONE;
1898         return push(ctxt, &ctxt->src.val, ctxt->op_bytes);
1899 }
1900
1901 static int emulate_pop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1902                        void *dest, int len)
1903 {
1904         int rc;
1905         struct segmented_address addr;
1906
1907         addr.ea = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSP) & stack_mask(ctxt);
1908         addr.seg = VCPU_SREG_SS;
1909         rc = segmented_read(ctxt, addr, dest, len);
1910         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1911                 return rc;
1912
1913         rsp_increment(ctxt, len);
1914         return rc;
1915 }
1916
1917 static int em_pop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1918 {
1919         return emulate_pop(ctxt, &ctxt->dst.val, ctxt->op_bytes);
1920 }
1921
1922 static int emulate_popf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1923                         void *dest, int len)
1924 {
1925         int rc;
1926         unsigned long val, change_mask;
1927         int iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> X86_EFLAGS_IOPL_BIT;
1928         int cpl = ctxt->ops->cpl(ctxt);
1929
1930         rc = emulate_pop(ctxt, &val, len);
1931         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1932                 return rc;
1933
1934         change_mask = X86_EFLAGS_CF | X86_EFLAGS_PF | X86_EFLAGS_AF |
1935                       X86_EFLAGS_ZF | X86_EFLAGS_SF | X86_EFLAGS_OF |
1936                       X86_EFLAGS_TF | X86_EFLAGS_DF | X86_EFLAGS_NT |
1937                       X86_EFLAGS_AC | X86_EFLAGS_ID;
1938
1939         switch(ctxt->mode) {
1940         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1941         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1942         case X86EMUL_MODE_PROT16:
1943                 if (cpl == 0)
1944                         change_mask |= X86_EFLAGS_IOPL;
1945                 if (cpl <= iopl)
1946                         change_mask |= X86_EFLAGS_IF;
1947                 break;
1948         case X86EMUL_MODE_VM86:
1949                 if (iopl < 3)
1950                         return emulate_gp(ctxt, 0);
1951                 change_mask |= X86_EFLAGS_IF;
1952                 break;
1953         default: /* real mode */
1954                 change_mask |= (X86_EFLAGS_IOPL | X86_EFLAGS_IF);
1955                 break;
1956         }
1957
1958         *(unsigned long *)dest =
1959                 (ctxt->eflags & ~change_mask) | (val & change_mask);
1960
1961         return rc;
1962 }
1963
1964 static int em_popf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1965 {
1966         ctxt->dst.type = OP_REG;
1967         ctxt->dst.addr.reg = &ctxt->eflags;
1968         ctxt->dst.bytes = ctxt->op_bytes;
1969         return emulate_popf(ctxt, &ctxt->dst.val, ctxt->op_bytes);
1970 }
1971
1972 static int em_enter(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1973 {
1974         int rc;
1975         unsigned frame_size = ctxt->src.val;
1976         unsigned nesting_level = ctxt->src2.val & 31;
1977         ulong rbp;
1978
1979         if (nesting_level)
1980                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1981
1982         rbp = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBP);
1983         rc = push(ctxt, &rbp, stack_size(ctxt));
1984         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1985                 return rc;
1986         assign_masked(reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RBP), reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSP),
1987                       stack_mask(ctxt));
1988         assign_masked(reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RSP),
1989                       reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSP) - frame_size,
1990                       stack_mask(ctxt));
1991         return X86EMUL_CONTINUE;
1992 }
1993
1994 static int em_leave(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1995 {
1996         assign_masked(reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RSP), reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBP),
1997                       stack_mask(ctxt));
1998         return emulate_pop(ctxt, reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RBP), ctxt->op_bytes);
1999 }
2000
2001 static int em_push_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2002 {
2003         int seg = ctxt->src2.val;
2004
2005         ctxt->src.val = get_segment_selector(ctxt, seg);
2006         if (ctxt->op_bytes == 4) {
2007                 rsp_increment(ctxt, -2);
2008                 ctxt->op_bytes = 2;
2009         }
2010
2011         return em_push(ctxt);
2012 }
2013
2014 static int em_pop_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2015 {
2016         int seg = ctxt->src2.val;
2017         unsigned long selector;
2018         int rc;
2019
2020         rc = emulate_pop(ctxt, &selector, 2);
2021         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2022                 return rc;
2023
2024         if (ctxt->modrm_reg == VCPU_SREG_SS)
2025                 ctxt->interruptibility = KVM_X86_SHADOW_INT_MOV_SS;
2026         if (ctxt->op_bytes > 2)
2027                 rsp_increment(ctxt, ctxt->op_bytes - 2);
2028
2029         rc = load_segment_descriptor(ctxt, (u16)selector, seg);
2030         return rc;
2031 }
2032
2033 static int em_pusha(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2034 {
2035         unsigned long old_esp = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSP);
2036         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
2037         int reg = VCPU_REGS_RAX;
2038
2039         while (reg <= VCPU_REGS_RDI) {
2040                 (reg == VCPU_REGS_RSP) ?
2041                 (ctxt->src.val = old_esp) : (ctxt->src.val = reg_read(ctxt, reg));
2042
2043                 rc = em_push(ctxt);
2044                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2045                         return rc;
2046
2047                 ++reg;
2048         }
2049
2050         return rc;
2051 }
2052
2053 static int em_pushf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2054 {
2055         ctxt->src.val = (unsigned long)ctxt->eflags & ~X86_EFLAGS_VM;
2056         return em_push(ctxt);
2057 }
2058
2059 static int em_popa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2060 {
2061         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
2062         int reg = VCPU_REGS_RDI;
2063         u32 val;
2064
2065         while (reg >= VCPU_REGS_RAX) {
2066                 if (reg == VCPU_REGS_RSP) {
2067                         rsp_increment(ctxt, ctxt->op_bytes);
2068                         --reg;
2069                 }
2070
2071                 rc = emulate_pop(ctxt, &val, ctxt->op_bytes);
2072                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2073                         break;
2074                 assign_register(reg_rmw(ctxt, reg), val, ctxt->op_bytes);
2075                 --reg;
2076         }
2077         return rc;
2078 }
2079
2080 static int __emulate_int_real(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int irq)
2081 {
2082         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2083         int rc;
2084         struct desc_ptr dt;
2085         gva_t cs_addr;
2086         gva_t eip_addr;
2087         u16 cs, eip;
2088
2089         /* TODO: Add limit checks */
2090         ctxt->src.val = ctxt->eflags;
2091         rc = em_push(ctxt);
2092         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2093                 return rc;
2094
2095         ctxt->eflags &= ~(X86_EFLAGS_IF | X86_EFLAGS_TF | X86_EFLAGS_AC);
2096
2097         ctxt->src.val = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_CS);
2098         rc = em_push(ctxt);
2099         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2100                 return rc;
2101
2102         ctxt->src.val = ctxt->_eip;
2103         rc = em_push(ctxt);
2104         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2105                 return rc;
2106
2107         ops->get_idt(ctxt, &dt);
2108
2109         eip_addr = dt.address + (irq << 2);
2110         cs_addr = dt.address + (irq << 2) + 2;
2111
2112         rc = linear_read_system(ctxt, cs_addr, &cs, 2);
2113         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2114                 return rc;
2115
2116         rc = linear_read_system(ctxt, eip_addr, &eip, 2);
2117         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2118                 return rc;
2119
2120         rc = load_segment_descriptor(ctxt, cs, VCPU_SREG_CS);
2121         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2122                 return rc;
2123
2124         ctxt->_eip = eip;
2125
2126         return rc;
2127 }
2128
2129 int emulate_int_real(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int irq)
2130 {
2131         int rc;
2132
2133         invalidate_registers(ctxt);
2134         rc = __emulate_int_real(ctxt, irq);
2135         if (rc == X86EMUL_CONTINUE)
2136                 writeback_registers(ctxt);
2137         return rc;
2138 }
2139
2140 static int emulate_int(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int irq)
2141 {
2142         switch(ctxt->mode) {
2143         case X86EMUL_MODE_REAL:
2144                 return __emulate_int_real(ctxt, irq);
2145         case X86EMUL_MODE_VM86:
2146         case X86EMUL_MODE_PROT16:
2147         case X86EMUL_MODE_PROT32:
2148         case X86EMUL_MODE_PROT64:
2149         default:
2150                 /* Protected mode interrupts unimplemented yet */
2151                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2152         }
2153 }
2154
2155 static int emulate_iret_real(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2156 {
2157         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
2158         unsigned long temp_eip = 0;
2159         unsigned long temp_eflags = 0;
2160         unsigned long cs = 0;
2161         unsigned long mask = X86_EFLAGS_CF | X86_EFLAGS_PF | X86_EFLAGS_AF |
2162                              X86_EFLAGS_ZF | X86_EFLAGS_SF | X86_EFLAGS_TF |
2163                              X86_EFLAGS_IF | X86_EFLAGS_DF | X86_EFLAGS_OF |
2164                              X86_EFLAGS_IOPL | X86_EFLAGS_NT | X86_EFLAGS_RF |
2165                              X86_EFLAGS_AC | X86_EFLAGS_ID |
2166                              X86_EFLAGS_FIXED;
2167         unsigned long vm86_mask = X86_EFLAGS_VM | X86_EFLAGS_VIF |
2168                                   X86_EFLAGS_VIP;
2169
2170         /* TODO: Add stack limit check */
2171
2172         rc = emulate_pop(ctxt, &temp_eip, ctxt->op_bytes);
2173
2174         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2175                 return rc;
2176
2177         if (temp_eip & ~0xffff)
2178                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2179
2180         rc = emulate_pop(ctxt, &cs, ctxt->op_bytes);
2181
2182         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2183                 return rc;
2184
2185         rc = emulate_pop(ctxt, &temp_eflags, ctxt->op_bytes);
2186
2187         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2188                 return rc;
2189
2190         rc = load_segment_descriptor(ctxt, (u16)cs, VCPU_SREG_CS);
2191
2192         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2193                 return rc;
2194
2195         ctxt->_eip = temp_eip;
2196
2197         if (ctxt->op_bytes == 4)
2198                 ctxt->eflags = ((temp_eflags & mask) | (ctxt->eflags & vm86_mask));
2199         else if (ctxt->op_bytes == 2) {
2200                 ctxt->eflags &= ~0xffff;
2201                 ctxt->eflags |= temp_eflags;
2202         }
2203
2204         ctxt->eflags &= ~EFLG_RESERVED_ZEROS_MASK; /* Clear reserved zeros */
2205         ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_FIXED;
2206         ctxt->ops->set_nmi_mask(ctxt, false);
2207
2208         return rc;
2209 }
2210
2211 static int em_iret(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2212 {
2213         switch(ctxt->mode) {
2214         case X86EMUL_MODE_REAL:
2215                 return emulate_iret_real(ctxt);
2216         case X86EMUL_MODE_VM86:
2217         case X86EMUL_MODE_PROT16:
2218         case X86EMUL_MODE_PROT32:
2219         case X86EMUL_MODE_PROT64:
2220         default:
2221                 /* iret from protected mode unimplemented yet */
2222                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2223         }
2224 }
2225
2226 static int em_jmp_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2227 {
2228         int rc;
2229         unsigned short sel;
2230         struct desc_struct new_desc;
2231         u8 cpl = ctxt->ops->cpl(ctxt);
2232
2233         memcpy(&sel, ctxt->src.valptr + ctxt->op_bytes, 2);
2234
2235         rc = __load_segment_descriptor(ctxt, sel, VCPU_SREG_CS, cpl,
2236                                        X86_TRANSFER_CALL_JMP,
2237                                        &new_desc);
2238         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2239                 return rc;
2240
2241         rc = assign_eip_far(ctxt, ctxt->src.val, &new_desc);
2242         /* Error handling is not implemented. */
2243         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2244                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2245
2246         return rc;
2247 }
2248
2249 static int em_jmp_abs(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2250 {
2251         return assign_eip_near(ctxt, ctxt->src.val);
2252 }
2253
2254 static int em_call_near_abs(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2255 {
2256         int rc;
2257         long int old_eip;
2258
2259         old_eip = ctxt->_eip;
2260         rc = assign_eip_near(ctxt, ctxt->src.val);
2261         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2262                 return rc;
2263         ctxt->src.val = old_eip;
2264         rc = em_push(ctxt);
2265         return rc;
2266 }
2267
2268 static int em_cmpxchg8b(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2269 {
2270         u64 old = ctxt->dst.orig_val64;
2271
2272         if (ctxt->dst.bytes == 16)
2273                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2274
2275         if (((u32) (old >> 0) != (u32) reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX)) ||
2276             ((u32) (old >> 32) != (u32) reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDX))) {
2277                 *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RAX) = (u32) (old >> 0);
2278                 *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDX) = (u32) (old >> 32);
2279                 ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_ZF;
2280         } else {
2281                 ctxt->dst.val64 = ((u64)reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX) << 32) |
2282                         (u32) reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBX);
2283
2284                 ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_ZF;
2285         }
2286         return X86EMUL_CONTINUE;
2287 }
2288
2289 static int em_ret(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2290 {
2291         int rc;
2292         unsigned long eip;
2293
2294         rc = emulate_pop(ctxt, &eip, ctxt->op_bytes);
2295         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2296                 return rc;
2297
2298         return assign_eip_near(ctxt, eip);
2299 }
2300
2301 static int em_ret_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2302 {
2303         int rc;
2304         unsigned long eip, cs;
2305         int cpl = ctxt->ops->cpl(ctxt);
2306         struct desc_struct new_desc;
2307
2308         rc = emulate_pop(ctxt, &eip, ctxt->op_bytes);
2309         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2310                 return rc;
2311         rc = emulate_pop(ctxt, &cs, ctxt->op_bytes);
2312         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2313                 return rc;
2314         /* Outer-privilege level return is not implemented */
2315         if (ctxt->mode >= X86EMUL_MODE_PROT16 && (cs & 3) > cpl)
2316                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2317         rc = __load_segment_descriptor(ctxt, (u16)cs, VCPU_SREG_CS, cpl,
2318                                        X86_TRANSFER_RET,
2319                                        &new_desc);
2320         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2321                 return rc;
2322         rc = assign_eip_far(ctxt, eip, &new_desc);
2323         /* Error handling is not implemented. */
2324         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2325                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2326
2327         return rc;
2328 }
2329
2330 static int em_ret_far_imm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2331 {
2332         int rc;
2333
2334         rc = em_ret_far(ctxt);
2335         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2336                 return rc;
2337         rsp_increment(ctxt, ctxt->src.val);
2338         return X86EMUL_CONTINUE;
2339 }
2340
2341 static int em_cmpxchg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2342 {
2343         /* Save real source value, then compare EAX against destination. */
2344         ctxt->dst.orig_val = ctxt->dst.val;
2345         ctxt->dst.val = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
2346         ctxt->src.orig_val = ctxt->src.val;
2347         ctxt->src.val = ctxt->dst.orig_val;
2348         fastop(ctxt, em_cmp);
2349
2350         if (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_ZF) {
2351                 /* Success: write back to memory; no update of EAX */
2352                 ctxt->src.type = OP_NONE;
2353                 ctxt->dst.val = ctxt->src.orig_val;
2354         } else {
2355                 /* Failure: write the value we saw to EAX. */
2356                 ctxt->src.type = OP_REG;
2357                 ctxt->src.addr.reg = reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
2358                 ctxt->src.val = ctxt->dst.orig_val;
2359                 /* Create write-cycle to dest by writing the same value */
2360                 ctxt->dst.val = ctxt->dst.orig_val;
2361         }
2362         return X86EMUL_CONTINUE;
2363 }
2364
2365 static int em_lseg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2366 {
2367         int seg = ctxt->src2.val;
2368         unsigned short sel;
2369         int rc;
2370
2371         memcpy(&sel, ctxt->src.valptr + ctxt->op_bytes, 2);
2372
2373         rc = load_segment_descriptor(ctxt, sel, seg);
2374         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2375                 return rc;
2376
2377         ctxt->dst.val = ctxt->src.val;
2378         return rc;
2379 }
2380
2381 static int emulator_has_longmode(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2382 {
2383 #ifdef CONFIG_X86_64
2384         return ctxt->ops->guest_has_long_mode(ctxt);
2385 #else
2386         return false;
2387 #endif
2388 }
2389
2390 static void rsm_set_desc_flags(struct desc_struct *desc, u32 flags)
2391 {
2392         desc->g    = (flags >> 23) & 1;
2393         desc->d    = (flags >> 22) & 1;
2394         desc->l    = (flags >> 21) & 1;
2395         desc->avl  = (flags >> 20) & 1;
2396         desc->p    = (flags >> 15) & 1;
2397         desc->dpl  = (flags >> 13) & 3;
2398         desc->s    = (flags >> 12) & 1;
2399         desc->type = (flags >>  8) & 15;
2400 }
2401
2402 static int rsm_load_seg_32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, const char *smstate,
2403                            int n)
2404 {
2405         struct desc_struct desc;
2406         int offset;
2407         u16 selector;
2408
2409         selector = GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7fa8 + n * 4);
2410
2411         if (n < 3)
2412                 offset = 0x7f84 + n * 12;
2413         else
2414                 offset = 0x7f2c + (n - 3) * 12;
2415
2416         set_desc_base(&desc,      GET_SMSTATE(u32, smstate, offset + 8));
2417         set_desc_limit(&desc,     GET_SMSTATE(u32, smstate, offset + 4));
2418         rsm_set_desc_flags(&desc, GET_SMSTATE(u32, smstate, offset));
2419         ctxt->ops->set_segment(ctxt, selector, &desc, 0, n);
2420         return X86EMUL_CONTINUE;
2421 }
2422
2423 #ifdef CONFIG_X86_64
2424 static int rsm_load_seg_64(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, const char *smstate,
2425                            int n)
2426 {
2427         struct desc_struct desc;
2428         int offset;
2429         u16 selector;
2430         u32 base3;
2431
2432         offset = 0x7e00 + n * 16;
2433
2434         selector =                GET_SMSTATE(u16, smstate, offset);
2435         rsm_set_desc_flags(&desc, GET_SMSTATE(u16, smstate, offset + 2) << 8);
2436         set_desc_limit(&desc,     GET_SMSTATE(u32, smstate, offset + 4));
2437         set_desc_base(&desc,      GET_SMSTATE(u32, smstate, offset + 8));
2438         base3 =                   GET_SMSTATE(u32, smstate, offset + 12);
2439
2440         ctxt->ops->set_segment(ctxt, selector, &desc, base3, n);
2441         return X86EMUL_CONTINUE;
2442 }
2443 #endif
2444
2445 static int rsm_enter_protected_mode(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2446                                     u64 cr0, u64 cr3, u64 cr4)
2447 {
2448         int bad;
2449         u64 pcid;
2450
2451         /* In order to later set CR4.PCIDE, CR3[11:0] must be zero.  */
2452         pcid = 0;
2453         if (cr4 & X86_CR4_PCIDE) {
2454                 pcid = cr3 & 0xfff;
2455                 cr3 &= ~0xfff;
2456         }
2457
2458         bad = ctxt->ops->set_cr(ctxt, 3, cr3);
2459         if (bad)
2460                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2461
2462         /*
2463          * First enable PAE, long mode needs it before CR0.PG = 1 is set.
2464          * Then enable protected mode.  However, PCID cannot be enabled
2465          * if EFER.LMA=0, so set it separately.
2466          */
2467         bad = ctxt->ops->set_cr(ctxt, 4, cr4 & ~X86_CR4_PCIDE);
2468         if (bad)
2469                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2470
2471         bad = ctxt->ops->set_cr(ctxt, 0, cr0);
2472         if (bad)
2473                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2474
2475         if (cr4 & X86_CR4_PCIDE) {
2476                 bad = ctxt->ops->set_cr(ctxt, 4, cr4);
2477                 if (bad)
2478                         return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2479                 if (pcid) {
2480                         bad = ctxt->ops->set_cr(ctxt, 3, cr3 | pcid);
2481                         if (bad)
2482                                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2483                 }
2484
2485         }
2486
2487         return X86EMUL_CONTINUE;
2488 }
2489
2490 static int rsm_load_state_32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2491                              const char *smstate)
2492 {
2493         struct desc_struct desc;
2494         struct desc_ptr dt;
2495         u16 selector;
2496         u32 val, cr0, cr3, cr4;
2497         int i;
2498
2499         cr0 =                      GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7ffc);
2500         cr3 =                      GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7ff8);
2501         ctxt->eflags =             GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7ff4) | X86_EFLAGS_FIXED;
2502         ctxt->_eip =               GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7ff0);
2503
2504         for (i = 0; i < 8; i++)
2505                 *reg_write(ctxt, i) = GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7fd0 + i * 4);
2506
2507         val = GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7fcc);
2508
2509         if (ctxt->ops->set_dr(ctxt, 6, (val & DR6_VOLATILE) | DR6_FIXED_1))
2510                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2511
2512         val = GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7fc8);
2513
2514         if (ctxt->ops->set_dr(ctxt, 7, (val & DR7_VOLATILE) | DR7_FIXED_1))
2515                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2516
2517         selector =                 GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7fc4);
2518         set_desc_base(&desc,       GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f64));
2519         set_desc_limit(&desc,      GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f60));
2520         rsm_set_desc_flags(&desc,  GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f5c));
2521         ctxt->ops->set_segment(ctxt, selector, &desc, 0, VCPU_SREG_TR);
2522
2523         selector =                 GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7fc0);
2524         set_desc_base(&desc,       GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f80));
2525         set_desc_limit(&desc,      GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f7c));
2526         rsm_set_desc_flags(&desc,  GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f78));
2527         ctxt->ops->set_segment(ctxt, selector, &desc, 0, VCPU_SREG_LDTR);
2528
2529         dt.address =               GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f74);
2530         dt.size =                  GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f70);
2531         ctxt->ops->set_gdt(ctxt, &dt);
2532
2533         dt.address =               GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f58);
2534         dt.size =                  GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f54);
2535         ctxt->ops->set_idt(ctxt, &dt);
2536
2537         for (i = 0; i < 6; i++) {
2538                 int r = rsm_load_seg_32(ctxt, smstate, i);
2539                 if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2540                         return r;
2541         }
2542
2543         cr4 = GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f14);
2544
2545         ctxt->ops->set_smbase(ctxt, GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7ef8));
2546
2547         return rsm_enter_protected_mode(ctxt, cr0, cr3, cr4);
2548 }
2549
2550 #ifdef CONFIG_X86_64
2551 static int rsm_load_state_64(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2552                              const char *smstate)
2553 {
2554         struct desc_struct desc;
2555         struct desc_ptr dt;
2556         u64 val, cr0, cr3, cr4;
2557         u32 base3;
2558         u16 selector;
2559         int i, r;
2560
2561         for (i = 0; i < 16; i++)
2562                 *reg_write(ctxt, i) = GET_SMSTATE(u64, smstate, 0x7ff8 - i * 8);
2563
2564         ctxt->_eip   = GET_SMSTATE(u64, smstate, 0x7f78);
2565         ctxt->eflags = GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f70) | X86_EFLAGS_FIXED;
2566
2567         val = GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f68);
2568
2569         if (ctxt->ops->set_dr(ctxt, 6, (val & DR6_VOLATILE) | DR6_FIXED_1))
2570                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2571
2572         val = GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f60);
2573
2574         if (ctxt->ops->set_dr(ctxt, 7, (val & DR7_VOLATILE) | DR7_FIXED_1))
2575                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2576
2577         cr0 =                       GET_SMSTATE(u64, smstate, 0x7f58);
2578         cr3 =                       GET_SMSTATE(u64, smstate, 0x7f50);
2579         cr4 =                       GET_SMSTATE(u64, smstate, 0x7f48);
2580         ctxt->ops->set_smbase(ctxt, GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7f00));
2581         val =                       GET_SMSTATE(u64, smstate, 0x7ed0);
2582
2583         if (ctxt->ops->set_msr(ctxt, MSR_EFER, val & ~EFER_LMA))
2584                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2585
2586         selector =                  GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e90);
2587         rsm_set_desc_flags(&desc,   GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e92) << 8);
2588         set_desc_limit(&desc,       GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e94));
2589         set_desc_base(&desc,        GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e98));
2590         base3 =                     GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e9c);
2591         ctxt->ops->set_segment(ctxt, selector, &desc, base3, VCPU_SREG_TR);
2592
2593         dt.size =                   GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e84);
2594         dt.address =                GET_SMSTATE(u64, smstate, 0x7e88);
2595         ctxt->ops->set_idt(ctxt, &dt);
2596
2597         selector =                  GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e70);
2598         rsm_set_desc_flags(&desc,   GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e72) << 8);
2599         set_desc_limit(&desc,       GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e74));
2600         set_desc_base(&desc,        GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e78));
2601         base3 =                     GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e7c);
2602         ctxt->ops->set_segment(ctxt, selector, &desc, base3, VCPU_SREG_LDTR);
2603
2604         dt.size =                   GET_SMSTATE(u32, smstate, 0x7e64);
2605         dt.address =                GET_SMSTATE(u64, smstate, 0x7e68);
2606         ctxt->ops->set_gdt(ctxt, &dt);
2607
2608         r = rsm_enter_protected_mode(ctxt, cr0, cr3, cr4);
2609         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2610                 return r;
2611
2612         for (i = 0; i < 6; i++) {
2613                 r = rsm_load_seg_64(ctxt, smstate, i);
2614                 if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2615                         return r;
2616         }
2617
2618         return X86EMUL_CONTINUE;
2619 }
2620 #endif
2621
2622 static int em_rsm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2623 {
2624         unsigned long cr0, cr4, efer;
2625         char buf[512];
2626         u64 smbase;
2627         int ret;
2628
2629         if ((ctxt->ops->get_hflags(ctxt) & X86EMUL_SMM_MASK) == 0)
2630                 return emulate_ud(ctxt);
2631
2632         smbase = ctxt->ops->get_smbase(ctxt);
2633
2634         ret = ctxt->ops->read_phys(ctxt, smbase + 0xfe00, buf, sizeof(buf));
2635         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2636                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2637
2638         if ((ctxt->ops->get_hflags(ctxt) & X86EMUL_SMM_INSIDE_NMI_MASK) == 0)
2639                 ctxt->ops->set_nmi_mask(ctxt, false);
2640
2641         ctxt->ops->set_hflags(ctxt, ctxt->ops->get_hflags(ctxt) &
2642                 ~(X86EMUL_SMM_INSIDE_NMI_MASK | X86EMUL_SMM_MASK));
2643
2644         /*
2645          * Get back to real mode, to prepare a safe state in which to load
2646          * CR0/CR3/CR4/EFER.  It's all a bit more complicated if the vCPU
2647          * supports long mode.
2648          */
2649         if (emulator_has_longmode(ctxt)) {
2650                 struct desc_struct cs_desc;
2651
2652                 /* Zero CR4.PCIDE before CR0.PG.  */
2653                 cr4 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4);
2654                 if (cr4 & X86_CR4_PCIDE)
2655                         ctxt->ops->set_cr(ctxt, 4, cr4 & ~X86_CR4_PCIDE);
2656
2657                 /* A 32-bit code segment is required to clear EFER.LMA.  */
2658                 memset(&cs_desc, 0, sizeof(cs_desc));
2659                 cs_desc.type = 0xb;
2660                 cs_desc.s = cs_desc.g = cs_desc.p = 1;
2661                 ctxt->ops->set_segment(ctxt, 0, &cs_desc, 0, VCPU_SREG_CS);
2662         }
2663
2664         /* For the 64-bit case, this will clear EFER.LMA.  */
2665         cr0 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0);
2666         if (cr0 & X86_CR0_PE)
2667                 ctxt->ops->set_cr(ctxt, 0, cr0 & ~(X86_CR0_PG | X86_CR0_PE));
2668
2669         if (emulator_has_longmode(ctxt)) {
2670                 /* Clear CR4.PAE before clearing EFER.LME. */
2671                 cr4 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4);
2672                 if (cr4 & X86_CR4_PAE)
2673                         ctxt->ops->set_cr(ctxt, 4, cr4 & ~X86_CR4_PAE);
2674
2675                 /* And finally go back to 32-bit mode.  */
2676                 efer = 0;
2677                 ctxt->ops->set_msr(ctxt, MSR_EFER, efer);
2678         }
2679
2680         /*
2681          * Give pre_leave_smm() a chance to make ISA-specific changes to the
2682          * vCPU state (e.g. enter guest mode) before loading state from the SMM
2683          * state-save area.
2684          */
2685         if (ctxt->ops->pre_leave_smm(ctxt, buf))
2686                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2687
2688 #ifdef CONFIG_X86_64
2689         if (emulator_has_longmode(ctxt))
2690                 ret = rsm_load_state_64(ctxt, buf);
2691         else
2692 #endif
2693                 ret = rsm_load_state_32(ctxt, buf);
2694
2695         if (ret != X86EMUL_CONTINUE) {
2696                 /* FIXME: should triple fault */
2697                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2698         }
2699
2700         ctxt->ops->post_leave_smm(ctxt);
2701
2702         return X86EMUL_CONTINUE;
2703 }
2704
2705 static void
2706 setup_syscalls_segments(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2707                         struct desc_struct *cs, struct desc_struct *ss)
2708 {
2709         cs->l = 0;              /* will be adjusted later */
2710         set_desc_base(cs, 0);   /* flat segment */
2711         cs->g = 1;              /* 4kb granularity */
2712         set_desc_limit(cs, 0xfffff);    /* 4GB limit */
2713         cs->type = 0x0b;        /* Read, Execute, Accessed */
2714         cs->s = 1;
2715         cs->dpl = 0;            /* will be adjusted later */
2716         cs->p = 1;
2717         cs->d = 1;
2718         cs->avl = 0;
2719
2720         set_desc_base(ss, 0);   /* flat segment */
2721         set_desc_limit(ss, 0xfffff);    /* 4GB limit */
2722         ss->g = 1;              /* 4kb granularity */
2723         ss->s = 1;
2724         ss->type = 0x03;        /* Read/Write, Accessed */
2725         ss->d = 1;              /* 32bit stack segment */
2726         ss->dpl = 0;
2727         ss->p = 1;
2728         ss->l = 0;
2729         ss->avl = 0;
2730 }
2731
2732 static bool vendor_intel(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2733 {
2734         u32 eax, ebx, ecx, edx;
2735
2736         eax = ecx = 0;
2737         ctxt->ops->get_cpuid(ctxt, &eax, &ebx, &ecx, &edx, true);
2738         return is_guest_vendor_intel(ebx, ecx, edx);
2739 }
2740
2741 static bool em_syscall_is_enabled(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2742 {
2743         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2744         u32 eax, ebx, ecx, edx;
2745
2746         /*
2747          * syscall should always be enabled in longmode - so only become
2748          * vendor specific (cpuid) if other modes are active...
2749          */
2750         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
2751                 return true;
2752
2753         eax = 0x00000000;
2754         ecx = 0x00000000;
2755         ops->get_cpuid(ctxt, &eax, &ebx, &ecx, &edx, true);
2756         /*
2757          * remark: Intel CPUs only support "syscall" in 64bit longmode. Also a
2758          * 64bit guest with a 32bit compat-app running will #UD !! While this
2759          * behaviour can be fixed (by emulating) into AMD response - CPUs of
2760          * AMD can't behave like Intel.
2761          */
2762         if (is_guest_vendor_intel(ebx, ecx, edx))
2763                 return false;
2764
2765         if (is_guest_vendor_amd(ebx, ecx, edx) ||
2766             is_guest_vendor_hygon(ebx, ecx, edx))
2767                 return true;
2768
2769         /*
2770          * default: (not Intel, not AMD, not Hygon), apply Intel's
2771          * stricter rules...
2772          */
2773         return false;
2774 }
2775
2776 static int em_syscall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2777 {
2778         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2779         struct desc_struct cs, ss;
2780         u64 msr_data;
2781         u16 cs_sel, ss_sel;
2782         u64 efer = 0;
2783
2784         /* syscall is not available in real mode */
2785         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
2786             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
2787                 return emulate_ud(ctxt);
2788
2789         if (!(em_syscall_is_enabled(ctxt)))
2790                 return emulate_ud(ctxt);
2791
2792         ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
2793         if (!(efer & EFER_SCE))
2794                 return emulate_ud(ctxt);
2795
2796         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
2797         ops->get_msr(ctxt, MSR_STAR, &msr_data);
2798         msr_data >>= 32;
2799         cs_sel = (u16)(msr_data & 0xfffc);
2800         ss_sel = (u16)(msr_data + 8);
2801
2802         if (efer & EFER_LMA) {
2803                 cs.d = 0;
2804                 cs.l = 1;
2805         }
2806         ops->set_segment(ctxt, cs_sel, &cs, 0, VCPU_SREG_CS);
2807         ops->set_segment(ctxt, ss_sel, &ss, 0, VCPU_SREG_SS);
2808
2809         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RCX) = ctxt->_eip;
2810         if (efer & EFER_LMA) {
2811 #ifdef CONFIG_X86_64
2812                 *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_R11) = ctxt->eflags;
2813
2814                 ops->get_msr(ctxt,
2815                              ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 ?
2816                              MSR_LSTAR : MSR_CSTAR, &msr_data);
2817                 ctxt->_eip = msr_data;
2818
2819                 ops->get_msr(ctxt, MSR_SYSCALL_MASK, &msr_data);
2820                 ctxt->eflags &= ~msr_data;
2821                 ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_FIXED;
2822 #endif
2823         } else {
2824                 /* legacy mode */
2825                 ops->get_msr(ctxt, MSR_STAR, &msr_data);
2826                 ctxt->_eip = (u32)msr_data;
2827
2828                 ctxt->eflags &= ~(X86_EFLAGS_VM | X86_EFLAGS_IF);
2829         }
2830
2831         ctxt->tf = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_TF) != 0;
2832         return X86EMUL_CONTINUE;
2833 }
2834
2835 static int em_sysenter(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2836 {
2837         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2838         struct desc_struct cs, ss;
2839         u64 msr_data;
2840         u16 cs_sel, ss_sel;
2841         u64 efer = 0;
2842
2843         ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
2844         /* inject #GP if in real mode */
2845         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL)
2846                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2847
2848         /*
2849          * Not recognized on AMD in compat mode (but is recognized in legacy
2850          * mode).
2851          */
2852         if ((ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64) && (efer & EFER_LMA)
2853             && !vendor_intel(ctxt))
2854                 return emulate_ud(ctxt);
2855
2856         /* sysenter/sysexit have not been tested in 64bit mode. */
2857         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
2858                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2859
2860         ops->get_msr(ctxt, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
2861         if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0)
2862                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2863
2864         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
2865         ctxt->eflags &= ~(X86_EFLAGS_VM | X86_EFLAGS_IF);
2866         cs_sel = (u16)msr_data & ~SEGMENT_RPL_MASK;
2867         ss_sel = cs_sel + 8;
2868         if (efer & EFER_LMA) {
2869                 cs.d = 0;
2870                 cs.l = 1;
2871         }
2872
2873         ops->set_segment(ctxt, cs_sel, &cs, 0, VCPU_SREG_CS);
2874         ops->set_segment(ctxt, ss_sel, &ss, 0, VCPU_SREG_SS);
2875
2876         ops->get_msr(ctxt, MSR_IA32_SYSENTER_EIP, &msr_data);
2877         ctxt->_eip = (efer & EFER_LMA) ? msr_data : (u32)msr_data;
2878
2879         ops->get_msr(ctxt, MSR_IA32_SYSENTER_ESP, &msr_data);
2880         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RSP) = (efer & EFER_LMA) ? msr_data :
2881                                                               (u32)msr_data;
2882
2883         return X86EMUL_CONTINUE;
2884 }
2885
2886 static int em_sysexit(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2887 {
2888         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2889         struct desc_struct cs, ss;
2890         u64 msr_data, rcx, rdx;
2891         int usermode;
2892         u16 cs_sel = 0, ss_sel = 0;
2893
2894         /* inject #GP if in real mode or Virtual 8086 mode */
2895         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
2896             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
2897                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2898
2899         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
2900
2901         if ((ctxt->rex_prefix & 0x8) != 0x0)
2902                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT64;
2903         else
2904                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT32;
2905
2906         rcx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX);
2907         rdx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDX);
2908
2909         cs.dpl = 3;
2910         ss.dpl = 3;
2911         ops->get_msr(ctxt, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
2912         switch (usermode) {
2913         case X86EMUL_MODE_PROT32:
2914                 cs_sel = (u16)(msr_data + 16);
2915                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0)
2916                         return emulate_gp(ctxt, 0);
2917                 ss_sel = (u16)(msr_data + 24);
2918                 rcx = (u32)rcx;
2919                 rdx = (u32)rdx;
2920                 break;
2921         case X86EMUL_MODE_PROT64:
2922                 cs_sel = (u16)(msr_data + 32);
2923                 if (msr_data == 0x0)
2924                         return emulate_gp(ctxt, 0);
2925                 ss_sel = cs_sel + 8;
2926                 cs.d = 0;
2927                 cs.l = 1;
2928                 if (emul_is_noncanonical_address(rcx, ctxt) ||
2929                     emul_is_noncanonical_address(rdx, ctxt))
2930                         return emulate_gp(ctxt, 0);
2931                 break;
2932         }
2933         cs_sel |= SEGMENT_RPL_MASK;
2934         ss_sel |= SEGMENT_RPL_MASK;
2935
2936         ops->set_segment(ctxt, cs_sel, &cs, 0, VCPU_SREG_CS);
2937         ops->set_segment(ctxt, ss_sel, &ss, 0, VCPU_SREG_SS);
2938
2939         ctxt->_eip = rdx;
2940         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RSP) = rcx;
2941
2942         return X86EMUL_CONTINUE;
2943 }
2944
2945 static bool emulator_bad_iopl(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2946 {
2947         int iopl;
2948         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL)
2949                 return false;
2950         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
2951                 return true;
2952         iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> X86_EFLAGS_IOPL_BIT;
2953         return ctxt->ops->cpl(ctxt) > iopl;
2954 }
2955
2956 #define VMWARE_PORT_VMPORT      (0x5658)
2957 #define VMWARE_PORT_VMRPC       (0x5659)
2958
2959 static bool emulator_io_port_access_allowed(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2960                                             u16 port, u16 len)
2961 {
2962         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2963         struct desc_struct tr_seg;
2964         u32 base3;
2965         int r;
2966         u16 tr, io_bitmap_ptr, perm, bit_idx = port & 0x7;
2967         unsigned mask = (1 << len) - 1;
2968         unsigned long base;
2969
2970         /*
2971          * VMware allows access to these ports even if denied
2972          * by TSS I/O permission bitmap. Mimic behavior.
2973          */
2974         if (enable_vmware_backdoor &&
2975             ((port == VMWARE_PORT_VMPORT) || (port == VMWARE_PORT_VMRPC)))
2976                 return true;
2977
2978         ops->get_segment(ctxt, &tr, &tr_seg, &base3, VCPU_SREG_TR);
2979         if (!tr_seg.p)
2980                 return false;
2981         if (desc_limit_scaled(&tr_seg) < 103)
2982                 return false;
2983         base = get_desc_base(&tr_seg);
2984 #ifdef CONFIG_X86_64
2985         base |= ((u64)base3) << 32;
2986 #endif
2987         r = ops->read_std(ctxt, base + 102, &io_bitmap_ptr, 2, NULL, true);
2988         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2989                 return false;
2990         if (io_bitmap_ptr + port/8 > desc_limit_scaled(&tr_seg))
2991                 return false;
2992         r = ops->read_std(ctxt, base + io_bitmap_ptr + port/8, &perm, 2, NULL, true);
2993         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2994                 return false;
2995         if ((perm >> bit_idx) & mask)
2996                 return false;
2997         return true;
2998 }
2999
3000 static bool emulator_io_permited(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
3001                                  u16 port, u16 len)
3002 {
3003         if (ctxt->perm_ok)
3004                 return true;
3005
3006         if (emulator_bad_iopl(ctxt))
3007                 if (!emulator_io_port_access_allowed(ctxt, port, len))
3008                         return false;
3009
3010         ctxt->perm_ok = true;
3011
3012         return true;
3013 }
3014
3015 static void string_registers_quirk(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3016 {
3017         /*
3018          * Intel CPUs mask the counter and pointers in quite strange
3019          * manner when ECX is zero due to REP-string optimizations.
3020          */
3021 #ifdef CONFIG_X86_64
3022         if (ctxt->ad_bytes != 4 || !vendor_intel(ctxt))
3023                 return;
3024
3025         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RCX) = 0;
3026
3027         switch (ctxt->b) {
3028         case 0xa4:      /* movsb */
3029         case 0xa5:      /* movsd/w */
3030                 *reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RSI) &= (u32)-1;
3031                 fallthrough;
3032         case 0xaa:      /* stosb */
3033         case 0xab:      /* stosd/w */
3034                 *reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RDI) &= (u32)-1;
3035         }
3036 #endif
3037 }
3038
3039 static void save_state_to_tss16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
3040                                 struct tss_segment_16 *tss)
3041 {
3042         tss->ip = ctxt->_eip;
3043         tss->flag = ctxt->eflags;
3044         tss->ax = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
3045         tss->cx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX);
3046         tss->dx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDX);
3047         tss->bx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBX);
3048         tss->sp = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSP);
3049         tss->bp = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBP);
3050         tss->si = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSI);
3051         tss->di = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDI);
3052
3053         tss->es = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_ES);
3054         tss->cs = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_CS);
3055         tss->ss = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_SS);
3056         tss->ds = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_DS);
3057         tss->ldt = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_LDTR);
3058 }
3059
3060 static int load_state_from_tss16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
3061                                  struct tss_segment_16 *tss)
3062 {
3063         int ret;
3064         u8 cpl;
3065
3066         ctxt->_eip = tss->ip;
3067         ctxt->eflags = tss->flag | 2;
3068         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RAX) = tss->ax;
3069         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RCX) = tss->cx;
3070         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDX) = tss->dx;
3071         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RBX) = tss->bx;
3072         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RSP) = tss->sp;
3073         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RBP) = tss->bp;
3074         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RSI) = tss->si;
3075         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDI) = tss->di;
3076
3077         /*
3078          * SDM says that segment selectors are loaded before segment
3079          * descriptors
3080          */
3081         set_segment_selector(ctxt, tss->ldt, VCPU_SREG_LDTR);
3082         set_segment_selector(ctxt, tss->es, VCPU_SREG_ES);
3083         set_segment_selector(ctxt, tss->cs, VCPU_SREG_CS);
3084         set_segment_selector(ctxt, tss->ss, VCPU_SREG_SS);
3085         set_segment_selector(ctxt, tss->ds, VCPU_SREG_DS);
3086
3087         cpl = tss->cs & 3;
3088
3089         /*
3090          * Now load segment descriptors. If fault happens at this stage
3091          * it is handled in a context of new task
3092          */
3093         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->ldt, VCPU_SREG_LDTR, cpl,
3094                                         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3095         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3096                 return ret;
3097         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->es, VCPU_SREG_ES, cpl,
3098                                         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3099         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3100                 return ret;
3101         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->cs, VCPU_SREG_CS, cpl,
3102                                         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3103         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3104                 return ret;
3105         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->ss, VCPU_SREG_SS, cpl,
3106                                         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3107         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3108                 return ret;
3109         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->ds, VCPU_SREG_DS, cpl,
3110                                         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3111         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3112                 return ret;
3113
3114         return X86EMUL_CONTINUE;
3115 }
3116
3117 static int task_switch_16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
3118                           u16 tss_selector, u16 old_tss_sel,
3119                           ulong old_tss_base, struct desc_struct *new_desc)
3120 {
3121         struct tss_segment_16 tss_seg;
3122         int ret;
3123         u32 new_tss_base = get_desc_base(new_desc);
3124
3125         ret = linear_read_system(ctxt, old_tss_base, &tss_seg, sizeof(tss_seg));
3126         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3127                 return ret;
3128
3129         save_state_to_tss16(ctxt, &tss_seg);
3130
3131         ret = linear_write_system(ctxt, old_tss_base, &tss_seg, sizeof(tss_seg));
3132         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3133                 return ret;
3134
3135         ret = linear_read_system(ctxt, new_tss_base, &tss_seg, sizeof(tss_seg));
3136         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3137                 return ret;
3138
3139         if (old_tss_sel != 0xffff) {
3140                 tss_seg.prev_task_link = old_tss_sel;
3141
3142                 ret = linear_write_system(ctxt, new_tss_base,
3143                                           &tss_seg.prev_task_link,
3144                                           sizeof(tss_seg.prev_task_link));
3145                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3146                         return ret;
3147         }
3148
3149         return load_state_from_tss16(ctxt, &tss_seg);
3150 }
3151
3152 static void save_state_to_tss32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
3153                                 struct tss_segment_32 *tss)
3154 {
3155         /* CR3 and ldt selector are not saved intentionally */
3156         tss->eip = ctxt->_eip;
3157         tss->eflags = ctxt->eflags;
3158         tss->eax = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
3159         tss->ecx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX);
3160         tss->edx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDX);
3161         tss->ebx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBX);
3162         tss->esp = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSP);
3163         tss->ebp = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBP);
3164         tss->esi = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RSI);
3165         tss->edi = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDI);
3166
3167         tss->es = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_ES);
3168         tss->cs = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_CS);
3169         tss->ss = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_SS);
3170         tss->ds = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_DS);
3171         tss->fs = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_FS);
3172         tss->gs = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_GS);
3173 }
3174
3175 static int load_state_from_tss32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
3176                                  struct tss_segment_32 *tss)
3177 {
3178         int ret;
3179         u8 cpl;
3180
3181         if (ctxt->ops->set_cr(ctxt, 3, tss->cr3))
3182                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3183         ctxt->_eip = tss->eip;
3184         ctxt->eflags = tss->eflags | 2;
3185
3186         /* General purpose registers */
3187         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RAX) = tss->eax;
3188         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RCX) = tss->ecx;
3189         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDX) = tss->edx;
3190         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RBX) = tss->ebx;
3191         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RSP) = tss->esp;
3192         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RBP) = tss->ebp;
3193         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RSI) = tss->esi;
3194         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDI) = tss->edi;
3195
3196         /*
3197          * SDM says that segment selectors are loaded before segment
3198          * descriptors.  This is important because CPL checks will
3199          * use CS.RPL.
3200          */
3201         set_segment_selector(ctxt, tss->ldt_selector, VCPU_SREG_LDTR);
3202         set_segment_selector(ctxt, tss->es, VCPU_SREG_ES);
3203         set_segment_selector(ctxt, tss->cs, VCPU_SREG_CS);
3204         set_segment_selector(ctxt, tss->ss, VCPU_SREG_SS);
3205         set_segment_selector(ctxt, tss->ds, VCPU_SREG_DS);
3206         set_segment_selector(ctxt, tss->fs, VCPU_SREG_FS);
3207         set_segment_selector(ctxt, tss->gs, VCPU_SREG_GS);
3208
3209         /*
3210          * If we're switching between Protected Mode and VM86, we need to make
3211          * sure to update the mode before loading the segment descriptors so
3212          * that the selectors are interpreted correctly.
3213          */
3214         if (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_VM) {
3215                 ctxt->mode = X86EMUL_MODE_VM86;
3216                 cpl = 3;
3217         } else {
3218                 ctxt->mode = X86EMUL_MODE_PROT32;
3219                 cpl = tss->cs & 3;
3220         }
3221
3222         /*
3223          * Now load segment descriptors. If fault happenes at this stage
3224          * it is handled in a context of new task
3225          */
3226         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->ldt_selector, VCPU_SREG_LDTR,
3227                                         cpl, X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3228         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3229                 return ret;
3230         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->es, VCPU_SREG_ES, cpl,
3231                                         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3232         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3233                 return ret;
3234         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->cs, VCPU_SREG_CS, cpl,
3235                                         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3236         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3237                 return ret;
3238         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->ss, VCPU_SREG_SS, cpl,
3239                                         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3240         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3241                 return ret;
3242         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->ds, VCPU_SREG_DS, cpl,
3243                                         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3244         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3245                 return ret;
3246         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->fs, VCPU_SREG_FS, cpl,
3247                                         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3248         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3249                 return ret;
3250         ret = __load_segment_descriptor(ctxt, tss->gs, VCPU_SREG_GS, cpl,
3251                                         X86_TRANSFER_TASK_SWITCH, NULL);
3252
3253         return ret;
3254 }
3255
3256 static int task_switch_32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
3257                           u16 tss_selector, u16 old_tss_sel,
3258                           ulong old_tss_base, struct desc_struct *new_desc)
3259 {
3260         struct tss_segment_32 tss_seg;
3261         int ret;
3262         u32 new_tss_base = get_desc_base(new_desc);
3263         u32 eip_offset = offsetof(struct tss_segment_32, eip);
3264         u32 ldt_sel_offset = offsetof(struct tss_segment_32, ldt_selector);
3265
3266         ret = linear_read_system(ctxt, old_tss_base, &tss_seg, sizeof(tss_seg));
3267         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3268                 return ret;
3269
3270         save_state_to_tss32(ctxt, &tss_seg);
3271
3272         /* Only GP registers and segment selectors are saved */
3273         ret = linear_write_system(ctxt, old_tss_base + eip_offset, &tss_seg.eip,
3274                                   ldt_sel_offset - eip_offset);
3275         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3276                 return ret;
3277
3278         ret = linear_read_system(ctxt, new_tss_base, &tss_seg, sizeof(tss_seg));
3279         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3280                 return ret;
3281
3282         if (old_tss_sel != 0xffff) {
3283                 tss_seg.prev_task_link = old_tss_sel;
3284
3285                 ret = linear_write_system(ctxt, new_tss_base,
3286                                           &tss_seg.prev_task_link,
3287                                           sizeof(tss_seg.prev_task_link));
3288                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3289                         return ret;
3290         }
3291
3292         return load_state_from_tss32(ctxt, &tss_seg);
3293 }
3294
3295 static int emulator_do_task_switch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
3296                                    u16 tss_selector, int idt_index, int reason,
3297                                    bool has_error_code, u32 error_code)
3298 {
3299         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
3300         struct desc_struct curr_tss_desc, next_tss_desc;
3301         int ret;
3302         u16 old_tss_sel = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_TR);
3303         ulong old_tss_base =
3304                 ops->get_cached_segment_base(ctxt, VCPU_SREG_TR);
3305         u32 desc_limit;
3306         ulong desc_addr, dr7;
3307
3308         /* FIXME: old_tss_base == ~0 ? */
3309
3310         ret = read_segment_descriptor(ctxt, tss_selector, &next_tss_desc, &desc_addr);
3311         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3312                 return ret;
3313         ret = read_segment_descriptor(ctxt, old_tss_sel, &curr_tss_desc, &desc_addr);
3314         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3315                 return ret;
3316
3317         /* FIXME: check that next_tss_desc is tss */
3318
3319         /*
3320          * Check privileges. The three cases are task switch caused by...
3321          *
3322          * 1. jmp/call/int to task gate: Check against DPL of the task gate
3323          * 2. Exception/IRQ/iret: No check is performed
3324          * 3. jmp/call to TSS/task-gate: No check is performed since the
3325          *    hardware checks it before exiting.
3326          */
3327         if (reason == TASK_SWITCH_GATE) {
3328                 if (idt_index != -1) {
3329                         /* Software interrupts */
3330                         struct desc_struct task_gate_desc;
3331                         int dpl;
3332
3333                         ret = read_interrupt_descriptor(ctxt, idt_index,
3334                                                         &task_gate_desc);
3335                         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3336                                 return ret;
3337
3338                         dpl = task_gate_desc.dpl;
3339                         if ((tss_selector & 3) > dpl || ops->cpl(ctxt) > dpl)
3340                                 return emulate_gp(ctxt, (idt_index << 3) | 0x2);
3341                 }
3342         }
3343
3344         desc_limit = desc_limit_scaled(&next_tss_desc);
3345         if (!next_tss_desc.p ||
3346             ((desc_limit < 0x67 && (next_tss_desc.type & 8)) ||
3347              desc_limit < 0x2b)) {
3348                 return emulate_ts(ctxt, tss_selector & 0xfffc);
3349         }
3350
3351         if (reason == TASK_SWITCH_IRET || reason == TASK_SWITCH_JMP) {
3352                 curr_tss_desc.type &= ~(1 << 1); /* clear busy flag */
3353                 write_segment_descriptor(ctxt, old_tss_sel, &curr_tss_desc);
3354         }
3355
3356         if (reason == TASK_SWITCH_IRET)
3357                 ctxt->eflags = ctxt->eflags & ~X86_EFLAGS_NT;
3358
3359         /* set back link to prev task only if NT bit is set in eflags
3360            note that old_tss_sel is not used after this point */
3361         if (reason != TASK_SWITCH_CALL && reason != TASK_SWITCH_GATE)
3362                 old_tss_sel = 0xffff;
3363
3364         if (next_tss_desc.type & 8)
3365                 ret = task_switch_32(ctxt, tss_selector, old_tss_sel,
3366                                      old_tss_base, &next_tss_desc);
3367         else
3368                 ret = task_switch_16(ctxt, tss_selector, old_tss_sel,
3369                                      old_tss_base, &next_tss_desc);
3370         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
3371                 return ret;
3372
3373         if (reason == TASK_SWITCH_CALL || reason == TASK_SWITCH_GATE)
3374                 ctxt->eflags = ctxt->eflags | X86_EFLAGS_NT;
3375
3376         if (reason != TASK_SWITCH_IRET) {
3377                 next_tss_desc.type |= (1 << 1); /* set busy flag */
3378                 write_segment_descriptor(ctxt, tss_selector, &next_tss_desc);
3379         }
3380
3381         ops->set_cr(ctxt, 0,  ops->get_cr(ctxt, 0) | X86_CR0_TS);
3382         ops->set_segment(ctxt, tss_selector, &next_tss_desc, 0, VCPU_SREG_TR);
3383
3384         if (has_error_code) {
3385                 ctxt->op_bytes = ctxt->ad_bytes = (next_tss_desc.type & 8) ? 4 : 2;
3386                 ctxt->lock_prefix = 0;
3387                 ctxt->src.val = (unsigned long) error_code;
3388                 ret = em_push(ctxt);
3389         }
3390
3391         ops->get_dr(ctxt, 7, &dr7);
3392         ops->set_dr(ctxt, 7, dr7 & ~(DR_LOCAL_ENABLE_MASK | DR_LOCAL_SLOWDOWN));
3393
3394         return ret;
3395 }
3396
3397 int emulator_task_switch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
3398                          u16 tss_selector, int idt_index, int reason,
3399                          bool has_error_code, u32 error_code)
3400 {
3401         int rc;
3402
3403         invalidate_registers(ctxt);
3404         ctxt->_eip = ctxt->eip;
3405         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3406
3407         rc = emulator_do_task_switch(ctxt, tss_selector, idt_index, reason,
3408                                      has_error_code, error_code);
3409
3410         if (rc == X86EMUL_CONTINUE) {
3411                 ctxt->eip = ctxt->_eip;
3412                 writeback_registers(ctxt);
3413         }
3414
3415         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? EMULATION_FAILED : EMULATION_OK;
3416 }
3417
3418 static void string_addr_inc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int reg,
3419                 struct operand *op)
3420 {
3421         int df = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_DF) ? -op->count : op->count;
3422
3423         register_address_increment(ctxt, reg, df * op->bytes);
3424         op->addr.mem.ea = register_address(ctxt, reg);
3425 }
3426
3427 static int em_das(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3428 {
3429         u8 al, old_al;
3430         bool af, cf, old_cf;
3431
3432         cf = ctxt->eflags & X86_EFLAGS_CF;
3433         al = ctxt->dst.val;
3434
3435         old_al = al;
3436         old_cf = cf;
3437         cf = false;
3438         af = ctxt->eflags & X86_EFLAGS_AF;
3439         if ((al & 0x0f) > 9 || af) {
3440                 al -= 6;
3441                 cf = old_cf | (al >= 250);
3442                 af = true;
3443         } else {
3444                 af = false;
3445         }
3446         if (old_al > 0x99 || old_cf) {
3447                 al -= 0x60;
3448                 cf = true;
3449         }
3450
3451         ctxt->dst.val = al;
3452         /* Set PF, ZF, SF */
3453         ctxt->src.type = OP_IMM;
3454         ctxt->src.val = 0;
3455         ctxt->src.bytes = 1;
3456         fastop(ctxt, em_or);
3457         ctxt->eflags &= ~(X86_EFLAGS_AF | X86_EFLAGS_CF);
3458         if (cf)
3459                 ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_CF;
3460         if (af)
3461                 ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_AF;
3462         return X86EMUL_CONTINUE;
3463 }
3464
3465 static int em_aam(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3466 {
3467         u8 al, ah;
3468
3469         if (ctxt->src.val == 0)
3470                 return emulate_de(ctxt);
3471
3472         al = ctxt->dst.val & 0xff;
3473         ah = al / ctxt->src.val;
3474         al %= ctxt->src.val;
3475
3476         ctxt->dst.val = (ctxt->dst.val & 0xffff0000) | al | (ah << 8);
3477
3478         /* Set PF, ZF, SF */
3479         ctxt->src.type = OP_IMM;
3480         ctxt->src.val = 0;
3481         ctxt->src.bytes = 1;
3482         fastop(ctxt, em_or);
3483
3484         return X86EMUL_CONTINUE;
3485 }
3486
3487 static int em_aad(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3488 {
3489         u8 al = ctxt->dst.val & 0xff;
3490         u8 ah = (ctxt->dst.val >> 8) & 0xff;
3491
3492         al = (al + (ah * ctxt->src.val)) & 0xff;
3493
3494         ctxt->dst.val = (ctxt->dst.val & 0xffff0000) | al;
3495
3496         /* Set PF, ZF, SF */
3497         ctxt->src.type = OP_IMM;
3498         ctxt->src.val = 0;
3499         ctxt->src.bytes = 1;
3500         fastop(ctxt, em_or);
3501
3502         return X86EMUL_CONTINUE;
3503 }
3504
3505 static int em_call(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3506 {
3507         int rc;
3508         long rel = ctxt->src.val;
3509
3510         ctxt->src.val = (unsigned long)ctxt->_eip;
3511         rc = jmp_rel(ctxt, rel);
3512         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3513                 return rc;
3514         return em_push(ctxt);
3515 }
3516
3517 static int em_call_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3518 {
3519         u16 sel, old_cs;
3520         ulong old_eip;
3521         int rc;
3522         struct desc_struct old_desc, new_desc;
3523         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
3524         int cpl = ctxt->ops->cpl(ctxt);
3525         enum x86emul_mode prev_mode = ctxt->mode;
3526
3527         old_eip = ctxt->_eip;
3528         ops->get_segment(ctxt, &old_cs, &old_desc, NULL, VCPU_SREG_CS);
3529
3530         memcpy(&sel, ctxt->src.valptr + ctxt->op_bytes, 2);
3531         rc = __load_segment_descriptor(ctxt, sel, VCPU_SREG_CS, cpl,
3532                                        X86_TRANSFER_CALL_JMP, &new_desc);
3533         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3534                 return rc;
3535
3536         rc = assign_eip_far(ctxt, ctxt->src.val, &new_desc);
3537         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3538                 goto fail;
3539
3540         ctxt->src.val = old_cs;
3541         rc = em_push(ctxt);
3542         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3543                 goto fail;
3544
3545         ctxt->src.val = old_eip;
3546         rc = em_push(ctxt);
3547         /* If we failed, we tainted the memory, but the very least we should
3548            restore cs */
3549         if (rc != X86EMUL_CONTINUE) {
3550                 pr_warn_once("faulting far call emulation tainted memory\n");
3551                 goto fail;
3552         }
3553         return rc;
3554 fail:
3555         ops->set_segment(ctxt, old_cs, &old_desc, 0, VCPU_SREG_CS);
3556         ctxt->mode = prev_mode;
3557         return rc;
3558
3559 }
3560
3561 static int em_ret_near_imm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3562 {
3563         int rc;
3564         unsigned long eip;
3565
3566         rc = emulate_pop(ctxt, &eip, ctxt->op_bytes);
3567         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3568                 return rc;
3569         rc = assign_eip_near(ctxt, eip);
3570         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3571                 return rc;
3572         rsp_increment(ctxt, ctxt->src.val);
3573         return X86EMUL_CONTINUE;
3574 }
3575
3576 static int em_xchg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3577 {
3578         /* Write back the register source. */
3579         ctxt->src.val = ctxt->dst.val;
3580         write_register_operand(&ctxt->src);
3581
3582         /* Write back the memory destination with implicit LOCK prefix. */
3583         ctxt->dst.val = ctxt->src.orig_val;
3584         ctxt->lock_prefix = 1;
3585         return X86EMUL_CONTINUE;
3586 }
3587
3588 static int em_imul_3op(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3589 {
3590         ctxt->dst.val = ctxt->src2.val;
3591         return fastop(ctxt, em_imul);
3592 }
3593
3594 static int em_cwd(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3595 {
3596         ctxt->dst.type = OP_REG;
3597         ctxt->dst.bytes = ctxt->src.bytes;
3598         ctxt->dst.addr.reg = reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RDX);
3599         ctxt->dst.val = ~((ctxt->src.val >> (ctxt->src.bytes * 8 - 1)) - 1);
3600
3601         return X86EMUL_CONTINUE;
3602 }
3603
3604 static int em_rdpid(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3605 {
3606         u64 tsc_aux = 0;
3607
3608         if (ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_TSC_AUX, &tsc_aux))
3609                 return emulate_ud(ctxt);
3610         ctxt->dst.val = tsc_aux;
3611         return X86EMUL_CONTINUE;
3612 }
3613
3614 static int em_rdtsc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3615 {
3616         u64 tsc = 0;
3617
3618         ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_IA32_TSC, &tsc);
3619         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RAX) = (u32)tsc;
3620         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDX) = tsc >> 32;
3621         return X86EMUL_CONTINUE;
3622 }
3623
3624 static int em_rdpmc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3625 {
3626         u64 pmc;
3627
3628         if (ctxt->ops->read_pmc(ctxt, reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX), &pmc))
3629                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3630         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RAX) = (u32)pmc;
3631         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDX) = pmc >> 32;
3632         return X86EMUL_CONTINUE;
3633 }
3634
3635 static int em_mov(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3636 {
3637         memcpy(ctxt->dst.valptr, ctxt->src.valptr, sizeof(ctxt->src.valptr));
3638         return X86EMUL_CONTINUE;
3639 }
3640
3641 static int em_movbe(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3642 {
3643         u16 tmp;
3644
3645         if (!ctxt->ops->guest_has_movbe(ctxt))
3646                 return emulate_ud(ctxt);
3647
3648         switch (ctxt->op_bytes) {
3649         case 2:
3650                 /*
3651                  * From MOVBE definition: "...When the operand size is 16 bits,
3652                  * the upper word of the destination register remains unchanged
3653                  * ..."
3654                  *
3655                  * Both casting ->valptr and ->val to u16 breaks strict aliasing
3656                  * rules so we have to do the operation almost per hand.
3657                  */
3658                 tmp = (u16)ctxt->src.val;
3659                 ctxt->dst.val &= ~0xffffUL;
3660                 ctxt->dst.val |= (unsigned long)swab16(tmp);
3661                 break;
3662         case 4:
3663                 ctxt->dst.val = swab32((u32)ctxt->src.val);
3664                 break;
3665         case 8:
3666                 ctxt->dst.val = swab64(ctxt->src.val);
3667                 break;
3668         default:
3669                 BUG();
3670         }
3671         return X86EMUL_CONTINUE;
3672 }
3673
3674 static int em_cr_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3675 {
3676         if (ctxt->ops->set_cr(ctxt, ctxt->modrm_reg, ctxt->src.val))
3677                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3678
3679         /* Disable writeback. */
3680         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3681         return X86EMUL_CONTINUE;
3682 }
3683
3684 static int em_dr_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3685 {
3686         unsigned long val;
3687
3688         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
3689                 val = ctxt->src.val & ~0ULL;
3690         else
3691                 val = ctxt->src.val & ~0U;
3692
3693         /* #UD condition is already handled. */
3694         if (ctxt->ops->set_dr(ctxt, ctxt->modrm_reg, val) < 0)
3695                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3696
3697         /* Disable writeback. */
3698         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3699         return X86EMUL_CONTINUE;
3700 }
3701
3702 static int em_wrmsr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3703 {
3704         u64 msr_index = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX);
3705         u64 msr_data;
3706         int r;
3707
3708         msr_data = (u32)reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX)
3709                 | ((u64)reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDX) << 32);
3710         r = ctxt->ops->set_msr(ctxt, msr_index, msr_data);
3711
3712         if (r == X86EMUL_IO_NEEDED)
3713                 return r;
3714
3715         if (r > 0)
3716                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3717
3718         return r < 0 ? X86EMUL_UNHANDLEABLE : X86EMUL_CONTINUE;
3719 }
3720
3721 static int em_rdmsr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3722 {
3723         u64 msr_index = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX);
3724         u64 msr_data;
3725         int r;
3726
3727         r = ctxt->ops->get_msr(ctxt, msr_index, &msr_data);
3728
3729         if (r == X86EMUL_IO_NEEDED)
3730                 return r;
3731
3732         if (r)
3733                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3734
3735         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RAX) = (u32)msr_data;
3736         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDX) = msr_data >> 32;
3737         return X86EMUL_CONTINUE;
3738 }
3739
3740 static int em_store_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int segment)
3741 {
3742         if (segment > VCPU_SREG_GS &&
3743             (ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4) & X86_CR4_UMIP) &&
3744             ctxt->ops->cpl(ctxt) > 0)
3745                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3746
3747         ctxt->dst.val = get_segment_selector(ctxt, segment);
3748         if (ctxt->dst.bytes == 4 && ctxt->dst.type == OP_MEM)
3749                 ctxt->dst.bytes = 2;
3750         return X86EMUL_CONTINUE;
3751 }
3752
3753 static int em_mov_rm_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3754 {
3755         if (ctxt->modrm_reg > VCPU_SREG_GS)
3756                 return emulate_ud(ctxt);
3757
3758         return em_store_sreg(ctxt, ctxt->modrm_reg);
3759 }
3760
3761 static int em_mov_sreg_rm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3762 {
3763         u16 sel = ctxt->src.val;
3764
3765         if (ctxt->modrm_reg == VCPU_SREG_CS || ctxt->modrm_reg > VCPU_SREG_GS)
3766                 return emulate_ud(ctxt);
3767
3768         if (ctxt->modrm_reg == VCPU_SREG_SS)
3769                 ctxt->interruptibility = KVM_X86_SHADOW_INT_MOV_SS;
3770
3771         /* Disable writeback. */
3772         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3773         return load_segment_descriptor(ctxt, sel, ctxt->modrm_reg);
3774 }
3775
3776 static int em_sldt(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3777 {
3778         return em_store_sreg(ctxt, VCPU_SREG_LDTR);
3779 }
3780
3781 static int em_lldt(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3782 {
3783         u16 sel = ctxt->src.val;
3784
3785         /* Disable writeback. */
3786         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3787         return load_segment_descriptor(ctxt, sel, VCPU_SREG_LDTR);
3788 }
3789
3790 static int em_str(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3791 {
3792         return em_store_sreg(ctxt, VCPU_SREG_TR);
3793 }
3794
3795 static int em_ltr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3796 {
3797         u16 sel = ctxt->src.val;
3798
3799         /* Disable writeback. */
3800         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3801         return load_segment_descriptor(ctxt, sel, VCPU_SREG_TR);
3802 }
3803
3804 static int em_invlpg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3805 {
3806         int rc;
3807         ulong linear;
3808
3809         rc = linearize(ctxt, ctxt->src.addr.mem, 1, false, &linear);
3810         if (rc == X86EMUL_CONTINUE)
3811                 ctxt->ops->invlpg(ctxt, linear);
3812         /* Disable writeback. */
3813         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3814         return X86EMUL_CONTINUE;
3815 }
3816
3817 static int em_clts(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3818 {
3819         ulong cr0;
3820
3821         cr0 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0);
3822         cr0 &= ~X86_CR0_TS;
3823         ctxt->ops->set_cr(ctxt, 0, cr0);
3824         return X86EMUL_CONTINUE;
3825 }
3826
3827 static int em_hypercall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3828 {
3829         int rc = ctxt->ops->fix_hypercall(ctxt);
3830
3831         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3832                 return rc;
3833
3834         /* Let the processor re-execute the fixed hypercall */
3835         ctxt->_eip = ctxt->eip;
3836         /* Disable writeback. */
3837         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3838         return X86EMUL_CONTINUE;
3839 }
3840
3841 static int emulate_store_desc_ptr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
3842                                   void (*get)(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
3843                                               struct desc_ptr *ptr))
3844 {
3845         struct desc_ptr desc_ptr;
3846
3847         if ((ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4) & X86_CR4_UMIP) &&
3848             ctxt->ops->cpl(ctxt) > 0)
3849                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3850
3851         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
3852                 ctxt->op_bytes = 8;
3853         get(ctxt, &desc_ptr);
3854         if (ctxt->op_bytes == 2) {
3855                 ctxt->op_bytes = 4;
3856                 desc_ptr.address &= 0x00ffffff;
3857         }
3858         /* Disable writeback. */
3859         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3860         return segmented_write_std(ctxt, ctxt->dst.addr.mem,
3861                                    &desc_ptr, 2 + ctxt->op_bytes);
3862 }
3863
3864 static int em_sgdt(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3865 {
3866         return emulate_store_desc_ptr(ctxt, ctxt->ops->get_gdt);
3867 }
3868
3869 static int em_sidt(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3870 {
3871         return emulate_store_desc_ptr(ctxt, ctxt->ops->get_idt);
3872 }
3873
3874 static int em_lgdt_lidt(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, bool lgdt)
3875 {
3876         struct desc_ptr desc_ptr;
3877         int rc;
3878
3879         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
3880                 ctxt->op_bytes = 8;
3881         rc = read_descriptor(ctxt, ctxt->src.addr.mem,
3882                              &desc_ptr.size, &desc_ptr.address,
3883                              ctxt->op_bytes);
3884         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3885                 return rc;
3886         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 &&
3887             emul_is_noncanonical_address(desc_ptr.address, ctxt))
3888                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3889         if (lgdt)
3890                 ctxt->ops->set_gdt(ctxt, &desc_ptr);
3891         else
3892                 ctxt->ops->set_idt(ctxt, &desc_ptr);
3893         /* Disable writeback. */
3894         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3895         return X86EMUL_CONTINUE;
3896 }
3897
3898 static int em_lgdt(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3899 {
3900         return em_lgdt_lidt(ctxt, true);
3901 }
3902
3903 static int em_lidt(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3904 {
3905         return em_lgdt_lidt(ctxt, false);
3906 }
3907
3908 static int em_smsw(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3909 {
3910         if ((ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4) & X86_CR4_UMIP) &&
3911             ctxt->ops->cpl(ctxt) > 0)
3912                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3913
3914         if (ctxt->dst.type == OP_MEM)
3915                 ctxt->dst.bytes = 2;
3916         ctxt->dst.val = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0);
3917         return X86EMUL_CONTINUE;
3918 }
3919
3920 static int em_lmsw(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3921 {
3922         ctxt->ops->set_cr(ctxt, 0, (ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0) & ~0x0eul)
3923                           | (ctxt->src.val & 0x0f));
3924         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3925         return X86EMUL_CONTINUE;
3926 }
3927
3928 static int em_loop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3929 {
3930         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
3931
3932         register_address_increment(ctxt, VCPU_REGS_RCX, -1);
3933         if ((address_mask(ctxt, reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX)) != 0) &&
3934             (ctxt->b == 0xe2 || test_cc(ctxt->b ^ 0x5, ctxt->eflags)))
3935                 rc = jmp_rel(ctxt, ctxt->src.val);
3936
3937         return rc;
3938 }
3939
3940 static int em_jcxz(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3941 {
3942         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
3943
3944         if (address_mask(ctxt, reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX)) == 0)
3945                 rc = jmp_rel(ctxt, ctxt->src.val);
3946
3947         return rc;
3948 }
3949
3950 static int em_in(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3951 {
3952         if (!pio_in_emulated(ctxt, ctxt->dst.bytes, ctxt->src.val,
3953                              &ctxt->dst.val))
3954                 return X86EMUL_IO_NEEDED;
3955
3956         return X86EMUL_CONTINUE;
3957 }
3958
3959 static int em_out(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3960 {
3961         ctxt->ops->pio_out_emulated(ctxt, ctxt->src.bytes, ctxt->dst.val,
3962                                     &ctxt->src.val, 1);
3963         /* Disable writeback. */
3964         ctxt->dst.type = OP_NONE;
3965         return X86EMUL_CONTINUE;
3966 }
3967
3968 static int em_cli(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3969 {
3970         if (emulator_bad_iopl(ctxt))
3971                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3972
3973         ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_IF;
3974         return X86EMUL_CONTINUE;
3975 }
3976
3977 static int em_sti(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3978 {
3979         if (emulator_bad_iopl(ctxt))
3980                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3981
3982         ctxt->interruptibility = KVM_X86_SHADOW_INT_STI;
3983         ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_IF;
3984         return X86EMUL_CONTINUE;
3985 }
3986
3987 static int em_cpuid(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3988 {
3989         u32 eax, ebx, ecx, edx;
3990         u64 msr = 0;
3991
3992         ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_MISC_FEATURES_ENABLES, &msr);
3993         if (msr & MSR_MISC_FEATURES_ENABLES_CPUID_FAULT &&
3994             ctxt->ops->cpl(ctxt)) {
3995                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3996         }
3997
3998         eax = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
3999         ecx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX);
4000         ctxt->ops->get_cpuid(ctxt, &eax, &ebx, &ecx, &edx, false);
4001         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RAX) = eax;
4002         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RBX) = ebx;
4003         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RCX) = ecx;
4004         *reg_write(ctxt, VCPU_REGS_RDX) = edx;
4005         return X86EMUL_CONTINUE;
4006 }
4007
4008 static int em_sahf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4009 {
4010         u32 flags;
4011
4012         flags = X86_EFLAGS_CF | X86_EFLAGS_PF | X86_EFLAGS_AF | X86_EFLAGS_ZF |
4013                 X86_EFLAGS_SF;
4014         flags &= *reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RAX) >> 8;
4015
4016         ctxt->eflags &= ~0xffUL;
4017         ctxt->eflags |= flags | X86_EFLAGS_FIXED;
4018         return X86EMUL_CONTINUE;
4019 }
4020
4021 static int em_lahf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4022 {
4023         *reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RAX) &= ~0xff00UL;
4024         *reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RAX) |= (ctxt->eflags & 0xff) << 8;
4025         return X86EMUL_CONTINUE;
4026 }
4027
4028 static int em_bswap(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4029 {
4030         switch (ctxt->op_bytes) {
4031 #ifdef CONFIG_X86_64
4032         case 8:
4033                 asm("bswap %0" : "+r"(ctxt->dst.val));
4034                 break;
4035 #endif
4036         default:
4037                 asm("bswap %0" : "+r"(*(u32 *)&ctxt->dst.val));
4038                 break;
4039         }
4040         return X86EMUL_CONTINUE;
4041 }
4042
4043 static int em_clflush(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4044 {
4045         /* emulating clflush regardless of cpuid */
4046         return X86EMUL_CONTINUE;
4047 }
4048
4049 static int em_movsxd(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4050 {
4051         ctxt->dst.val = (s32) ctxt->src.val;
4052         return X86EMUL_CONTINUE;
4053 }
4054
4055 static int check_fxsr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4056 {
4057         if (!ctxt->ops->guest_has_fxsr(ctxt))
4058                 return emulate_ud(ctxt);
4059
4060         if (ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0) & (X86_CR0_TS | X86_CR0_EM))
4061                 return emulate_nm(ctxt);
4062
4063         /*
4064          * Don't emulate a case that should never be hit, instead of working
4065          * around a lack of fxsave64/fxrstor64 on old compilers.
4066          */
4067         if (ctxt->mode >= X86EMUL_MODE_PROT64)
4068                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
4069
4070         return X86EMUL_CONTINUE;
4071 }
4072
4073 /*
4074  * Hardware doesn't save and restore XMM 0-7 without CR4.OSFXSR, but does save
4075  * and restore MXCSR.
4076  */
4077 static size_t __fxstate_size(int nregs)
4078 {
4079         return offsetof(struct fxregs_state, xmm_space[0]) + nregs * 16;
4080 }
4081
4082 static inline size_t fxstate_size(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4083 {
4084         bool cr4_osfxsr;
4085         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
4086                 return __fxstate_size(16);
4087
4088         cr4_osfxsr = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4) & X86_CR4_OSFXSR;
4089         return __fxstate_size(cr4_osfxsr ? 8 : 0);
4090 }
4091
4092 /*
4093  * FXSAVE and FXRSTOR have 4 different formats depending on execution mode,
4094  *  1) 16 bit mode
4095  *  2) 32 bit mode
4096  *     - like (1), but FIP and FDP (foo) are only 16 bit.  At least Intel CPUs
4097  *       preserve whole 32 bit values, though, so (1) and (2) are the same wrt.
4098  *       save and restore
4099  *  3) 64-bit mode with REX.W prefix
4100  *     - like (2), but XMM 8-15 are being saved and restored
4101  *  4) 64-bit mode without REX.W prefix
4102  *     - like (3), but FIP and FDP are 64 bit
4103  *
4104  * Emulation uses (3) for (1) and (2) and preserves XMM 8-15 to reach the
4105  * desired result.  (4) is not emulated.
4106  *
4107  * Note: Guest and host CPUID.(EAX=07H,ECX=0H):EBX[bit 13] (deprecate FPU CS
4108  * and FPU DS) should match.
4109  */
4110 static int em_fxsave(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4111 {
4112         struct fxregs_state fx_state;
4113         int rc;
4114
4115         rc = check_fxsr(ctxt);
4116         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4117                 return rc;
4118
4119         emulator_get_fpu();
4120
4121         rc = asm_safe("fxsave %[fx]", , [fx] "+m"(fx_state));
4122
4123         emulator_put_fpu();
4124
4125         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4126                 return rc;
4127
4128         return segmented_write_std(ctxt, ctxt->memop.addr.mem, &fx_state,
4129                                    fxstate_size(ctxt));
4130 }
4131
4132 /*
4133  * FXRSTOR might restore XMM registers not provided by the guest. Fill
4134  * in the host registers (via FXSAVE) instead, so they won't be modified.
4135  * (preemption has to stay disabled until FXRSTOR).
4136  *
4137  * Use noinline to keep the stack for other functions called by callers small.
4138  */
4139 static noinline int fxregs_fixup(struct fxregs_state *fx_state,
4140                                  const size_t used_size)
4141 {
4142         struct fxregs_state fx_tmp;
4143         int rc;
4144
4145         rc = asm_safe("fxsave %[fx]", , [fx] "+m"(fx_tmp));
4146         memcpy((void *)fx_state + used_size, (void *)&fx_tmp + used_size,
4147                __fxstate_size(16) - used_size);
4148
4149         return rc;
4150 }
4151
4152 static int em_fxrstor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4153 {
4154         struct fxregs_state fx_state;
4155         int rc;
4156         size_t size;
4157
4158         rc = check_fxsr(ctxt);
4159         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4160                 return rc;
4161
4162         size = fxstate_size(ctxt);
4163         rc = segmented_read_std(ctxt, ctxt->memop.addr.mem, &fx_state, size);
4164         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4165                 return rc;
4166
4167         emulator_get_fpu();
4168
4169         if (size < __fxstate_size(16)) {
4170                 rc = fxregs_fixup(&fx_state, size);
4171                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
4172                         goto out;
4173         }
4174
4175         if (fx_state.mxcsr >> 16) {
4176                 rc = emulate_gp(ctxt, 0);
4177                 goto out;
4178         }
4179
4180         if (rc == X86EMUL_CONTINUE)
4181                 rc = asm_safe("fxrstor %[fx]", : [fx] "m"(fx_state));
4182
4183 out:
4184         emulator_put_fpu();
4185
4186         return rc;
4187 }
4188
4189 static int em_xsetbv(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4190 {
4191         u32 eax, ecx, edx;
4192
4193         eax = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
4194         edx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RDX);
4195         ecx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX);
4196
4197         if (ctxt->ops->set_xcr(ctxt, ecx, ((u64)edx << 32) | eax))
4198                 return emulate_gp(ctxt, 0);
4199
4200         return X86EMUL_CONTINUE;
4201 }
4202
4203 static bool valid_cr(int nr)
4204 {
4205         switch (nr) {
4206         case 0:
4207         case 2 ... 4:
4208         case 8:
4209                 return true;
4210         default:
4211                 return false;
4212         }
4213 }
4214
4215 static int check_cr_read(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4216 {
4217         if (!valid_cr(ctxt->modrm_reg))
4218                 return emulate_ud(ctxt);
4219
4220         return X86EMUL_CONTINUE;
4221 }
4222
4223 static int check_cr_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4224 {
4225         u64 new_val = ctxt->src.val64;
4226         int cr = ctxt->modrm_reg;
4227         u64 efer = 0;
4228
4229         static u64 cr_reserved_bits[] = {
4230                 0xffffffff00000000ULL,
4231                 0, 0, 0, /* CR3 checked later */
4232                 CR4_RESERVED_BITS,
4233                 0, 0, 0,
4234                 CR8_RESERVED_BITS,
4235         };
4236
4237         if (!valid_cr(cr))
4238                 return emulate_ud(ctxt);
4239
4240         if (new_val & cr_reserved_bits[cr])
4241                 return emulate_gp(ctxt, 0);
4242
4243         switch (cr) {
4244         case 0: {
4245                 u64 cr4;
4246                 if (((new_val & X86_CR0_PG) && !(new_val & X86_CR0_PE)) ||
4247                     ((new_val & X86_CR0_NW) && !(new_val & X86_CR0_CD)))
4248                         return emulate_gp(ctxt, 0);
4249
4250                 cr4 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4);
4251                 ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
4252
4253                 if ((new_val & X86_CR0_PG) && (efer & EFER_LME) &&
4254                     !(cr4 & X86_CR4_PAE))
4255                         return emulate_gp(ctxt, 0);
4256
4257                 break;
4258                 }
4259         case 3: {
4260                 u64 rsvd = 0;
4261
4262                 ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
4263                 if (efer & EFER_LMA) {
4264                         u64 maxphyaddr;
4265                         u32 eax, ebx, ecx, edx;
4266
4267                         eax = 0x80000008;
4268                         ecx = 0;
4269                         if (ctxt->ops->get_cpuid(ctxt, &eax, &ebx, &ecx,
4270                                                  &edx, true))
4271                                 maxphyaddr = eax & 0xff;
4272                         else
4273                                 maxphyaddr = 36;
4274                         rsvd = rsvd_bits(maxphyaddr, 63);
4275                         if (ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4) & X86_CR4_PCIDE)
4276                                 rsvd &= ~X86_CR3_PCID_NOFLUSH;
4277                 }
4278
4279                 if (new_val & rsvd)
4280                         return emulate_gp(ctxt, 0);
4281
4282                 break;
4283                 }
4284         case 4: {
4285                 ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
4286
4287                 if ((efer & EFER_LMA) && !(new_val & X86_CR4_PAE))
4288                         return emulate_gp(ctxt, 0);
4289
4290                 break;
4291                 }
4292         }
4293
4294         return X86EMUL_CONTINUE;
4295 }
4296
4297 static int check_dr7_gd(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4298 {
4299         unsigned long dr7;
4300
4301         ctxt->ops->get_dr(ctxt, 7, &dr7);
4302
4303         /* Check if DR7.Global_Enable is set */
4304         return dr7 & (1 << 13);
4305 }
4306
4307 static int check_dr_read(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4308 {
4309         int dr = ctxt->modrm_reg;
4310         u64 cr4;
4311
4312         if (dr > 7)
4313                 return emulate_ud(ctxt);
4314
4315         cr4 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4);
4316         if ((cr4 & X86_CR4_DE) && (dr == 4 || dr == 5))
4317                 return emulate_ud(ctxt);
4318
4319         if (check_dr7_gd(ctxt)) {
4320                 ulong dr6;
4321
4322                 ctxt->ops->get_dr(ctxt, 6, &dr6);
4323                 dr6 &= ~DR_TRAP_BITS;
4324                 dr6 |= DR6_BD | DR6_RTM;
4325                 ctxt->ops->set_dr(ctxt, 6, dr6);
4326                 return emulate_db(ctxt);
4327         }
4328
4329         return X86EMUL_CONTINUE;
4330 }
4331
4332 static int check_dr_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4333 {
4334         u64 new_val = ctxt->src.val64;
4335         int dr = ctxt->modrm_reg;
4336
4337         if ((dr == 6 || dr == 7) && (new_val & 0xffffffff00000000ULL))
4338                 return emulate_gp(ctxt, 0);
4339
4340         return check_dr_read(ctxt);
4341 }
4342
4343 static int check_svme(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4344 {
4345         u64 efer = 0;
4346
4347         ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
4348
4349         if (!(efer & EFER_SVME))
4350                 return emulate_ud(ctxt);
4351
4352         return X86EMUL_CONTINUE;
4353 }
4354
4355 static int check_svme_pa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4356 {
4357         u64 rax = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
4358
4359         /* Valid physical address? */
4360         if (rax & 0xffff000000000000ULL)
4361                 return emulate_gp(ctxt, 0);
4362
4363         return check_svme(ctxt);
4364 }
4365
4366 static int check_rdtsc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4367 {
4368         u64 cr4 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4);
4369
4370         if (cr4 & X86_CR4_TSD && ctxt->ops->cpl(ctxt))
4371                 return emulate_ud(ctxt);
4372
4373         return X86EMUL_CONTINUE;
4374 }
4375
4376 static int check_rdpmc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4377 {
4378         u64 cr4 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4);
4379         u64 rcx = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX);
4380
4381         /*
4382          * VMware allows access to these Pseduo-PMCs even when read via RDPMC
4383          * in Ring3 when CR4.PCE=0.
4384          */
4385         if (enable_vmware_backdoor && is_vmware_backdoor_pmc(rcx))
4386                 return X86EMUL_CONTINUE;
4387
4388         if ((!(cr4 & X86_CR4_PCE) && ctxt->ops->cpl(ctxt)) ||
4389             ctxt->ops->check_pmc(ctxt, rcx))
4390                 return emulate_gp(ctxt, 0);
4391
4392         return X86EMUL_CONTINUE;
4393 }
4394
4395 static int check_perm_in(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4396 {
4397         ctxt->dst.bytes = min(ctxt->dst.bytes, 4u);
4398         if (!emulator_io_permited(ctxt, ctxt->src.val, ctxt->dst.bytes))
4399                 return emulate_gp(ctxt, 0);
4400
4401         return X86EMUL_CONTINUE;
4402 }
4403
4404 static int check_perm_out(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4405 {
4406         ctxt->src.bytes = min(ctxt->src.bytes, 4u);
4407         if (!emulator_io_permited(ctxt, ctxt->dst.val, ctxt->src.bytes))
4408                 return emulate_gp(ctxt, 0);
4409
4410         return X86EMUL_CONTINUE;
4411 }
4412
4413 #define D(_y) { .flags = (_y) }
4414 #define DI(_y, _i) { .flags = (_y)|Intercept, .intercept = x86_intercept_##_i }
4415 #define DIP(_y, _i, _p) { .flags = (_y)|Intercept|CheckPerm, \
4416                       .intercept = x86_intercept_##_i, .check_perm = (_p) }
4417 #define N    D(NotImpl)
4418 #define EXT(_f, _e) { .flags = ((_f) | RMExt), .u.group = (_e) }
4419 #define G(_f, _g) { .flags = ((_f) | Group | ModRM), .u.group = (_g) }
4420 #define GD(_f, _g) { .flags = ((_f) | GroupDual | ModRM), .u.gdual = (_g) }
4421 #define ID(_f, _i) { .flags = ((_f) | InstrDual | ModRM), .u.idual = (_i) }
4422 #define MD(_f, _m) { .flags = ((_f) | ModeDual), .u.mdual = (_m) }
4423 #define E(_f, _e) { .flags = ((_f) | Escape | ModRM), .u.esc = (_e) }
4424 #define I(_f, _e) { .flags = (_f), .u.execute = (_e) }
4425 #define F(_f, _e) { .flags = (_f) | Fastop, .u.fastop = (_e) }
4426 #define II(_f, _e, _i) \
4427         { .flags = (_f)|Intercept, .u.execute = (_e), .intercept = x86_intercept_##_i }
4428 #define IIP(_f, _e, _i, _p) \
4429         { .flags = (_f)|Intercept|CheckPerm, .u.execute = (_e), \
4430           .intercept = x86_intercept_##_i, .check_perm = (_p) }
4431 #define GP(_f, _g) { .flags = ((_f) | Prefix), .u.gprefix = (_g) }
4432
4433 #define D2bv(_f)      D((_f) | ByteOp), D(_f)
4434 #define D2bvIP(_f, _i, _p) DIP((_f) | ByteOp, _i, _p), DIP(_f, _i, _p)
4435 #define I2bv(_f, _e)  I((_f) | ByteOp, _e), I(_f, _e)
4436 #define F2bv(_f, _e)  F((_f) | ByteOp, _e), F(_f, _e)
4437 #define I2bvIP(_f, _e, _i, _p) \
4438         IIP((_f) | ByteOp, _e, _i, _p), IIP(_f, _e, _i, _p)
4439
4440 #define F6ALU(_f, _e) F2bv((_f) | DstMem | SrcReg | ModRM, _e),         \
4441                 F2bv(((_f) | DstReg | SrcMem | ModRM) & ~Lock, _e),     \
4442                 F2bv(((_f) & ~Lock) | DstAcc | SrcImm, _e)
4443
4444 static const struct opcode group7_rm0[] = {
4445         N,
4446         I(SrcNone | Priv | EmulateOnUD, em_hypercall),
4447         N, N, N, N, N, N,
4448 };
4449
4450 static const struct opcode group7_rm1[] = {
4451         DI(SrcNone | Priv, monitor),
4452         DI(SrcNone | Priv, mwait),
4453         N, N, N, N, N, N,
4454 };
4455
4456 static const struct opcode group7_rm2[] = {
4457         N,
4458         II(ImplicitOps | Priv,                  em_xsetbv,      xsetbv),
4459         N, N, N, N, N, N,
4460 };
4461
4462 static const struct opcode group7_rm3[] = {
4463         DIP(SrcNone | Prot | Priv,              vmrun,          check_svme_pa),
4464         II(SrcNone  | Prot | EmulateOnUD,       em_hypercall,   vmmcall),
4465         DIP(SrcNone | Prot | Priv,              vmload,         check_svme_pa),
4466         DIP(SrcNone | Prot | Priv,              vmsave,         check_svme_pa),
4467         DIP(SrcNone | Prot | Priv,              stgi,           check_svme),
4468         DIP(SrcNone | Prot | Priv,              clgi,           check_svme),
4469         DIP(SrcNone | Prot | Priv,              skinit,         check_svme),
4470         DIP(SrcNone | Prot | Priv,              invlpga,        check_svme),
4471 };
4472
4473 static const struct opcode group7_rm7[] = {
4474         N,
4475         DIP(SrcNone, rdtscp, check_rdtsc),
4476         N, N, N, N, N, N,
4477 };
4478
4479 static const struct opcode group1[] = {
4480         F(Lock, em_add),
4481         F(Lock | PageTable, em_or),
4482         F(Lock, em_adc),
4483         F(Lock, em_sbb),
4484         F(Lock | PageTable, em_and),
4485         F(Lock, em_sub),
4486         F(Lock, em_xor),
4487         F(NoWrite, em_cmp),
4488 };
4489
4490 static const struct opcode group1A[] = {
4491         I(DstMem | SrcNone | Mov | Stack | IncSP | TwoMemOp, em_pop), N, N, N, N, N, N, N,
4492 };
4493
4494 static const struct opcode group2[] = {
4495         F(DstMem | ModRM, em_rol),
4496         F(DstMem | ModRM, em_ror),
4497         F(DstMem | ModRM, em_rcl),
4498         F(DstMem | ModRM, em_rcr),
4499         F(DstMem | ModRM, em_shl),
4500         F(DstMem | ModRM, em_shr),
4501         F(DstMem | ModRM, em_shl),
4502         F(DstMem | ModRM, em_sar),
4503 };
4504
4505 static const struct opcode group3[] = {
4506         F(DstMem | SrcImm | NoWrite, em_test),
4507         F(DstMem | SrcImm | NoWrite, em_test),
4508         F(DstMem | SrcNone | Lock, em_not),
4509         F(DstMem | SrcNone | Lock, em_neg),
4510         F(DstXacc | Src2Mem, em_mul_ex),
4511         F(DstXacc | Src2Mem, em_imul_ex),
4512         F(DstXacc | Src2Mem, em_div_ex),
4513         F(DstXacc | Src2Mem, em_idiv_ex),
4514 };
4515
4516 static const struct opcode group4[] = {
4517         F(ByteOp | DstMem | SrcNone | Lock, em_inc),
4518         F(ByteOp | DstMem | SrcNone | Lock, em_dec),
4519         N, N, N, N, N, N,
4520 };
4521
4522 static const struct opcode group5[] = {
4523         F(DstMem | SrcNone | Lock,              em_inc),
4524         F(DstMem | SrcNone | Lock,              em_dec),
4525         I(SrcMem | NearBranch,                  em_call_near_abs),
4526         I(SrcMemFAddr | ImplicitOps,            em_call_far),
4527         I(SrcMem | NearBranch,                  em_jmp_abs),
4528         I(SrcMemFAddr | ImplicitOps,            em_jmp_far),
4529         I(SrcMem | Stack | TwoMemOp,            em_push), D(Undefined),
4530 };
4531
4532 static const struct opcode group6[] = {
4533         II(Prot | DstMem,          em_sldt, sldt),
4534         II(Prot | DstMem,          em_str, str),
4535         II(Prot | Priv | SrcMem16, em_lldt, lldt),
4536         II(Prot | Priv | SrcMem16, em_ltr, ltr),
4537         N, N, N, N,
4538 };
4539
4540 static const struct group_dual group7 = { {
4541         II(Mov | DstMem,                        em_sgdt, sgdt),
4542         II(Mov | DstMem,                        em_sidt, sidt),
4543         II(SrcMem | Priv,                       em_lgdt, lgdt),
4544         II(SrcMem | Priv,                       em_lidt, lidt),
4545         II(SrcNone | DstMem | Mov,              em_smsw, smsw), N,
4546         II(SrcMem16 | Mov | Priv,               em_lmsw, lmsw),
4547         II(SrcMem | ByteOp | Priv | NoAccess,   em_invlpg, invlpg),
4548 }, {
4549         EXT(0, group7_rm0),
4550         EXT(0, group7_rm1),
4551         EXT(0, group7_rm2),
4552         EXT(0, group7_rm3),
4553         II(SrcNone | DstMem | Mov,              em_smsw, smsw), N,
4554         II(SrcMem16 | Mov | Priv,               em_lmsw, lmsw),
4555         EXT(0, group7_rm7),
4556 } };
4557
4558 static const struct opcode group8[] = {
4559         N, N, N, N,
4560         F(DstMem | SrcImmByte | NoWrite,                em_bt),
4561         F(DstMem | SrcImmByte | Lock | PageTable,       em_bts),
4562         F(DstMem | SrcImmByte | Lock,                   em_btr),
4563         F(DstMem | SrcImmByte | Lock | PageTable,       em_btc),
4564 };
4565
4566 /*
4567  * The "memory" destination is actually always a register, since we come
4568  * from the register case of group9.
4569  */
4570 static const struct gprefix pfx_0f_c7_7 = {
4571         N, N, N, II(DstMem | ModRM | Op3264 | EmulateOnUD, em_rdpid, rdtscp),
4572 };
4573
4574
4575 static const struct group_dual group9 = { {
4576         N, I(DstMem64 | Lock | PageTable, em_cmpxchg8b), N, N, N, N, N, N,
4577 }, {
4578         N, N, N, N, N, N, N,
4579         GP(0, &pfx_0f_c7_7),
4580 } };
4581
4582 static const struct opcode group11[] = {
4583         I(DstMem | SrcImm | Mov | PageTable, em_mov),
4584         X7(D(Undefined)),
4585 };
4586
4587 static const struct gprefix pfx_0f_ae_7 = {
4588         I(SrcMem | ByteOp, em_clflush), N, N, N,
4589 };
4590
4591 static const struct group_dual group15 = { {
4592         I(ModRM | Aligned16, em_fxsave),
4593         I(ModRM | Aligned16, em_fxrstor),
4594         N, N, N, N, N, GP(0, &pfx_0f_ae_7),
4595 }, {
4596         N, N, N, N, N, N, N, N,
4597 } };
4598
4599 static const struct gprefix pfx_0f_6f_0f_7f = {
4600         I(Mmx, em_mov), I(Sse | Aligned, em_mov), N, I(Sse | Unaligned, em_mov),
4601 };
4602
4603 static const struct instr_dual instr_dual_0f_2b = {
4604         I(0, em_mov), N
4605 };
4606
4607 static const struct gprefix pfx_0f_2b = {
4608         ID(0, &instr_dual_0f_2b), ID(0, &instr_dual_0f_2b), N, N,
4609 };
4610
4611 static const struct gprefix pfx_0f_10_0f_11 = {
4612         I(Unaligned, em_mov), I(Unaligned, em_mov), N, N,
4613 };
4614
4615 static const struct gprefix pfx_0f_28_0f_29 = {
4616         I(Aligned, em_mov), I(Aligned, em_mov), N, N,
4617 };
4618
4619 static const struct gprefix pfx_0f_e7 = {
4620         N, I(Sse, em_mov), N, N,
4621 };
4622
4623 static const struct escape escape_d9 = { {
4624         N, N, N, N, N, N, N, I(DstMem16 | Mov, em_fnstcw),
4625 }, {
4626         /* 0xC0 - 0xC7 */
4627         N, N, N, N, N, N, N, N,
4628         /* 0xC8 - 0xCF */
4629         N, N, N, N, N, N, N, N,
4630         /* 0xD0 - 0xC7 */
4631         N, N, N, N, N, N, N, N,
4632         /* 0xD8 - 0xDF */
4633         N, N, N, N, N, N, N, N,
4634         /* 0xE0 - 0xE7 */
4635         N, N, N, N, N, N, N, N,
4636         /* 0xE8 - 0xEF */
4637         N, N, N, N, N, N, N, N,
4638         /* 0xF0 - 0xF7 */
4639         N, N, N, N, N, N, N, N,
4640         /* 0xF8 - 0xFF */
4641         N, N, N, N, N, N, N, N,
4642 } };
4643
4644 static const struct escape escape_db = { {
4645         N, N, N, N, N, N, N, N,
4646 }, {
4647         /* 0xC0 - 0xC7 */
4648         N, N, N, N, N, N, N, N,
4649         /* 0xC8 - 0xCF */
4650         N, N, N, N, N, N, N, N,
4651         /* 0xD0 - 0xC7 */
4652         N, N, N, N, N, N, N, N,
4653         /* 0xD8 - 0xDF */
4654         N, N, N, N, N, N, N, N,
4655         /* 0xE0 - 0xE7 */
4656         N, N, N, I(ImplicitOps, em_fninit), N, N, N, N,
4657         /* 0xE8 - 0xEF */
4658         N, N, N, N, N, N, N, N,
4659         /* 0xF0 - 0xF7 */
4660         N, N, N, N, N, N, N, N,
4661         /* 0xF8 - 0xFF */
4662         N, N, N, N, N, N, N, N,
4663 } };
4664
4665 static const struct escape escape_dd = { {
4666         N, N, N, N, N, N, N, I(DstMem16 | Mov, em_fnstsw),
4667 }, {
4668         /* 0xC0 - 0xC7 */
4669         N, N, N, N, N, N, N, N,
4670         /* 0xC8 - 0xCF */
4671         N, N, N, N, N, N, N, N,
4672         /* 0xD0 - 0xC7 */
4673         N, N, N, N, N, N, N, N,
4674         /* 0xD8 - 0xDF */
4675         N, N, N, N, N, N, N, N,
4676         /* 0xE0 - 0xE7 */
4677         N, N, N, N, N, N, N, N,
4678         /* 0xE8 - 0xEF */
4679         N, N, N, N, N, N, N, N,
4680         /* 0xF0 - 0xF7 */
4681         N, N, N, N, N, N, N, N,
4682         /* 0xF8 - 0xFF */
4683         N, N, N, N, N, N, N, N,
4684 } };
4685
4686 static const struct instr_dual instr_dual_0f_c3 = {
4687         I(DstMem | SrcReg | ModRM | No16 | Mov, em_mov), N
4688 };
4689
4690 static const struct mode_dual mode_dual_63 = {
4691         N, I(DstReg | SrcMem32 | ModRM | Mov, em_movsxd)
4692 };
4693
4694 static const struct opcode opcode_table[256] = {
4695         /* 0x00 - 0x07 */
4696         F6ALU(Lock, em_add),
4697         I(ImplicitOps | Stack | No64 | Src2ES, em_push_sreg),
4698         I(ImplicitOps | Stack | No64 | Src2ES, em_pop_sreg),
4699         /* 0x08 - 0x0F */
4700         F6ALU(Lock | PageTable, em_or),
4701         I(ImplicitOps | Stack | No64 | Src2CS, em_push_sreg),
4702         N,
4703         /* 0x10 - 0x17 */
4704         F6ALU(Lock, em_adc),
4705         I(ImplicitOps | Stack | No64 | Src2SS, em_push_sreg),
4706         I(ImplicitOps | Stack | No64 | Src2SS, em_pop_sreg),
4707         /* 0x18 - 0x1F */
4708         F6ALU(Lock, em_sbb),
4709         I(ImplicitOps | Stack | No64 | Src2DS, em_push_sreg),
4710         I(ImplicitOps | Stack | No64 | Src2DS, em_pop_sreg),
4711         /* 0x20 - 0x27 */
4712         F6ALU(Lock | PageTable, em_and), N, N,
4713         /* 0x28 - 0x2F */
4714         F6ALU(Lock, em_sub), N, I(ByteOp | DstAcc | No64, em_das),
4715         /* 0x30 - 0x37 */
4716         F6ALU(Lock, em_xor), N, N,
4717         /* 0x38 - 0x3F */
4718         F6ALU(NoWrite, em_cmp), N, N,
4719         /* 0x40 - 0x4F */
4720         X8(F(DstReg, em_inc)), X8(F(DstReg, em_dec)),
4721         /* 0x50 - 0x57 */
4722         X8(I(SrcReg | Stack, em_push)),
4723         /* 0x58 - 0x5F */
4724         X8(I(DstReg | Stack, em_pop)),
4725         /* 0x60 - 0x67 */
4726         I(ImplicitOps | Stack | No64, em_pusha),
4727         I(ImplicitOps | Stack | No64, em_popa),
4728         N, MD(ModRM, &mode_dual_63),
4729         N, N, N, N,
4730         /* 0x68 - 0x6F */
4731         I(SrcImm | Mov | Stack, em_push),
4732         I(DstReg | SrcMem | ModRM | Src2Imm, em_imul_3op),
4733         I(SrcImmByte | Mov | Stack, em_push),
4734         I(DstReg | SrcMem | ModRM | Src2ImmByte, em_imul_3op),
4735         I2bvIP(DstDI | SrcDX | Mov | String | Unaligned, em_in, ins, check_perm_in), /* insb, insw/insd */
4736         I2bvIP(SrcSI | DstDX | String, em_out, outs, check_perm_out), /* outsb, outsw/outsd */
4737         /* 0x70 - 0x7F */
4738         X16(D(SrcImmByte | NearBranch)),
4739         /* 0x80 - 0x87 */
4740         G(ByteOp | DstMem | SrcImm, group1),
4741         G(DstMem | SrcImm, group1),
4742         G(ByteOp | DstMem | SrcImm | No64, group1),
4743         G(DstMem | SrcImmByte, group1),
4744         F2bv(DstMem | SrcReg | ModRM | NoWrite, em_test),
4745         I2bv(DstMem | SrcReg | ModRM | Lock | PageTable, em_xchg),
4746         /* 0x88 - 0x8F */
4747         I2bv(DstMem | SrcReg | ModRM | Mov | PageTable, em_mov),
4748         I2bv(DstReg | SrcMem | ModRM | Mov, em_mov),
4749         I(DstMem | SrcNone | ModRM | Mov | PageTable, em_mov_rm_sreg),
4750         D(ModRM | SrcMem | NoAccess | DstReg),
4751         I(ImplicitOps | SrcMem16 | ModRM, em_mov_sreg_rm),
4752         G(0, group1A),
4753         /* 0x90 - 0x97 */
4754         DI(SrcAcc | DstReg, pause), X7(D(SrcAcc | DstReg)),
4755         /* 0x98 - 0x9F */
4756         D(DstAcc | SrcNone), I(ImplicitOps | SrcAcc, em_cwd),
4757         I(SrcImmFAddr | No64, em_call_far), N,
4758         II(ImplicitOps | Stack, em_pushf, pushf),
4759         II(ImplicitOps | Stack, em_popf, popf),
4760         I(ImplicitOps, em_sahf), I(ImplicitOps, em_lahf),
4761         /* 0xA0 - 0xA7 */
4762         I2bv(DstAcc | SrcMem | Mov | MemAbs, em_mov),
4763         I2bv(DstMem | SrcAcc | Mov | MemAbs | PageTable, em_mov),
4764         I2bv(SrcSI | DstDI | Mov | String | TwoMemOp, em_mov),
4765         F2bv(SrcSI | DstDI | String | NoWrite | TwoMemOp, em_cmp_r),
4766         /* 0xA8 - 0xAF */
4767         F2bv(DstAcc | SrcImm | NoWrite, em_test),
4768         I2bv(SrcAcc | DstDI | Mov | String, em_mov),
4769         I2bv(SrcSI | DstAcc | Mov | String, em_mov),
4770         F2bv(SrcAcc | DstDI | String | NoWrite, em_cmp_r),
4771         /* 0xB0 - 0xB7 */
4772         X8(I(ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov, em_mov)),
4773         /* 0xB8 - 0xBF */
4774         X8(I(DstReg | SrcImm64 | Mov, em_mov)),
4775         /* 0xC0 - 0xC7 */
4776         G(ByteOp | Src2ImmByte, group2), G(Src2ImmByte, group2),
4777         I(ImplicitOps | NearBranch | SrcImmU16, em_ret_near_imm),
4778         I(ImplicitOps | NearBranch, em_ret),
4779         I(DstReg | SrcMemFAddr | ModRM | No64 | Src2ES, em_lseg),
4780         I(DstReg | SrcMemFAddr | ModRM | No64 | Src2DS, em_lseg),
4781         G(ByteOp, group11), G(0, group11),
4782         /* 0xC8 - 0xCF */
4783         I(Stack | SrcImmU16 | Src2ImmByte, em_enter), I(Stack, em_leave),
4784         I(ImplicitOps | SrcImmU16, em_ret_far_imm),
4785         I(ImplicitOps, em_ret_far),
4786         D(ImplicitOps), DI(SrcImmByte, intn),
4787         D(ImplicitOps | No64), II(ImplicitOps, em_iret, iret),
4788         /* 0xD0 - 0xD7 */
4789         G(Src2One | ByteOp, group2), G(Src2One, group2),
4790         G(Src2CL | ByteOp, group2), G(Src2CL, group2),
4791         I(DstAcc | SrcImmUByte | No64, em_aam),
4792         I(DstAcc | SrcImmUByte | No64, em_aad),
4793         F(DstAcc | ByteOp | No64, em_salc),
4794         I(DstAcc | SrcXLat | ByteOp, em_mov),
4795         /* 0xD8 - 0xDF */
4796         N, E(0, &escape_d9), N, E(0, &escape_db), N, E(0, &escape_dd), N, N,
4797         /* 0xE0 - 0xE7 */
4798         X3(I(SrcImmByte | NearBranch, em_loop)),
4799         I(SrcImmByte | NearBranch, em_jcxz),
4800         I2bvIP(SrcImmUByte | DstAcc, em_in,  in,  check_perm_in),
4801         I2bvIP(SrcAcc | DstImmUByte, em_out, out, check_perm_out),
4802         /* 0xE8 - 0xEF */
4803         I(SrcImm | NearBranch, em_call), D(SrcImm | ImplicitOps | NearBranch),
4804         I(SrcImmFAddr | No64, em_jmp_far),
4805         D(SrcImmByte | ImplicitOps | NearBranch),
4806         I2bvIP(SrcDX | DstAcc, em_in,  in,  check_perm_in),
4807         I2bvIP(SrcAcc | DstDX, em_out, out, check_perm_out),
4808         /* 0xF0 - 0xF7 */
4809         N, DI(ImplicitOps, icebp), N, N,
4810         DI(ImplicitOps | Priv, hlt), D(ImplicitOps),
4811         G(ByteOp, group3), G(0, group3),
4812         /* 0xF8 - 0xFF */
4813         D(ImplicitOps), D(ImplicitOps),
4814         I(ImplicitOps, em_cli), I(ImplicitOps, em_sti),
4815         D(ImplicitOps), D(ImplicitOps), G(0, group4), G(0, group5),
4816 };
4817
4818 static const struct opcode twobyte_table[256] = {
4819         /* 0x00 - 0x0F */
4820         G(0, group6), GD(0, &group7), N, N,
4821         N, I(ImplicitOps | EmulateOnUD, em_syscall),
4822         II(ImplicitOps | Priv, em_clts, clts), N,
4823         DI(ImplicitOps | Priv, invd), DI(ImplicitOps | Priv, wbinvd), N, N,
4824         N, D(ImplicitOps | ModRM | SrcMem | NoAccess), N, N,
4825         /* 0x10 - 0x1F */
4826         GP(ModRM | DstReg | SrcMem | Mov | Sse, &pfx_0f_10_0f_11),
4827         GP(ModRM | DstMem | SrcReg | Mov | Sse, &pfx_0f_10_0f_11),
4828         N, N, N, N, N, N,
4829         D(ImplicitOps | ModRM | SrcMem | NoAccess), /* 4 * prefetch + 4 * reserved NOP */
4830         D(ImplicitOps | ModRM | SrcMem | NoAccess), N, N,
4831         D(ImplicitOps | ModRM | SrcMem | NoAccess), /* 8 * reserved NOP */
4832         D(ImplicitOps | ModRM | SrcMem | NoAccess), /* 8 * reserved NOP */
4833         D(ImplicitOps | ModRM | SrcMem | NoAccess), /* 8 * reserved NOP */
4834         D(ImplicitOps | ModRM | SrcMem | NoAccess), /* NOP + 7 * reserved NOP */
4835         /* 0x20 - 0x2F */
4836         DIP(ModRM | DstMem | Priv | Op3264 | NoMod, cr_read, check_cr_read),
4837         DIP(ModRM | DstMem | Priv | Op3264 | NoMod, dr_read, check_dr_read),
4838         IIP(ModRM | SrcMem | Priv | Op3264 | NoMod, em_cr_write, cr_write,
4839                                                 check_cr_write),
4840         IIP(ModRM | SrcMem | Priv | Op3264 | NoMod, em_dr_write, dr_write,
4841                                                 check_dr_write),
4842         N, N, N, N,
4843         GP(ModRM | DstReg | SrcMem | Mov | Sse, &pfx_0f_28_0f_29),
4844         GP(ModRM | DstMem | SrcReg | Mov | Sse, &pfx_0f_28_0f_29),
4845         N, GP(ModRM | DstMem | SrcReg | Mov | Sse, &pfx_0f_2b),
4846         N, N, N, N,
4847         /* 0x30 - 0x3F */
4848         II(ImplicitOps | Priv, em_wrmsr, wrmsr),
4849         IIP(ImplicitOps, em_rdtsc, rdtsc, check_rdtsc),
4850         II(ImplicitOps | Priv, em_rdmsr, rdmsr),
4851         IIP(ImplicitOps, em_rdpmc, rdpmc, check_rdpmc),
4852         I(ImplicitOps | EmulateOnUD, em_sysenter),
4853         I(ImplicitOps | Priv | EmulateOnUD, em_sysexit),
4854         N, N,
4855         N, N, N, N, N, N, N, N,
4856         /* 0x40 - 0x4F */
4857         X16(D(DstReg | SrcMem | ModRM)),
4858         /* 0x50 - 0x5F */
4859         N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N,
4860         /* 0x60 - 0x6F */
4861         N, N, N, N,
4862         N, N, N, N,
4863         N, N, N, N,
4864         N, N, N, GP(SrcMem | DstReg | ModRM | Mov, &pfx_0f_6f_0f_7f),
4865         /* 0x70 - 0x7F */
4866         N, N, N, N,
4867         N, N, N, N,
4868         N, N, N, N,
4869         N, N, N, GP(SrcReg | DstMem | ModRM | Mov, &pfx_0f_6f_0f_7f),
4870         /* 0x80 - 0x8F */
4871         X16(D(SrcImm | NearBranch)),
4872         /* 0x90 - 0x9F */
4873         X16(D(ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM| Mov)),
4874         /* 0xA0 - 0xA7 */
4875         I(Stack | Src2FS, em_push_sreg), I(Stack | Src2FS, em_pop_sreg),
4876         II(ImplicitOps, em_cpuid, cpuid),
4877         F(DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | NoWrite, em_bt),
4878         F(DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM, em_shld),
4879         F(DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM, em_shld), N, N,
4880         /* 0xA8 - 0xAF */
4881         I(Stack | Src2GS, em_push_sreg), I(Stack | Src2GS, em_pop_sreg),
4882         II(EmulateOnUD | ImplicitOps, em_rsm, rsm),
4883         F(DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock | PageTable, em_bts),
4884         F(DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM, em_shrd),
4885         F(DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM, em_shrd),
4886         GD(0, &group15), F(DstReg | SrcMem | ModRM, em_imul),
4887         /* 0xB0 - 0xB7 */
4888         I2bv(DstMem | SrcReg | ModRM | Lock | PageTable | SrcWrite, em_cmpxchg),
4889         I(DstReg | SrcMemFAddr | ModRM | Src2SS, em_lseg),
4890         F(DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock, em_btr),
4891         I(DstReg | SrcMemFAddr | ModRM | Src2FS, em_lseg),
4892         I(DstReg | SrcMemFAddr | ModRM | Src2GS, em_lseg),
4893         D(DstReg | SrcMem8 | ModRM | Mov), D(DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov),
4894         /* 0xB8 - 0xBF */
4895         N, N,
4896         G(BitOp, group8),
4897         F(DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock | PageTable, em_btc),
4898         I(DstReg | SrcMem | ModRM, em_bsf_c),
4899         I(DstReg | SrcMem | ModRM, em_bsr_c),
4900         D(DstReg | SrcMem8 | ModRM | Mov), D(DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov),
4901         /* 0xC0 - 0xC7 */
4902         F2bv(DstMem | SrcReg | ModRM | SrcWrite | Lock, em_xadd),
4903         N, ID(0, &instr_dual_0f_c3),
4904         N, N, N, GD(0, &group9),
4905         /* 0xC8 - 0xCF */
4906         X8(I(DstReg, em_bswap)),
4907         /* 0xD0 - 0xDF */
4908         N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N,
4909         /* 0xE0 - 0xEF */
4910         N, N, N, N, N, N, N, GP(SrcReg | DstMem | ModRM | Mov, &pfx_0f_e7),
4911         N, N, N, N, N, N, N, N,
4912         /* 0xF0 - 0xFF */
4913         N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N
4914 };
4915
4916 static const struct instr_dual instr_dual_0f_38_f0 = {
4917         I(DstReg | SrcMem | Mov, em_movbe), N
4918 };
4919
4920 static const struct instr_dual instr_dual_0f_38_f1 = {
4921         I(DstMem | SrcReg | Mov, em_movbe), N
4922 };
4923
4924 static const struct gprefix three_byte_0f_38_f0 = {
4925         ID(0, &instr_dual_0f_38_f0), N, N, N
4926 };
4927
4928 static const struct gprefix three_byte_0f_38_f1 = {
4929         ID(0, &instr_dual_0f_38_f1), N, N, N
4930 };
4931
4932 /*
4933  * Insns below are selected by the prefix which indexed by the third opcode
4934  * byte.
4935  */
4936 static const struct opcode opcode_map_0f_38[256] = {
4937         /* 0x00 - 0x7f */
4938         X16(N), X16(N), X16(N), X16(N), X16(N), X16(N), X16(N), X16(N),
4939         /* 0x80 - 0xef */
4940         X16(N), X16(N), X16(N), X16(N), X16(N), X16(N), X16(N),
4941         /* 0xf0 - 0xf1 */
4942         GP(EmulateOnUD | ModRM, &three_byte_0f_38_f0),
4943         GP(EmulateOnUD | ModRM, &three_byte_0f_38_f1),
4944         /* 0xf2 - 0xff */
4945         N, N, X4(N), X8(N)
4946 };
4947
4948 #undef D
4949 #undef N
4950 #undef G
4951 #undef GD
4952 #undef I
4953 #undef GP
4954 #undef EXT
4955 #undef MD
4956 #undef ID
4957
4958 #undef D2bv
4959 #undef D2bvIP
4960 #undef I2bv
4961 #undef I2bvIP
4962 #undef I6ALU
4963
4964 static unsigned imm_size(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
4965 {
4966         unsigned size;
4967
4968         size = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
4969         if (size == 8)
4970                 size = 4;
4971         return size;
4972 }
4973
4974 static int decode_imm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct operand *op,
4975                       unsigned size, bool sign_extension)
4976 {
4977         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
4978
4979         op->type = OP_IMM;
4980         op->bytes = size;
4981         op->addr.mem.ea = ctxt->_eip;
4982         /* NB. Immediates are sign-extended as necessary. */
4983         switch (op->bytes) {
4984         case 1:
4985                 op->val = insn_fetch(s8, ctxt);
4986                 break;
4987         case 2:
4988                 op->val = insn_fetch(s16, ctxt);
4989                 break;
4990         case 4:
4991                 op->val = insn_fetch(s32, ctxt);
4992                 break;
4993         case 8:
4994                 op->val = insn_fetch(s64, ctxt);
4995                 break;
4996         }
4997         if (!sign_extension) {
4998                 switch (op->bytes) {
4999                 case 1:
5000                         op->val &= 0xff;
5001                         break;
5002                 case 2:
5003                         op->val &= 0xffff;
5004                         break;
5005                 case 4:
5006                         op->val &= 0xffffffff;
5007                         break;
5008                 }
5009         }
5010 done:
5011         return rc;
5012 }
5013
5014 static int decode_operand(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct operand *op,
5015                           unsigned d)
5016 {
5017         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
5018
5019         switch (d) {
5020         case OpReg:
5021                 decode_register_operand(ctxt, op);
5022                 break;
5023         case OpImmUByte:
5024                 rc = decode_imm(ctxt, op, 1, false);
5025                 break;
5026         case OpMem:
5027                 ctxt->memop.bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
5028         mem_common:
5029                 *op = ctxt->memop;
5030                 ctxt->memopp = op;
5031                 if (ctxt->d & BitOp)
5032                         fetch_bit_operand(ctxt);
5033                 op->orig_val = op->val;
5034                 break;
5035         case OpMem64:
5036                 ctxt->memop.bytes = (ctxt->op_bytes == 8) ? 16 : 8;
5037                 goto mem_common;
5038         case OpAcc:
5039                 op->type = OP_REG;
5040                 op->bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
5041                 op->addr.reg = reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
5042                 fetch_register_operand(op);
5043                 op->orig_val = op->val;
5044                 break;
5045         case OpAccLo:
5046                 op->type = OP_REG;
5047                 op->bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 2 : ctxt->op_bytes;
5048                 op->addr.reg = reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RAX);
5049                 fetch_register_operand(op);
5050                 op->orig_val = op->val;
5051                 break;
5052         case OpAccHi:
5053                 if (ctxt->d & ByteOp) {
5054                         op->type = OP_NONE;
5055                         break;
5056                 }
5057                 op->type = OP_REG;
5058                 op->bytes = ctxt->op_bytes;
5059                 op->addr.reg = reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RDX);
5060                 fetch_register_operand(op);
5061                 op->orig_val = op->val;
5062                 break;
5063         case OpDI:
5064                 op->type = OP_MEM;
5065                 op->bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
5066                 op->addr.mem.ea =
5067                         register_address(ctxt, VCPU_REGS_RDI);
5068                 op->addr.mem.seg = VCPU_SREG_ES;
5069                 op->val = 0;
5070                 op->count = 1;
5071                 break;
5072         case OpDX:
5073                 op->type = OP_REG;
5074                 op->bytes = 2;
5075                 op->addr.reg = reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RDX);
5076                 fetch_register_operand(op);
5077                 break;
5078         case OpCL:
5079                 op->type = OP_IMM;
5080                 op->bytes = 1;
5081                 op->val = reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX) & 0xff;
5082                 break;
5083         case OpImmByte:
5084                 rc = decode_imm(ctxt, op, 1, true);
5085                 break;
5086         case OpOne:
5087                 op->type = OP_IMM;
5088                 op->bytes = 1;
5089                 op->val = 1;
5090                 break;
5091         case OpImm:
5092                 rc = decode_imm(ctxt, op, imm_size(ctxt), true);
5093                 break;
5094         case OpImm64:
5095                 rc = decode_imm(ctxt, op, ctxt->op_bytes, true);
5096                 break;
5097         case OpMem8:
5098                 ctxt->memop.bytes = 1;
5099                 if (ctxt->memop.type == OP_REG) {
5100                         ctxt->memop.addr.reg = decode_register(ctxt,
5101                                         ctxt->modrm_rm, true);
5102                         fetch_register_operand(&ctxt->memop);
5103                 }
5104                 goto mem_common;
5105         case OpMem16:
5106                 ctxt->memop.bytes = 2;
5107                 goto mem_common;
5108         case OpMem32:
5109                 ctxt->memop.bytes = 4;
5110                 goto mem_common;
5111         case OpImmU16:
5112                 rc = decode_imm(ctxt, op, 2, false);
5113                 break;
5114         case OpImmU:
5115                 rc = decode_imm(ctxt, op, imm_size(ctxt), false);
5116                 break;
5117         case OpSI:
5118                 op->type = OP_MEM;
5119                 op->bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
5120                 op->addr.mem.ea =
5121                         register_address(ctxt, VCPU_REGS_RSI);
5122                 op->addr.mem.seg = ctxt->seg_override;
5123                 op->val = 0;
5124                 op->count = 1;
5125                 break;
5126         case OpXLat:
5127                 op->type = OP_MEM;
5128                 op->bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
5129                 op->addr.mem.ea =
5130                         address_mask(ctxt,
5131                                 reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RBX) +
5132                                 (reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RAX) & 0xff));
5133                 op->addr.mem.seg = ctxt->seg_override;
5134                 op->val = 0;
5135                 break;
5136         case OpImmFAddr:
5137                 op->type = OP_IMM;
5138                 op->addr.mem.ea = ctxt->_eip;
5139                 op->bytes = ctxt->op_bytes + 2;
5140                 insn_fetch_arr(op->valptr, op->bytes, ctxt);
5141                 break;
5142         case OpMemFAddr:
5143                 ctxt->memop.bytes = ctxt->op_bytes + 2;
5144                 goto mem_common;
5145         case OpES:
5146                 op->type = OP_IMM;
5147                 op->val = VCPU_SREG_ES;
5148                 break;
5149         case OpCS:
5150                 op->type = OP_IMM;
5151                 op->val = VCPU_SREG_CS;
5152                 break;
5153         case OpSS:
5154                 op->type = OP_IMM;
5155                 op->val = VCPU_SREG_SS;
5156                 break;
5157         case OpDS:
5158                 op->type = OP_IMM;
5159                 op->val = VCPU_SREG_DS;
5160                 break;
5161         case OpFS:
5162                 op->type = OP_IMM;
5163                 op->val = VCPU_SREG_FS;
5164                 break;
5165         case OpGS:
5166                 op->type = OP_IMM;
5167                 op->val = VCPU_SREG_GS;
5168                 break;
5169         case OpImplicit:
5170                 /* Special instructions do their own operand decoding. */
5171         default:
5172                 op->type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
5173                 break;
5174         }
5175
5176 done:
5177         return rc;
5178 }
5179
5180 int x86_decode_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, void *insn, int insn_len)
5181 {
5182         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
5183         int mode = ctxt->mode;
5184         int def_op_bytes, def_ad_bytes, goffset, simd_prefix;
5185         bool op_prefix = false;
5186         bool has_seg_override = false;
5187         struct opcode opcode;
5188         u16 dummy;
5189         struct desc_struct desc;
5190
5191         ctxt->memop.type = OP_NONE;
5192         ctxt->memopp = NULL;
5193         ctxt->_eip = ctxt->eip;
5194         ctxt->fetch.ptr = ctxt->fetch.data;
5195         ctxt->fetch.end = ctxt->fetch.data + insn_len;
5196         ctxt->opcode_len = 1;
5197         ctxt->intercept = x86_intercept_none;
5198         if (insn_len > 0)
5199                 memcpy(ctxt->fetch.data, insn, insn_len);
5200         else {
5201                 rc = __do_insn_fetch_bytes(ctxt, 1);
5202                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5203                         goto done;
5204         }
5205
5206         switch (mode) {
5207         case X86EMUL_MODE_REAL:
5208         case X86EMUL_MODE_VM86:
5209                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 2;
5210                 ctxt->ops->get_segment(ctxt, &dummy, &desc, NULL, VCPU_SREG_CS);
5211                 if (desc.d)
5212                         def_op_bytes = def_ad_bytes = 4;
5213                 break;
5214         case X86EMUL_MODE_PROT16:
5215                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 2;
5216                 break;
5217         case X86EMUL_MODE_PROT32:
5218                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 4;
5219                 break;
5220 #ifdef CONFIG_X86_64
5221         case X86EMUL_MODE_PROT64:
5222                 def_op_bytes = 4;
5223                 def_ad_bytes = 8;
5224                 break;
5225 #endif
5226         default:
5227                 return EMULATION_FAILED;
5228         }
5229
5230         ctxt->op_bytes = def_op_bytes;
5231         ctxt->ad_bytes = def_ad_bytes;
5232
5233         /* Legacy prefixes. */
5234         for (;;) {
5235                 switch (ctxt->b = insn_fetch(u8, ctxt)) {
5236                 case 0x66:      /* operand-size override */
5237                         op_prefix = true;
5238                         /* switch between 2/4 bytes */
5239                         ctxt->op_bytes = def_op_bytes ^ 6;
5240                         break;
5241                 case 0x67:      /* address-size override */
5242                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
5243                                 /* switch between 4/8 bytes */
5244                                 ctxt->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 12;
5245                         else
5246                                 /* switch between 2/4 bytes */
5247                                 ctxt->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 6;
5248                         break;
5249                 case 0x26:      /* ES override */
5250                         has_seg_override = true;
5251                         ctxt->seg_override = VCPU_SREG_ES;
5252                         break;
5253                 case 0x2e:      /* CS override */
5254                         has_seg_override = true;
5255                         ctxt->seg_override = VCPU_SREG_CS;
5256                         break;
5257                 case 0x36:      /* SS override */
5258                         has_seg_override = true;
5259                         ctxt->seg_override = VCPU_SREG_SS;
5260                         break;
5261                 case 0x3e:      /* DS override */
5262                         has_seg_override = true;
5263                         ctxt->seg_override = VCPU_SREG_DS;
5264                         break;
5265                 case 0x64:      /* FS override */
5266                         has_seg_override = true;
5267                         ctxt->seg_override = VCPU_SREG_FS;
5268                         break;
5269                 case 0x65:      /* GS override */
5270                         has_seg_override = true;
5271                         ctxt->seg_override = VCPU_SREG_GS;
5272                         break;
5273                 case 0x40 ... 0x4f: /* REX */
5274                         if (mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
5275                                 goto done_prefixes;
5276                         ctxt->rex_prefix = ctxt->b;
5277                         continue;
5278                 case 0xf0:      /* LOCK */
5279                         ctxt->lock_prefix = 1;
5280                         break;
5281                 case 0xf2:      /* REPNE/REPNZ */
5282                 case 0xf3:      /* REP/REPE/REPZ */
5283                         ctxt->rep_prefix = ctxt->b;
5284                         break;
5285                 default:
5286                         goto done_prefixes;
5287                 }
5288
5289                 /* Any legacy prefix after a REX prefix nullifies its effect. */
5290
5291                 ctxt->rex_prefix = 0;
5292         }
5293
5294 done_prefixes:
5295
5296         /* REX prefix. */
5297         if (ctxt->rex_prefix & 8)
5298                 ctxt->op_bytes = 8;     /* REX.W */
5299
5300         /* Opcode byte(s). */
5301         opcode = opcode_table[ctxt->b];
5302         /* Two-byte opcode? */
5303         if (ctxt->b == 0x0f) {
5304                 ctxt->opcode_len = 2;
5305                 ctxt->b = insn_fetch(u8, ctxt);
5306                 opcode = twobyte_table[ctxt->b];
5307
5308                 /* 0F_38 opcode map */
5309                 if (ctxt->b == 0x38) {
5310                         ctxt->opcode_len = 3;
5311                         ctxt->b = insn_fetch(u8, ctxt);
5312                         opcode = opcode_map_0f_38[ctxt->b];
5313                 }
5314         }
5315         ctxt->d = opcode.flags;
5316
5317         if (ctxt->d & ModRM)
5318                 ctxt->modrm = insn_fetch(u8, ctxt);
5319
5320         /* vex-prefix instructions are not implemented */
5321         if (ctxt->opcode_len == 1 && (ctxt->b == 0xc5 || ctxt->b == 0xc4) &&
5322             (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 || (ctxt->modrm & 0xc0) == 0xc0)) {
5323                 ctxt->d = NotImpl;
5324         }
5325
5326         while (ctxt->d & GroupMask) {
5327                 switch (ctxt->d & GroupMask) {
5328                 case Group:
5329                         goffset = (ctxt->modrm >> 3) & 7;
5330                         opcode = opcode.u.group[goffset];
5331                         break;
5332                 case GroupDual:
5333                         goffset = (ctxt->modrm >> 3) & 7;
5334                         if ((ctxt->modrm >> 6) == 3)
5335                                 opcode = opcode.u.gdual->mod3[goffset];
5336                         else
5337                                 opcode = opcode.u.gdual->mod012[goffset];
5338                         break;
5339                 case RMExt:
5340                         goffset = ctxt->modrm & 7;
5341                         opcode = opcode.u.group[goffset];
5342                         break;
5343                 case Prefix:
5344                         if (ctxt->rep_prefix && op_prefix)
5345                                 return EMULATION_FAILED;
5346                         simd_prefix = op_prefix ? 0x66 : ctxt->rep_prefix;
5347                         switch (simd_prefix) {
5348                         case 0x00: opcode = opcode.u.gprefix->pfx_no; break;
5349                         case 0x66: opcode = opcode.u.gprefix->pfx_66; break;
5350                         case 0xf2: opcode = opcode.u.gprefix->pfx_f2; break;
5351                         case 0xf3: opcode = opcode.u.gprefix->pfx_f3; break;
5352                         }
5353                         break;
5354                 case Escape:
5355                         if (ctxt->modrm > 0xbf) {
5356                                 size_t size = ARRAY_SIZE(opcode.u.esc->high);
5357                                 u32 index = array_index_nospec(
5358                                         ctxt->modrm - 0xc0, size);
5359
5360                                 opcode = opcode.u.esc->high[index];
5361                         } else {
5362                                 opcode = opcode.u.esc->op[(ctxt->modrm >> 3) & 7];
5363                         }
5364                         break;
5365                 case InstrDual:
5366                         if ((ctxt->modrm >> 6) == 3)
5367                                 opcode = opcode.u.idual->mod3;
5368                         else
5369                                 opcode = opcode.u.idual->mod012;
5370                         break;
5371                 case ModeDual:
5372                         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
5373                                 opcode = opcode.u.mdual->mode64;
5374                         else
5375                                 opcode = opcode.u.mdual->mode32;
5376                         break;
5377                 default:
5378                         return EMULATION_FAILED;
5379                 }
5380
5381                 ctxt->d &= ~(u64)GroupMask;
5382                 ctxt->d |= opcode.flags;
5383         }
5384
5385         /* Unrecognised? */
5386         if (ctxt->d == 0)
5387                 return EMULATION_FAILED;
5388
5389         ctxt->execute = opcode.u.execute;
5390
5391         if (unlikely(ctxt->ud) && likely(!(ctxt->d & EmulateOnUD)))
5392                 return EMULATION_FAILED;
5393
5394         if (unlikely(ctxt->d &
5395             (NotImpl|Stack|Op3264|Sse|Mmx|Intercept|CheckPerm|NearBranch|
5396              No16))) {
5397                 /*
5398                  * These are copied unconditionally here, and checked unconditionally
5399                  * in x86_emulate_insn.
5400                  */
5401                 ctxt->check_perm = opcode.check_perm;
5402                 ctxt->intercept = opcode.intercept;
5403
5404                 if (ctxt->d & NotImpl)
5405                         return EMULATION_FAILED;
5406
5407                 if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64) {
5408                         if (ctxt->op_bytes == 4 && (ctxt->d & Stack))
5409                                 ctxt->op_bytes = 8;
5410                         else if (ctxt->d & NearBranch)
5411                                 ctxt->op_bytes = 8;
5412                 }
5413
5414                 if (ctxt->d & Op3264) {
5415                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
5416                                 ctxt->op_bytes = 8;
5417                         else
5418                                 ctxt->op_bytes = 4;
5419                 }
5420
5421                 if ((ctxt->d & No16) && ctxt->op_bytes == 2)
5422                         ctxt->op_bytes = 4;
5423
5424                 if (ctxt->d & Sse)
5425                         ctxt->op_bytes = 16;
5426                 else if (ctxt->d & Mmx)
5427                         ctxt->op_bytes = 8;
5428         }
5429
5430         /* ModRM and SIB bytes. */
5431         if (ctxt->d & ModRM) {
5432                 rc = decode_modrm(ctxt, &ctxt->memop);
5433                 if (!has_seg_override) {
5434                         has_seg_override = true;
5435                         ctxt->seg_override = ctxt->modrm_seg;
5436                 }
5437         } else if (ctxt->d & MemAbs)
5438                 rc = decode_abs(ctxt, &ctxt->memop);
5439         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5440                 goto done;
5441
5442         if (!has_seg_override)
5443                 ctxt->seg_override = VCPU_SREG_DS;
5444
5445         ctxt->memop.addr.mem.seg = ctxt->seg_override;
5446
5447         /*
5448          * Decode and fetch the source operand: register, memory
5449          * or immediate.
5450          */
5451         rc = decode_operand(ctxt, &ctxt->src, (ctxt->d >> SrcShift) & OpMask);
5452         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5453                 goto done;
5454
5455         /*
5456          * Decode and fetch the second source operand: register, memory
5457          * or immediate.
5458          */
5459         rc = decode_operand(ctxt, &ctxt->src2, (ctxt->d >> Src2Shift) & OpMask);
5460         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5461                 goto done;
5462
5463         /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
5464         rc = decode_operand(ctxt, &ctxt->dst, (ctxt->d >> DstShift) & OpMask);
5465
5466         if (ctxt->rip_relative && likely(ctxt->memopp))
5467                 ctxt->memopp->addr.mem.ea = address_mask(ctxt,
5468                                         ctxt->memopp->addr.mem.ea + ctxt->_eip);
5469
5470 done:
5471         if (rc == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT)
5472                 ctxt->have_exception = true;
5473         return (rc != X86EMUL_CONTINUE) ? EMULATION_FAILED : EMULATION_OK;
5474 }
5475
5476 bool x86_page_table_writing_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
5477 {
5478         return ctxt->d & PageTable;
5479 }
5480
5481 static bool string_insn_completed(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
5482 {
5483         /* The second termination condition only applies for REPE
5484          * and REPNE. Test if the repeat string operation prefix is
5485          * REPE/REPZ or REPNE/REPNZ and if it's the case it tests the
5486          * corresponding termination condition according to:
5487          *      - if REPE/REPZ and ZF = 0 then done
5488          *      - if REPNE/REPNZ and ZF = 1 then done
5489          */
5490         if (((ctxt->b == 0xa6) || (ctxt->b == 0xa7) ||
5491              (ctxt->b == 0xae) || (ctxt->b == 0xaf))
5492             && (((ctxt->rep_prefix == REPE_PREFIX) &&
5493                  ((ctxt->eflags & X86_EFLAGS_ZF) == 0))
5494                 || ((ctxt->rep_prefix == REPNE_PREFIX) &&
5495                     ((ctxt->eflags & X86_EFLAGS_ZF) == X86_EFLAGS_ZF))))
5496                 return true;
5497
5498         return false;
5499 }
5500
5501 static int flush_pending_x87_faults(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
5502 {
5503         int rc;
5504
5505         emulator_get_fpu();
5506         rc = asm_safe("fwait");
5507         emulator_put_fpu();
5508
5509         if (unlikely(rc != X86EMUL_CONTINUE))
5510                 return emulate_exception(ctxt, MF_VECTOR, 0, false);
5511
5512         return X86EMUL_CONTINUE;
5513 }
5514
5515 static void fetch_possible_mmx_operand(struct operand *op)
5516 {
5517         if (op->type == OP_MM)
5518                 read_mmx_reg(&op->mm_val, op->addr.mm);
5519 }
5520
5521 static int fastop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, fastop_t fop)
5522 {
5523         ulong flags = (ctxt->eflags & EFLAGS_MASK) | X86_EFLAGS_IF;
5524
5525         if (!(ctxt->d & ByteOp))
5526                 fop += __ffs(ctxt->dst.bytes) * FASTOP_SIZE;
5527
5528         asm("push %[flags]; popf; " CALL_NOSPEC " ; pushf; pop %[flags]\n"
5529             : "+a"(ctxt->dst.val), "+d"(ctxt->src.val), [flags]"+D"(flags),
5530               [thunk_target]"+S"(fop), ASM_CALL_CONSTRAINT
5531             : "c"(ctxt->src2.val));
5532
5533         ctxt->eflags = (ctxt->eflags & ~EFLAGS_MASK) | (flags & EFLAGS_MASK);
5534         if (!fop) /* exception is returned in fop variable */
5535                 return emulate_de(ctxt);
5536         return X86EMUL_CONTINUE;
5537 }
5538
5539 void init_decode_cache(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
5540 {
5541         memset(&ctxt->rip_relative, 0,
5542                (void *)&ctxt->modrm - (void *)&ctxt->rip_relative);
5543
5544         ctxt->io_read.pos = 0;
5545         ctxt->io_read.end = 0;
5546         ctxt->mem_read.end = 0;
5547 }
5548
5549 int x86_emulate_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
5550 {
5551         const struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
5552         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
5553         int saved_dst_type = ctxt->dst.type;
5554         unsigned emul_flags;
5555
5556         ctxt->mem_read.pos = 0;
5557
5558         /* LOCK prefix is allowed only with some instructions */
5559         if (ctxt->lock_prefix && (!(ctxt->d & Lock) || ctxt->dst.type != OP_MEM)) {
5560                 rc = emulate_ud(ctxt);
5561                 goto done;
5562         }
5563
5564         if ((ctxt->d & SrcMask) == SrcMemFAddr && ctxt->src.type != OP_MEM) {
5565                 rc = emulate_ud(ctxt);
5566                 goto done;
5567         }
5568
5569         emul_flags = ctxt->ops->get_hflags(ctxt);
5570         if (unlikely(ctxt->d &
5571                      (No64|Undefined|Sse|Mmx|Intercept|CheckPerm|Priv|Prot|String))) {
5572                 if ((ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (ctxt->d & No64)) ||
5573                                 (ctxt->d & Undefined)) {
5574                         rc = emulate_ud(ctxt);
5575                         goto done;
5576                 }
5577
5578                 if (((ctxt->d & (Sse|Mmx)) && ((ops->get_cr(ctxt, 0) & X86_CR0_EM)))
5579                     || ((ctxt->d & Sse) && !(ops->get_cr(ctxt, 4) & X86_CR4_OSFXSR))) {
5580                         rc = emulate_ud(ctxt);
5581                         goto done;
5582                 }
5583
5584                 if ((ctxt->d & (Sse|Mmx)) && (ops->get_cr(ctxt, 0) & X86_CR0_TS)) {
5585                         rc = emulate_nm(ctxt);
5586                         goto done;
5587                 }
5588
5589                 if (ctxt->d & Mmx) {
5590                         rc = flush_pending_x87_faults(ctxt);
5591                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5592                                 goto done;
5593                         /*
5594                          * Now that we know the fpu is exception safe, we can fetch
5595                          * operands from it.
5596                          */
5597                         fetch_possible_mmx_operand(&ctxt->src);
5598                         fetch_possible_mmx_operand(&ctxt->src2);
5599                         if (!(ctxt->d & Mov))
5600                                 fetch_possible_mmx_operand(&ctxt->dst);
5601                 }
5602
5603                 if (unlikely(emul_flags & X86EMUL_GUEST_MASK) && ctxt->intercept) {
5604                         rc = emulator_check_intercept(ctxt, ctxt->intercept,
5605                                                       X86_ICPT_PRE_EXCEPT);
5606                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5607                                 goto done;
5608                 }
5609
5610                 /* Instruction can only be executed in protected mode */
5611                 if ((ctxt->d & Prot) && ctxt->mode < X86EMUL_MODE_PROT16) {
5612                         rc = emulate_ud(ctxt);
5613                         goto done;
5614                 }
5615
5616                 /* Privileged instruction can be executed only in CPL=0 */
5617                 if ((ctxt->d & Priv) && ops->cpl(ctxt)) {
5618                         if (ctxt->d & PrivUD)
5619                                 rc = emulate_ud(ctxt);
5620                         else
5621                                 rc = emulate_gp(ctxt, 0);
5622                         goto done;
5623                 }
5624
5625                 /* Do instruction specific permission checks */
5626                 if (ctxt->d & CheckPerm) {
5627                         rc = ctxt->check_perm(ctxt);
5628                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5629                                 goto done;
5630                 }
5631
5632                 if (unlikely(emul_flags & X86EMUL_GUEST_MASK) && (ctxt->d & Intercept)) {
5633                         rc = emulator_check_intercept(ctxt, ctxt->intercept,
5634                                                       X86_ICPT_POST_EXCEPT);
5635                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5636                                 goto done;
5637                 }
5638
5639                 if (ctxt->rep_prefix && (ctxt->d & String)) {
5640                         /* All REP prefixes have the same first termination condition */
5641                         if (address_mask(ctxt, reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX)) == 0) {
5642                                 string_registers_quirk(ctxt);
5643                                 ctxt->eip = ctxt->_eip;
5644                                 ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_RF;
5645                                 goto done;
5646                         }
5647                 }
5648         }
5649
5650         if ((ctxt->src.type == OP_MEM) && !(ctxt->d & NoAccess)) {
5651                 rc = segmented_read(ctxt, ctxt->src.addr.mem,
5652                                     ctxt->src.valptr, ctxt->src.bytes);
5653                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5654                         goto done;
5655                 ctxt->src.orig_val64 = ctxt->src.val64;
5656         }
5657
5658         if (ctxt->src2.type == OP_MEM) {
5659                 rc = segmented_read(ctxt, ctxt->src2.addr.mem,
5660                                     &ctxt->src2.val, ctxt->src2.bytes);
5661                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5662                         goto done;
5663         }
5664
5665         if ((ctxt->d & DstMask) == ImplicitOps)
5666                 goto special_insn;
5667
5668
5669         if ((ctxt->dst.type == OP_MEM) && !(ctxt->d & Mov)) {
5670                 /* optimisation - avoid slow emulated read if Mov */
5671                 rc = segmented_read(ctxt, ctxt->dst.addr.mem,
5672                                    &ctxt->dst.val, ctxt->dst.bytes);
5673                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE) {
5674                         if (!(ctxt->d & NoWrite) &&
5675                             rc == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT &&
5676                             ctxt->exception.vector == PF_VECTOR)
5677                                 ctxt->exception.error_code |= PFERR_WRITE_MASK;
5678                         goto done;
5679                 }
5680         }
5681         /* Copy full 64-bit value for CMPXCHG8B.  */
5682         ctxt->dst.orig_val64 = ctxt->dst.val64;
5683
5684 special_insn:
5685
5686         if (unlikely(emul_flags & X86EMUL_GUEST_MASK) && (ctxt->d & Intercept)) {
5687                 rc = emulator_check_intercept(ctxt, ctxt->intercept,
5688                                               X86_ICPT_POST_MEMACCESS);
5689                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5690                         goto done;
5691         }
5692
5693         if (ctxt->rep_prefix && (ctxt->d & String))
5694                 ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_RF;
5695         else
5696                 ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_RF;
5697
5698         if (ctxt->execute) {
5699                 if (ctxt->d & Fastop)
5700                         rc = fastop(ctxt, ctxt->fop);
5701                 else
5702                         rc = ctxt->execute(ctxt);
5703                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5704                         goto done;
5705                 goto writeback;
5706         }
5707
5708         if (ctxt->opcode_len == 2)
5709                 goto twobyte_insn;
5710         else if (ctxt->opcode_len == 3)
5711                 goto threebyte_insn;
5712
5713         switch (ctxt->b) {
5714         case 0x70 ... 0x7f: /* jcc (short) */
5715                 if (test_cc(ctxt->b, ctxt->eflags))
5716                         rc = jmp_rel(ctxt, ctxt->src.val);
5717                 break;
5718         case 0x8d: /* lea r16/r32, m */
5719                 ctxt->dst.val = ctxt->src.addr.mem.ea;
5720                 break;
5721         case 0x90 ... 0x97: /* nop / xchg reg, rax */
5722                 if (ctxt->dst.addr.reg == reg_rmw(ctxt, VCPU_REGS_RAX))
5723                         ctxt->dst.type = OP_NONE;
5724                 else
5725                         rc = em_xchg(ctxt);
5726                 break;
5727         case 0x98: /* cbw/cwde/cdqe */
5728                 switch (ctxt->op_bytes) {
5729                 case 2: ctxt->dst.val = (s8)ctxt->dst.val; break;
5730                 case 4: ctxt->dst.val = (s16)ctxt->dst.val; break;
5731                 case 8: ctxt->dst.val = (s32)ctxt->dst.val; break;
5732                 }
5733                 break;
5734         case 0xcc:              /* int3 */
5735                 rc = emulate_int(ctxt, 3);
5736                 break;
5737         case 0xcd:              /* int n */
5738                 rc = emulate_int(ctxt, ctxt->src.val);
5739                 break;
5740         case 0xce:              /* into */
5741                 if (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_OF)
5742                         rc = emulate_int(ctxt, 4);
5743                 break;
5744         case 0xe9: /* jmp rel */
5745         case 0xeb: /* jmp rel short */
5746                 rc = jmp_rel(ctxt, ctxt->src.val);
5747                 ctxt->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
5748                 break;
5749         case 0xf4:              /* hlt */
5750                 ctxt->ops->halt(ctxt);
5751                 break;
5752         case 0xf5:      /* cmc */
5753                 /* complement carry flag from eflags reg */
5754                 ctxt->eflags ^= X86_EFLAGS_CF;
5755                 break;
5756         case 0xf8: /* clc */
5757                 ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_CF;
5758                 break;
5759         case 0xf9: /* stc */
5760                 ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_CF;
5761                 break;
5762         case 0xfc: /* cld */
5763                 ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_DF;
5764                 break;
5765         case 0xfd: /* std */
5766                 ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_DF;
5767                 break;
5768         default:
5769                 goto cannot_emulate;
5770         }
5771
5772         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5773                 goto done;
5774
5775 writeback:
5776         if (ctxt->d & SrcWrite) {
5777                 BUG_ON(ctxt->src.type == OP_MEM || ctxt->src.type == OP_MEM_STR);
5778                 rc = writeback(ctxt, &ctxt->src);
5779                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5780                         goto done;
5781         }
5782         if (!(ctxt->d & NoWrite)) {
5783                 rc = writeback(ctxt, &ctxt->dst);
5784                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5785                         goto done;
5786         }
5787
5788         /*
5789          * restore dst type in case the decoding will be reused
5790          * (happens for string instruction )
5791          */
5792         ctxt->dst.type = saved_dst_type;
5793
5794         if ((ctxt->d & SrcMask) == SrcSI)
5795                 string_addr_inc(ctxt, VCPU_REGS_RSI, &ctxt->src);
5796
5797         if ((ctxt->d & DstMask) == DstDI)
5798                 string_addr_inc(ctxt, VCPU_REGS_RDI, &ctxt->dst);
5799
5800         if (ctxt->rep_prefix && (ctxt->d & String)) {
5801                 unsigned int count;
5802                 struct read_cache *r = &ctxt->io_read;
5803                 if ((ctxt->d & SrcMask) == SrcSI)
5804                         count = ctxt->src.count;
5805                 else
5806                         count = ctxt->dst.count;
5807                 register_address_increment(ctxt, VCPU_REGS_RCX, -count);
5808
5809                 if (!string_insn_completed(ctxt)) {
5810                         /*
5811                          * Re-enter guest when pio read ahead buffer is empty
5812                          * or, if it is not used, after each 1024 iteration.
5813                          */
5814                         if ((r->end != 0 || reg_read(ctxt, VCPU_REGS_RCX) & 0x3ff) &&
5815                             (r->end == 0 || r->end != r->pos)) {
5816                                 /*
5817                                  * Reset read cache. Usually happens before
5818                                  * decode, but since instruction is restarted
5819                                  * we have to do it here.
5820                                  */
5821                                 ctxt->mem_read.end = 0;
5822                                 writeback_registers(ctxt);
5823                                 return EMULATION_RESTART;
5824                         }
5825                         goto done; /* skip rip writeback */
5826                 }
5827                 ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_RF;
5828         }
5829
5830         ctxt->eip = ctxt->_eip;
5831         if (ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
5832                 ctxt->eip = (u32)ctxt->_eip;
5833
5834 done:
5835         if (rc == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
5836                 WARN_ON(ctxt->exception.vector > 0x1f);
5837                 ctxt->have_exception = true;
5838         }
5839         if (rc == X86EMUL_INTERCEPTED)
5840                 return EMULATION_INTERCEPTED;
5841
5842         if (rc == X86EMUL_CONTINUE)
5843                 writeback_registers(ctxt);
5844
5845         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? EMULATION_FAILED : EMULATION_OK;
5846
5847 twobyte_insn:
5848         switch (ctxt->b) {
5849         case 0x09:              /* wbinvd */
5850                 (ctxt->ops->wbinvd)(ctxt);
5851                 break;
5852         case 0x08:              /* invd */
5853         case 0x0d:              /* GrpP (prefetch) */
5854         case 0x18:              /* Grp16 (prefetch/nop) */
5855         case 0x1f:              /* nop */
5856                 break;
5857         case 0x20: /* mov cr, reg */
5858                 ctxt->dst.val = ops->get_cr(ctxt, ctxt->modrm_reg);
5859                 break;
5860         case 0x21: /* mov from dr to reg */
5861                 ops->get_dr(ctxt, ctxt->modrm_reg, &ctxt->dst.val);
5862                 break;
5863         case 0x40 ... 0x4f:     /* cmov */
5864                 if (test_cc(ctxt->b, ctxt->eflags))
5865                         ctxt->dst.val = ctxt->src.val;
5866                 else if (ctxt->op_bytes != 4)
5867                         ctxt->dst.type = OP_NONE; /* no writeback */
5868                 break;
5869         case 0x80 ... 0x8f: /* jnz rel, etc*/
5870                 if (test_cc(ctxt->b, ctxt->eflags))
5871                         rc = jmp_rel(ctxt, ctxt->src.val);
5872                 break;
5873         case 0x90 ... 0x9f:     /* setcc r/m8 */
5874                 ctxt->dst.val = test_cc(ctxt->b, ctxt->eflags);
5875                 break;
5876         case 0xb6 ... 0xb7:     /* movzx */
5877                 ctxt->dst.bytes = ctxt->op_bytes;
5878                 ctxt->dst.val = (ctxt->src.bytes == 1) ? (u8) ctxt->src.val
5879                                                        : (u16) ctxt->src.val;
5880                 break;
5881         case 0xbe ... 0xbf:     /* movsx */
5882                 ctxt->dst.bytes = ctxt->op_bytes;
5883                 ctxt->dst.val = (ctxt->src.bytes == 1) ? (s8) ctxt->src.val :
5884                                                         (s16) ctxt->src.val;
5885                 break;
5886         default:
5887                 goto cannot_emulate;
5888         }
5889
5890 threebyte_insn:
5891
5892         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
5893                 goto done;
5894
5895         goto writeback;
5896
5897 cannot_emulate:
5898         return EMULATION_FAILED;
5899 }
5900
5901 void emulator_invalidate_register_cache(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
5902 {
5903         invalidate_registers(ctxt);
5904 }
5905
5906 void emulator_writeback_register_cache(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
5907 {
5908         writeback_registers(ctxt);
5909 }
5910
5911 bool emulator_can_use_gpa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
5912 {
5913         if (ctxt->rep_prefix && (ctxt->d & String))
5914                 return false;
5915
5916         if (ctxt->d & TwoMemOp)
5917                 return false;
5918
5919         return true;
5920 }