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 affilates.
  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 #ifndef __KERNEL__
  24 #include <stdio.h>
  25 #include <stdint.h>
  26 #include <public/xen.h>
  27 #define DPRINTF(_f, _a ...) printf(_f , ## _a)
  28 #else
  29 #include <linux/kvm_host.h>
  30 #include "kvm_cache_regs.h"
  31 #define DPRINTF(x...) do {} while (0)
  32 #endif
  33 #include <linux/module.h>
  34 #include <asm/kvm_emulate.h>
  35
  36 #include "x86.h"
  37 #include "tss.h"
  38
  39 /*
  40  * Opcode effective-address decode tables.
  41  * Note that we only emulate instructions that have at least one memory
  42  * operand (excluding implicit stack references). We assume that stack
  43  * references and instruction fetches will never occur in special memory
  44  * areas that require emulation. So, for example, 'mov <imm>,<reg>' need
  45  * not be handled.
  46  */
  47
  48 /* Operand sizes: 8-bit operands or specified/overridden size. */
  49 #define ByteOp      (1<<0)      /* 8-bit operands. */
  50 /* Destination operand type. */
  51 #define ImplicitOps (1<<1)      /* Implicit in opcode. No generic decode. */
  52 #define DstReg      (2<<1)      /* Register operand. */
  53 #define DstMem      (3<<1)      /* Memory operand. */
  54 #define DstAcc      (4<<1)      /* Destination Accumulator */
  55 #define DstDI       (5<<1)      /* Destination is in ES:(E)DI */
  56 #define DstMem64    (6<<1)      /* 64bit memory operand */
  57 #define DstImmUByte (7<<1)      /* 8-bit unsigned immediate operand */
  58 #define DstMask     (7<<1)
  59 /* Source operand type. */
  60 #define SrcNone     (0<<4)      /* No source operand. */
  61 #define SrcImplicit (0<<4)      /* Source operand is implicit in the opcode. */
  62 #define SrcReg      (1<<4)      /* Register operand. */
  63 #define SrcMem      (2<<4)      /* Memory operand. */
  64 #define SrcMem16    (3<<4)      /* Memory operand (16-bit). */
  65 #define SrcMem32    (4<<4)      /* Memory operand (32-bit). */
  66 #define SrcImm      (5<<4)      /* Immediate operand. */
  67 #define SrcImmByte  (6<<4)      /* 8-bit sign-extended immediate operand. */
  68 #define SrcOne      (7<<4)      /* Implied '1' */
  69 #define SrcImmUByte (8<<4)      /* 8-bit unsigned immediate operand. */
  70 #define SrcImmU     (9<<4)      /* Immediate operand, unsigned */
  71 #define SrcSI       (0xa<<4)    /* Source is in the DS:RSI */
  72 #define SrcImmFAddr (0xb<<4)    /* Source is immediate far address */
  73 #define SrcMemFAddr (0xc<<4)    /* Source is far address in memory */
  74 #define SrcAcc      (0xd<<4)    /* Source Accumulator */
  75 #define SrcMask     (0xf<<4)
  76 /* Generic ModRM decode. */
  77 #define ModRM       (1<<8)
  78 /* Destination is only written; never read. */
  79 #define Mov         (1<<9)
  80 #define BitOp       (1<<10)
  81 #define MemAbs      (1<<11)      /* Memory operand is absolute displacement */
  82 #define String      (1<<12)     /* String instruction (rep capable) */
  83 #define Stack       (1<<13)     /* Stack instruction (push/pop) */
  84 #define Group       (1<<14)     /* Bits 3:5 of modrm byte extend opcode */
  85 #define GroupDual   (1<<15)     /* Alternate decoding of mod == 3 */
  86 /* Misc flags */
  87 #define NoAccess    (1<<23) /* Don't access memory (lea/invlpg/verr etc) */
  88 #define Op3264      (1<<24) /* Operand is 64b in long mode, 32b otherwise */
  89 #define Undefined   (1<<25) /* No Such Instruction */
  90 #define Lock        (1<<26) /* lock prefix is allowed for the instruction */
  91 #define Priv        (1<<27) /* instruction generates #GP if current CPL != 0 */
  92 #define No64        (1<<28)
  93 /* Source 2 operand type */
  94 #define Src2None    (0<<29)
  95 #define Src2CL      (1<<29)
  96 #define Src2ImmByte (2<<29)
  97 #define Src2One     (3<<29)
  98 #define Src2Mask    (7<<29)
  99
 100 #define X2(x...) x, x
 101 #define X3(x...) X2(x), x
 102 #define X4(x...) X2(x), X2(x)
 103 #define X5(x...) X4(x), x
 104 #define X6(x...) X4(x), X2(x)
 105 #define X7(x...) X4(x), X3(x)
 106 #define X8(x...) X4(x), X4(x)
 107 #define X16(x...) X8(x), X8(x)
 108
 109 struct opcode {
 110         u32 flags;
 111         union {
 112                 int (*execute)(struct x86_emulate_ctxt *ctxt);
 113                 struct opcode *group;
 114                 struct group_dual *gdual;
 115         } u;
 116 };
 117
 118 struct group_dual {
 119         struct opcode mod012[8];
 120         struct opcode mod3[8];
 121 };
 122
 123 /* EFLAGS bit definitions. */
 124 #define EFLG_ID (1<<21)
 125 #define EFLG_VIP (1<<20)
 126 #define EFLG_VIF (1<<19)
 127 #define EFLG_AC (1<<18)
 128 #define EFLG_VM (1<<17)
 129 #define EFLG_RF (1<<16)
 130 #define EFLG_IOPL (3<<12)
 131 #define EFLG_NT (1<<14)
 132 #define EFLG_OF (1<<11)
 133 #define EFLG_DF (1<<10)
 134 #define EFLG_IF (1<<9)
 135 #define EFLG_TF (1<<8)
 136 #define EFLG_SF (1<<7)
 137 #define EFLG_ZF (1<<6)
 138 #define EFLG_AF (1<<4)
 139 #define EFLG_PF (1<<2)
 140 #define EFLG_CF (1<<0)
 141
 142 #define EFLG_RESERVED_ZEROS_MASK 0xffc0802a
 143 #define EFLG_RESERVED_ONE_MASK 2
 144
 145 /*
 146  * Instruction emulation:
 147  * Most instructions are emulated directly via a fragment of inline assembly
 148  * code. This allows us to save/restore EFLAGS and thus very easily pick up
 149  * any modified flags.
 150  */
 151
 152 #if defined(CONFIG_X86_64)
 153 #define _LO32 "k"               /* force 32-bit operand */
 154 #define _STK  "%%rsp"           /* stack pointer */
 155 #elif defined(__i386__)
 156 #define _LO32 ""                /* force 32-bit operand */
 157 #define _STK  "%%esp"           /* stack pointer */
 158 #endif
 159
 160 /*
 161  * These EFLAGS bits are restored from saved value during emulation, and
 162  * any changes are written back to the saved value after emulation.
 163  */
 164 #define EFLAGS_MASK (EFLG_OF|EFLG_SF|EFLG_ZF|EFLG_AF|EFLG_PF|EFLG_CF)
 165
 166 /* Before executing instruction: restore necessary bits in EFLAGS. */
 167 #define _PRE_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp)                                   \
 168         /* EFLAGS = (_sav & _msk) | (EFLAGS & ~_msk); _sav &= ~_msk; */ \
 169         "movl %"_sav",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
 170         "push %"_tmp"; "                                                \
 171         "push %"_tmp"; "                                                \
 172         "movl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "                                  \
 173         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 174         "pushf; "                                                       \
 175         "notl %"_LO32 _tmp"; "                                          \
 176         "andl %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 177         "andl %"_LO32 _tmp","__stringify(BITS_PER_LONG/4)"("_STK"); "   \
 178         "pop  %"_tmp"; "                                                \
 179         "orl  %"_LO32 _tmp",("_STK"); "                                 \
 180         "popf; "                                                        \
 181         "pop  %"_sav"; "
 182
 183 /* After executing instruction: write-back necessary bits in EFLAGS. */
 184 #define _POST_EFLAGS(_sav, _msk, _tmp) \
 185         /* _sav |= EFLAGS & _msk; */            \
 186         "pushf; "                               \
 187         "pop  %"_tmp"; "                        \
 188         "andl %"_msk",%"_LO32 _tmp"; "          \
 189         "orl  %"_LO32 _tmp",%"_sav"; "
 190
 191 #ifdef CONFIG_X86_64
 192 #define ON64(x) x
 193 #else
 194 #define ON64(x)
 195 #endif
 196
 197 #define ____emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags, _x, _y, _suffix)      \
 198         do {                                                            \
 199                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 200                         _PRE_EFLAGS("0", "4", "2")                      \
 201                         _op _suffix " %"_x"3,%1; "                      \
 202                         _POST_EFLAGS("0", "4", "2")                     \
 203                         : "=m" (_eflags), "=m" ((_dst).val),            \
 204                           "=&r" (_tmp)                                  \
 205                         : _y ((_src).val), "i" (EFLAGS_MASK));          \
 206         } while (0)
 207
 208
 209 /* Raw emulation: instruction has two explicit operands. */
 210 #define __emulate_2op_nobyte(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 211         do {                                                            \
 212                 unsigned long _tmp;                                     \
 213                                                                         \
 214                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
 215                 case 2:                                                 \
 216                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_wx,_wy,"w"); \
 217                         break;                                          \
 218                 case 4:                                                 \
 219                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_lx,_ly,"l"); \
 220                         break;                                          \
 221                 case 8:                                                 \
 222                         ON64(____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_qx,_qy,"q")); \
 223                         break;                                          \
 224                 }                                                       \
 225         } while (0)
 226
 227 #define __emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,_wx,_wy,_lx,_ly,_qx,_qy) \
 228         do {                                                                 \
 229                 unsigned long _tmp;                                          \
 230                 switch ((_dst).bytes) {                                      \
 231                 case 1:                                                      \
 232                         ____emulate_2op(_op,_src,_dst,_eflags,_bx,_by,"b");  \
 233                         break;                                               \
 234                 default:                                                     \
 235                         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,       \
 236                                              _wx, _wy, _lx, _ly, _qx, _qy);  \
 237                         break;                                               \
 238                 }                                                            \
 239         } while (0)
 240
 241 /* Source operand is byte-sized and may be restricted to just %cl. */
 242 #define emulate_2op_SrcB(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 243         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 244                       "b", "c", "b", "c", "b", "c", "b", "c")
 245
 246 /* Source operand is byte, word, long or quad sized. */
 247 #define emulate_2op_SrcV(_op, _src, _dst, _eflags)                      \
 248         __emulate_2op(_op, _src, _dst, _eflags,                         \
 249                       "b", "q", "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 250
 251 /* Source operand is word, long or quad sized. */
 252 #define emulate_2op_SrcV_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags)               \
 253         __emulate_2op_nobyte(_op, _src, _dst, _eflags,                  \
 254                              "w", "r", _LO32, "r", "", "r")
 255
 256 /* Instruction has three operands and one operand is stored in ECX register */
 257 #define __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags, _suffix, _type)         \
 258         do {                                                                    \
 259                 unsigned long _tmp;                                             \
 260                 _type _clv  = (_cl).val;                                        \
 261                 _type _srcv = (_src).val;                                       \
 262                 _type _dstv = (_dst).val;                                       \
 263                                                                                 \
 264                 __asm__ __volatile__ (                                          \
 265                         _PRE_EFLAGS("0", "5", "2")                              \
 266                         _op _suffix " %4,%1 \n"                                 \
 267                         _POST_EFLAGS("0", "5", "2")                             \
 268                         : "=m" (_eflags), "+r" (_dstv), "=&r" (_tmp)            \
 269                         : "c" (_clv) , "r" (_srcv), "i" (EFLAGS_MASK)           \
 270                         );                                                      \
 271                                                                                 \
 272                 (_cl).val  = (unsigned long) _clv;                              \
 273                 (_src).val = (unsigned long) _srcv;                             \
 274                 (_dst).val = (unsigned long) _dstv;                             \
 275         } while (0)
 276
 277 #define emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags)                           \
 278         do {                                                                    \
 279                 switch ((_dst).bytes) {                                         \
 280                 case 2:                                                         \
 281                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
 282                                                 "w", unsigned short);           \
 283                         break;                                                  \
 284                 case 4:                                                         \
 285                         __emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,         \
 286                                                 "l", unsigned int);             \
 287                         break;                                                  \
 288                 case 8:                                                         \
 289                         ON64(__emulate_2op_cl(_op, _cl, _src, _dst, _eflags,    \
 290                                                 "q", unsigned long));           \
 291                         break;                                                  \
 292                 }                                                               \
 293         } while (0)
 294
 295 #define __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, _suffix)                      \
 296         do {                                                            \
 297                 unsigned long _tmp;                                     \
 298                                                                         \
 299                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 300                         _PRE_EFLAGS("0", "3", "2")                      \
 301                         _op _suffix " %1; "                             \
 302                         _POST_EFLAGS("0", "3", "2")                     \
 303                         : "=m" (_eflags), "+m" ((_dst).val),            \
 304                           "=&r" (_tmp)                                  \
 305                         : "i" (EFLAGS_MASK));                           \
 306         } while (0)
 307
 308 /* Instruction has only one explicit operand (no source operand). */
 309 #define emulate_1op(_op, _dst, _eflags)                                    \
 310         do {                                                            \
 311                 switch ((_dst).bytes) {                                 \
 312                 case 1: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "b"); break;  \
 313                 case 2: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "w"); break;  \
 314                 case 4: __emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "l"); break;  \
 315                 case 8: ON64(__emulate_1op(_op, _dst, _eflags, "q")); break; \
 316                 }                                                       \
 317         } while (0)
 318
 319 #define __emulate_1op_rax_rdx(_op, _src, _rax, _rdx, _eflags, _suffix)          \
 320         do {                                                            \
 321                 unsigned long _tmp;                                     \
 322                                                                         \
 323                 __asm__ __volatile__ (                                  \
 324                         _PRE_EFLAGS("0", "4", "1")                      \
 325                         _op _suffix " %5; "                             \
 326                         _POST_EFLAGS("0", "4", "1")                     \
 327                         : "=m" (_eflags), "=&r" (_tmp),                 \
 328                           "+a" (_rax), "+d" (_rdx)                      \
 329                         : "i" (EFLAGS_MASK), "m" ((_src).val),          \
 330                           "a" (_rax), "d" (_rdx));                      \
 331         } while (0)
 332
 333 /* instruction has only one source operand, destination is implicit (e.g. mul, div, imul, idiv) */
 334 #define emulate_1op_rax_rdx(_op, _src, _rax, _rdx, _eflags)                     \
 335         do {                                                                    \
 336                 switch((_src).bytes) {                                          \
 337                 case 1: __emulate_1op_rax_rdx(_op, _src, _rax, _rdx, _eflags, "b"); break; \
 338                 case 2: __emulate_1op_rax_rdx(_op, _src, _rax, _rdx,  _eflags, "w"); break; \
 339                 case 4: __emulate_1op_rax_rdx(_op, _src, _rax, _rdx, _eflags, "l"); break; \
 340                 case 8: ON64(__emulate_1op_rax_rdx(_op, _src, _rax, _rdx, _eflags, "q")); break; \
 341                 }                                                       \
 342         } while (0)
 343
 344 /* Fetch next part of the instruction being emulated. */
 345 #define insn_fetch(_type, _size, _eip)                                  \
 346 ({      unsigned long _x;                                               \
 347         rc = do_insn_fetch(ctxt, ops, (_eip), &_x, (_size));            \
 348         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)                                     \
 349                 goto done;                                              \
 350         (_eip) += (_size);                                              \
 351         (_type)_x;                                                      \
 352 })
 353
 354 #define insn_fetch_arr(_arr, _size, _eip)                                \
 355 ({      rc = do_insn_fetch(ctxt, ops, (_eip), _arr, (_size));           \
 356         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)                                     \
 357                 goto done;                                              \
 358         (_eip) += (_size);                                              \
 359 })
 360
 361 static inline unsigned long ad_mask(struct decode_cache *c)
 362 {
 363         return (1UL << (c->ad_bytes << 3)) - 1;
 364 }
 365
 366 /* Access/update address held in a register, based on addressing mode. */
 367 static inline unsigned long
 368 address_mask(struct decode_cache *c, unsigned long reg)
 369 {
 370         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 371                 return reg;
 372         else
 373                 return reg & ad_mask(c);
 374 }
 375
 376 static inline unsigned long
 377 register_address(struct decode_cache *c, unsigned long base, unsigned long reg)
 378 {
 379         return base + address_mask(c, reg);
 380 }
 381
 382 static inline void
 383 register_address_increment(struct decode_cache *c, unsigned long *reg, int inc)
 384 {
 385         if (c->ad_bytes == sizeof(unsigned long))
 386                 *reg += inc;
 387         else
 388                 *reg = (*reg & ~ad_mask(c)) | ((*reg + inc) & ad_mask(c));
 389 }
 390
 391 static inline void jmp_rel(struct decode_cache *c, int rel)
 392 {
 393         register_address_increment(c, &c->eip, rel);
 394 }
 395
 396 static void set_seg_override(struct decode_cache *c, int seg)
 397 {
 398         c->has_seg_override = true;
 399         c->seg_override = seg;
 400 }
 401
 402 static unsigned long seg_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 403                               struct x86_emulate_ops *ops, int seg)
 404 {
 405         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && seg < VCPU_SREG_FS)
 406                 return 0;
 407
 408         return ops->get_cached_segment_base(seg, ctxt->vcpu);
 409 }
 410
 411 static unsigned long seg_override_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 412                                        struct x86_emulate_ops *ops,
 413                                        struct decode_cache *c)
 414 {
 415         if (!c->has_seg_override)
 416                 return 0;
 417
 418         return seg_base(ctxt, ops, c->seg_override);
 419 }
 420
 421 static unsigned long es_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 422                              struct x86_emulate_ops *ops)
 423 {
 424         return seg_base(ctxt, ops, VCPU_SREG_ES);
 425 }
 426
 427 static unsigned long ss_base(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 428                              struct x86_emulate_ops *ops)
 429 {
 430         return seg_base(ctxt, ops, VCPU_SREG_SS);
 431 }
 432
 433 static void emulate_exception(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int vec,
 434                                       u32 error, bool valid)
 435 {
 436         ctxt->exception = vec;
 437         ctxt->error_code = error;
 438         ctxt->error_code_valid = valid;
 439         ctxt->restart = false;
 440 }
 441
 442 static void emulate_gp(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int err)
 443 {
 444         emulate_exception(ctxt, GP_VECTOR, err, true);
 445 }
 446
 447 static void emulate_pf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned long addr,
 448                        int err)
 449 {
 450         ctxt->cr2 = addr;
 451         emulate_exception(ctxt, PF_VECTOR, err, true);
 452 }
 453
 454 static void emulate_ud(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
 455 {
 456         emulate_exception(ctxt, UD_VECTOR, 0, false);
 457 }
 458
 459 static void emulate_ts(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int err)
 460 {
 461         emulate_exception(ctxt, TS_VECTOR, err, true);
 462 }
 463
 464 static int do_fetch_insn_byte(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 465                               struct x86_emulate_ops *ops,
 466                               unsigned long eip, u8 *dest)
 467 {
 468         struct fetch_cache *fc = &ctxt->decode.fetch;
 469         int rc;
 470         int size, cur_size;
 471
 472         if (eip == fc->end) {
 473                 cur_size = fc->end - fc->start;
 474                 size = min(15UL - cur_size, PAGE_SIZE - offset_in_page(eip));
 475                 rc = ops->fetch(ctxt->cs_base + eip, fc->data + cur_size,
 476                                 size, ctxt->vcpu, NULL);
 477                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 478                         return rc;
 479                 fc->end += size;
 480         }
 481         *dest = fc->data[eip - fc->start];
 482         return X86EMUL_CONTINUE;
 483 }
 484
 485 static int do_insn_fetch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 486                          struct x86_emulate_ops *ops,
 487                          unsigned long eip, void *dest, unsigned size)
 488 {
 489         int rc;
 490
 491         /* x86 instructions are limited to 15 bytes. */
 492         if (eip + size - ctxt->eip > 15)
 493                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
 494         while (size--) {
 495                 rc = do_fetch_insn_byte(ctxt, ops, eip++, dest++);
 496                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 497                         return rc;
 498         }
 499         return X86EMUL_CONTINUE;
 500 }
 501
 502 /*
 503  * Given the 'reg' portion of a ModRM byte, and a register block, return a
 504  * pointer into the block that addresses the relevant register.
 505  * @highbyte_regs specifies whether to decode AH,CH,DH,BH.
 506  */
 507 static void *decode_register(u8 modrm_reg, unsigned long *regs,
 508                              int highbyte_regs)
 509 {
 510         void *p;
 511
 512         p = &regs[modrm_reg];
 513         if (highbyte_regs && modrm_reg >= 4 && modrm_reg < 8)
 514                 p = (unsigned char *)&regs[modrm_reg & 3] + 1;
 515         return p;
 516 }
 517
 518 static int read_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 519                            struct x86_emulate_ops *ops,
 520                            ulong addr,
 521                            u16 *size, unsigned long *address, int op_bytes)
 522 {
 523         int rc;
 524
 525         if (op_bytes == 2)
 526                 op_bytes = 3;
 527         *address = 0;
 528         rc = ops->read_std(addr, (unsigned long *)size, 2, ctxt->vcpu, NULL);
 529         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 530                 return rc;
 531         rc = ops->read_std(addr + 2, address, op_bytes, ctxt->vcpu, NULL);
 532         return rc;
 533 }
 534
 535 static int test_cc(unsigned int condition, unsigned int flags)
 536 {
 537         int rc = 0;
 538
 539         switch ((condition & 15) >> 1) {
 540         case 0: /* o */
 541                 rc |= (flags & EFLG_OF);
 542                 break;
 543         case 1: /* b/c/nae */
 544                 rc |= (flags & EFLG_CF);
 545                 break;
 546         case 2: /* z/e */
 547                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 548                 break;
 549         case 3: /* be/na */
 550                 rc |= (flags & (EFLG_CF|EFLG_ZF));
 551                 break;
 552         case 4: /* s */
 553                 rc |= (flags & EFLG_SF);
 554                 break;
 555         case 5: /* p/pe */
 556                 rc |= (flags & EFLG_PF);
 557                 break;
 558         case 7: /* le/ng */
 559                 rc |= (flags & EFLG_ZF);
 560                 /* fall through */
 561         case 6: /* l/nge */
 562                 rc |= (!(flags & EFLG_SF) != !(flags & EFLG_OF));
 563                 break;
 564         }
 565
 566         /* Odd condition identifiers (lsb == 1) have inverted sense. */
 567         return (!!rc ^ (condition & 1));
 568 }
 569
 570 static void fetch_register_operand(struct operand *op)
 571 {
 572         switch (op->bytes) {
 573         case 1:
 574                 op->val = *(u8 *)op->addr.reg;
 575                 break;
 576         case 2:
 577                 op->val = *(u16 *)op->addr.reg;
 578                 break;
 579         case 4:
 580                 op->val = *(u32 *)op->addr.reg;
 581                 break;
 582         case 8:
 583                 op->val = *(u64 *)op->addr.reg;
 584                 break;
 585         }
 586 }
 587
 588 static void decode_register_operand(struct operand *op,
 589                                     struct decode_cache *c,
 590                                     int inhibit_bytereg)
 591 {
 592         unsigned reg = c->modrm_reg;
 593         int highbyte_regs = c->rex_prefix == 0;
 594
 595         if (!(c->d & ModRM))
 596                 reg = (c->b & 7) | ((c->rex_prefix & 1) << 3);
 597         op->type = OP_REG;
 598         if ((c->d & ByteOp) && !inhibit_bytereg) {
 599                 op->addr.reg = decode_register(reg, c->regs, highbyte_regs);
 600                 op->bytes = 1;
 601         } else {
 602                 op->addr.reg = decode_register(reg, c->regs, 0);
 603                 op->bytes = c->op_bytes;
 604         }
 605         fetch_register_operand(op);
 606         op->orig_val = op->val;
 607 }
 608
 609 static int decode_modrm(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 610                         struct x86_emulate_ops *ops,
 611                         struct operand *op)
 612 {
 613         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 614         u8 sib;
 615         int index_reg = 0, base_reg = 0, scale;
 616         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
 617         ulong modrm_ea = 0;
 618
 619         if (c->rex_prefix) {
 620                 c->modrm_reg = (c->rex_prefix & 4) << 1;        /* REX.R */
 621                 index_reg = (c->rex_prefix & 2) << 2; /* REX.X */
 622                 c->modrm_rm = base_reg = (c->rex_prefix & 1) << 3; /* REG.B */
 623         }
 624
 625         c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 626         c->modrm_mod |= (c->modrm & 0xc0) >> 6;
 627         c->modrm_reg |= (c->modrm & 0x38) >> 3;
 628         c->modrm_rm |= (c->modrm & 0x07);
 629         c->modrm_seg = VCPU_SREG_DS;
 630
 631         if (c->modrm_mod == 3) {
 632                 op->type = OP_REG;
 633                 op->bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
 634                 op->addr.reg = decode_register(c->modrm_rm,
 635                                                c->regs, c->d & ByteOp);
 636                 fetch_register_operand(op);
 637                 return rc;
 638         }
 639
 640         op->type = OP_MEM;
 641
 642         if (c->ad_bytes == 2) {
 643                 unsigned bx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
 644                 unsigned bp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
 645                 unsigned si = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
 646                 unsigned di = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
 647
 648                 /* 16-bit ModR/M decode. */
 649                 switch (c->modrm_mod) {
 650                 case 0:
 651                         if (c->modrm_rm == 6)
 652                                 modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 653                         break;
 654                 case 1:
 655                         modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
 656                         break;
 657                 case 2:
 658                         modrm_ea += insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 659                         break;
 660                 }
 661                 switch (c->modrm_rm) {
 662                 case 0:
 663                         modrm_ea += bx + si;
 664                         break;
 665                 case 1:
 666                         modrm_ea += bx + di;
 667                         break;
 668                 case 2:
 669                         modrm_ea += bp + si;
 670                         break;
 671                 case 3:
 672                         modrm_ea += bp + di;
 673                         break;
 674                 case 4:
 675                         modrm_ea += si;
 676                         break;
 677                 case 5:
 678                         modrm_ea += di;
 679                         break;
 680                 case 6:
 681                         if (c->modrm_mod != 0)
 682                                 modrm_ea += bp;
 683                         break;
 684                 case 7:
 685                         modrm_ea += bx;
 686                         break;
 687                 }
 688                 if (c->modrm_rm == 2 || c->modrm_rm == 3 ||
 689                     (c->modrm_rm == 6 && c->modrm_mod != 0))
 690                         c->modrm_seg = VCPU_SREG_SS;
 691                 modrm_ea = (u16)modrm_ea;
 692         } else {
 693                 /* 32/64-bit ModR/M decode. */
 694                 if ((c->modrm_rm & 7) == 4) {
 695                         sib = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
 696                         index_reg |= (sib >> 3) & 7;
 697                         base_reg |= sib & 7;
 698                         scale = sib >> 6;
 699
 700                         if ((base_reg & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0)
 701                                 modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 702                         else
 703                                 modrm_ea += c->regs[base_reg];
 704                         if (index_reg != 4)
 705                                 modrm_ea += c->regs[index_reg] << scale;
 706                 } else if ((c->modrm_rm & 7) == 5 && c->modrm_mod == 0) {
 707                         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
 708                                 c->rip_relative = 1;
 709                 } else
 710                         modrm_ea += c->regs[c->modrm_rm];
 711                 switch (c->modrm_mod) {
 712                 case 0:
 713                         if (c->modrm_rm == 5)
 714                                 modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 715                         break;
 716                 case 1:
 717                         modrm_ea += insn_fetch(s8, 1, c->eip);
 718                         break;
 719                 case 2:
 720                         modrm_ea += insn_fetch(s32, 4, c->eip);
 721                         break;
 722                 }
 723         }
 724         op->addr.mem = modrm_ea;
 725 done:
 726         return rc;
 727 }
 728
 729 static int decode_abs(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 730                       struct x86_emulate_ops *ops,
 731                       struct operand *op)
 732 {
 733         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 734         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
 735
 736         op->type = OP_MEM;
 737         switch (c->ad_bytes) {
 738         case 2:
 739                 op->addr.mem = insn_fetch(u16, 2, c->eip);
 740                 break;
 741         case 4:
 742                 op->addr.mem = insn_fetch(u32, 4, c->eip);
 743                 break;
 744         case 8:
 745                 op->addr.mem = insn_fetch(u64, 8, c->eip);
 746                 break;
 747         }
 748 done:
 749         return rc;
 750 }
 751
 752 static void fetch_bit_operand(struct decode_cache *c)
 753 {
 754         long sv, mask;
 755
 756         if (c->dst.type == OP_MEM && c->src.type == OP_REG) {
 757                 mask = ~(c->dst.bytes * 8 - 1);
 758
 759                 if (c->src.bytes == 2)
 760                         sv = (s16)c->src.val & (s16)mask;
 761                 else if (c->src.bytes == 4)
 762                         sv = (s32)c->src.val & (s32)mask;
 763
 764                 c->dst.addr.mem += (sv >> 3);
 765         }
 766
 767         /* only subword offset */
 768         c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
 769 }
 770
 771 static int read_emulated(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 772                          struct x86_emulate_ops *ops,
 773                          unsigned long addr, void *dest, unsigned size)
 774 {
 775         int rc;
 776         struct read_cache *mc = &ctxt->decode.mem_read;
 777         u32 err;
 778
 779         while (size) {
 780                 int n = min(size, 8u);
 781                 size -= n;
 782                 if (mc->pos < mc->end)
 783                         goto read_cached;
 784
 785                 rc = ops->read_emulated(addr, mc->data + mc->end, n, &err,
 786                                         ctxt->vcpu);
 787                 if (rc == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT)
 788                         emulate_pf(ctxt, addr, err);
 789                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
 790                         return rc;
 791                 mc->end += n;
 792
 793         read_cached:
 794                 memcpy(dest, mc->data + mc->pos, n);
 795                 mc->pos += n;
 796                 dest += n;
 797                 addr += n;
 798         }
 799         return X86EMUL_CONTINUE;
 800 }
 801
 802 static int pio_in_emulated(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 803                            struct x86_emulate_ops *ops,
 804                            unsigned int size, unsigned short port,
 805                            void *dest)
 806 {
 807         struct read_cache *rc = &ctxt->decode.io_read;
 808
 809         if (rc->pos == rc->end) { /* refill pio read ahead */
 810                 struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
 811                 unsigned int in_page, n;
 812                 unsigned int count = c->rep_prefix ?
 813                         address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) : 1;
 814                 in_page = (ctxt->eflags & EFLG_DF) ?
 815                         offset_in_page(c->regs[VCPU_REGS_RDI]) :
 816                         PAGE_SIZE - offset_in_page(c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
 817                 n = min(min(in_page, (unsigned int)sizeof(rc->data)) / size,
 818                         count);
 819                 if (n == 0)
 820                         n = 1;
 821                 rc->pos = rc->end = 0;
 822                 if (!ops->pio_in_emulated(size, port, rc->data, n, ctxt->vcpu))
 823                         return 0;
 824                 rc->end = n * size;
 825         }
 826
 827         memcpy(dest, rc->data + rc->pos, size);
 828         rc->pos += size;
 829         return 1;
 830 }
 831
 832 static u32 desc_limit_scaled(struct desc_struct *desc)
 833 {
 834         u32 limit = get_desc_limit(desc);
 835
 836         return desc->g ? (limit << 12) | 0xfff : limit;
 837 }
 838
 839 static void get_descriptor_table_ptr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 840                                      struct x86_emulate_ops *ops,
 841                                      u16 selector, struct desc_ptr *dt)
 842 {
 843         if (selector & 1 << 2) {
 844                 struct desc_struct desc;
 845                 memset (dt, 0, sizeof *dt);
 846                 if (!ops->get_cached_descriptor(&desc, VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu))
 847                         return;
 848
 849                 dt->size = desc_limit_scaled(&desc); /* what if limit > 65535? */
 850                 dt->address = get_desc_base(&desc);
 851         } else
 852                 ops->get_gdt(dt, ctxt->vcpu);
 853 }
 854
 855 /* allowed just for 8 bytes segments */
 856 static int read_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 857                                    struct x86_emulate_ops *ops,
 858                                    u16 selector, struct desc_struct *desc)
 859 {
 860         struct desc_ptr dt;
 861         u16 index = selector >> 3;
 862         int ret;
 863         u32 err;
 864         ulong addr;
 865
 866         get_descriptor_table_ptr(ctxt, ops, selector, &dt);
 867
 868         if (dt.size < index * 8 + 7) {
 869                 emulate_gp(ctxt, selector & 0xfffc);
 870                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
 871         }
 872         addr = dt.address + index * 8;
 873         ret = ops->read_std(addr, desc, sizeof *desc, ctxt->vcpu,  &err);
 874         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT)
 875                 emulate_pf(ctxt, addr, err);
 876
 877        return ret;
 878 }
 879
 880 /* allowed just for 8 bytes segments */
 881 static int write_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 882                                     struct x86_emulate_ops *ops,
 883                                     u16 selector, struct desc_struct *desc)
 884 {
 885         struct desc_ptr dt;
 886         u16 index = selector >> 3;
 887         u32 err;
 888         ulong addr;
 889         int ret;
 890
 891         get_descriptor_table_ptr(ctxt, ops, selector, &dt);
 892
 893         if (dt.size < index * 8 + 7) {
 894                 emulate_gp(ctxt, selector & 0xfffc);
 895                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
 896         }
 897
 898         addr = dt.address + index * 8;
 899         ret = ops->write_std(addr, desc, sizeof *desc, ctxt->vcpu, &err);
 900         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT)
 901                 emulate_pf(ctxt, addr, err);
 902
 903         return ret;
 904 }
 905
 906 static int load_segment_descriptor(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
 907                                    struct x86_emulate_ops *ops,
 908                                    u16 selector, int seg)
 909 {
 910         struct desc_struct seg_desc;
 911         u8 dpl, rpl, cpl;
 912         unsigned err_vec = GP_VECTOR;
 913         u32 err_code = 0;
 914         bool null_selector = !(selector & ~0x3); /* 0000-0003 are null */
 915         int ret;
 916
 917         memset(&seg_desc, 0, sizeof seg_desc);
 918
 919         if ((seg <= VCPU_SREG_GS && ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
 920             || ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL) {
 921                 /* set real mode segment descriptor */
 922                 set_desc_base(&seg_desc, selector << 4);
 923                 set_desc_limit(&seg_desc, 0xffff);
 924                 seg_desc.type = 3;
 925                 seg_desc.p = 1;
 926                 seg_desc.s = 1;
 927                 goto load;
 928         }
 929
 930         /* NULL selector is not valid for TR, CS and SS */
 931         if ((seg == VCPU_SREG_CS || seg == VCPU_SREG_SS || seg == VCPU_SREG_TR)
 932             && null_selector)
 933                 goto exception;
 934
 935         /* TR should be in GDT only */
 936         if (seg == VCPU_SREG_TR && (selector & (1 << 2)))
 937                 goto exception;
 938
 939         if (null_selector) /* for NULL selector skip all following checks */
 940                 goto load;
 941
 942         ret = read_segment_descriptor(ctxt, ops, selector, &seg_desc);
 943         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
 944                 return ret;
 945
 946         err_code = selector & 0xfffc;
 947         err_vec = GP_VECTOR;
 948
 949         /* can't load system descriptor into segment selecor */
 950         if (seg <= VCPU_SREG_GS && !seg_desc.s)
 951                 goto exception;
 952
 953         if (!seg_desc.p) {
 954                 err_vec = (seg == VCPU_SREG_SS) ? SS_VECTOR : NP_VECTOR;
 955                 goto exception;
 956         }
 957
 958         rpl = selector & 3;
 959         dpl = seg_desc.dpl;
 960         cpl = ops->cpl(ctxt->vcpu);
 961
 962         switch (seg) {
 963         case VCPU_SREG_SS:
 964                 /*
 965                  * segment is not a writable data segment or segment
 966                  * selector's RPL != CPL or segment selector's RPL != CPL
 967                  */
 968                 if (rpl != cpl || (seg_desc.type & 0xa) != 0x2 || dpl != cpl)
 969                         goto exception;
 970                 break;
 971         case VCPU_SREG_CS:
 972                 if (!(seg_desc.type & 8))
 973                         goto exception;
 974
 975                 if (seg_desc.type & 4) {
 976                         /* conforming */
 977                         if (dpl > cpl)
 978                                 goto exception;
 979                 } else {
 980                         /* nonconforming */
 981                         if (rpl > cpl || dpl != cpl)
 982                                 goto exception;
 983                 }
 984                 /* CS(RPL) <- CPL */
 985                 selector = (selector & 0xfffc) | cpl;
 986                 break;
 987         case VCPU_SREG_TR:
 988                 if (seg_desc.s || (seg_desc.type != 1 && seg_desc.type != 9))
 989                         goto exception;
 990                 break;
 991         case VCPU_SREG_LDTR:
 992                 if (seg_desc.s || seg_desc.type != 2)
 993                         goto exception;
 994                 break;
 995         default: /*  DS, ES, FS, or GS */
 996                 /*
 997                  * segment is not a data or readable code segment or
 998                  * ((segment is a data or nonconforming code segment)
 999                  * and (both RPL and CPL > DPL))
1000                  */
1001                 if ((seg_desc.type & 0xa) == 0x8 ||
1002                     (((seg_desc.type & 0xc) != 0xc) &&
1003                      (rpl > dpl && cpl > dpl)))
1004                         goto exception;
1005                 break;
1006         }
1007
1008         if (seg_desc.s) {
1009                 /* mark segment as accessed */
1010                 seg_desc.type |= 1;
1011                 ret = write_segment_descriptor(ctxt, ops, selector, &seg_desc);
1012                 if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1013                         return ret;
1014         }
1015 load:
1016         ops->set_segment_selector(selector, seg, ctxt->vcpu);
1017         ops->set_cached_descriptor(&seg_desc, seg, ctxt->vcpu);
1018         return X86EMUL_CONTINUE;
1019 exception:
1020         emulate_exception(ctxt, err_vec, err_code, true);
1021         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1022 }
1023
1024 static void write_register_operand(struct operand *op)
1025 {
1026         /* The 4-byte case *is* correct: in 64-bit mode we zero-extend. */
1027         switch (op->bytes) {
1028         case 1:
1029                 *(u8 *)op->addr.reg = (u8)op->val;
1030                 break;
1031         case 2:
1032                 *(u16 *)op->addr.reg = (u16)op->val;
1033                 break;
1034         case 4:
1035                 *op->addr.reg = (u32)op->val;
1036                 break;  /* 64b: zero-extend */
1037         case 8:
1038                 *op->addr.reg = op->val;
1039                 break;
1040         }
1041 }
1042
1043 static inline int writeback(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1044                             struct x86_emulate_ops *ops)
1045 {
1046         int rc;
1047         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1048         u32 err;
1049
1050         switch (c->dst.type) {
1051         case OP_REG:
1052                 write_register_operand(&c->dst);
1053                 break;
1054         case OP_MEM:
1055                 if (c->lock_prefix)
1056                         rc = ops->cmpxchg_emulated(
1057                                         c->dst.addr.mem,
1058                                         &c->dst.orig_val,
1059                                         &c->dst.val,
1060                                         c->dst.bytes,
1061                                         &err,
1062                                         ctxt->vcpu);
1063                 else
1064                         rc = ops->write_emulated(
1065                                         c->dst.addr.mem,
1066                                         &c->dst.val,
1067                                         c->dst.bytes,
1068                                         &err,
1069                                         ctxt->vcpu);
1070                 if (rc == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT)
1071                         emulate_pf(ctxt, c->dst.addr.mem, err);
1072                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1073                         return rc;
1074                 break;
1075         case OP_NONE:
1076                 /* no writeback */
1077                 break;
1078         default:
1079                 break;
1080         }
1081         return X86EMUL_CONTINUE;
1082 }
1083
1084 static inline void emulate_push(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1085                                 struct x86_emulate_ops *ops)
1086 {
1087         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1088
1089         c->dst.type  = OP_MEM;
1090         c->dst.bytes = c->op_bytes;
1091         c->dst.val = c->src.val;
1092         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], -c->op_bytes);
1093         c->dst.addr.mem = register_address(c, ss_base(ctxt, ops),
1094                                            c->regs[VCPU_REGS_RSP]);
1095 }
1096
1097 static int emulate_pop(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1098                        struct x86_emulate_ops *ops,
1099                        void *dest, int len)
1100 {
1101         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1102         int rc;
1103
1104         rc = read_emulated(ctxt, ops, register_address(c, ss_base(ctxt, ops),
1105                                                        c->regs[VCPU_REGS_RSP]),
1106                            dest, len);
1107         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1108                 return rc;
1109
1110         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP], len);
1111         return rc;
1112 }
1113
1114 static int emulate_popf(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1115                        struct x86_emulate_ops *ops,
1116                        void *dest, int len)
1117 {
1118         int rc;
1119         unsigned long val, change_mask;
1120         int iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
1121         int cpl = ops->cpl(ctxt->vcpu);
1122
1123         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &val, len);
1124         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1125                 return rc;
1126
1127         change_mask = EFLG_CF | EFLG_PF | EFLG_AF | EFLG_ZF | EFLG_SF | EFLG_OF
1128                 | EFLG_TF | EFLG_DF | EFLG_NT | EFLG_RF | EFLG_AC | EFLG_ID;
1129
1130         switch(ctxt->mode) {
1131         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1132         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1133         case X86EMUL_MODE_PROT16:
1134                 if (cpl == 0)
1135                         change_mask |= EFLG_IOPL;
1136                 if (cpl <= iopl)
1137                         change_mask |= EFLG_IF;
1138                 break;
1139         case X86EMUL_MODE_VM86:
1140                 if (iopl < 3) {
1141                         emulate_gp(ctxt, 0);
1142                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1143                 }
1144                 change_mask |= EFLG_IF;
1145                 break;
1146         default: /* real mode */
1147                 change_mask |= (EFLG_IOPL | EFLG_IF);
1148                 break;
1149         }
1150
1151         *(unsigned long *)dest =
1152                 (ctxt->eflags & ~change_mask) | (val & change_mask);
1153
1154         return rc;
1155 }
1156
1157 static void emulate_push_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1158                               struct x86_emulate_ops *ops, int seg)
1159 {
1160         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1161
1162         c->src.val = ops->get_segment_selector(seg, ctxt->vcpu);
1163
1164         emulate_push(ctxt, ops);
1165 }
1166
1167 static int emulate_pop_sreg(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1168                              struct x86_emulate_ops *ops, int seg)
1169 {
1170         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1171         unsigned long selector;
1172         int rc;
1173
1174         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &selector, c->op_bytes);
1175         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1176                 return rc;
1177
1178         rc = load_segment_descriptor(ctxt, ops, (u16)selector, seg);
1179         return rc;
1180 }
1181
1182 static int emulate_pusha(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1183                           struct x86_emulate_ops *ops)
1184 {
1185         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1186         unsigned long old_esp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
1187         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1188         int reg = VCPU_REGS_RAX;
1189
1190         while (reg <= VCPU_REGS_RDI) {
1191                 (reg == VCPU_REGS_RSP) ?
1192                 (c->src.val = old_esp) : (c->src.val = c->regs[reg]);
1193
1194                 emulate_push(ctxt, ops);
1195
1196                 rc = writeback(ctxt, ops);
1197                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1198                         return rc;
1199
1200                 ++reg;
1201         }
1202
1203         /* Disable writeback. */
1204         c->dst.type = OP_NONE;
1205
1206         return rc;
1207 }
1208
1209 static int emulate_popa(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1210                         struct x86_emulate_ops *ops)
1211 {
1212         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1213         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1214         int reg = VCPU_REGS_RDI;
1215
1216         while (reg >= VCPU_REGS_RAX) {
1217                 if (reg == VCPU_REGS_RSP) {
1218                         register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RSP],
1219                                                         c->op_bytes);
1220                         --reg;
1221                 }
1222
1223                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->regs[reg], c->op_bytes);
1224                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1225                         break;
1226                 --reg;
1227         }
1228         return rc;
1229 }
1230
1231 int emulate_int_real(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1232                                struct x86_emulate_ops *ops, int irq)
1233 {
1234         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1235         int rc;
1236         struct desc_ptr dt;
1237         gva_t cs_addr;
1238         gva_t eip_addr;
1239         u16 cs, eip;
1240         u32 err;
1241
1242         /* TODO: Add limit checks */
1243         c->src.val = ctxt->eflags;
1244         emulate_push(ctxt, ops);
1245         rc = writeback(ctxt, ops);
1246         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1247                 return rc;
1248
1249         ctxt->eflags &= ~(EFLG_IF | EFLG_TF | EFLG_AC);
1250
1251         c->src.val = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
1252         emulate_push(ctxt, ops);
1253         rc = writeback(ctxt, ops);
1254         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1255                 return rc;
1256
1257         c->src.val = c->eip;
1258         emulate_push(ctxt, ops);
1259         rc = writeback(ctxt, ops);
1260         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1261                 return rc;
1262
1263         c->dst.type = OP_NONE;
1264
1265         ops->get_idt(&dt, ctxt->vcpu);
1266
1267         eip_addr = dt.address + (irq << 2);
1268         cs_addr = dt.address + (irq << 2) + 2;
1269
1270         rc = ops->read_std(cs_addr, &cs, 2, ctxt->vcpu, &err);
1271         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1272                 return rc;
1273
1274         rc = ops->read_std(eip_addr, &eip, 2, ctxt->vcpu, &err);
1275         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1276                 return rc;
1277
1278         rc = load_segment_descriptor(ctxt, ops, cs, VCPU_SREG_CS);
1279         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1280                 return rc;
1281
1282         c->eip = eip;
1283
1284         return rc;
1285 }
1286
1287 static int emulate_int(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1288                        struct x86_emulate_ops *ops, int irq)
1289 {
1290         switch(ctxt->mode) {
1291         case X86EMUL_MODE_REAL:
1292                 return emulate_int_real(ctxt, ops, irq);
1293         case X86EMUL_MODE_VM86:
1294         case X86EMUL_MODE_PROT16:
1295         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1296         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1297         default:
1298                 /* Protected mode interrupts unimplemented yet */
1299                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1300         }
1301 }
1302
1303 static int emulate_iret_real(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1304                              struct x86_emulate_ops *ops)
1305 {
1306         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1307         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
1308         unsigned long temp_eip = 0;
1309         unsigned long temp_eflags = 0;
1310         unsigned long cs = 0;
1311         unsigned long mask = EFLG_CF | EFLG_PF | EFLG_AF | EFLG_ZF | EFLG_SF | EFLG_TF |
1312                              EFLG_IF | EFLG_DF | EFLG_OF | EFLG_IOPL | EFLG_NT | EFLG_RF |
1313                              EFLG_AC | EFLG_ID | (1 << 1); /* Last one is the reserved bit */
1314         unsigned long vm86_mask = EFLG_VM | EFLG_VIF | EFLG_VIP;
1315
1316         /* TODO: Add stack limit check */
1317
1318         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &temp_eip, c->op_bytes);
1319
1320         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1321                 return rc;
1322
1323         if (temp_eip & ~0xffff) {
1324                 emulate_gp(ctxt, 0);
1325                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1326         }
1327
1328         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &cs, c->op_bytes);
1329
1330         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1331                 return rc;
1332
1333         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &temp_eflags, c->op_bytes);
1334
1335         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1336                 return rc;
1337
1338         rc = load_segment_descriptor(ctxt, ops, (u16)cs, VCPU_SREG_CS);
1339
1340         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1341                 return rc;
1342
1343         c->eip = temp_eip;
1344
1345
1346         if (c->op_bytes == 4)
1347                 ctxt->eflags = ((temp_eflags & mask) | (ctxt->eflags & vm86_mask));
1348         else if (c->op_bytes == 2) {
1349                 ctxt->eflags &= ~0xffff;
1350                 ctxt->eflags |= temp_eflags;
1351         }
1352
1353         ctxt->eflags &= ~EFLG_RESERVED_ZEROS_MASK; /* Clear reserved zeros */
1354         ctxt->eflags |= EFLG_RESERVED_ONE_MASK;
1355
1356         return rc;
1357 }
1358
1359 static inline int emulate_iret(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1360                                     struct x86_emulate_ops* ops)
1361 {
1362         switch(ctxt->mode) {
1363         case X86EMUL_MODE_REAL:
1364                 return emulate_iret_real(ctxt, ops);
1365         case X86EMUL_MODE_VM86:
1366         case X86EMUL_MODE_PROT16:
1367         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1368         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1369         default:
1370                 /* iret from protected mode unimplemented yet */
1371                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1372         }
1373 }
1374
1375 static inline int emulate_grp1a(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1376                                 struct x86_emulate_ops *ops)
1377 {
1378         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1379
1380         return emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->dst.bytes);
1381 }
1382
1383 static inline void emulate_grp2(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
1384 {
1385         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1386         switch (c->modrm_reg) {
1387         case 0: /* rol */
1388                 emulate_2op_SrcB("rol", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1389                 break;
1390         case 1: /* ror */
1391                 emulate_2op_SrcB("ror", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1392                 break;
1393         case 2: /* rcl */
1394                 emulate_2op_SrcB("rcl", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1395                 break;
1396         case 3: /* rcr */
1397                 emulate_2op_SrcB("rcr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1398                 break;
1399         case 4: /* sal/shl */
1400         case 6: /* sal/shl */
1401                 emulate_2op_SrcB("sal", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1402                 break;
1403         case 5: /* shr */
1404                 emulate_2op_SrcB("shr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1405                 break;
1406         case 7: /* sar */
1407                 emulate_2op_SrcB("sar", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1408                 break;
1409         }
1410 }
1411
1412 static inline int emulate_grp3(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1413                                struct x86_emulate_ops *ops)
1414 {
1415         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1416         unsigned long *rax = &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
1417         unsigned long *rdx = &c->regs[VCPU_REGS_RDX];
1418
1419         switch (c->modrm_reg) {
1420         case 0 ... 1:   /* test */
1421                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
1422                 break;
1423         case 2: /* not */
1424                 c->dst.val = ~c->dst.val;
1425                 break;
1426         case 3: /* neg */
1427                 emulate_1op("neg", c->dst, ctxt->eflags);
1428                 break;
1429         case 4: /* mul */
1430                 emulate_1op_rax_rdx("mul", c->src, *rax, *rdx, ctxt->eflags);
1431                 break;
1432         case 5: /* imul */
1433                 emulate_1op_rax_rdx("imul", c->src, *rax, *rdx, ctxt->eflags);
1434                 break;
1435         case 6: /* div */
1436                 emulate_1op_rax_rdx("div", c->src, *rax, *rdx, ctxt->eflags);
1437                 break;
1438         case 7: /* idiv */
1439                 emulate_1op_rax_rdx("idiv", c->src, *rax, *rdx, ctxt->eflags);
1440                 break;
1441         default:
1442                 return X86EMUL_UNHANDLEABLE;
1443         }
1444         return X86EMUL_CONTINUE;
1445 }
1446
1447 static inline int emulate_grp45(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1448                                struct x86_emulate_ops *ops)
1449 {
1450         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1451
1452         switch (c->modrm_reg) {
1453         case 0: /* inc */
1454                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
1455                 break;
1456         case 1: /* dec */
1457                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
1458                 break;
1459         case 2: /* call near abs */ {
1460                 long int old_eip;
1461                 old_eip = c->eip;
1462                 c->eip = c->src.val;
1463                 c->src.val = old_eip;
1464                 emulate_push(ctxt, ops);
1465                 break;
1466         }
1467         case 4: /* jmp abs */
1468                 c->eip = c->src.val;
1469                 break;
1470         case 6: /* push */
1471                 emulate_push(ctxt, ops);
1472                 break;
1473         }
1474         return X86EMUL_CONTINUE;
1475 }
1476
1477 static inline int emulate_grp9(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1478                                struct x86_emulate_ops *ops)
1479 {
1480         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1481         u64 old = c->dst.orig_val64;
1482
1483         if (((u32) (old >> 0) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RAX]) ||
1484             ((u32) (old >> 32) != (u32) c->regs[VCPU_REGS_RDX])) {
1485                 c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32) (old >> 0);
1486                 c->regs[VCPU_REGS_RDX] = (u32) (old >> 32);
1487                 ctxt->eflags &= ~EFLG_ZF;
1488         } else {
1489                 c->dst.val64 = ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RCX] << 32) |
1490                         (u32) c->regs[VCPU_REGS_RBX];
1491
1492                 ctxt->eflags |= EFLG_ZF;
1493         }
1494         return X86EMUL_CONTINUE;
1495 }
1496
1497 static int emulate_ret_far(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1498                            struct x86_emulate_ops *ops)
1499 {
1500         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1501         int rc;
1502         unsigned long cs;
1503
1504         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->eip, c->op_bytes);
1505         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1506                 return rc;
1507         if (c->op_bytes == 4)
1508                 c->eip = (u32)c->eip;
1509         rc = emulate_pop(ctxt, ops, &cs, c->op_bytes);
1510         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
1511                 return rc;
1512         rc = load_segment_descriptor(ctxt, ops, (u16)cs, VCPU_SREG_CS);
1513         return rc;
1514 }
1515
1516 static inline void
1517 setup_syscalls_segments(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1518                         struct x86_emulate_ops *ops, struct desc_struct *cs,
1519                         struct desc_struct *ss)
1520 {
1521         memset(cs, 0, sizeof(struct desc_struct));
1522         ops->get_cached_descriptor(cs, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
1523         memset(ss, 0, sizeof(struct desc_struct));
1524
1525         cs->l = 0;              /* will be adjusted later */
1526         set_desc_base(cs, 0);   /* flat segment */
1527         cs->g = 1;              /* 4kb granularity */
1528         set_desc_limit(cs, 0xfffff);    /* 4GB limit */
1529         cs->type = 0x0b;        /* Read, Execute, Accessed */
1530         cs->s = 1;
1531         cs->dpl = 0;            /* will be adjusted later */
1532         cs->p = 1;
1533         cs->d = 1;
1534
1535         set_desc_base(ss, 0);   /* flat segment */
1536         set_desc_limit(ss, 0xfffff);    /* 4GB limit */
1537         ss->g = 1;              /* 4kb granularity */
1538         ss->s = 1;
1539         ss->type = 0x03;        /* Read/Write, Accessed */
1540         ss->d = 1;              /* 32bit stack segment */
1541         ss->dpl = 0;
1542         ss->p = 1;
1543 }
1544
1545 static int
1546 emulate_syscall(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
1547 {
1548         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1549         struct desc_struct cs, ss;
1550         u64 msr_data;
1551         u16 cs_sel, ss_sel;
1552
1553         /* syscall is not available in real mode */
1554         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
1555             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86) {
1556                 emulate_ud(ctxt);
1557                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1558         }
1559
1560         setup_syscalls_segments(ctxt, ops, &cs, &ss);
1561
1562         ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1563         msr_data >>= 32;
1564         cs_sel = (u16)(msr_data & 0xfffc);
1565         ss_sel = (u16)(msr_data + 8);
1566
1567         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1568                 cs.d = 0;
1569                 cs.l = 1;
1570         }
1571         ops->set_cached_descriptor(&cs, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
1572         ops->set_segment_selector(cs_sel, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
1573         ops->set_cached_descriptor(&ss, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
1574         ops->set_segment_selector(ss_sel, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
1575
1576         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = c->eip;
1577         if (is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1578 #ifdef CONFIG_X86_64
1579                 c->regs[VCPU_REGS_R11] = ctxt->eflags & ~EFLG_RF;
1580
1581                 ops->get_msr(ctxt->vcpu,
1582                              ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 ?
1583                              MSR_LSTAR : MSR_CSTAR, &msr_data);
1584                 c->eip = msr_data;
1585
1586                 ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_SYSCALL_MASK, &msr_data);
1587                 ctxt->eflags &= ~(msr_data | EFLG_RF);
1588 #endif
1589         } else {
1590                 /* legacy mode */
1591                 ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_STAR, &msr_data);
1592                 c->eip = (u32)msr_data;
1593
1594                 ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1595         }
1596
1597         return X86EMUL_CONTINUE;
1598 }
1599
1600 static int
1601 emulate_sysenter(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
1602 {
1603         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1604         struct desc_struct cs, ss;
1605         u64 msr_data;
1606         u16 cs_sel, ss_sel;
1607
1608         /* inject #GP if in real mode */
1609         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL) {
1610                 emulate_gp(ctxt, 0);
1611                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1612         }
1613
1614         /* XXX sysenter/sysexit have not been tested in 64bit mode.
1615         * Therefore, we inject an #UD.
1616         */
1617         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64) {
1618                 emulate_ud(ctxt);
1619                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1620         }
1621
1622         setup_syscalls_segments(ctxt, ops, &cs, &ss);
1623
1624         ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1625         switch (ctxt->mode) {
1626         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1627                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1628                         emulate_gp(ctxt, 0);
1629                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1630                 }
1631                 break;
1632         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1633                 if (msr_data == 0x0) {
1634                         emulate_gp(ctxt, 0);
1635                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1636                 }
1637                 break;
1638         }
1639
1640         ctxt->eflags &= ~(EFLG_VM | EFLG_IF | EFLG_RF);
1641         cs_sel = (u16)msr_data;
1642         cs_sel &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1643         ss_sel = cs_sel + 8;
1644         ss_sel &= ~SELECTOR_RPL_MASK;
1645         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64
1646                 || is_long_mode(ctxt->vcpu)) {
1647                 cs.d = 0;
1648                 cs.l = 1;
1649         }
1650
1651         ops->set_cached_descriptor(&cs, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
1652         ops->set_segment_selector(cs_sel, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
1653         ops->set_cached_descriptor(&ss, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
1654         ops->set_segment_selector(ss_sel, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
1655
1656         ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_EIP, &msr_data);
1657         c->eip = msr_data;
1658
1659         ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_ESP, &msr_data);
1660         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = msr_data;
1661
1662         return X86EMUL_CONTINUE;
1663 }
1664
1665 static int
1666 emulate_sysexit(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, struct x86_emulate_ops *ops)
1667 {
1668         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1669         struct desc_struct cs, ss;
1670         u64 msr_data;
1671         int usermode;
1672         u16 cs_sel, ss_sel;
1673
1674         /* inject #GP if in real mode or Virtual 8086 mode */
1675         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL ||
1676             ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86) {
1677                 emulate_gp(ctxt, 0);
1678                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1679         }
1680
1681         setup_syscalls_segments(ctxt, ops, &cs, &ss);
1682
1683         if ((c->rex_prefix & 0x8) != 0x0)
1684                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT64;
1685         else
1686                 usermode = X86EMUL_MODE_PROT32;
1687
1688         cs.dpl = 3;
1689         ss.dpl = 3;
1690         ops->get_msr(ctxt->vcpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, &msr_data);
1691         switch (usermode) {
1692         case X86EMUL_MODE_PROT32:
1693                 cs_sel = (u16)(msr_data + 16);
1694                 if ((msr_data & 0xfffc) == 0x0) {
1695                         emulate_gp(ctxt, 0);
1696                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1697                 }
1698                 ss_sel = (u16)(msr_data + 24);
1699                 break;
1700         case X86EMUL_MODE_PROT64:
1701                 cs_sel = (u16)(msr_data + 32);
1702                 if (msr_data == 0x0) {
1703                         emulate_gp(ctxt, 0);
1704                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1705                 }
1706                 ss_sel = cs_sel + 8;
1707                 cs.d = 0;
1708                 cs.l = 1;
1709                 break;
1710         }
1711         cs_sel |= SELECTOR_RPL_MASK;
1712         ss_sel |= SELECTOR_RPL_MASK;
1713
1714         ops->set_cached_descriptor(&cs, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
1715         ops->set_segment_selector(cs_sel, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
1716         ops->set_cached_descriptor(&ss, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
1717         ops->set_segment_selector(ss_sel, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
1718
1719         c->eip = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
1720         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
1721
1722         return X86EMUL_CONTINUE;
1723 }
1724
1725 static bool emulator_bad_iopl(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1726                               struct x86_emulate_ops *ops)
1727 {
1728         int iopl;
1729         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_REAL)
1730                 return false;
1731         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_VM86)
1732                 return true;
1733         iopl = (ctxt->eflags & X86_EFLAGS_IOPL) >> IOPL_SHIFT;
1734         return ops->cpl(ctxt->vcpu) > iopl;
1735 }
1736
1737 static bool emulator_io_port_access_allowed(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1738                                             struct x86_emulate_ops *ops,
1739                                             u16 port, u16 len)
1740 {
1741         struct desc_struct tr_seg;
1742         int r;
1743         u16 io_bitmap_ptr;
1744         u8 perm, bit_idx = port & 0x7;
1745         unsigned mask = (1 << len) - 1;
1746
1747         ops->get_cached_descriptor(&tr_seg, VCPU_SREG_TR, ctxt->vcpu);
1748         if (!tr_seg.p)
1749                 return false;
1750         if (desc_limit_scaled(&tr_seg) < 103)
1751                 return false;
1752         r = ops->read_std(get_desc_base(&tr_seg) + 102, &io_bitmap_ptr, 2,
1753                           ctxt->vcpu, NULL);
1754         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
1755                 return false;
1756         if (io_bitmap_ptr + port/8 > desc_limit_scaled(&tr_seg))
1757                 return false;
1758         r = ops->read_std(get_desc_base(&tr_seg) + io_bitmap_ptr + port/8,
1759                           &perm, 1, ctxt->vcpu, NULL);
1760         if (r != X86EMUL_CONTINUE)
1761                 return false;
1762         if ((perm >> bit_idx) & mask)
1763                 return false;
1764         return true;
1765 }
1766
1767 static bool emulator_io_permited(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1768                                  struct x86_emulate_ops *ops,
1769                                  u16 port, u16 len)
1770 {
1771         if (ctxt->perm_ok)
1772                 return true;
1773
1774         if (emulator_bad_iopl(ctxt, ops))
1775                 if (!emulator_io_port_access_allowed(ctxt, ops, port, len))
1776                         return false;
1777
1778         ctxt->perm_ok = true;
1779
1780         return true;
1781 }
1782
1783 static void save_state_to_tss16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1784                                 struct x86_emulate_ops *ops,
1785                                 struct tss_segment_16 *tss)
1786 {
1787         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1788
1789         tss->ip = c->eip;
1790         tss->flag = ctxt->eflags;
1791         tss->ax = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
1792         tss->cx = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
1793         tss->dx = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
1794         tss->bx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
1795         tss->sp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
1796         tss->bp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
1797         tss->si = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
1798         tss->di = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
1799
1800         tss->es = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
1801         tss->cs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
1802         tss->ss = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
1803         tss->ds = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
1804         tss->ldt = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
1805 }
1806
1807 static int load_state_from_tss16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1808                                  struct x86_emulate_ops *ops,
1809                                  struct tss_segment_16 *tss)
1810 {
1811         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1812         int ret;
1813
1814         c->eip = tss->ip;
1815         ctxt->eflags = tss->flag | 2;
1816         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = tss->ax;
1817         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = tss->cx;
1818         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = tss->dx;
1819         c->regs[VCPU_REGS_RBX] = tss->bx;
1820         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = tss->sp;
1821         c->regs[VCPU_REGS_RBP] = tss->bp;
1822         c->regs[VCPU_REGS_RSI] = tss->si;
1823         c->regs[VCPU_REGS_RDI] = tss->di;
1824
1825         /*
1826          * SDM says that segment selectors are loaded before segment
1827          * descriptors
1828          */
1829         ops->set_segment_selector(tss->ldt, VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
1830         ops->set_segment_selector(tss->es, VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
1831         ops->set_segment_selector(tss->cs, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
1832         ops->set_segment_selector(tss->ss, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
1833         ops->set_segment_selector(tss->ds, VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
1834
1835         /*
1836          * Now load segment descriptors. If fault happenes at this stage
1837          * it is handled in a context of new task
1838          */
1839         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ldt, VCPU_SREG_LDTR);
1840         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1841                 return ret;
1842         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->es, VCPU_SREG_ES);
1843         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1844                 return ret;
1845         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->cs, VCPU_SREG_CS);
1846         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1847                 return ret;
1848         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ss, VCPU_SREG_SS);
1849         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1850                 return ret;
1851         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ds, VCPU_SREG_DS);
1852         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1853                 return ret;
1854
1855         return X86EMUL_CONTINUE;
1856 }
1857
1858 static int task_switch_16(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1859                           struct x86_emulate_ops *ops,
1860                           u16 tss_selector, u16 old_tss_sel,
1861                           ulong old_tss_base, struct desc_struct *new_desc)
1862 {
1863         struct tss_segment_16 tss_seg;
1864         int ret;
1865         u32 err, new_tss_base = get_desc_base(new_desc);
1866
1867         ret = ops->read_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
1868                             &err);
1869         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
1870                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
1871                 emulate_pf(ctxt, old_tss_base, err);
1872                 return ret;
1873         }
1874
1875         save_state_to_tss16(ctxt, ops, &tss_seg);
1876
1877         ret = ops->write_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
1878                              &err);
1879         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
1880                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
1881                 emulate_pf(ctxt, old_tss_base, err);
1882                 return ret;
1883         }
1884
1885         ret = ops->read_std(new_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
1886                             &err);
1887         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
1888                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
1889                 emulate_pf(ctxt, new_tss_base, err);
1890                 return ret;
1891         }
1892
1893         if (old_tss_sel != 0xffff) {
1894                 tss_seg.prev_task_link = old_tss_sel;
1895
1896                 ret = ops->write_std(new_tss_base,
1897                                      &tss_seg.prev_task_link,
1898                                      sizeof tss_seg.prev_task_link,
1899                                      ctxt->vcpu, &err);
1900                 if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
1901                         /* FIXME: need to provide precise fault address */
1902                         emulate_pf(ctxt, new_tss_base, err);
1903                         return ret;
1904                 }
1905         }
1906
1907         return load_state_from_tss16(ctxt, ops, &tss_seg);
1908 }
1909
1910 static void save_state_to_tss32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1911                                 struct x86_emulate_ops *ops,
1912                                 struct tss_segment_32 *tss)
1913 {
1914         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1915
1916         tss->cr3 = ops->get_cr(3, ctxt->vcpu);
1917         tss->eip = c->eip;
1918         tss->eflags = ctxt->eflags;
1919         tss->eax = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
1920         tss->ecx = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
1921         tss->edx = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
1922         tss->ebx = c->regs[VCPU_REGS_RBX];
1923         tss->esp = c->regs[VCPU_REGS_RSP];
1924         tss->ebp = c->regs[VCPU_REGS_RBP];
1925         tss->esi = c->regs[VCPU_REGS_RSI];
1926         tss->edi = c->regs[VCPU_REGS_RDI];
1927
1928         tss->es = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
1929         tss->cs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
1930         tss->ss = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
1931         tss->ds = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
1932         tss->fs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_FS, ctxt->vcpu);
1933         tss->gs = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_GS, ctxt->vcpu);
1934         tss->ldt_selector = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
1935 }
1936
1937 static int load_state_from_tss32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
1938                                  struct x86_emulate_ops *ops,
1939                                  struct tss_segment_32 *tss)
1940 {
1941         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
1942         int ret;
1943
1944         if (ops->set_cr(3, tss->cr3, ctxt->vcpu)) {
1945                 emulate_gp(ctxt, 0);
1946                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
1947         }
1948         c->eip = tss->eip;
1949         ctxt->eflags = tss->eflags | 2;
1950         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = tss->eax;
1951         c->regs[VCPU_REGS_RCX] = tss->ecx;
1952         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = tss->edx;
1953         c->regs[VCPU_REGS_RBX] = tss->ebx;
1954         c->regs[VCPU_REGS_RSP] = tss->esp;
1955         c->regs[VCPU_REGS_RBP] = tss->ebp;
1956         c->regs[VCPU_REGS_RSI] = tss->esi;
1957         c->regs[VCPU_REGS_RDI] = tss->edi;
1958
1959         /*
1960          * SDM says that segment selectors are loaded before segment
1961          * descriptors
1962          */
1963         ops->set_segment_selector(tss->ldt_selector, VCPU_SREG_LDTR, ctxt->vcpu);
1964         ops->set_segment_selector(tss->es, VCPU_SREG_ES, ctxt->vcpu);
1965         ops->set_segment_selector(tss->cs, VCPU_SREG_CS, ctxt->vcpu);
1966         ops->set_segment_selector(tss->ss, VCPU_SREG_SS, ctxt->vcpu);
1967         ops->set_segment_selector(tss->ds, VCPU_SREG_DS, ctxt->vcpu);
1968         ops->set_segment_selector(tss->fs, VCPU_SREG_FS, ctxt->vcpu);
1969         ops->set_segment_selector(tss->gs, VCPU_SREG_GS, ctxt->vcpu);
1970
1971         /*
1972          * Now load segment descriptors. If fault happenes at this stage
1973          * it is handled in a context of new task
1974          */
1975         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ldt_selector, VCPU_SREG_LDTR);
1976         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1977                 return ret;
1978         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->es, VCPU_SREG_ES);
1979         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1980                 return ret;
1981         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->cs, VCPU_SREG_CS);
1982         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1983                 return ret;
1984         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ss, VCPU_SREG_SS);
1985         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1986                 return ret;
1987         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->ds, VCPU_SREG_DS);
1988         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1989                 return ret;
1990         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->fs, VCPU_SREG_FS);
1991         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1992                 return ret;
1993         ret = load_segment_descriptor(ctxt, ops, tss->gs, VCPU_SREG_GS);
1994         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
1995                 return ret;
1996
1997         return X86EMUL_CONTINUE;
1998 }
1999
2000 static int task_switch_32(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2001                           struct x86_emulate_ops *ops,
2002                           u16 tss_selector, u16 old_tss_sel,
2003                           ulong old_tss_base, struct desc_struct *new_desc)
2004 {
2005         struct tss_segment_32 tss_seg;
2006         int ret;
2007         u32 err, new_tss_base = get_desc_base(new_desc);
2008
2009         ret = ops->read_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2010                             &err);
2011         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2012                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2013                 emulate_pf(ctxt, old_tss_base, err);
2014                 return ret;
2015         }
2016
2017         save_state_to_tss32(ctxt, ops, &tss_seg);
2018
2019         ret = ops->write_std(old_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2020                              &err);
2021         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2022                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2023                 emulate_pf(ctxt, old_tss_base, err);
2024                 return ret;
2025         }
2026
2027         ret = ops->read_std(new_tss_base, &tss_seg, sizeof tss_seg, ctxt->vcpu,
2028                             &err);
2029         if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2030                 /* FIXME: need to provide precise fault address */
2031                 emulate_pf(ctxt, new_tss_base, err);
2032                 return ret;
2033         }
2034
2035         if (old_tss_sel != 0xffff) {
2036                 tss_seg.prev_task_link = old_tss_sel;
2037
2038                 ret = ops->write_std(new_tss_base,
2039                                      &tss_seg.prev_task_link,
2040                                      sizeof tss_seg.prev_task_link,
2041                                      ctxt->vcpu, &err);
2042                 if (ret == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT) {
2043                         /* FIXME: need to provide precise fault address */
2044                         emulate_pf(ctxt, new_tss_base, err);
2045                         return ret;
2046                 }
2047         }
2048
2049         return load_state_from_tss32(ctxt, ops, &tss_seg);
2050 }
2051
2052 static int emulator_do_task_switch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2053                                    struct x86_emulate_ops *ops,
2054                                    u16 tss_selector, int reason,
2055                                    bool has_error_code, u32 error_code)
2056 {
2057         struct desc_struct curr_tss_desc, next_tss_desc;
2058         int ret;
2059         u16 old_tss_sel = ops->get_segment_selector(VCPU_SREG_TR, ctxt->vcpu);
2060         ulong old_tss_base =
2061                 ops->get_cached_segment_base(VCPU_SREG_TR, ctxt->vcpu);
2062         u32 desc_limit;
2063
2064         /* FIXME: old_tss_base == ~0 ? */
2065
2066         ret = read_segment_descriptor(ctxt, ops, tss_selector, &next_tss_desc);
2067         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2068                 return ret;
2069         ret = read_segment_descriptor(ctxt, ops, old_tss_sel, &curr_tss_desc);
2070         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2071                 return ret;
2072
2073         /* FIXME: check that next_tss_desc is tss */
2074
2075         if (reason != TASK_SWITCH_IRET) {
2076                 if ((tss_selector & 3) > next_tss_desc.dpl ||
2077                     ops->cpl(ctxt->vcpu) > next_tss_desc.dpl) {
2078                         emulate_gp(ctxt, 0);
2079                         return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
2080                 }
2081         }
2082
2083         desc_limit = desc_limit_scaled(&next_tss_desc);
2084         if (!next_tss_desc.p ||
2085             ((desc_limit < 0x67 && (next_tss_desc.type & 8)) ||
2086              desc_limit < 0x2b)) {
2087                 emulate_ts(ctxt, tss_selector & 0xfffc);
2088                 return X86EMUL_PROPAGATE_FAULT;
2089         }
2090
2091         if (reason == TASK_SWITCH_IRET || reason == TASK_SWITCH_JMP) {
2092                 curr_tss_desc.type &= ~(1 << 1); /* clear busy flag */
2093                 write_segment_descriptor(ctxt, ops, old_tss_sel,
2094                                          &curr_tss_desc);
2095         }
2096
2097         if (reason == TASK_SWITCH_IRET)
2098                 ctxt->eflags = ctxt->eflags & ~X86_EFLAGS_NT;
2099
2100         /* set back link to prev task only if NT bit is set in eflags
2101            note that old_tss_sel is not used afetr this point */
2102         if (reason != TASK_SWITCH_CALL && reason != TASK_SWITCH_GATE)
2103                 old_tss_sel = 0xffff;
2104
2105         if (next_tss_desc.type & 8)
2106                 ret = task_switch_32(ctxt, ops, tss_selector, old_tss_sel,
2107                                      old_tss_base, &next_tss_desc);
2108         else
2109                 ret = task_switch_16(ctxt, ops, tss_selector, old_tss_sel,
2110                                      old_tss_base, &next_tss_desc);
2111         if (ret != X86EMUL_CONTINUE)
2112                 return ret;
2113
2114         if (reason == TASK_SWITCH_CALL || reason == TASK_SWITCH_GATE)
2115                 ctxt->eflags = ctxt->eflags | X86_EFLAGS_NT;
2116
2117         if (reason != TASK_SWITCH_IRET) {
2118                 next_tss_desc.type |= (1 << 1); /* set busy flag */
2119                 write_segment_descriptor(ctxt, ops, tss_selector,
2120                                          &next_tss_desc);
2121         }
2122
2123         ops->set_cr(0,  ops->get_cr(0, ctxt->vcpu) | X86_CR0_TS, ctxt->vcpu);
2124         ops->set_cached_descriptor(&next_tss_desc, VCPU_SREG_TR, ctxt->vcpu);
2125         ops->set_segment_selector(tss_selector, VCPU_SREG_TR, ctxt->vcpu);
2126
2127         if (has_error_code) {
2128                 struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2129
2130                 c->op_bytes = c->ad_bytes = (next_tss_desc.type & 8) ? 4 : 2;
2131                 c->lock_prefix = 0;
2132                 c->src.val = (unsigned long) error_code;
2133                 emulate_push(ctxt, ops);
2134         }
2135
2136         return ret;
2137 }
2138
2139 int emulator_task_switch(struct x86_emulate_ctxt *ctxt,
2140                          u16 tss_selector, int reason,
2141                          bool has_error_code, u32 error_code)
2142 {
2143         struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2144         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2145         int rc;
2146
2147         c->eip = ctxt->eip;
2148         c->dst.type = OP_NONE;
2149
2150         rc = emulator_do_task_switch(ctxt, ops, tss_selector, reason,
2151                                      has_error_code, error_code);
2152
2153         if (rc == X86EMUL_CONTINUE) {
2154                 rc = writeback(ctxt, ops);
2155                 if (rc == X86EMUL_CONTINUE)
2156                         ctxt->eip = c->eip;
2157         }
2158
2159         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
2160 }
2161
2162 static void string_addr_inc(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, unsigned long base,
2163                             int reg, struct operand *op)
2164 {
2165         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2166         int df = (ctxt->eflags & EFLG_DF) ? -1 : 1;
2167
2168         register_address_increment(c, &c->regs[reg], df * op->bytes);
2169         op->addr.mem = register_address(c,  base, c->regs[reg]);
2170 }
2171
2172 static int em_push(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2173 {
2174         emulate_push(ctxt, ctxt->ops);
2175         return X86EMUL_CONTINUE;
2176 }
2177
2178 #define D(_y) { .flags = (_y) }
2179 #define N    D(0)
2180 #define G(_f, _g) { .flags = ((_f) | Group), .u.group = (_g) }
2181 #define GD(_f, _g) { .flags = ((_f) | Group | GroupDual), .u.gdual = (_g) }
2182 #define I(_f, _e) { .flags = (_f), .u.execute = (_e) }
2183
2184 static struct opcode group1[] = {
2185         X7(D(Lock)), N
2186 };
2187
2188 static struct opcode group1A[] = {
2189         D(DstMem | SrcNone | ModRM | Mov | Stack), N, N, N, N, N, N, N,
2190 };
2191
2192 static struct opcode group3[] = {
2193         D(DstMem | SrcImm | ModRM), D(DstMem | SrcImm | ModRM),
2194         D(DstMem | SrcNone | ModRM | Lock), D(DstMem | SrcNone | ModRM | Lock),
2195         X4(D(SrcMem | ModRM)),
2196 };
2197
2198 static struct opcode group4[] = {
2199         D(ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM | Lock), D(ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM | Lock),
2200         N, N, N, N, N, N,
2201 };
2202
2203 static struct opcode group5[] = {
2204         D(DstMem | SrcNone | ModRM | Lock), D(DstMem | SrcNone | ModRM | Lock),
2205         D(SrcMem | ModRM | Stack), N,
2206         D(SrcMem | ModRM | Stack), D(SrcMemFAddr | ModRM | ImplicitOps),
2207         D(SrcMem | ModRM | Stack), N,
2208 };
2209
2210 static struct group_dual group7 = { {
2211         N, N, D(ModRM | SrcMem | Priv), D(ModRM | SrcMem | Priv),
2212         D(SrcNone | ModRM | DstMem | Mov), N,
2213         D(SrcMem16 | ModRM | Mov | Priv),
2214         D(SrcMem | ModRM | ByteOp | Priv | NoAccess),
2215 }, {
2216         D(SrcNone | ModRM | Priv), N, N, D(SrcNone | ModRM | Priv),
2217         D(SrcNone | ModRM | DstMem | Mov), N,
2218         D(SrcMem16 | ModRM | Mov | Priv), N,
2219 } };
2220
2221 static struct opcode group8[] = {
2222         N, N, N, N,
2223         D(DstMem | SrcImmByte | ModRM), D(DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock),
2224         D(DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock), D(DstMem | SrcImmByte | ModRM | Lock),
2225 };
2226
2227 static struct group_dual group9 = { {
2228         N, D(DstMem64 | ModRM | Lock), N, N, N, N, N, N,
2229 }, {
2230         N, N, N, N, N, N, N, N,
2231 } };
2232
2233 static struct opcode opcode_table[256] = {
2234         /* 0x00 - 0x07 */
2235         D(ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock), D(DstMem | SrcReg | ModRM | Lock),
2236         D(ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM), D(DstReg | SrcMem | ModRM),
2237         D(ByteOp | DstAcc | SrcImm), D(DstAcc | SrcImm),
2238         D(ImplicitOps | Stack | No64), D(ImplicitOps | Stack | No64),
2239         /* 0x08 - 0x0F */
2240         D(ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock), D(DstMem | SrcReg | ModRM | Lock),
2241         D(ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM), D(DstReg | SrcMem | ModRM),
2242         D(ByteOp | DstAcc | SrcImm), D(DstAcc | SrcImm),
2243         D(ImplicitOps | Stack | No64), N,
2244         /* 0x10 - 0x17 */
2245         D(ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock), D(DstMem | SrcReg | ModRM | Lock),
2246         D(ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM), D(DstReg | SrcMem | ModRM),
2247         D(ByteOp | DstAcc | SrcImm), D(DstAcc | SrcImm),
2248         D(ImplicitOps | Stack | No64), D(ImplicitOps | Stack | No64),
2249         /* 0x18 - 0x1F */
2250         D(ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock), D(DstMem | SrcReg | ModRM | Lock),
2251         D(ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM), D(DstReg | SrcMem | ModRM),
2252         D(ByteOp | DstAcc | SrcImm), D(DstAcc | SrcImm),
2253         D(ImplicitOps | Stack | No64), D(ImplicitOps | Stack | No64),
2254         /* 0x20 - 0x27 */
2255         D(ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock), D(DstMem | SrcReg | ModRM | Lock),
2256         D(ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM), D(DstReg | SrcMem | ModRM),
2257         D(ByteOp | DstAcc | SrcImmByte), D(DstAcc | SrcImm), N, N,
2258         /* 0x28 - 0x2F */
2259         D(ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock), D(DstMem | SrcReg | ModRM | Lock),
2260         D(ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM), D(DstReg | SrcMem | ModRM),
2261         D(ByteOp | DstAcc | SrcImmByte), D(DstAcc | SrcImm), N, N,
2262         /* 0x30 - 0x37 */
2263         D(ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock), D(DstMem | SrcReg | ModRM | Lock),
2264         D(ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM), D(DstReg | SrcMem | ModRM),
2265         D(ByteOp | DstAcc | SrcImmByte), D(DstAcc | SrcImm), N, N,
2266         /* 0x38 - 0x3F */
2267         D(ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM), D(DstMem | SrcReg | ModRM),
2268         D(ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM), D(DstReg | SrcMem | ModRM),
2269         D(ByteOp | DstAcc | SrcImm), D(DstAcc | SrcImm),
2270         N, N,
2271         /* 0x40 - 0x4F */
2272         X16(D(DstReg)),
2273         /* 0x50 - 0x57 */
2274         X8(I(SrcReg | Stack, em_push)),
2275         /* 0x58 - 0x5F */
2276         X8(D(DstReg | Stack)),
2277         /* 0x60 - 0x67 */
2278         D(ImplicitOps | Stack | No64), D(ImplicitOps | Stack | No64),
2279         N, D(DstReg | SrcMem32 | ModRM | Mov) /* movsxd (x86/64) */ ,
2280         N, N, N, N,
2281         /* 0x68 - 0x6F */
2282         I(SrcImm | Mov | Stack, em_push), N,
2283         I(SrcImmByte | Mov | Stack, em_push), N,
2284         D(DstDI | ByteOp | Mov | String), D(DstDI | Mov | String), /* insb, insw/insd */
2285         D(SrcSI | ByteOp | ImplicitOps | String), D(SrcSI | ImplicitOps | String), /* outsb, outsw/outsd */
2286         /* 0x70 - 0x7F */
2287         X16(D(SrcImmByte)),
2288         /* 0x80 - 0x87 */
2289         G(ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Group, group1),
2290         G(DstMem | SrcImm | ModRM | Group, group1),
2291         G(ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | No64 | Group, group1),
2292         G(DstMem | SrcImmByte | ModRM | Group, group1),
2293         D(ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM), D(DstMem | SrcReg | ModRM),
2294         D(ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock), D(DstMem | SrcReg | ModRM | Lock),
2295         /* 0x88 - 0x8F */
2296         D(ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Mov), D(DstMem | SrcReg | ModRM | Mov),
2297         D(ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov), D(DstReg | SrcMem | ModRM | Mov),
2298         D(DstMem | SrcNone | ModRM | Mov), D(ModRM | SrcMem | NoAccess | DstReg),
2299         D(ImplicitOps | SrcMem16 | ModRM), G(0, group1A),
2300         /* 0x90 - 0x97 */
2301         X8(D(SrcAcc | DstReg)),
2302         /* 0x98 - 0x9F */
2303         D(DstAcc | SrcNone), N, D(SrcImmFAddr | No64), N,
2304         D(ImplicitOps | Stack), D(ImplicitOps | Stack), N, N,
2305         /* 0xA0 - 0xA7 */
2306         D(ByteOp | DstAcc | SrcMem | Mov | MemAbs), D(DstAcc | SrcMem | Mov | MemAbs),
2307         D(ByteOp | DstMem | SrcAcc | Mov | MemAbs), D(DstMem | SrcAcc | Mov | MemAbs),
2308         D(ByteOp | SrcSI | DstDI | Mov | String), D(SrcSI | DstDI | Mov | String),
2309         D(ByteOp | SrcSI | DstDI | String), D(SrcSI | DstDI | String),
2310         /* 0xA8 - 0xAF */
2311         D(DstAcc | SrcImmByte | ByteOp), D(DstAcc | SrcImm),
2312         D(ByteOp | SrcAcc | DstDI | Mov | String), D(SrcAcc | DstDI | Mov | String),
2313         D(ByteOp | SrcSI | DstAcc | Mov | String), D(SrcSI | DstAcc | Mov | String),
2314         D(ByteOp | SrcAcc | DstDI | String), D(SrcAcc | DstDI | String),
2315         /* 0xB0 - 0xB7 */
2316         X8(D(ByteOp | DstReg | SrcImm | Mov)),
2317         /* 0xB8 - 0xBF */
2318         X8(D(DstReg | SrcImm | Mov)),
2319         /* 0xC0 - 0xC7 */
2320         D(ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM), D(DstMem | SrcImmByte | ModRM),
2321         N, D(ImplicitOps | Stack), N, N,
2322         D(ByteOp | DstMem | SrcImm | ModRM | Mov), D(DstMem | SrcImm | ModRM | Mov),
2323         /* 0xC8 - 0xCF */
2324         N, N, N, D(ImplicitOps | Stack),
2325         D(ImplicitOps), D(SrcImmByte), D(ImplicitOps | No64), D(ImplicitOps),
2326         /* 0xD0 - 0xD7 */
2327         D(ByteOp | DstMem | SrcOne | ModRM), D(DstMem | SrcOne | ModRM),
2328         D(ByteOp | DstMem | SrcImplicit | ModRM), D(DstMem | SrcImplicit | ModRM),
2329         N, N, N, N,
2330         /* 0xD8 - 0xDF */
2331         N, N, N, N, N, N, N, N,
2332         /* 0xE0 - 0xE7 */
2333         X3(D(SrcImmByte)), N,
2334         D(ByteOp | SrcImmUByte | DstAcc), D(SrcImmUByte | DstAcc),
2335         D(ByteOp | SrcAcc | DstImmUByte), D(SrcAcc | DstImmUByte),
2336         /* 0xE8 - 0xEF */
2337         D(SrcImm | Stack), D(SrcImm | ImplicitOps),
2338         D(SrcImmFAddr | No64), D(SrcImmByte | ImplicitOps),
2339         D(SrcNone | ByteOp | DstAcc), D(SrcNone | DstAcc),
2340         D(ByteOp | SrcAcc | ImplicitOps), D(SrcAcc | ImplicitOps),
2341         /* 0xF0 - 0xF7 */
2342         N, N, N, N,
2343         D(ImplicitOps | Priv), D(ImplicitOps), G(ByteOp, group3), G(0, group3),
2344         /* 0xF8 - 0xFF */
2345         D(ImplicitOps), D(ImplicitOps), D(ImplicitOps), D(ImplicitOps),
2346         D(ImplicitOps), D(ImplicitOps), G(0, group4), G(0, group5),
2347 };
2348
2349 static struct opcode twobyte_table[256] = {
2350         /* 0x00 - 0x0F */
2351         N, GD(0, &group7), N, N,
2352         N, D(ImplicitOps), D(ImplicitOps | Priv), N,
2353         D(ImplicitOps | Priv), D(ImplicitOps | Priv), N, N,
2354         N, D(ImplicitOps | ModRM), N, N,
2355         /* 0x10 - 0x1F */
2356         N, N, N, N, N, N, N, N, D(ImplicitOps | ModRM), N, N, N, N, N, N, N,
2357         /* 0x20 - 0x2F */
2358         D(ModRM | DstMem | Priv | Op3264), D(ModRM | DstMem | Priv | Op3264),
2359         D(ModRM | SrcMem | Priv | Op3264), D(ModRM | SrcMem | Priv | Op3264),
2360         N, N, N, N,
2361         N, N, N, N, N, N, N, N,
2362         /* 0x30 - 0x3F */
2363         D(ImplicitOps | Priv), N, D(ImplicitOps | Priv), N,
2364         D(ImplicitOps), D(ImplicitOps | Priv), N, N,
2365         N, N, N, N, N, N, N, N,
2366         /* 0x40 - 0x4F */
2367         X16(D(DstReg | SrcMem | ModRM | Mov)),
2368         /* 0x50 - 0x5F */
2369         N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N,
2370         /* 0x60 - 0x6F */
2371         N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N,
2372         /* 0x70 - 0x7F */
2373         N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N,
2374         /* 0x80 - 0x8F */
2375         X16(D(SrcImm)),
2376         /* 0x90 - 0x9F */
2377         X16(D(ByteOp | DstMem | SrcNone | ModRM| Mov)),
2378         /* 0xA0 - 0xA7 */
2379         D(ImplicitOps | Stack), D(ImplicitOps | Stack),
2380         N, D(DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp),
2381         D(DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM),
2382         D(DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM), N, N,
2383         /* 0xA8 - 0xAF */
2384         D(ImplicitOps | Stack), D(ImplicitOps | Stack),
2385         N, D(DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock),
2386         D(DstMem | SrcReg | Src2ImmByte | ModRM),
2387         D(DstMem | SrcReg | Src2CL | ModRM),
2388         D(ModRM), N,
2389         /* 0xB0 - 0xB7 */
2390         D(ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock), D(DstMem | SrcReg | ModRM | Lock),
2391         N, D(DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock),
2392         N, N, D(ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov),
2393             D(DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov),
2394         /* 0xB8 - 0xBF */
2395         N, N,
2396         G(BitOp, group8), D(DstMem | SrcReg | ModRM | BitOp | Lock),
2397         D(DstReg | SrcMem | ModRM), D(DstReg | SrcMem | ModRM),
2398         D(ByteOp | DstReg | SrcMem | ModRM | Mov), D(DstReg | SrcMem16 | ModRM | Mov),
2399         /* 0xC0 - 0xCF */
2400         D(ByteOp | DstMem | SrcReg | ModRM | Lock), D(DstMem | SrcReg | ModRM | Lock),
2401         N, D(DstMem | SrcReg | ModRM | Mov),
2402         N, N, N, GD(0, &group9),
2403         N, N, N, N, N, N, N, N,
2404         /* 0xD0 - 0xDF */
2405         N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N,
2406         /* 0xE0 - 0xEF */
2407         N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N,
2408         /* 0xF0 - 0xFF */
2409         N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N, N
2410 };
2411
2412 #undef D
2413 #undef N
2414 #undef G
2415 #undef GD
2416 #undef I
2417
2418 int
2419 x86_decode_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2420 {
2421         struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2422         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2423         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
2424         int mode = ctxt->mode;
2425         int def_op_bytes, def_ad_bytes, dual, goffset;
2426         struct opcode opcode, *g_mod012, *g_mod3;
2427         struct operand memop = { .type = OP_NONE };
2428
2429         /* we cannot decode insn before we complete previous rep insn */
2430         WARN_ON(ctxt->restart);
2431
2432         c->eip = ctxt->eip;
2433         c->fetch.start = c->fetch.end = c->eip;
2434         ctxt->cs_base = seg_base(ctxt, ops, VCPU_SREG_CS);
2435
2436         switch (mode) {
2437         case X86EMUL_MODE_REAL:
2438         case X86EMUL_MODE_VM86:
2439         case X86EMUL_MODE_PROT16:
2440                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 2;
2441                 break;
2442         case X86EMUL_MODE_PROT32:
2443                 def_op_bytes = def_ad_bytes = 4;
2444                 break;
2445 #ifdef CONFIG_X86_64
2446         case X86EMUL_MODE_PROT64:
2447                 def_op_bytes = 4;
2448                 def_ad_bytes = 8;
2449                 break;
2450 #endif
2451         default:
2452                 return -1;
2453         }
2454
2455         c->op_bytes = def_op_bytes;
2456         c->ad_bytes = def_ad_bytes;
2457
2458         /* Legacy prefixes. */
2459         for (;;) {
2460                 switch (c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip)) {
2461                 case 0x66:      /* operand-size override */
2462                         /* switch between 2/4 bytes */
2463                         c->op_bytes = def_op_bytes ^ 6;
2464                         break;
2465                 case 0x67:      /* address-size override */
2466                         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
2467                                 /* switch between 4/8 bytes */
2468                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 12;
2469                         else
2470                                 /* switch between 2/4 bytes */
2471                                 c->ad_bytes = def_ad_bytes ^ 6;
2472                         break;
2473                 case 0x26:      /* ES override */
2474                 case 0x2e:      /* CS override */
2475                 case 0x36:      /* SS override */
2476                 case 0x3e:      /* DS override */
2477                         set_seg_override(c, (c->b >> 3) & 3);
2478                         break;
2479                 case 0x64:      /* FS override */
2480                 case 0x65:      /* GS override */
2481                         set_seg_override(c, c->b & 7);
2482                         break;
2483                 case 0x40 ... 0x4f: /* REX */
2484                         if (mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
2485                                 goto done_prefixes;
2486                         c->rex_prefix = c->b;
2487                         continue;
2488                 case 0xf0:      /* LOCK */
2489                         c->lock_prefix = 1;
2490                         break;
2491                 case 0xf2:      /* REPNE/REPNZ */
2492                         c->rep_prefix = REPNE_PREFIX;
2493                         break;
2494                 case 0xf3:      /* REP/REPE/REPZ */
2495                         c->rep_prefix = REPE_PREFIX;
2496                         break;
2497                 default:
2498                         goto done_prefixes;
2499                 }
2500
2501                 /* Any legacy prefix after a REX prefix nullifies its effect. */
2502
2503                 c->rex_prefix = 0;
2504         }
2505
2506 done_prefixes:
2507
2508         /* REX prefix. */
2509         if (c->rex_prefix & 8)
2510                 c->op_bytes = 8;        /* REX.W */
2511
2512         /* Opcode byte(s). */
2513         opcode = opcode_table[c->b];
2514         /* Two-byte opcode? */
2515         if (c->b == 0x0f) {
2516                 c->twobyte = 1;
2517                 c->b = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
2518                 opcode = twobyte_table[c->b];
2519         }
2520         c->d = opcode.flags;
2521
2522         if (c->d & Group) {
2523                 dual = c->d & GroupDual;
2524                 c->modrm = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
2525                 --c->eip;
2526
2527                 if (c->d & GroupDual) {
2528                         g_mod012 = opcode.u.gdual->mod012;
2529                         g_mod3 = opcode.u.gdual->mod3;
2530                 } else
2531                         g_mod012 = g_mod3 = opcode.u.group;
2532
2533                 c->d &= ~(Group | GroupDual);
2534
2535                 goffset = (c->modrm >> 3) & 7;
2536
2537                 if ((c->modrm >> 6) == 3)
2538                         opcode = g_mod3[goffset];
2539                 else
2540                         opcode = g_mod012[goffset];
2541                 c->d |= opcode.flags;
2542         }
2543
2544         c->execute = opcode.u.execute;
2545
2546         /* Unrecognised? */
2547         if (c->d == 0 || (c->d & Undefined)) {
2548                 DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
2549                 return -1;
2550         }
2551
2552         if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & Stack))
2553                 c->op_bytes = 8;
2554
2555         if (c->d & Op3264) {
2556                 if (mode == X86EMUL_MODE_PROT64)
2557                         c->op_bytes = 8;
2558                 else
2559                         c->op_bytes = 4;
2560         }
2561
2562         /* ModRM and SIB bytes. */
2563         if (c->d & ModRM) {
2564                 rc = decode_modrm(ctxt, ops, &memop);
2565                 if (!c->has_seg_override)
2566                         set_seg_override(c, c->modrm_seg);
2567         } else if (c->d & MemAbs)
2568                 rc = decode_abs(ctxt, ops, &memop);
2569         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2570                 goto done;
2571
2572         if (!c->has_seg_override)
2573                 set_seg_override(c, VCPU_SREG_DS);
2574
2575         if (memop.type == OP_MEM && !(!c->twobyte && c->b == 0x8d))
2576                 memop.addr.mem += seg_override_base(ctxt, ops, c);
2577
2578         if (memop.type == OP_MEM && c->ad_bytes != 8)
2579                 memop.addr.mem = (u32)memop.addr.mem;
2580
2581         if (memop.type == OP_MEM && c->rip_relative)
2582                 memop.addr.mem += c->eip;
2583
2584         /*
2585          * Decode and fetch the source operand: register, memory
2586          * or immediate.
2587          */
2588         switch (c->d & SrcMask) {
2589         case SrcNone:
2590                 break;
2591         case SrcReg:
2592                 decode_register_operand(&c->src, c, 0);
2593                 break;
2594         case SrcMem16:
2595                 memop.bytes = 2;
2596                 goto srcmem_common;
2597         case SrcMem32:
2598                 memop.bytes = 4;
2599                 goto srcmem_common;
2600         case SrcMem:
2601                 memop.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 :
2602                                                            c->op_bytes;
2603         srcmem_common:
2604                 c->src = memop;
2605                 break;
2606         case SrcImm:
2607         case SrcImmU:
2608                 c->src.type = OP_IMM;
2609                 c->src.addr.mem = c->eip;
2610                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2611                 if (c->src.bytes == 8)
2612                         c->src.bytes = 4;
2613                 /* NB. Immediates are sign-extended as necessary. */
2614                 switch (c->src.bytes) {
2615                 case 1:
2616                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
2617                         break;
2618                 case 2:
2619                         c->src.val = insn_fetch(s16, 2, c->eip);
2620                         break;
2621                 case 4:
2622                         c->src.val = insn_fetch(s32, 4, c->eip);
2623                         break;
2624                 }
2625                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmU) {
2626                         switch (c->src.bytes) {
2627                         case 1:
2628                                 c->src.val &= 0xff;
2629                                 break;
2630                         case 2:
2631                                 c->src.val &= 0xffff;
2632                                 break;
2633                         case 4:
2634                                 c->src.val &= 0xffffffff;
2635                                 break;
2636                         }
2637                 }
2638                 break;
2639         case SrcImmByte:
2640         case SrcImmUByte:
2641                 c->src.type = OP_IMM;
2642                 c->src.addr.mem = c->eip;
2643                 c->src.bytes = 1;
2644                 if ((c->d & SrcMask) == SrcImmByte)
2645                         c->src.val = insn_fetch(s8, 1, c->eip);
2646                 else
2647                         c->src.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
2648                 break;
2649         case SrcAcc:
2650                 c->src.type = OP_REG;
2651                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2652                 c->src.addr.reg = &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2653                 fetch_register_operand(&c->src);
2654                 break;
2655         case SrcOne:
2656                 c->src.bytes = 1;
2657                 c->src.val = 1;
2658                 break;
2659         case SrcSI:
2660                 c->src.type = OP_MEM;
2661                 c->src.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2662                 c->src.addr.mem =
2663                         register_address(c,  seg_override_base(ctxt, ops, c),
2664                                          c->regs[VCPU_REGS_RSI]);
2665                 c->src.val = 0;
2666                 break;
2667         case SrcImmFAddr:
2668                 c->src.type = OP_IMM;
2669                 c->src.addr.mem = c->eip;
2670                 c->src.bytes = c->op_bytes + 2;
2671                 insn_fetch_arr(c->src.valptr, c->src.bytes, c->eip);
2672                 break;
2673         case SrcMemFAddr:
2674                 memop.bytes = c->op_bytes + 2;
2675                 goto srcmem_common;
2676                 break;
2677         }
2678
2679         /*
2680          * Decode and fetch the second source operand: register, memory
2681          * or immediate.
2682          */
2683         switch (c->d & Src2Mask) {
2684         case Src2None:
2685                 break;
2686         case Src2CL:
2687                 c->src2.bytes = 1;
2688                 c->src2.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX] & 0x8;
2689                 break;
2690         case Src2ImmByte:
2691                 c->src2.type = OP_IMM;
2692                 c->src2.addr.mem = c->eip;
2693                 c->src2.bytes = 1;
2694                 c->src2.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
2695                 break;
2696         case Src2One:
2697                 c->src2.bytes = 1;
2698                 c->src2.val = 1;
2699                 break;
2700         }
2701
2702         /* Decode and fetch the destination operand: register or memory. */
2703         switch (c->d & DstMask) {
2704         case DstReg:
2705                 decode_register_operand(&c->dst, c,
2706                          c->twobyte && (c->b == 0xb6 || c->b == 0xb7));
2707                 break;
2708         case DstImmUByte:
2709                 c->dst.type = OP_IMM;
2710                 c->dst.addr.mem = c->eip;
2711                 c->dst.bytes = 1;
2712                 c->dst.val = insn_fetch(u8, 1, c->eip);
2713                 break;
2714         case DstMem:
2715         case DstMem64:
2716                 c->dst = memop;
2717                 if ((c->d & DstMask) == DstMem64)
2718                         c->dst.bytes = 8;
2719                 else
2720                         c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2721                 if (c->d & BitOp)
2722                         fetch_bit_operand(c);
2723                 c->dst.orig_val = c->dst.val;
2724                 break;
2725         case DstAcc:
2726                 c->dst.type = OP_REG;
2727                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2728                 c->dst.addr.reg = &c->regs[VCPU_REGS_RAX];
2729                 fetch_register_operand(&c->dst);
2730                 c->dst.orig_val = c->dst.val;
2731                 break;
2732         case DstDI:
2733                 c->dst.type = OP_MEM;
2734                 c->dst.bytes = (c->d & ByteOp) ? 1 : c->op_bytes;
2735                 c->dst.addr.mem =
2736                         register_address(c, es_base(ctxt, ops),
2737                                          c->regs[VCPU_REGS_RDI]);
2738                 c->dst.val = 0;
2739                 break;
2740         case ImplicitOps:
2741                 /* Special instructions do their own operand decoding. */
2742         default:
2743                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
2744                 return 0;
2745         }
2746
2747 done:
2748         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
2749 }
2750
2751 int
2752 x86_emulate_insn(struct x86_emulate_ctxt *ctxt)
2753 {
2754         struct x86_emulate_ops *ops = ctxt->ops;
2755         u64 msr_data;
2756         struct decode_cache *c = &ctxt->decode;
2757         int rc = X86EMUL_CONTINUE;
2758         int saved_dst_type = c->dst.type;
2759         int irq; /* Used for int 3, int, and into */
2760
2761         ctxt->decode.mem_read.pos = 0;
2762
2763         if (ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64 && (c->d & No64)) {
2764                 emulate_ud(ctxt);
2765                 goto done;
2766         }
2767
2768         /* LOCK prefix is allowed only with some instructions */
2769         if (c->lock_prefix && (!(c->d & Lock) || c->dst.type != OP_MEM)) {
2770                 emulate_ud(ctxt);
2771                 goto done;
2772         }
2773
2774         /* Privileged instruction can be executed only in CPL=0 */
2775         if ((c->d & Priv) && ops->cpl(ctxt->vcpu)) {
2776                 emulate_gp(ctxt, 0);
2777                 goto done;
2778         }
2779
2780         if (c->rep_prefix && (c->d & String)) {
2781                 ctxt->restart = true;
2782                 /* All REP prefixes have the same first termination condition */
2783                 if (address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) == 0) {
2784                         ctxt->restart = false;
2785                         ctxt->eip = c->eip;
2786                         goto done;
2787                 }
2788         }
2789
2790         if ((c->src.type == OP_MEM) && !(c->d & NoAccess)) {
2791                 rc = read_emulated(ctxt, ops, c->src.addr.mem,
2792                                         c->src.valptr, c->src.bytes);
2793                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2794                         goto done;
2795                 c->src.orig_val64 = c->src.val64;
2796         }
2797
2798         if (c->src2.type == OP_MEM) {
2799                 rc = read_emulated(ctxt, ops, c->src2.addr.mem,
2800                                         &c->src2.val, c->src2.bytes);
2801                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2802                         goto done;
2803         }
2804
2805         if ((c->d & DstMask) == ImplicitOps)
2806                 goto special_insn;
2807
2808
2809         if ((c->dst.type == OP_MEM) && !(c->d & Mov)) {
2810                 /* optimisation - avoid slow emulated read if Mov */
2811                 rc = read_emulated(ctxt, ops, c->dst.addr.mem,
2812                                    &c->dst.val, c->dst.bytes);
2813                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2814                         goto done;
2815         }
2816         c->dst.orig_val = c->dst.val;
2817
2818 special_insn:
2819
2820         if (c->execute) {
2821                 rc = c->execute(ctxt);
2822                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2823                         goto done;
2824                 goto writeback;
2825         }
2826
2827         if (c->twobyte)
2828                 goto twobyte_insn;
2829
2830         switch (c->b) {
2831         case 0x00 ... 0x05:
2832               add:              /* add */
2833                 emulate_2op_SrcV("add", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2834                 break;
2835         case 0x06:              /* push es */
2836                 emulate_push_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_ES);
2837                 break;
2838         case 0x07:              /* pop es */
2839                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_ES);
2840                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2841                         goto done;
2842                 break;
2843         case 0x08 ... 0x0d:
2844               or:               /* or */
2845                 emulate_2op_SrcV("or", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2846                 break;
2847         case 0x0e:              /* push cs */
2848                 emulate_push_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_CS);
2849                 break;
2850         case 0x10 ... 0x15:
2851               adc:              /* adc */
2852                 emulate_2op_SrcV("adc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2853                 break;
2854         case 0x16:              /* push ss */
2855                 emulate_push_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_SS);
2856                 break;
2857         case 0x17:              /* pop ss */
2858                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_SS);
2859                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2860                         goto done;
2861                 break;
2862         case 0x18 ... 0x1d:
2863               sbb:              /* sbb */
2864                 emulate_2op_SrcV("sbb", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2865                 break;
2866         case 0x1e:              /* push ds */
2867                 emulate_push_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_DS);
2868                 break;
2869         case 0x1f:              /* pop ds */
2870                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_DS);
2871                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2872                         goto done;
2873                 break;
2874         case 0x20 ... 0x25:
2875               and:              /* and */
2876                 emulate_2op_SrcV("and", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2877                 break;
2878         case 0x28 ... 0x2d:
2879               sub:              /* sub */
2880                 emulate_2op_SrcV("sub", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2881                 break;
2882         case 0x30 ... 0x35:
2883               xor:              /* xor */
2884                 emulate_2op_SrcV("xor", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2885                 break;
2886         case 0x38 ... 0x3d:
2887               cmp:              /* cmp */
2888                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2889                 break;
2890         case 0x40 ... 0x47: /* inc r16/r32 */
2891                 emulate_1op("inc", c->dst, ctxt->eflags);
2892                 break;
2893         case 0x48 ... 0x4f: /* dec r16/r32 */
2894                 emulate_1op("dec", c->dst, ctxt->eflags);
2895                 break;
2896         case 0x58 ... 0x5f: /* pop reg */
2897         pop_instruction:
2898                 rc = emulate_pop(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
2899                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2900                         goto done;
2901                 break;
2902         case 0x60:      /* pusha */
2903                 rc = emulate_pusha(ctxt, ops);
2904                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2905                         goto done;
2906                 break;
2907         case 0x61:      /* popa */
2908                 rc = emulate_popa(ctxt, ops);
2909                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
2910                         goto done;
2911                 break;
2912         case 0x63:              /* movsxd */
2913                 if (ctxt->mode != X86EMUL_MODE_PROT64)
2914                         goto cannot_emulate;
2915                 c->dst.val = (s32) c->src.val;
2916                 break;
2917         case 0x6c:              /* insb */
2918         case 0x6d:              /* insw/insd */
2919                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2920                 goto do_io_in;
2921         case 0x6e:              /* outsb */
2922         case 0x6f:              /* outsw/outsd */
2923                 c->dst.val = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
2924                 goto do_io_out;
2925                 break;
2926         case 0x70 ... 0x7f: /* jcc (short) */
2927                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
2928                         jmp_rel(c, c->src.val);
2929                 break;
2930         case 0x80 ... 0x83:     /* Grp1 */
2931                 switch (c->modrm_reg) {
2932                 case 0:
2933                         goto add;
2934                 case 1:
2935                         goto or;
2936                 case 2:
2937                         goto adc;
2938                 case 3:
2939                         goto sbb;
2940                 case 4:
2941                         goto and;
2942                 case 5:
2943                         goto sub;
2944                 case 6:
2945                         goto xor;
2946                 case 7:
2947                         goto cmp;
2948                 }
2949                 break;
2950         case 0x84 ... 0x85:
2951         test:
2952                 emulate_2op_SrcV("test", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
2953                 break;
2954         case 0x86 ... 0x87:     /* xchg */
2955         xchg:
2956                 /* Write back the register source. */
2957                 c->src.val = c->dst.val;
2958                 write_register_operand(&c->src);
2959                 /*
2960                  * Write back the memory destination with implicit LOCK
2961                  * prefix.
2962                  */
2963                 c->dst.val = c->src.orig_val;
2964                 c->lock_prefix = 1;
2965                 break;
2966         case 0x88 ... 0x8b:     /* mov */
2967                 goto mov;
2968         case 0x8c:  /* mov r/m, sreg */
2969                 if (c->modrm_reg > VCPU_SREG_GS) {
2970                         emulate_ud(ctxt);
2971                         goto done;
2972                 }
2973                 c->dst.val = ops->get_segment_selector(c->modrm_reg, ctxt->vcpu);
2974                 break;
2975         case 0x8d: /* lea r16/r32, m */
2976                 c->dst.val = c->src.addr.mem;
2977                 break;
2978         case 0x8e: { /* mov seg, r/m16 */
2979                 uint16_t sel;
2980
2981                 sel = c->src.val;
2982
2983                 if (c->modrm_reg == VCPU_SREG_CS ||
2984                     c->modrm_reg > VCPU_SREG_GS) {
2985                         emulate_ud(ctxt);
2986                         goto done;
2987                 }
2988
2989                 if (c->modrm_reg == VCPU_SREG_SS)
2990                         ctxt->interruptibility = KVM_X86_SHADOW_INT_MOV_SS;
2991
2992                 rc = load_segment_descriptor(ctxt, ops, sel, c->modrm_reg);
2993
2994                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
2995                 break;
2996         }
2997         case 0x8f:              /* pop (sole member of Grp1a) */
2998                 rc = emulate_grp1a(ctxt, ops);
2999                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3000                         goto done;
3001                 break;
3002         case 0x90 ... 0x97: /* nop / xchg reg, rax */
3003                 if (c->dst.addr.reg == &c->regs[VCPU_REGS_RAX])
3004                         break;
3005                 goto xchg;
3006         case 0x98: /* cbw/cwde/cdqe */
3007                 switch (c->op_bytes) {
3008                 case 2: c->dst.val = (s8)c->dst.val; break;
3009                 case 4: c->dst.val = (s16)c->dst.val; break;
3010                 case 8: c->dst.val = (s32)c->dst.val; break;
3011                 }
3012                 break;
3013         case 0x9c: /* pushf */
3014                 c->src.val =  (unsigned long) ctxt->eflags;
3015                 emulate_push(ctxt, ops);
3016                 break;
3017         case 0x9d: /* popf */
3018                 c->dst.type = OP_REG;
3019                 c->dst.addr.reg = &ctxt->eflags;
3020                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
3021                 rc = emulate_popf(ctxt, ops, &c->dst.val, c->op_bytes);
3022                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3023                         goto done;
3024                 break;
3025         case 0xa0 ... 0xa3:     /* mov */
3026         case 0xa4 ... 0xa5:     /* movs */
3027                 goto mov;
3028         case 0xa6 ... 0xa7:     /* cmps */
3029                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
3030                 DPRINTF("cmps: mem1=0x%p mem2=0x%p\n", c->src.addr.mem, c->dst.addr.mem);
3031                 goto cmp;
3032         case 0xa8 ... 0xa9:     /* test ax, imm */
3033                 goto test;
3034         case 0xaa ... 0xab:     /* stos */
3035         case 0xac ... 0xad:     /* lods */
3036                 goto mov;
3037         case 0xae ... 0xaf:     /* scas */
3038                 goto cmp;
3039         case 0xb0 ... 0xbf: /* mov r, imm */
3040                 goto mov;
3041         case 0xc0 ... 0xc1:
3042                 emulate_grp2(ctxt);
3043                 break;
3044         case 0xc3: /* ret */
3045                 c->dst.type = OP_REG;
3046                 c->dst.addr.reg = &c->eip;
3047                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
3048                 goto pop_instruction;
3049         case 0xc6 ... 0xc7:     /* mov (sole member of Grp11) */
3050         mov:
3051                 c->dst.val = c->src.val;
3052                 break;
3053         case 0xcb:              /* ret far */
3054                 rc = emulate_ret_far(ctxt, ops);
3055                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3056                         goto done;
3057                 break;
3058         case 0xcc:              /* int3 */
3059                 irq = 3;
3060                 goto do_interrupt;
3061         case 0xcd:              /* int n */
3062                 irq = c->src.val;
3063         do_interrupt:
3064                 rc = emulate_int(ctxt, ops, irq);
3065                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3066                         goto done;
3067                 break;
3068         case 0xce:              /* into */
3069                 if (ctxt->eflags & EFLG_OF) {
3070                         irq = 4;
3071                         goto do_interrupt;
3072                 }
3073                 break;
3074         case 0xcf:              /* iret */
3075                 rc = emulate_iret(ctxt, ops);
3076
3077                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3078                         goto done;
3079                 break;
3080         case 0xd0 ... 0xd1:     /* Grp2 */
3081                 emulate_grp2(ctxt);
3082                 break;
3083         case 0xd2 ... 0xd3:     /* Grp2 */
3084                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RCX];
3085                 emulate_grp2(ctxt);
3086                 break;
3087         case 0xe0 ... 0xe2:     /* loop/loopz/loopnz */
3088                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RCX], -1);
3089                 if (address_mask(c, c->regs[VCPU_REGS_RCX]) != 0 &&
3090                     (c->b == 0xe2 || test_cc(c->b ^ 0x5, ctxt->eflags)))
3091                         jmp_rel(c, c->src.val);
3092                 break;
3093         case 0xe4:      /* inb */
3094         case 0xe5:      /* in */
3095                 goto do_io_in;
3096         case 0xe6: /* outb */
3097         case 0xe7: /* out */
3098                 goto do_io_out;
3099         case 0xe8: /* call (near) */ {
3100                 long int rel = c->src.val;
3101                 c->src.val = (unsigned long) c->eip;
3102                 jmp_rel(c, rel);
3103                 emulate_push(ctxt, ops);
3104                 break;
3105         }
3106         case 0xe9: /* jmp rel */
3107                 goto jmp;
3108         case 0xea: { /* jmp far */
3109                 unsigned short sel;
3110         jump_far:
3111                 memcpy(&sel, c->src.valptr + c->op_bytes, 2);
3112
3113                 if (load_segment_descriptor(ctxt, ops, sel, VCPU_SREG_CS))
3114                         goto done;
3115
3116                 c->eip = 0;
3117                 memcpy(&c->eip, c->src.valptr, c->op_bytes);
3118                 break;
3119         }
3120         case 0xeb:
3121               jmp:              /* jmp rel short */
3122                 jmp_rel(c, c->src.val);
3123                 c->dst.type = OP_NONE; /* Disable writeback. */
3124                 break;
3125         case 0xec: /* in al,dx */
3126         case 0xed: /* in (e/r)ax,dx */
3127                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
3128         do_io_in:
3129                 c->dst.bytes = min(c->dst.bytes, 4u);
3130                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->src.val, c->dst.bytes)) {
3131                         emulate_gp(ctxt, 0);
3132                         goto done;
3133                 }
3134                 if (!pio_in_emulated(ctxt, ops, c->dst.bytes, c->src.val,
3135                                      &c->dst.val))
3136                         goto done; /* IO is needed */
3137                 break;
3138         case 0xee: /* out dx,al */
3139         case 0xef: /* out dx,(e/r)ax */
3140                 c->dst.val = c->regs[VCPU_REGS_RDX];
3141         do_io_out:
3142                 c->src.bytes = min(c->src.bytes, 4u);
3143                 if (!emulator_io_permited(ctxt, ops, c->dst.val,
3144                                           c->src.bytes)) {
3145                         emulate_gp(ctxt, 0);
3146                         goto done;
3147                 }
3148                 ops->pio_out_emulated(c->src.bytes, c->dst.val,
3149                                       &c->src.val, 1, ctxt->vcpu);
3150                 c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
3151                 break;
3152         case 0xf4:              /* hlt */
3153                 ctxt->vcpu->arch.halt_request = 1;
3154                 break;
3155         case 0xf5:      /* cmc */
3156                 /* complement carry flag from eflags reg */
3157                 ctxt->eflags ^= EFLG_CF;
3158                 break;
3159         case 0xf6 ... 0xf7:     /* Grp3 */
3160                 if (emulate_grp3(ctxt, ops) != X86EMUL_CONTINUE)
3161                         goto cannot_emulate;
3162                 break;
3163         case 0xf8: /* clc */
3164                 ctxt->eflags &= ~EFLG_CF;
3165                 break;
3166         case 0xf9: /* stc */
3167                 ctxt->eflags |= EFLG_CF;
3168                 break;
3169         case 0xfa: /* cli */
3170                 if (emulator_bad_iopl(ctxt, ops)) {
3171                         emulate_gp(ctxt, 0);
3172                         goto done;
3173                 } else
3174                         ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_IF;
3175                 break;
3176         case 0xfb: /* sti */
3177                 if (emulator_bad_iopl(ctxt, ops)) {
3178                         emulate_gp(ctxt, 0);
3179                         goto done;
3180                 } else {
3181                         ctxt->interruptibility = KVM_X86_SHADOW_INT_STI;
3182                         ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_IF;
3183                 }
3184                 break;
3185         case 0xfc: /* cld */
3186                 ctxt->eflags &= ~EFLG_DF;
3187                 break;
3188         case 0xfd: /* std */
3189                 ctxt->eflags |= EFLG_DF;
3190                 break;
3191         case 0xfe: /* Grp4 */
3192         grp45:
3193                 rc = emulate_grp45(ctxt, ops);
3194                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3195                         goto done;
3196                 break;
3197         case 0xff: /* Grp5 */
3198                 if (c->modrm_reg == 5)
3199                         goto jump_far;
3200                 goto grp45;
3201         default:
3202                 goto cannot_emulate;
3203         }
3204
3205 writeback:
3206         rc = writeback(ctxt, ops);
3207         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3208                 goto done;
3209
3210         /*
3211          * restore dst type in case the decoding will be reused
3212          * (happens for string instruction )
3213          */
3214         c->dst.type = saved_dst_type;
3215
3216         if ((c->d & SrcMask) == SrcSI)
3217                 string_addr_inc(ctxt, seg_override_base(ctxt, ops, c),
3218                                 VCPU_REGS_RSI, &c->src);
3219
3220         if ((c->d & DstMask) == DstDI)
3221                 string_addr_inc(ctxt, es_base(ctxt, ops), VCPU_REGS_RDI,
3222                                 &c->dst);
3223
3224         if (c->rep_prefix && (c->d & String)) {
3225                 struct read_cache *rc = &ctxt->decode.io_read;
3226                 register_address_increment(c, &c->regs[VCPU_REGS_RCX], -1);
3227                 /* The second termination condition only applies for REPE
3228                  * and REPNE. Test if the repeat string operation prefix is
3229                  * REPE/REPZ or REPNE/REPNZ and if it's the case it tests the
3230                  * corresponding termination condition according to:
3231                  *      - if REPE/REPZ and ZF = 0 then done
3232                  *      - if REPNE/REPNZ and ZF = 1 then done
3233                  */
3234                 if (((c->b == 0xa6) || (c->b == 0xa7) ||
3235                      (c->b == 0xae) || (c->b == 0xaf))
3236                     && (((c->rep_prefix == REPE_PREFIX) &&
3237                          ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == 0))
3238                         || ((c->rep_prefix == REPNE_PREFIX) &&
3239                             ((ctxt->eflags & EFLG_ZF) == EFLG_ZF))))
3240                         ctxt->restart = false;
3241                 /*
3242                  * Re-enter guest when pio read ahead buffer is empty or,
3243                  * if it is not used, after each 1024 iteration.
3244                  */
3245                 else if ((rc->end == 0 && !(c->regs[VCPU_REGS_RCX] & 0x3ff)) ||
3246                          (rc->end != 0 && rc->end == rc->pos)) {
3247                         ctxt->restart = false;
3248                         c->eip = ctxt->eip;
3249                 }
3250         }
3251         /*
3252          * reset read cache here in case string instruction is restared
3253          * without decoding
3254          */
3255         ctxt->decode.mem_read.end = 0;
3256         if (!ctxt->restart)
3257                 ctxt->eip = c->eip;
3258
3259 done:
3260         return (rc == X86EMUL_UNHANDLEABLE) ? -1 : 0;
3261
3262 twobyte_insn:
3263         switch (c->b) {
3264         case 0x01: /* lgdt, lidt, lmsw */
3265                 switch (c->modrm_reg) {
3266                         u16 size;
3267                         unsigned long address;
3268
3269                 case 0: /* vmcall */
3270                         if (c->modrm_mod != 3 || c->modrm_rm != 1)
3271                                 goto cannot_emulate;
3272
3273                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
3274                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3275                                 goto done;
3276
3277                         /* Let the processor re-execute the fixed hypercall */
3278                         c->eip = ctxt->eip;
3279                         /* Disable writeback. */
3280                         c->dst.type = OP_NONE;
3281                         break;
3282                 case 2: /* lgdt */
3283                         rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.addr.mem,
3284                                              &size, &address, c->op_bytes);
3285                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3286                                 goto done;
3287                         realmode_lgdt(ctxt->vcpu, size, address);
3288                         /* Disable writeback. */
3289                         c->dst.type = OP_NONE;
3290                         break;
3291                 case 3: /* lidt/vmmcall */
3292                         if (c->modrm_mod == 3) {
3293                                 switch (c->modrm_rm) {
3294                                 case 1:
3295                                         rc = kvm_fix_hypercall(ctxt->vcpu);
3296                                         if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3297                                                 goto done;
3298                                         break;
3299                                 default:
3300                                         goto cannot_emulate;
3301                                 }
3302                         } else {
3303                                 rc = read_descriptor(ctxt, ops, c->src.addr.mem,
3304                                                      &size, &address,
3305                                                      c->op_bytes);
3306                                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3307                                         goto done;
3308                                 realmode_lidt(ctxt->vcpu, size, address);
3309                         }
3310                         /* Disable writeback. */
3311                         c->dst.type = OP_NONE;
3312                         break;
3313                 case 4: /* smsw */
3314                         c->dst.bytes = 2;
3315                         c->dst.val = ops->get_cr(0, ctxt->vcpu);
3316                         break;
3317                 case 6: /* lmsw */
3318                         ops->set_cr(0, (ops->get_cr(0, ctxt->vcpu) & ~0x0eul) |
3319                                     (c->src.val & 0x0f), ctxt->vcpu);
3320                         c->dst.type = OP_NONE;
3321                         break;
3322                 case 5: /* not defined */
3323                         emulate_ud(ctxt);
3324                         goto done;
3325                 case 7: /* invlpg*/
3326                         emulate_invlpg(ctxt->vcpu, c->src.addr.mem);
3327                         /* Disable writeback. */
3328                         c->dst.type = OP_NONE;
3329                         break;
3330                 default:
3331                         goto cannot_emulate;
3332                 }
3333                 break;
3334         case 0x05:              /* syscall */
3335                 rc = emulate_syscall(ctxt, ops);
3336                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3337                         goto done;
3338                 else
3339                         goto writeback;
3340                 break;
3341         case 0x06:
3342                 emulate_clts(ctxt->vcpu);
3343                 break;
3344         case 0x09:              /* wbinvd */
3345                 kvm_emulate_wbinvd(ctxt->vcpu);
3346                 break;
3347         case 0x08:              /* invd */
3348         case 0x0d:              /* GrpP (prefetch) */
3349         case 0x18:              /* Grp16 (prefetch/nop) */
3350                 break;
3351         case 0x20: /* mov cr, reg */
3352                 switch (c->modrm_reg) {
3353                 case 1:
3354                 case 5 ... 7:
3355                 case 9 ... 15:
3356                         emulate_ud(ctxt);
3357                         goto done;
3358                 }
3359                 c->dst.val = ops->get_cr(c->modrm_reg, ctxt->vcpu);
3360                 break;
3361         case 0x21: /* mov from dr to reg */
3362                 if ((ops->get_cr(4, ctxt->vcpu) & X86_CR4_DE) &&
3363                     (c->modrm_reg == 4 || c->modrm_reg == 5)) {
3364                         emulate_ud(ctxt);
3365                         goto done;
3366                 }
3367                 ops->get_dr(c->modrm_reg, &c->dst.val, ctxt->vcpu);
3368                 break;
3369         case 0x22: /* mov reg, cr */
3370                 if (ops->set_cr(c->modrm_reg, c->src.val, ctxt->vcpu)) {
3371                         emulate_gp(ctxt, 0);
3372                         goto done;
3373                 }
3374                 c->dst.type = OP_NONE;
3375                 break;
3376         case 0x23: /* mov from reg to dr */
3377                 if ((ops->get_cr(4, ctxt->vcpu) & X86_CR4_DE) &&
3378                     (c->modrm_reg == 4 || c->modrm_reg == 5)) {
3379                         emulate_ud(ctxt);
3380                         goto done;
3381                 }
3382
3383                 if (ops->set_dr(c->modrm_reg, c->src.val &
3384                                 ((ctxt->mode == X86EMUL_MODE_PROT64) ?
3385                                  ~0ULL : ~0U), ctxt->vcpu) < 0) {
3386                         /* #UD condition is already handled by the code above */
3387                         emulate_gp(ctxt, 0);
3388                         goto done;
3389                 }
3390
3391                 c->dst.type = OP_NONE;  /* no writeback */
3392                 break;
3393         case 0x30:
3394                 /* wrmsr */
3395                 msr_data = (u32)c->regs[VCPU_REGS_RAX]
3396                         | ((u64)c->regs[VCPU_REGS_RDX] << 32);
3397                 if (ops->set_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], msr_data)) {
3398                         emulate_gp(ctxt, 0);
3399                         goto done;
3400                 }
3401                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
3402                 break;
3403         case 0x32:
3404                 /* rdmsr */
3405                 if (ops->get_msr(ctxt->vcpu, c->regs[VCPU_REGS_RCX], &msr_data)) {
3406                         emulate_gp(ctxt, 0);
3407                         goto done;
3408                 } else {
3409                         c->regs[VCPU_REGS_RAX] = (u32)msr_data;
3410                         c->regs[VCPU_REGS_RDX] = msr_data >> 32;
3411                 }
3412                 rc = X86EMUL_CONTINUE;
3413                 break;
3414         case 0x34:              /* sysenter */
3415                 rc = emulate_sysenter(ctxt, ops);
3416                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3417                         goto done;
3418                 else
3419                         goto writeback;
3420                 break;
3421         case 0x35:              /* sysexit */
3422                 rc = emulate_sysexit(ctxt, ops);
3423                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3424                         goto done;
3425                 else
3426                         goto writeback;
3427                 break;
3428         case 0x40 ... 0x4f:     /* cmov */
3429                 c->dst.val = c->dst.orig_val = c->src.val;
3430                 if (!test_cc(c->b, ctxt->eflags))
3431                         c->dst.type = OP_NONE; /* no writeback */
3432                 break;
3433         case 0x80 ... 0x8f: /* jnz rel, etc*/
3434                 if (test_cc(c->b, ctxt->eflags))
3435                         jmp_rel(c, c->src.val);
3436                 break;
3437         case 0x90 ... 0x9f:     /* setcc r/m8 */
3438                 c->dst.val = test_cc(c->b, ctxt->eflags);
3439                 break;
3440         case 0xa0:        /* push fs */
3441                 emulate_push_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_FS);
3442                 break;
3443         case 0xa1:       /* pop fs */
3444                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_FS);
3445                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3446                         goto done;
3447                 break;
3448         case 0xa3:
3449               bt:               /* bt */
3450                 c->dst.type = OP_NONE;
3451                 /* only subword offset */
3452                 c->src.val &= (c->dst.bytes << 3) - 1;
3453                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bt", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3454                 break;
3455         case 0xa4: /* shld imm8, r, r/m */
3456         case 0xa5: /* shld cl, r, r/m */
3457                 emulate_2op_cl("shld", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3458                 break;
3459         case 0xa8:      /* push gs */
3460                 emulate_push_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_GS);
3461                 break;
3462         case 0xa9:      /* pop gs */
3463                 rc = emulate_pop_sreg(ctxt, ops, VCPU_SREG_GS);
3464                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3465                         goto done;
3466                 break;
3467         case 0xab:
3468               bts:              /* bts */
3469                 emulate_2op_SrcV_nobyte("bts", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3470                 break;
3471         case 0xac: /* shrd imm8, r, r/m */
3472         case 0xad: /* shrd cl, r, r/m */
3473                 emulate_2op_cl("shrd", c->src2, c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3474                 break;
3475         case 0xae:              /* clflush */
3476                 break;
3477         case 0xb0 ... 0xb1:     /* cmpxchg */
3478                 /*
3479                  * Save real source value, then compare EAX against
3480                  * destination.
3481                  */
3482                 c->src.orig_val = c->src.val;
3483                 c->src.val = c->regs[VCPU_REGS_RAX];
3484                 emulate_2op_SrcV("cmp", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3485                 if (ctxt->eflags & EFLG_ZF) {
3486                         /* Success: write back to memory. */
3487                         c->dst.val = c->src.orig_val;
3488                 } else {
3489                         /* Failure: write the value we saw to EAX. */
3490                         c->dst.type = OP_REG;
3491                         c->dst.addr.reg = (unsigned long *)&c->regs[VCPU_REGS_RAX];
3492                 }
3493                 break;
3494         case 0xb3:
3495               btr:              /* btr */
3496                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btr", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3497                 break;
3498         case 0xb6 ... 0xb7:     /* movzx */
3499                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
3500                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (u8) c->src.val
3501                                                        : (u16) c->src.val;
3502                 break;
3503         case 0xba:              /* Grp8 */
3504                 switch (c->modrm_reg & 3) {
3505                 case 0:
3506                         goto bt;
3507                 case 1:
3508                         goto bts;
3509                 case 2:
3510                         goto btr;
3511                 case 3:
3512                         goto btc;
3513                 }
3514                 break;
3515         case 0xbb:
3516               btc:              /* btc */
3517                 emulate_2op_SrcV_nobyte("btc", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3518                 break;
3519         case 0xbc: {            /* bsf */
3520                 u8 zf;
3521                 __asm__ ("bsf %2, %0; setz %1"
3522                          : "=r"(c->dst.val), "=q"(zf)
3523                          : "r"(c->src.val));
3524                 ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_ZF;
3525                 if (zf) {
3526                         ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_ZF;
3527                         c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
3528                 }
3529                 break;
3530         }
3531         case 0xbd: {            /* bsr */
3532                 u8 zf;
3533                 __asm__ ("bsr %2, %0; setz %1"
3534                          : "=r"(c->dst.val), "=q"(zf)
3535                          : "r"(c->src.val));
3536                 ctxt->eflags &= ~X86_EFLAGS_ZF;
3537                 if (zf) {
3538                         ctxt->eflags |= X86_EFLAGS_ZF;
3539                         c->dst.type = OP_NONE;  /* Disable writeback. */
3540                 }
3541                 break;
3542         }
3543         case 0xbe ... 0xbf:     /* movsx */
3544                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
3545                 c->dst.val = (c->d & ByteOp) ? (s8) c->src.val :
3546                                                         (s16) c->src.val;
3547                 break;
3548         case 0xc0 ... 0xc1:     /* xadd */
3549                 emulate_2op_SrcV("add", c->src, c->dst, ctxt->eflags);
3550                 /* Write back the register source. */
3551                 c->src.val = c->dst.orig_val;
3552                 write_register_operand(&c->src);
3553                 break;
3554         case 0xc3:              /* movnti */
3555                 c->dst.bytes = c->op_bytes;
3556                 c->dst.val = (c->op_bytes == 4) ? (u32) c->src.val :
3557                                                         (u64) c->src.val;
3558                 break;
3559         case 0xc7:              /* Grp9 (cmpxchg8b) */
3560                 rc = emulate_grp9(ctxt, ops);
3561                 if (rc != X86EMUL_CONTINUE)
3562                         goto done;
3563                 break;
3564         default:
3565                 goto cannot_emulate;
3566         }
3567         goto writeback;
3568
3569 cannot_emulate:
3570         DPRINTF("Cannot emulate %02x\n", c->b);
3571         return -1;
3572 }