arch/x86/kvm/emulate.c

   1 /******************************************************************************
   2  * emulate.c
   3  *
   4  * Generic x86 (32-bit and 64-bit) instruction decoder and emulator.
   5  *
   6  * Copyright (c) 2005 Keir Fraser
   7  *
   8  * Linux coding style, mod r/m decoder, segment base fixes, real-mode
   9  * privileged instructions:
  10  *
  11  * Copyright (C) 2006 Qumranet
  12  * Copyright 2010 Red Hat, Inc. and/or its affiliates.
  13  *
  14  *   Avi Kivity <avi@qumranet.com>
  15  *   Yaniv Kamay <yaniv@qumranet.com>
  16  *
  17  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
  18  * the COPYING file in the top-level directory.
  19  *
  20  * From: xen-unstable 10676:af9809f51f81a3c43f276f00c81a52ef558afda4
  21  */
  22
  23 #include <linux/kvm_host.h>
  24 #include "kvm_cache_regs.h"
  25 #include <linux/module.h>
  26 #include <asm/kvm_emulate.h>
  27
  28 #include "x86.h"
  29 #include "tss.h"
  30
  31 /*
  32  * Operand types
  33  */
  34 #define OpNone             0ull
  35 #define OpImplicit         1ull  /* No generic decode */
  36 #define OpReg              2ull  /* Register */
  37 #define OpMem              3ull  /* Memory */
  38 #define OpAcc              4ull  /* Accumulator: AL/AX/EAX/RAX */
  39 #define OpDI               5ull  /* ES:DI/EDI/RDI */
  40 #define OpMem64            6ull  /* Memory, 64-bit */
  41 #define OpImmUByte         7ull  /* Zero-extended 8-bit immediate */
  42 #define OpDX               8ull  /* DX register */
  43 #define OpCL               9ull  /* CL register (for shifts) */
  44 #define OpImmByte         10ull  /* 8-bit sign extended immediate */
  45 #define OpOne             11ull  /* Implied 1 */
  46 #define OpImm             12ull  /* Sign extended immediate */
  47 #define OpMem16           13ull  /* Memory operand (16-bit). */
  48 #define OpMem32           14ull  /* Memory operand (32-bit). */
  49 #define OpImmU            15ull  /* Immediate operand, zero extended */
  50 #define OpSI              16ull  /* SI/ESI/RSI */
  51 #define OpImmFAddr        17ull  /* Immediate far address */
  52 #define OpMemFAddr        18ull  /* Far address in memory */
  53 #define OpImmU16          19ull  /* Immediate operand, 16 bits, zero extended */
  54 #define OpES              20ull  /* ES */
  55 #define OpCS              21ull  /* CS */
  56 #define OpSS              22ull  /* SS */
  57 #define OpDS              23ull  /* DS */
  58 #define OpFS              24ull  /* FS */
  59 #define OpGS              25ull  /* GS */
  60
  61 #define OpBits             5  /* Width of operand field */
  62 #define OpMask             ((1ull << OpBits) - 1)
  63
  64 /*
  65  * Opcode effective-address decode tables.
  66  * Note that we only emulate instructions that have at least one memory
  67  * operand (excluding implicit stack references). We assume that stack
  68  * references and instruction fetches will never occur in special memory
  69  * areas that require emulation. So, for example, 'mov <imm>,<reg>' need
  70  * not be handled.
  71  */
  72
  73 /* Operand sizes: 8-bit operands or specified/overridden size. */
  74 #define ByteOp      (1<<0)      /* 8-bit operands. */
  75 /* Destination operand type. */
  76 #define DstShift    1
  77 #define ImplicitOps (OpImplicit << DstShift)
  78 #define DstReg      (OpReg << DstShift)
  79 #define DstMem      (OpMem << DstShift)
  80 #define DstAcc      (OpAcc << DstShift)
  81 #define DstDI       (OpDI << DstShift)
  82 #define DstMem64    (OpMem64 << DstShift)
  83 #define DstImmUByte (OpImmUByte << DstShift)
  84 #define DstDX       (OpDX << DstShift)
  85 #define DstMask     (OpMask << DstShift)
  86 /* Source operand type. */
  87 #define SrcShift    6
  88 #define SrcNone     (OpNone << SrcShift)
  89 #define SrcReg      (OpReg << SrcShift)
  90 #define SrcMem      (OpMem << SrcShift)
  91 #define SrcMem16    (OpMem16 << SrcShift)
  92 #define SrcMem32    (OpMem32 << SrcShift)
  93 #define SrcImm      (OpImm << SrcShift)
  94 #define SrcImmByte  (OpImmByte << SrcShift)
  95 #define SrcOne      (OpOne << SrcShift)
  96 #define SrcImmUByte (OpImmUByte << SrcShift)
  97 #define SrcImmU     (OpImmU << SrcShift)
  98 #define SrcSI       (OpSI << SrcShift)
  99 #define SrcImmFAddr (OpImmFAddr << SrcShift)
 100 #define SrcMemFAddr (OpMemFAddr << SrcShift)
 101 #define SrcAcc      (OpAcc << SrcShift)
 102 #define SrcImmU16   (OpImmU16 << SrcShift)
 103 #define SrcDX       (OpDX << SrcShift)
 104 #define SrcMask     (OpMask << SrcShift)
 105 #define BitOp       (1<<11)
 106 #define MemAbs      (1<<12)      /* Memory operand is absolute displacement */
 107 #define String      (1<<13)     /* String instruction (rep capable) */
 108 #define Stack       (1<<14)     /* Stack instruction (push/pop) */
 109 #define GroupMask   (7<<15)     /* Opcode uses one of the group mechanisms */
 110 #define Group       (1<<15)     /* Bits 3:5 of modrm byte extend opcode */
 111 #define GroupDual   (2<<15)     /* Alternate decoding of mod == 3 */
 112 #define Prefix      (3<<15)     /* Instruction varies with 66/f2/f3 prefix */
 113 #define RMExt       (4<<15)     /* Opcode extension in ModRM r/m if mod == 3 */
 114 #define Sse         (1<<18)     /* SSE Vector instruction */
 115 /* Generic ModRM decode. */
 116 #define ModRM       (1<<19)
 117 /* Destination is only written; never read. */
 118 #define Mov         (1<<20)
 119 /* Misc flags */
 120 #define Prot        (1<<21) /* instruction generates #UD if not in prot-mode */
 121 #define VendorSpecific (1<<22) /* Vendor specific instruction */
 122 #define NoAccess    (1<<23) /* Don't access memory (lea/invlpg/verr etc) */
 123 #define Op3264      (1<<24) /* Operand is 64b in long mode, 32b otherwise */
 124 #define Undefined   (1<<25) /* No Such Instruction */
 125 #define Lock        (1<<26) /* lock prefix is allowed for the instruction */
 126 #define Priv        (1<<27) /* instruction generates #GP if current CPL != 0 */
 127 #define No64        (1<<28)
 128 /* Source 2 operand type */
 129 #define Src2Shift   (29)
 130 #define Src2None    (OpNone << Src2Shift)
 131 #define Src2CL      (OpCL << Src2Shift)
 132 #define Src2ImmByte (OpImmByte << Src2Shift)
 133 #define Src2One     (OpOne << Src2Shift)
 134 #define Src2Imm     (OpImm << Src2Shift)
 135 #define Src2ES      (OpES << Src2Shift)
 136 #define Src2CS      (OpCS << Src2Shift)
 137 #define Src2SS      (OpSS << Src2Shift)
 138 #define Src2DS      (OpDS << Src2Shift)
 139 #define Src2FS      (OpFS << Src2Shift)
 140 #define Src2GS      (OpGS << Src2Shift)
 141 #define Src2Mask    (OpMask << Src2Shift)
 142
 143 #define X2(x...) x, x
 144 #define X3(x...) X2(x), x
 145 #define X4(x...) X2(x), X2(x)
 146 #define X5(x...) X4(x), x
 147 #define X6(x...) X4(x), X2(x)
 148 #define X7(x...) X4(x), X3(x)
 149 #define X8(x...) X4(x), X4(x)
 150 #define X16(x...) X8(x), X8(x)
 151
 152 struct opcode {
 153         u64 flags : 56;
 154         u64 intercept : 8;
 155         union {
 156                 int (*execute)(struct x86_emulate_ctxt *ctxt);
 157                 struct opcode *group;
 158                 struct group_dual *gdual;
 159                 struct gprefix *gprefix;
 160         } u;
 161         int (*check_perm)(struct x86_emulate_ctxt *ctxt);
 162 };
 163
 164 struct group_dual {
 165         struct opcode mod012[8];
 166         struct opcode mod3[8];
 167 };
 168
 169 struct gprefix {
 170         struct opcode pfx_no;
 171         struct opcode pfx_66;
 172         struct opcode pfx_f2;
 173         struct opcode pfx_f3;
 174 };
 175
 176 /* EFLAGS bit definitions. */
 177 #define EFLG_ID (1<<21)
 178 #define EFLG_VIP (1<<20)
 179 #define EFLG_VIF (1<<19)
 180 #define EFLG_AC (1<<18)
 181 #define EFLG_VM (1<<17)
 182 #define EFLG_RF (1<<16)
 183 #define EFLG_IOPL (3<<12)
 184 #define EFLG_NT (1<<14)
 185 #define EFLG_OF (1<<11)
 186 #define EFLG_DF (1<<10)
 187 #define EFLG_IF (1<<9)
 188 #define EFLG_TF (1<<8)
 189 #define EFLG_SF (1<<7)
 190 #define EFLG_ZF (1<<6)
 191 #define EFLG_AF (1<<4)
 192 #define EFLG_PF (1<<2)
 193 #define EFLG_CF (1<<0)
 194
 195 #define EFLG_RESERVED_ZEROS_MASK 0xffc0802a
 196 #define EFLG_RESERVED_ONE_MASK 2
 197
 198 /*
 199  * Instruction emulation:
 200  * Most instructions are emulated directly via a fragment of inline assembly
 201  * code. This allows us to save/restore EFLAGS and thus very easily pick up
 202  * any modified flags.
 203  */
 204
 205 #if defined(CONFIG_X86_64)
 206 #define _LO32 "k"               /* force 32-bit operand */
 207 #define _STK  "%%rsp"           /* stack pointer */
 208 #elif defined(__i386__)
 209 #define _LO32 ""                /* force 32-bit operand */
 210 #define _STK  "%%esp"           /* stack pointer */
 211 #endif
 212
 213 /*
 214  * These EFLAGS bits are restored from saved value during emulation, and
 215  * any changes are written back to the saved value after emulation.
 216  */
 217 #define EFLAGS_MASK (EFLG_OF|EFLG_SF|EFLG_ZF|EFLG_AF|EFLG_PF|EFLG_CF)
 218
 219 /* Before executing instruction: restore necessary bits in EFLAGS. */
 220 #define _PRE_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp)                                   \
 221         /* EFLAGS = (_sav & _msk) | (EFLAGS & ~_msk); _sav &= ~_msk; */ \
 222         "movl %"_sav",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
 223         "push %"_tmp"; "                                                \
 224         "push %"_tmp"; "                                                \
 225         "movl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
 226         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 227         "pushf; "                                                       \
 228         "notl %"_LO32 _tmp"; "                                          \
 229         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 230         "andl %"_LO32 _tmp","__stringify(BITS_PER_LONG/4)"("_STK"); "   \
 231         "pop  %"_tmp"; "                                                \
 232         "orl  %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 233         "popf; "                                                        \
 234         "pop  %"_sav"; "
 235
 236 /* After executing instruction: write-back necessary bits in EFLAGS. */
 237 #define _POST_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp) \
 238         /* _sav |= EFLAGS & _msk; */            \
 239         "pushf; "                               \
 240         "pop  %"_tmp"; "                        \
 241         "andl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "          \
 242         "orl  %"_LO32 _tmp",%"_sav"; "
 243
 244 #ifdef CONFIG_X86_64
 245 #define ON64(x) x
 246 #else
 247 #define ON64(x)
 248 #endif
 249
 250 #define ____emulate_2op(ctxt, _op, _x, _y, _suffix, _dsttype)   \
 251         do {                                                            \
 252                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 253                         _PRE_EFLAGS("0", "4", "2")                      \
 254                         _op _suffix " %"_x"3,%1; "                      \
 255                         _POST_EFLAGS("0", "4", "2")                     \
 256                         : "=m" ((ctxt)->eflags),                        \
 257                           "+q" (*(_dsttype*)&(ctxt)->dst.val),          \
 258                           "=&r" (_tmp)                                  \
 259                         : _y ((ctxt)->src.val), "i" (EFLAGS_MASK));     \
 260         } while (0)
 261
 262
 263 /* Raw emulation: instruction has two explicit operands. */
 264 #define __emulate_2op_nobyte(ctxt,_op,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy)          \
 265         do {                                                            \
 266                 unsigned long _tmp;                                     \
 267                                                                         \
 268                 switch ((ctxt)->dst.bytes) {                            \
 269                 case 2:                                                 \
 270                         ____emulate_2op(ctxt,_op,_wx,_wy,"w",u16);      \
 271                         break;                                          \
 272                 case 4:                                                 \
 273                         ____emulate_2op(ctxt,_op,_lx,_ly,"l",u32);      \
 274                         break;                                          \
 275                 case 8:                                                 \
 276                         ON64(____emulate_2op(ctxt,_op,_qx,_qy,"q",u64)); \
 277                         break;                                          \
 278                 }                                                       \
 279         } while (0)
 280
 281 #define __emulate_2op(ctxt,_op,_bx,_by,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy)              \
 282         do {                                                                 \
 283                 unsigned long _tmp;                                          \
 284                 switch ((ctxt)->dst.bytes) {                                 \
 285                 case 1:                                                      \
 286                         ____emulate_2op(ctxt,_op,_bx,_by,"b",u8);            \
 287                         break;                                               \
 288                 default:                                                     \
 289                         __emulate_2op_nobyte(ctxt, _op,                      \
 290                                              _wx, _wy, _lx, _ly, _qx, _qy);  \
 291                         break;                                               \
 292                 }                                                            \
 293         } while (0)
 294
 295 /* Source operand is byte-sized and may be restricted to just %cl. */
 296 #define emulate_2op_SrcB(ctxt, _op)                                     \
 297         __emulate_2op(ctxt, _op, "b", "c", "b", "c", "b", "c", "b", "c")
 298
 299 /* Source operand is byte, word, long or quad sized. */
 300 #define emulate_2op_SrcV(ctxt, _op)                                     \
 301         __emulate_2op(ctxt, _op, "b", "q", "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 302
 303 /* Source operand is word, long or quad sized. */
 304 #define emulate_2op_SrcV_nobyte(ctxt, _op)                              \
 305         __emulate_2op_nobyte(ctxt, _op, "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 306
 307 /* Instruction has three operands and one operand is stored in ECX register */
 308 #define __emulate_2op_cl(ctxt, _op, _suffix, _type)             \
 309         do {                                                            \
 310                 unsigned long _tmp;                                     \
 311                 _type _clv  = (ctxt)->src2.val;                         \
 312                 _type _srcv = (ctxt)->src.val;                          \
 313                 _type _dstv = (ctxt)->dst.val;                          \
 314                                                                         \
 315                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 316                         _PRE_EFLAGS("0", "5", "2")                      \
 317                         _op _suffix " %4,%1 \n"                         \
 318                         _POST_EFLAGS("0", "5", "2")                     \
 319                         : "=m" ((ctxt)->eflags), "+r" (_dstv), "=&r" (_tmp) \
 320                         : "c" (_clv) , "r" (_srcv), "i" (EFLAGS_MASK)   \
 321                         );                                              \
 322                                                                         \
 323                 (ctxt)->src2.val  = (unsigned long) _clv;               \
 324                 (ctxt)->src2.val = (unsigned long) _srcv;               \
 325                 (ctxt)->dst.val = (unsigned long) _dstv;                \
 326         } while (0)
 327
 328 #define emulate_2op_cl(ctxt, _op)                                       \
 329         do {                                                            \
 330                 switch ((ctxt)->dst.bytes) {                            \
 331                 case 2:                                                 \
 332                         __emulate_2op_cl(ctxt, _op, "w", u16);          \
 333                         break;                                          \
 334                 case 4:                                                 \
 335                         __emulate_2op_cl(ctxt, _op, "l", u32);          \
 336                         break;                                          \
 337                 case 8:                                                 \
 338                         ON64(__emulate_2op_cl(ctxt, _op, "q", ulong));  \
 339                         break;                                          \
 340                 }                                                       \
 341         } while (0)
 342
 343 #define __emulate_1op(ctxt, _op, _suffix)                               \
 344         do {                                                            \
 345                 unsigned long _tmp;                                     \
 346                                                                         \
 347                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 348                         _PRE_EFLAGS("0", "3", "2")                      \
 349                         _op _suffix " %1; "                             \
 350                         _POST_EFLAGS("0", "3", "2")                     \
 351                         : "=m" ((ctxt)->eflags), "+m" ((ctxt)->dst.val), \
 352                           "=&r" (_tmp)                                  \
 353                         : "i" (EFLAGS_MASK));                           \
 354         } while (0)
 355
 356 /* Instruction has only one explicit operand (no source operand). */
 357 #define emulate_1op(ctxt, _op)                                          \
 358         do {                                                            \
 359                 switch ((ctxt)->dst.bytes) {                            \
 360                 case 1: __emulate_1op(ctxt, _op, "b"); break;           \
 361                 case 2: __emulate_1op(ctxt, _op, "w"); break;           \
 362                 case 4: __emulate_1op(ctxt, _op, "l"); break;           \
 363                 case 8: ON64(__emulate_1op(ctxt, _op, "q")); break;     \
 364                 }                                                       \
 365         } while (0)
 366
 367 #define __emulate_1op_rax_rdx(ctxt, _op, _suffix, _ex)                  \
 368         do {                                                            \
 369                 unsigned long _tmp;                                     \
 370                 ulong *rax = &(ctxt)->regs[VCPU_REGS_RAX];              \
 371                 ulong *rdx = &(ctxt)->regs[VCPU_REGS_RDX];              \
 372                                                                         \
 373                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 374                         _PRE_EFLAGS("0", "5", "1")                      \
 375                         "1: \n\t"                                       \
 376                         _op _suffix " %6; "                             \
 377                         "2: \n\t"                                       \
 378                         _POST_EFLAGS("0", "5", "1")                     \
 379                         ".pushsection .fixup,\"ax\" \n\t"               \
 380                         "3: movb $1, %4 \n\t"                           \
 381                         "jmp 2b \n\t"                                   \
 382                         ".popsection \n\t"                              \
 383                         _ASM_EXTABLE(1b, 3b)                            \
 384                         : "=m" ((ctxt)->eflags), "=&r" (_tmp),          \
 385                           "+a" (*rax), "+d" (*rdx), "+qm"(_ex)          \
 386                         : "i" (EFLAGS_MASK), "m" ((ctxt)->src.val),     \
 387                           "a" (*rax), "d" (*rdx));                      \
 388         } while (0)
 389
 390 /* instruction has only one source operand, destination is implicit (e.g. mul, div, imul, idiv) */
 391 #define emulate_1op_rax_rdx(ctxt, _op, _ex)     \
 392         do {                                                            \
 393                 switch((ctxt)->src.bytes) {                             \
 394                 case 1:                                                 \
 395                         __emulate_1op_rax_rdx(ctxt, _op, "b", _ex);     \
 396                         break;                                          \
 397                 case 2:                                                 \
 398                         __emulate_1op_rax_rdx(ctxt, _op, "w", _ex);     \
 399                         break;                                          \
 400                 case 4:                                                 \
 401                         __emulate_1op_rax_rdx(ctxt, _op, "l", _ex);     \
 402                         break;                                          \
 403                 case 8: ON64(                                           \
 404                         __emulate_1op_rax_rdx(ctxt, _op, "q", _ex));    \
 405                         break;                                          \
 406                 }                                                       \
 407         } while (0)
 408
 409 static int emulator_check_intercept(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 410                                     enum x86_intercept intercept,
 411                                     enum x86_intercept_stage stage)
 412 {
 413         struct x86_instruction_info info = {
 414                 .intercept  = intercept,
 415                 .rep_prefix = ctxt->rep_prefix,
 416                 .modrm_mod  = ctxt->modrm_mod,
 417                 .modrm_reg  = ctxt->modrm_reg,
 418                 .modrm_rm   = ctxt->modrm_rm,
 419                 .src_val    = ctxt->src.val64,
 420                 .src_bytes  = ctxt->src.bytes,
 421                 .dst_bytes  = ctxt->dst.bytes,
 422                 .ad_bytes   = ctxt->ad_bytes,
 423                 .next_rip   = ctxt->eip,
 424         };
 425
 426         return ctxt->ops->intercept(ctxt, &info, stage);
 427 }
 428
 429 static inline unsigned long ad_mask(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 430 {
 431         return (1UL << (ctxt->ad_bytes << 3)) - 1;
 432 }
 433
 434 /* Access/update address held in a register, based on addressing mode. */
 435 static inline unsigned long
 436 address_mask(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned long reg)
 437 {
 438         if (ctxt->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 439                 return reg;
 440         else
 441                 return reg & ad_mask(ctxt);
 442 }
 443
 444 static inline unsigned long
 445 register_address(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned long reg)
 446 {
 447         return address_mask(ctxt, reg);
 448 }
 449
 450 static inline void
 451 register_address_increment(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned long *reg, int inc)
 452 {
 453         if (ctxt->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 454                 *reg += inc;
 455         else
 456                 *reg = (*reg & ~ad_mask(ctxt)) | ((*reg + inc) & ad_mask(ctxt));
 457 }
 458
 459 static inline void jmp_rel(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int rel)
 460 {
 461         register_address_increment(ctxt, &ctxt->_eip, rel);
 462 }
 463
 464 static u32 desc_limit_scaled(struct desc_struct *desc)
 465 {
 466         u32 limit = get_desc_limit(desc);
 467
 468         return desc->g ? (limit << 12) | 0xfff : limit;
 469 }
 470
 471 static void set_seg_override(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
 472 {
 473         ctxt->has_seg_override = true;
 474         ctxt->seg_override = seg;
 475 }
 476
 477 static unsigned long seg_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int seg)
 478 {
 479         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && seg < VCPU_SREG_FS)
 480                 return 0;
 481
 482         return ctxt->ops->get_cached_segment_base(ctxt, seg);
 483 }
 484
 485 static unsigned seg_override(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 486 {
 487         if (!ctxt->has_seg_override)
 488                 return 0;
 489
 490         return ctxt->seg_override;
 491 }
 492
 493 static int emulate_exception(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int vec,
 494                              u32 error, bool valid)
 495 {
 496         ctxt->exception.vector = vec;
 497         ctxt->exception.error_code = error;
 498         ctxt->exception.error_code_valid = valid;
 499         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
 500 }
 501
 502 static int emulate_db(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 503 {
 504         return emulate_exception(ctxt, DB_VECTOR, 0, false);
 505 }
 506
 507 static int emulate_gp(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int err)
 508 {
 509         return emulate_exception(ctxt, GP_VECTOR, err, true);
 510 }
 511
 512 static int emulate_ss(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int err)
 513 {
 514         return emulate_exception(ctxt, SS_VECTOR, err, true);
 515 }
 516
 517 static int emulate_ud(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 518 {
 519         return emulate_exception(ctxt, UD_VECTOR, 0, false);
 520 }
 521
 522 static int emulate_ts(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int err)
 523 {
 524         return emulate_exception(ctxt, TS_VECTOR, err, true);
 525 }
 526
 527 static int emulate_de(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 528 {
 529         return emulate_exception(ctxt, DE_VECTOR, 0, false);
 530 }
 531
 532 static int emulate_nm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 533 {
 534         return emulate_exception(ctxt, NM_VECTOR, 0, false);
 535 }
 536
 537 static u16 get_segment_selector(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned seg)
 538 {
 539         u16 selector;
 540         struct desc_struct desc;
 541
 542         ctxt->ops->get_segment(ctxt, &selector, &desc, NULL, seg);
 543         return selector;
 544 }
 545
 546 static void set_segment_selector(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u16 selector,
 547                                  unsigned seg)
 548 {
 549         u16 dummy;
 550         u32 base3;
 551         struct desc_struct desc;
 552
 553         ctxt->ops->get_segment(ctxt, &dummy, &desc, &base3, seg);
 554         ctxt->ops->set_segment(ctxt, selector, &desc, base3, seg);
 555 }
 556
 557 static int __linearize(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 558                      struct segmented_address addr,
 559                      unsigned size, bool write, bool fetch,
 560                      ulong *linear)
 561 {
 562         struct desc_struct desc;
 563         bool usable;
 564         ulong la;
 565         u32 lim;
 566         u16 sel;
 567         unsigned cpl, rpl;
 568
 569         la = seg_base(ctxt, addr.seg) + addr.ea;
 570         switch (ctxt->mode) {
 571         case X86EMUL_MODE_REAL:
 572                 break;
 573         case X86EMUL_MODE_PROT64:
 574                 if (((signed long)la << 16) >> 16 != la)
 575                         return emulate_gp(ctxt, 0);
 576                 break;
 577         default:
 578                 usable = ctxt->ops->get_segment(ctxt, &sel, &desc, NULL,
 579                                                 addr.seg);
 580                 if (!usable)
 581                         goto bad;
 582                 /* code segment or read-only data segment */
 583                 if (((desc.type & 8) || !(desc.type & 2)) && write)
 584                         goto bad;
 585                 /* unreadable code segment */
 586                 if (!fetch && (desc.type & 8) && !(desc.type & 2))
 587                         goto bad;
 588                 lim = desc_limit_scaled(&desc);
 589                 if ((desc.type & 8) || !(desc.type & 4)) {
 590                         /* expand-up segment */
 591                         if (addr.ea > lim || (u32)(addr.ea + size - 1) > lim)
 592                                 goto bad;
 593                 } else {
 594                         /* exapand-down segment */
 595                         if (addr.ea <= lim || (u32)(addr.ea + size - 1) <= lim)
 596                                 goto bad;
 597                         lim = desc.d ? 0xffffffff : 0xffff;
 598                         if (addr.ea > lim || (u32)(addr.ea + size - 1) > lim)
 599                                 goto bad;
 600                 }
 601                 cpl = ctxt->ops->cpl(ctxt);
 602                 rpl = sel & 3;
 603                 cpl = max(cpl, rpl);
 604                 if (!(desc.type & 8)) {
 605                         /* data segment */
 606                         if (cpl > desc.dpl)
 607                                 goto bad;
 608                 } else if ((desc.type & 8) && !(desc.type & 4)) {
 609                         /* nonconforming code segment */
 610                         if (cpl != desc.dpl)
 611                                 goto bad;
 612                 } else if ((desc.type & 8) && (desc.type & 4)) {
 613                         /* conforming code segment */
 614                         if (cpl < desc.dpl)
 615                                 goto bad;
 616                 }
 617                 break;
 618         }
 619         if (fetch ? ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64 : ctxt->ad_bytes != 8)
 620                 la &= (u32)-1;
 621         *linear = la;
 622         return X86EMUL_CONTINUE;
 623 bad:
 624         if (addr.seg == VCPU_SREG_SS)
 625                 return emulate_ss(ctxt, addr.seg);
 626         else
 627                 return emulate_gp(ctxt, addr.seg);
 628 }
 629
 630 static int linearize(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 631                      struct segmented_address addr,
 632                      unsigned size, bool write,
 633                      ulong *linear)
 634 {
 635         return __linearize(ctxt, addr, size, write, false, linear);
 636 }
 637
 638
 639 static int segmented_read_std(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 640                               struct segmented_address addr,
 641                               void *data,
 642                               unsigned size)
 643 {
 644         int rc;
 645         ulong linear;
 646
 647         rc = linearize(ctxt, addr, size, false, &linear);
 648         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 649                 return rc;
 650         return ctxt->ops->read_std(ctxt, linear, data, size, &ctxt->exception);
 651 }
 652
 653 /*
 654  * Fetch the next byte of the instruction being emulated which is pointed to
 655  * by ctxt->_eip, then increment ctxt->_eip.
 656  *
 657  * Also prefetch the remaining bytes of the instruction without crossing page
 658  * boundary if they are not in fetch_cache yet.
 659  */
 660 static int do_insn_fetch_byte(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, u8 *dest)
 661 {
 662         struct fetch_cache *fc = &ctxt->fetch;
 663         int rc;
 664         int size, cur_size;
 665
 666         if (ctxt->_eip == fc->end) {
 667                 unsigned long linear;
 668                 struct segmented_address addr = { .seg = VCPU_SREG_CS,
 669                                                   .ea  = ctxt->_eip };
 670                 cur_size = fc->end - fc->start;
 671                 size = min(15UL - cur_size,
 672                            PAGE_SIZE - offset_in_page(ctxt->_eip));
 673                 rc = __linearize(ctxt, addr, size, false, true, &linear);
 674                 if (unlikely(rc != X86EMUL_CONTINUE))
 675                         return rc;
 676                 rc = ctxt->ops->fetch(ctxt, linear, fc->data + cur_size,
 677                                       size, &ctxt->exception);
 678                 if (unlikely(rc != X86EMUL_CONTINUE))
 679                         return rc;
 680                 fc->end += size;
 681         }
 682         *dest = fc->data[ctxt->_eip - fc->start];
 683         ctxt->_eip++;
 684         return X86EMUL_CONTINUE;
 685 }
 686
 687 static int do_insn_fetch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 688                          void *dest, unsigned size)
 689 {
 690         int rc;
 691
 692         /* x86 instructions are limited to 15 bytes. */
 693         if (unlikely(ctxt->_eip + size - ctxt->eip > 15))
 694                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
 695         while (size--) {
 696                 rc = do_insn_fetch_byte(ctxt, dest++);
 697                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 698                         return rc;
 699         }
 700         return X86EMUL_CONTINUE;
 701 }
 702
 703 /* Fetch next part of the instruction being emulated. */
 704 #define insn_fetch(_type, _ctxt)                                        \
 705 ({      unsigned long _x;                                               \
 706         rc = do_insn_fetch(_ctxt, &_x, sizeof(_type));                  \
 707         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)                                     \
 708                 goto done;                                              \
 709         (_type)_x;                                                      \
 710 })
 711
 712 #define insn_fetch_arr(_arr, _size, _ctxt)                              \
 713 ({      rc = do_insn_fetch(_ctxt, _arr, (_size));                       \
 714         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)                                     \
 715                 goto done;                                              \
 716 })
 717
 718 /*
 719  * Given the 'reg' portion of a ModRM byte, and a register block, return a
 720  * pointer into the block that addresses the relevant register.
 721  * @highbyte_regs specifies whether to decode AH,CH,DH,BH.
 722  */
 723 static void *decode_register(u8 modrm_reg, unsigned long *regs,
 724                              int highbyte_regs)
 725 {
 726         void *p;
 727
 728         p = &regs[modrm_reg];
 729         if (highbyte_regs && modrm_reg >= 4 && modrm_reg < 8)
 730                 p = (unsigned char *)&regs[modrm_reg & 3] + 1;
 731         return p;
 732 }
 733
 734 static int read_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 735                            struct segmented_address addr,
 736                            u16 *size, unsigned long *address, int op_bytes)
 737 {
 738         int rc;
 739
 740         if (op_bytes == 2)
 741                 op_bytes = 3;
 742         *address = 0;
 743         rc = segmented_read_std(ctxt, addr, size, 2);
 744         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 745                 return rc;
 746         addr.ea += 2;
 747         rc = segmented_read_std(ctxt, addr, address, op_bytes);
 748         return rc;
 749 }
 750
 751 static int test_cc(unsigned int condition, unsigned int flags)
 752 {
 753         int rc = 0;
 754
 755         switch ((condition & 15) >> 1) {
 756         case 0: /* o */
 757                 rc |= (flags & EFLG_OF);
 758                 break;
 759         case 1: /* b/c/nae */
 760                 rc |= (flags & EFLG_CF);
 761                 break;
 762         case 2: /* z/e */
 763                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 764                 break;
 765         case 3: /* be/na */
 766                 rc |= (flags & (EFLG_CF|EFLG_ZF));
 767                 break;
 768         case 4: /* s */
 769                 rc |= (flags & EFLG_SF);
 770                 break;
 771         case 5: /* p/pe */
 772                 rc |= (flags & EFLG_PF);
 773                 break;
 774         case 7: /* le/ng */
 775                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 776                 /* fall through */
 777         case 6: /* l/nge */
 778                 rc |= (!(flags & EFLG_SF) != !(flags & EFLG_OF));
 779                 break;
 780         }
 781
 782         /* Odd condition identifiers (lsb == 1) have inverted sense. */
 783         return (!!rc ^ (condition & 1));
 784 }
 785
 786 static void fetch_register_operand(struct operand *op)
 787 {
 788         switch (op->bytes) {
 789         case 1:
 790                 op->val = *(u8 *)op->addr.reg;
 791                 break;
 792         case 2:
 793                 op->val = *(u16 *)op->addr.reg;
 794                 break;
 795         case 4:
 796                 op->val = *(u32 *)op->addr.reg;
 797                 break;
 798         case 8:
 799                 op->val = *(u64 *)op->addr.reg;
 800                 break;
 801         }
 802 }
 803
 804 static void read_sse_reg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, sse128_t *data, int reg)
 805 {
 806         ctxt->ops->get_fpu(ctxt);
 807         switch (reg) {
 808         case 0: asm("movdqu %%xmm0, %0" : "=m"(*data)); break;
 809         case 1: asm("movdqu %%xmm1, %0" : "=m"(*data)); break;
 810         case 2: asm("movdqu %%xmm2, %0" : "=m"(*data)); break;
 811         case 3: asm("movdqu %%xmm3, %0" : "=m"(*data)); break;
 812         case 4: asm("movdqu %%xmm4, %0" : "=m"(*data)); break;
 813         case 5: asm("movdqu %%xmm5, %0" : "=m"(*data)); break;
 814         case 6: asm("movdqu %%xmm6, %0" : "=m"(*data)); break;
 815         case 7: asm("movdqu %%xmm7, %0" : "=m"(*data)); break;
 816 #ifdef CONFIG_X86_64
 817         case 8: asm("movdqu %%xmm8, %0" : "=m"(*data)); break;
 818         case 9: asm("movdqu %%xmm9, %0" : "=m"(*data)); break;
 819         case 10: asm("movdqu %%xmm10, %0" : "=m"(*data)); break;
 820         case 11: asm("movdqu %%xmm11, %0" : "=m"(*data)); break;
 821         case 12: asm("movdqu %%xmm12, %0" : "=m"(*data)); break;
 822         case 13: asm("movdqu %%xmm13, %0" : "=m"(*data)); break;
 823         case 14: asm("movdqu %%xmm14, %0" : "=m"(*data)); break;
 824         case 15: asm("movdqu %%xmm15, %0" : "=m"(*data)); break;
 825 #endif
 826         default: BUG();
 827         }
 828         ctxt->ops->put_fpu(ctxt);
 829 }
 830
 831 static void write_sse_reg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, sse128_t *data,
 832                           int reg)
 833 {
 834         ctxt->ops->get_fpu(ctxt);
 835         switch (reg) {
 836         case 0: asm("movdqu %0, %%xmm0" : : "m"(*data)); break;
 837         case 1: asm("movdqu %0, %%xmm1" : : "m"(*data)); break;
 838         case 2: asm("movdqu %0, %%xmm2" : : "m"(*data)); break;
 839         case 3: asm("movdqu %0, %%xmm3" : : "m"(*data)); break;
 840         case 4: asm("movdqu %0, %%xmm4" : : "m"(*data)); break;
 841         case 5: asm("movdqu %0, %%xmm5" : : "m"(*data)); break;
 842         case 6: asm("movdqu %0, %%xmm6" : : "m"(*data)); break;
 843         case 7: asm("movdqu %0, %%xmm7" : : "m"(*data)); break;
 844 #ifdef CONFIG_X86_64
 845         case 8: asm("movdqu %0, %%xmm8" : : "m"(*data)); break;
 846         case 9: asm("movdqu %0, %%xmm9" : : "m"(*data)); break;
 847         case 10: asm("movdqu %0, %%xmm10" : : "m"(*data)); break;
 848         case 11: asm("movdqu %0, %%xmm11" : : "m"(*data)); break;
 849         case 12: asm("movdqu %0, %%xmm12" : : "m"(*data)); break;
 850         case 13: asm("movdqu %0, %%xmm13" : : "m"(*data)); break;
 851         case 14: asm("movdqu %0, %%xmm14" : : "m"(*data)); break;
 852         case 15: asm("movdqu %0, %%xmm15" : : "m"(*data)); break;
 853 #endif
 854         default: BUG();
 855         }
 856         ctxt->ops->put_fpu(ctxt);
 857 }
 858
 859 static void decode_register_operand(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 860                                     struct operand *op,
 861                                     int inhibit_bytereg)
 862 {
 863         unsigned reg = ctxt->modrm_reg;
 864         int highbyte_regs = ctxt->rex_prefix == 0;
 865
 866         if (!(ctxt->d & ModRM))
 867                 reg = (ctxt->b & 7) | ((ctxt->rex_prefix & 1) << 3);
 868
 869         if (ctxt->d & Sse) {
 870                 op->type = OP_XMM;
 871                 op->bytes = 16;
 872                 op->addr.xmm = reg;
 873                 read_sse_reg(ctxt, &op->vec_val, reg);
 874                 return;
 875         }
 876
 877         op->type = OP_REG;
 878         if ((ctxt->d & ByteOp) && !inhibit_bytereg) {
 879                 op->addr.reg = decode_register(reg, ctxt->regs, highbyte_regs);
 880                 op->bytes = 1;
 881         } else {
 882                 op->addr.reg = decode_register(reg, ctxt->regs, 0);
 883                 op->bytes = ctxt->op_bytes;
 884         }
 885         fetch_register_operand(op);
 886         op->orig_val = op->val;
 887 }
 888
 889 static int decode_modrm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 890                         struct operand *op)
 891 {
 892         u8 sib;
 893         int index_reg = 0, base_reg = 0, scale;
 894         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
 895         ulong modrm_ea = 0;
 896
 897         if (ctxt->rex_prefix) {
 898                 ctxt->modrm_reg = (ctxt->rex_prefix & 4) << 1;  /* REX.R */
 899                 index_reg = (ctxt->rex_prefix & 2) << 2; /* REX.X */
 900                 ctxt->modrm_rm = base_reg = (ctxt->rex_prefix & 1) << 3; /* REG.B */
 901         }
 902
 903         ctxt->modrm = insn_fetch(u8, ctxt);
 904         ctxt->modrm_mod |= (ctxt->modrm & 0xc0) >> 6;
 905         ctxt->modrm_reg |= (ctxt->modrm & 0x38) >> 3;
 906         ctxt->modrm_rm |= (ctxt->modrm & 0x07);
 907         ctxt->modrm_seg = VCPU_SREG_DS;
 908
 909         if (ctxt->modrm_mod == 3) {
 910                 op->type = OP_REG;
 911                 op->bytes = (ctxt->d & ByteOp) ? 1 : ctxt->op_bytes;
 912                 op->addr.reg = decode_register(ctxt->modrm_rm,
 913                                                ctxt->regs, ctxt->d & ByteOp);
 914                 if (ctxt->d & Sse) {
 915                         op->type = OP_XMM;
 916                         op->bytes = 16;
 917                         op->addr.xmm = ctxt->modrm_rm;
 918                         read_sse_reg(ctxt, &op->vec_val, ctxt->modrm_rm);
 919                         return rc;
 920                 }
 921                 fetch_register_operand(op);
 922                 return rc;
 923         }
 924
 925         op->type = OP_MEM;
 926
 927         if (ctxt->ad_bytes == 2) {
 928                 unsigned bx = ctxt->regs[VCPU_REGS_RBX];
 929                 unsigned bp = ctxt->regs[VCPU_REGS_RBP];
 930                 unsigned si = ctxt->regs[VCPU_REGS_RSI];
 931                 unsigned di = ctxt->regs[VCPU_REGS_RDI];
 932
 933                 /* 16-bit ModR/M decode. */
 934                 switch (ctxt->modrm_mod) {
 935                 case 0:
 936                         if (ctxt->modrm_rm == 6)
 937                                 modrm_ea += insn_fetch(u16, ctxt);
 938                         break;
 939                 case 1:
 940                         modrm_ea += insn_fetch(s8, ctxt);
 941                         break;
 942                 case 2:
 943                         modrm_ea += insn_fetch(u16, ctxt);
 944                         break;
 945                 }
 946                 switch (ctxt->modrm_rm) {
 947                 case 0:
 948                         modrm_ea += bx + si;
 949                         break;
 950                 case 1:
 951                         modrm_ea += bx + di;
 952                         break;
 953                 case 2:
 954                         modrm_ea += bp + si;
 955                         break;
 956                 case 3:
 957                         modrm_ea += bp + di;
 958                         break;
 959                 case 4:
 960                         modrm_ea += si;
 961                         break;
 962                 case 5:
 963                         modrm_ea += di;
 964                         break;
 965                 case 6:
 966                         if (ctxt->modrm_mod != 0)
 967                                 modrm_ea += bp;
 968                         break;
 969                 case 7:
 970                         modrm_ea += bx;
 971                         break;
 972                 }
 973                 if (ctxt->modrm_rm == 2 || ctxt->modrm_rm == 3 ||
 974                     (ctxt->modrm_rm == 6 && ctxt->modrm_mod != 0))
 975                         ctxt->modrm_seg = VCPU_SREG_SS;
 976                 modrm_ea = (u16)modrm_ea;
 977         } else {
 978                 /* 32/64-bit ModR/M decode. */
 979                 if ((ctxt->modrm_rm & 7) == 4) {
 980                         sib = insn_fetch(u8, ctxt);
 981                         index_reg |= (sib >> 3) & 7;
 982                         base_reg |= sib & 7;
 983                         scale = sib >> 6;
 984
 985                         if ((base_reg & 7) == 5 && ctxt->modrm_mod == 0)
 986                                 modrm_ea += insn_fetch(s32, ctxt);
 987                         else
 988                                 modrm_ea += ctxt->regs[base_reg];
 989                         if (index_reg != 4)
 990                                 modrm_ea += ctxt->regs[index_reg] << scale;
 991                 } else if ((ctxt->modrm_rm & 7) == 5 && ctxt->modrm_mod == 0) {
 992                         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 993                                 ctxt->rip_relative = 1;
 994                 } else
 995                         modrm_ea += ctxt->regs[ctxt->modrm_rm];
 996                 switch (ctxt->modrm_mod) {
 997                 case 0:
 998                         if (ctxt->modrm_rm == 5)
 999                                 modrm_ea += insn_fetch(s32, ctxt);
1000                         break;
1001                 case 1:
1002                         modrm_ea += insn_fetch(s8, ctxt);
1003                         break;
1004                 case 2:
1005                         modrm_ea += insn_fetch(s32, ctxt);
1006                         break;
1007                 }
1008         }
1009         op->addr.mem.ea = modrm_ea;
1010 done:
1011         return rc;
1012 }
1013
1014 static int decode_abs(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1015                       struct operand *op)
1016 {
1017         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1018
1019         op->type = OP_MEM;
1020         switch (ctxt->ad_bytes) {
1021         case 2:
1022                 op->addr.mem.ea = insn_fetch(u16, ctxt);
1023                 break;
1024         case 4:
1025                 op->addr.mem.ea = insn_fetch(u32, ctxt);
1026                 break;
1027         case 8:
1028                 op->addr.mem.ea = insn_fetch(u64, ctxt);
1029                 break;
1030         }
1031 done:
1032         return rc;
1033 }
1034
1035 static void fetch_bit_operand(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1036 {
1037         long sv = 0, mask;
1038
1039         if (ctxt->dst.type == OP_MEM && ctxt->src.type == OP_REG) {
1040                 mask = ~(ctxt->dst.bytes * 8 - 1);
1041
1042                 if (ctxt->src.bytes == 2)
1043                         sv = (s16)ctxt->src.val & (s16)mask;
1044                 else if (ctxt->src.bytes == 4)
1045                         sv = (s32)ctxt->src.val & (s32)mask;
1046
1047                 ctxt->dst.addr.mem.ea += (sv >> 3);
1048         }
1049
1050         /* only subword offset */
1051         ctxt->src.val &= (ctxt->dst.bytes << 3) - 1;
1052 }
1053
1054 static int read_emulated(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1055                          unsigned long addr, void *dest, unsigned size)
1056 {
1057         int rc;
1058         struct read_cache *mc = &ctxt->mem_read;
1059
1060         while (size) {
1061                 int n = min(size, 8u);
1062                 size -= n;
1063                 if (mc->pos < mc->end)
1064                         goto read_cached;
1065
1066                 rc = ctxt->ops->read_emulated(ctxt, addr, mc->data + mc->end, n,
1067                                               &ctxt->exception);
1068                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1069                         return rc;
1070                 mc->end += n;
1071
1072         read_cached:
1073                 memcpy(dest, mc->data + mc->pos, n);
1074                 mc->pos += n;
1075                 dest += n;
1076                 addr += n;
1077         }
1078         return X86EMUL_CONTINUE;
1079 }
1080
1081 static int segmented_read(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1082                           struct segmented_address addr,
1083                           void *data,
1084                           unsigned size)
1085 {
1086         int rc;
1087         ulong linear;
1088
1089         rc = linearize(ctxt, addr, size, false, &linear);
1090         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1091                 return rc;
1092         return read_emulated(ctxt, linear, data, size);
1093 }
1094
1095 static int segmented_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1096                            struct segmented_address addr,
1097                            const void *data,
1098                            unsigned size)
1099 {
1100         int rc;
1101         ulong linear;
1102
1103         rc = linearize(ctxt, addr, size, true, &linear);
1104         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1105                 return rc;
1106         return ctxt->ops->write_emulated(ctxt, linear, data, size,
1107                                          &ctxt->exception);
1108 }
1109
1110 static int segmented_cmpxchg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1111                              struct segmented_address addr,
1112                              const void *orig_data, const void *data,
1113                              unsigned size)
1114 {
1115         int rc;
1116         ulong linear;
1117
1118         rc = linearize(ctxt, addr, size, true, &linear);
1119         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1120                 return rc;
1121         return ctxt->ops->cmpxchg_emulated(ctxt, linear, orig_data, data,
1122                                            size, &ctxt->exception);
1123 }
1124
1125 static int pio_in_emulated(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1126                            unsigned int size, unsigned short port,
1127                            void *dest)
1128 {
1129         struct read_cache *rc = &ctxt->io_read;
1130
1131         if (rc->pos == rc->end) { /* refill pio read ahead */
1132                 unsigned int in_page, n;
1133                 unsigned int count = ctxt->rep_prefix ?
1134                         address_mask(ctxt, ctxt->regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1;
1135                 in_page = (ctxt->eflags & EFLG_DF) ?
1136                         offset_in_page(ctxt->regs[VCPU_REGS_RDI]) :
1137                         PAGE_SIZE - offset_in_page(ctxt->regs[VCPU_REGS_RDI]);
1138                 n = min(min(in_page, (unsigned int)sizeof(rc->data)) / size,
1139                         count);
1140                 if (n == 0)
1141                         n = 1;
1142                 rc->pos = rc->end = 0;
1143                 if (!ctxt->ops->pio_in_emulated(ctxt, size, port, rc->data, n))
1144                         return 0;
1145                 rc->end = n * size;
1146         }
1147
1148         memcpy(dest, rc->data + rc->pos, size);
1149         rc->pos += size;
1150         return 1;
1151 }
1152
1153 static void get_descriptor_table_ptr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1154                                      u16 selector, struct desc_ptr *dt)
1155 {
1156         struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
1157
1158         if (selector & 1 << 2) {
1159                 struct desc_struct desc;
1160                 u16 sel;
1161
1162                 memset (dt, 0, sizeof *dt);
1163                 if (!ops->get_segment(ctxt, &sel, &desc, NULL, VCPU_SREG_LDTR))
1164                         return;
1165
1166                 dt->size = desc_limit_scaled(&desc); /* what if limit > 65535? */
1167                 dt->address = get_desc_base(&desc);
1168         } else
1169                 ops->get_gdt(ctxt, dt);
1170 }
1171
1172 /* allowed just for 8 bytes segments */
1173 static int read_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1174                                    u16 selector, struct desc_struct *desc)
1175 {
1176         struct desc_ptr dt;
1177         u16 index = selector >> 3;
1178         ulong addr;
1179
1180         get_descriptor_table_ptr(ctxt, selector, &dt);
1181
1182         if (dt.size < index * 8 + 7)
1183                 return emulate_gp(ctxt, selector & 0xfffc);
1184
1185         addr = dt.address + index * 8;
1186         return ctxt->ops->read_std(ctxt, addr, desc, sizeof *desc,
1187                                    &ctxt->exception);
1188 }
1189
1190 /* allowed just for 8 bytes segments */
1191 static int write_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1192                                     u16 selector, struct desc_struct *desc)
1193 {
1194         struct desc_ptr dt;
1195         u16 index = selector >> 3;
1196         ulong addr;
1197
1198         get_descriptor_table_ptr(ctxt, selector, &dt);
1199
1200         if (dt.size < index * 8 + 7)
1201                 return emulate_gp(ctxt, selector & 0xfffc);
1202
1203         addr = dt.address + index * 8;
1204         return ctxt->ops->write_std(ctxt, addr, desc, sizeof *desc,
1205                                     &ctxt->exception);
1206 }
1207
1208 /* Does not support long mode */
1209 static int load_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1210                                    u16 selector, int seg)
1211 {
1212         struct desc_struct seg_desc;
1213         u8 dpl, rpl, cpl;
1214         unsigned err_vec = GP_VECTOR;
1215         u32 err_code = 0;
1216         bool null_selector = !(selector & ~0x3); /* 0000-0003 are null */
1217         int ret;
1218
1219         memset(&seg_desc, 0, sizeof seg_desc);
1220
1221         if ((seg <= VCPU_SREG_GS && ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
1222             || ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL) {
1223                 /* set real mode segment descriptor */
1224                 set_desc_base(&seg_desc, selector << 4);
1225                 set_desc_limit(&seg_desc, 0xffff);
1226                 seg_desc.type = 3;
1227                 seg_desc.p = 1;
1228                 seg_desc.s = 1;
1229                 goto load;
1230         }
1231
1232         /* NULL selector is not valid for TR, CS and SS */
1233         if ((seg == VCPU_SREG_CS || seg == VCPU_SREG_SS || seg == VCPU_SREG_TR)
1234             && null_selector)
1235                 goto exception;
1236
1237         /* TR should be in GDT only */
1238         if (seg == VCPU_SREG_TR && (selector & (1 << 2)))
1239                 goto exception;
1240
1241         if (null_selector) /* for NULL selector skip all following checks */
1242                 goto load;
1243
1244         ret = read_segment_descriptor(ctxt, selector, &seg_desc);
1245         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1246                 return ret;
1247
1248         err_code = selector & 0xfffc;
1249         err_vec = GP_VECTOR;
1250
1251         /* can't load system descriptor into segment selecor */
1252         if (seg <= VCPU_SREG_GS && !seg_desc.s)
1253                 goto exception;
1254
1255         if (!seg_desc.p) {
1256                 err_vec = (seg == VCPU_SREG_SS) ? SS_VECTOR : NP_VECTOR;
1257                 goto exception;
1258         }
1259
1260         rpl = selector & 3;
1261         dpl = seg_desc.dpl;
1262         cpl = ctxt->ops->cpl(ctxt);
1263
1264         switch (seg) {
1265         case VCPU_SREG_SS:
1266                 /*
1267                  * segment is not a writable data segment or segment
1268                  * selector's RPL != CPL or segment selector's RPL != CPL
1269                  */
1270                 if (rpl != cpl || (seg_desc.type & 0xa) != 0x2 || dpl != cpl)
1271                         goto exception;
1272                 break;
1273         case VCPU_SREG_CS:
1274                 if (!(seg_desc.type & 8))
1275                         goto exception;
1276
1277                 if (seg_desc.type & 4) {
1278                         /* conforming */
1279                         if (dpl > cpl)
1280                                 goto exception;
1281                 } else {
1282                         /* nonconforming */
1283                         if (rpl > cpl || dpl != cpl)
1284                                 goto exception;
1285                 }
1286                 /* CS(RPL) <- CPL */
1287                 selector = (selector & 0xfffc) | cpl;
1288                 break;
1289         case VCPU_SREG_TR:
1290                 if (seg_desc.s || (seg_desc.type != 1 && seg_desc.type != 9))
1291                         goto exception;
1292                 break;
1293         case VCPU_SREG_LDTR:
1294                 if (seg_desc.s || seg_desc.type != 2)
1295                         goto exception;
1296                 break;
1297         default: /*  DS, ES, FS, or GS */
1298                 /*
1299                  * segment is not a data or readable code segment or
1300                  * ((segment is a data or nonconforming code segment)
1301                  * and (both RPL and CPL > DPL))
1302                  */
1303                 if ((seg_desc.type & 0xa) == 0x8 ||
1304                     (((seg_desc.type & 0xc) != 0xc) &&
1305                      (rpl > dpl && cpl > dpl)))
1306                         goto exception;
1307                 break;
1308         }
1309
1310         if (seg_desc.s) {
1311                 /* mark segment as accessed */
1312                 seg_desc.type |= 1;
1313                 ret = write_segment_descriptor(ctxt, selector, &seg_desc);
1314                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1315                         return ret;
1316         }
1317 load:
1318         ctxt->ops->set_segment(ctxt, selector, &seg_desc, 0, seg);
1319         return X86EMUL_CONTINUE;
1320 exception:
1321         emulate_exception(ctxt, err_vec, err_code, true);
1322         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1323 }
1324
1325 static void write_register_operand(struct operand *op)
1326 {
1327         /* The 4-byte case *is* correct: in 64-bit mode we zero-extend. */
1328         switch (op->bytes) {
1329         case 1:
1330                 *(u8 *)op->addr.reg = (u8)op->val;
1331                 break;
1332         case 2:
1333                 *(u16 *)op->addr.reg = (u16)op->val;
1334                 break;
1335         case 4:
1336                 *op->addr.reg = (u32)op->val;
1337                 break;  /* 64b: zero-extend */
1338         case 8:
1339                 *op->addr.reg = op->val;
1340                 break;
1341         }
1342 }
1343
1344 static int writeback(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1345 {
1346         int rc;
1347
1348         switch (ctxt->dst.type) {
1349         case OP_REG:
1350                 write_register_operand(&ctxt->dst);
1351                 break;
1352         case OP_MEM:
1353                 if (ctxt->lock_prefix)
1354                         rc = segmented_cmpxchg(ctxt,
1355                                                ctxt->dst.addr.mem,
1356                                                &ctxt->dst.orig_val,
1357                                                &ctxt->dst.val,
1358                                                ctxt->dst.bytes);
1359                 else
1360                         rc = segmented_write(ctxt,
1361                                              ctxt->dst.addr.mem,
1362                                              &ctxt->dst.val,
1363                                              ctxt->dst.bytes);
1364                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1365                         return rc;
1366                 break;
1367         case OP_XMM:
1368                 write_sse_reg(ctxt, &ctxt->dst.vec_val, ctxt->dst.addr.xmm);
1369                 break;
1370         case OP_NONE:
1371                 /* no writeback */
1372                 break;
1373         default:
1374                 break;
1375         }
1376         return X86EMUL_CONTINUE;
1377 }
1378
1379 static int em_push(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1380 {
1381         struct segmented_address addr;
1382
1383         register_address_increment(ctxt, &ctxt->regs[VCPU_REGS_RSP], -ctxt->op_bytes);
1384         addr.ea = register_address(ctxt, ctxt->regs[VCPU_REGS_RSP]);
1385         addr.seg = VCPU_SREG_SS;
1386
1387         /* Disable writeback. */
1388         ctxt->dst.type = OP_NONE;
1389         return segmented_write(ctxt, addr, &ctxt->src.val, ctxt->op_bytes);
1390 }
1391
1392 static int emulate_pop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1393                        void *dest, int len)
1394 {
1395         int rc;
1396         struct segmented_address addr;
1397
1398         addr.ea = register_address(ctxt, ctxt->regs[VCPU_REGS_RSP]);
1399         addr.seg = VCPU_SREG_SS;
1400         rc = segmented_read(ctxt, addr, dest, len);
1401         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1402                 return rc;
1403
1404         register_address_increment(ctxt, &ctxt->regs[VCPU_REGS_RSP], len);
1405         return rc;
1406 }
1407
1408 static int em_pop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1409 {
1410         return emulate_pop(ctxt, &ctxt->dst.val, ctxt->op_bytes);
1411 }
1412
1413 static int emulate_popf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1414                         void *dest, int len)
1415 {
1416         int rc;
1417         unsigned long val, change_mask;
1418         int iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
1419         int cpl = ctxt->ops->cpl(ctxt);
1420
1421         rc = emulate_pop(ctxt, &val, len);
1422         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1423                 return rc;
1424
1425         change_mask = EFLG_CF | EFLG_PF | EFLG_AF | EFLG_ZF | EFLG_SF | EFLG_OF
1426                 | EFLG_TF | EFLG_DF | EFLG_NT | EFLG_RF | EFLG_AC | EFLG_ID;
1427
1428         switch(ctxt->mode) {
1429         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1430         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1431         case X86EMUL_MODE_PROT16:
1432                 if (cpl == 0)
1433                         change_mask |= EFLG_IOPL;
1434                 if (cpl <= iopl)
1435                         change_mask |= EFLG_IF;
1436                 break;
1437         case X86EMUL_MODE_VM86:
1438                 if (iopl < 3)
1439                         return emulate_gp(ctxt, 0);
1440                 change_mask |= EFLG_IF;
1441                 break;
1442         default: /* real mode */
1443                 change_mask |= (EFLG_IOPL | EFLG_IF);
1444                 break;
1445         }
1446
1447         *(unsigned long *)dest =
1448                 (ctxt->eflags & ~change_mask) | (val & change_mask);
1449
1450         return rc;
1451 }
1452
1453 static int em_popf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1454 {
1455         ctxt->dst.type = OP_REG;
1456         ctxt->dst.addr.reg = &ctxt->eflags;
1457         ctxt->dst.bytes = ctxt->op_bytes;
1458         return emulate_popf(ctxt, &ctxt->dst.val, ctxt->op_bytes);
1459 }
1460
1461 static int em_push_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1462 {
1463         int seg = ctxt->src2.val;
1464
1465         ctxt->src.val = get_segment_selector(ctxt, seg);
1466
1467         return em_push(ctxt);
1468 }
1469
1470 static int em_pop_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1471 {
1472         int seg = ctxt->src2.val;
1473         unsigned long selector;
1474         int rc;
1475
1476         rc = emulate_pop(ctxt, &selector, ctxt->op_bytes);
1477         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1478                 return rc;
1479
1480         rc = load_segment_descriptor(ctxt, (u16)selector, seg);
1481         return rc;
1482 }
1483
1484 static int em_pusha(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1485 {
1486         unsigned long old_esp = ctxt->regs[VCPU_REGS_RSP];
1487         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1488         int reg = VCPU_REGS_RAX;
1489
1490         while (reg <= VCPU_REGS_RDI) {
1491                 (reg == VCPU_REGS_RSP) ?
1492                 (ctxt->src.val = old_esp) : (ctxt->src.val = ctxt->regs[reg]);
1493
1494                 rc = em_push(ctxt);
1495                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1496                         return rc;
1497
1498                 ++reg;
1499         }
1500
1501         return rc;
1502 }
1503
1504 static int em_pushf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1505 {
1506         ctxt->src.val =  (unsigned long)ctxt->eflags;
1507         return em_push(ctxt);
1508 }
1509
1510 static int em_popa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1511 {
1512         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1513         int reg = VCPU_REGS_RDI;
1514
1515         while (reg >= VCPU_REGS_RAX) {
1516                 if (reg == VCPU_REGS_RSP) {
1517                         register_address_increment(ctxt, &ctxt->regs[VCPU_REGS_RSP],
1518                                                         ctxt->op_bytes);
1519                         --reg;
1520                 }
1521
1522                 rc = emulate_pop(ctxt, &ctxt->regs[reg], ctxt->op_bytes);
1523                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1524                         break;
1525                 --reg;
1526         }
1527         return rc;
1528 }
1529
1530 int emulate_int_real(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int irq)
1531 {
1532         struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
1533         int rc;
1534         struct desc_ptr dt;
1535         gva_t cs_addr;
1536         gva_t eip_addr;
1537         u16 cs, eip;
1538
1539         /* TODO: Add limit checks */
1540         ctxt->src.val = ctxt->eflags;
1541         rc = em_push(ctxt);
1542         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1543                 return rc;
1544
1545         ctxt->eflags &= ~(EFLG_IF | EFLG_TF | EFLG_AC);
1546
1547         ctxt->src.val = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_CS);
1548         rc = em_push(ctxt);
1549         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1550                 return rc;
1551
1552         ctxt->src.val = ctxt->_eip;
1553         rc = em_push(ctxt);
1554         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1555                 return rc;
1556
1557         ops->get_idt(ctxt, &dt);
1558
1559         eip_addr = dt.address + (irq << 2);
1560         cs_addr = dt.address + (irq << 2) + 2;
1561
1562         rc = ops->read_std(ctxt, cs_addr, &cs, 2, &ctxt->exception);
1563         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1564                 return rc;
1565
1566         rc = ops->read_std(ctxt, eip_addr, &eip, 2, &ctxt->exception);
1567         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1568                 return rc;
1569
1570         rc = load_segment_descriptor(ctxt, cs, VCPU_SREG_CS);
1571         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1572                 return rc;
1573
1574         ctxt->_eip = eip;
1575
1576         return rc;
1577 }
1578
1579 static int emulate_int(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int irq)
1580 {
1581         switch(ctxt->mode) {
1582         case X86EMUL_MODE_REAL:
1583                 return emulate_int_real(ctxt, irq);
1584         case X86EMUL_MODE_VM86:
1585         case X86EMUL_MODE_PROT16:
1586         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1587         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1588         default:
1589                 /* Protected mode interrupts unimplemented yet */
1590                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1591         }
1592 }
1593
1594 static int emulate_iret_real(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1595 {
1596         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1597         unsigned long temp_eip = 0;
1598         unsigned long temp_eflags = 0;
1599         unsigned long cs = 0;
1600         unsigned long mask = EFLG_CF | EFLG_PF | EFLG_AF | EFLG_ZF | EFLG_SF | EFLG_TF |
1601                              EFLG_IF | EFLG_DF | EFLG_OF | EFLG_IOPL | EFLG_NT | EFLG_RF |
1602                              EFLG_AC | EFLG_ID | (1 << 1); /* Last one is the reserved bit */
1603         unsigned long vm86_mask = EFLG_VM | EFLG_VIF | EFLG_VIP;
1604
1605         /* TODO: Add stack limit check */
1606
1607         rc = emulate_pop(ctxt, &temp_eip, ctxt->op_bytes);
1608
1609         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1610                 return rc;
1611
1612         if (temp_eip & ~0xffff)
1613                 return emulate_gp(ctxt, 0);
1614
1615         rc = emulate_pop(ctxt, &cs, ctxt->op_bytes);
1616
1617         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1618                 return rc;
1619
1620         rc = emulate_pop(ctxt, &temp_eflags, ctxt->op_bytes);
1621
1622         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1623                 return rc;
1624
1625         rc = load_segment_descriptor(ctxt, (u16)cs, VCPU_SREG_CS);
1626
1627         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1628                 return rc;
1629
1630         ctxt->_eip = temp_eip;
1631
1632
1633         if (ctxt->op_bytes == 4)
1634                 ctxt->eflags = ((temp_eflags & mask) | (ctxt->eflags & vm86_mask));
1635         else if (ctxt->op_bytes == 2) {
1636                 ctxt->eflags &= ~0xffff;
1637                 ctxt->eflags |= temp_eflags;
1638         }
1639
1640         ctxt->eflags &= ~EFLG_RESERVED_ZEROS_MASK; /* Clear reserved zeros */
1641         ctxt->eflags |= EFLG_RESERVED_ONE_MASK;
1642
1643         return rc;
1644 }
1645
1646 static int em_iret(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1647 {
1648         switch(ctxt->mode) {
1649         case X86EMUL_MODE_REAL:
1650                 return emulate_iret_real(ctxt);
1651         case X86EMUL_MODE_VM86:
1652         case X86EMUL_MODE_PROT16:
1653         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1654         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1655         default:
1656                 /* iret from protected mode unimplemented yet */
1657                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1658         }
1659 }
1660
1661 static int em_jmp_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1662 {
1663         int rc;
1664         unsigned short sel;
1665
1666         memcpy(&sel, ctxt->src.valptr + ctxt->op_bytes, 2);
1667
1668         rc = load_segment_descriptor(ctxt, sel, VCPU_SREG_CS);
1669         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1670                 return rc;
1671
1672         ctxt->_eip = 0;
1673         memcpy(&ctxt->_eip, ctxt->src.valptr, ctxt->op_bytes);
1674         return X86EMUL_CONTINUE;
1675 }
1676
1677 static int em_grp1a(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1678 {
1679         return emulate_pop(ctxt, &ctxt->dst.val, ctxt->dst.bytes);
1680 }
1681
1682 static int em_grp2(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1683 {
1684         switch (ctxt->modrm_reg) {
1685         case 0: /* rol */
1686                 emulate_2op_SrcB(ctxt, "rol");
1687                 break;
1688         case 1: /* ror */
1689                 emulate_2op_SrcB(ctxt, "ror");
1690                 break;
1691         case 2: /* rcl */
1692                 emulate_2op_SrcB(ctxt, "rcl");
1693                 break;
1694         case 3: /* rcr */
1695                 emulate_2op_SrcB(ctxt, "rcr");
1696                 break;
1697         case 4: /* sal/shl */
1698         case 6: /* sal/shl */
1699                 emulate_2op_SrcB(ctxt, "sal");
1700                 break;
1701         case 5: /* shr */
1702                 emulate_2op_SrcB(ctxt, "shr");
1703                 break;
1704         case 7: /* sar */
1705                 emulate_2op_SrcB(ctxt, "sar");
1706                 break;
1707         }
1708         return X86EMUL_CONTINUE;
1709 }
1710
1711 static int em_not(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1712 {
1713         ctxt->dst.val = ~ctxt->dst.val;
1714         return X86EMUL_CONTINUE;
1715 }
1716
1717 static int em_neg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1718 {
1719         emulate_1op(ctxt, "neg");
1720         return X86EMUL_CONTINUE;
1721 }
1722
1723 static int em_mul_ex(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1724 {
1725         u8 ex = 0;
1726
1727         emulate_1op_rax_rdx(ctxt, "mul", ex);
1728         return X86EMUL_CONTINUE;
1729 }
1730
1731 static int em_imul_ex(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1732 {
1733         u8 ex = 0;
1734
1735         emulate_1op_rax_rdx(ctxt, "imul", ex);
1736         return X86EMUL_CONTINUE;
1737 }
1738
1739 static int em_div_ex(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1740 {
1741         u8 de = 0;
1742
1743         emulate_1op_rax_rdx(ctxt, "div", de);
1744         if (de)
1745                 return emulate_de(ctxt);
1746         return X86EMUL_CONTINUE;
1747 }
1748
1749 static int em_idiv_ex(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1750 {
1751         u8 de = 0;
1752
1753         emulate_1op_rax_rdx(ctxt, "idiv", de);
1754         if (de)
1755                 return emulate_de(ctxt);
1756         return X86EMUL_CONTINUE;
1757 }
1758
1759 static int em_grp45(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1760 {
1761         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1762
1763         switch (ctxt->modrm_reg) {
1764         case 0: /* inc */
1765                 emulate_1op(ctxt, "inc");
1766                 break;
1767         case 1: /* dec */
1768                 emulate_1op(ctxt, "dec");
1769                 break;
1770         case 2: /* call near abs */ {
1771                 long int old_eip;
1772                 old_eip = ctxt->_eip;
1773                 ctxt->_eip = ctxt->src.val;
1774                 ctxt->src.val = old_eip;
1775                 rc = em_push(ctxt);
1776                 break;
1777         }
1778         case 4: /* jmp abs */
1779                 ctxt->_eip = ctxt->src.val;
1780                 break;
1781         case 5: /* jmp far */
1782                 rc = em_jmp_far(ctxt);
1783                 break;
1784         case 6: /* push */
1785                 rc = em_push(ctxt);
1786                 break;
1787         }
1788         return rc;
1789 }
1790
1791 static int em_grp9(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1792 {
1793         u64 old = ctxt->dst.orig_val64;
1794
1795         if (((u32) (old >> 0) != (u32) ctxt->regs[VCPU_REGS_RAX]) ||
1796             ((u32) (old >> 32) != (u32) ctxt->regs[VCPU_REGS_RDX])) {
1797                 ctxt->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32) (old >> 0);
1798                 ctxt->regs[VCPU_REGS_RDX] = (u32) (old >> 32);
1799                 ctxt->eflags &= ~EFLG_ZF;
1800         } else {
1801                 ctxt->dst.val64 = ((u64)ctxt->regs[VCPU_REGS_RCX] << 32) |
1802                         (u32) ctxt->regs[VCPU_REGS_RBX];
1803
1804                 ctxt->eflags |= EFLG_ZF;
1805         }
1806         return X86EMUL_CONTINUE;
1807 }
1808
1809 static int em_ret(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1810 {
1811         ctxt->dst.type = OP_REG;
1812         ctxt->dst.addr.reg = &ctxt->_eip;
1813         ctxt->dst.bytes = ctxt->op_bytes;
1814         return em_pop(ctxt);
1815 }
1816
1817 static int em_ret_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1818 {
1819         int rc;
1820         unsigned long cs;
1821         int cpl = ctxt->ops->cpl(ctxt);
1822
1823         rc = emulate_pop(ctxt, &ctxt->_eip, ctxt->op_bytes);
1824         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1825                 return rc;
1826         if (ctxt->op_bytes == 4)
1827                 ctxt->_eip = (u32)ctxt->_eip;
1828         rc = emulate_pop(ctxt, &cs, ctxt->op_bytes);
1829         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1830                 return rc;
1831         /* Outer-privilege level return is not implemented */
1832         if (ctxt->mode >= X86EMUL_MODE_PROT16 && (cs & 3) > cpl)
1833                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1834         rc = load_segment_descriptor(ctxt, (u16)cs, VCPU_SREG_CS);
1835         return rc;
1836 }
1837
1838 static int em_lseg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1839 {
1840         int seg = ctxt->src2.val;
1841         unsigned short sel;
1842         int rc;
1843
1844         memcpy(&sel, ctxt->src.valptr + ctxt->op_bytes, 2);
1845
1846         rc = load_segment_descriptor(ctxt, sel, seg);
1847         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1848                 return rc;
1849
1850         ctxt->dst.val = ctxt->src.val;
1851         return rc;
1852 }
1853
1854 static void
1855 setup_syscalls_segments(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1856                         struct desc_struct *cs, struct desc_struct *ss)
1857 {
1858         u16 selector;
1859
1860         memset(cs, 0, sizeof(struct desc_struct));
1861         ctxt->ops->get_segment(ctxt, &selector, cs, NULL, VCPU_SREG_CS);
1862         memset(ss, 0, sizeof(struct desc_struct));
1863
1864         cs->l = 0;              /* will be adjusted later */
1865         set_desc_base(cs, 0);   /* flat segment */
1866         cs->g = 1;              /* 4kb granularity */
1867         set_desc_limit(cs, 0xfffff);    /* 4GB limit */
1868         cs->type = 0x0b;        /* Read, Execute, Accessed */
1869         cs->s = 1;
1870         cs->dpl = 0;            /* will be adjusted later */
1871         cs->p = 1;
1872         cs->d = 1;
1873
1874         set_desc_base(ss, 0);   /* flat segment */
1875         set_desc_limit(ss, 0xfffff);    /* 4GB limit */
1876         ss->g = 1;              /* 4kb granularity */
1877         ss->s = 1;
1878         ss->type = 0x03;        /* Read/Write, Accessed */
1879         ss->d = 1;              /* 32bit stack segment */
1880         ss->dpl = 0;
1881         ss->p = 1;
1882 }
1883
1884 static bool em_syscall_is_enabled(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1885 {
1886         struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
1887         u32 eax, ebx, ecx, edx;
1888
1889         /*
1890          * syscall should always be enabled in longmode - so only become
1891          * vendor specific (cpuid) if other modes are active...
1892          */
1893         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
1894                 return true;
1895
1896         eax = 0x00000000;
1897         ecx = 0x00000000;
1898         if (ops->get_cpuid(ctxt, &eax, &ebx, &ecx, &edx)) {
1899                 /*
1900                  * Intel ("GenuineIntel")
1901                  * remark: Intel CPUs only support "syscall" in 64bit
1902                  * longmode. Also an 64bit guest with a
1903                  * 32bit compat-app running will #UD !! While this
1904                  * behaviour can be fixed (by emulating) into AMD
1905                  * response - CPUs of AMD can't behave like Intel.
1906                  */
1907                 if (ebx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_GenuineIntel_ebx &&
1908                     ecx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_GenuineIntel_ecx &&
1909                     edx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_GenuineIntel_edx)
1910                         return false;
1911
1912                 /* AMD ("AuthenticAMD") */
1913                 if (ebx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_AuthenticAMD_ebx &&
1914                     ecx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_AuthenticAMD_ecx &&
1915                     edx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_AuthenticAMD_edx)
1916                         return true;
1917
1918                 /* AMD ("AMDisbetter!") */
1919                 if (ebx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_AMDisbetterI_ebx &&
1920                     ecx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_AMDisbetterI_ecx &&
1921                     edx == X86EMUL_CPUID_VENDOR_AMDisbetterI_edx)
1922                         return true;
1923         }
1924
1925         /* default: (not Intel, not AMD), apply Intel's stricter rules... */
1926         return false;
1927 }
1928
1929 static int em_syscall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1930 {
1931         struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
1932         struct desc_struct cs, ss;
1933         u64 msr_data;
1934         u16 cs_sel, ss_sel;
1935         u64 efer = 0;
1936
1937         /* syscall is not available in real mode */
1938         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
1939             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
1940                 return emulate_ud(ctxt);
1941
1942         if (!(em_syscall_is_enabled(ctxt)))
1943                 return emulate_ud(ctxt);
1944
1945         ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
1946         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
1947
1948         if (!(efer & EFER_SCE))
1949                 return emulate_ud(ctxt);
1950
1951         ops->get_msr(ctxt, MSR_STAR, &msr_data);
1952         msr_data >>= 32;
1953         cs_sel = (u16)(msr_data & 0xfffc);
1954         ss_sel = (u16)(msr_data + 8);
1955
1956         if (efer & EFER_LMA) {
1957                 cs.d = 0;
1958                 cs.l = 1;
1959         }
1960         ops->set_segment(ctxt, cs_sel, &cs, 0, VCPU_SREG_CS);
1961         ops->set_segment(ctxt, ss_sel, &ss, 0, VCPU_SREG_SS);
1962
1963         ctxt->regs[VCPU_REGS_RCX] = ctxt->_eip;
1964         if (efer & EFER_LMA) {
1965 #ifdef CONFIG_X86_64
1966                 ctxt->regs[VCPU_REGS_R11] = ctxt->eflags & ~EFLG_RF;
1967
1968                 ops->get_msr(ctxt,
1969                              ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 ?
1970                              MSR_LSTAR : MSR_CSTAR, &msr_data);
1971                 ctxt->_eip = msr_data;
1972
1973                 ops->get_msr(ctxt, MSR_SYSCALL_MASK, &msr_data);
1974                 ctxt->eflags &= ~(msr_data | EFLG_RF);
1975 #endif
1976         } else {
1977                 /* legacy mode */
1978                 ops->get_msr(ctxt, MSR_STAR, &msr_data);
1979                 ctxt->_eip = (u32)msr_data;
1980
1981                 ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1982         }
1983
1984         return X86EMUL_CONTINUE;
1985 }
1986
1987 static int em_sysenter(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1988 {
1989         struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
1990         struct desc_struct cs, ss;
1991         u64 msr_data;
1992         u16 cs_sel, ss_sel;
1993         u64 efer = 0;
1994
1995         ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
1996         /* inject #GP if in real mode */
1997         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL)
1998                 return emulate_gp(ctxt, 0);
1999
2000         /* XXX sysenter/sysexit have not been tested in 64bit mode.
2001         * Therefore, we inject an #UD.
2002         */
2003         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
2004                 return emulate_ud(ctxt);
2005
2006         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
2007
2008         ops->get_msr(ctxt, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
2009         switch (ctxt->mode) {
2010         case X86EMUL_MODE_PROT32:
2011                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0)
2012                         return emulate_gp(ctxt, 0);
2013                 break;
2014         case X86EMUL_MODE_PROT64:
2015                 if (msr_data == 0x0)
2016                         return emulate_gp(ctxt, 0);
2017                 break;
2018         }
2019
2020         ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
2021         cs_sel = (u16)msr_data;
2022         cs_sel &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
2023         ss_sel = cs_sel + 8;
2024         ss_sel &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
2025         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 || (efer & EFER_LMA)) {
2026                 cs.d = 0;
2027                 cs.l = 1;
2028         }
2029
2030         ops->set_segment(ctxt, cs_sel, &cs, 0, VCPU_SREG_CS);
2031         ops->set_segment(ctxt, ss_sel, &ss, 0, VCPU_SREG_SS);
2032
2033         ops->get_msr(ctxt, MSR_IA32_SYSENTER_EIP, &msr_data);
2034         ctxt->_eip = msr_data;
2035
2036         ops->get_msr(ctxt, MSR_IA32_SYSENTER_ESP, &msr_data);
2037         ctxt->regs[VCPU_REGS_RSP] = msr_data;
2038
2039         return X86EMUL_CONTINUE;
2040 }
2041
2042 static int em_sysexit(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2043 {
2044         struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2045         struct desc_struct cs, ss;
2046         u64 msr_data;
2047         int usermode;
2048         u16 cs_sel = 0, ss_sel = 0;
2049
2050         /* inject #GP if in real mode or Virtual 8086 mode */
2051         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
2052             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
2053                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2054
2055         setup_syscalls_segments(ctxt, &cs, &ss);
2056
2057         if ((ctxt->rex_prefix & 0x8) != 0x0)
2058                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT64;
2059         else
2060                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT32;
2061
2062         cs.dpl = 3;
2063         ss.dpl = 3;
2064         ops->get_msr(ctxt, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
2065         switch (usermode) {
2066         case X86EMUL_MODE_PROT32:
2067                 cs_sel = (u16)(msr_data + 16);
2068                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0)
2069                         return emulate_gp(ctxt, 0);
2070                 ss_sel = (u16)(msr_data + 24);
2071                 break;
2072         case X86EMUL_MODE_PROT64:
2073                 cs_sel = (u16)(msr_data + 32);
2074                 if (msr_data == 0x0)
2075                         return emulate_gp(ctxt, 0);
2076                 ss_sel = cs_sel + 8;
2077                 cs.d = 0;
2078                 cs.l = 1;
2079                 break;
2080         }
2081         cs_sel |= SELECTOR_RPL_MASK;
2082         ss_sel |= SELECTOR_RPL_MASK;
2083
2084         ops->set_segment(ctxt, cs_sel, &cs, 0, VCPU_SREG_CS);
2085         ops->set_segment(ctxt, ss_sel, &ss, 0, VCPU_SREG_SS);
2086
2087         ctxt->_eip = ctxt->regs[VCPU_REGS_RDX];
2088         ctxt->regs[VCPU_REGS_RSP] = ctxt->regs[VCPU_REGS_RCX];
2089
2090         return X86EMUL_CONTINUE;
2091 }
2092
2093 static bool emulator_bad_iopl(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2094 {
2095         int iopl;
2096         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL)
2097                 return false;
2098         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
2099                 return true;
2100         iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
2101         return ctxt->ops->cpl(ctxt) > iopl;
2102 }
2103
2104 static bool emulator_io_port_access_allowed(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2105                                             u16 port, u16 len)
2106 {
2107         struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2108         struct desc_struct tr_seg;
2109         u32 base3;
2110         int r;
2111         u16 tr, io_bitmap_ptr, perm, bit_idx = port & 0x7;
2112         unsigned mask = (1 << len) - 1;
2113         unsigned long base;
2114
2115         ops->get_segment(ctxt, &tr, &tr_seg, &base3, VCPU_SREG_TR);
2116         if (!tr_seg.p)
2117                 return false;
2118         if (desc_limit_scaled(&tr_seg) < 103)
2119                 return false;
2120         base = get_desc_base(&tr_seg);
2121 #ifdef CONFIG_X86_64
2122         base |= ((u64)base3) << 32;
2123 #endif
2124         r = ops->read_std(ctxt, base + 102, &io_bitmap_ptr, 2, NULL);
2125         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2126                 return false;
2127         if (io_bitmap_ptr + port/8 > desc_limit_scaled(&tr_seg))
2128                 return false;
2129         r = ops->read_std(ctxt, base + io_bitmap_ptr + port/8, &perm, 2, NULL);
2130         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
2131                 return false;
2132         if ((perm >> bit_idx) & mask)
2133                 return false;
2134         return true;
2135 }
2136
2137 static bool emulator_io_permited(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2138                                  u16 port, u16 len)
2139 {
2140         if (ctxt->perm_ok)
2141                 return true;
2142
2143         if (emulator_bad_iopl(ctxt))
2144                 if (!emulator_io_port_access_allowed(ctxt, port, len))
2145                         return false;
2146
2147         ctxt->perm_ok = true;
2148
2149         return true;
2150 }
2151
2152 static void save_state_to_tss16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2153                                 struct tss_segment_16 *tss)
2154 {
2155         tss->ip = ctxt->_eip;
2156         tss->flag = ctxt->eflags;
2157         tss->ax = ctxt->regs[VCPU_REGS_RAX];
2158         tss->cx = ctxt->regs[VCPU_REGS_RCX];
2159         tss->dx = ctxt->regs[VCPU_REGS_RDX];
2160         tss->bx = ctxt->regs[VCPU_REGS_RBX];
2161         tss->sp = ctxt->regs[VCPU_REGS_RSP];
2162         tss->bp = ctxt->regs[VCPU_REGS_RBP];
2163         tss->si = ctxt->regs[VCPU_REGS_RSI];
2164         tss->di = ctxt->regs[VCPU_REGS_RDI];
2165
2166         tss->es = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_ES);
2167         tss->cs = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_CS);
2168         tss->ss = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_SS);
2169         tss->ds = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_DS);
2170         tss->ldt = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_LDTR);
2171 }
2172
2173 static int load_state_from_tss16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2174                                  struct tss_segment_16 *tss)
2175 {
2176         int ret;
2177
2178         ctxt->_eip = tss->ip;
2179         ctxt->eflags = tss->flag | 2;
2180         ctxt->regs[VCPU_REGS_RAX] = tss->ax;
2181         ctxt->regs[VCPU_REGS_RCX] = tss->cx;
2182         ctxt->regs[VCPU_REGS_RDX] = tss->dx;
2183         ctxt->regs[VCPU_REGS_RBX] = tss->bx;
2184         ctxt->regs[VCPU_REGS_RSP] = tss->sp;
2185         ctxt->regs[VCPU_REGS_RBP] = tss->bp;
2186         ctxt->regs[VCPU_REGS_RSI] = tss->si;
2187         ctxt->regs[VCPU_REGS_RDI] = tss->di;
2188
2189         /*
2190          * SDM says that segment selectors are loaded before segment
2191          * descriptors
2192          */
2193         set_segment_selector(ctxt, tss->ldt, VCPU_SREG_LDTR);
2194         set_segment_selector(ctxt, tss->es, VCPU_SREG_ES);
2195         set_segment_selector(ctxt, tss->cs, VCPU_SREG_CS);
2196         set_segment_selector(ctxt, tss->ss, VCPU_SREG_SS);
2197         set_segment_selector(ctxt, tss->ds, VCPU_SREG_DS);
2198
2199         /*
2200          * Now load segment descriptors. If fault happenes at this stage
2201          * it is handled in a context of new task
2202          */
2203         ret = load_segment_descriptor(ctxt, tss->ldt, VCPU_SREG_LDTR);
2204         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2205                 return ret;
2206         ret = load_segment_descriptor(ctxt, tss->es, VCPU_SREG_ES);
2207         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2208                 return ret;
2209         ret = load_segment_descriptor(ctxt, tss->cs, VCPU_SREG_CS);
2210         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2211                 return ret;
2212         ret = load_segment_descriptor(ctxt, tss->ss, VCPU_SREG_SS);
2213         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2214                 return ret;
2215         ret = load_segment_descriptor(ctxt, tss->ds, VCPU_SREG_DS);
2216         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2217                 return ret;
2218
2219         return X86EMUL_CONTINUE;
2220 }
2221
2222 static int task_switch_16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2223                           u16 tss_selector, u16 old_tss_sel,
2224                           ulong old_tss_base, struct desc_struct *new_desc)
2225 {
2226         struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2227         struct tss_segment_16 tss_seg;
2228         int ret;
2229         u32 new_tss_base = get_desc_base(new_desc);
2230
2231         ret = ops->read_std(ctxt, old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg,
2232                             &ctxt->exception);
2233         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2234                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2235                 return ret;
2236
2237         save_state_to_tss16(ctxt, &tss_seg);
2238
2239         ret = ops->write_std(ctxt, old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg,
2240                              &ctxt->exception);
2241         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2242                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2243                 return ret;
2244
2245         ret = ops->read_std(ctxt, new_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg,
2246                             &ctxt->exception);
2247         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2248                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2249                 return ret;
2250
2251         if (old_tss_sel != 0xffff) {
2252                 tss_seg.prev_task_link = old_tss_sel;
2253
2254                 ret = ops->write_std(ctxt, new_tss_base,
2255                                      &tss_seg.prev_task_link,
2256                                      sizeof tss_seg.prev_task_link,
2257                                      &ctxt->exception);
2258                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2259                         /* FIXME: need to provide precise fault address */
2260                         return ret;
2261         }
2262
2263         return load_state_from_tss16(ctxt, &tss_seg);
2264 }
2265
2266 static void save_state_to_tss32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2267                                 struct tss_segment_32 *tss)
2268 {
2269         tss->cr3 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 3);
2270         tss->eip = ctxt->_eip;
2271         tss->eflags = ctxt->eflags;
2272         tss->eax = ctxt->regs[VCPU_REGS_RAX];
2273         tss->ecx = ctxt->regs[VCPU_REGS_RCX];
2274         tss->edx = ctxt->regs[VCPU_REGS_RDX];
2275         tss->ebx = ctxt->regs[VCPU_REGS_RBX];
2276         tss->esp = ctxt->regs[VCPU_REGS_RSP];
2277         tss->ebp = ctxt->regs[VCPU_REGS_RBP];
2278         tss->esi = ctxt->regs[VCPU_REGS_RSI];
2279         tss->edi = ctxt->regs[VCPU_REGS_RDI];
2280
2281         tss->es = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_ES);
2282         tss->cs = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_CS);
2283         tss->ss = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_SS);
2284         tss->ds = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_DS);
2285         tss->fs = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_FS);
2286         tss->gs = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_GS);
2287         tss->ldt_selector = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_LDTR);
2288 }
2289
2290 static int load_state_from_tss32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2291                                  struct tss_segment_32 *tss)
2292 {
2293         int ret;
2294
2295         if (ctxt->ops->set_cr(ctxt, 3, tss->cr3))
2296                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2297         ctxt->_eip = tss->eip;
2298         ctxt->eflags = tss->eflags | 2;
2299         ctxt->regs[VCPU_REGS_RAX] = tss->eax;
2300         ctxt->regs[VCPU_REGS_RCX] = tss->ecx;
2301         ctxt->regs[VCPU_REGS_RDX] = tss->edx;
2302         ctxt->regs[VCPU_REGS_RBX] = tss->ebx;
2303         ctxt->regs[VCPU_REGS_RSP] = tss->esp;
2304         ctxt->regs[VCPU_REGS_RBP] = tss->ebp;
2305         ctxt->regs[VCPU_REGS_RSI] = tss->esi;
2306         ctxt->regs[VCPU_REGS_RDI] = tss->edi;
2307
2308         /*
2309          * SDM says that segment selectors are loaded before segment
2310          * descriptors
2311          */
2312         set_segment_selector(ctxt, tss->ldt_selector, VCPU_SREG_LDTR);
2313         set_segment_selector(ctxt, tss->es, VCPU_SREG_ES);
2314         set_segment_selector(ctxt, tss->cs, VCPU_SREG_CS);
2315         set_segment_selector(ctxt, tss->ss, VCPU_SREG_SS);
2316         set_segment_selector(ctxt, tss->ds, VCPU_SREG_DS);
2317         set_segment_selector(ctxt, tss->fs, VCPU_SREG_FS);
2318         set_segment_selector(ctxt, tss->gs, VCPU_SREG_GS);
2319
2320         /*
2321          * Now load segment descriptors. If fault happenes at this stage
2322          * it is handled in a context of new task
2323          */
2324         ret = load_segment_descriptor(ctxt, tss->ldt_selector, VCPU_SREG_LDTR);
2325         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2326                 return ret;
2327         ret = load_segment_descriptor(ctxt, tss->es, VCPU_SREG_ES);
2328         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2329                 return ret;
2330         ret = load_segment_descriptor(ctxt, tss->cs, VCPU_SREG_CS);
2331         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2332                 return ret;
2333         ret = load_segment_descriptor(ctxt, tss->ss, VCPU_SREG_SS);
2334         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2335                 return ret;
2336         ret = load_segment_descriptor(ctxt, tss->ds, VCPU_SREG_DS);
2337         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2338                 return ret;
2339         ret = load_segment_descriptor(ctxt, tss->fs, VCPU_SREG_FS);
2340         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2341                 return ret;
2342         ret = load_segment_descriptor(ctxt, tss->gs, VCPU_SREG_GS);
2343         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2344                 return ret;
2345
2346         return X86EMUL_CONTINUE;
2347 }
2348
2349 static int task_switch_32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2350                           u16 tss_selector, u16 old_tss_sel,
2351                           ulong old_tss_base, struct desc_struct *new_desc)
2352 {
2353         struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2354         struct tss_segment_32 tss_seg;
2355         int ret;
2356         u32 new_tss_base = get_desc_base(new_desc);
2357
2358         ret = ops->read_std(ctxt, old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg,
2359                             &ctxt->exception);
2360         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2361                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2362                 return ret;
2363
2364         save_state_to_tss32(ctxt, &tss_seg);
2365
2366         ret = ops->write_std(ctxt, old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg,
2367                              &ctxt->exception);
2368         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2369                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2370                 return ret;
2371
2372         ret = ops->read_std(ctxt, new_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg,
2373                             &ctxt->exception);
2374         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2375                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2376                 return ret;
2377
2378         if (old_tss_sel != 0xffff) {
2379                 tss_seg.prev_task_link = old_tss_sel;
2380
2381                 ret = ops->write_std(ctxt, new_tss_base,
2382                                      &tss_seg.prev_task_link,
2383                                      sizeof tss_seg.prev_task_link,
2384                                      &ctxt->exception);
2385                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2386                         /* FIXME: need to provide precise fault address */
2387                         return ret;
2388         }
2389
2390         return load_state_from_tss32(ctxt, &tss_seg);
2391 }
2392
2393 static int emulator_do_task_switch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2394                                    u16 tss_selector, int reason,
2395                                    bool has_error_code, u32 error_code)
2396 {
2397         struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2398         struct desc_struct curr_tss_desc, next_tss_desc;
2399         int ret;
2400         u16 old_tss_sel = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_TR);
2401         ulong old_tss_base =
2402                 ops->get_cached_segment_base(ctxt, VCPU_SREG_TR);
2403         u32 desc_limit;
2404
2405         /* FIXME: old_tss_base == ~0 ? */
2406
2407         ret = read_segment_descriptor(ctxt, tss_selector, &next_tss_desc);
2408         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2409                 return ret;
2410         ret = read_segment_descriptor(ctxt, old_tss_sel, &curr_tss_desc);
2411         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2412                 return ret;
2413
2414         /* FIXME: check that next_tss_desc is tss */
2415
2416         if (reason != TASK_SWITCH_IRET) {
2417                 if ((tss_selector & 3) > next_tss_desc.dpl ||
2418                     ops->cpl(ctxt) > next_tss_desc.dpl)
2419                         return emulate_gp(ctxt, 0);
2420         }
2421
2422         desc_limit = desc_limit_scaled(&next_tss_desc);
2423         if (!next_tss_desc.p ||
2424             ((desc_limit < 0x67 && (next_tss_desc.type & 8)) ||
2425              desc_limit < 0x2b)) {
2426                 emulate_ts(ctxt, tss_selector & 0xfffc);
2427                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
2428         }
2429
2430         if (reason == TASK_SWITCH_IRET || reason == TASK_SWITCH_JMP) {
2431                 curr_tss_desc.type &= ~(1 << 1); /* clear busy flag */
2432                 write_segment_descriptor(ctxt, old_tss_sel, &curr_tss_desc);
2433         }
2434
2435         if (reason == TASK_SWITCH_IRET)
2436                 ctxt->eflags = ctxt->eflags & ~X86_EFLAGS_NT;
2437
2438         /* set back link to prev task only if NT bit is set in eflags
2439            note that old_tss_sel is not used afetr this point */
2440         if (reason != TASK_SWITCH_CALL && reason != TASK_SWITCH_GATE)
2441                 old_tss_sel = 0xffff;
2442
2443         if (next_tss_desc.type & 8)
2444                 ret = task_switch_32(ctxt, tss_selector, old_tss_sel,
2445                                      old_tss_base, &next_tss_desc);
2446         else
2447                 ret = task_switch_16(ctxt, tss_selector, old_tss_sel,
2448                                      old_tss_base, &next_tss_desc);
2449         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2450                 return ret;
2451
2452         if (reason == TASK_SWITCH_CALL || reason == TASK_SWITCH_GATE)
2453                 ctxt->eflags = ctxt->eflags | X86_EFLAGS_NT;
2454
2455         if (reason != TASK_SWITCH_IRET) {
2456                 next_tss_desc.type |= (1 << 1); /* set busy flag */
2457                 write_segment_descriptor(ctxt, tss_selector, &next_tss_desc);
2458         }
2459
2460         ops->set_cr(ctxt, 0,  ops->get_cr(ctxt, 0) | X86_CR0_TS);
2461         ops->set_segment(ctxt, tss_selector, &next_tss_desc, 0, VCPU_SREG_TR);
2462
2463         if (has_error_code) {
2464                 ctxt->op_bytes = ctxt->ad_bytes = (next_tss_desc.type & 8) ? 4 : 2;
2465                 ctxt->lock_prefix = 0;
2466                 ctxt->src.val = (unsigned long) error_code;
2467                 ret = em_push(ctxt);
2468         }
2469
2470         return ret;
2471 }
2472
2473 int emulator_task_switch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2474                          u16 tss_selector, int reason,
2475                          bool has_error_code, u32 error_code)
2476 {
2477         int rc;
2478
2479         ctxt->_eip = ctxt->eip;
2480         ctxt->dst.type = OP_NONE;
2481
2482         rc = emulator_do_task_switch(ctxt, tss_selector, reason,
2483                                      has_error_code, error_code);
2484
2485         if (rc == X86EMUL_CONTINUE)
2486                 ctxt->eip = ctxt->_eip;
2487
2488         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? EMULATION_FAILED : EMULATION_OK;
2489 }
2490
2491 static void string_addr_inc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned seg,
2492                             int reg, struct operand *op)
2493 {
2494         int df = (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -1 : 1;
2495
2496         register_address_increment(ctxt, &ctxt->regs[reg], df * op->bytes);
2497         op->addr.mem.ea = register_address(ctxt, ctxt->regs[reg]);
2498         op->addr.mem.seg = seg;
2499 }
2500
2501 static int em_das(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2502 {
2503         u8 al, old_al;
2504         bool af, cf, old_cf;
2505
2506         cf = ctxt->eflags & X86_EFLAGS_CF;
2507         al = ctxt->dst.val;
2508
2509         old_al = al;
2510         old_cf = cf;
2511         cf = false;
2512         af = ctxt->eflags & X86_EFLAGS_AF;
2513         if ((al & 0x0f) > 9 || af) {
2514                 al -= 6;
2515                 cf = old_cf | (al >= 250);
2516                 af = true;
2517         } else {
2518                 af = false;
2519         }
2520         if (old_al > 0x99 || old_cf) {
2521                 al -= 0x60;
2522                 cf = true;
2523         }
2524
2525         ctxt->dst.val = al;
2526         /* Set PF, ZF, SF */
2527         ctxt->src.type = OP_IMM;
2528         ctxt->src.val = 0;
2529         ctxt->src.bytes = 1;
2530         emulate_2op_SrcV(ctxt, "or");
2531         ctxt->eflags &= ~(X86_EFLAGS_AF | X86_EFLAGS_CF);
2532         if (cf)
2533                 ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_CF;
2534         if (af)
2535                 ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_AF;
2536         return X86EMUL_CONTINUE;
2537 }
2538
2539 static int em_call(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2540 {
2541         long rel = ctxt->src.val;
2542
2543         ctxt->src.val = (unsigned long)ctxt->_eip;
2544         jmp_rel(ctxt, rel);
2545         return em_push(ctxt);
2546 }
2547
2548 static int em_call_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2549 {
2550         u16 sel, old_cs;
2551         ulong old_eip;
2552         int rc;
2553
2554         old_cs = get_segment_selector(ctxt, VCPU_SREG_CS);
2555         old_eip = ctxt->_eip;
2556
2557         memcpy(&sel, ctxt->src.valptr + ctxt->op_bytes, 2);
2558         if (load_segment_descriptor(ctxt, sel, VCPU_SREG_CS))
2559                 return X86EMUL_CONTINUE;
2560
2561         ctxt->_eip = 0;
2562         memcpy(&ctxt->_eip, ctxt->src.valptr, ctxt->op_bytes);
2563
2564         ctxt->src.val = old_cs;
2565         rc = em_push(ctxt);
2566         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2567                 return rc;
2568
2569         ctxt->src.val = old_eip;
2570         return em_push(ctxt);
2571 }
2572
2573 static int em_ret_near_imm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2574 {
2575         int rc;
2576
2577         ctxt->dst.type = OP_REG;
2578         ctxt->dst.addr.reg = &ctxt->_eip;
2579         ctxt->dst.bytes = ctxt->op_bytes;
2580         rc = emulate_pop(ctxt, &ctxt->dst.val, ctxt->op_bytes);
2581         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2582                 return rc;
2583         register_address_increment(ctxt, &ctxt->regs[VCPU_REGS_RSP], ctxt->src.val);
2584         return X86EMUL_CONTINUE;
2585 }
2586
2587 static int em_add(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2588 {
2589         emulate_2op_SrcV(ctxt, "add");
2590         return X86EMUL_CONTINUE;
2591 }
2592
2593 static int em_or(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2594 {
2595         emulate_2op_SrcV(ctxt, "or");
2596         return X86EMUL_CONTINUE;
2597 }
2598
2599 static int em_adc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2600 {
2601         emulate_2op_SrcV(ctxt, "adc");
2602         return X86EMUL_CONTINUE;
2603 }
2604
2605 static int em_sbb(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2606 {
2607         emulate_2op_SrcV(ctxt, "sbb");
2608         return X86EMUL_CONTINUE;
2609 }
2610
2611 static int em_and(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2612 {
2613         emulate_2op_SrcV(ctxt, "and");
2614         return X86EMUL_CONTINUE;
2615 }
2616
2617 static int em_sub(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2618 {
2619         emulate_2op_SrcV(ctxt, "sub");
2620         return X86EMUL_CONTINUE;
2621 }
2622
2623 static int em_xor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2624 {
2625         emulate_2op_SrcV(ctxt, "xor");
2626         return X86EMUL_CONTINUE;
2627 }
2628
2629 static int em_cmp(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2630 {
2631         emulate_2op_SrcV(ctxt, "cmp");
2632         /* Disable writeback. */
2633         ctxt->dst.type = OP_NONE;
2634         return X86EMUL_CONTINUE;
2635 }
2636
2637 static int em_test(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2638 {
2639         emulate_2op_SrcV(ctxt, "test");
2640         /* Disable writeback. */
2641         ctxt->dst.type = OP_NONE;
2642         return X86EMUL_CONTINUE;
2643 }
2644
2645 static int em_xchg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2646 {
2647         /* Write back the register source. */
2648         ctxt->src.val = ctxt->dst.val;
2649         write_register_operand(&ctxt->src);
2650
2651         /* Write back the memory destination with implicit LOCK prefix. */
2652         ctxt->dst.val = ctxt->src.orig_val;
2653         ctxt->lock_prefix = 1;
2654         return X86EMUL_CONTINUE;
2655 }
2656
2657 static int em_imul(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2658 {
2659         emulate_2op_SrcV_nobyte(ctxt, "imul");
2660         return X86EMUL_CONTINUE;
2661 }
2662
2663 static int em_imul_3op(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2664 {
2665         ctxt->dst.val = ctxt->src2.val;
2666         return em_imul(ctxt);
2667 }
2668
2669 static int em_cwd(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2670 {
2671         ctxt->dst.type = OP_REG;
2672         ctxt->dst.bytes = ctxt->src.bytes;
2673         ctxt->dst.addr.reg = &ctxt->regs[VCPU_REGS_RDX];
2674         ctxt->dst.val = ~((ctxt->src.val >> (ctxt->src.bytes * 8 - 1)) - 1);
2675
2676         return X86EMUL_CONTINUE;
2677 }
2678
2679 static int em_rdtsc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2680 {
2681         u64 tsc = 0;
2682
2683         ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_IA32_TSC, &tsc);
2684         ctxt->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32)tsc;
2685         ctxt->regs[VCPU_REGS_RDX] = tsc >> 32;
2686         return X86EMUL_CONTINUE;
2687 }
2688
2689 static int em_mov(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2690 {
2691         ctxt->dst.val = ctxt->src.val;
2692         return X86EMUL_CONTINUE;
2693 }
2694
2695 static int em_mov_rm_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2696 {
2697         if (ctxt->modrm_reg > VCPU_SREG_GS)
2698                 return emulate_ud(ctxt);
2699
2700         ctxt->dst.val = get_segment_selector(ctxt, ctxt->modrm_reg);
2701         return X86EMUL_CONTINUE;
2702 }
2703
2704 static int em_mov_sreg_rm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2705 {
2706         u16 sel = ctxt->src.val;
2707
2708         if (ctxt->modrm_reg == VCPU_SREG_CS || ctxt->modrm_reg > VCPU_SREG_GS)
2709                 return emulate_ud(ctxt);
2710
2711         if (ctxt->modrm_reg == VCPU_SREG_SS)
2712                 ctxt->interruptibility = KVM_X86_SHADOW_INT_MOV_SS;
2713
2714         /* Disable writeback. */
2715         ctxt->dst.type = OP_NONE;
2716         return load_segment_descriptor(ctxt, sel, ctxt->modrm_reg);
2717 }
2718
2719 static int em_movdqu(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2720 {
2721         memcpy(&ctxt->dst.vec_val, &ctxt->src.vec_val, ctxt->op_bytes);
2722         return X86EMUL_CONTINUE;
2723 }
2724
2725 static int em_invlpg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2726 {
2727         int rc;
2728         ulong linear;
2729
2730         rc = linearize(ctxt, ctxt->src.addr.mem, 1, false, &linear);
2731         if (rc == X86EMUL_CONTINUE)
2732                 ctxt->ops->invlpg(ctxt, linear);
2733         /* Disable writeback. */
2734         ctxt->dst.type = OP_NONE;
2735         return X86EMUL_CONTINUE;
2736 }
2737
2738 static int em_clts(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2739 {
2740         ulong cr0;
2741
2742         cr0 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0);
2743         cr0 &= ~X86_CR0_TS;
2744         ctxt->ops->set_cr(ctxt, 0, cr0);
2745         return X86EMUL_CONTINUE;
2746 }
2747
2748 static int em_vmcall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2749 {
2750         int rc;
2751
2752         if (ctxt->modrm_mod != 3 || ctxt->modrm_rm != 1)
2753                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
2754
2755         rc = ctxt->ops->fix_hypercall(ctxt);
2756         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2757                 return rc;
2758
2759         /* Let the processor re-execute the fixed hypercall */
2760         ctxt->_eip = ctxt->eip;
2761         /* Disable writeback. */
2762         ctxt->dst.type = OP_NONE;
2763         return X86EMUL_CONTINUE;
2764 }
2765
2766 static int em_lgdt(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2767 {
2768         struct desc_ptr desc_ptr;
2769         int rc;
2770
2771         rc = read_descriptor(ctxt, ctxt->src.addr.mem,
2772                              &desc_ptr.size, &desc_ptr.address,
2773                              ctxt->op_bytes);
2774         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2775                 return rc;
2776         ctxt->ops->set_gdt(ctxt, &desc_ptr);
2777         /* Disable writeback. */
2778         ctxt->dst.type = OP_NONE;
2779         return X86EMUL_CONTINUE;
2780 }
2781
2782 static int em_vmmcall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2783 {
2784         int rc;
2785
2786         rc = ctxt->ops->fix_hypercall(ctxt);
2787
2788         /* Disable writeback. */
2789         ctxt->dst.type = OP_NONE;
2790         return rc;
2791 }
2792
2793 static int em_lidt(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2794 {
2795         struct desc_ptr desc_ptr;
2796         int rc;
2797
2798         rc = read_descriptor(ctxt, ctxt->src.addr.mem,
2799                              &desc_ptr.size, &desc_ptr.address,
2800                              ctxt->op_bytes);
2801         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2802                 return rc;
2803         ctxt->ops->set_idt(ctxt, &desc_ptr);
2804         /* Disable writeback. */
2805         ctxt->dst.type = OP_NONE;
2806         return X86EMUL_CONTINUE;
2807 }
2808
2809 static int em_smsw(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2810 {
2811         ctxt->dst.bytes = 2;
2812         ctxt->dst.val = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0);
2813         return X86EMUL_CONTINUE;
2814 }
2815
2816 static int em_lmsw(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2817 {
2818         ctxt->ops->set_cr(ctxt, 0, (ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0) & ~0x0eul)
2819                           | (ctxt->src.val & 0x0f));
2820         ctxt->dst.type = OP_NONE;
2821         return X86EMUL_CONTINUE;
2822 }
2823
2824 static int em_loop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2825 {
2826         register_address_increment(ctxt, &ctxt->regs[VCPU_REGS_RCX], -1);
2827         if ((address_mask(ctxt, ctxt->regs[VCPU_REGS_RCX]) != 0) &&
2828             (ctxt->b == 0xe2 || test_cc(ctxt->b ^ 0x5, ctxt->eflags)))
2829                 jmp_rel(ctxt, ctxt->src.val);
2830
2831         return X86EMUL_CONTINUE;
2832 }
2833
2834 static int em_jcxz(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2835 {
2836         if (address_mask(ctxt, ctxt->regs[VCPU_REGS_RCX]) == 0)
2837                 jmp_rel(ctxt, ctxt->src.val);
2838
2839         return X86EMUL_CONTINUE;
2840 }
2841
2842 static int em_cli(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2843 {
2844         if (emulator_bad_iopl(ctxt))
2845                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2846
2847         ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_IF;
2848         return X86EMUL_CONTINUE;
2849 }
2850
2851 static int em_sti(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2852 {
2853         if (emulator_bad_iopl(ctxt))
2854                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2855
2856         ctxt->interruptibility = KVM_X86_SHADOW_INT_STI;
2857         ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_IF;
2858         return X86EMUL_CONTINUE;
2859 }
2860
2861 static bool valid_cr(int nr)
2862 {
2863         switch (nr) {
2864         case 0:
2865         case 2 ... 4:
2866         case 8:
2867                 return true;
2868         default:
2869                 return false;
2870         }
2871 }
2872
2873 static int check_cr_read(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2874 {
2875         if (!valid_cr(ctxt->modrm_reg))
2876                 return emulate_ud(ctxt);
2877
2878         return X86EMUL_CONTINUE;
2879 }
2880
2881 static int check_cr_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2882 {
2883         u64 new_val = ctxt->src.val64;
2884         int cr = ctxt->modrm_reg;
2885         u64 efer = 0;
2886
2887         static u64 cr_reserved_bits[] = {
2888                 0xffffffff00000000ULL,
2889                 0, 0, 0, /* CR3 checked later */
2890                 CR4_RESERVED_BITS,
2891                 0, 0, 0,
2892                 CR8_RESERVED_BITS,
2893         };
2894
2895         if (!valid_cr(cr))
2896                 return emulate_ud(ctxt);
2897
2898         if (new_val & cr_reserved_bits[cr])
2899                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2900
2901         switch (cr) {
2902         case 0: {
2903                 u64 cr4;
2904                 if (((new_val & X86_CR0_PG) && !(new_val & X86_CR0_PE)) ||
2905                     ((new_val & X86_CR0_NW) && !(new_val & X86_CR0_CD)))
2906                         return emulate_gp(ctxt, 0);
2907
2908                 cr4 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4);
2909                 ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
2910
2911                 if ((new_val & X86_CR0_PG) && (efer & EFER_LME) &&
2912                     !(cr4 & X86_CR4_PAE))
2913                         return emulate_gp(ctxt, 0);
2914
2915                 break;
2916                 }
2917         case 3: {
2918                 u64 rsvd = 0;
2919
2920                 ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
2921                 if (efer & EFER_LMA)
2922                         rsvd = CR3_L_MODE_RESERVED_BITS;
2923                 else if (ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4) & X86_CR4_PAE)
2924                         rsvd = CR3_PAE_RESERVED_BITS;
2925                 else if (ctxt->ops->get_cr(ctxt, 0) & X86_CR0_PG)
2926                         rsvd = CR3_NONPAE_RESERVED_BITS;
2927
2928                 if (new_val & rsvd)
2929                         return emulate_gp(ctxt, 0);
2930
2931                 break;
2932                 }
2933         case 4: {
2934                 u64 cr4;
2935
2936                 cr4 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4);
2937                 ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
2938
2939                 if ((efer & EFER_LMA) && !(new_val & X86_CR4_PAE))
2940                         return emulate_gp(ctxt, 0);
2941
2942                 break;
2943                 }
2944         }
2945
2946         return X86EMUL_CONTINUE;
2947 }
2948
2949 static int check_dr7_gd(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2950 {
2951         unsigned long dr7;
2952
2953         ctxt->ops->get_dr(ctxt, 7, &dr7);
2954
2955         /* Check if DR7.Global_Enable is set */
2956         return dr7 & (1 << 13);
2957 }
2958
2959 static int check_dr_read(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2960 {
2961         int dr = ctxt->modrm_reg;
2962         u64 cr4;
2963
2964         if (dr > 7)
2965                 return emulate_ud(ctxt);
2966
2967         cr4 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4);
2968         if ((cr4 & X86_CR4_DE) && (dr == 4 || dr == 5))
2969                 return emulate_ud(ctxt);
2970
2971         if (check_dr7_gd(ctxt))
2972                 return emulate_db(ctxt);
2973
2974         return X86EMUL_CONTINUE;
2975 }
2976
2977 static int check_dr_write(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2978 {
2979         u64 new_val = ctxt->src.val64;
2980         int dr = ctxt->modrm_reg;
2981
2982         if ((dr == 6 || dr == 7) && (new_val & 0xffffffff00000000ULL))
2983                 return emulate_gp(ctxt, 0);
2984
2985         return check_dr_read(ctxt);
2986 }
2987
2988 static int check_svme(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2989 {
2990         u64 efer;
2991
2992         ctxt->ops->get_msr(ctxt, MSR_EFER, &efer);
2993
2994         if (!(efer & EFER_SVME))
2995                 return emulate_ud(ctxt);
2996
2997         return X86EMUL_CONTINUE;
2998 }
2999
3000 static int check_svme_pa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3001 {
3002         u64 rax = ctxt->regs[VCPU_REGS_RAX];
3003
3004         /* Valid physical address? */
3005         if (rax & 0xffff000000000000ULL)
3006                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3007
3008         return check_svme(ctxt);
3009 }
3010
3011 static int check_rdtsc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3012 {
3013         u64 cr4 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4);
3014
3015         if (cr4 & X86_CR4_TSD && ctxt->ops->cpl(ctxt))
3016                 return emulate_ud(ctxt);
3017
3018         return X86EMUL_CONTINUE;
3019 }
3020
3021 static int check_rdpmc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3022 {
3023         u64 cr4 = ctxt->ops->get_cr(ctxt, 4);
3024         u64 rcx = ctxt->regs[VCPU_REGS_RCX];
3025
3026         if ((!(cr4 & X86_CR4_PCE) && ctxt->ops->cpl(ctxt)) ||
3027             (rcx > 3))
3028                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3029
3030         return X86EMUL_CONTINUE;
3031 }
3032
3033 static int check_perm_in(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3034 {
3035         ctxt->dst.bytes = min(ctxt->dst.bytes, 4u);
3036         if (!emulator_io_permited(ctxt, ctxt->src.val, ctxt->dst.bytes))
3037                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3038
3039         return X86EMUL_CONTINUE;
3040 }
3041
3042 static int check_perm_out(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
3043 {
3044         ctxt->src.bytes = min(ctxt->src.bytes, 4u);
3045         if (!emulator_io_permited(ctxt, ctxt->dst.val, ctxt->src.bytes))
3046                 return emulate_gp(ctxt, 0);
3047
3048         return X86EMUL_CONTINUE;
3049 }
3050
3051 #define D(_y) { .flags = (_y) }
3052 #define DI(_y, _i) { .flags = (_y), .intercept = x86_intercept_##_i }
3053 #define DIP(_y, _i, _p) { .flags = (_y), .intercept = x86_intercept_##_i, \
3054                       .check_perm = (_p) }
3055 #define N    D(0)
3056 #define EXT(_f, _e) { .flags = ((_f) | RMExt), .u.group = (_e) }
3057 #define G(_f, _g) { .flags = ((_f) | Group), .u.group = (_g) }
3058 #define GD(_f, _g) { .flags = ((_f) | GroupDual), .u.gdual = (_g) }
3059 #define I(_f, _e) { .flags = (_f), .u.execute = (_e) }
3060 #define II(_f, _e, _i) \
3061         { .flags = (_f), .u.execute = (_e), .intercept = x86_intercept_##_i }
3062 #define IIP(_f, _e, _i, _p) \
3063         { .flags = (_f), .u.execute = (_e), .intercept = x86_intercept_##_i, \
3064           .check_perm = (_p) }
3065 #define GP(_f, _g) { .flags = ((_f) | Prefix), .u.gprefix = (_g) }
3066
3067 #define D2bv(_f)      D((_f) | ByteOp), D(_f)
3068 #define D2bvIP(_f, _i, _p) DIP((_f) | ByteOp, _i, _p), DIP(_f, _i, _p)
3069 #define I2bv(_f, _e)  I((_f) | ByteOp, _e), I(_f, _e)
3070
3071 #define I6ALU(_f, _e) I2bv((_f) | DstMem | SrcReg | ModRM, _e),         \
3072                 I2bv(((_f) | DstReg | SrcMem | ModRM) & ~Lock, _e),     \
3073                 I2bv(((_f) & ~Lock) | DstAcc | SrcImm, _e)
3074
3075 static struct opcode group7_rm1[] = {
3076         DI(SrcNone | ModRM | Priv, monitor),
3077         DI(SrcNone | ModRM | Priv, mwait),
3078         N, N, N, N, N, N,
3079 };
3080
3081 static struct opcode group7_rm3[] = {
3082         DIP(SrcNone | ModRM | Prot | Priv, vmrun,   check_svme_pa),
3083         II(SrcNone | ModRM | Prot | VendorSpecific, em_vmmcall, vmmcall),
3084         DIP(SrcNone | ModRM | Prot | Priv, vmload,  check_svme_pa),
3085         DIP(SrcNone | ModRM | Prot | Priv, vmsave,  check_svme_pa),
3086         DIP(SrcNone | ModRM | Prot | Priv, stgi,    check_svme),
3087         DIP(SrcNone | ModRM | Prot | Priv, clgi,    check_svme),
3088         DIP(SrcNone | ModRM | Prot | Priv, skinit,  check_svme),
3089         DIP(SrcNone | ModRM | Prot | Priv, invlpga, check_svme),
3090 };
3091
3092 static struct opcode group7_rm7[] = {
3093         N,
3094         DIP(SrcNone | ModRM, rdtscp, check_rdtsc),
3095         N, N, N, N, N, N,
3096 };
3097
3098 static struct opcode group1[] = {
3099         I(Lock, em_add),
3100         I(Lock, em_or),
3101         I(Lock, em_adc),
3102         I(Lock, em_sbb),
3103         I(Lock, em_and),
3104         I(Lock, em_sub),
3105         I(Lock, em_xor),
3106         I(0, em_cmp),
3107 };
3108
3109 static struct opcode group1A[] = {
3110         D(DstMem | SrcNone | ModRM | Mov | Stack), N, N, N, N, N, N, N,
3111 };
3112
3113 static struct opcode group3[] = {
3114         I(DstMem | SrcImm | ModRM, em_test),
3115         I(DstMem | SrcImm | ModRM, em_test),
3116         I(DstMem | SrcNone | ModRM | Lock, em_not),
3117         I(DstMem | SrcNone | ModRM | Lock, em_neg),
3118         I(SrcMem | ModRM, em_mul_ex),
3119         I(SrcMem | ModRM, em_imul_ex),
3120         I(SrcMem | ModRM, em_div_ex),
3121         I(SrcMem | ModRM, em_idiv_ex),
3122 };
3123
3124 static struct opcode group4[] = {
3125         D(ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM | Lock), D(ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM | Lock),
3126         N, N, N, N, N, N,
3127 };
3128
3129 static struct opcode group5[] = {
3130         D(DstMem | SrcNone | ModRM | Lock), D(DstMem | SrcNone | ModRM | Lock),
3131         D(SrcMem | ModRM | Stack),
3132         I(SrcMemFAddr | ModRM | ImplicitOps | Stack, em_call_far),
3133         D(SrcMem | ModRM | Stack), D(SrcMemFAddr | ModRM | ImplicitOps),
3134         D(SrcMem | ModRM | Stack), N,
3135 };
3136
3137 static struct opcode group6[] = {
3138         DI(ModRM | Prot,        sldt),
3139         DI(ModRM | Prot,        str),
3140         DI(ModRM | Prot | Priv, lldt),
3141         DI(ModRM | Prot | Priv, ltr),
3142         N, N, N, N,
3143 };