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 full EFER virtualization
[palacios.git] / palacios / src / palacios / vmm_ctrl_regs.c
index 245ba44..90a5eab 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?) 
@@ -16,660 +33,608 @@ 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++; 
-      }
+static int handle_lmsw(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr);
+static int handle_clts(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr);
 
-      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);
+static int handle_mov_to_cr0(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr);
+static int handle_mov_to_cr0_32(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr);
+static int handle_mov_to_cr0_32pae(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr);
+static int handle_mov_to_cr0_64(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr);
+static int handle_mov_to_cr0_64compat(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr);
 
-       addr_type = decode_operands16(&(info->vm_regs), instr + index, &index, &first_operand, &second_operand, REG16);
+static int handle_mov_to_cr3_32(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr);
+static int handle_mov_to_cr3_32pae(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr);
+static int handle_mov_to_cr3_64(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr);
+static int handle_mov_to_cr3_64compat(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr);
 
 
-       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;
-         }
-
-         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->page_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;
-       
-         *(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);        
-       }
+// 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;
 
+  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);
+  }
 
-       info->rip += index;
+  /* 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;
+    }
+  */
 
-      } else if ((instr[index] == cr_access_byte) && 
-                (instr[index + 1] == clts_byte)) {
-       // CLTS
-       PrintDebug("CLTS unhandled in CR0 write\n");
-       return -1;
+  if (v3_decode(info, (addr_t)instr, &dec_instr) == -1) {
+    PrintError("Could not decode instruction\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;
-     
-      
-       index += 2;
-       real_cr0 = (struct cr0_32*)&(info->ctrl_regs.cr0);
+  if (v3_opcode_cmp(V3_OPCODE_LMSW, (const uchar_t *)(dec_instr.opcode)) == 0) {
 
-       addr_type = decode_operands16(&(info->vm_regs), instr + index, &index, &first_operand, &second_operand, REG32);
+    if (handle_lmsw(info, &dec_instr) == -1) {
+      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;
-       }
+  } else if (v3_opcode_cmp(V3_OPCODE_MOV2CR, (const uchar_t *)(dec_instr.opcode)) == 0) {
 
-       new_cr0 = (struct cr0_32 *)first_operand;
+    if (handle_mov_to_cr0(info, &dec_instr) == -1) {
+      return -1;
+    }
 
-       if (new_cr0->pe == 1) {
-         PrintDebug("Entering Protected Mode\n");
-         info->cpu_mode = PROTECTED;
-       }
+  } else if (v3_opcode_cmp(V3_OPCODE_CLTS, (const uchar_t *)(dec_instr.opcode)) == 0) {
 
-       if (new_cr0->pg == 1) {
-         PrintDebug("Paging is already turned on in switch to protected mode in CR0 write\n");
+    if (handle_clts(info, &dec_instr) == -1) {
+      return -1;
+    }
 
-         // GPF the guest??
-         return -1;
-       }
+  } else {
+    PrintError("Unhandled opcode in handle_cr0_write\n");
+    return -1;
+  }
 
-       if (info->page_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;
+  info->rip += dec_instr.instr_length;
 
-         *shadow_cr0 = *new_cr0;
+  return 0;
+}
 
-         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);        
-       }
 
-       info->rip += index;
 
-      } else {
-       PrintDebug("Unsupported Instruction\n");
-       // unsupported instruction, UD the guest
-       return -1;
-      }
 
-    } 
-    break;
-  case PROTECTED: 
-  case PROTECTED_PG:
-    {
-
-      int index = 0;
-      int ret;
-
-      PrintDebug("Protected %s Mode write to CR0 at guest %s linear rip 0x%x\n", 
-                info->cpu_mode==PROTECTED_PG ? "Paged" : "",
-                info->cpu_mode==PROTECTED_PG ? "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->cpu_mode==PROTECTED) { 
-       // 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 { //PROTECTED_PG
-       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;
-      }
+static int handle_mov_to_cr0(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr) {
+  PrintDebug("MOV2CR0\n");
 
-      while (is_prefix_byte(instr[index])) {
-       index++; 
-      }
+  switch (info->cpu_mode) {
+  case REAL:
+  case PROTECTED:
+    return handle_mov_to_cr0_32(info, dec_instr);    
+  case PROTECTED_PAE:
+    return handle_mov_to_cr0_32pae(info, dec_instr);
+  case LONG:
+    return handle_mov_to_cr0_64(info, dec_instr);
+  case LONG_32_COMPAT:
+    return handle_mov_to_cr0_64compat(info, dec_instr);
+  default:
+    PrintError("Invalid CPU Operating Mode: %d\n", info->cpu_mode);
+    return -1;
 
-      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);
+static int handle_mov_to_cr0_32pae(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr) {
+  PrintError("32 bit PAE mov to CR0 not implemented\n");
+  return -1;
+}
 
-      if ((instr[index] == cr_access_byte) && 
-         (instr[index + 1] == mov_to_cr_byte)) {
+static int handle_mov_to_cr0_64(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr) {
+  PrintError("64 bit mov to CR0 not implemented\n");
+  return -1;
+}
 
-       // MOV to CR0
-    
-       addr_t first_operand;
-       addr_t second_operand;
-       struct cr0_32 *new_cr0;
-       operand_type_t addr_type;
+static int handle_mov_to_cr0_64compat(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr) {
+  PrintError("64 bit compatibility mode move to CR0 not implemented\n");
+  return -1;
+}
 
-       index += 2;
 
-       addr_type = decode_operands32(&(info->vm_regs), instr + index, &index, &first_operand, &second_operand, REG32);
+static int handle_mov_to_cr0_32(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr) {
 
-       if (addr_type != REG_OPERAND) {
-         PrintDebug("Non-register operand in write to CR0\n");
-         return -1;
-       }
+  // 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);
+  
+  PrintDebug("OperandVal = %x, length=%d\n", *(uint_t *)new_cr0, dec_instr->src_operand.size);
+  
+  
+  PrintDebug("Old CR0=%x\n", *(uint_t *)real_cr0);
+  *real_cr0 = *new_cr0;
+  
+  
+  if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
+    struct cr0_32 * shadow_cr0 = (struct cr0_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
+    
+    PrintDebug("Old Shadow CR0=%x\n", *(uint_t *)shadow_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);
+  
+  return 0;
+}
 
-       new_cr0 = (struct cr0_32 *)first_operand;
 
 
 
-       if (info->page_mode == SHADOW_PAGING) {
-         struct cr0_32 * shadow_cr0 = (struct cr0_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
+static int handle_clts(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr) {
+  // CLTS
+  struct cr0_32 *real_cr0 = (struct cr0_32*)&(info->ctrl_regs.cr0);
+  
+  real_cr0->ts = 0;
+  
+  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;
+  }
+  return 0;
+}
 
-         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);
+static int handle_lmsw(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr) {
+ 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;
+ PrintDebug("LMSW\n");
+ new_cr0_val = (*(char*)(new_cr0)) & 0x0f;
+ PrintDebug("OperandVal = %x\n", new_cr0_val);
+ 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);      
+ 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);   
+ }
+ return 0;
+}
 
-           info->cpu_mode = PROTECTED_PG;
-         
-           *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;
-         
 
-         } else if (new_cr0->pe == 0) {
-           info->cpu_mode = REAL;
 
-           *shadow_cr0 = *new_cr0;
-           *real_cr0 = *new_cr0;
-           real_cr0->pg = 1;
-         }
 
 
-       } 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;
-       
-       info->rip+=index;
 
-      } else {
-       PrintDebug("Unkown instruction: \n");
-       SerialMemDump(instr,15);
-       return -1;
-      }
-    }
-    break;
-    
-  case PROTECTED_PAE:
-    PrintDebug("Protected PAE Mode write to CR0 is UNIMPLEMENTED\n");
-    return -1;
+// 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 PROTECTED_PAE_PG:
-    PrintDebug("Protected PAE Paged Mode write to CR0 is UNIMPLEMENTED\n");
-    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);
+  }
 
-  case LONG:
-    PrintDebug("Protected Long Mode write to CR0 is UNIMPLEMENTED\n");
-    return -1;
+  /* 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;
+     }
+  */
 
-  case LONG_PG:
-    PrintDebug("Protected Long Paged Mode write to CR0 is UNIMPLEMENTED\n");
+  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);
 
-  default: 
-    {
-      PrintDebug("Unknown Mode write to CR0 (info->cpu_mode=0x%x\n)",info->cpu_mode);
-      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;
     }
-    break;
+    
+    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");
+
+    PrintDebug("CR0 at 0x%p\n", real_cr0);
 
+    *(char *)virt_cr0 &= 0xf0;
+    *(char *)virt_cr0 |= cr0_val;
+    
+  } else {
+    PrintError("Unhandled opcode in handle_cr0_read\n");
+    return -1;
   }
 
+  info->rip += dec_instr.instr_length;
+
   return 0;
 }
 
 
-int handle_cr0_read(struct guest_info * info) {
-  char instr[15];
 
-  switch (info->cpu_mode) { 
 
-  case REAL: 
-    {
+// 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;
 
-      int index = 0;
-      int ret;
+  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("Real Mode read from CR0 at linear guest pa 0x%x\n",get_addr_linear(info,info->rip,&(info->segments.cs)));
+  if (v3_decode(info, (addr_t)instr, &dec_instr) == -1) {
+    PrintError("Could not decode instruction\n");
+    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 Real Mode instruction (ret=%d)\n", ret);
-       return -1;
-      }
+  if (v3_opcode_cmp(V3_OPCODE_MOV2CR, (const uchar_t *)(dec_instr.opcode)) == 0) {
+    PrintDebug("MOV2CR3\n");
 
+    if (info->mem_mode == PHYSICAL_MEM) {
+      // All we do is update the guest CR3
 
-      while (is_prefix_byte(instr[index])) {
-       index++; 
+      if (info->cpu_mode == LONG) {
+       struct cr3_64 * new_cr3 = (struct cr3_64 *)(dec_instr.src_operand.operand);
+       struct cr3_64 * guest_cr3 = (struct cr3_64 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr3);
+       *guest_cr3 = *new_cr3;
+      } else {
+       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);
+       *guest_cr3 = *new_cr3;
       }
 
-      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;
+    } else {
 
-       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??
+      switch (info->cpu_mode) {
+      case PROTECTED:
+       if (handle_mov_to_cr3_32(info, &dec_instr) == -1) {
+         return -1;
        }
+      case PROTECTED_PAE:
+       if (handle_mov_to_cr3_32pae(info, &dec_instr) == -1) {
+         return -1;
+       }
+      case LONG:
+       if (handle_mov_to_cr3_64(info, &dec_instr) == -1) {
+         return -1;
+       }
+      case LONG_32_COMPAT:
+       if (handle_mov_to_cr3_64compat(info, &dec_instr) == -1) {
+         return -1;
+       }
+      default:
+       PrintError("Unhandled CPU mode: %d\n", info->cpu_mode);
+       return -1;
+      }
+    }
+  } else {
+    PrintError("Unhandled opcode in handle_cr3_write\n");
+    return -1;
+  }
 
-       cr0_val = *(char*)cr0 & 0x0f;
-
-       *(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;
+  info->rip += dec_instr.instr_length;
 
-       struct cr0_32 * real_cr0 = (struct cr0_32 *)&(info->ctrl_regs.cr0);
+  return 0;
+}
 
-       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;
-  
-       if (addr_type != REG_OPERAND) {
-         // invalid opcode to guest
-         PrintDebug("Invalid operand type in mov from CR0\n");
-         return -1;
-       }
 
-       if (info->page_mode == SHADOW_PAGING) {
-         *virt_cr0 = *(struct cr0_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
-       } else {
-         *virt_cr0 = *real_cr0;
-       }
 
-       info->rip += index;
 
-      } else {
-       PrintDebug("Unknown read instr from CR0\n");
-       return -1;
-      }
 
-    } 
 
-    break;
+static int handle_mov_to_cr3_32(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr) {
+  PrintDebug("CR3 at 0x%p\n", &(info->ctrl_regs.cr3));
 
-  case PROTECTED:
-  case PROTECTED_PG:
-    {
+  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;
     
-      int index = 0;
-      int ret;
-
-      PrintDebug("Protected %s Mode read from CR0 at guest %s linear rip 0x%x\n", 
-                info->cpu_mode==PROTECTED_PG ? "Paged" : "",
-                info->cpu_mode==PROTECTED_PG ? "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==PROTECTED) { 
-       // 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 { // PROTECTED_PG
-       // 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==PROTECTED_PG ? "Paged" : "", ret);
-       return -1;
+    
+    PrintDebug("Old Shadow CR3=%x; Old Guest CR3=%x\n", 
+              *(uint_t*)shadow_cr3, *(uint_t*)guest_cr3);
+    
+    
+    
+    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;
+    } else if (cached == 0) {
+      addr_t shadow_pt;
+      
+      if(info->mem_mode == VIRTUAL_MEM) {
+       PrintDebug("New CR3 is different - flushing shadow page table %p\n", shadow_cr3 );
+       delete_page_tables_32((pde32_t *)CR3_TO_PDE32(*(uint_t*)shadow_cr3));
       }
+      
+      shadow_pt =  v3_create_new_shadow_pt();
+      
+      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) );
+      
+      
+    } else {
+      PrintDebug("Reusing cached shadow Page table\n");
+    }
+    
+    
+    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);
+    
+    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;
+    }
+  }
+  return 0;
+}
 
-      while (is_prefix_byte(instr[index])) {
-       index++; 
-      }
 
+static int handle_mov_to_cr3_32pae(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr) {
+  PrintError("32 Bit PAE mode Mov to CR3 not implemented\n");
+  return -1;
+}
 
-      if ((instr[index] == cr_access_byte) &&
-         (instr[index+1] == mov_from_cr_byte)) {
-       
-       // MOV from CR0 to register
+static int handle_mov_to_cr3_64(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr) {
+  PrintError("Long mode Mov to CR3 not implemented\n");
+  return -1;
+}
 
-       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);
+static int handle_mov_to_cr3_64compat(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr) {
+  PrintError("Long compatiblity mode move to CR3 not implemented\n");
+  return -1;
+}
 
-       index += 2;
 
-       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;
+// 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;
 
-       if (info->page_mode == SHADOW_PAGING) {
-         *virt_cr0 = *(struct cr0_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr0);
-       } else {
-         *virt_cr0 = *real_cr0;
-       }
-      
-       info->rip += index;
+  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);
+  }
 
-      } else { 
-       PrintDebug("Unknown read instruction from CR0\n");
-       return -1;
-      }
-    }
-    break;
+  /* 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;
+     }
+  */
 
-  case PROTECTED_PAE:
-    PrintDebug("Protected PAE Mode read to CR0 is UNIMPLEMENTED\n");
+  if (v3_decode(info, (addr_t)instr, &dec_instr) == -1) {
+    PrintError("Could not decode instruction\n");
     return -1;
+  }
 
-  case PROTECTED_PAE_PG:
-    PrintDebug("Protected PAE Paged Mode read to CR0 is UNIMPLEMENTED\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);
 
-  case LONG:
-    PrintDebug("Protected Long Mode read to CR0 is UNIMPLEMENTED\n");
-    return -1;
+    PrintDebug("CR3 at 0x%p\n", &(info->ctrl_regs.cr3));
 
-  case LONG_PG:
-    PrintDebug("Protected Long Paged 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;
+    if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
+      *virt_cr3 = *(struct cr3_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr3);
+    } else {
+      *virt_cr3 = *(struct cr3_32 *)&(info->ctrl_regs.cr3);
     }
-    break;
+  } else {
+    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;
 
-
-int handle_cr3_write(struct guest_info * info) {
-  if ((info->cpu_mode == PROTECTED) || (info->cpu_mode == PROTECTED_PG)) {
-    int index = 0;
-    int ret;
-    char instr[15];
-
-
-    /* Isn't the RIP a Guest Virtual Address???????? */
+  if (info->mem_mode == PHYSICAL_MEM) { 
     ret = read_guest_pa_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;
+  } else { 
+    ret = read_guest_va_memory(info, get_addr_linear(info, info->rip, &(info->segments.cs)), 15, instr);
+  }
 
-      index += 2;
+  if (v3_decode(info, (addr_t)instr, &dec_instr) == -1) {
+    PrintError("Could not decode instruction\n");
+    return -1;
+  }
 
-      addr_type = decode_operands32(&(info->vm_regs), instr + index, &index, &first_operand, &second_operand, REG32);
+  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 (addr_type != REG_OPERAND) {
-       /* Mov to CR3 can only be a 32 bit register */
-       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);
+    
+    PrintDebug("OperandVal = %x, length = %d\n", *(uint_t *)new_cr4, dec_instr.src_operand.size);
+    PrintDebug("Old CR4=%x\n", *(uint_t *)old_cr4);
 
-      new_cr3 = (struct cr3_32 *)first_operand;
 
-      if (info->page_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);
 
-       PrintDebug("fooo1\n");
 
-       /* Delete the current Page Tables */
-       delete_page_tables_pde32((pde32_t *)CR3_TO_PDE32(*(uint_t*)shadow_cr3));
+    if ((info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) && 
+       (v3_get_mem_mode(info) == PHYSICAL_MEM)) {
 
-       PrintDebug("fooo2\n");
-       *guest_cr3 = *new_cr3;
+      if ((old_cr4->pae == 0) && (new_cr4->pae == 1)) {
+       PrintDebug("Creating PAE passthrough tables\n");
 
-       // Something like this
-       shadow_pt =  create_new_shadow_pt32(info);
-       //shadow_pt = setup_shadow_pt32(info, CR3_TO_PDE32(*(addr_t *)new_cr3));
+       // Delete the old 32 bit direct map page tables
+       delete_page_tables_32((pde32_t *)V3_VAddr((void *)(info->direct_map_pt)));
 
+       // create 32 bit PAE direct map page table
+       info->direct_map_pt = (addr_t)V3_PAddr(create_passthrough_pts_32PAE(info));
 
-       /* Copy Various flags */
-       *shadow_cr3 = *new_cr3;
-       
-       shadow_cr3->pdt_base_addr = PD32_BASE_ADDR(shadow_pt);
+       // reset cr3 to new page tables
+       info->ctrl_regs.cr3 = *(addr_t*)&(info->direct_map_pt);
 
-       if (info->cpu_mode == PROTECTED_PG) {
-         // If we aren't in paged mode then we have to preserve the identity mapped CR3
-         info->ctrl_regs.cr3 = *(addr_t*)shadow_cr3;
-       }
+      } else if ((old_cr4->pae == 1) && (new_cr4->pae == 0)) {
+       // Create passthrough standard 32bit pagetables
+       return -1;
       }
+    }
 
-      info->rip += index;
+    *old_cr4 = *new_cr4;
+    PrintDebug("New CR4=%x\n", *(uint_t *)old_cr4);
 
-    } 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) {
+  struct guest_info * info = (struct guest_info *)(priv_data);
+  PrintDebug("EFER Read\n");
 
+  dst->value = info->guest_efer.value;
 
-int handle_cr3_read(struct guest_info * info) {
-  if ((info->cpu_mode == PROTECTED) || (info->cpu_mode == PROTECTED_PG)) {
-    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);
-    if (ret != 15) {
-      PrintDebug("Could not read instruction (ret=%d)\n", ret);
-      return -1;
-    }
-    
-    while (is_prefix_byte(instr[index])) {
-      index++;
-    }
+  info->rip += 2; // WRMSR/RDMSR are two byte operands
+  return 0;
+}
 
-    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;
+int v3_handle_efer_write(uint_t msr, struct v3_msr src, void * priv_data) {
+  struct guest_info * info = (struct guest_info *)(priv_data);
+  struct efer_64 * new_efer = (struct efer_64 *)&(src.value);
+  struct efer_64 * old_efer = (struct efer_64 *)&(info->ctrl_regs.efer);
 
-      addr_type = decode_operands32(&(info->vm_regs), instr + index, &index, &first_operand, &second_operand, REG32);
+  PrintDebug("EFER Write\n");
+  PrintDebug("Old EFER=%p\n", (void *)*(addr_t*)(old_efer));
 
-      if (addr_type != REG_OPERAND) {
-       /* Mov to CR3 can only be a 32 bit register */
-       return -1;
-      }
+  // We virtualize the guests efer to hide the SVME and LMA bits
+  info->guest_efer.value = src.value;
 
-      virt_cr3 = (struct cr3_32 *)first_operand;
+  if ((info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) && 
+      (v3_get_mem_mode(info) == PHYSICAL_MEM)) {
+    
+    if ((old_efer->lme == 0) && (new_efer->lme == 1)) {
+      PrintDebug("Transition to longmode\n");
+      PrintDebug("Creating Passthrough 64 bit page tables\n");
+      
+      // Delete the old 32 bit direct map page tables
+      /* 
+       * JRL BUG? 
+       * Will these page tables always be in PAE format?? 
+       */
+      PrintDebug("Deleting old PAE Page tables\n");
+      PrintError("JRL BUG?: Will the old page tables always be in PAE format??\n");
+      delete_page_tables_32PAE((pdpe32pae_t *)V3_VAddr((void *)(info->direct_map_pt)));
+      
+      // create 64 bit direct map page table
+      info->direct_map_pt = (addr_t)V3_PAddr(create_passthrough_pts_64(info));
+      
+      // reset cr3 to new page tables
+      info->ctrl_regs.cr3 = *(addr_t*)&(info->direct_map_pt);
+      
 
-      if (info->page_mode == SHADOW_PAGING) {
-       *virt_cr3 = *(struct cr3_32 *)&(info->shdw_pg_state.guest_cr3);
-      } else {
-       *virt_cr3 = *real_cr3;
-      }
+      // Does this mean we will have to fully virtualize a shadow  EFER?? (yes it does)
+      new_efer->lma = 1;
+      
+    } else if ((old_efer->lme == 1) && (new_efer->lme == 0)) {
+      // transition out of long mode
+      //((struct efer_64 *)&(info->guest_efer.value))->lme = 0;
+      //((struct efer_64 *)&(info->guest_efer.value))->lma = 0;
       
-      info->rip += index;
-    } else {
-      PrintDebug("Unknown Instruction\n");
       return -1;
     }
+
+    *old_efer = *new_efer;
+    PrintDebug("New EFER=%p\n", (void *)*(addr_t *)(old_efer));
   } else {
-    PrintDebug("Invalid operating Mode\n");
     return -1;
   }
 
+  info->rip += 2; // WRMSR/RDMSR are two byte operands
+
   return 0;
 }