]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/x86/x86/cpu_machdep.c
Merge llvm, clang, compiler-rt, libc++, libunwind, lld, lldb and openmp
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / x86 / x86 / cpu_machdep.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
4  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
5  * All rights reserved.
6  *
7  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
8  * William Jolitz.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
19  *    must display the following acknowledgement:
20  *      This product includes software developed by the University of
21  *      California, Berkeley and its contributors.
22  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
23  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
24  *    without specific prior written permission.
25  *
26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
27  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
28  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
29  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
30  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
31  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
32  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
33  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
34  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
35  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
36  * SUCH DAMAGE.
37  *
38  *      from: @(#)machdep.c     7.4 (Berkeley) 6/3/91
39  */
40
41 #include <sys/cdefs.h>
42 __FBSDID("$FreeBSD$");
43
44 #include "opt_acpi.h"
45 #include "opt_atpic.h"
46 #include "opt_cpu.h"
47 #include "opt_ddb.h"
48 #include "opt_inet.h"
49 #include "opt_isa.h"
50 #include "opt_kdb.h"
51 #include "opt_kstack_pages.h"
52 #include "opt_maxmem.h"
53 #include "opt_mp_watchdog.h"
54 #include "opt_platform.h"
55 #ifdef __i386__
56 #include "opt_apic.h"
57 #endif
58
59 #include <sys/param.h>
60 #include <sys/proc.h>
61 #include <sys/systm.h>
62 #include <sys/bus.h>
63 #include <sys/cpu.h>
64 #include <sys/domainset.h>
65 #include <sys/kdb.h>
66 #include <sys/kernel.h>
67 #include <sys/ktr.h>
68 #include <sys/lock.h>
69 #include <sys/malloc.h>
70 #include <sys/mutex.h>
71 #include <sys/pcpu.h>
72 #include <sys/rwlock.h>
73 #include <sys/sched.h>
74 #include <sys/smp.h>
75 #include <sys/sysctl.h>
76
77 #include <machine/clock.h>
78 #include <machine/cpu.h>
79 #include <machine/cputypes.h>
80 #include <machine/specialreg.h>
81 #include <machine/md_var.h>
82 #include <machine/mp_watchdog.h>
83 #include <machine/tss.h>
84 #ifdef SMP
85 #include <machine/smp.h>
86 #endif
87 #ifdef CPU_ELAN
88 #include <machine/elan_mmcr.h>
89 #endif
90 #include <x86/acpica_machdep.h>
91
92 #include <vm/vm.h>
93 #include <vm/vm_extern.h>
94 #include <vm/vm_kern.h>
95 #include <vm/vm_page.h>
96 #include <vm/vm_map.h>
97 #include <vm/vm_object.h>
98 #include <vm/vm_pager.h>
99 #include <vm/vm_param.h>
100
101 #include <isa/isareg.h>
102
103 #include <contrib/dev/acpica/include/acpi.h>
104
105 #define STATE_RUNNING   0x0
106 #define STATE_MWAIT     0x1
107 #define STATE_SLEEPING  0x2
108
109 #ifdef SMP
110 static u_int    cpu_reset_proxyid;
111 static volatile u_int   cpu_reset_proxy_active;
112 #endif
113
114 struct msr_op_arg {
115         u_int msr;
116         int op;
117         uint64_t arg1;
118 };
119
120 static void
121 x86_msr_op_one(void *argp)
122 {
123         struct msr_op_arg *a;
124         uint64_t v;
125
126         a = argp;
127         switch (a->op) {
128         case MSR_OP_ANDNOT:
129                 v = rdmsr(a->msr);
130                 v &= ~a->arg1;
131                 wrmsr(a->msr, v);
132                 break;
133         case MSR_OP_OR:
134                 v = rdmsr(a->msr);
135                 v |= a->arg1;
136                 wrmsr(a->msr, v);
137                 break;
138         case MSR_OP_WRITE:
139                 wrmsr(a->msr, a->arg1);
140                 break;
141         }
142 }
143
144 #define MSR_OP_EXMODE_MASK      0xf0000000
145 #define MSR_OP_OP_MASK          0x000000ff
146
147 void
148 x86_msr_op(u_int msr, u_int op, uint64_t arg1)
149 {
150         struct thread *td;
151         struct msr_op_arg a;
152         u_int exmode;
153         int bound_cpu, i, is_bound;
154
155         a.op = op & MSR_OP_OP_MASK;
156         MPASS(a.op == MSR_OP_ANDNOT || a.op == MSR_OP_OR ||
157             a.op == MSR_OP_WRITE);
158         exmode = op & MSR_OP_EXMODE_MASK;
159         MPASS(exmode == MSR_OP_LOCAL || exmode == MSR_OP_SCHED ||
160             exmode == MSR_OP_RENDEZVOUS);
161         a.msr = msr;
162         a.arg1 = arg1;
163         switch (exmode) {
164         case MSR_OP_LOCAL:
165                 x86_msr_op_one(&a);
166                 break;
167         case MSR_OP_SCHED:
168                 td = curthread;
169                 thread_lock(td);
170                 is_bound = sched_is_bound(td);
171                 bound_cpu = td->td_oncpu;
172                 CPU_FOREACH(i) {
173                         sched_bind(td, i);
174                         x86_msr_op_one(&a);
175                 }
176                 if (is_bound)
177                         sched_bind(td, bound_cpu);
178                 else
179                         sched_unbind(td);
180                 thread_unlock(td);
181                 break;
182         case MSR_OP_RENDEZVOUS:
183                 smp_rendezvous(NULL, x86_msr_op_one, NULL, &a);
184                 break;
185         }
186 }
187
188 /*
189  * Automatically initialized per CPU errata in cpu_idle_tun below.
190  */
191 bool mwait_cpustop_broken = false;
192 SYSCTL_BOOL(_machdep, OID_AUTO, mwait_cpustop_broken, CTLFLAG_RDTUN,
193     &mwait_cpustop_broken, 0,
194     "Can not reliably wake MONITOR/MWAIT cpus without interrupts");
195
196 /*
197  * Machine dependent boot() routine
198  *
199  * I haven't seen anything to put here yet
200  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
201  */
202 void
203 cpu_boot(int howto)
204 {
205 }
206
207 /*
208  * Flush the D-cache for non-DMA I/O so that the I-cache can
209  * be made coherent later.
210  */
211 void
212 cpu_flush_dcache(void *ptr, size_t len)
213 {
214         /* Not applicable */
215 }
216
217 void
218 acpi_cpu_c1(void)
219 {
220
221         __asm __volatile("sti; hlt");
222 }
223
224 /*
225  * Use mwait to pause execution while waiting for an interrupt or
226  * another thread to signal that there is more work.
227  *
228  * NOTE: Interrupts will cause a wakeup; however, this function does
229  * not enable interrupt handling. The caller is responsible to enable
230  * interrupts.
231  */
232 void
233 acpi_cpu_idle_mwait(uint32_t mwait_hint)
234 {
235         int *state;
236         uint64_t v;
237
238         /*
239          * A comment in Linux patch claims that 'CPUs run faster with
240          * speculation protection disabled. All CPU threads in a core
241          * must disable speculation protection for it to be
242          * disabled. Disable it while we are idle so the other
243          * hyperthread can run fast.'
244          *
245          * XXXKIB.  Software coordination mode should be supported,
246          * but all Intel CPUs provide hardware coordination.
247          */
248
249         state = &PCPU_PTR(monitorbuf)->idle_state;
250         KASSERT(atomic_load_int(state) == STATE_SLEEPING,
251             ("cpu_mwait_cx: wrong monitorbuf state"));
252         atomic_store_int(state, STATE_MWAIT);
253         if (PCPU_GET(ibpb_set) || hw_ssb_active) {
254                 v = rdmsr(MSR_IA32_SPEC_CTRL);
255                 wrmsr(MSR_IA32_SPEC_CTRL, v & ~(IA32_SPEC_CTRL_IBRS |
256                     IA32_SPEC_CTRL_STIBP | IA32_SPEC_CTRL_SSBD));
257         } else {
258                 v = 0;
259         }
260         cpu_monitor(state, 0, 0);
261         if (atomic_load_int(state) == STATE_MWAIT)
262                 cpu_mwait(MWAIT_INTRBREAK, mwait_hint);
263
264         /*
265          * SSB cannot be disabled while we sleep, or rather, if it was
266          * disabled, the sysctl thread will bind to our cpu to tweak
267          * MSR.
268          */
269         if (v != 0)
270                 wrmsr(MSR_IA32_SPEC_CTRL, v);
271
272         /*
273          * We should exit on any event that interrupts mwait, because
274          * that event might be a wanted interrupt.
275          */
276         atomic_store_int(state, STATE_RUNNING);
277 }
278
279 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
280 int
281 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
282 {
283         uint64_t tsc1, tsc2;
284         uint64_t acnt, mcnt, perf;
285         register_t reg;
286
287         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
288                 return (EINVAL);
289 #ifdef __i386__
290         if ((cpu_feature & CPUID_TSC) == 0)
291                 return (EOPNOTSUPP);
292 #endif
293
294         /*
295          * If TSC is P-state invariant and APERF/MPERF MSRs do not exist,
296          * DELAY(9) based logic fails.
297          */
298         if (tsc_is_invariant && !tsc_perf_stat)
299                 return (EOPNOTSUPP);
300
301 #ifdef SMP
302         if (smp_cpus > 1) {
303                 /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
304                 thread_lock(curthread);
305                 sched_bind(curthread, cpu_id);
306                 thread_unlock(curthread);
307         }
308 #endif
309
310         /* Calibrate by measuring a short delay. */
311         reg = intr_disable();
312         if (tsc_is_invariant) {
313                 wrmsr(MSR_MPERF, 0);
314                 wrmsr(MSR_APERF, 0);
315                 tsc1 = rdtsc();
316                 DELAY(1000);
317                 mcnt = rdmsr(MSR_MPERF);
318                 acnt = rdmsr(MSR_APERF);
319                 tsc2 = rdtsc();
320                 intr_restore(reg);
321                 perf = 1000 * acnt / mcnt;
322                 *rate = (tsc2 - tsc1) * perf;
323         } else {
324                 tsc1 = rdtsc();
325                 DELAY(1000);
326                 tsc2 = rdtsc();
327                 intr_restore(reg);
328                 *rate = (tsc2 - tsc1) * 1000;
329         }
330
331 #ifdef SMP
332         if (smp_cpus > 1) {
333                 thread_lock(curthread);
334                 sched_unbind(curthread);
335                 thread_unlock(curthread);
336         }
337 #endif
338
339         return (0);
340 }
341
342 /*
343  * Shutdown the CPU as much as possible
344  */
345 void
346 cpu_halt(void)
347 {
348         for (;;)
349                 halt();
350 }
351
352 static void
353 cpu_reset_real(void)
354 {
355         struct region_descriptor null_idt;
356         int b;
357
358         disable_intr();
359 #ifdef CPU_ELAN
360         if (elan_mmcr != NULL)
361                 elan_mmcr->RESCFG = 1;
362 #endif
363 #ifdef __i386__
364         if (cpu == CPU_GEODE1100) {
365                 /* Attempt Geode's own reset */
366                 outl(0xcf8, 0x80009044ul);
367                 outl(0xcfc, 0xf);
368         }
369 #endif
370 #if !defined(BROKEN_KEYBOARD_RESET)
371         /*
372          * Attempt to do a CPU reset via the keyboard controller,
373          * do not turn off GateA20, as any machine that fails
374          * to do the reset here would then end up in no man's land.
375          */
376         outb(IO_KBD + 4, 0xFE);
377         DELAY(500000);  /* wait 0.5 sec to see if that did it */
378 #endif
379
380         /*
381          * Attempt to force a reset via the Reset Control register at
382          * I/O port 0xcf9.  Bit 2 forces a system reset when it
383          * transitions from 0 to 1.  Bit 1 selects the type of reset
384          * to attempt: 0 selects a "soft" reset, and 1 selects a
385          * "hard" reset.  We try a "hard" reset.  The first write sets
386          * bit 1 to select a "hard" reset and clears bit 2.  The
387          * second write forces a 0 -> 1 transition in bit 2 to trigger
388          * a reset.
389          */
390         outb(0xcf9, 0x2);
391         outb(0xcf9, 0x6);
392         DELAY(500000);  /* wait 0.5 sec to see if that did it */
393
394         /*
395          * Attempt to force a reset via the Fast A20 and Init register
396          * at I/O port 0x92.  Bit 1 serves as an alternate A20 gate.
397          * Bit 0 asserts INIT# when set to 1.  We are careful to only
398          * preserve bit 1 while setting bit 0.  We also must clear bit
399          * 0 before setting it if it isn't already clear.
400          */
401         b = inb(0x92);
402         if (b != 0xff) {
403                 if ((b & 0x1) != 0)
404                         outb(0x92, b & 0xfe);
405                 outb(0x92, b | 0x1);
406                 DELAY(500000);  /* wait 0.5 sec to see if that did it */
407         }
408
409         printf("No known reset method worked, attempting CPU shutdown\n");
410         DELAY(1000000); /* wait 1 sec for printf to complete */
411
412         /* Wipe the IDT. */
413         null_idt.rd_limit = 0;
414         null_idt.rd_base = 0;
415         lidt(&null_idt);
416
417         /* "good night, sweet prince .... <THUNK!>" */
418         breakpoint();
419
420         /* NOTREACHED */
421         while(1);
422 }
423
424 #ifdef SMP
425 static void
426 cpu_reset_proxy(void)
427 {
428
429         cpu_reset_proxy_active = 1;
430         while (cpu_reset_proxy_active == 1)
431                 ia32_pause(); /* Wait for other cpu to see that we've started */
432
433         printf("cpu_reset_proxy: Stopped CPU %d\n", cpu_reset_proxyid);
434         DELAY(1000000);
435         cpu_reset_real();
436 }
437 #endif
438
439 void
440 cpu_reset(void)
441 {
442 #ifdef SMP
443         struct monitorbuf *mb;
444         cpuset_t map;
445         u_int cnt;
446
447         if (smp_started) {
448                 map = all_cpus;
449                 CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &map);
450                 CPU_ANDNOT(&map, &stopped_cpus);
451                 if (!CPU_EMPTY(&map)) {
452                         printf("cpu_reset: Stopping other CPUs\n");
453                         stop_cpus(map);
454                 }
455
456                 if (PCPU_GET(cpuid) != 0) {
457                         cpu_reset_proxyid = PCPU_GET(cpuid);
458                         cpustop_restartfunc = cpu_reset_proxy;
459                         cpu_reset_proxy_active = 0;
460                         printf("cpu_reset: Restarting BSP\n");
461
462                         /* Restart CPU #0. */
463                         CPU_SETOF(0, &started_cpus);
464                         mb = &pcpu_find(0)->pc_monitorbuf;
465                         atomic_store_int(&mb->stop_state,
466                             MONITOR_STOPSTATE_RUNNING);
467
468                         cnt = 0;
469                         while (cpu_reset_proxy_active == 0 && cnt < 10000000) {
470                                 ia32_pause();
471                                 cnt++;  /* Wait for BSP to announce restart */
472                         }
473                         if (cpu_reset_proxy_active == 0) {
474                                 printf("cpu_reset: Failed to restart BSP\n");
475                         } else {
476                                 cpu_reset_proxy_active = 2;
477                                 while (1)
478                                         ia32_pause();
479                                 /* NOTREACHED */
480                         }
481                 }
482
483                 DELAY(1000000);
484         }
485 #endif
486         cpu_reset_real();
487         /* NOTREACHED */
488 }
489
490 bool
491 cpu_mwait_usable(void)
492 {
493
494         return ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) != 0 && ((cpu_mon_mwait_flags &
495             (CPUID5_MON_MWAIT_EXT | CPUID5_MWAIT_INTRBREAK)) ==
496             (CPUID5_MON_MWAIT_EXT | CPUID5_MWAIT_INTRBREAK)));
497 }
498
499 void (*cpu_idle_hook)(sbintime_t) = NULL;       /* ACPI idle hook. */
500 static int      cpu_ident_amdc1e = 0;   /* AMD C1E supported. */
501 static int      idle_mwait = 1;         /* Use MONITOR/MWAIT for short idle. */
502 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, idle_mwait, CTLFLAG_RWTUN, &idle_mwait,
503     0, "Use MONITOR/MWAIT for short idle");
504
505 static void
506 cpu_idle_acpi(sbintime_t sbt)
507 {
508         int *state;
509
510         state = &PCPU_PTR(monitorbuf)->idle_state;
511         atomic_store_int(state, STATE_SLEEPING);
512
513         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
514         disable_intr();
515         if (sched_runnable())
516                 enable_intr();
517         else if (cpu_idle_hook)
518                 cpu_idle_hook(sbt);
519         else
520                 acpi_cpu_c1();
521         atomic_store_int(state, STATE_RUNNING);
522 }
523
524 static void
525 cpu_idle_hlt(sbintime_t sbt)
526 {
527         int *state;
528
529         state = &PCPU_PTR(monitorbuf)->idle_state;
530         atomic_store_int(state, STATE_SLEEPING);
531
532         /*
533          * Since we may be in a critical section from cpu_idle(), if
534          * an interrupt fires during that critical section we may have
535          * a pending preemption.  If the CPU halts, then that thread
536          * may not execute until a later interrupt awakens the CPU.
537          * To handle this race, check for a runnable thread after
538          * disabling interrupts and immediately return if one is
539          * found.  Also, we must absolutely guarentee that hlt is
540          * the next instruction after sti.  This ensures that any
541          * interrupt that fires after the call to disable_intr() will
542          * immediately awaken the CPU from hlt.  Finally, please note
543          * that on x86 this works fine because of interrupts enabled only
544          * after the instruction following sti takes place, while IF is set
545          * to 1 immediately, allowing hlt instruction to acknowledge the
546          * interrupt.
547          */
548         disable_intr();
549         if (sched_runnable())
550                 enable_intr();
551         else
552                 acpi_cpu_c1();
553         atomic_store_int(state, STATE_RUNNING);
554 }
555
556 static void
557 cpu_idle_mwait(sbintime_t sbt)
558 {
559         int *state;
560
561         state = &PCPU_PTR(monitorbuf)->idle_state;
562         atomic_store_int(state, STATE_MWAIT);
563
564         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
565         disable_intr();
566         if (sched_runnable()) {
567                 atomic_store_int(state, STATE_RUNNING);
568                 enable_intr();
569                 return;
570         }
571
572         cpu_monitor(state, 0, 0);
573         if (atomic_load_int(state) == STATE_MWAIT)
574                 __asm __volatile("sti; mwait" : : "a" (MWAIT_C1), "c" (0));
575         else
576                 enable_intr();
577         atomic_store_int(state, STATE_RUNNING);
578 }
579
580 static void
581 cpu_idle_spin(sbintime_t sbt)
582 {
583         int *state;
584         int i;
585
586         state = &PCPU_PTR(monitorbuf)->idle_state;
587         atomic_store_int(state, STATE_RUNNING);
588
589         /*
590          * The sched_runnable() call is racy but as long as there is
591          * a loop missing it one time will have just a little impact if any 
592          * (and it is much better than missing the check at all).
593          */
594         for (i = 0; i < 1000; i++) {
595                 if (sched_runnable())
596                         return;
597                 cpu_spinwait();
598         }
599 }
600
601 /*
602  * C1E renders the local APIC timer dead, so we disable it by
603  * reading the Interrupt Pending Message register and clearing
604  * both C1eOnCmpHalt (bit 28) and SmiOnCmpHalt (bit 27).
605  * 
606  * Reference:
607  *   "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD NPT Family 0Fh Processors"
608  *   #32559 revision 3.00+
609  */
610 #define MSR_AMDK8_IPM           0xc0010055
611 #define AMDK8_SMIONCMPHALT      (1ULL << 27)
612 #define AMDK8_C1EONCMPHALT      (1ULL << 28)
613 #define AMDK8_CMPHALT           (AMDK8_SMIONCMPHALT | AMDK8_C1EONCMPHALT)
614
615 void
616 cpu_probe_amdc1e(void)
617 {
618
619         /*
620          * Detect the presence of C1E capability mostly on latest
621          * dual-cores (or future) k8 family.
622          */
623         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
624             (cpu_id & 0x00000f00) == 0x00000f00 &&
625             (cpu_id & 0x0fff0000) >=  0x00040000) {
626                 cpu_ident_amdc1e = 1;
627         }
628 }
629
630 void (*cpu_idle_fn)(sbintime_t) = cpu_idle_acpi;
631
632 void
633 cpu_idle(int busy)
634 {
635         uint64_t msr;
636         sbintime_t sbt = -1;
637
638         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d",
639             busy, curcpu);
640 #ifdef MP_WATCHDOG
641         ap_watchdog(PCPU_GET(cpuid));
642 #endif
643
644         /* If we are busy - try to use fast methods. */
645         if (busy) {
646                 if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && idle_mwait) {
647                         cpu_idle_mwait(busy);
648                         goto out;
649                 }
650         }
651
652         /* If we have time - switch timers into idle mode. */
653         if (!busy) {
654                 critical_enter();
655                 sbt = cpu_idleclock();
656         }
657
658         /* Apply AMD APIC timer C1E workaround. */
659         if (cpu_ident_amdc1e && cpu_disable_c3_sleep) {
660                 msr = rdmsr(MSR_AMDK8_IPM);
661                 if (msr & AMDK8_CMPHALT)
662                         wrmsr(MSR_AMDK8_IPM, msr & ~AMDK8_CMPHALT);
663         }
664
665         /* Call main idle method. */
666         cpu_idle_fn(sbt);
667
668         /* Switch timers back into active mode. */
669         if (!busy) {
670                 cpu_activeclock();
671                 critical_exit();
672         }
673 out:
674         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d done",
675             busy, curcpu);
676 }
677
678 static int cpu_idle_apl31_workaround;
679 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, idle_apl31, CTLFLAG_RW,
680     &cpu_idle_apl31_workaround, 0,
681     "Apollo Lake APL31 MWAIT bug workaround");
682
683 int
684 cpu_idle_wakeup(int cpu)
685 {
686         struct monitorbuf *mb;
687         int *state;
688
689         mb = &pcpu_find(cpu)->pc_monitorbuf;
690         state = &mb->idle_state;
691         switch (atomic_load_int(state)) {
692         case STATE_SLEEPING:
693                 return (0);
694         case STATE_MWAIT:
695                 atomic_store_int(state, STATE_RUNNING);
696                 return (cpu_idle_apl31_workaround ? 0 : 1);
697         case STATE_RUNNING:
698                 return (1);
699         default:
700                 panic("bad monitor state");
701                 return (1);
702         }
703 }
704
705 /*
706  * Ordered by speed/power consumption.
707  */
708 static struct {
709         void    *id_fn;
710         char    *id_name;
711         int     id_cpuid2_flag;
712 } idle_tbl[] = {
713         { .id_fn = cpu_idle_spin, .id_name = "spin" },
714         { .id_fn = cpu_idle_mwait, .id_name = "mwait",
715             .id_cpuid2_flag = CPUID2_MON },
716         { .id_fn = cpu_idle_hlt, .id_name = "hlt" },
717         { .id_fn = cpu_idle_acpi, .id_name = "acpi" },
718 };
719
720 static int
721 idle_sysctl_available(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
722 {
723         char *avail, *p;
724         int error;
725         int i;
726
727         avail = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
728         p = avail;
729         for (i = 0; i < nitems(idle_tbl); i++) {
730                 if (idle_tbl[i].id_cpuid2_flag != 0 &&
731                     (cpu_feature2 & idle_tbl[i].id_cpuid2_flag) == 0)
732                         continue;
733                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
734                     cpu_idle_hook == NULL)
735                         continue;
736                 p += sprintf(p, "%s%s", p != avail ? ", " : "",
737                     idle_tbl[i].id_name);
738         }
739         error = sysctl_handle_string(oidp, avail, 0, req);
740         free(avail, M_TEMP);
741         return (error);
742 }
743
744 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle_available,
745     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_NEEDGIANT,
746     0, 0, idle_sysctl_available, "A",
747     "list of available idle functions");
748
749 static bool
750 cpu_idle_selector(const char *new_idle_name)
751 {
752         int i;
753
754         for (i = 0; i < nitems(idle_tbl); i++) {
755                 if (idle_tbl[i].id_cpuid2_flag != 0 &&
756                     (cpu_feature2 & idle_tbl[i].id_cpuid2_flag) == 0)
757                         continue;
758                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
759                     cpu_idle_hook == NULL)
760                         continue;
761                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, new_idle_name))
762                         continue;
763                 cpu_idle_fn = idle_tbl[i].id_fn;
764                 if (bootverbose)
765                         printf("CPU idle set to %s\n", idle_tbl[i].id_name);
766                 return (true);
767         }
768         return (false);
769 }
770
771 static int
772 cpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
773 {
774         char buf[16], *p;
775         int error, i;
776
777         p = "unknown";
778         for (i = 0; i < nitems(idle_tbl); i++) {
779                 if (idle_tbl[i].id_fn == cpu_idle_fn) {
780                         p = idle_tbl[i].id_name;
781                         break;
782                 }
783         }
784         strncpy(buf, p, sizeof(buf));
785         error = sysctl_handle_string(oidp, buf, sizeof(buf), req);
786         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
787                 return (error);
788         return (cpu_idle_selector(buf) ? 0 : EINVAL);
789 }
790
791 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle,
792     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW | CTLFLAG_NEEDGIANT,
793     0, 0, cpu_idle_sysctl, "A",
794     "currently selected idle function");
795
796 static void
797 cpu_idle_tun(void *unused __unused)
798 {
799         char tunvar[16];
800
801         if (TUNABLE_STR_FETCH("machdep.idle", tunvar, sizeof(tunvar)))
802                 cpu_idle_selector(tunvar);
803         else if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
804             CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x17 && CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x1) {
805                 /* Ryzen erratas 1057, 1109. */
806                 cpu_idle_selector("hlt");
807                 idle_mwait = 0;
808                 mwait_cpustop_broken = true;
809         }
810
811         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL && cpu_id == 0x506c9) {
812                 /*
813                  * Apollo Lake errata APL31 (public errata APL30).
814                  * Stores to the armed address range may not trigger
815                  * MWAIT to resume execution.  OS needs to use
816                  * interrupts to wake processors from MWAIT-induced
817                  * sleep states.
818                  */
819                 cpu_idle_apl31_workaround = 1;
820                 mwait_cpustop_broken = true;
821         }
822         TUNABLE_INT_FETCH("machdep.idle_apl31", &cpu_idle_apl31_workaround);
823 }
824 SYSINIT(cpu_idle_tun, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_MIDDLE, cpu_idle_tun, NULL);
825
826 static int panic_on_nmi = 0xff;
827 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, panic_on_nmi, CTLFLAG_RWTUN,
828     &panic_on_nmi, 0,
829     "Panic on NMI: 1 = H/W failure; 2 = unknown; 0xff = all");
830 int nmi_is_broadcast = 1;
831 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, nmi_is_broadcast, CTLFLAG_RWTUN,
832     &nmi_is_broadcast, 0,
833     "Chipset NMI is broadcast");
834 int (*apei_nmi)(void);
835
836 void
837 nmi_call_kdb(u_int cpu, u_int type, struct trapframe *frame)
838 {
839         bool claimed = false;
840
841 #ifdef DEV_ISA
842         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
843         if (isa_nmi(frame->tf_err)) {
844                 claimed = true;
845                 if ((panic_on_nmi & 1) != 0)
846                         panic("NMI indicates hardware failure");
847         }
848 #endif /* DEV_ISA */
849
850         /* ACPI Platform Error Interfaces callback. */
851         if (apei_nmi != NULL && (*apei_nmi)())
852                 claimed = true;
853
854         /*
855          * NMIs can be useful for debugging.  They can be hooked up to a
856          * pushbutton, usually on an ISA, PCI, or PCIe card.  They can also be
857          * generated by an IPMI BMC, either manually or in response to a
858          * watchdog timeout.  For example, see the "power diag" command in
859          * ports/sysutils/ipmitool.  They can also be generated by a
860          * hypervisor; see "bhyvectl --inject-nmi".
861          */
862
863 #ifdef KDB
864         if (!claimed && (panic_on_nmi & 2) != 0) {
865                 if (debugger_on_panic) {
866                         printf("NMI/cpu%d ... going to debugger\n", cpu);
867                         claimed = kdb_trap(type, 0, frame);
868                 }
869         }
870 #endif /* KDB */
871
872         if (!claimed && panic_on_nmi != 0)
873                 panic("NMI");
874 }
875
876 void
877 nmi_handle_intr(u_int type, struct trapframe *frame)
878 {
879
880 #ifdef SMP
881         if (nmi_is_broadcast) {
882                 nmi_call_kdb_smp(type, frame);
883                 return;
884         }
885 #endif
886         nmi_call_kdb(PCPU_GET(cpuid), type, frame);
887 }
888
889 static int hw_ibrs_active;
890 int hw_ibrs_ibpb_active;
891 int hw_ibrs_disable = 1;
892
893 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, ibrs_active, CTLFLAG_RD, &hw_ibrs_active, 0,
894     "Indirect Branch Restricted Speculation active");
895
896 SYSCTL_NODE(_machdep_mitigations, OID_AUTO, ibrs,
897     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
898     "Indirect Branch Restricted Speculation active");
899
900 SYSCTL_INT(_machdep_mitigations_ibrs, OID_AUTO, active, CTLFLAG_RD,
901     &hw_ibrs_active, 0, "Indirect Branch Restricted Speculation active");
902
903 void
904 hw_ibrs_recalculate(bool for_all_cpus)
905 {
906         if ((cpu_ia32_arch_caps & IA32_ARCH_CAP_IBRS_ALL) != 0) {
907                 x86_msr_op(MSR_IA32_SPEC_CTRL, (for_all_cpus ?
908                     MSR_OP_RENDEZVOUS : MSR_OP_LOCAL) |
909                     (hw_ibrs_disable != 0 ? MSR_OP_ANDNOT : MSR_OP_OR),
910                     IA32_SPEC_CTRL_IBRS);
911                 hw_ibrs_active = hw_ibrs_disable == 0;
912                 hw_ibrs_ibpb_active = 0;
913         } else {
914                 hw_ibrs_active = hw_ibrs_ibpb_active = (cpu_stdext_feature3 &
915                     CPUID_STDEXT3_IBPB) != 0 && !hw_ibrs_disable;
916         }
917 }
918
919 static int
920 hw_ibrs_disable_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
921 {
922         int error, val;
923
924         val = hw_ibrs_disable;
925         error = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
926         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
927                 return (error);
928         hw_ibrs_disable = val != 0;
929         hw_ibrs_recalculate(true);
930         return (0);
931 }
932 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, ibrs_disable, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RWTUN |
933     CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0, hw_ibrs_disable_handler, "I",
934     "Disable Indirect Branch Restricted Speculation");
935
936 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_ibrs, OID_AUTO, disable, CTLTYPE_INT |
937     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
938     hw_ibrs_disable_handler, "I",
939     "Disable Indirect Branch Restricted Speculation");
940
941 int hw_ssb_active;
942 int hw_ssb_disable;
943
944 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, spec_store_bypass_disable_active, CTLFLAG_RD,
945     &hw_ssb_active, 0,
946     "Speculative Store Bypass Disable active");
947
948 SYSCTL_NODE(_machdep_mitigations, OID_AUTO, ssb,
949     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
950     "Speculative Store Bypass Disable active");
951
952 SYSCTL_INT(_machdep_mitigations_ssb, OID_AUTO, active, CTLFLAG_RD,
953     &hw_ssb_active, 0, "Speculative Store Bypass Disable active");
954
955 static void
956 hw_ssb_set(bool enable, bool for_all_cpus)
957 {
958
959         if ((cpu_stdext_feature3 & CPUID_STDEXT3_SSBD) == 0) {
960                 hw_ssb_active = 0;
961                 return;
962         }
963         hw_ssb_active = enable;
964         x86_msr_op(MSR_IA32_SPEC_CTRL,
965             (enable ? MSR_OP_OR : MSR_OP_ANDNOT) |
966             (for_all_cpus ? MSR_OP_SCHED : MSR_OP_LOCAL), IA32_SPEC_CTRL_SSBD);
967 }
968
969 void
970 hw_ssb_recalculate(bool all_cpus)
971 {
972
973         switch (hw_ssb_disable) {
974         default:
975                 hw_ssb_disable = 0;
976                 /* FALLTHROUGH */
977         case 0: /* off */
978                 hw_ssb_set(false, all_cpus);
979                 break;
980         case 1: /* on */
981                 hw_ssb_set(true, all_cpus);
982                 break;
983         case 2: /* auto */
984                 hw_ssb_set((cpu_ia32_arch_caps & IA32_ARCH_CAP_SSB_NO) != 0 ?
985                     false : true, all_cpus);
986                 break;
987         }
988 }
989
990 static int
991 hw_ssb_disable_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
992 {
993         int error, val;
994
995         val = hw_ssb_disable;
996         error = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
997         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
998                 return (error);
999         hw_ssb_disable = val;
1000         hw_ssb_recalculate(true);
1001         return (0);
1002 }
1003 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, spec_store_bypass_disable, CTLTYPE_INT |
1004     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1005     hw_ssb_disable_handler, "I",
1006     "Speculative Store Bypass Disable (0 - off, 1 - on, 2 - auto");
1007
1008 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_ssb, OID_AUTO, disable, CTLTYPE_INT |
1009     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1010     hw_ssb_disable_handler, "I",
1011     "Speculative Store Bypass Disable (0 - off, 1 - on, 2 - auto");
1012
1013 int hw_mds_disable;
1014
1015 /*
1016  * Handler for Microarchitectural Data Sampling issues.  Really not a
1017  * pointer to C function: on amd64 the code must not change any CPU
1018  * architectural state except possibly %rflags. Also, it is always
1019  * called with interrupts disabled.
1020  */
1021 void mds_handler_void(void);
1022 void mds_handler_verw(void);
1023 void mds_handler_ivb(void);
1024 void mds_handler_bdw(void);
1025 void mds_handler_skl_sse(void);
1026 void mds_handler_skl_avx(void);
1027 void mds_handler_skl_avx512(void);
1028 void mds_handler_silvermont(void);
1029 void (*mds_handler)(void) = mds_handler_void;
1030
1031 static int
1032 sysctl_hw_mds_disable_state_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1033 {
1034         const char *state;
1035
1036         if (mds_handler == mds_handler_void)
1037                 state = "inactive";
1038         else if (mds_handler == mds_handler_verw)
1039                 state = "VERW";
1040         else if (mds_handler == mds_handler_ivb)
1041                 state = "software IvyBridge";
1042         else if (mds_handler == mds_handler_bdw)
1043                 state = "software Broadwell";
1044         else if (mds_handler == mds_handler_skl_sse)
1045                 state = "software Skylake SSE";
1046         else if (mds_handler == mds_handler_skl_avx)
1047                 state = "software Skylake AVX";
1048         else if (mds_handler == mds_handler_skl_avx512)
1049                 state = "software Skylake AVX512";
1050         else if (mds_handler == mds_handler_silvermont)
1051                 state = "software Silvermont";
1052         else
1053                 state = "unknown";
1054         return (SYSCTL_OUT(req, state, strlen(state)));
1055 }
1056
1057 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, mds_disable_state,
1058     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1059     sysctl_hw_mds_disable_state_handler, "A",
1060     "Microarchitectural Data Sampling Mitigation state");
1061
1062 SYSCTL_NODE(_machdep_mitigations, OID_AUTO, mds,
1063     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
1064     "Microarchitectural Data Sampling Mitigation state");
1065
1066 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_mds, OID_AUTO, state,
1067     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1068     sysctl_hw_mds_disable_state_handler, "A",
1069     "Microarchitectural Data Sampling Mitigation state");
1070
1071 _Static_assert(__offsetof(struct pcpu, pc_mds_tmp) % 64 == 0, "MDS AVX512");
1072
1073 void
1074 hw_mds_recalculate(void)
1075 {
1076         struct pcpu *pc;
1077         vm_offset_t b64;
1078         u_long xcr0;
1079         int i;
1080
1081         /*
1082          * Allow user to force VERW variant even if MD_CLEAR is not
1083          * reported.  For instance, hypervisor might unknowingly
1084          * filter the cap out.
1085          * For the similar reasons, and for testing, allow to enable
1086          * mitigation even when MDS_NO cap is set.
1087          */
1088         if (cpu_vendor_id != CPU_VENDOR_INTEL || hw_mds_disable == 0 ||
1089             ((cpu_ia32_arch_caps & IA32_ARCH_CAP_MDS_NO) != 0 &&
1090             hw_mds_disable == 3)) {
1091                 mds_handler = mds_handler_void;
1092         } else if (((cpu_stdext_feature3 & CPUID_STDEXT3_MD_CLEAR) != 0 &&
1093             hw_mds_disable == 3) || hw_mds_disable == 1) {
1094                 mds_handler = mds_handler_verw;
1095         } else if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
1096             (CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x2e || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x1e ||
1097             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x1f || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x1a ||
1098             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x2f || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x25 ||
1099             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x2c || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x2d ||
1100             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x2a || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x3e ||
1101             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x3a) &&
1102             (hw_mds_disable == 2 || hw_mds_disable == 3)) {
1103                 /*
1104                  * Nehalem, SandyBridge, IvyBridge
1105                  */
1106                 CPU_FOREACH(i) {
1107                         pc = pcpu_find(i);
1108                         if (pc->pc_mds_buf == NULL) {
1109                                 pc->pc_mds_buf = malloc_domainset(672, M_TEMP,
1110                                     DOMAINSET_PREF(pc->pc_domain), M_WAITOK);
1111                                 bzero(pc->pc_mds_buf, 16);
1112                         }
1113                 }
1114                 mds_handler = mds_handler_ivb;
1115         } else if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
1116             (CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x3f || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x3c ||
1117             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x45 || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x46 ||
1118             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x56 || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x4f ||
1119             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x47 || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x3d) &&
1120             (hw_mds_disable == 2 || hw_mds_disable == 3)) {
1121                 /*
1122                  * Haswell, Broadwell
1123                  */
1124                 CPU_FOREACH(i) {
1125                         pc = pcpu_find(i);
1126                         if (pc->pc_mds_buf == NULL) {
1127                                 pc->pc_mds_buf = malloc_domainset(1536, M_TEMP,
1128                                     DOMAINSET_PREF(pc->pc_domain), M_WAITOK);
1129                                 bzero(pc->pc_mds_buf, 16);
1130                         }
1131                 }
1132                 mds_handler = mds_handler_bdw;
1133         } else if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
1134             ((CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x55 && (cpu_id &
1135             CPUID_STEPPING) <= 5) ||
1136             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x4e || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x5e ||
1137             (CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x8e && (cpu_id &
1138             CPUID_STEPPING) <= 0xb) ||
1139             (CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x9e && (cpu_id &
1140             CPUID_STEPPING) <= 0xc)) &&
1141             (hw_mds_disable == 2 || hw_mds_disable == 3)) {
1142                 /*
1143                  * Skylake, KabyLake, CoffeeLake, WhiskeyLake,
1144                  * CascadeLake
1145                  */
1146                 CPU_FOREACH(i) {
1147                         pc = pcpu_find(i);
1148                         if (pc->pc_mds_buf == NULL) {
1149                                 pc->pc_mds_buf = malloc_domainset(6 * 1024,
1150                                     M_TEMP, DOMAINSET_PREF(pc->pc_domain),
1151                                     M_WAITOK);
1152                                 b64 = (vm_offset_t)malloc_domainset(64 + 63,
1153                                     M_TEMP, DOMAINSET_PREF(pc->pc_domain),
1154                                     M_WAITOK);
1155                                 pc->pc_mds_buf64 = (void *)roundup2(b64, 64);
1156                                 bzero(pc->pc_mds_buf64, 64);
1157                         }
1158                 }
1159                 xcr0 = rxcr(0);
1160                 if ((xcr0 & XFEATURE_ENABLED_ZMM_HI256) != 0 &&
1161                     (cpu_stdext_feature & CPUID_STDEXT_AVX512DQ) != 0)
1162                         mds_handler = mds_handler_skl_avx512;
1163                 else if ((xcr0 & XFEATURE_ENABLED_AVX) != 0 &&
1164                     (cpu_feature2 & CPUID2_AVX) != 0)
1165                         mds_handler = mds_handler_skl_avx;
1166                 else
1167                         mds_handler = mds_handler_skl_sse;
1168         } else if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
1169             ((CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x37 ||
1170             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x4a ||
1171             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x4c ||
1172             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x4d ||
1173             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x5a ||
1174             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x5d ||
1175             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x6e ||
1176             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x65 ||
1177             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x75 ||
1178             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x1c ||
1179             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x26 ||
1180             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x27 ||
1181             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x35 ||
1182             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x36 ||
1183             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x7a))) {
1184                 /* Silvermont, Airmont */
1185                 CPU_FOREACH(i) {
1186                         pc = pcpu_find(i);
1187                         if (pc->pc_mds_buf == NULL)
1188                                 pc->pc_mds_buf = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
1189                 }
1190                 mds_handler = mds_handler_silvermont;
1191         } else {
1192                 hw_mds_disable = 0;
1193                 mds_handler = mds_handler_void;
1194         }
1195 }
1196
1197 static void
1198 hw_mds_recalculate_boot(void *arg __unused)
1199 {
1200
1201         hw_mds_recalculate();
1202 }
1203 SYSINIT(mds_recalc, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_ANY, hw_mds_recalculate_boot, NULL);
1204
1205 static int
1206 sysctl_mds_disable_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1207 {
1208         int error, val;
1209
1210         val = hw_mds_disable;
1211         error = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
1212         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
1213                 return (error);
1214         if (val < 0 || val > 3)
1215                 return (EINVAL);
1216         hw_mds_disable = val;
1217         hw_mds_recalculate();
1218         return (0);
1219 }
1220
1221 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, mds_disable, CTLTYPE_INT |
1222     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1223     sysctl_mds_disable_handler, "I",
1224     "Microarchitectural Data Sampling Mitigation "
1225     "(0 - off, 1 - on VERW, 2 - on SW, 3 - on AUTO");
1226
1227 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_mds, OID_AUTO, disable, CTLTYPE_INT |
1228     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1229     sysctl_mds_disable_handler, "I",
1230     "Microarchitectural Data Sampling Mitigation "
1231     "(0 - off, 1 - on VERW, 2 - on SW, 3 - on AUTO");
1232
1233 /*
1234  * Intel Transactional Memory Asynchronous Abort Mitigation
1235  * CVE-2019-11135
1236  */
1237 int x86_taa_enable;
1238 int x86_taa_state;
1239 enum {
1240         TAA_NONE        = 0,    /* No mitigation enabled */
1241         TAA_TSX_DISABLE = 1,    /* Disable TSX via MSR */
1242         TAA_VERW        = 2,    /* Use VERW mitigation */
1243         TAA_AUTO        = 3,    /* Automatically select the mitigation */
1244
1245         /* The states below are not selectable by the operator */
1246
1247         TAA_TAA_UC      = 4,    /* Mitigation present in microcode */
1248         TAA_NOT_PRESENT = 5     /* TSX is not present */
1249 };
1250
1251 static void
1252 taa_set(bool enable, bool all)
1253 {
1254
1255         x86_msr_op(MSR_IA32_TSX_CTRL,
1256             (enable ? MSR_OP_OR : MSR_OP_ANDNOT) |
1257             (all ? MSR_OP_RENDEZVOUS : MSR_OP_LOCAL),
1258             IA32_TSX_CTRL_RTM_DISABLE | IA32_TSX_CTRL_TSX_CPUID_CLEAR);
1259 }
1260
1261 void
1262 x86_taa_recalculate(void)
1263 {
1264         static int taa_saved_mds_disable = 0;
1265         int taa_need = 0, taa_state = 0;
1266         int mds_disable = 0, need_mds_recalc = 0;
1267
1268         /* Check CPUID.07h.EBX.HLE and RTM for the presence of TSX */
1269         if ((cpu_stdext_feature & CPUID_STDEXT_HLE) == 0 ||
1270             (cpu_stdext_feature & CPUID_STDEXT_RTM) == 0) {
1271                 /* TSX is not present */
1272                 x86_taa_state = TAA_NOT_PRESENT;
1273                 return;
1274         }
1275
1276         /* Check to see what mitigation options the CPU gives us */
1277         if (cpu_ia32_arch_caps & IA32_ARCH_CAP_TAA_NO) {
1278                 /* CPU is not suseptible to TAA */
1279                 taa_need = TAA_TAA_UC;
1280         } else if (cpu_ia32_arch_caps & IA32_ARCH_CAP_TSX_CTRL) {
1281                 /*
1282                  * CPU can turn off TSX.  This is the next best option
1283                  * if TAA_NO hardware mitigation isn't present
1284                  */
1285                 taa_need = TAA_TSX_DISABLE;
1286         } else {
1287                 /* No TSX/TAA specific remedies are available. */
1288                 if (x86_taa_enable == TAA_TSX_DISABLE) {
1289                         if (bootverbose)
1290                                 printf("TSX control not available\n");
1291                         return;
1292                 } else
1293                         taa_need = TAA_VERW;
1294         }
1295
1296         /* Can we automatically take action, or are we being forced? */
1297         if (x86_taa_enable == TAA_AUTO)
1298                 taa_state = taa_need;
1299         else
1300                 taa_state = x86_taa_enable;
1301
1302         /* No state change, nothing to do */
1303         if (taa_state == x86_taa_state) {
1304                 if (bootverbose)
1305                         printf("No TSX change made\n");
1306                 return;
1307         }
1308
1309         /* Does the MSR need to be turned on or off? */
1310         if (taa_state == TAA_TSX_DISABLE)
1311                 taa_set(true, true);
1312         else if (x86_taa_state == TAA_TSX_DISABLE)
1313                 taa_set(false, true);
1314
1315         /* Does MDS need to be set to turn on VERW? */
1316         if (taa_state == TAA_VERW) {
1317                 taa_saved_mds_disable = hw_mds_disable;
1318                 mds_disable = hw_mds_disable = 1;
1319                 need_mds_recalc = 1;
1320         } else if (x86_taa_state == TAA_VERW) {
1321                 mds_disable = hw_mds_disable = taa_saved_mds_disable;
1322                 need_mds_recalc = 1;
1323         }
1324         if (need_mds_recalc) {
1325                 hw_mds_recalculate();
1326                 if (mds_disable != hw_mds_disable) {
1327                         if (bootverbose)
1328                                 printf("Cannot change MDS state for TAA\n");
1329                         /* Don't update our state */
1330                         return;
1331                 }
1332         }
1333
1334         x86_taa_state = taa_state;
1335         return;
1336 }
1337
1338 static void
1339 taa_recalculate_boot(void * arg __unused)
1340 {
1341
1342         x86_taa_recalculate();
1343 }
1344 SYSINIT(taa_recalc, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_ANY, taa_recalculate_boot, NULL);
1345
1346 SYSCTL_NODE(_machdep_mitigations, OID_AUTO, taa,
1347     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
1348     "TSX Asynchronous Abort Mitigation");
1349
1350 static int
1351 sysctl_taa_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1352 {
1353         int error, val;
1354
1355         val = x86_taa_enable;
1356         error = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
1357         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
1358                 return (error);
1359         if (val < TAA_NONE || val > TAA_AUTO)
1360                 return (EINVAL);
1361         x86_taa_enable = val;
1362         x86_taa_recalculate();
1363         return (0);
1364 }
1365
1366 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_taa, OID_AUTO, enable, CTLTYPE_INT |
1367     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1368     sysctl_taa_handler, "I",
1369     "TAA Mitigation enablement control "
1370     "(0 - off, 1 - disable TSX, 2 - VERW, 3 - on AUTO");
1371
1372 static int
1373 sysctl_taa_state_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1374 {
1375         const char *state;
1376
1377         switch (x86_taa_state) {
1378         case TAA_NONE:
1379                 state = "inactive";
1380                 break;
1381         case TAA_TSX_DISABLE:
1382                 state = "TSX disabled";
1383                 break;
1384         case TAA_VERW:
1385                 state = "VERW";
1386                 break;
1387         case TAA_TAA_UC:
1388                 state = "Mitigated in microcode";
1389                 break;
1390         case TAA_NOT_PRESENT:
1391                 state = "TSX not present";
1392                 break;
1393         default:
1394                 state = "unknown";
1395         }
1396
1397         return (SYSCTL_OUT(req, state, strlen(state)));
1398 }
1399
1400 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_taa, OID_AUTO, state,
1401     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1402     sysctl_taa_state_handler, "A",
1403     "TAA Mitigation state");
1404
1405 int __read_frequently cpu_flush_rsb_ctxsw;
1406 SYSCTL_INT(_machdep_mitigations, OID_AUTO, flush_rsb_ctxsw,
1407     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_NOFETCH, &cpu_flush_rsb_ctxsw, 0,
1408     "Flush Return Stack Buffer on context switch");
1409
1410 SYSCTL_NODE(_machdep_mitigations, OID_AUTO, rngds,
1411     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
1412     "MCU Optimization, disable RDSEED mitigation");
1413
1414 int x86_rngds_mitg_enable = 1;
1415 void
1416 x86_rngds_mitg_recalculate(bool all_cpus)
1417 {
1418         if ((cpu_stdext_feature3 & CPUID_STDEXT3_MCUOPT) == 0)
1419                 return;
1420         x86_msr_op(MSR_IA32_MCU_OPT_CTRL,
1421             (x86_rngds_mitg_enable ? MSR_OP_OR : MSR_OP_ANDNOT) |
1422             (all_cpus ? MSR_OP_RENDEZVOUS : MSR_OP_LOCAL),
1423             IA32_RNGDS_MITG_DIS);
1424 }
1425
1426 static int
1427 sysctl_rngds_mitg_enable_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1428 {
1429         int error, val;
1430
1431         val = x86_rngds_mitg_enable;
1432         error = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
1433         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
1434                 return (error);
1435         x86_rngds_mitg_enable = val;
1436         x86_rngds_mitg_recalculate(true);
1437         return (0);
1438 }
1439 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_rngds, OID_AUTO, enable, CTLTYPE_INT |
1440     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1441     sysctl_rngds_mitg_enable_handler, "I",
1442     "MCU Optimization, disabling RDSEED mitigation control "
1443     "(0 - mitigation disabled (RDSEED optimized), 1 - mitigation enabled");
1444
1445 static int
1446 sysctl_rngds_state_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1447 {
1448         const char *state;
1449
1450         if ((cpu_stdext_feature3 & CPUID_STDEXT3_MCUOPT) == 0) {
1451                 state = "Not applicable";
1452         } else if (x86_rngds_mitg_enable == 0) {
1453                 state = "RDSEED not serialized";
1454         } else {
1455                 state = "Mitigated";
1456         }
1457         return (SYSCTL_OUT(req, state, strlen(state)));
1458 }
1459 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_rngds, OID_AUTO, state,
1460     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1461     sysctl_rngds_state_handler, "A",
1462     "MCU Optimization state");
1463
1464 /*
1465  * Enable and restore kernel text write permissions.
1466  * Callers must ensure that disable_wp()/restore_wp() are executed
1467  * without rescheduling on the same core.
1468  */
1469 bool
1470 disable_wp(void)
1471 {
1472         u_int cr0;
1473
1474         cr0 = rcr0();
1475         if ((cr0 & CR0_WP) == 0)
1476                 return (false);
1477         load_cr0(cr0 & ~CR0_WP);
1478         return (true);
1479 }
1480
1481 void
1482 restore_wp(bool old_wp)
1483 {
1484
1485         if (old_wp)
1486                 load_cr0(rcr0() | CR0_WP);
1487 }
1488
1489 bool
1490 acpi_get_fadt_bootflags(uint16_t *flagsp)
1491 {
1492 #ifdef DEV_ACPI
1493         ACPI_TABLE_FADT *fadt;
1494         vm_paddr_t physaddr;
1495
1496         physaddr = acpi_find_table(ACPI_SIG_FADT);
1497         if (physaddr == 0)
1498                 return (false);
1499         fadt = acpi_map_table(physaddr, ACPI_SIG_FADT);
1500         if (fadt == NULL)
1501                 return (false);
1502         *flagsp = fadt->BootFlags;
1503         acpi_unmap_table(fadt);
1504         return (true);
1505 #else
1506         return (false);
1507 #endif
1508 }