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 /* Temporary variables for init_secondary()  */
  98 char *doublefault_stack;
  99 char *mce_stack;
 100 char *nmi_stack;
 101 char *dbg_stack;
 102
 103 /*
 104  * Local data and functions.
 105  */
 106
 107 static int      start_ap(int apic_id);
 108
 109 static bool
 110 is_kernel_paddr(vm_paddr_t pa)
 111 {
 112
 113         return (pa >= trunc_2mpage(btext - KERNBASE) &&
 114            pa < round_page(_end - KERNBASE));
 115 }
 116
 117 static bool
 118 is_mpboot_good(vm_paddr_t start, vm_paddr_t end)
 119 {
 120
 121         return (start + AP_BOOTPT_SZ <= GiB(4) && atop(end) < Maxmem);
 122 }
 123
 124 /*
 125  * Calculate usable address in base memory for AP trampoline code.
 126  */
 127 void
 128 mp_bootaddress(vm_paddr_t *physmap, unsigned int *physmap_idx)
 129 {
 130         vm_paddr_t start, end;
 131         unsigned int i;
 132         bool allocated;
 133
 134         alloc_ap_trampoline(physmap, physmap_idx);
 135
 136         /*
 137          * Find a memory region big enough below the 4GB boundary to
 138          * store the initial page tables.  Region must be mapped by
 139          * the direct map.
 140          *
 141          * Note that it needs to be aligned to a page boundary.
 142          */
 143         allocated = false;
 144         for (i = *physmap_idx; i <= *physmap_idx; i -= 2) {
 145                 /*
 146                  * First, try to chomp at the start of the physmap region.
 147                  * Kernel binary might claim it already.
 148                  */
 149                 start = round_page(physmap[i]);
 150                 end = start + AP_BOOTPT_SZ;
 151                 if (start < end && end <= physmap[i + 1] &&
 152                     is_mpboot_good(start, end) &&
 153                     !is_kernel_paddr(start) && !is_kernel_paddr(end - 1)) {
 154                         allocated = true;
 155                         physmap[i] = end;
 156                         break;
 157                 }
 158
 159                 /*
 160                  * Second, try to chomp at the end.  Again, check
 161                  * against kernel.
 162                  */
 163                 end = trunc_page(physmap[i + 1]);
 164                 start = end - AP_BOOTPT_SZ;
 165                 if (start < end && start >= physmap[i] &&
 166                     is_mpboot_good(start, end) &&
 167                     !is_kernel_paddr(start) && !is_kernel_paddr(end - 1)) {
 168                         allocated = true;
 169                         physmap[i + 1] = start;
 170                         break;
 171                 }
 172         }
 173         if (allocated) {
 174                 mptramp_pagetables = start;
 175                 if (physmap[i] == physmap[i + 1] && *physmap_idx != 0) {
 176                         memmove(&physmap[i], &physmap[i + 2],
 177                             sizeof(*physmap) * (*physmap_idx - i + 2));
 178                         *physmap_idx -= 2;
 179                 }
 180         } else {
 181                 mptramp_pagetables = trunc_page(boot_address) - AP_BOOTPT_SZ;
 182                 if (bootverbose)
 183                         printf(
 184 "Cannot find enough space for the initial AP page tables, placing them at %#x",
 185                             mptramp_pagetables);
 186         }
 187 }
 188
 189 /*
 190  * Initialize the IPI handlers and start up the AP's.
 191  */
 192 void
 193 cpu_mp_start(void)
 194 {
 195         int i;
 196
 197         /* Initialize the logical ID to APIC ID table. */
 198         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
 199                 cpu_apic_ids[i] = -1;
 200         }
 201
 202         /* Install an inter-CPU IPI for TLB invalidation */
 203         if (pmap_pcid_enabled) {
 204                 if (invpcid_works) {
 205                         setidt(IPI_INVLTLB, pti ?
 206                             IDTVEC(invltlb_invpcid_pti_pti) :
 207                             IDTVEC(invltlb_invpcid_nopti), SDT_SYSIGT,
 208                             SEL_KPL, 0);
 209                         setidt(IPI_INVLPG, pti ? IDTVEC(invlpg_invpcid_pti) :
 210                             IDTVEC(invlpg_invpcid), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 211                         setidt(IPI_INVLRNG, pti ? IDTVEC(invlrng_invpcid_pti) :
 212                             IDTVEC(invlrng_invpcid), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 213                 } else {
 214                         setidt(IPI_INVLTLB, pti ? IDTVEC(invltlb_pcid_pti) :
 215                             IDTVEC(invltlb_pcid), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 216                         setidt(IPI_INVLPG, pti ? IDTVEC(invlpg_pcid_pti) :
 217                             IDTVEC(invlpg_pcid), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 218                         setidt(IPI_INVLRNG, pti ? IDTVEC(invlrng_pcid_pti) :
 219                             IDTVEC(invlrng_pcid), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 220                 }
 221         } else {
 222                 setidt(IPI_INVLTLB, pti ? IDTVEC(invltlb_pti) : IDTVEC(invltlb),
 223                     SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 224                 setidt(IPI_INVLPG, pti ? IDTVEC(invlpg_pti) : IDTVEC(invlpg),
 225                     SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 226                 setidt(IPI_INVLRNG, pti ? IDTVEC(invlrng_pti) : IDTVEC(invlrng),
 227                     SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 228         }
 229
 230         /* Install an inter-CPU IPI for cache invalidation. */
 231         setidt(IPI_INVLCACHE, pti ? IDTVEC(invlcache_pti) : IDTVEC(invlcache),
 232             SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 233
 234         /* Install an inter-CPU IPI for all-CPU rendezvous */
 235         setidt(IPI_RENDEZVOUS, pti ? IDTVEC(rendezvous_pti) :
 236             IDTVEC(rendezvous), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 237
 238         /* Install generic inter-CPU IPI handler */
 239         setidt(IPI_BITMAP_VECTOR, pti ? IDTVEC(ipi_intr_bitmap_handler_pti) :
 240             IDTVEC(ipi_intr_bitmap_handler), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 241
 242         /* Install an inter-CPU IPI for CPU stop/restart */
 243         setidt(IPI_STOP, pti ? IDTVEC(cpustop_pti) : IDTVEC(cpustop),
 244             SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 245
 246         /* Install an inter-CPU IPI for CPU suspend/resume */
 247         setidt(IPI_SUSPEND, pti ? IDTVEC(cpususpend_pti) : IDTVEC(cpususpend),
 248             SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 249
 250         /* Set boot_cpu_id if needed. */
 251         if (boot_cpu_id == -1) {
 252                 boot_cpu_id = PCPU_GET(apic_id);
 253                 cpu_info[boot_cpu_id].cpu_bsp = 1;
 254         } else
 255                 KASSERT(boot_cpu_id == PCPU_GET(apic_id),
 256                     ("BSP's APIC ID doesn't match boot_cpu_id"));
 257
 258         /* Probe logical/physical core configuration. */
 259         topo_probe();
 260
 261         assign_cpu_ids();
 262
 263         /* Start each Application Processor */
 264         init_ops.start_all_aps();
 265
 266         set_interrupt_apic_ids();
 267 }
 268
 269
 270 /*
 271  * AP CPU's call this to initialize themselves.
 272  */
 273 void
 274 init_secondary(void)
 275 {
 276         struct pcpu *pc;
 277         struct nmi_pcpu *np;
 278         struct user_segment_descriptor *gdt;
 279         struct region_descriptor ap_gdt;
 280         u_int64_t cr0;
 281         int cpu, gsel_tss, x;
 282
 283         /* Set by the startup code for us to use */
 284         cpu = bootAP;
 285
 286         /* Update microcode before doing anything else. */
 287         ucode_load_ap(cpu);
 288
 289         /* Get per-cpu data and save  */
 290         pc = &__pcpu[cpu];
 291
 292         /* prime data page for it to use */
 293         pcpu_init(pc, cpu, sizeof(struct pcpu));
 294         dpcpu_init(dpcpu, cpu);
 295         pc->pc_apic_id = cpu_apic_ids[cpu];
 296         pc->pc_prvspace = pc;
 297         pc->pc_curthread = 0;
 298         pc->pc_tssp = &pc->pc_common_tss;
 299         pc->pc_rsp0 = 0;
 300         pc->pc_pti_rsp0 = (((vm_offset_t)&pc->pc_pti_stack +
 301             PC_PTI_STACK_SZ * sizeof(uint64_t)) & ~0xful);
 302         gdt = pc->pc_gdt;
 303         pc->pc_tss = (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL];
 304         pc->pc_fs32p = &gdt[GUFS32_SEL];
 305         pc->pc_gs32p = &gdt[GUGS32_SEL];
 306         pc->pc_ldt = (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GUSERLDT_SEL];
 307         /* See comment in pmap_bootstrap(). */
 308         pc->pc_pcid_next = PMAP_PCID_KERN + 2;
 309         pc->pc_pcid_gen = 1;
 310
 311         /* Init tss */
 312         pc->pc_common_tss = __pcpu[0].pc_common_tss;
 313         pc->pc_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct amd64tss) +
 314             IOPERM_BITMAP_SIZE;
 315         pc->pc_common_tss.tss_rsp0 = 0;
 316
 317         /* The doublefault stack runs on IST1. */
 318         np = ((struct nmi_pcpu *)&doublefault_stack[PAGE_SIZE]) - 1;
 319         np->np_pcpu = (register_t)pc;
 320         pc->pc_common_tss.tss_ist1 = (long)np;
 321
 322         /* The NMI stack runs on IST2. */
 323         np = ((struct nmi_pcpu *) &nmi_stack[PAGE_SIZE]) - 1;
 324         np->np_pcpu = (register_t)pc;
 325         pc->pc_common_tss.tss_ist2 = (long)np;
 326
 327         /* The MC# stack runs on IST3. */
 328         np = ((struct nmi_pcpu *) &mce_stack[PAGE_SIZE]) - 1;
 329         np->np_pcpu = (register_t)pc;
 330         pc->pc_common_tss.tss_ist3 = (long)np;
 331
 332         /* The DB# stack runs on IST4. */
 333         np = ((struct nmi_pcpu *) &dbg_stack[PAGE_SIZE]) - 1;
 334         np->np_pcpu = (register_t)pc;
 335         pc->pc_common_tss.tss_ist4 = (long)np;
 336
 337         /* Prepare private GDT */
 338         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (long)&pc->pc_common_tss;
 339         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
 340                 if (x != GPROC0_SEL && x != GPROC0_SEL + 1 &&
 341                     x != GUSERLDT_SEL && x != GUSERLDT_SEL + 1)
 342                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
 343         }
 344         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
 345             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
 346         ap_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
 347         ap_gdt.rd_base = (u_long)gdt;
 348         lgdt(&ap_gdt);                  /* does magic intra-segment return */
 349
 350         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
 351         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
 352         wrmsr(MSR_KGSBASE, (u_int64_t)pc);      /* XXX User value while we're in the kernel */
 353         fix_cpuid();
 354
 355         lidt(&r_idt);
 356
 357         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
 358         ltr(gsel_tss);
 359
 360         /*
 361          * Set to a known state:
 362          * Set by mpboot.s: CR0_PG, CR0_PE
 363          * Set by cpu_setregs: CR0_NE, CR0_MP, CR0_TS, CR0_WP, CR0_AM
 364          */
 365         cr0 = rcr0();
 366         cr0 &= ~(CR0_CD | CR0_NW | CR0_EM);
 367         load_cr0(cr0);
 368
 369         amd64_conf_fast_syscall();
 370
 371         /* signal our startup to the BSP. */
 372         mp_naps++;
 373
 374         /* Spin until the BSP releases the AP's. */
 375         while (atomic_load_acq_int(&aps_ready) == 0)
 376                 ia32_pause();
 377
 378         init_secondary_tail();
 379 }
 380
 381 /*******************************************************************
 382  * local functions and data
 383  */
 384
 385 #ifdef NUMA
 386 static void
 387 mp_realloc_pcpu(int cpuid, int domain)
 388 {
 389         vm_page_t m;
 390         vm_offset_t oa, na;
 391
 392         oa = (vm_offset_t)&__pcpu[cpuid];
 393         if (_vm_phys_domain(pmap_kextract(oa)) == domain)
 394                 return;
 395         m = vm_page_alloc_domain(NULL, 0, domain,
 396             VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_NOOBJ);
 397         if (m == NULL)
 398                 return;
 399         na = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
 400         pagecopy((void *)oa, (void *)na);
 401         pmap_qenter((vm_offset_t)&__pcpu[cpuid], &m, 1);
 402         /* XXX old pcpu page leaked. */
 403 }
 404 #endif
 405
 406 /*
 407  * start each AP in our list
 408  */
 409 int
 410 native_start_all_aps(void)
 411 {
 412         u_int64_t *pt4, *pt3, *pt2;
 413         u_int32_t mpbioswarmvec;
 414         int apic_id, cpu, domain, i;
 415         u_char mpbiosreason;
 416
 417         mtx_init(&ap_boot_mtx, "ap boot", NULL, MTX_SPIN);
 418
 419         /* copy the AP 1st level boot code */
 420         bcopy(mptramp_start, (void *)PHYS_TO_DMAP(boot_address), bootMP_size);
 421
 422         /* Locate the page tables, they'll be below the trampoline */
 423         pt4 = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(mptramp_pagetables);
 424         pt3 = pt4 + (PAGE_SIZE) / sizeof(u_int64_t);
 425         pt2 = pt3 + (PAGE_SIZE) / sizeof(u_int64_t);
 426
 427         /* Create the initial 1GB replicated page tables */
 428         for (i = 0; i < 512; i++) {
 429                 /* Each slot of the level 4 pages points to the same level 3 page */
 430                 pt4[i] = (u_int64_t)(uintptr_t)(mptramp_pagetables + PAGE_SIZE);
 431                 pt4[i] |= PG_V | PG_RW | PG_U;
 432
 433                 /* Each slot of the level 3 pages points to the same level 2 page */
 434                 pt3[i] = (u_int64_t)(uintptr_t)(mptramp_pagetables + (2 * PAGE_SIZE));
 435                 pt3[i] |= PG_V | PG_RW | PG_U;
 436
 437                 /* The level 2 page slots are mapped with 2MB pages for 1GB. */
 438                 pt2[i] = i * (2 * 1024 * 1024);
 439                 pt2[i] |= PG_V | PG_RW | PG_PS | PG_U;
 440         }
 441
 442         /* save the current value of the warm-start vector */
 443         mpbioswarmvec = *((u_int32_t *) WARMBOOT_OFF);
 444         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
 445         mpbiosreason = inb(CMOS_DATA);
 446
 447         /* setup a vector to our boot code */
 448         *((volatile u_short *) WARMBOOT_OFF) = WARMBOOT_TARGET;
 449         *((volatile u_short *) WARMBOOT_SEG) = (boot_address >> 4);
 450         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
 451         outb(CMOS_DATA, BIOS_WARM);     /* 'warm-start' */
 452
 453         /* Relocate pcpu areas to the correct domain. */
 454 #ifdef NUMA
 455         if (vm_ndomains > 1)
 456                 for (cpu = 1; cpu < mp_ncpus; cpu++) {
 457                         apic_id = cpu_apic_ids[cpu];
 458                         domain = acpi_pxm_get_cpu_locality(apic_id);
 459                         mp_realloc_pcpu(cpu, domain);
 460                 }
 461 #endif
 462
 463         /* start each AP */
 464         domain = 0;
 465         for (cpu = 1; cpu < mp_ncpus; cpu++) {
 466                 apic_id = cpu_apic_ids[cpu];
 467 #ifdef NUMA
 468                 if (vm_ndomains > 1)
 469                         domain = acpi_pxm_get_cpu_locality(apic_id);
 470 #endif
 471                 /* allocate and set up an idle stack data page */
 472                 bootstacks[cpu] = (void *)kmem_malloc(kstack_pages * PAGE_SIZE,
 473                     M_WAITOK | M_ZERO);
 474                 doublefault_stack = (char *)kmem_malloc(PAGE_SIZE, M_WAITOK |
 475                     M_ZERO);
 476                 mce_stack = (char *)kmem_malloc(PAGE_SIZE, M_WAITOK | M_ZERO);
 477                 nmi_stack = (char *)kmem_malloc_domainset(
 478                     DOMAINSET_PREF(domain), PAGE_SIZE, M_WAITOK | M_ZERO);
 479                 dbg_stack = (char *)kmem_malloc_domainset(
 480                     DOMAINSET_PREF(domain), PAGE_SIZE, M_WAITOK | M_ZERO);
 481                 dpcpu = (void *)kmem_malloc_domainset(DOMAINSET_PREF(domain),
 482                     DPCPU_SIZE, M_WAITOK | M_ZERO);
 483
 484                 bootSTK = (char *)bootstacks[cpu] +
 485                     kstack_pages * PAGE_SIZE - 8;
 486                 bootAP = cpu;
 487
 488                 /* attempt to start the Application Processor */
 489                 if (!start_ap(apic_id)) {
 490                         /* restore the warmstart vector */
 491                         *(u_int32_t *) WARMBOOT_OFF = mpbioswarmvec;
 492                         panic("AP #%d (PHY# %d) failed!", cpu, apic_id);
 493                 }
 494
 495                 CPU_SET(cpu, &all_cpus);        /* record AP in CPU map */
 496         }
 497
 498         /* restore the warmstart vector */
 499         *(u_int32_t *) WARMBOOT_OFF = mpbioswarmvec;
 500
 501         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
 502         outb(CMOS_DATA, mpbiosreason);
 503
 504         /* number of APs actually started */
 505         return (mp_naps);
 506 }
 507
 508
 509 /*
 510  * This function starts the AP (application processor) identified
 511  * by the APIC ID 'physicalCpu'.  It does quite a "song and dance"
 512  * to accomplish this.  This is necessary because of the nuances
 513  * of the different hardware we might encounter.  It isn't pretty,
 514  * but it seems to work.
 515  */
 516 static int
 517 start_ap(int apic_id)
 518 {
 519         int vector, ms;
 520         int cpus;
 521
 522         /* calculate the vector */
 523         vector = (boot_address >> 12) & 0xff;
 524
 525         /* used as a watchpoint to signal AP startup */
 526         cpus = mp_naps;
 527
 528         ipi_startup(apic_id, vector);
 529
 530         /* Wait up to 5 seconds for it to start. */
 531         for (ms = 0; ms < 5000; ms++) {
 532                 if (mp_naps > cpus)
 533                         return 1;       /* return SUCCESS */
 534                 DELAY(1000);
 535         }
 536         return 0;               /* return FAILURE */
 537 }
 538
 539 void
 540 invltlb_invpcid_handler(void)
 541 {
 542         struct invpcid_descr d;
 543         uint32_t generation;
 544
 545 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
 546         xhits_gbl[PCPU_GET(cpuid)]++;
 547 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
 548 #ifdef COUNT_IPIS
 549         (*ipi_invltlb_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
 550 #endif /* COUNT_IPIS */
 551
 552         generation = smp_tlb_generation;
 553         d.pcid = smp_tlb_pmap->pm_pcids[PCPU_GET(cpuid)].pm_pcid;
 554         d.pad = 0;
 555         d.addr = 0;
 556         invpcid(&d, smp_tlb_pmap == kernel_pmap ? INVPCID_CTXGLOB :
 557             INVPCID_CTX);
 558         PCPU_SET(smp_tlb_done, generation);
 559 }
 560
 561 void
 562 invltlb_invpcid_pti_handler(void)
 563 {
 564         struct invpcid_descr d;
 565         uint32_t generation;
 566
 567 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
 568         xhits_gbl[PCPU_GET(cpuid)]++;
 569 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
 570 #ifdef COUNT_IPIS
 571         (*ipi_invltlb_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
 572 #endif /* COUNT_IPIS */
 573
 574         generation = smp_tlb_generation;
 575         d.pcid = smp_tlb_pmap->pm_pcids[PCPU_GET(cpuid)].pm_pcid;
 576         d.pad = 0;
 577         d.addr = 0;
 578         if (smp_tlb_pmap == kernel_pmap) {
 579                 /*
 580                  * This invalidation actually needs to clear kernel
 581                  * mappings from the TLB in the current pmap, but
 582                  * since we were asked for the flush in the kernel
 583                  * pmap, achieve it by performing global flush.
 584                  */
 585                 invpcid(&d, INVPCID_CTXGLOB);
 586         } else {
 587                 invpcid(&d, INVPCID_CTX);
 588                 d.pcid |= PMAP_PCID_USER_PT;
 589                 invpcid(&d, INVPCID_CTX);
 590         }
 591         PCPU_SET(smp_tlb_done, generation);
 592 }
 593
 594 void
 595 invltlb_pcid_handler(void)
 596 {
 597         uint64_t kcr3, ucr3;
 598         uint32_t generation, pcid;
 599
 600 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
 601         xhits_gbl[PCPU_GET(cpuid)]++;
 602 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
 603 #ifdef COUNT_IPIS
 604         (*ipi_invltlb_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
 605 #endif /* COUNT_IPIS */
 606
 607         generation = smp_tlb_generation;        /* Overlap with serialization */
 608         if (smp_tlb_pmap == kernel_pmap) {
 609                 invltlb_glob();
 610         } else {
 611                 /*
 612                  * The current pmap might not be equal to
 613                  * smp_tlb_pmap.  The clearing of the pm_gen in
 614                  * pmap_invalidate_all() takes care of TLB
 615                  * invalidation when switching to the pmap on this
 616                  * CPU.
 617                  */
 618                 if (PCPU_GET(curpmap) == smp_tlb_pmap) {
 619                         pcid = smp_tlb_pmap->pm_pcids[PCPU_GET(cpuid)].pm_pcid;
 620                         kcr3 = smp_tlb_pmap->pm_cr3 | pcid;
 621                         ucr3 = smp_tlb_pmap->pm_ucr3;
 622                         if (ucr3 != PMAP_NO_CR3) {
 623                                 ucr3 |= PMAP_PCID_USER_PT | pcid;
 624                                 pmap_pti_pcid_invalidate(ucr3, kcr3);
 625                         } else
 626                                 load_cr3(kcr3);
 627                 }
 628         }
 629         PCPU_SET(smp_tlb_done, generation);
 630 }
 631
 632 void
 633 invlpg_invpcid_handler(void)
 634 {
 635         struct invpcid_descr d;
 636         uint32_t generation;
 637
 638 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
 639         xhits_pg[PCPU_GET(cpuid)]++;
 640 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
 641 #ifdef COUNT_IPIS
 642         (*ipi_invlpg_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
 643 #endif /* COUNT_IPIS */
 644
 645         generation = smp_tlb_generation;        /* Overlap with serialization */
 646         invlpg(smp_tlb_addr1);
 647         if (smp_tlb_pmap->pm_ucr3 != PMAP_NO_CR3) {
 648                 d.pcid = smp_tlb_pmap->pm_pcids[PCPU_GET(cpuid)].pm_pcid |
 649                     PMAP_PCID_USER_PT;
 650                 d.pad = 0;
 651                 d.addr = smp_tlb_addr1;
 652                 invpcid(&d, INVPCID_ADDR);
 653         }
 654         PCPU_SET(smp_tlb_done, generation);
 655 }
 656
 657 void
 658 invlpg_pcid_handler(void)
 659 {
 660         uint64_t kcr3, ucr3;
 661         uint32_t generation;
 662         uint32_t pcid;
 663
 664 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
 665         xhits_pg[PCPU_GET(cpuid)]++;
 666 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
 667 #ifdef COUNT_IPIS
 668         (*ipi_invlpg_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
 669 #endif /* COUNT_IPIS */
 670
 671         generation = smp_tlb_generation;        /* Overlap with serialization */
 672         invlpg(smp_tlb_addr1);
 673         if (smp_tlb_pmap == PCPU_GET(curpmap) &&
 674             (ucr3 = smp_tlb_pmap->pm_ucr3) != PMAP_NO_CR3) {
 675                 pcid = smp_tlb_pmap->pm_pcids[PCPU_GET(cpuid)].pm_pcid;
 676                 kcr3 = smp_tlb_pmap->pm_cr3 | pcid | CR3_PCID_SAVE;
 677                 ucr3 |= pcid | PMAP_PCID_USER_PT | CR3_PCID_SAVE;
 678                 pmap_pti_pcid_invlpg(ucr3, kcr3, smp_tlb_addr1);
 679         }
 680         PCPU_SET(smp_tlb_done, generation);
 681 }
 682
 683 void
 684 invlrng_invpcid_handler(void)
 685 {
 686         struct invpcid_descr d;
 687         vm_offset_t addr, addr2;
 688         uint32_t generation;
 689
 690 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
 691         xhits_rng[PCPU_GET(cpuid)]++;
 692 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
 693 #ifdef COUNT_IPIS
 694         (*ipi_invlrng_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
 695 #endif /* COUNT_IPIS */
 696
 697         addr = smp_tlb_addr1;
 698         addr2 = smp_tlb_addr2;
 699         generation = smp_tlb_generation;        /* Overlap with serialization */
 700         do {
 701                 invlpg(addr);
 702                 addr += PAGE_SIZE;
 703         } while (addr < addr2);
 704         if (smp_tlb_pmap->pm_ucr3 != PMAP_NO_CR3) {
 705                 d.pcid = smp_tlb_pmap->pm_pcids[PCPU_GET(cpuid)].pm_pcid |
 706                     PMAP_PCID_USER_PT;
 707                 d.pad = 0;
 708                 d.addr = smp_tlb_addr1;
 709                 do {
 710                         invpcid(&d, INVPCID_ADDR);
 711                         d.addr += PAGE_SIZE;
 712                 } while (d.addr < addr2);
 713         }
 714         PCPU_SET(smp_tlb_done, generation);
 715 }
 716
 717 void
 718 invlrng_pcid_handler(void)
 719 {
 720         vm_offset_t addr, addr2;
 721         uint64_t kcr3, ucr3;
 722         uint32_t generation;
 723         uint32_t pcid;
 724
 725 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
 726         xhits_rng[PCPU_GET(cpuid)]++;
 727 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
 728 #ifdef COUNT_IPIS
 729         (*ipi_invlrng_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
 730 #endif /* COUNT_IPIS */
 731
 732         addr = smp_tlb_addr1;
 733         addr2 = smp_tlb_addr2;
 734         generation = smp_tlb_generation;        /* Overlap with serialization */
 735         do {
 736                 invlpg(addr);
 737                 addr += PAGE_SIZE;
 738         } while (addr < addr2);
 739         if (smp_tlb_pmap == PCPU_GET(curpmap) &&
 740             (ucr3 = smp_tlb_pmap->pm_ucr3) != PMAP_NO_CR3) {
 741                 pcid = smp_tlb_pmap->pm_pcids[PCPU_GET(cpuid)].pm_pcid;
 742                 kcr3 = smp_tlb_pmap->pm_cr3 | pcid | CR3_PCID_SAVE;
 743                 ucr3 |= pcid | PMAP_PCID_USER_PT | CR3_PCID_SAVE;
 744                 pmap_pti_pcid_invlrng(ucr3, kcr3, smp_tlb_addr1, addr2);
 745         }
 746         PCPU_SET(smp_tlb_done, generation);
 747 }