sys/amd64/amd64/mp_machdep.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 1996, by Steve Passe
   5  * Copyright (c) 2003, by Peter Wemm
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. The name of the developer may NOT be used to endorse or promote products
  14  *    derived from this software without specific prior written permission.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  17  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  18  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  19  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  20  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  21  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  22  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  23  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  24  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  25  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  26  * SUCH DAMAGE.
  27  */
  28
  29 #include <sys/cdefs.h>
  30 __FBSDID("$FreeBSD$");
  31
  32 #include "opt_cpu.h"
  33 #include "opt_ddb.h"
  34 #include "opt_kstack_pages.h"
  35 #include "opt_sched.h"
  36 #include "opt_smp.h"
  37
  38 #include <sys/param.h>
  39 #include <sys/systm.h>
  40 #include <sys/bus.h>
  41 #include <sys/cpuset.h>
  42 #ifdef GPROF
  43 #include <sys/gmon.h>
  44 #endif
  45 #include <sys/kernel.h>
  46 #include <sys/ktr.h>
  47 #include <sys/lock.h>
  48 #include <sys/malloc.h>
  49 #include <sys/memrange.h>
  50 #include <sys/mutex.h>
  51 #include <sys/pcpu.h>
  52 #include <sys/proc.h>
  53 #include <sys/sched.h>
  54 #include <sys/smp.h>
  55 #include <sys/sysctl.h>
  56
  57 #include <vm/vm.h>
  58 #include <vm/vm_param.h>
  59 #include <vm/pmap.h>
  60 #include <vm/vm_kern.h>
  61 #include <vm/vm_extern.h>
  62
  63 #include <x86/apicreg.h>
  64 #include <machine/clock.h>
  65 #include <machine/cputypes.h>
  66 #include <machine/cpufunc.h>
  67 #include <x86/mca.h>
  68 #include <machine/md_var.h>
  69 #include <machine/pcb.h>
  70 #include <machine/psl.h>
  71 #include <machine/smp.h>
  72 #include <machine/specialreg.h>
  73 #include <machine/tss.h>
  74 #include <x86/ucode.h>
  75 #include <machine/cpu.h>
  76 #include <x86/init.h>
  77
  78 #define WARMBOOT_TARGET         0
  79 #define WARMBOOT_OFF            (KERNBASE + 0x0467)
  80 #define WARMBOOT_SEG            (KERNBASE + 0x0469)
  81
  82 #define CMOS_REG                (0x70)
  83 #define CMOS_DATA               (0x71)
  84 #define BIOS_RESET              (0x0f)
  85 #define BIOS_WARM               (0x0a)
  86
  87 #define GiB(v)                  (v ## ULL << 30)
  88
  89 #define AP_BOOTPT_SZ            (PAGE_SIZE * 3)
  90
  91 extern  struct pcpu __pcpu[];
  92
  93 /* Temporary variables for init_secondary()  */
  94 char *doublefault_stack;
  95 char *mce_stack;
  96 char *nmi_stack;
  97 char *dbg_stack;
  98
  99 /*
 100  * Local data and functions.
 101  */
 102
 103 static int      start_ap(int apic_id);
 104
 105 static bool
 106 is_kernel_paddr(vm_paddr_t pa)
 107 {
 108
 109         return (pa >= trunc_2mpage(btext - KERNBASE) &&
 110            pa < round_page(_end - KERNBASE));
 111 }
 112
 113 static bool
 114 is_mpboot_good(vm_paddr_t start, vm_paddr_t end)
 115 {
 116
 117         return (start + AP_BOOTPT_SZ <= GiB(4) && atop(end) < Maxmem);
 118 }
 119
 120 /*
 121  * Calculate usable address in base memory for AP trampoline code.
 122  */
 123 void
 124 mp_bootaddress(vm_paddr_t *physmap, unsigned int *physmap_idx)
 125 {
 126         vm_paddr_t start, end;
 127         unsigned int i;
 128         bool allocated;
 129
 130         alloc_ap_trampoline(physmap, physmap_idx);
 131
 132         /*
 133          * Find a memory region big enough below the 4GB boundary to
 134          * store the initial page tables.  Region must be mapped by
 135          * the direct map.
 136          *
 137          * Note that it needs to be aligned to a page boundary.
 138          */
 139         allocated = false;
 140         for (i = *physmap_idx; i <= *physmap_idx; i -= 2) {
 141                 /*
 142                  * First, try to chomp at the start of the physmap region.
 143                  * Kernel binary might claim it already.
 144                  */
 145                 start = round_page(physmap[i]);
 146                 end = start + AP_BOOTPT_SZ;
 147                 if (start < end && end <= physmap[i + 1] &&
 148                     is_mpboot_good(start, end) &&
 149                     !is_kernel_paddr(start) && !is_kernel_paddr(end - 1)) {
 150                         allocated = true;
 151                         physmap[i] = end;
 152                         break;
 153                 }
 154
 155                 /*
 156                  * Second, try to chomp at the end.  Again, check
 157                  * against kernel.
 158                  */
 159                 end = trunc_page(physmap[i + 1]);
 160                 start = end - AP_BOOTPT_SZ;
 161                 if (start < end && start >= physmap[i] &&
 162                     is_mpboot_good(start, end) &&
 163                     !is_kernel_paddr(start) && !is_kernel_paddr(end - 1)) {
 164                         allocated = true;
 165                         physmap[i + 1] = start;
 166                         break;
 167                 }
 168         }
 169         if (allocated) {
 170                 mptramp_pagetables = start;
 171                 if (physmap[i] == physmap[i + 1] && *physmap_idx != 0) {
 172                         memmove(&physmap[i], &physmap[i + 2],
 173                             sizeof(*physmap) * (*physmap_idx - i + 2));
 174                         *physmap_idx -= 2;
 175                 }
 176         } else {
 177                 mptramp_pagetables = trunc_page(boot_address) - AP_BOOTPT_SZ;
 178                 if (bootverbose)
 179                         printf(
 180 "Cannot find enough space for the initial AP page tables, placing them at %#x",
 181                             mptramp_pagetables);
 182         }
 183 }
 184
 185 /*
 186  * Initialize the IPI handlers and start up the AP's.
 187  */
 188 void
 189 cpu_mp_start(void)
 190 {
 191         int i;
 192
 193         /* Initialize the logical ID to APIC ID table. */
 194         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
 195                 cpu_apic_ids[i] = -1;
 196         }
 197
 198         /* Install an inter-CPU IPI for TLB invalidation */
 199         if (pmap_pcid_enabled) {
 200                 if (invpcid_works) {
 201                         setidt(IPI_INVLTLB, pti ?
 202                             IDTVEC(invltlb_invpcid_pti_pti) :
 203                             IDTVEC(invltlb_invpcid_nopti), SDT_SYSIGT,
 204                             SEL_KPL, 0);
 205                         setidt(IPI_INVLPG, pti ? IDTVEC(invlpg_invpcid_pti) :
 206                             IDTVEC(invlpg_invpcid), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 207                         setidt(IPI_INVLRNG, pti ? IDTVEC(invlrng_invpcid_pti) :
 208                             IDTVEC(invlrng_invpcid), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 209                 } else {
 210                         setidt(IPI_INVLTLB, pti ? IDTVEC(invltlb_pcid_pti) :
 211                             IDTVEC(invltlb_pcid), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 212                         setidt(IPI_INVLPG, pti ? IDTVEC(invlpg_pcid_pti) :
 213                             IDTVEC(invlpg_pcid), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 214                         setidt(IPI_INVLRNG, pti ? IDTVEC(invlrng_pcid_pti) :
 215                             IDTVEC(invlrng_pcid), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 216                 }
 217         } else {
 218                 setidt(IPI_INVLTLB, pti ? IDTVEC(invltlb_pti) : IDTVEC(invltlb),
 219                     SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 220                 setidt(IPI_INVLPG, pti ? IDTVEC(invlpg_pti) : IDTVEC(invlpg),
 221                     SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 222                 setidt(IPI_INVLRNG, pti ? IDTVEC(invlrng_pti) : IDTVEC(invlrng),
 223                     SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 224         }
 225
 226         /* Install an inter-CPU IPI for cache invalidation. */
 227         setidt(IPI_INVLCACHE, pti ? IDTVEC(invlcache_pti) : IDTVEC(invlcache),
 228             SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 229
 230         /* Install an inter-CPU IPI for all-CPU rendezvous */
 231         setidt(IPI_RENDEZVOUS, pti ? IDTVEC(rendezvous_pti) :
 232             IDTVEC(rendezvous), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 233
 234         /* Install generic inter-CPU IPI handler */
 235         setidt(IPI_BITMAP_VECTOR, pti ? IDTVEC(ipi_intr_bitmap_handler_pti) :
 236             IDTVEC(ipi_intr_bitmap_handler), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 237
 238         /* Install an inter-CPU IPI for CPU stop/restart */
 239         setidt(IPI_STOP, pti ? IDTVEC(cpustop_pti) : IDTVEC(cpustop),
 240             SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 241
 242         /* Install an inter-CPU IPI for CPU suspend/resume */
 243         setidt(IPI_SUSPEND, pti ? IDTVEC(cpususpend_pti) : IDTVEC(cpususpend),
 244             SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 245
 246         /* Set boot_cpu_id if needed. */
 247         if (boot_cpu_id == -1) {
 248                 boot_cpu_id = PCPU_GET(apic_id);
 249                 cpu_info[boot_cpu_id].cpu_bsp = 1;
 250         } else
 251                 KASSERT(boot_cpu_id == PCPU_GET(apic_id),
 252                     ("BSP's APIC ID doesn't match boot_cpu_id"));
 253
 254         /* Probe logical/physical core configuration. */
 255         topo_probe();
 256
 257         assign_cpu_ids();
 258
 259         /* Start each Application Processor */
 260         init_ops.start_all_aps();
 261
 262         set_interrupt_apic_ids();
 263 }
 264
 265
 266 /*
 267  * AP CPU's call this to initialize themselves.
 268  */
 269 void
 270 init_secondary(void)
 271 {
 272         struct pcpu *pc;
 273         struct nmi_pcpu *np;
 274         u_int64_t cr0;
 275         int cpu, gsel_tss, x;
 276         struct region_descriptor ap_gdt;
 277
 278         /* Set by the startup code for us to use */
 279         cpu = bootAP;
 280
 281         /* Update microcode before doing anything else. */
 282         ucode_load_ap(cpu);
 283
 284         /* Init tss */
 285         common_tss[cpu] = common_tss[0];
 286         common_tss[cpu].tss_iobase = sizeof(struct amd64tss) +
 287             IOPERM_BITMAP_SIZE;
 288         common_tss[cpu].tss_ist1 = (long)&doublefault_stack[PAGE_SIZE];
 289
 290         /* The NMI stack runs on IST2. */
 291         np = ((struct nmi_pcpu *) &nmi_stack[PAGE_SIZE]) - 1;
 292         common_tss[cpu].tss_ist2 = (long) np;
 293
 294         /* The MC# stack runs on IST3. */
 295         np = ((struct nmi_pcpu *) &mce_stack[PAGE_SIZE]) - 1;
 296         common_tss[cpu].tss_ist3 = (long) np;
 297
 298         /* The DB# stack runs on IST4. */
 299         np = ((struct nmi_pcpu *) &dbg_stack[PAGE_SIZE]) - 1;
 300         common_tss[cpu].tss_ist4 = (long) np;
 301
 302         /* Prepare private GDT */
 303         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (long) &common_tss[cpu];
 304         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
 305                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1) &&
 306                     x != GUSERLDT_SEL && x != (GUSERLDT_SEL + 1))
 307                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[NGDT * cpu + x]);
 308         }
 309         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
 310             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[NGDT * cpu + GPROC0_SEL]);
 311         ap_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
 312         ap_gdt.rd_base =  (long) &gdt[NGDT * cpu];
 313         lgdt(&ap_gdt);                  /* does magic intra-segment return */
 314
 315         /* Get per-cpu data */
 316         pc = &__pcpu[cpu];
 317
 318         /* prime data page for it to use */
 319         pcpu_init(pc, cpu, sizeof(struct pcpu));
 320         dpcpu_init(dpcpu, cpu);
 321         pc->pc_apic_id = cpu_apic_ids[cpu];
 322         pc->pc_prvspace = pc;
 323         pc->pc_curthread = 0;
 324         pc->pc_tssp = &common_tss[cpu];
 325         pc->pc_commontssp = &common_tss[cpu];
 326         pc->pc_rsp0 = 0;
 327         pc->pc_pti_rsp0 = (((vm_offset_t)&pc->pc_pti_stack +
 328             PC_PTI_STACK_SZ * sizeof(uint64_t)) & ~0xful);
 329         pc->pc_tss = (struct system_segment_descriptor *)&gdt[NGDT * cpu +
 330             GPROC0_SEL];
 331         pc->pc_fs32p = &gdt[NGDT * cpu + GUFS32_SEL];
 332         pc->pc_gs32p = &gdt[NGDT * cpu + GUGS32_SEL];
 333         pc->pc_ldt = (struct system_segment_descriptor *)&gdt[NGDT * cpu +
 334             GUSERLDT_SEL];
 335         /* See comment in pmap_bootstrap(). */
 336         pc->pc_pcid_next = PMAP_PCID_KERN + 2;
 337         pc->pc_pcid_gen = 1;
 338         common_tss[cpu].tss_rsp0 = 0;
 339
 340         /* Save the per-cpu pointer for use by the NMI handler. */
 341         np = ((struct nmi_pcpu *) &nmi_stack[PAGE_SIZE]) - 1;
 342         np->np_pcpu = (register_t) pc;
 343
 344         /* Save the per-cpu pointer for use by the MC# handler. */
 345         np = ((struct nmi_pcpu *) &mce_stack[PAGE_SIZE]) - 1;
 346         np->np_pcpu = (register_t) pc;
 347
 348         /* Save the per-cpu pointer for use by the DB# handler. */
 349         np = ((struct nmi_pcpu *) &dbg_stack[PAGE_SIZE]) - 1;
 350         np->np_pcpu = (register_t) pc;
 351
 352         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
 353         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
 354         wrmsr(MSR_KGSBASE, (u_int64_t)pc);      /* XXX User value while we're in the kernel */
 355         fix_cpuid();
 356
 357         lidt(&r_idt);
 358
 359         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
 360         ltr(gsel_tss);
 361
 362         /*
 363          * Set to a known state:
 364          * Set by mpboot.s: CR0_PG, CR0_PE
 365          * Set by cpu_setregs: CR0_NE, CR0_MP, CR0_TS, CR0_WP, CR0_AM
 366          */
 367         cr0 = rcr0();
 368         cr0 &= ~(CR0_CD | CR0_NW | CR0_EM);
 369         load_cr0(cr0);
 370
 371         amd64_conf_fast_syscall();
 372
 373         /* signal our startup to the BSP. */
 374         mp_naps++;
 375
 376         /* Spin until the BSP releases the AP's. */
 377         while (atomic_load_acq_int(&aps_ready) == 0)
 378                 ia32_pause();
 379
 380         init_secondary_tail();
 381 }
 382
 383 /*******************************************************************
 384  * local functions and data
 385  */
 386
 387 /*
 388  * start each AP in our list
 389  */
 390 int
 391 native_start_all_aps(void)
 392 {
 393         u_int64_t *pt4, *pt3, *pt2;
 394         u_int32_t mpbioswarmvec;
 395         int apic_id, cpu, i;
 396         u_char mpbiosreason;
 397
 398         mtx_init(&ap_boot_mtx, "ap boot", NULL, MTX_SPIN);
 399
 400         /* copy the AP 1st level boot code */
 401         bcopy(mptramp_start, (void *)PHYS_TO_DMAP(boot_address), bootMP_size);
 402
 403         /* Locate the page tables, they'll be below the trampoline */
 404         pt4 = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(mptramp_pagetables);
 405         pt3 = pt4 + (PAGE_SIZE) / sizeof(u_int64_t);
 406         pt2 = pt3 + (PAGE_SIZE) / sizeof(u_int64_t);
 407
 408         /* Create the initial 1GB replicated page tables */
 409         for (i = 0; i < 512; i++) {
 410                 /* Each slot of the level 4 pages points to the same level 3 page */
 411                 pt4[i] = (u_int64_t)(uintptr_t)(mptramp_pagetables + PAGE_SIZE);
 412                 pt4[i] |= PG_V | PG_RW | PG_U;
 413
 414                 /* Each slot of the level 3 pages points to the same level 2 page */
 415                 pt3[i] = (u_int64_t)(uintptr_t)(mptramp_pagetables + (2 * PAGE_SIZE));
 416                 pt3[i] |= PG_V | PG_RW | PG_U;
 417
 418                 /* The level 2 page slots are mapped with 2MB pages for 1GB. */
 419                 pt2[i] = i * (2 * 1024 * 1024);
 420                 pt2[i] |= PG_V | PG_RW | PG_PS | PG_U;
 421         }
 422
 423         /* save the current value of the warm-start vector */
 424         mpbioswarmvec = *((u_int32_t *) WARMBOOT_OFF);
 425         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
 426         mpbiosreason = inb(CMOS_DATA);
 427
 428         /* setup a vector to our boot code */
 429         *((volatile u_short *) WARMBOOT_OFF) = WARMBOOT_TARGET;
 430         *((volatile u_short *) WARMBOOT_SEG) = (boot_address >> 4);
 431         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
 432         outb(CMOS_DATA, BIOS_WARM);     /* 'warm-start' */
 433
 434         /* start each AP */
 435         for (cpu = 1; cpu < mp_ncpus; cpu++) {
 436                 apic_id = cpu_apic_ids[cpu];
 437
 438                 /* allocate and set up an idle stack data page */
 439                 bootstacks[cpu] = (void *)kmem_malloc(kstack_pages * PAGE_SIZE,
 440                     M_WAITOK | M_ZERO);
 441                 doublefault_stack = (char *)kmem_malloc(PAGE_SIZE, M_WAITOK |
 442                     M_ZERO);
 443                 mce_stack = (char *)kmem_malloc(PAGE_SIZE, M_WAITOK | M_ZERO);
 444                 nmi_stack = (char *)kmem_malloc(PAGE_SIZE, M_WAITOK | M_ZERO);
 445                 dbg_stack = (char *)kmem_malloc(PAGE_SIZE, M_WAITOK | M_ZERO);
 446                 dpcpu = (void *)kmem_malloc(DPCPU_SIZE, M_WAITOK | M_ZERO);
 447
 448                 bootSTK = (char *)bootstacks[cpu] + kstack_pages * PAGE_SIZE - 8;
 449                 bootAP = cpu;
 450
 451                 /* attempt to start the Application Processor */
 452                 if (!start_ap(apic_id)) {
 453                         /* restore the warmstart vector */
 454                         *(u_int32_t *) WARMBOOT_OFF = mpbioswarmvec;
 455                         panic("AP #%d (PHY# %d) failed!", cpu, apic_id);
 456                 }
 457
 458                 CPU_SET(cpu, &all_cpus);        /* record AP in CPU map */
 459         }
 460
 461         /* restore the warmstart vector */
 462         *(u_int32_t *) WARMBOOT_OFF = mpbioswarmvec;
 463
 464         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
 465         outb(CMOS_DATA, mpbiosreason);
 466
 467         /* number of APs actually started */
 468         return mp_naps;
 469 }
 470
 471
 472 /*
 473  * This function starts the AP (application processor) identified
 474  * by the APIC ID 'physicalCpu'.  It does quite a "song and dance"
 475  * to accomplish this.  This is necessary because of the nuances
 476  * of the different hardware we might encounter.  It isn't pretty,
 477  * but it seems to work.
 478  */
 479 static int
 480 start_ap(int apic_id)
 481 {
 482         int vector, ms;
 483         int cpus;
 484
 485         /* calculate the vector */
 486         vector = (boot_address >> 12) & 0xff;
 487
 488         /* used as a watchpoint to signal AP startup */
 489         cpus = mp_naps;
 490
 491         ipi_startup(apic_id, vector);
 492
 493         /* Wait up to 5 seconds for it to start. */
 494         for (ms = 0; ms < 5000; ms++) {
 495                 if (mp_naps > cpus)
 496                         return 1;       /* return SUCCESS */
 497                 DELAY(1000);
 498         }
 499         return 0;               /* return FAILURE */
 500 }
 501
 502 void
 503 invltlb_invpcid_handler(void)
 504 {
 505         struct invpcid_descr d;
 506         uint32_t generation;
 507
 508 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
 509         xhits_gbl[PCPU_GET(cpuid)]++;
 510 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
 511 #ifdef COUNT_IPIS
 512         (*ipi_invltlb_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
 513 #endif /* COUNT_IPIS */
 514
 515         generation = smp_tlb_generation;
 516         d.pcid = smp_tlb_pmap->pm_pcids[PCPU_GET(cpuid)].pm_pcid;
 517         d.pad = 0;
 518         d.addr = 0;
 519         invpcid(&d, smp_tlb_pmap == kernel_pmap ? INVPCID_CTXGLOB :
 520             INVPCID_CTX);
 521         PCPU_SET(smp_tlb_done, generation);
 522 }
 523
 524 void
 525 invltlb_invpcid_pti_handler(void)
 526 {
 527         struct invpcid_descr d;
 528         uint32_t generation;
 529
 530 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
 531         xhits_gbl[PCPU_GET(cpuid)]++;
 532 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
 533 #ifdef COUNT_IPIS
 534         (*ipi_invltlb_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
 535 #endif /* COUNT_IPIS */
 536
 537         generation = smp_tlb_generation;
 538         d.pcid = smp_tlb_pmap->pm_pcids[PCPU_GET(cpuid)].pm_pcid;
 539         d.pad = 0;
 540         d.addr = 0;
 541         if (smp_tlb_pmap == kernel_pmap) {
 542                 /*
 543                  * This invalidation actually needs to clear kernel
 544                  * mappings from the TLB in the current pmap, but
 545                  * since we were asked for the flush in the kernel
 546                  * pmap, achieve it by performing global flush.
 547                  */
 548                 invpcid(&d, INVPCID_CTXGLOB);
 549         } else {
 550                 invpcid(&d, INVPCID_CTX);
 551                 d.pcid |= PMAP_PCID_USER_PT;
 552                 invpcid(&d, INVPCID_CTX);
 553         }
 554         PCPU_SET(smp_tlb_done, generation);
 555 }
 556
 557 void
 558 invltlb_pcid_handler(void)
 559 {
 560         uint64_t kcr3, ucr3;
 561         uint32_t generation, pcid;
 562
 563 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
 564         xhits_gbl[PCPU_GET(cpuid)]++;
 565 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
 566 #ifdef COUNT_IPIS
 567         (*ipi_invltlb_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
 568 #endif /* COUNT_IPIS */
 569
 570         generation = smp_tlb_generation;        /* Overlap with serialization */
 571         if (smp_tlb_pmap == kernel_pmap) {
 572                 invltlb_glob();
 573         } else {
 574                 /*
 575                  * The current pmap might not be equal to
 576                  * smp_tlb_pmap.  The clearing of the pm_gen in
 577                  * pmap_invalidate_all() takes care of TLB
 578                  * invalidation when switching to the pmap on this
 579                  * CPU.
 580                  */
 581                 if (PCPU_GET(curpmap) == smp_tlb_pmap) {
 582                         pcid = smp_tlb_pmap->pm_pcids[PCPU_GET(cpuid)].pm_pcid;
 583                         kcr3 = smp_tlb_pmap->pm_cr3 | pcid;
 584                         ucr3 = smp_tlb_pmap->pm_ucr3;
 585                         if (ucr3 != PMAP_NO_CR3) {
 586                                 ucr3 |= PMAP_PCID_USER_PT | pcid;
 587                                 pmap_pti_pcid_invalidate(ucr3, kcr3);
 588                         } else
 589                                 load_cr3(kcr3);
 590                 }
 591         }
 592         PCPU_SET(smp_tlb_done, generation);
 593 }
 594
 595 void
 596 invlpg_invpcid_handler(void)
 597 {
 598         struct invpcid_descr d;
 599         uint32_t generation;
 600
 601 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
 602         xhits_pg[PCPU_GET(cpuid)]++;
 603 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
 604 #ifdef COUNT_IPIS
 605         (*ipi_invlpg_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
 606 #endif /* COUNT_IPIS */
 607
 608         generation = smp_tlb_generation;        /* Overlap with serialization */
 609         invlpg(smp_tlb_addr1);
 610         if (smp_tlb_pmap->pm_ucr3 != PMAP_NO_CR3) {
 611                 d.pcid = smp_tlb_pmap->pm_pcids[PCPU_GET(cpuid)].pm_pcid |
 612                     PMAP_PCID_USER_PT;
 613                 d.pad = 0;
 614                 d.addr = smp_tlb_addr1;
 615                 invpcid(&d, INVPCID_ADDR);
 616         }
 617         PCPU_SET(smp_tlb_done, generation);
 618 }
 619
 620 void
 621 invlpg_pcid_handler(void)
 622 {
 623         uint64_t kcr3, ucr3;
 624         uint32_t generation;
 625         uint32_t pcid;
 626
 627 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
 628         xhits_pg[PCPU_GET(cpuid)]++;
 629 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
 630 #ifdef COUNT_IPIS
 631         (*ipi_invlpg_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
 632 #endif /* COUNT_IPIS */
 633
 634         generation = smp_tlb_generation;        /* Overlap with serialization */
 635         invlpg(smp_tlb_addr1);
 636         if (smp_tlb_pmap == PCPU_GET(curpmap) &&
 637             (ucr3 = smp_tlb_pmap->pm_ucr3) != PMAP_NO_CR3) {
 638                 pcid = smp_tlb_pmap->pm_pcids[PCPU_GET(cpuid)].pm_pcid;
 639                 kcr3 = smp_tlb_pmap->pm_cr3 | pcid | CR3_PCID_SAVE;
 640                 ucr3 |= pcid | PMAP_PCID_USER_PT | CR3_PCID_SAVE;
 641                 pmap_pti_pcid_invlpg(ucr3, kcr3, smp_tlb_addr1);
 642         }
 643         PCPU_SET(smp_tlb_done, generation);
 644 }
 645
 646 void
 647 invlrng_invpcid_handler(void)
 648 {
 649         struct invpcid_descr d;
 650         vm_offset_t addr, addr2;
 651         uint32_t generation;
 652
 653 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
 654         xhits_rng[PCPU_GET(cpuid)]++;
 655 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
 656 #ifdef COUNT_IPIS
 657         (*ipi_invlrng_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
 658 #endif /* COUNT_IPIS */
 659
 660         addr = smp_tlb_addr1;
 661         addr2 = smp_tlb_addr2;
 662         generation = smp_tlb_generation;        /* Overlap with serialization */
 663         do {
 664                 invlpg(addr);
 665                 addr += PAGE_SIZE;
 666         } while (addr < addr2);
 667         if (smp_tlb_pmap->pm_ucr3 != PMAP_NO_CR3) {
 668                 d.pcid = smp_tlb_pmap->pm_pcids[PCPU_GET(cpuid)].pm_pcid |
 669                     PMAP_PCID_USER_PT;
 670                 d.pad = 0;
 671                 d.addr = smp_tlb_addr1;
 672                 do {
 673                         invpcid(&d, INVPCID_ADDR);
 674                         d.addr += PAGE_SIZE;
 675                 } while (d.addr < addr2);
 676         }
 677         PCPU_SET(smp_tlb_done, generation);
 678 }
 679
 680 void
 681 invlrng_pcid_handler(void)
 682 {
 683         vm_offset_t addr, addr2;
 684         uint64_t kcr3, ucr3;
 685         uint32_t generation;
 686         uint32_t pcid;
 687
 688 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
 689         xhits_rng[PCPU_GET(cpuid)]++;
 690 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
 691 #ifdef COUNT_IPIS
 692         (*ipi_invlrng_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
 693 #endif /* COUNT_IPIS */
 694
 695         addr = smp_tlb_addr1;
 696         addr2 = smp_tlb_addr2;
 697         generation = smp_tlb_generation;        /* Overlap with serialization */
 698         do {
 699                 invlpg(addr);
 700                 addr += PAGE_SIZE;
 701         } while (addr < addr2);
 702         if (smp_tlb_pmap == PCPU_GET(curpmap) &&
 703             (ucr3 = smp_tlb_pmap->pm_ucr3) != PMAP_NO_CR3) {
 704                 pcid = smp_tlb_pmap->pm_pcids[PCPU_GET(cpuid)].pm_pcid;
 705                 kcr3 = smp_tlb_pmap->pm_cr3 | pcid | CR3_PCID_SAVE;
 706                 ucr3 |= pcid | PMAP_PCID_USER_PT | CR3_PCID_SAVE;
 707                 pmap_pti_pcid_invlrng(ucr3, kcr3, smp_tlb_addr1, addr2);
 708         }
 709         PCPU_SET(smp_tlb_done, generation);
 710 }