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 more 64 bit support,
[palacios.git] / palacios / src / palacios / vmm_ctrl_regs.c
index b3d3356..afdd374 100644 (file)
 #endif
 
 
+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);
+
+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);
+
+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);
+
+
+
 // First Attempt = 494 lines
 // current = 106 lines
 int v3_handle_cr0_write(struct guest_info * info) {
@@ -65,87 +81,24 @@ int v3_handle_cr0_write(struct guest_info * info) {
     return -1;
   }
 
-
   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;
-
-    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);        
+    if (handle_lmsw(info, &dec_instr) == -1) {
+      return -1;
     }
-  } else if (v3_opcode_cmp(V3_OPCODE_MOV2CR, (const uchar_t *)(dec_instr.opcode)) == 0) {
-    PrintDebug("MOV2CR0\n");
 
-    if (info->cpu_mode == LONG) {
-      // 64 bit registers
-      // Set efer.lma = 1
+  } else if (v3_opcode_cmp(V3_OPCODE_MOV2CR, (const uchar_t *)(dec_instr.opcode)) == 0) {
 
-      PrintError("Long mode currently not handled\n");
+    if (handle_mov_to_cr0(info, &dec_instr) == -1) {
       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);
-
-       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);
     }
 
   } 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);
-       
-    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;
+    if (handle_clts(info, &dec_instr) == -1) {
+      return -1;
     }
+
   } else {
     PrintError("Unhandled opcode in handle_cr0_write\n");
     return -1;
@@ -157,6 +110,137 @@ int v3_handle_cr0_write(struct guest_info * info) {
 }
 
 
+
+
+static int handle_mov_to_cr0(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr) {
+  PrintDebug("MOV2CR0\n");
+
+  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;
+
+  }
+}
+
+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;
+}
+
+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;
+}
+
+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;
+}
+
+
+static int handle_mov_to_cr0_32(struct guest_info * info, struct x86_instr * dec_instr) {
+
+  // 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;
+}
+
+
+
+
+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;
+}
+
+
+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;
+}
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
 // First attempt = 253 lines
 // current = 51 lines
 int v3_handle_cr0_read(struct guest_info * info) {
@@ -222,6 +306,7 @@ int v3_handle_cr0_read(struct guest_info * info) {
 
 
 
+
 // First Attempt = 256 lines
 // current = 65 lines
 int v3_handle_cr3_write(struct guest_info * info) {
@@ -235,84 +320,138 @@ int v3_handle_cr3_write(struct guest_info * info) {
     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;
-     }
-  */
-
   if (v3_decode(info, (addr_t)instr, &dec_instr) == -1) {
     PrintError("Could not decode instruction\n");
     return -1;
   }
 
   if (v3_opcode_cmp(V3_OPCODE_MOV2CR, (const uchar_t *)(dec_instr.opcode)) == 0) {
-
     PrintDebug("MOV2CR3\n");
 
-    PrintDebug("CR3 at 0x%p\n", &(info->ctrl_regs.cr3));
+    if (info->mem_mode == PHYSICAL_MEM) {
+      // All we do is update the guest 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;
-      
-
-      PrintDebug("Old Shadow CR3=%x; Old Guest CR3=%x\n", 
-                *(uint_t*)shadow_cr3, *(uint_t*)guest_cr3);
-      
+      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;
+      }
 
+    } else {
 
-      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));
+      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;
        }
-       
-       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) );
+      default:
+       PrintError("Unhandled CPU mode: %d\n", info->cpu_mode);
+       return -1;
+      }
+    }
+  } else {
+    PrintError("Unhandled opcode in handle_cr3_write\n");
+    return -1;
+  }
 
+  info->rip += dec_instr.instr_length;
 
-      } else {
-       PrintDebug("Reusing cached shadow Page table\n");
+  return 0;
+}
+
+
+
+
+
+
+
+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));
+
+  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;
+    
+    
+    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->pwt = new_cr3->pwt;
-      shadow_cr3->pcd = new_cr3->pcd;
+      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) );
       
-      // 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;
-      }
+    } 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;
     }
-  } else {
-    PrintError("Unhandled opcode in handle_cr3_write\n");
-    return -1;
   }
+  return 0;
+}
 
-  info->rip += dec_instr.instr_length;
 
-  return 0;
+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;
+}
+
+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;
+}
+
+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;
 }
 
 
@@ -469,11 +608,16 @@ int v3_handle_efer_write(uint_t msr, struct v3_msr src, void * priv_data) {
       info->ctrl_regs.cr3 = *(addr_t*)&(info->direct_map_pt);
       
 
-      // Does this mean we will have to fully virtualize a shadow  EFER??
+      // Does this mean we will have to fully virtualize a shadow  EFER?? (yes it does)
+      ((struct efer_64 *)&(info->guest_efer.value))->lme = 1;
+
       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;
+      
       return -1;
     }