Palacios Public Git Repository

To checkout Palacios execute

  git clone http://v3vee.org/palacios/palacios.web/palacios.git
This will give you the master branch. You probably want the devel branch or one of the release branches. To switch to the devel branch, simply execute
  cd palacios
  git checkout --track -b devel origin/devel
The other branches are similar.


added MSR hook framework
[palacios.git] / palacios / src / palacios / vmm_ctrl_regs.c
index 82853bc..4476b8b 100644 (file)
@@ -1,3 +1,22 @@
+/* 
+ * This file is part of the Palacios Virtual Machine Monitor developed
+ * by the V3VEE Project with funding from the United States National 
+ * Science Foundation and the Department of Energy.  
+ *
+ * The V3VEE Project is a joint project between Northwestern University
+ * and the University of New Mexico.  You can find out more at 
+ * http://www.v3vee.org
+ *
+ * Copyright (c) 2008, Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu> 
+ * Copyright (c) 2008, The V3VEE Project <http://www.v3vee.org> 
+ * All rights reserved.
+ *
+ * Author: Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu>
+ *
+ * This is free software.  You are permitted to use,
+ * redistribute, and modify it as specified in the file "V3VEE_LICENSE".
+ */
+
 #include <palacios/vmm_mem.h>
 #include <palacios/vmm.h>
 #include <palacios/vmcb.h>
@@ -7,8 +26,6 @@
 
 
 
-extern void SerialMemDump(unsigned char *start, int n);
-
 /* Segmentation is a problem here...
  *
  * When we get a memory operand, presumably we use the default segment (which is?) 
@@ -16,664 +33,406 @@ extern void SerialMemDump(unsigned char *start, int n);
  */
 
 
-int handle_cr0_write(struct guest_info * info) {
-  char instr[15];
-  
-  
-  switch (info->cpu_mode) { 
-  case REAL: 
-    {
-      int index = 0;
-      int ret;
-      
-      PrintDebug("Real Mode write to CR0 at linear guest pa 0x%x\n",get_addr_linear(info,info->rip,&(info->segments.cs)));
+#ifndef DEBUG_CTRL_REGS
+#undef PrintDebug
+#define PrintDebug(fmt, args...)
+#endif
 
-      // The real rip address is actually a combination of the rip + CS base 
-      ret = read_guest_pa_memory(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), 15, instr);
-      if (ret != 15) {
-       // I think we should inject a GPF into the guest
-       PrintDebug("Could not read instruction (ret=%d)\n", ret);
-       return -1;
-      }
 
-      while (is_prefix_byte(instr[index])) {
-       index++; 
-      }
-
-      if ((instr[index] == cr_access_byte) && 
-         (instr[index + 1] == lmsw_byte) && 
-         (MODRM_REG(instr[index + 2]) == lmsw_reg_byte)) {
-       addr_t first_operand;
-       addr_t second_operand;
-       struct cr0_real *real_cr0;
-       struct cr0_real *new_cr0;
-       operand_type_t addr_type;
-       char new_cr0_val = 0;
-       // LMSW
-       // decode mod/RM
-       index += 2;
-       real_cr0 = (struct cr0_real*)&(info->ctrl_regs.cr0);
-
-       addr_type = decode_operands16(&(info->vm_regs), instr + index, &index, &first_operand, &second_operand, REG16);
-
-
-       if (addr_type == REG_OPERAND) {
-         new_cr0 = (struct cr0_real *)first_operand;
-       } else if (addr_type == MEM_OPERAND) {
-         addr_t host_addr;
-
-         if (guest_pa_to_host_va(info, first_operand + (info->segments.ds.base << 4), &host_addr) == -1) {
-           // gpf the guest
-           return -1;
-         }
+// First Attempt = 494 lines
+// current = 106 lines
+int v3_handle_cr0_write(struct guest_info * info) {
+  uchar_t instr[15];
+  int ret;
+  struct x86_instr dec_instr;
 
-         new_cr0 = (struct cr0_real *)host_addr;
-       } else {
-         PrintDebug("Memory operand in real mode write to CR0 is UNIMPLEMENTED\n");
-         // error... don't know what to do
-         return -1;
-       }
-                
-       if ((new_cr0->pe == 1) && (real_cr0->pe == 0)) {
-         info->cpu_mode = PROTECTED;
-       } else if ((new_cr0->pe == 0) && (real_cr0->pe == 1)) {
-         info->cpu_mode = REAL;
-       }
-      
-       new_cr0_val = *(char*)(new_cr0) & 0x0f;
-
-
-       if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
-         struct cr0_real * shadow_cr0 = (struct cr0_real*)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
+  if (info->mem_mode == PHYSICAL_MEM) { 
+    ret = read_guest_pa_memory(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), 15, instr);
+  } else { 
+    ret = read_guest_va_memory(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), 15, instr);
+  }
 
-         PrintDebug("Old CR0=%x, Old Shadow CR0=%x\n", *real_cr0, *shadow_cr0);        
-         /* struct cr0_real is only 4 bits wide, 
-          * so we can overwrite the real_cr0 without worrying about the shadow fields
-          */
-         *(char*)real_cr0 &= 0xf0;
-         *(char*)real_cr0 |= new_cr0_val;
-       
-         *(char*)shadow_cr0 &= 0xf0;
-         *(char*)shadow_cr0 |= new_cr0_val;
+  /* The IFetch will already have faulted in the necessary bytes for the full instruction
+    if (ret != 15) {
+    // I think we should inject a GPF into the guest
+    PrintError("Could not read instruction (ret=%d)\n", ret);
+    return -1;
+    }
+  */
 
-         PrintDebug("New CR0=%x, New Shadow CR0=%x\n", *real_cr0, *shadow_cr0);        
-       } else {
-         PrintDebug("Old CR0=%x\n", *real_cr0);        
-         // for now we just pass through....
-         *(char*)real_cr0 &= 0xf0;
-         *(char*)real_cr0 |= new_cr0_val;
+  if (v3_decode(info, (addr_t)instr, &dec_instr) == -1) {
+    PrintError("Could not decode instruction\n");
+    return -1;
+  }
 
-         PrintDebug("New CR0=%x\n", *real_cr0);        
-       }
 
+  if (v3_opcode_cmp(V3_OPCODE_LMSW, (const uchar_t *)(dec_instr.opcode)) == 0) {
+    struct cr0_real *real_cr0  = (struct cr0_real*)&(info->ctrl_regs.cr0);
+    struct cr0_real *new_cr0 = (struct cr0_real *)(dec_instr.src_operand.operand);     
+    uchar_t new_cr0_val;
 
-       info->rip += index;
+    PrintDebug("LMSW\n");
 
-      } else if ((instr[index] == cr_access_byte) && 
-                (instr[index + 1] == clts_byte)) {
-       // CLTS
-       PrintDebug("CLTS unhandled in CR0 write\n");
-       return -1;
+    new_cr0_val = (*(char*)(new_cr0)) & 0x0f;
+    
+    PrintDebug("OperandVal = %x\n", new_cr0_val);
 
-      } else if ((instr[index] == cr_access_byte) && 
-                (instr[index + 1] = mov_to_cr_byte)) {
-       addr_t first_operand;
-       addr_t second_operand;
-       struct cr0_32 *real_cr0;
-       struct cr0_32 *new_cr0;
-       operand_type_t addr_type;
-     
+    PrintDebug("Old CR0=%x\n", *(uint_t *)real_cr0);   
+    *(uchar_t*)real_cr0 &= 0xf0;
+    *(uchar_t*)real_cr0 |= new_cr0_val;
+    PrintDebug("New CR0=%x\n", *(uint_t *)real_cr0);   
       
-       index += 2;
-       real_cr0 = (struct cr0_32*)&(info->ctrl_regs.cr0);
-
-       addr_type = decode_operands16(&(info->vm_regs), instr + index, &index, &first_operand, &second_operand, REG32);
-
-       if (addr_type != REG_OPERAND) {
-         PrintDebug("Moving to CR0 from non-register operand in CR0 write\n");
-         /* Mov to CR0 Can only be a 32 bit register */
-         // FIX ME
-         return -1;
-       }
-
-       new_cr0 = (struct cr0_32 *)first_operand;
-
-       if (new_cr0->pe == 1) {
-         PrintDebug("Entering Protected Mode\n");
-         info->cpu_mode = PROTECTED;
-       }
-
-       if (new_cr0->pg == 1) {
-         PrintDebug("Paging is already turned on in switch to protected mode in CR0 write\n");
 
-         // GPF the guest??
-         return -1;
-       }
-
-       if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
-         struct cr0_32 * shadow_cr0 = (struct cr0_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
-       
-         PrintDebug("Old CR0=%x, Old Shadow CR0=%x\n", *real_cr0, *shadow_cr0);        
-         *real_cr0 = *new_cr0;
-         real_cr0->pg = 1;
-
-         *shadow_cr0 = *new_cr0;
+    if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
+      struct cr0_real * shadow_cr0 = (struct cr0_real*)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
+      
+      PrintDebug(" Old Shadow CR0=%x\n", *(uint_t *)shadow_cr0);       
+      *(uchar_t*)shadow_cr0 &= 0xf0;
+      *(uchar_t*)shadow_cr0 |= new_cr0_val;
+      PrintDebug("New Shadow CR0=%x\n", *(uint_t *)shadow_cr0);        
+    }
+  } else if (v3_opcode_cmp(V3_OPCODE_MOV2CR, (const uchar_t *)(dec_instr.opcode)) == 0) {
+    PrintDebug("MOV2CR0\n");
 
-         PrintDebug("New CR0=%x, New Shadow CR0=%x\n", *real_cr0, *shadow_cr0);        
-       } else {
-         PrintDebug("Old CR0=%x\n", *real_cr0);        
-         *real_cr0 = *new_cr0;
-         PrintDebug("New CR0=%x\n", *real_cr0);        
-       }
+    if (info->cpu_mode == LONG) {
+      // 64 bit registers
+      PrintError("Long mode currently not handled\n");
+      return -1;
+    } else {
+      // 32 bit registers
+       struct cr0_32 *real_cr0 = (struct cr0_32*)&(info->ctrl_regs.cr0);
+       struct cr0_32 *new_cr0= (struct cr0_32 *)(dec_instr.src_operand.operand);
 
-       info->rip += index;
+       PrintDebug("OperandVal = %x, length=%d\n", *(uint_t *)new_cr0, dec_instr.src_operand.size);
 
-      } else {
-       PrintDebug("Unsupported Instruction\n");
-       // unsupported instruction, UD the guest
-       return -1;
-      }
 
-    } 
-    break;
-  case PROTECTED: 
-    {
-
-      int index = 0;
-      int ret;
-
-      PrintDebug("Protected %s Mode write to CR0 at guest %s linear rip 0x%x\n", 
-                info->mem_mode == VIRTUAL_MEM ? "Paged" : "",
-                info->mem_mode == VIRTUAL_MEM ? "virtual" : "",
-                get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)));
-
-      // OK, now we will read the instruction
-      // The only difference between PROTECTED and PROTECTED_PG is whether we read
-      // from guest_pa or guest_va
-      if (info->mem_mode == PHYSICAL_MEM) { 
-       // The real rip address is actually a combination of the rip + CS base 
-       ret = read_guest_pa_memory(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), 15, instr);
-      } else { 
-       ret = read_guest_va_memory(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), 15, instr);
-      }
+       PrintDebug("Old CR0=%x\n", *(uint_t *)real_cr0);
+       *real_cr0 = *new_cr0;
        
-      if (ret != 15) {
-       // I think we should inject a GPF into the guest
-       PrintDebug("Could not read instruction (ret=%d)\n", ret);
-       return -1;
-      }
-
-      while (is_prefix_byte(instr[index])) {
-       index++; 
-      }
-
-      struct cr0_32 * shadow_cr0 = (struct cr0_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
-
-      struct cr0_32 * real_cr0 = (struct cr0_32*)&(info->ctrl_regs.cr0);
-
-      if ((instr[index] == cr_access_byte) && 
-         (instr[index + 1] == mov_to_cr_byte)) {
 
-       // MOV to CR0
-    
-       addr_t first_operand;
-       addr_t second_operand;
-       struct cr0_32 *new_cr0;
-       operand_type_t addr_type;
-
-       index += 2;
-
-       addr_type = decode_operands32(&(info->vm_regs), instr + index, &index, &first_operand, &second_operand, REG32);
-
-       if (addr_type != REG_OPERAND) {
-         PrintDebug("Non-register operand in write to CR0\n");
-         return -1;
-       }
-
-       new_cr0 = (struct cr0_32 *)first_operand;
-
-
-
-       if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
-         struct cr0_32 * shadow_cr0 = (struct cr0_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
-
-         if (new_cr0->pg == 1){
-           // This should be new_cr0->pg && !(old_cr->pg), right?
-           // and then a case for turning paging off?
-
-           struct cr3_32 * shadow_cr3 = (struct cr3_32 *)&(info->shdw_pg_state.shadow_cr3);
-
-           info->mem_mode = VIRTUAL_MEM;
+       if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
+         struct cr0_32 * shadow_cr0 = (struct cr0_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
          
-           *shadow_cr0 = *new_cr0;
-           *real_cr0 = *new_cr0;
-
-           //
-           // Activate Shadow Paging
-           //
-           PrintDebug("Turning on paging in the guest\n");
-
-           info->ctrl_regs.cr3 = *(addr_t*)shadow_cr3;
+         PrintDebug("Old Shadow CR0=%x\n", *(uint_t *)shadow_cr0);     
          
-
-         } else if (new_cr0->pe == 0) {
-           info->cpu_mode = REAL;
-
-           *shadow_cr0 = *new_cr0;
-           *real_cr0 = *new_cr0;
+         real_cr0->et = 1;
+         
+         *shadow_cr0 = *new_cr0;
+         shadow_cr0->et = 1;
+         
+         if (v3_get_mem_mode(info) == VIRTUAL_MEM) {
+           struct cr3_32 * shadow_cr3 = (struct cr3_32 *)&(info->shdw_pg_state.shadow_cr3);
+           PrintDebug("Setting up Shadow Page Table\n");
+           info->ctrl_regs.cr3 = *(addr_t*)shadow_cr3;
+         } else  {
+           info->ctrl_regs.cr3 = *(addr_t*)&(info->direct_map_pt);
            real_cr0->pg = 1;
          }
+         
+         PrintDebug("New Shadow CR0=%x\n",*(uint_t *)shadow_cr0);
+       }
+       PrintDebug("New CR0=%x\n", *(uint_t *)real_cr0);
+    }
 
-
-       } else {
-         *real_cr0 = *new_cr0;
-       }
-
-       info->rip += index;
-
-      } else if ((instr[index] == 0x0f) &&
-                (instr[index + 1] == 0x06)) { 
-       // CLTS instruction
-       PrintDebug("CLTS instruction - clearing TS flag of real and shadow CR0\n");
-       shadow_cr0->ts=0;
-       real_cr0->ts=0;
-       
-       index+=2;
+  } else if (v3_opcode_cmp(V3_OPCODE_CLTS, (const uchar_t *)(dec_instr.opcode)) == 0) {
+    // CLTS
+    struct cr0_32 *real_cr0 = (struct cr0_32*)&(info->ctrl_regs.cr0);
        
-       info->rip+=index;
+    real_cr0->ts = 0;
 
-      } else {
-       PrintDebug("Unkown instruction: \n");
-       SerialMemDump(instr,15);
-       return -1;
-      }
+    if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
+      struct cr0_32 * shadow_cr0 = (struct cr0_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
+      shadow_cr0->ts = 0;
     }
-    break;
-    
-  case PROTECTED_PAE:
-    PrintDebug("Protected PAE Mode write to CR0 is UNIMPLEMENTED\n");
-    return -1;
-
-  case LONG:
-    PrintDebug("Protected Long Mode write to CR0 is UNIMPLEMENTED\n");
+  } else {
+    PrintError("Unhandled opcode in handle_cr0_write\n");
     return -1;
-
-  default: 
-    {
-      PrintDebug("Unknown Mode write to CR0 (info->cpu_mode=0x%x\n)",info->cpu_mode);
-      return -1;
-    }
-    break;
-
   }
 
+  info->rip += dec_instr.instr_length;
+
   return 0;
 }
 
 
-int handle_cr0_read(struct guest_info * info) {
-  char instr[15];
-
-  switch (info->cpu_mode) { 
+// First attempt = 253 lines
+// current = 51 lines
+int v3_handle_cr0_read(struct guest_info * info) {
+  uchar_t instr[15];
+  int ret;
+  struct x86_instr dec_instr;
 
-  case REAL: 
-    {
-
-      int index = 0;
-      int ret;
-
-      PrintDebug("Real Mode read from CR0 at linear guest pa 0x%x\n",get_addr_linear(info,info->rip,&(info->segments.cs)));
-
-      // The real rip address is actually a combination of the rip + CS base 
-      ret = read_guest_pa_memory(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), 15, instr);
-      if (ret != 15) {
-       // I think we should inject a GPF into the guest
-       PrintDebug("Could not read Real Mode instruction (ret=%d)\n", ret);
-       return -1;
-      }
+  if (info->mem_mode == PHYSICAL_MEM) { 
+    ret = read_guest_pa_memory(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), 15, instr);
+  } else { 
+    ret = read_guest_va_memory(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), 15, instr);
+  }
 
+  /* The IFetch will already have faulted in the necessary bytes for the full instruction
+     if (ret != 15) {
+     // I think we should inject a GPF into the guest
+     PrintError("Could not read instruction (ret=%d)\n", ret);
+     return -1;
+     }
+  */
 
-      while (is_prefix_byte(instr[index])) {
-       index++; 
-      }
+  if (v3_decode(info, (addr_t)instr, &dec_instr) == -1) {
+    PrintError("Could not decode instruction\n");
+    return -1;
+  }
+  
+  if (v3_opcode_cmp(V3_OPCODE_MOVCR2, (const uchar_t *)(dec_instr.opcode)) == 0) {
+    struct cr0_32 * virt_cr0 = (struct cr0_32 *)(dec_instr.dst_operand.operand);
+    struct cr0_32 * real_cr0 = (struct cr0_32 *)&(info->ctrl_regs.cr0);
+    
+    PrintDebug("MOVCR2\n");
+    PrintDebug("CR0 at 0x%p\n", (void *)real_cr0);
 
-      if ((instr[index] == cr_access_byte) && 
-         (instr[index + 1] == smsw_byte) && 
-         (MODRM_REG(instr[index + 2]) == smsw_reg_byte)) {
+    if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
+      *virt_cr0 = *(struct cr0_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
+    } else {
+      *virt_cr0 = *real_cr0;
+    }
+    
+    PrintDebug("real CR0: %x\n", *(uint_t*)real_cr0);
+    PrintDebug("returned CR0: %x\n", *(uint_t*)virt_cr0);
+  } else if (v3_opcode_cmp(V3_OPCODE_SMSW, (const uchar_t *)(dec_instr.opcode)) == 0) {
+    struct cr0_real *real_cr0= (struct cr0_real*)&(info->ctrl_regs.cr0);
+    struct cr0_real *virt_cr0 = (struct cr0_real *)(dec_instr.dst_operand.operand);
+    char cr0_val = *(char*)real_cr0 & 0x0f;
+    
+    PrintDebug("SMSW\n");
 
-       // SMSW (store machine status word)
+    PrintDebug("CR0 at 0x%p\n", real_cr0);
 
-       addr_t first_operand;
-       addr_t second_operand;
-       struct cr0_real *cr0;
-       operand_type_t addr_type;
-       char cr0_val = 0;
+    *(char *)virt_cr0 &= 0xf0;
+    *(char *)virt_cr0 |= cr0_val;
+    
+  } else {
+    PrintError("Unhandled opcode in handle_cr0_read\n");
+    return -1;
+  }
 
-       index += 2;
-      
-       cr0 = (struct cr0_real*)&(info->ctrl_regs.cr0);
-      
-      
-       addr_type = decode_operands16(&(info->vm_regs), instr + index, &index, &first_operand, &second_operand, REG16);
-      
-       if (addr_type == MEM_OPERAND) {
-         addr_t host_addr;
-       
-         if (guest_pa_to_host_va(info, first_operand + (info->segments.ds.base << 4), &host_addr) == -1) {
-           // gpf the guest
-           PrintDebug("Could not convert guest physical address to host virtual address\n");
-           return -1;
-         }
-       
-         first_operand = host_addr;
-       } else {
-         // Register operand
-         // Should be ok??
-       }
+  info->rip += dec_instr.instr_length;
 
-       cr0_val = *(char*)cr0 & 0x0f;
+  return 0;
+}
 
-       *(char *)first_operand &= 0xf0;
-       *(char *)first_operand |= cr0_val;
 
-       PrintDebug("index = %d, rip = %x\n", index, (ulong_t)(info->rip));
-       info->rip += index;
-       PrintDebug("new_rip = %x\n", (ulong_t)(info->rip));
-       // success
 
-      } else if ((instr[index] == cr_access_byte) &&
-                (instr[index+1] == mov_from_cr_byte)) {
-       /* Mov from CR0
-        * This can only take a 32 bit register argument in anything less than 64 bit mode.
-        */
-       addr_t first_operand;
-       addr_t second_operand;
-       operand_type_t addr_type;
+// First Attempt = 256 lines
+// current = 65 lines
+int v3_handle_cr3_write(struct guest_info * info) {
+  int ret;
+  uchar_t instr[15];
+  struct x86_instr dec_instr;
 
-       struct cr0_32 * real_cr0 = (struct cr0_32 *)&(info->ctrl_regs.cr0);
+  if (info->mem_mode == PHYSICAL_MEM) { 
+    ret = read_guest_pa_memory(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), 15, instr);
+  } else { 
+    ret = read_guest_va_memory(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), 15, instr);
+  }
 
-       index += 2;
+  /* The IFetch will already have faulted in the necessary bytes for the full instruction
+     if (ret != 15) {
+     // I think we should inject a GPF into the guest
+     PrintError("Could not read instruction (ret=%d)\n", ret);
+     return -1;
+     }
+  */
 
-       addr_type = decode_operands16(&(info->vm_regs), instr + index, &index, &first_operand, &second_operand, REG32);
-     
-       struct cr0_32 * virt_cr0 = (struct cr0_32 *)first_operand;
-  
-       if (addr_type != REG_OPERAND) {
-         // invalid opcode to guest
-         PrintDebug("Invalid operand type in mov from CR0\n");
-         return -1;
-       }
+  if (v3_decode(info, (addr_t)instr, &dec_instr) == -1) {
+    PrintError("Could not decode instruction\n");
+    return -1;
+  }
 
-       if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
-         *virt_cr0 = *(struct cr0_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
-       } else {
-         *virt_cr0 = *real_cr0;
-       }
+  if (v3_opcode_cmp(V3_OPCODE_MOV2CR, (const uchar_t *)(dec_instr.opcode)) == 0) {
 
-       info->rip += index;
+    PrintDebug("MOV2CR3\n");
 
-      } else {
-       PrintDebug("Unknown read instr from CR0\n");
-       return -1;
-      }
+    PrintDebug("CR3 at 0x%p\n", &(info->ctrl_regs.cr3));
 
-    } 
+    if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
+      struct cr3_32 * new_cr3 = (struct cr3_32 *)(dec_instr.src_operand.operand);      
+      struct cr3_32 * guest_cr3 = (struct cr3_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr3);
+      struct cr3_32 * shadow_cr3 = (struct cr3_32 *)&(info->shdw_pg_state.shadow_cr3);
+      int cached = 0;
+      
 
-    break;
+      PrintDebug("Old Shadow CR3=%x; Old Guest CR3=%x\n", 
+                *(uint_t*)shadow_cr3, *(uint_t*)guest_cr3);
+      
 
-  case PROTECTED:
-    {
-    
-      int index = 0;
-      int ret;
-
-      PrintDebug("Protected %s Mode read from CR0 at guest %s linear rip 0x%x\n", 
-                info->mem_mode == VIRTUAL_MEM ? "Paged" : "",
-                info->mem_mode == VIRTUAL_MEM ? "virtual" : "",
-                get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)));
-
-      // We need to read the instruction, which is at CS:IP, but that 
-      // linear address is guest physical without PG and guest virtual with PG
-      if (info->cpu_mode == PHYSICAL_MEM) { 
-       // The real rip address is actually a combination of the rip + CS base 
-       ret = read_guest_pa_memory(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), 15, instr);
-      } else { 
-       // The real rip address is actually a combination of the rip + CS base 
-       ret = read_guest_va_memory(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), 15, instr);
-      }
 
-      if (ret != 15) {
-       // I think we should inject a GPF into the guest
-       PrintDebug("Could not read Protected %s mode instruction (ret=%d)\n", 
-                  info->cpu_mode == VIRTUAL_MEM ? "Paged" : "", ret);
+      cached = v3_cache_page_tables32(info, (addr_t)V3_PAddr((void *)(addr_t)CR3_TO_PDE32((void *)*(addr_t *)new_cr3)));
+       
+      if (cached == -1) {
+       PrintError("CR3 Cache failed\n");
        return -1;
-      }
-
-      while (is_prefix_byte(instr[index])) {
-       index++; 
-      }
-
-
-      if ((instr[index] == cr_access_byte) &&
-         (instr[index+1] == mov_from_cr_byte)) {
+      } else if (cached == 0) {
+       addr_t shadow_pt;
        
-       // MOV from CR0 to register
-
-       addr_t first_operand;
-       addr_t second_operand;
-       operand_type_t addr_type;
-       struct cr0_32 * virt_cr0;
-       struct cr0_32 * real_cr0 = (struct cr0_32 *)&(info->ctrl_regs.cr0);
-
-       index += 2;
+       if(info->mem_mode == VIRTUAL_MEM) {
+         PrintDebug("New CR3 is different - flushing shadow page table %p\n", shadow_cr3 );
+         delete_page_tables_pde32((pde32_t *)CR3_TO_PDE32(*(uint_t*)shadow_cr3));
+       }
+       
+       shadow_pt =  v3_create_new_shadow_pt32();
+       
+       shadow_cr3->pdt_base_addr = (addr_t)V3_PAddr((void *)(addr_t)PD32_BASE_ADDR(shadow_pt));
+       PrintDebug( "Created new shadow page table %p\n", (void *)(addr_t)shadow_cr3->pdt_base_addr );
+       //PrintDebugPageTables( (pde32_t *)CR3_TO_PDE32(*(uint_t*)shadow_cr3) );
 
-       addr_type = decode_operands32(&(info->vm_regs), instr + index, &index, &first_operand, &second_operand, REG32);
 
-       if (addr_type != REG_OPERAND) {
-         PrintDebug("Invalid operand type in mov from CR0\n");
-         return -1;
-       }
+      } else {
+       PrintDebug("Reusing cached shadow Page table\n");
+      }
       
-       virt_cr0 = (struct cr0_32 *)first_operand;
-
-       if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
-         *virt_cr0 = *(struct cr0_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
-       } else {
-         *virt_cr0 = *real_cr0;
-       }
       
-       info->rip += index;
+      shadow_cr3->pwt = new_cr3->pwt;
+      shadow_cr3->pcd = new_cr3->pcd;
+      
+      // What the hell...
+      *guest_cr3 = *new_cr3;
+      
+      PrintDebug("New Shadow CR3=%x; New Guest CR3=%x\n", 
+                *(uint_t*)shadow_cr3, *(uint_t*)guest_cr3);
 
-      } else { 
-       PrintDebug("Unknown read instruction from CR0\n");
-       return -1;
+      if (info->mem_mode == VIRTUAL_MEM) {
+       // If we aren't in paged mode then we have to preserve the identity mapped CR3
+       info->ctrl_regs.cr3 = *(addr_t*)shadow_cr3;
       }
     }
-    break;
-
-  case PROTECTED_PAE:
-    PrintDebug("Protected PAE Mode read to CR0 is UNIMPLEMENTED\n");
-    return -1;
-
-  case LONG:
-    PrintDebug("Protected Long Mode read to CR0 is UNIMPLEMENTED\n");
+  } else {
+    PrintError("Unhandled opcode in handle_cr3_write\n");
     return -1;
-
-
-  default:
-    {
-      PrintDebug("Unknown Mode read from CR0 (info->cpu_mode=0x%x)\n",info->cpu_mode);
-      return -1;
-    }
-    break;
   }
 
+  info->rip += dec_instr.instr_length;
 
   return 0;
 }
 
 
 
+// first attempt = 156 lines
+// current = 36 lines
+int v3_handle_cr3_read(struct guest_info * info) {
+  uchar_t instr[15];
+  int ret;
+  struct x86_instr dec_instr;
 
-int handle_cr3_write(struct guest_info * info) {
-  if (info->cpu_mode == PROTECTED) {
-    int index = 0;
-    int ret;
-    char instr[15];
-
-
-    // We need to read the instruction, which is at CS:IP, but that 
-    // linear address is guest physical without PG and guest virtual with PG
-    if (info->cpu_mode == PHYSICAL_MEM) { 
-      // The real rip address is actually a combination of the rip + CS base 
-      PrintDebug("Writing Guest CR3 Write (Physical Address)\n");
-      ret = read_guest_pa_memory(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), 15, instr);
-    } else { 
-      PrintDebug("Writing Guest CR3 Write (Virtual Address)\n");
-      // The real rip address is actually a combination of the rip + CS base 
-      ret = read_guest_va_memory(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), 15, instr);
-    }
-
-
-    if (ret != 15) {
-      PrintDebug("Could not read instruction (ret=%d)\n", ret);
-      return -1;
-    }
-    
-    while (is_prefix_byte(instr[index])) {
-      index++;
-    }
-
-    if ((instr[index] == cr_access_byte) && 
-       (instr[index + 1] == mov_to_cr_byte)) {
-
-      addr_t first_operand;
-      addr_t second_operand;
-      struct cr3_32 * new_cr3;
-      //      struct cr3_32 * real_cr3;
-      operand_type_t addr_type;
-
-      index += 2;
-
-      addr_type = decode_operands32(&(info->vm_regs), instr + index, &index, &first_operand, &second_operand, REG32);
-
-      if (addr_type != REG_OPERAND) {
-       /* Mov to CR3 can only be a 32 bit register */
-       return -1;
-      }
-
-      new_cr3 = (struct cr3_32 *)first_operand;
-
-      if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
-       addr_t shadow_pt;
-       struct cr3_32 * shadow_cr3 = (struct cr3_32 *)&(info->shdw_pg_state.shadow_cr3);
-       struct cr3_32 * guest_cr3 = (struct cr3_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr3);
-
-
-       /* Delete the current Page Tables */
-       delete_page_tables_pde32((pde32_t *)CR3_TO_PDE32(*(uint_t*)shadow_cr3));
-
+  if (info->mem_mode == PHYSICAL_MEM) { 
+    ret = read_guest_pa_memory(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), 15, instr);
+  } else { 
+    ret = read_guest_va_memory(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), 15, instr);
+  }
 
-       *guest_cr3 = *new_cr3;
+  /* The IFetch will already have faulted in the necessary bytes for the full instruction
+     if (ret != 15) {
+     // I think we should inject a GPF into the guest
+     PrintError("Could not read instruction (ret=%d)\n", ret);
+     return -1;
+     }
+  */
 
-       // Something like this
-       shadow_pt =  create_new_shadow_pt32(info);
-       //shadow_pt = setup_shadow_pt32(info, CR3_TO_PDE32(*(addr_t *)new_cr3));
+  if (v3_decode(info, (addr_t)instr, &dec_instr) == -1) {
+    PrintError("Could not decode instruction\n");
+    return -1;
+  }
 
+  if (v3_opcode_cmp(V3_OPCODE_MOVCR2, (const uchar_t *)(dec_instr.opcode)) == 0) {
+    PrintDebug("MOVCR32\n");
+    struct cr3_32 * virt_cr3 = (struct cr3_32 *)(dec_instr.dst_operand.operand);
 
-       /* Copy Various flags */
-       *shadow_cr3 = *new_cr3;
-       
-       shadow_cr3->pdt_base_addr = PD32_BASE_ADDR(shadow_pt);
-
-       if (info->mem_mode == VIRTUAL_MEM) {
-         // If we aren't in paged mode then we have to preserve the identity mapped CR3
-         info->ctrl_regs.cr3 = *(addr_t*)shadow_cr3;
-       }
-      }
-
-      info->rip += index;
+    PrintDebug("CR3 at 0x%p\n", &(info->ctrl_regs.cr3));
 
+    if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
+      *virt_cr3 = *(struct cr3_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr3);
     } else {
-      PrintDebug("Unknown Instruction\n");
-      return -1;
+      *virt_cr3 = *(struct cr3_32 *)&(info->ctrl_regs.cr3);
     }
   } else {
-    PrintDebug("Invalid operating Mode\n");
+    PrintError("Unhandled opcode in handle_cr3_read\n");
     return -1;
   }
 
+  info->rip += dec_instr.instr_length;
+
   return 0;
 }
 
+int v3_handle_cr4_read(struct guest_info * info) {
+  PrintError("CR4 Read not handled\n");
+  return -1;
+}
 
+int v3_handle_cr4_write(struct guest_info * info) {
+  uchar_t instr[15];
+  int ret;
+  struct x86_instr dec_instr;
 
+  if (info->mem_mode == PHYSICAL_MEM) { 
+    ret = read_guest_pa_memory(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), 15, instr);
+  } else { 
+    ret = read_guest_va_memory(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), 15, instr);
+  }
 
-int handle_cr3_read(struct guest_info * info) {
-  if (info->cpu_mode == PROTECTED) {
-    int index = 0;
-    int ret;
-    char instr[15];
+  if (v3_decode(info, (addr_t)instr, &dec_instr) == -1) {
+    PrintError("Could not decode instruction\n");
+    return -1;
+  }
 
-   
-    // We need to read the instruction, which is at CS:IP, but that 
-    // linear address is guest physical without PG and guest virtual with PG
-    if (info->cpu_mode == PHYSICAL_MEM) { 
-      // The real rip address is actually a combination of the rip + CS base 
-      ret = read_guest_pa_memory(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), 15, instr);
-    } else { 
-      // The real rip address is actually a combination of the rip + CS base 
-      ret = read_guest_va_memory(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), 15, instr);
-    }
+  if (v3_opcode_cmp(V3_OPCODE_MOV2CR, (const uchar_t *)(dec_instr.opcode)) != 0) {
+    PrintError("Invalid opcode in write to CR4\n");
+    return -1;
+  }
 
-    if (ret != 15) {
-      PrintDebug("Could not read instruction (ret=%d)\n", ret);
-      return -1;
-    }
+  if ((info->cpu_mode == PROTECTED) || (info->cpu_mode == PROTECTED_PAE)) {
+    struct cr4_32 * new_cr4 = (struct cr4_32 *)(dec_instr.src_operand.operand);
+    struct cr4_32 * old_cr4 = (struct cr4_32 *)&(info->ctrl_regs.cr4);
     
-    while (is_prefix_byte(instr[index])) {
-      index++;
-    }
+    PrintDebug("OperandVal = %x, length = %d\n", *(uint_t *)new_cr4, dec_instr.src_operand.size);
+    PrintDebug("Old CR4=%x\n", *(uint_t *)old_cr4);
 
-    if ((instr[index] == cr_access_byte) && 
-       (instr[index + 1] == mov_from_cr_byte)) {
-      addr_t first_operand;
-      addr_t second_operand;
-      struct cr3_32 * virt_cr3;
-      struct cr3_32 * real_cr3 = (struct cr3_32 *)&(info->ctrl_regs.cr3);
-      operand_type_t addr_type;
 
-      index += 2;
 
-      addr_type = decode_operands32(&(info->vm_regs), instr + index, &index, &first_operand, &second_operand, REG32);
 
-      if (addr_type != REG_OPERAND) {
-       /* Mov to CR3 can only be a 32 bit register */
+    if ((info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) && 
+       (v3_get_mem_mode(info) == PHYSICAL_MEM)) {
+
+      if ((old_cr4->pae == 0) && (new_cr4->pae == 1)) {
+       // Create Passthrough PAE pagetables
+       PrintDebug("Creating PAE passthrough tables\n");
+       info->ctrl_regs.cr3 = (addr_t)V3_PAddr(create_passthrough_pts_PAE32(info));
+      } else if ((old_cr4->pae == 1) && (new_cr4->pae == 0)) {
+       // Create passthrough standard 32bit pagetables
        return -1;
       }
+    }
 
-      virt_cr3 = (struct cr3_32 *)first_operand;
+    *old_cr4 = *new_cr4;
+    PrintDebug("New CR4=%x\n", *(uint_t *)old_cr4);
 
-      if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
-       *virt_cr3 = *(struct cr3_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr3);
-      } else {
-       *virt_cr3 = *real_cr3;
-      }
-      
-      info->rip += index;
-    } else {
-      PrintDebug("Unknown Instruction\n");
-      return -1;
-    }
   } else {
-    PrintDebug("Invalid operating Mode\n");
     return -1;
   }
 
+  info->rip += dec_instr.instr_length;
   return 0;
 }
+
+
+int v3_handle_efer_read(uint_t msr, struct v3_msr * dst, void * priv_data) {
+  PrintError("EFER Read not handled\n");
+  return -1;
+}
+
+
+int v3_handle_efer_write(uint_t msr, struct v3_msr src, void * priv_data) {
+  //  struct guest_info * info = (struct guest_info *)(priv_data);
+  PrintError("EFER Write not handled (rax=%p, rdx=%p)\n", 
+            (void *)(addr_t)(src.lo), 
+            (void *)(addr_t)(src.hi));
+  return -1;
+}