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 #include <sys/domainset.h>
  43 #ifdef GPROF
  44 #include <sys/gmon.h>
  45 #endif
  46 #include <sys/kernel.h>
  47 #include <sys/ktr.h>
  48 #include <sys/lock.h>
  49 #include <sys/malloc.h>
  50 #include <sys/memrange.h>
  51 #include <sys/mutex.h>
  52 #include <sys/pcpu.h>
  53 #include <sys/proc.h>
  54 #include <sys/sched.h>
  55 #include <sys/smp.h>
  56 #include <sys/sysctl.h>
  57
  58 #include <vm/vm.h>
  59 #include <vm/vm_param.h>
  60 #include <vm/pmap.h>
  61 #include <vm/vm_kern.h>
  62 #include <vm/vm_extern.h>
  63 #include <vm/vm_page.h>
  64 #include <vm/vm_phys.h>
  65
  66 #include <x86/apicreg.h>
  67 #include <machine/clock.h>
  68 #include <machine/cputypes.h>
  69 #include <machine/cpufunc.h>
  70 #include <x86/mca.h>
  71 #include <machine/md_var.h>
  72 #include <machine/pcb.h>
  73 #include <machine/psl.h>
  74 #include <machine/smp.h>
  75 #include <machine/specialreg.h>
  76 #include <machine/tss.h>
  77 #include <x86/ucode.h>
  78 #include <machine/cpu.h>
  79 #include <x86/init.h>
  80
  81 #include <contrib/dev/acpica/include/acpi.h>
  82 #include <dev/acpica/acpivar.h>
  83
  84 #define WARMBOOT_TARGET         0
  85 #define WARMBOOT_OFF            (KERNBASE + 0x0467)
  86 #define WARMBOOT_SEG            (KERNBASE + 0x0469)
  87
  88 #define CMOS_REG                (0x70)
  89 #define CMOS_DATA               (0x71)
  90 #define BIOS_RESET              (0x0f)
  91 #define BIOS_WARM               (0x0a)
  92
  93 #define GiB(v)                  (v ## ULL << 30)
  94
  95 #define AP_BOOTPT_SZ            (PAGE_SIZE * 3)
  96
  97 extern  struct pcpu __pcpu[];
  98
  99 /* Temporary variables for init_secondary()  */
 100 char *doublefault_stack;
 101 char *mce_stack;
 102 char *nmi_stack;
 103 char *dbg_stack;
 104
 105 /*
 106  * Local data and functions.
 107  */
 108
 109 static int      start_ap(int apic_id);
 110
 111 static bool
 112 is_kernel_paddr(vm_paddr_t pa)
 113 {
 114
 115         return (pa >= trunc_2mpage(btext - KERNBASE) &&
 116            pa < round_page(_end - KERNBASE));
 117 }
 118
 119 static bool
 120 is_mpboot_good(vm_paddr_t start, vm_paddr_t end)
 121 {
 122
 123         return (start + AP_BOOTPT_SZ <= GiB(4) && atop(end) < Maxmem);
 124 }
 125
 126 /*
 127  * Calculate usable address in base memory for AP trampoline code.
 128  */
 129 void
 130 mp_bootaddress(vm_paddr_t *physmap, unsigned int *physmap_idx)
 131 {
 132         vm_paddr_t start, end;
 133         unsigned int i;
 134         bool allocated;
 135
 136         alloc_ap_trampoline(physmap, physmap_idx);
 137
 138         /*
 139          * Find a memory region big enough below the 4GB boundary to
 140          * store the initial page tables.  Region must be mapped by
 141          * the direct map.
 142          *
 143          * Note that it needs to be aligned to a page boundary.
 144          */
 145         allocated = false;
 146         for (i = *physmap_idx; i <= *physmap_idx; i -= 2) {
 147                 /*
 148                  * First, try to chomp at the start of the physmap region.
 149                  * Kernel binary might claim it already.
 150                  */
 151                 start = round_page(physmap[i]);
 152                 end = start + AP_BOOTPT_SZ;
 153                 if (start < end && end <= physmap[i + 1] &&
 154                     is_mpboot_good(start, end) &&
 155                     !is_kernel_paddr(start) && !is_kernel_paddr(end - 1)) {
 156                         allocated = true;
 157                         physmap[i] = end;
 158                         break;
 159                 }
 160
 161                 /*
 162                  * Second, try to chomp at the end.  Again, check
 163                  * against kernel.
 164                  */
 165                 end = trunc_page(physmap[i + 1]);
 166                 start = end - AP_BOOTPT_SZ;
 167                 if (start < end && start >= physmap[i] &&
 168                     is_mpboot_good(start, end) &&
 169                     !is_kernel_paddr(start) && !is_kernel_paddr(end - 1)) {
 170                         allocated = true;
 171                         physmap[i + 1] = start;
 172                         break;
 173                 }
 174         }
 175         if (allocated) {
 176                 mptramp_pagetables = start;
 177                 if (physmap[i] == physmap[i + 1] && *physmap_idx != 0) {
 178                         memmove(&physmap[i], &physmap[i + 2],
 179                             sizeof(*physmap) * (*physmap_idx - i + 2));
 180                         *physmap_idx -= 2;
 181                 }
 182         } else {
 183                 mptramp_pagetables = trunc_page(boot_address) - AP_BOOTPT_SZ;
 184                 if (bootverbose)
 185                         printf(
 186 "Cannot find enough space for the initial AP page tables, placing them at %#x",
 187                             mptramp_pagetables);
 188         }
 189 }
 190
 191 /*
 192  * Initialize the IPI handlers and start up the AP's.
 193  */
 194 void
 195 cpu_mp_start(void)
 196 {
 197         int i;
 198
 199         /* Initialize the logical ID to APIC ID table. */
 200         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
 201                 cpu_apic_ids[i] = -1;
 202         }
 203
 204         /* Install an inter-CPU IPI for TLB invalidation */
 205         if (pmap_pcid_enabled) {
 206                 if (invpcid_works) {
 207                         setidt(IPI_INVLTLB, pti ?
 208                             IDTVEC(invltlb_invpcid_pti_pti) :
 209                             IDTVEC(invltlb_invpcid_nopti), SDT_SYSIGT,
 210                             SEL_KPL, 0);
 211                         setidt(IPI_INVLPG, pti ? IDTVEC(invlpg_invpcid_pti) :
 212                             IDTVEC(invlpg_invpcid), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 213                         setidt(IPI_INVLRNG, pti ? IDTVEC(invlrng_invpcid_pti) :
 214                             IDTVEC(invlrng_invpcid), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 215                 } else {
 216                         setidt(IPI_INVLTLB, pti ? IDTVEC(invltlb_pcid_pti) :
 217                             IDTVEC(invltlb_pcid), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 218                         setidt(IPI_INVLPG, pti ? IDTVEC(invlpg_pcid_pti) :
 219                             IDTVEC(invlpg_pcid), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 220                         setidt(IPI_INVLRNG, pti ? IDTVEC(invlrng_pcid_pti) :
 221                             IDTVEC(invlrng_pcid), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 222                 }
 223         } else {
 224                 setidt(IPI_INVLTLB, pti ? IDTVEC(invltlb_pti) : IDTVEC(invltlb),
 225                     SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 226                 setidt(IPI_INVLPG, pti ? IDTVEC(invlpg_pti) : IDTVEC(invlpg),
 227                     SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 228                 setidt(IPI_INVLRNG, pti ? IDTVEC(invlrng_pti) : IDTVEC(invlrng),
 229                     SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 230         }
 231
 232         /* Install an inter-CPU IPI for cache invalidation. */
 233         setidt(IPI_INVLCACHE, pti ? IDTVEC(invlcache_pti) : IDTVEC(invlcache),
 234             SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 235
 236         /* Install an inter-CPU IPI for all-CPU rendezvous */
 237         setidt(IPI_RENDEZVOUS, pti ? IDTVEC(rendezvous_pti) :
 238             IDTVEC(rendezvous), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 239
 240         /* Install generic inter-CPU IPI handler */
 241         setidt(IPI_BITMAP_VECTOR, pti ? IDTVEC(ipi_intr_bitmap_handler_pti) :
 242             IDTVEC(ipi_intr_bitmap_handler), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 243
 244         /* Install an inter-CPU IPI for CPU stop/restart */
 245         setidt(IPI_STOP, pti ? IDTVEC(cpustop_pti) : IDTVEC(cpustop),
 246             SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 247
 248         /* Install an inter-CPU IPI for CPU suspend/resume */
 249         setidt(IPI_SUSPEND, pti ? IDTVEC(cpususpend_pti) : IDTVEC(cpususpend),
 250             SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 251
 252         /* Set boot_cpu_id if needed. */
 253         if (boot_cpu_id == -1) {
 254                 boot_cpu_id = PCPU_GET(apic_id);
 255                 cpu_info[boot_cpu_id].cpu_bsp = 1;
 256         } else
 257                 KASSERT(boot_cpu_id == PCPU_GET(apic_id),
 258                     ("BSP's APIC ID doesn't match boot_cpu_id"));
 259
 260         /* Probe logical/physical core configuration. */
 261         topo_probe();
 262
 263         assign_cpu_ids();
 264
 265         /* Start each Application Processor */
 266         init_ops.start_all_aps();
 267
 268         set_interrupt_apic_ids();
 269 }
 270
 271
 272 /*
 273  * AP CPU's call this to initialize themselves.
 274  */
 275 void
 276 init_secondary(void)
 277 {
 278         struct pcpu *pc;
 279         struct nmi_pcpu *np;
 280         u_int64_t cr0;
 281         int cpu, gsel_tss, x;
 282         struct region_descriptor ap_gdt;
 283
 284         /* Set by the startup code for us to use */
 285         cpu = bootAP;
 286
 287         /* Update microcode before doing anything else. */
 288         ucode_load_ap(cpu);
 289
 290         /* Init tss */
 291         common_tss[cpu] = common_tss[0];
 292         common_tss[cpu].tss_iobase = sizeof(struct amd64tss) +
 293             IOPERM_BITMAP_SIZE;
 294         common_tss[cpu].tss_ist1 = (long)&doublefault_stack[PAGE_SIZE];
 295
 296         /* The NMI stack runs on IST2. */
 297         np = ((struct nmi_pcpu *) &nmi_stack[PAGE_SIZE]) - 1;
 298         common_tss[cpu].tss_ist2 = (long) np;
 299
 300         /* The MC# stack runs on IST3. */
 301         np = ((struct nmi_pcpu *) &mce_stack[PAGE_SIZE]) - 1;
 302         common_tss[cpu].tss_ist3 = (long) np;
 303
 304         /* The DB# stack runs on IST4. */
 305         np = ((struct nmi_pcpu *) &dbg_stack[PAGE_SIZE]) - 1;
 306         common_tss[cpu].tss_ist4 = (long) np;
 307
 308         /* Prepare private GDT */
 309         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (long) &common_tss[cpu];
 310         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
 311                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1) &&
 312                     x != GUSERLDT_SEL && x != (GUSERLDT_SEL + 1))
 313                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[NGDT * cpu + x]);
 314         }
 315         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
 316             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[NGDT * cpu + GPROC0_SEL]);
 317         ap_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
 318         ap_gdt.rd_base =  (long) &gdt[NGDT * cpu];
 319         lgdt(&ap_gdt);                  /* does magic intra-segment return */
 320
 321         /* Get per-cpu data */
 322         pc = &__pcpu[cpu];
 323
 324         /* prime data page for it to use */
 325         pcpu_init(pc, cpu, sizeof(struct pcpu));
 326         dpcpu_init(dpcpu, cpu);
 327         pc->pc_apic_id = cpu_apic_ids[cpu];
 328         pc->pc_prvspace = pc;
 329         pc->pc_curthread = 0;
 330         pc->pc_tssp = &common_tss[cpu];
 331         pc->pc_commontssp = &common_tss[cpu];
 332         pc->pc_rsp0 = 0;
 333         pc->pc_pti_rsp0 = (((vm_offset_t)&pc->pc_pti_stack +
 334             PC_PTI_STACK_SZ * sizeof(uint64_t)) & ~0xful);
 335         pc->pc_tss = (struct system_segment_descriptor *)&gdt[NGDT * cpu +
 336             GPROC0_SEL];
 337         pc->pc_fs32p = &gdt[NGDT * cpu + GUFS32_SEL];
 338         pc->pc_gs32p = &gdt[NGDT * cpu + GUGS32_SEL];
 339         pc->pc_ldt = (struct system_segment_descriptor *)&gdt[NGDT * cpu +
 340             GUSERLDT_SEL];
 341         /* See comment in pmap_bootstrap(). */
 342         pc->pc_pcid_next = PMAP_PCID_KERN + 2;
 343         pc->pc_pcid_gen = 1;
 344         common_tss[cpu].tss_rsp0 = 0;
 345
 346         /* Save the per-cpu pointer for use by the NMI handler. */
 347         np = ((struct nmi_pcpu *) &nmi_stack[PAGE_SIZE]) - 1;
 348         np->np_pcpu = (register_t) pc;
 349
 350         /* Save the per-cpu pointer for use by the MC# handler. */
 351         np = ((struct nmi_pcpu *) &mce_stack[PAGE_SIZE]) - 1;
 352         np->np_pcpu = (register_t) pc;
 353
 354         /* Save the per-cpu pointer for use by the DB# handler. */
 355         np = ((struct nmi_pcpu *) &dbg_stack[PAGE_SIZE]) - 1;
 356         np->np_pcpu = (register_t) pc;
 357
 358         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
 359         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
 360         wrmsr(MSR_KGSBASE, (u_int64_t)pc);      /* XXX User value while we're in the kernel */
 361         fix_cpuid();
 362
 363         lidt(&r_idt);
 364
 365         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
 366         ltr(gsel_tss);
 367
 368         /*
 369          * Set to a known state:
 370          * Set by mpboot.s: CR0_PG, CR0_PE
 371          * Set by cpu_setregs: CR0_NE, CR0_MP, CR0_TS, CR0_WP, CR0_AM
 372          */
 373         cr0 = rcr0();
 374         cr0 &= ~(CR0_CD | CR0_NW | CR0_EM);
 375         load_cr0(cr0);
 376
 377         amd64_conf_fast_syscall();
 378
 379         /* signal our startup to the BSP. */
 380         mp_naps++;
 381
 382         /* Spin until the BSP releases the AP's. */
 383         while (atomic_load_acq_int(&aps_ready) == 0)
 384                 ia32_pause();
 385
 386         init_secondary_tail();
 387 }
 388
 389 /*******************************************************************
 390  * local functions and data
 391  */
 392
 393 #ifdef NUMA
 394 static void
 395 mp_realloc_pcpu(int cpuid, int domain)
 396 {
 397         vm_page_t m;
 398         vm_offset_t oa, na;
 399
 400         oa = (vm_offset_t)&__pcpu[cpuid];
 401         if (_vm_phys_domain(pmap_kextract(oa)) == domain)
 402                 return;
 403         m = vm_page_alloc_domain(NULL, 0, domain,
 404             VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_ZERO);
 405         na = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
 406         pagecopy((void *)oa, (void *)na);
 407         pmap_enter(kernel_pmap, oa, m, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE, 0, 0);
 408         /* XXX old pcpu page leaked. */
 409 }
 410 #endif
 411
 412 /*
 413  * start each AP in our list
 414  */
 415 int
 416 native_start_all_aps(void)
 417 {
 418         u_int64_t *pt4, *pt3, *pt2;
 419         u_int32_t mpbioswarmvec;
 420         int apic_id, cpu, domain, i;
 421         u_char mpbiosreason;
 422
 423         mtx_init(&ap_boot_mtx, "ap boot", NULL, MTX_SPIN);
 424
 425         /* copy the AP 1st level boot code */
 426         bcopy(mptramp_start, (void *)PHYS_TO_DMAP(boot_address), bootMP_size);
 427
 428         /* Locate the page tables, they'll be below the trampoline */
 429         pt4 = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(mptramp_pagetables);
 430         pt3 = pt4 + (PAGE_SIZE) / sizeof(u_int64_t);
 431         pt2 = pt3 + (PAGE_SIZE) / sizeof(u_int64_t);
 432
 433         /* Create the initial 1GB replicated page tables */
 434         for (i = 0; i < 512; i++) {
 435                 /* Each slot of the level 4 pages points to the same level 3 page */
 436                 pt4[i] = (u_int64_t)(uintptr_t)(mptramp_pagetables + PAGE_SIZE);
 437                 pt4[i] |= PG_V | PG_RW | PG_U;
 438
 439                 /* Each slot of the level 3 pages points to the same level 2 page */
 440                 pt3[i] = (u_int64_t)(uintptr_t)(mptramp_pagetables + (2 * PAGE_SIZE));
 441                 pt3[i] |= PG_V | PG_RW | PG_U;
 442
 443                 /* The level 2 page slots are mapped with 2MB pages for 1GB. */
 444                 pt2[i] = i * (2 * 1024 * 1024);
 445                 pt2[i] |= PG_V | PG_RW | PG_PS | PG_U;
 446         }
 447
 448         /* save the current value of the warm-start vector */
 449         mpbioswarmvec = *((u_int32_t *) WARMBOOT_OFF);
 450         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
 451         mpbiosreason = inb(CMOS_DATA);
 452
 453         /* setup a vector to our boot code */
 454         *((volatile u_short *) WARMBOOT_OFF) = WARMBOOT_TARGET;
 455         *((volatile u_short *) WARMBOOT_SEG) = (boot_address >> 4);
 456         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
 457         outb(CMOS_DATA, BIOS_WARM);     /* 'warm-start' */
 458
 459         /* Relocate pcpu areas to the correct domain. */
 460 #ifdef NUMA
 461         if (vm_ndomains > 1)
 462                 for (cpu = 1; cpu < mp_ncpus; cpu++) {
 463                         apic_id = cpu_apic_ids[cpu];
 464                         domain = acpi_pxm_get_cpu_locality(apic_id);
 465                         mp_realloc_pcpu(cpu, domain);
 466                 }
 467 #endif
 468
 469         /* start each AP */
 470         domain = 0;
 471         for (cpu = 1; cpu < mp_ncpus; cpu++) {
 472                 apic_id = cpu_apic_ids[cpu];
 473 #ifdef NUMA
 474                 if (vm_ndomains > 1)
 475                         domain = acpi_pxm_get_cpu_locality(apic_id);
 476 #endif
 477                 /* allocate and set up an idle stack data page */
 478                 bootstacks[cpu] = (void *)kmem_malloc_domainset(
 479                     DOMAINSET_FIXED(domain), kstack_pages * PAGE_SIZE,
 480                     M_WAITOK | M_ZERO);
 481                 doublefault_stack = (char *)kmem_malloc_domainset(
 482                     DOMAINSET_FIXED(domain), PAGE_SIZE, M_WAITOK | M_ZERO);
 483                 mce_stack = (char *)kmem_malloc_domainset(
 484                     DOMAINSET_FIXED(domain), PAGE_SIZE, M_WAITOK | M_ZERO);
 485                 nmi_stack = (char *)kmem_malloc_domainset(
 486                     DOMAINSET_FIXED(domain), PAGE_SIZE, M_WAITOK | M_ZERO);
 487                 dbg_stack = (char *)kmem_malloc_domainset(
 488                     DOMAINSET_FIXED(domain), PAGE_SIZE, M_WAITOK | M_ZERO);
 489                 dpcpu = (void *)kmem_malloc_domainset(DOMAINSET_FIXED(domain),
 490                     DPCPU_SIZE, M_WAITOK | M_ZERO);
 491
 492                 bootSTK = (char *)bootstacks[cpu] +
 493                     kstack_pages * PAGE_SIZE - 8;
 494                 bootAP = cpu;
 495
 496                 /* attempt to start the Application Processor */
 497                 if (!start_ap(apic_id)) {
 498                         /* restore the warmstart vector */
 499                         *(u_int32_t *) WARMBOOT_OFF = mpbioswarmvec;
 500                         panic("AP #%d (PHY# %d) failed!", cpu, apic_id);
 501                 }
 502
 503                 CPU_SET(cpu, &all_cpus);        /* record AP in CPU map */
 504         }
 505
 506         /* restore the warmstart vector */
 507         *(u_int32_t *) WARMBOOT_OFF = mpbioswarmvec;
 508
 509         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
 510         outb(CMOS_DATA, mpbiosreason);
 511
 512         /* number of APs actually started */
 513         return mp_naps;
 514 }
 515
 516
 517 /*
 518  * This function starts the AP (application processor) identified
 519  * by the APIC ID 'physicalCpu'.  It does quite a "song and dance"
 520  * to accomplish this.  This is necessary because of the nuances
 521  * of the different hardware we might encounter.  It isn't pretty,
 522  * but it seems to work.
 523  */
 524 static int
 525 start_ap(int apic_id)
 526 {
 527         int vector, ms;
 528         int cpus;
 529
 530         /* calculate the vector */
 531         vector = (boot_address >> 12) & 0xff;
 532
 533         /* used as a watchpoint to signal AP startup */
 534         cpus = mp_naps;
 535
 536         ipi_startup(apic_id, vector);
 537
 538         /* Wait up to 5 seconds for it to start. */
 539         for (ms = 0; ms < 5000; ms++) {
 540                 if (mp_naps > cpus)
 541                         return 1;       /* return SUCCESS */
 542                 DELAY(1000);
 543         }
 544         return 0;               /* return FAILURE */
 545 }
 546
 547 void
 548 invltlb_invpcid_handler(void)
 549 {
 550         struct invpcid_descr d;
 551         uint32_t generation;
 552
 553 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
 554         xhits_gbl[PCPU_GET(cpuid)]++;
 555 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
 556 #ifdef COUNT_IPIS
 557         (*ipi_invltlb_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
 558 #endif /* COUNT_IPIS */
 559
 560         generation = smp_tlb_generation;
 561         d.pcid = smp_tlb_pmap->pm_pcids[PCPU_GET(cpuid)].pm_pcid;
 562         d.pad = 0;
 563         d.addr = 0;
 564         invpcid(&d, smp_tlb_pmap == kernel_pmap ? INVPCID_CTXGLOB :
 565             INVPCID_CTX);
 566         PCPU_SET(smp_tlb_done, generation);
 567 }
 568
 569 void
 570 invltlb_invpcid_pti_handler(void)
 571 {
 572         struct invpcid_descr d;
 573         uint32_t generation;
 574
 575 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
 576         xhits_gbl[PCPU_GET(cpuid)]++;
 577 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
 578 #ifdef COUNT_IPIS
 579         (*ipi_invltlb_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
 580 #endif /* COUNT_IPIS */
 581
 582         generation = smp_tlb_generation;
 583         d.pcid = smp_tlb_pmap->pm_pcids[PCPU_GET(cpuid)].pm_pcid;
 584         d.pad = 0;
 585         d.addr = 0;
 586         if (smp_tlb_pmap == kernel_pmap) {
 587                 /*
 588                  * This invalidation actually needs to clear kernel
 589                  * mappings from the TLB in the current pmap, but
 590                  * since we were asked for the flush in the kernel
 591                  * pmap, achieve it by performing global flush.
 592                  */
 593                 invpcid(&d, INVPCID_CTXGLOB);
 594         } else {
 595                 invpcid(&d, INVPCID_CTX);
 596                 d.pcid |= PMAP_PCID_USER_PT;
 597                 invpcid(&d, INVPCID_CTX);
 598         }
 599         PCPU_SET(smp_tlb_done, generation);
 600 }
 601
 602 void
 603 invltlb_pcid_handler(void)
 604 {
 605         uint64_t kcr3, ucr3;
 606         uint32_t generation, pcid;
 607
 608 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
 609         xhits_gbl[PCPU_GET(cpuid)]++;
 610 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
 611 #ifdef COUNT_IPIS
 612         (*ipi_invltlb_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
 613 #endif /* COUNT_IPIS */
 614
 615         generation = smp_tlb_generation;        /* Overlap with serialization */
 616         if (smp_tlb_pmap == kernel_pmap) {
 617                 invltlb_glob();
 618         } else {
 619                 /*
 620                  * The current pmap might not be equal to
 621                  * smp_tlb_pmap.  The clearing of the pm_gen in
 622                  * pmap_invalidate_all() takes care of TLB
 623                  * invalidation when switching to the pmap on this
 624                  * CPU.
 625                  */
 626                 if (PCPU_GET(curpmap) == smp_tlb_pmap) {
 627                         pcid = smp_tlb_pmap->pm_pcids[PCPU_GET(cpuid)].pm_pcid;
 628                         kcr3 = smp_tlb_pmap->pm_cr3 | pcid;
 629                         ucr3 = smp_tlb_pmap->pm_ucr3;
 630                         if (ucr3 != PMAP_NO_CR3) {
 631                                 ucr3 |= PMAP_PCID_USER_PT | pcid;
 632                                 pmap_pti_pcid_invalidate(ucr3, kcr3);
 633                         } else
 634                                 load_cr3(kcr3);
 635                 }
 636         }
 637         PCPU_SET(smp_tlb_done, generation);
 638 }
 639
 640 void
 641 invlpg_invpcid_handler(void)
 642 {
 643         struct invpcid_descr d;
 644         uint32_t generation;
 645
 646 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
 647         xhits_pg[PCPU_GET(cpuid)]++;
 648 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
 649 #ifdef COUNT_IPIS
 650         (*ipi_invlpg_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
 651 #endif /* COUNT_IPIS */
 652
 653         generation = smp_tlb_generation;        /* Overlap with serialization */
 654         invlpg(smp_tlb_addr1);
 655         if (smp_tlb_pmap->pm_ucr3 != PMAP_NO_CR3) {
 656                 d.pcid = smp_tlb_pmap->pm_pcids[PCPU_GET(cpuid)].pm_pcid |
 657                     PMAP_PCID_USER_PT;
 658                 d.pad = 0;
 659                 d.addr = smp_tlb_addr1;
 660                 invpcid(&d, INVPCID_ADDR);
 661         }
 662         PCPU_SET(smp_tlb_done, generation);
 663 }
 664
 665 void
 666 invlpg_pcid_handler(void)
 667 {
 668         uint64_t kcr3, ucr3;
 669         uint32_t generation;
 670         uint32_t pcid;
 671
 672 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
 673         xhits_pg[PCPU_GET(cpuid)]++;
 674 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
 675 #ifdef COUNT_IPIS
 676         (*ipi_invlpg_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
 677 #endif /* COUNT_IPIS */
 678
 679         generation = smp_tlb_generation;        /* Overlap with serialization */
 680         invlpg(smp_tlb_addr1);
 681         if (smp_tlb_pmap == PCPU_GET(curpmap) &&
 682             (ucr3 = smp_tlb_pmap->pm_ucr3) != PMAP_NO_CR3) {
 683                 pcid = smp_tlb_pmap->pm_pcids[PCPU_GET(cpuid)].pm_pcid;
 684                 kcr3 = smp_tlb_pmap->pm_cr3 | pcid | CR3_PCID_SAVE;
 685                 ucr3 |= pcid | PMAP_PCID_USER_PT | CR3_PCID_SAVE;
 686                 pmap_pti_pcid_invlpg(ucr3, kcr3, smp_tlb_addr1);
 687         }
 688         PCPU_SET(smp_tlb_done, generation);
 689 }
 690
 691 void
 692 invlrng_invpcid_handler(void)
 693 {
 694         struct invpcid_descr d;
 695         vm_offset_t addr, addr2;
 696         uint32_t generation;
 697
 698 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
 699         xhits_rng[PCPU_GET(cpuid)]++;
 700 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
 701 #ifdef COUNT_IPIS
 702         (*ipi_invlrng_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
 703 #endif /* COUNT_IPIS */
 704
 705         addr = smp_tlb_addr1;
 706         addr2 = smp_tlb_addr2;
 707         generation = smp_tlb_generation;        /* Overlap with serialization */
 708         do {
 709                 invlpg(addr);
 710                 addr += PAGE_SIZE;
 711         } while (addr < addr2);
 712         if (smp_tlb_pmap->pm_ucr3 != PMAP_NO_CR3) {
 713                 d.pcid = smp_tlb_pmap->pm_pcids[PCPU_GET(cpuid)].pm_pcid |
 714                     PMAP_PCID_USER_PT;
 715                 d.pad = 0;
 716                 d.addr = smp_tlb_addr1;
 717                 do {
 718                         invpcid(&d, INVPCID_ADDR);
 719                         d.addr += PAGE_SIZE;
 720                 } while (d.addr < addr2);
 721         }
 722         PCPU_SET(smp_tlb_done, generation);
 723 }
 724
 725 void
 726 invlrng_pcid_handler(void)
 727 {
 728         vm_offset_t addr, addr2;
 729         uint64_t kcr3, ucr3;
 730         uint32_t generation;
 731         uint32_t pcid;
 732
 733 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
 734         xhits_rng[PCPU_GET(cpuid)]++;
 735 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
 736 #ifdef COUNT_IPIS
 737         (*ipi_invlrng_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
 738 #endif /* COUNT_IPIS */
 739
 740         addr = smp_tlb_addr1;
 741         addr2 = smp_tlb_addr2;
 742         generation = smp_tlb_generation;        /* Overlap with serialization */
 743         do {
 744                 invlpg(addr);
 745                 addr += PAGE_SIZE;
 746         } while (addr < addr2);
 747         if (smp_tlb_pmap == PCPU_GET(curpmap) &&
 748             (ucr3 = smp_tlb_pmap->pm_ucr3) != PMAP_NO_CR3) {
 749                 pcid = smp_tlb_pmap->pm_pcids[PCPU_GET(cpuid)].pm_pcid;
 750                 kcr3 = smp_tlb_pmap->pm_cr3 | pcid | CR3_PCID_SAVE;
 751                 ucr3 |= pcid | PMAP_PCID_USER_PT | CR3_PCID_SAVE;
 752                 pmap_pti_pcid_invlrng(ucr3, kcr3, smp_tlb_addr1, addr2);
 753         }
 754         PCPU_SET(smp_tlb_done, generation);
 755 }