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.


*** empty log message ***
[palacios.git] / palacios / src / palacios / vmm_ctrl_regs.c
index d134043..69d51ff 100644 (file)
@@ -1,11 +1,89 @@
 #include <palacios/vmm_mem.h>
 #include <palacios/vmm.h>
 #include <palacios/vmcb.h>
-#include <palacios/vmm_emulate.h>
+#include <palacios/vmm_decoder.h>
 #include <palacios/vm_guest_mem.h>
 #include <palacios/vmm_ctrl_regs.h>
 
 
+
+extern void SerialMemDump(unsigned char *start, int n);
+
+
+#if VMM_DEBUG
+void PrintCtrlRegs(struct guest_info *info)
+{
+  struct cr0_32 cr0 = *((struct cr0_32 *) &(info->ctrl_regs.cr0));
+  struct cr2_32 cr2 = *((struct cr2_32 *) &(info->ctrl_regs.cr2));
+  struct cr3_32 cr3 = *((struct cr3_32 *) &(info->ctrl_regs.cr3));
+  struct cr4_32 cr4 = *((struct cr4_32 *) &(info->ctrl_regs.cr4));
+  struct rflags rflags = *((struct rflags *) &(info->ctrl_regs.rflags));
+
+  PrintDebug("CR0:     pe    0x%x\n",cr0.pe);
+  PrintDebug("CR0:     mp    0x%x\n",cr0.mp);
+  PrintDebug("CR0:     em    0x%x\n",cr0.em);
+  PrintDebug("CR0:     ts    0x%x\n",cr0.ts);
+  PrintDebug("CR0:     et    0x%x\n",cr0.et);
+  PrintDebug("CR0:     ne    0x%x\n",cr0.ne);
+  PrintDebug("CR0:     rsvd1 0x%x\n",cr0.rsvd1);
+  PrintDebug("CR0:     wp    0x%x\n",cr0.wp);
+  PrintDebug("CR0:     rsvd2 0x%x\n",cr0.rsvd2);
+  PrintDebug("CR0:     am    0x%x\n",cr0.am);
+  PrintDebug("CR0:     rsvd3 0x%x\n",cr0.rsvd3);
+  PrintDebug("CR0:     nw    0x%x\n",cr0.nw);
+  PrintDebug("CR0:     cd    0x%x\n",cr0.cd);
+  PrintDebug("CR0:     pg    0x%x\n",cr0.pg);
+
+  PrintDebug("CR2:     pfadd 0x%x\n",cr2.pf_vaddr);
+
+  PrintDebug("CR3:     rsvd1 0x%x\n",cr3.rsvd1);
+  PrintDebug("CR3:     pwt   0x%x\n",cr3.pwt);
+  PrintDebug("CR3:     pcd   0x%x\n",cr3.pcd);
+  PrintDebug("CR3:     rsvd2 0x%x\n",cr3.rsvd2);
+  PrintDebug("CR3:     pdt   0x%x\n",cr3.pdt_base_addr);
+
+  PrintDebug("CR4:     vme   0x%x\n",cr4.vme);
+  PrintDebug("CR4:     pvi   0x%x\n",cr4.pvi);
+  PrintDebug("CR4:     tsd   0x%x\n",cr4.tsd);
+  PrintDebug("CR4:     de    0x%x\n",cr4.de);
+  PrintDebug("CR4:     pse   0x%x\n",cr4.pse);
+  PrintDebug("CR4:     pae   0x%x\n",cr4.pae);
+  PrintDebug("CR4:     mce   0x%x\n",cr4.mce);
+  PrintDebug("CR4:     pge   0x%x\n",cr4.pge);
+  PrintDebug("CR4:     pce   0x%x\n",cr4.pce);
+  PrintDebug("CR4:     osfx  0x%x\n",cr4.osf_xsr);
+  PrintDebug("CR4:     osx   0x%x\n",cr4.osx);
+  PrintDebug("CR4:     rsvd1 0x%x\n",cr4.rsvd1);
+
+  PrintDebug("RFLAGS:  cf    0x%x\n",rflags.cf);
+  PrintDebug("RFLAGS:  rsvd1 0x%x\n",rflags.rsvd1);
+  PrintDebug("RFLAGS:  pf    0x%x\n",rflags.pf);
+  PrintDebug("RFLAGS:  rsvd2 0x%x\n",rflags.rsvd2);
+  PrintDebug("RFLAGS:  af    0x%x\n",rflags.af);
+  PrintDebug("RFLAGS:  rsvd3 0x%x\n",rflags.rsvd3);
+  PrintDebug("RFLAGS:  zf    0x%x\n",rflags.zf);
+  PrintDebug("RFLAGS:  sf    0x%x\n",rflags.sf);
+  PrintDebug("RFLAGS:  tf    0x%x\n",rflags.tf);
+  PrintDebug("RFLAGS:  intr  0x%x\n",rflags.intr);
+  PrintDebug("RFLAGS:  df    0x%x\n",rflags.df);
+  PrintDebug("RFLAGS:  of    0x%x\n",rflags.of);
+  PrintDebug("RFLAGS:  iopl  0x%x\n",rflags.iopl);
+  PrintDebug("RFLAGS:  nt    0x%x\n",rflags.nt);
+  PrintDebug("RFLAGS:  rsvd4 0x%x\n",rflags.rsvd4);
+  PrintDebug("RFLAGS:  rf    0x%x\n",rflags.rf);
+  PrintDebug("RFLAGS:  vm    0x%x\n",rflags.vm);
+  PrintDebug("RFLAGS:  ac    0x%x\n",rflags.ac);
+  PrintDebug("RFLAGS:  vif   0x%x\n",rflags.vif);
+  PrintDebug("RFLAGS:  id    0x%x\n",rflags.id);
+  PrintDebug("RFLAGS:  rsvd5 0x%x\n",rflags.rsvd5);
+  PrintDebug("RFLAGS:  rsvd6 0x%x\n",rflags.rsvd6);
+
+}
+#else
+void PrintCtrlRegs(struct guest_info *info)
+{}
+#endif
+
 /* Segmentation is a problem here...
  *
  * When we get a memory operand, presumably we use the default segment (which is?) 
@@ -17,234 +95,328 @@ int handle_cr0_write(struct guest_info * info) {
   char instr[15];
   
   
-  if (info->cpu_mode == REAL) {
-    int index = 0;
-    int ret;
+  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)));
 
-    // 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;
-    }
+      // 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++; 
-    }
+      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)) {
+      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;
+       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);
+       real_cr0 = (struct cr0_real*)&(info->ctrl_regs.cr0);
 
-      addr_type = decode_operands16(&(info->vm_regs), instr + index, &index, &first_operand, &second_operand, REG16);
+       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 (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
+         if (guest_pa_to_host_va(info, first_operand + (info->segments.ds.base << 4), &host_addr) == -1) {
+           // gpf the guest
+           return -1;
+         }
+
+         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;
        }
-
-       new_cr0 = (struct cr0_real *)host_addr;
-      } else {
-       // 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;
-      }
+       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;
+       new_cr0_val = *(char*)(new_cr0) & 0x0f;
 
 
-      if (info->page_mode == SHADOW_PAGING) {
-       struct cr0_real * shadow_cr0 = (struct cr0_real*)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
+       if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
+         struct cr0_real * shadow_cr0 = (struct cr0_real*)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
 
-       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;
+         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;
+         *(char*)shadow_cr0 &= 0xf0;
+         *(char*)shadow_cr0 |= new_cr0_val;
 
-       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;
 
-       PrintDebug("New CR0=%x\n", *real_cr0);  
-      }
+         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;
 
+         PrintDebug("New CR0=%x\n", *real_cr0);        
+       }
 
-      info->rip += index;
 
-    } else if ((instr[index] == cr_access_byte) && 
-              (instr[index + 1] == clts_byte)) {
-      // CLTS
+       info->rip += index;
 
+      } else if ((instr[index] == cr_access_byte) && 
+                (instr[index + 1] == clts_byte)) {
+       // CLTS
+       PrintDebug("CLTS unhandled in CR0 write\n");
+       return -1;
 
-    } 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;
+      } 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;
      
       
-      index += 2;
+       index += 2;
  
-      real_cr0 = (struct cr0_32*)&(info->ctrl_regs.cr0);
+       real_cr0 = (struct cr0_32*)&(info->ctrl_regs.cr0);
 
-      addr_type = decode_operands16(&(info->vm_regs), instr + index, &index, &first_operand, &second_operand, REG32);
+       addr_type = decode_operands16(&(info->vm_regs), instr + index, &index, &first_operand, &second_operand, REG32);
 
-      if (addr_type != REG_OPERAND) {
-       /* Mov to CR0 Can only be a 32 bit register */
-       // FIX ME
-       return -1;
-      }
+       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;
+       new_cr0 = (struct cr0_32 *)first_operand;
 
-      if (new_cr0->pe == 1) {
-       PrintDebug("Entering Protected Mode\n");
-       info->cpu_mode = PROTECTED;
-      }
+       if (new_cr0->pe == 1) {
+         PrintDebug("Entering Protected Mode\n");
+         info->cpu_mode = PROTECTED;
+       }
 
-      if (new_cr0->pg == 1) {
-       // GPF the guest??
-       return -1;
-      }
+       if (new_cr0->pe == 0) { 
+         PrintDebug("Entering Real Mode\n");
+         info->cpu_mode = REAL;
+       }
+         
+
+       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->page_mode == SHADOW_PAGING) {
-       struct cr0_32 * shadow_cr0 = (struct cr0_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
+       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;
+         PrintDebug("Old CR0=%x, Old Shadow CR0=%x\n", *real_cr0, *shadow_cr0);        
+         *real_cr0 = *new_cr0;
+         real_cr0->pg = 1;
+         real_cr0->et = 1;
+
+         *shadow_cr0 = *new_cr0;
+         shadow_cr0->et = 1;
+
+         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);        
+       }
 
-       *shadow_cr0 = *new_cr0;
+       info->rip += index;
 
-       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);  
+       PrintDebug("Unsupported Instruction\n");
+       // unsupported instruction, UD the guest
+       return -1;
       }
 
-      info->rip += index;
-
-    } 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);
+      }
+       
 
+      if (ret != 15) {
+       // I think we should inject a GPF into the guest
+       PrintDebug("Could not read instruction (ret=%d)\n", ret);
+       return -1;
+      }
 
-  } else if (info->cpu_mode == PROTECTED) {
-    int index = 0;
-    int ret;
+      while (is_prefix_byte(instr[index])) {
+       index++; 
+      }
 
-    PrintDebug("Protected Mode write to CR0\n");
+      struct cr0_32 * shadow_cr0 = (struct cr0_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
 
-    // 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;
-    }
+      struct cr0_32 * real_cr0 = (struct cr0_32*)&(info->ctrl_regs.cr0);
 
-    while (is_prefix_byte(instr[index])) {
-      index++; 
-    }
+      if ((instr[index] == cr_access_byte) && 
+         (instr[index + 1] == mov_to_cr_byte)) {
 
-    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 *real_cr0;
-      struct cr0_32 *new_cr0;
-      operand_type_t addr_type;
+       addr_t first_operand;
+       addr_t second_operand;
+       struct cr0_32 *new_cr0;
+       operand_type_t addr_type;
 
-      index += 2;
+       index += 2;
  
-      real_cr0 = (struct cr0_32*)&(info->ctrl_regs.cr0);
+       PrintDebug("MovToCR0 instr:\n");
+       PrintTraceMemDump(instr, 15);
+       PrintDebug("EAX=%x\n", *(uint_t*)&(info->vm_regs.rax));
 
-      addr_type = decode_operands32(&(info->vm_regs), instr + index, &index, &first_operand, &second_operand, REG32);
+       addr_type = decode_operands32(&(info->vm_regs), instr + index, &index, &first_operand, &second_operand, REG32);
 
-      if (addr_type != REG_OPERAND) {
-       return -1;
-      }
+       if (addr_type != REG_OPERAND) {
+         PrintDebug("Non-register operand in write to CR0\n");
+         return -1;
+       }
+
+       new_cr0 = (struct cr0_32 *)first_operand;
 
-      new_cr0 = (struct cr0_32 *)first_operand;
+       PrintDebug("first operand=%x\n", *(uint_t *)first_operand);
 
+       if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
+         struct cr0_32 * shadow_cr0 = (struct cr0_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
 
-      if (info->page_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?
 
-       if (new_cr0->pg == 1){
-         struct cr3_32 * shadow_cr3 = (struct cr3_32 *)&(info->shdw_pg_state.shadow_cr3);
+           struct cr3_32 * shadow_cr3 = (struct cr3_32 *)&(info->shdw_pg_state.shadow_cr3);
 
-         info->cpu_mode = PROTECTED_PG;
+           info->mem_mode = VIRTUAL_MEM;
          
-         *shadow_cr0 = *new_cr0;
-         *real_cr0 = *new_cr0;
+           *shadow_cr0 = *new_cr0;
+           *real_cr0 = *new_cr0;
+           shadow_cr0->et = 1;
+           real_cr0->et = 1;
 
-         //
-         // Activate Shadow Paging
-         //
-         PrintDebug("Turning on paging in the guest\n");
+           //
+           // Activate Shadow Paging
+           //
+           PrintDebug("Turning on paging in the guest\n");
 
-         info->ctrl_regs.cr3 = *(addr_t*)shadow_cr3;
+           info->ctrl_regs.cr3 = *(addr_t*)shadow_cr3;
          
 
-       } else if (new_cr0->pe == 0) {
-         info->cpu_mode = REAL;
+         } else if (new_cr0->pe == 0) {
+           info->cpu_mode = REAL;
+           info->mem_mode = PHYSICAL_MEM;
+           PrintDebug("Entering Real Mode\n");
 
-         *shadow_cr0 = *new_cr0;
+           PrintV3CtrlRegs(&(info->ctrl_regs));
+           // reinstate the identity mapped paged tables
+           // But keep the shadow tables around to handle TLB issues.... UGH...
+           //info->shdw_pg_state.shadow_cr3 &= 0x00000fff;
+           //info->shdw_pg_state.shadow_cr3 |= ((addr_t)create_passthrough_pde32_pts(info) & ~0xfff);
+
+           //info->ctrl_regs.cr3 = info->shdw_pg_state.shadow_cr3;
+           info->ctrl_regs.cr3 = ((addr_t)create_passthrough_pde32_pts(info) & ~0xfff);
+
+
+           *shadow_cr0 = *new_cr0;
+           *real_cr0 = *new_cr0;
+           real_cr0->pg = 1;
+           shadow_cr0->et = 1;
+           real_cr0->et = 1;
+
+         }
+
+
+       } else {
          *real_cr0 = *new_cr0;
-         real_cr0->pg = 1;
        }
 
+       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;
+       
+       info->rip+=index;
 
       } else {
-       *real_cr0 = *new_cr0;
+       PrintDebug("Unkown instruction: \n");
+       SerialMemDump(instr,15);
+       return -1;
       }
-
-      info->rip += index;
     }
+    break;
     
-  } else { 
-    PrintDebug("Unknown Mode write to CR0\n");
+  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");
+    return -1;
+
+  default: 
+    {
+      PrintDebug("Unknown Mode write to CR0 (info->cpu_mode=0x%x\n)",info->cpu_mode);
+      return -1;
+    }
+    break;
+
   }
+
   return 0;
 }
 
@@ -252,150 +424,207 @@ int handle_cr0_write(struct guest_info * info) {
 int handle_cr0_read(struct guest_info * info) {
   char instr[15];
 
-  if (info->cpu_mode == REAL) {
-    int index = 0;
-    int ret;
+  switch (info->cpu_mode) { 
 
-    // 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;
-    }
+  case REAL: 
+    {
 
+      int index = 0;
+      int ret;
 
-    while (is_prefix_byte(instr[index])) {
-      index++; 
-    }
+      PrintDebug("Real Mode read from CR0 at linear guest pa 0x%x\n",get_addr_linear(info,info->rip,&(info->segments.cs)));
 
-    if ((instr[index] == cr_access_byte) && 
-       (instr[index + 1] == smsw_byte) && 
-       (MODRM_REG(instr[index + 2]) == smsw_reg_byte)) {
+      // 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;
+      }
 
-      addr_t first_operand;
-      addr_t second_operand;
-      struct cr0_real *cr0;
-      operand_type_t addr_type;
-      char cr0_val = 0;
 
-      index += 2;
+      while (is_prefix_byte(instr[index])) {
+       index++; 
+      }
+
+      if ((instr[index] == cr_access_byte) && 
+         (instr[index + 1] == smsw_byte) && 
+         (MODRM_REG(instr[index + 2]) == smsw_reg_byte)) {
+
+       // SMSW (store machine status word)
+
+       addr_t first_operand;
+       addr_t second_operand;
+       struct cr0_real *cr0;
+       operand_type_t addr_type;
+       char cr0_val = 0;
+
+       index += 2;
       
-      cr0 = (struct cr0_real*)&(info->ctrl_regs.cr0);
+       cr0 = (struct cr0_real*)&(info->ctrl_regs.cr0);
       
       
-      addr_type = decode_operands16(&(info->vm_regs), instr + index, &index, &first_operand, &second_operand, REG16);
+       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 (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;
-       }
+         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 {
-       // error... don't know what to do
-       return -1;
-      }
+         first_operand = host_addr;
+       } else {
+         // Register operand
+         // Should be ok??
+       }
 
-      cr0_val = *(char*)cr0 & 0x0f;
+       cr0_val = *(char*)cr0 & 0x0f;
 
-      *(char *)first_operand &= 0xf0;
-      *(char *)first_operand |= cr0_val;
+       *(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));
-    } 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;
+       PrintDebug("index = %d, rip = %x\n", index, (ulong_t)(info->rip));
+       info->rip += index;
+       PrintDebug("new_rip = %x\n", (ulong_t)(info->rip));
+       // success
 
-      struct cr0_32 * real_cr0 = (struct cr0_32 *)&(info->ctrl_regs.cr0);
+      } 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;
 
-      index += 2;
+       struct cr0_32 * real_cr0 = (struct cr0_32 *)&(info->ctrl_regs.cr0);
 
-      addr_type = decode_operands16(&(info->vm_regs), instr + index, &index, &first_operand, &second_operand, REG32);
+       index += 2;
+
+       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;
+       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 (addr_type != REG_OPERAND) {
+         // invalid opcode to guest
+         PrintDebug("Invalid operand type in mov from CR0\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;
+       }
+
+       info->rip += index;
 
-      if (info->page_mode == SHADOW_PAGING) {
-       *virt_cr0 = *(struct cr0_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
       } else {
-       *virt_cr0 = *real_cr0;
+       PrintDebug("Unknown read instr from CR0\n");
+       return -1;
       }
 
-      info->rip += index;
+    } 
 
-    } else {
-      PrintDebug("Unknown read instr from CR0\n");
-      return -1;
-    }
+    break;
 
-  } else if (info->cpu_mode == PROTECTED) {
-    int index = 0;
-    int ret;
+  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);
+      }
 
-    // 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 Proteced mode instruction (ret=%d)\n", ret);
-      return -1;
-    }
+      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);
+       return -1;
+      }
 
-    while (is_prefix_byte(instr[index])) {
-      index++; 
-    }
+      while (is_prefix_byte(instr[index])) {
+       index++; 
+      }
 
 
-    if ((instr[index] == cr_access_byte) &&
-       (instr[index+1] == mov_from_cr_byte)) {
-      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);
+      if ((instr[index] == cr_access_byte) &&
+         (instr[index+1] == mov_from_cr_byte)) {
+       
+       // MOV from CR0 to register
 
-      index += 2;
+       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);
 
-      addr_type = decode_operands32(&(info->vm_regs), instr + index, &index, &first_operand, &second_operand, REG32);
+       index += 2;
 
-      if (addr_type != REG_OPERAND) {
-       PrintDebug("Invalid operand type in mov from CR0\n");
-       return -1;
-      }
+       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;
+       }
       
-      virt_cr0 = (struct cr0_32 *)first_operand;
+       virt_cr0 = (struct cr0_32 *)first_operand;
 
-      if (info->page_mode == SHADOW_PAGING) {
-       *virt_cr0 = *(struct cr0_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
-      } else {
-       *virt_cr0 = *real_cr0;
-      }
+       if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
+         *virt_cr0 = *(struct cr0_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
+         
+         if (info->mem_mode == PHYSICAL_MEM) {
+           virt_cr0->pg = 0; // clear the pg bit because guest doesn't think it's on
+         }
+
+         PrintDebug("real CR0: %x\n", *(uint_t*)real_cr0);
+         PrintDebug("returned CR0: %x\n", *(uint_t*)virt_cr0);
+
+         
+       } else {
+         *virt_cr0 = *real_cr0;
+       }
       
-      info->rip += index;
+       info->rip += index;
 
-    } else { 
-      PrintDebug("Unknown read instruction from CR0\n");
-      return -1;
+      } else { 
+       PrintDebug("Unknown read instruction from CR0\n");
+       return -1;
+      }
     }
+    break;
 
-  } else {
-    PrintDebug("Unknown mode read from CR0\n");
+  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");
     return -1;
+
+
+  default:
+    {
+      PrintDebug("Unknown Mode read from CR0 (info->cpu_mode=0x%x)\n",info->cpu_mode);
+      return -1;
+    }
+    break;
   }
 
 
@@ -406,12 +635,28 @@ int handle_cr0_read(struct guest_info * info) {
 
 
 int handle_cr3_write(struct guest_info * info) {
-  if ((info->cpu_mode == PROTECTED) || (info->cpu_mode == PROTECTED_PG)) {
+  if (info->cpu_mode == PROTECTED) {
     int index = 0;
     int ret;
     char instr[15];
 
-    ret = read_guest_pa_memory(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), 15, instr);
+    PrintDebug("Protected %s mode write to CR3 at %s 0x%x\n",
+              info->cpu_mode==PROTECTED ? "" : "Paged", 
+              info->cpu_mode==PROTECTED ? "guest physical" : "guest 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->mem_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;
@@ -441,24 +686,53 @@ int handle_cr3_write(struct guest_info * info) {
 
       new_cr3 = (struct cr3_32 *)first_operand;
 
-      if (info->page_mode == SHADOW_PAGING) {
+      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);
 
 
+         if (CR3_TO_PDE32(*(uint_t*)shadow_cr3) != 0) {
+           PrintDebug("Shadow Page Table\n");
+           PrintDebugPageTables((pde32_t *)CR3_TO_PDE32(*(uint_t*)shadow_cr3));
+         }
+
+       /* Delete the current Page Tables */
+       delete_page_tables_pde32((pde32_t *)CR3_TO_PDE32(*(uint_t*)shadow_cr3));
+
+       PrintDebug("Old Shadow CR3=%x; Old Guest CR3=%x\n", 
+                  *(uint_t*)shadow_cr3, *(uint_t*)guest_cr3);
+
+
        *guest_cr3 = *new_cr3;
 
+
+
        // Something like this
        shadow_pt =  create_new_shadow_pt32(info);
        //shadow_pt = setup_shadow_pt32(info, CR3_TO_PDE32(*(addr_t *)new_cr3));
 
        /* Copy Various flags */
        *shadow_cr3 = *new_cr3;
+
+       {
+         addr_t tmp_addr;
+         guest_pa_to_host_va(info, ((*(uint_t*)guest_cr3) & 0xfffff000), &tmp_addr);
+         PrintDebug("Guest PD\n");
+         PrintPD32((pde32_t *)tmp_addr);
+
+       }
+       
+
        
        shadow_cr3->pdt_base_addr = PD32_BASE_ADDR(shadow_pt);
 
-       if (info->cpu_mode == PROTECTED_PG) {
+       PrintDebug("New Shadow CR3=%x; New Guest CR3=%x\n", 
+                  *(uint_t*)shadow_cr3, *(uint_t*)guest_cr3);
+
+
+
+       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;
        }
@@ -468,10 +742,11 @@ int handle_cr3_write(struct guest_info * info) {
 
     } else {
       PrintDebug("Unknown Instruction\n");
+      SerialMemDump(instr,15);
       return -1;
     }
   } else {
-    PrintDebug("Invalid operating Mode\n");
+    PrintDebug("Invalid operating Mode (0x%x)\n", info->cpu_mode);
     return -1;
   }
 
@@ -482,12 +757,53 @@ int handle_cr3_write(struct guest_info * info) {
 
 
 int handle_cr3_read(struct guest_info * info) {
-  if ((info->cpu_mode == PROTECTED) || (info->cpu_mode == PROTECTED_PG)) {
+
+  if (info->cpu_mode == REAL) {
+    // what does this mean???
+
+    /*
+
+    addr_t host_addr;
+    addr_t linear_addr = 0;
+
+
+
+    linear_addr = get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs));
+
+    
+    PrintDebug("RIP Linear: %x\n", linear_addr);
+    PrintV3Segments(&(info->segments));
+    
+      
+    if (info->mem_mode == PHYSICAL_MEM) {
+      guest_pa_to_host_pa(info, linear_addr, &host_addr);
+    } else if (info->mem_mode == VIRTUAL_MEM) {
+      guest_va_to_host_pa(info, linear_addr, &host_addr);
+    }
+
+
+    pt32_lookup((pde32_t *)CR3_TO_PDE32(info->shdw_pg_state.shadow_cr3), , addr_t * paddr);
+    */
+
+
+    return -1;
+  } else if (info->cpu_mode == PROTECTED) {
+
     int index = 0;
     int ret;
     char instr[15];
 
-    ret = read_guest_pa_memory(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), 15, instr);
+   
+    // 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) {
       PrintDebug("Could not read instruction (ret=%d)\n", ret);
       return -1;
@@ -516,7 +832,7 @@ int handle_cr3_read(struct guest_info * info) {
 
       virt_cr3 = (struct cr3_32 *)first_operand;
 
-      if (info->page_mode == SHADOW_PAGING) {
+      if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
        *virt_cr3 = *(struct cr3_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr3);
       } else {
        *virt_cr3 = *real_cr3;
@@ -525,10 +841,12 @@ int handle_cr3_read(struct guest_info * info) {
       info->rip += index;
     } else {
       PrintDebug("Unknown Instruction\n");
+      SerialMemDump(instr,15);
       return -1;
     }
   } else {
-    PrintDebug("Invalid operating Mode\n");
+    PrintDebug("Invalid operating Mode (0x%x), control registers follow\n", info->cpu_mode);
+    PrintCtrlRegs(info);
     return -1;
   }