]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/x86/x86/cpu_machdep.c
Merge release 1.14 of bsnmp.
[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 = 1;
827 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, panic_on_nmi, CTLFLAG_RWTUN,
828     &panic_on_nmi, 0,
829     "Panic on NMI raised by hardware failure");
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 #ifdef KDB
835 int kdb_on_nmi = 1;
836 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, kdb_on_nmi, CTLFLAG_RWTUN,
837     &kdb_on_nmi, 0,
838     "Go to KDB on NMI with unknown source");
839 #endif
840
841 void
842 nmi_call_kdb(u_int cpu, u_int type, struct trapframe *frame)
843 {
844         bool claimed = false;
845
846 #ifdef DEV_ISA
847         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
848         if (isa_nmi(frame->tf_err)) {
849                 claimed = true;
850                 if (panic_on_nmi)
851                         panic("NMI indicates hardware failure");
852         }
853 #endif /* DEV_ISA */
854 #ifdef KDB
855         if (!claimed && kdb_on_nmi) {
856                 /*
857                  * NMI can be hooked up to a pushbutton for debugging.
858                  */
859                 printf("NMI/cpu%d ... going to debugger\n", cpu);
860                 kdb_trap(type, 0, frame);
861         }
862 #endif /* KDB */
863 }
864
865 void
866 nmi_handle_intr(u_int type, struct trapframe *frame)
867 {
868
869 #ifdef SMP
870         if (nmi_is_broadcast) {
871                 nmi_call_kdb_smp(type, frame);
872                 return;
873         }
874 #endif
875         nmi_call_kdb(PCPU_GET(cpuid), type, frame);
876 }
877
878 static int hw_ibrs_active;
879 int hw_ibrs_ibpb_active;
880 int hw_ibrs_disable = 1;
881
882 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, ibrs_active, CTLFLAG_RD, &hw_ibrs_active, 0,
883     "Indirect Branch Restricted Speculation active");
884
885 SYSCTL_NODE(_machdep_mitigations, OID_AUTO, ibrs,
886     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
887     "Indirect Branch Restricted Speculation active");
888
889 SYSCTL_INT(_machdep_mitigations_ibrs, OID_AUTO, active, CTLFLAG_RD,
890     &hw_ibrs_active, 0, "Indirect Branch Restricted Speculation active");
891
892 void
893 hw_ibrs_recalculate(bool for_all_cpus)
894 {
895         if ((cpu_ia32_arch_caps & IA32_ARCH_CAP_IBRS_ALL) != 0) {
896                 x86_msr_op(MSR_IA32_SPEC_CTRL, (for_all_cpus ?
897                     MSR_OP_RENDEZVOUS : MSR_OP_LOCAL) |
898                     (hw_ibrs_disable != 0 ? MSR_OP_ANDNOT : MSR_OP_OR),
899                     IA32_SPEC_CTRL_IBRS);
900                 hw_ibrs_active = hw_ibrs_disable == 0;
901                 hw_ibrs_ibpb_active = 0;
902         } else {
903                 hw_ibrs_active = hw_ibrs_ibpb_active = (cpu_stdext_feature3 &
904                     CPUID_STDEXT3_IBPB) != 0 && !hw_ibrs_disable;
905         }
906 }
907
908 static int
909 hw_ibrs_disable_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
910 {
911         int error, val;
912
913         val = hw_ibrs_disable;
914         error = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
915         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
916                 return (error);
917         hw_ibrs_disable = val != 0;
918         hw_ibrs_recalculate(true);
919         return (0);
920 }
921 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, ibrs_disable, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RWTUN |
922     CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0, hw_ibrs_disable_handler, "I",
923     "Disable Indirect Branch Restricted Speculation");
924
925 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_ibrs, OID_AUTO, disable, CTLTYPE_INT |
926     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
927     hw_ibrs_disable_handler, "I",
928     "Disable Indirect Branch Restricted Speculation");
929
930 int hw_ssb_active;
931 int hw_ssb_disable;
932
933 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, spec_store_bypass_disable_active, CTLFLAG_RD,
934     &hw_ssb_active, 0,
935     "Speculative Store Bypass Disable active");
936
937 SYSCTL_NODE(_machdep_mitigations, OID_AUTO, ssb,
938     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
939     "Speculative Store Bypass Disable active");
940
941 SYSCTL_INT(_machdep_mitigations_ssb, OID_AUTO, active, CTLFLAG_RD,
942     &hw_ssb_active, 0, "Speculative Store Bypass Disable active");
943
944 static void
945 hw_ssb_set(bool enable, bool for_all_cpus)
946 {
947
948         if ((cpu_stdext_feature3 & CPUID_STDEXT3_SSBD) == 0) {
949                 hw_ssb_active = 0;
950                 return;
951         }
952         hw_ssb_active = enable;
953         x86_msr_op(MSR_IA32_SPEC_CTRL,
954             (enable ? MSR_OP_OR : MSR_OP_ANDNOT) |
955             (for_all_cpus ? MSR_OP_SCHED : MSR_OP_LOCAL), IA32_SPEC_CTRL_SSBD);
956 }
957
958 void
959 hw_ssb_recalculate(bool all_cpus)
960 {
961
962         switch (hw_ssb_disable) {
963         default:
964                 hw_ssb_disable = 0;
965                 /* FALLTHROUGH */
966         case 0: /* off */
967                 hw_ssb_set(false, all_cpus);
968                 break;
969         case 1: /* on */
970                 hw_ssb_set(true, all_cpus);
971                 break;
972         case 2: /* auto */
973                 hw_ssb_set((cpu_ia32_arch_caps & IA32_ARCH_CAP_SSB_NO) != 0 ?
974                     false : true, all_cpus);
975                 break;
976         }
977 }
978
979 static int
980 hw_ssb_disable_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
981 {
982         int error, val;
983
984         val = hw_ssb_disable;
985         error = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
986         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
987                 return (error);
988         hw_ssb_disable = val;
989         hw_ssb_recalculate(true);
990         return (0);
991 }
992 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, spec_store_bypass_disable, CTLTYPE_INT |
993     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
994     hw_ssb_disable_handler, "I",
995     "Speculative Store Bypass Disable (0 - off, 1 - on, 2 - auto");
996
997 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_ssb, OID_AUTO, disable, CTLTYPE_INT |
998     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
999     hw_ssb_disable_handler, "I",
1000     "Speculative Store Bypass Disable (0 - off, 1 - on, 2 - auto");
1001
1002 int hw_mds_disable;
1003
1004 /*
1005  * Handler for Microarchitectural Data Sampling issues.  Really not a
1006  * pointer to C function: on amd64 the code must not change any CPU
1007  * architectural state except possibly %rflags. Also, it is always
1008  * called with interrupts disabled.
1009  */
1010 void mds_handler_void(void);
1011 void mds_handler_verw(void);
1012 void mds_handler_ivb(void);
1013 void mds_handler_bdw(void);
1014 void mds_handler_skl_sse(void);
1015 void mds_handler_skl_avx(void);
1016 void mds_handler_skl_avx512(void);
1017 void mds_handler_silvermont(void);
1018 void (*mds_handler)(void) = mds_handler_void;
1019
1020 static int
1021 sysctl_hw_mds_disable_state_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1022 {
1023         const char *state;
1024
1025         if (mds_handler == mds_handler_void)
1026                 state = "inactive";
1027         else if (mds_handler == mds_handler_verw)
1028                 state = "VERW";
1029         else if (mds_handler == mds_handler_ivb)
1030                 state = "software IvyBridge";
1031         else if (mds_handler == mds_handler_bdw)
1032                 state = "software Broadwell";
1033         else if (mds_handler == mds_handler_skl_sse)
1034                 state = "software Skylake SSE";
1035         else if (mds_handler == mds_handler_skl_avx)
1036                 state = "software Skylake AVX";
1037         else if (mds_handler == mds_handler_skl_avx512)
1038                 state = "software Skylake AVX512";
1039         else if (mds_handler == mds_handler_silvermont)
1040                 state = "software Silvermont";
1041         else
1042                 state = "unknown";
1043         return (SYSCTL_OUT(req, state, strlen(state)));
1044 }
1045
1046 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, mds_disable_state,
1047     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1048     sysctl_hw_mds_disable_state_handler, "A",
1049     "Microarchitectural Data Sampling Mitigation state");
1050
1051 SYSCTL_NODE(_machdep_mitigations, OID_AUTO, mds,
1052     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
1053     "Microarchitectural Data Sampling Mitigation state");
1054
1055 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_mds, OID_AUTO, state,
1056     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1057     sysctl_hw_mds_disable_state_handler, "A",
1058     "Microarchitectural Data Sampling Mitigation state");
1059
1060 _Static_assert(__offsetof(struct pcpu, pc_mds_tmp) % 64 == 0, "MDS AVX512");
1061
1062 void
1063 hw_mds_recalculate(void)
1064 {
1065         struct pcpu *pc;
1066         vm_offset_t b64;
1067         u_long xcr0;
1068         int i;
1069
1070         /*
1071          * Allow user to force VERW variant even if MD_CLEAR is not
1072          * reported.  For instance, hypervisor might unknowingly
1073          * filter the cap out.
1074          * For the similar reasons, and for testing, allow to enable
1075          * mitigation even for RDCL_NO or MDS_NO caps.
1076          */
1077         if (cpu_vendor_id != CPU_VENDOR_INTEL || hw_mds_disable == 0 ||
1078             ((cpu_ia32_arch_caps & (IA32_ARCH_CAP_RDCL_NO |
1079             IA32_ARCH_CAP_MDS_NO)) != 0 && hw_mds_disable == 3)) {
1080                 mds_handler = mds_handler_void;
1081         } else if (((cpu_stdext_feature3 & CPUID_STDEXT3_MD_CLEAR) != 0 &&
1082             hw_mds_disable == 3) || hw_mds_disable == 1) {
1083                 mds_handler = mds_handler_verw;
1084         } else if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
1085             (CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x2e || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x1e ||
1086             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x1f || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x1a ||
1087             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x2f || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x25 ||
1088             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x2c || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x2d ||
1089             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x2a || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x3e ||
1090             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x3a) &&
1091             (hw_mds_disable == 2 || hw_mds_disable == 3)) {
1092                 /*
1093                  * Nehalem, SandyBridge, IvyBridge
1094                  */
1095                 CPU_FOREACH(i) {
1096                         pc = pcpu_find(i);
1097                         if (pc->pc_mds_buf == NULL) {
1098                                 pc->pc_mds_buf = malloc_domainset(672, M_TEMP,
1099                                     DOMAINSET_PREF(pc->pc_domain), M_WAITOK);
1100                                 bzero(pc->pc_mds_buf, 16);
1101                         }
1102                 }
1103                 mds_handler = mds_handler_ivb;
1104         } else if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
1105             (CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x3f || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x3c ||
1106             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x45 || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x46 ||
1107             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x56 || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x4f ||
1108             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x47 || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x3d) &&
1109             (hw_mds_disable == 2 || hw_mds_disable == 3)) {
1110                 /*
1111                  * Haswell, Broadwell
1112                  */
1113                 CPU_FOREACH(i) {
1114                         pc = pcpu_find(i);
1115                         if (pc->pc_mds_buf == NULL) {
1116                                 pc->pc_mds_buf = malloc_domainset(1536, M_TEMP,
1117                                     DOMAINSET_PREF(pc->pc_domain), M_WAITOK);
1118                                 bzero(pc->pc_mds_buf, 16);
1119                         }
1120                 }
1121                 mds_handler = mds_handler_bdw;
1122         } else if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
1123             ((CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x55 && (cpu_id &
1124             CPUID_STEPPING) <= 5) ||
1125             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x4e || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x5e ||
1126             (CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x8e && (cpu_id &
1127             CPUID_STEPPING) <= 0xb) ||
1128             (CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x9e && (cpu_id &
1129             CPUID_STEPPING) <= 0xc)) &&
1130             (hw_mds_disable == 2 || hw_mds_disable == 3)) {
1131                 /*
1132                  * Skylake, KabyLake, CoffeeLake, WhiskeyLake,
1133                  * CascadeLake
1134                  */
1135                 CPU_FOREACH(i) {
1136                         pc = pcpu_find(i);
1137                         if (pc->pc_mds_buf == NULL) {
1138                                 pc->pc_mds_buf = malloc_domainset(6 * 1024,
1139                                     M_TEMP, DOMAINSET_PREF(pc->pc_domain),
1140                                     M_WAITOK);
1141                                 b64 = (vm_offset_t)malloc_domainset(64 + 63,
1142                                     M_TEMP, DOMAINSET_PREF(pc->pc_domain),
1143                                     M_WAITOK);
1144                                 pc->pc_mds_buf64 = (void *)roundup2(b64, 64);
1145                                 bzero(pc->pc_mds_buf64, 64);
1146                         }
1147                 }
1148                 xcr0 = rxcr(0);
1149                 if ((xcr0 & XFEATURE_ENABLED_ZMM_HI256) != 0 &&
1150                     (cpu_stdext_feature & CPUID_STDEXT_AVX512DQ) != 0)
1151                         mds_handler = mds_handler_skl_avx512;
1152                 else if ((xcr0 & XFEATURE_ENABLED_AVX) != 0 &&
1153                     (cpu_feature2 & CPUID2_AVX) != 0)
1154                         mds_handler = mds_handler_skl_avx;
1155                 else
1156                         mds_handler = mds_handler_skl_sse;
1157         } else if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
1158             ((CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x37 ||
1159             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x4a ||
1160             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x4c ||
1161             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x4d ||
1162             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x5a ||
1163             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x5d ||
1164             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x6e ||
1165             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x65 ||
1166             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x75 ||
1167             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x1c ||
1168             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x26 ||
1169             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x27 ||
1170             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x35 ||
1171             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x36 ||
1172             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x7a))) {
1173                 /* Silvermont, Airmont */
1174                 CPU_FOREACH(i) {
1175                         pc = pcpu_find(i);
1176                         if (pc->pc_mds_buf == NULL)
1177                                 pc->pc_mds_buf = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
1178                 }
1179                 mds_handler = mds_handler_silvermont;
1180         } else {
1181                 hw_mds_disable = 0;
1182                 mds_handler = mds_handler_void;
1183         }
1184 }
1185
1186 static void
1187 hw_mds_recalculate_boot(void *arg __unused)
1188 {
1189
1190         hw_mds_recalculate();
1191 }
1192 SYSINIT(mds_recalc, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_ANY, hw_mds_recalculate_boot, NULL);
1193
1194 static int
1195 sysctl_mds_disable_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1196 {
1197         int error, val;
1198
1199         val = hw_mds_disable;
1200         error = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
1201         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
1202                 return (error);
1203         if (val < 0 || val > 3)
1204                 return (EINVAL);
1205         hw_mds_disable = val;
1206         hw_mds_recalculate();
1207         return (0);
1208 }
1209
1210 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, mds_disable, CTLTYPE_INT |
1211     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1212     sysctl_mds_disable_handler, "I",
1213     "Microarchitectural Data Sampling Mitigation "
1214     "(0 - off, 1 - on VERW, 2 - on SW, 3 - on AUTO");
1215
1216 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_mds, OID_AUTO, disable, CTLTYPE_INT |
1217     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1218     sysctl_mds_disable_handler, "I",
1219     "Microarchitectural Data Sampling Mitigation "
1220     "(0 - off, 1 - on VERW, 2 - on SW, 3 - on AUTO");
1221
1222 /*
1223  * Intel Transactional Memory Asynchronous Abort Mitigation
1224  * CVE-2019-11135
1225  */
1226 int x86_taa_enable;
1227 int x86_taa_state;
1228 enum {
1229         TAA_NONE        = 0,    /* No mitigation enabled */
1230         TAA_TSX_DISABLE = 1,    /* Disable TSX via MSR */
1231         TAA_VERW        = 2,    /* Use VERW mitigation */
1232         TAA_AUTO        = 3,    /* Automatically select the mitigation */
1233
1234         /* The states below are not selectable by the operator */
1235
1236         TAA_TAA_UC      = 4,    /* Mitigation present in microcode */
1237         TAA_NOT_PRESENT = 5     /* TSX is not present */
1238 };
1239
1240 static void
1241 taa_set(bool enable, bool all)
1242 {
1243
1244         x86_msr_op(MSR_IA32_TSX_CTRL,
1245             (enable ? MSR_OP_OR : MSR_OP_ANDNOT) |
1246             (all ? MSR_OP_RENDEZVOUS : MSR_OP_LOCAL),
1247             IA32_TSX_CTRL_RTM_DISABLE | IA32_TSX_CTRL_TSX_CPUID_CLEAR);
1248 }
1249
1250 void
1251 x86_taa_recalculate(void)
1252 {
1253         static int taa_saved_mds_disable = 0;
1254         int taa_need = 0, taa_state = 0;
1255         int mds_disable = 0, need_mds_recalc = 0;
1256
1257         /* Check CPUID.07h.EBX.HLE and RTM for the presence of TSX */
1258         if ((cpu_stdext_feature & CPUID_STDEXT_HLE) == 0 ||
1259             (cpu_stdext_feature & CPUID_STDEXT_RTM) == 0) {
1260                 /* TSX is not present */
1261                 x86_taa_state = TAA_NOT_PRESENT;
1262                 return;
1263         }
1264
1265         /* Check to see what mitigation options the CPU gives us */
1266         if (cpu_ia32_arch_caps & IA32_ARCH_CAP_TAA_NO) {
1267                 /* CPU is not suseptible to TAA */
1268                 taa_need = TAA_TAA_UC;
1269         } else if (cpu_ia32_arch_caps & IA32_ARCH_CAP_TSX_CTRL) {
1270                 /*
1271                  * CPU can turn off TSX.  This is the next best option
1272                  * if TAA_NO hardware mitigation isn't present
1273                  */
1274                 taa_need = TAA_TSX_DISABLE;
1275         } else {
1276                 /* No TSX/TAA specific remedies are available. */
1277                 if (x86_taa_enable == TAA_TSX_DISABLE) {
1278                         if (bootverbose)
1279                                 printf("TSX control not available\n");
1280                         return;
1281                 } else
1282                         taa_need = TAA_VERW;
1283         }
1284
1285         /* Can we automatically take action, or are we being forced? */
1286         if (x86_taa_enable == TAA_AUTO)
1287                 taa_state = taa_need;
1288         else
1289                 taa_state = x86_taa_enable;
1290
1291         /* No state change, nothing to do */
1292         if (taa_state == x86_taa_state) {
1293                 if (bootverbose)
1294                         printf("No TSX change made\n");
1295                 return;
1296         }
1297
1298         /* Does the MSR need to be turned on or off? */
1299         if (taa_state == TAA_TSX_DISABLE)
1300                 taa_set(true, true);
1301         else if (x86_taa_state == TAA_TSX_DISABLE)
1302                 taa_set(false, true);
1303
1304         /* Does MDS need to be set to turn on VERW? */
1305         if (taa_state == TAA_VERW) {
1306                 taa_saved_mds_disable = hw_mds_disable;
1307                 mds_disable = hw_mds_disable = 1;
1308                 need_mds_recalc = 1;
1309         } else if (x86_taa_state == TAA_VERW) {
1310                 mds_disable = hw_mds_disable = taa_saved_mds_disable;
1311                 need_mds_recalc = 1;
1312         }
1313         if (need_mds_recalc) {
1314                 hw_mds_recalculate();
1315                 if (mds_disable != hw_mds_disable) {
1316                         if (bootverbose)
1317                                 printf("Cannot change MDS state for TAA\n");
1318                         /* Don't update our state */
1319                         return;
1320                 }
1321         }
1322
1323         x86_taa_state = taa_state;
1324         return;
1325 }
1326
1327 static void
1328 taa_recalculate_boot(void * arg __unused)
1329 {
1330
1331         x86_taa_recalculate();
1332 }
1333 SYSINIT(taa_recalc, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_ANY, taa_recalculate_boot, NULL);
1334
1335 SYSCTL_NODE(_machdep_mitigations, OID_AUTO, taa,
1336     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
1337     "TSX Asynchronous Abort Mitigation");
1338
1339 static int
1340 sysctl_taa_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1341 {
1342         int error, val;
1343
1344         val = x86_taa_enable;
1345         error = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
1346         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
1347                 return (error);
1348         if (val < TAA_NONE || val > TAA_AUTO)
1349                 return (EINVAL);
1350         x86_taa_enable = val;
1351         x86_taa_recalculate();
1352         return (0);
1353 }
1354
1355 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_taa, OID_AUTO, enable, CTLTYPE_INT |
1356     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1357     sysctl_taa_handler, "I",
1358     "TAA Mitigation enablement control "
1359     "(0 - off, 1 - disable TSX, 2 - VERW, 3 - on AUTO");
1360
1361 static int
1362 sysctl_taa_state_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1363 {
1364         const char *state;
1365
1366         switch (x86_taa_state) {
1367         case TAA_NONE:
1368                 state = "inactive";
1369                 break;
1370         case TAA_TSX_DISABLE:
1371                 state = "TSX disabled";
1372                 break;
1373         case TAA_VERW:
1374                 state = "VERW";
1375                 break;
1376         case TAA_TAA_UC:
1377                 state = "Mitigated in microcode";
1378                 break;
1379         case TAA_NOT_PRESENT:
1380                 state = "TSX not present";
1381                 break;
1382         default:
1383                 state = "unknown";
1384         }
1385
1386         return (SYSCTL_OUT(req, state, strlen(state)));
1387 }
1388
1389 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_taa, OID_AUTO, state,
1390     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1391     sysctl_taa_state_handler, "A",
1392     "TAA Mitigation state");
1393
1394 /*
1395  * Enable and restore kernel text write permissions.
1396  * Callers must ensure that disable_wp()/restore_wp() are executed
1397  * without rescheduling on the same core.
1398  */
1399 bool
1400 disable_wp(void)
1401 {
1402         u_int cr0;
1403
1404         cr0 = rcr0();
1405         if ((cr0 & CR0_WP) == 0)
1406                 return (false);
1407         load_cr0(cr0 & ~CR0_WP);
1408         return (true);
1409 }
1410
1411 void
1412 restore_wp(bool old_wp)
1413 {
1414
1415         if (old_wp)
1416                 load_cr0(rcr0() | CR0_WP);
1417 }
1418
1419 bool
1420 acpi_get_fadt_bootflags(uint16_t *flagsp)
1421 {
1422 #ifdef DEV_ACPI
1423         ACPI_TABLE_FADT *fadt;
1424         vm_paddr_t physaddr;
1425
1426         physaddr = acpi_find_table(ACPI_SIG_FADT);
1427         if (physaddr == 0)
1428                 return (false);
1429         fadt = acpi_map_table(physaddr, ACPI_SIG_FADT);
1430         if (fadt == NULL)
1431                 return (false);
1432         *flagsp = fadt->BootFlags;
1433         acpi_unmap_table(fadt);
1434         return (true);
1435 #else
1436         return (false);
1437 #endif
1438 }