]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/x86/x86/cpu_machdep.c
ssh: update to OpenSSH 9.1p1
[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_platform.h"
54 #include "opt_sched.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/cpufunc.h>
80 #include <machine/cputypes.h>
81 #include <machine/specialreg.h>
82 #include <machine/md_var.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 #include <x86/ifunc.h>
92
93 #include <vm/vm.h>
94 #include <vm/vm_extern.h>
95 #include <vm/vm_kern.h>
96 #include <vm/vm_page.h>
97 #include <vm/vm_map.h>
98 #include <vm/vm_object.h>
99 #include <vm/vm_pager.h>
100 #include <vm/vm_param.h>
101
102 #include <isa/isareg.h>
103
104 #include <contrib/dev/acpica/include/acpi.h>
105
106 #define STATE_RUNNING   0x0
107 #define STATE_MWAIT     0x1
108 #define STATE_SLEEPING  0x2
109
110 #ifdef SMP
111 static u_int    cpu_reset_proxyid;
112 static volatile u_int   cpu_reset_proxy_active;
113 #endif
114
115 char bootmethod[16];
116 SYSCTL_STRING(_machdep, OID_AUTO, bootmethod, CTLFLAG_RD, bootmethod, 0,
117     "System firmware boot method");
118
119 struct msr_op_arg {
120         u_int msr;
121         int op;
122         uint64_t arg1;
123         uint64_t *res;
124 };
125
126 static void
127 x86_msr_op_one(void *argp)
128 {
129         struct msr_op_arg *a;
130         uint64_t v;
131
132         a = argp;
133         switch (a->op) {
134         case MSR_OP_ANDNOT:
135                 v = rdmsr(a->msr);
136                 v &= ~a->arg1;
137                 wrmsr(a->msr, v);
138                 break;
139         case MSR_OP_OR:
140                 v = rdmsr(a->msr);
141                 v |= a->arg1;
142                 wrmsr(a->msr, v);
143                 break;
144         case MSR_OP_WRITE:
145                 wrmsr(a->msr, a->arg1);
146                 break;
147         case MSR_OP_READ:
148                 v = rdmsr(a->msr);
149                 *a->res = v;
150                 break;
151         }
152 }
153
154 #define MSR_OP_EXMODE_MASK      0xf0000000
155 #define MSR_OP_OP_MASK          0x000000ff
156 #define MSR_OP_GET_CPUID(x)     (((x) & ~MSR_OP_EXMODE_MASK) >> 8)
157
158 void
159 x86_msr_op(u_int msr, u_int op, uint64_t arg1, uint64_t *res)
160 {
161         struct thread *td;
162         struct msr_op_arg a;
163         cpuset_t set;
164         u_int exmode;
165         int bound_cpu, cpu, i, is_bound;
166
167         a.op = op & MSR_OP_OP_MASK;
168         MPASS(a.op == MSR_OP_ANDNOT || a.op == MSR_OP_OR ||
169             a.op == MSR_OP_WRITE || a.op == MSR_OP_READ);
170         exmode = op & MSR_OP_EXMODE_MASK;
171         MPASS(exmode == MSR_OP_LOCAL || exmode == MSR_OP_SCHED_ALL ||
172             exmode == MSR_OP_SCHED_ONE || exmode == MSR_OP_RENDEZVOUS_ALL ||
173             exmode == MSR_OP_RENDEZVOUS_ONE);
174         a.msr = msr;
175         a.arg1 = arg1;
176         a.res = res;
177         switch (exmode) {
178         case MSR_OP_LOCAL:
179                 x86_msr_op_one(&a);
180                 break;
181         case MSR_OP_SCHED_ALL:
182                 td = curthread;
183                 thread_lock(td);
184                 is_bound = sched_is_bound(td);
185                 bound_cpu = td->td_oncpu;
186                 CPU_FOREACH(i) {
187                         sched_bind(td, i);
188                         x86_msr_op_one(&a);
189                 }
190                 if (is_bound)
191                         sched_bind(td, bound_cpu);
192                 else
193                         sched_unbind(td);
194                 thread_unlock(td);
195                 break;
196         case MSR_OP_SCHED_ONE:
197                 td = curthread;
198                 cpu = MSR_OP_GET_CPUID(op);
199                 thread_lock(td);
200                 is_bound = sched_is_bound(td);
201                 bound_cpu = td->td_oncpu;
202                 if (!is_bound || bound_cpu != cpu)
203                         sched_bind(td, cpu);
204                 x86_msr_op_one(&a);
205                 if (is_bound) {
206                         if (bound_cpu != cpu)
207                                 sched_bind(td, bound_cpu);
208                 } else {
209                         sched_unbind(td);
210                 }
211                 thread_unlock(td);
212                 break;
213         case MSR_OP_RENDEZVOUS_ALL:
214                 smp_rendezvous(smp_no_rendezvous_barrier, x86_msr_op_one,
215                     smp_no_rendezvous_barrier, &a);
216                 break;
217         case MSR_OP_RENDEZVOUS_ONE:
218                 cpu = MSR_OP_GET_CPUID(op);
219                 CPU_SETOF(cpu, &set);
220                 smp_rendezvous_cpus(set, smp_no_rendezvous_barrier,
221                     x86_msr_op_one, smp_no_rendezvous_barrier, &a);
222                 break;
223         }
224 }
225
226 /*
227  * Automatically initialized per CPU errata in cpu_idle_tun below.
228  */
229 bool mwait_cpustop_broken = false;
230 SYSCTL_BOOL(_machdep, OID_AUTO, mwait_cpustop_broken, CTLFLAG_RDTUN,
231     &mwait_cpustop_broken, 0,
232     "Can not reliably wake MONITOR/MWAIT cpus without interrupts");
233
234 /*
235  * Flush the D-cache for non-DMA I/O so that the I-cache can
236  * be made coherent later.
237  */
238 void
239 cpu_flush_dcache(void *ptr, size_t len)
240 {
241         /* Not applicable */
242 }
243
244 void
245 acpi_cpu_c1(void)
246 {
247
248         __asm __volatile("sti; hlt");
249 }
250
251 /*
252  * Use mwait to pause execution while waiting for an interrupt or
253  * another thread to signal that there is more work.
254  *
255  * NOTE: Interrupts will cause a wakeup; however, this function does
256  * not enable interrupt handling. The caller is responsible to enable
257  * interrupts.
258  */
259 void
260 acpi_cpu_idle_mwait(uint32_t mwait_hint)
261 {
262         int *state;
263         uint64_t v;
264
265         /*
266          * A comment in Linux patch claims that 'CPUs run faster with
267          * speculation protection disabled. All CPU threads in a core
268          * must disable speculation protection for it to be
269          * disabled. Disable it while we are idle so the other
270          * hyperthread can run fast.'
271          *
272          * XXXKIB.  Software coordination mode should be supported,
273          * but all Intel CPUs provide hardware coordination.
274          */
275
276         state = &PCPU_PTR(monitorbuf)->idle_state;
277         KASSERT(atomic_load_int(state) == STATE_SLEEPING,
278             ("cpu_mwait_cx: wrong monitorbuf state"));
279         atomic_store_int(state, STATE_MWAIT);
280         if (PCPU_GET(ibpb_set) || hw_ssb_active) {
281                 v = rdmsr(MSR_IA32_SPEC_CTRL);
282                 wrmsr(MSR_IA32_SPEC_CTRL, v & ~(IA32_SPEC_CTRL_IBRS |
283                     IA32_SPEC_CTRL_STIBP | IA32_SPEC_CTRL_SSBD));
284         } else {
285                 v = 0;
286         }
287         cpu_monitor(state, 0, 0);
288         if (atomic_load_int(state) == STATE_MWAIT)
289                 cpu_mwait(MWAIT_INTRBREAK, mwait_hint);
290
291         /*
292          * SSB cannot be disabled while we sleep, or rather, if it was
293          * disabled, the sysctl thread will bind to our cpu to tweak
294          * MSR.
295          */
296         if (v != 0)
297                 wrmsr(MSR_IA32_SPEC_CTRL, v);
298
299         /*
300          * We should exit on any event that interrupts mwait, because
301          * that event might be a wanted interrupt.
302          */
303         atomic_store_int(state, STATE_RUNNING);
304 }
305
306 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
307 int
308 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
309 {
310         uint64_t tsc1, tsc2;
311         uint64_t acnt, mcnt, perf;
312         register_t reg;
313
314         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
315                 return (EINVAL);
316 #ifdef __i386__
317         if ((cpu_feature & CPUID_TSC) == 0)
318                 return (EOPNOTSUPP);
319 #endif
320
321         /*
322          * If TSC is P-state invariant and APERF/MPERF MSRs do not exist,
323          * DELAY(9) based logic fails.
324          */
325         if (tsc_is_invariant && !tsc_perf_stat)
326                 return (EOPNOTSUPP);
327
328 #ifdef SMP
329         if (smp_cpus > 1) {
330                 /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
331                 thread_lock(curthread);
332                 sched_bind(curthread, cpu_id);
333                 thread_unlock(curthread);
334         }
335 #endif
336
337         /* Calibrate by measuring a short delay. */
338         reg = intr_disable();
339         if (tsc_is_invariant) {
340                 wrmsr(MSR_MPERF, 0);
341                 wrmsr(MSR_APERF, 0);
342                 tsc1 = rdtsc();
343                 DELAY(1000);
344                 mcnt = rdmsr(MSR_MPERF);
345                 acnt = rdmsr(MSR_APERF);
346                 tsc2 = rdtsc();
347                 intr_restore(reg);
348                 perf = 1000 * acnt / mcnt;
349                 *rate = (tsc2 - tsc1) * perf;
350         } else {
351                 tsc1 = rdtsc();
352                 DELAY(1000);
353                 tsc2 = rdtsc();
354                 intr_restore(reg);
355                 *rate = (tsc2 - tsc1) * 1000;
356         }
357
358 #ifdef SMP
359         if (smp_cpus > 1) {
360                 thread_lock(curthread);
361                 sched_unbind(curthread);
362                 thread_unlock(curthread);
363         }
364 #endif
365
366         return (0);
367 }
368
369 /*
370  * Shutdown the CPU as much as possible
371  */
372 void
373 cpu_halt(void)
374 {
375         for (;;)
376                 halt();
377 }
378
379 static void
380 cpu_reset_real(void)
381 {
382         struct region_descriptor null_idt;
383         int b;
384
385         disable_intr();
386 #ifdef CPU_ELAN
387         if (elan_mmcr != NULL)
388                 elan_mmcr->RESCFG = 1;
389 #endif
390 #ifdef __i386__
391         if (cpu == CPU_GEODE1100) {
392                 /* Attempt Geode's own reset */
393                 outl(0xcf8, 0x80009044ul);
394                 outl(0xcfc, 0xf);
395         }
396 #endif
397 #if !defined(BROKEN_KEYBOARD_RESET)
398         /*
399          * Attempt to do a CPU reset via the keyboard controller,
400          * do not turn off GateA20, as any machine that fails
401          * to do the reset here would then end up in no man's land.
402          */
403         outb(IO_KBD + 4, 0xFE);
404         DELAY(500000);  /* wait 0.5 sec to see if that did it */
405 #endif
406
407         /*
408          * Attempt to force a reset via the Reset Control register at
409          * I/O port 0xcf9.  Bit 2 forces a system reset when it
410          * transitions from 0 to 1.  Bit 1 selects the type of reset
411          * to attempt: 0 selects a "soft" reset, and 1 selects a
412          * "hard" reset.  We try a "hard" reset.  The first write sets
413          * bit 1 to select a "hard" reset and clears bit 2.  The
414          * second write forces a 0 -> 1 transition in bit 2 to trigger
415          * a reset.
416          */
417         outb(0xcf9, 0x2);
418         outb(0xcf9, 0x6);
419         DELAY(500000);  /* wait 0.5 sec to see if that did it */
420
421         /*
422          * Attempt to force a reset via the Fast A20 and Init register
423          * at I/O port 0x92.  Bit 1 serves as an alternate A20 gate.
424          * Bit 0 asserts INIT# when set to 1.  We are careful to only
425          * preserve bit 1 while setting bit 0.  We also must clear bit
426          * 0 before setting it if it isn't already clear.
427          */
428         b = inb(0x92);
429         if (b != 0xff) {
430                 if ((b & 0x1) != 0)
431                         outb(0x92, b & 0xfe);
432                 outb(0x92, b | 0x1);
433                 DELAY(500000);  /* wait 0.5 sec to see if that did it */
434         }
435
436         printf("No known reset method worked, attempting CPU shutdown\n");
437         DELAY(1000000); /* wait 1 sec for printf to complete */
438
439         /* Wipe the IDT. */
440         null_idt.rd_limit = 0;
441         null_idt.rd_base = 0;
442         lidt(&null_idt);
443
444         /* "good night, sweet prince .... <THUNK!>" */
445         breakpoint();
446
447         /* NOTREACHED */
448         while(1);
449 }
450
451 #ifdef SMP
452 static void
453 cpu_reset_proxy(void)
454 {
455
456         cpu_reset_proxy_active = 1;
457         while (cpu_reset_proxy_active == 1)
458                 ia32_pause(); /* Wait for other cpu to see that we've started */
459
460         printf("cpu_reset_proxy: Stopped CPU %d\n", cpu_reset_proxyid);
461         DELAY(1000000);
462         cpu_reset_real();
463 }
464 #endif
465
466 void
467 cpu_reset(void)
468 {
469 #ifdef SMP
470         struct monitorbuf *mb;
471         cpuset_t map;
472         u_int cnt;
473
474         if (smp_started) {
475                 map = all_cpus;
476                 CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &map);
477                 CPU_ANDNOT(&map, &map, &stopped_cpus);
478                 if (!CPU_EMPTY(&map)) {
479                         printf("cpu_reset: Stopping other CPUs\n");
480                         stop_cpus(map);
481                 }
482
483                 if (PCPU_GET(cpuid) != 0) {
484                         cpu_reset_proxyid = PCPU_GET(cpuid);
485                         cpustop_restartfunc = cpu_reset_proxy;
486                         cpu_reset_proxy_active = 0;
487                         printf("cpu_reset: Restarting BSP\n");
488
489                         /* Restart CPU #0. */
490                         CPU_SETOF(0, &started_cpus);
491                         mb = &pcpu_find(0)->pc_monitorbuf;
492                         atomic_store_int(&mb->stop_state,
493                             MONITOR_STOPSTATE_RUNNING);
494
495                         cnt = 0;
496                         while (cpu_reset_proxy_active == 0 && cnt < 10000000) {
497                                 ia32_pause();
498                                 cnt++;  /* Wait for BSP to announce restart */
499                         }
500                         if (cpu_reset_proxy_active == 0) {
501                                 printf("cpu_reset: Failed to restart BSP\n");
502                         } else {
503                                 cpu_reset_proxy_active = 2;
504                                 while (1)
505                                         ia32_pause();
506                                 /* NOTREACHED */
507                         }
508                 }
509         }
510 #endif
511         cpu_reset_real();
512         /* NOTREACHED */
513 }
514
515 bool
516 cpu_mwait_usable(void)
517 {
518
519         return ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) != 0 && ((cpu_mon_mwait_flags &
520             (CPUID5_MON_MWAIT_EXT | CPUID5_MWAIT_INTRBREAK)) ==
521             (CPUID5_MON_MWAIT_EXT | CPUID5_MWAIT_INTRBREAK)));
522 }
523
524 void (*cpu_idle_hook)(sbintime_t) = NULL;       /* ACPI idle hook. */
525
526 int cpu_amdc1e_bug = 0;                 /* AMD C1E APIC workaround required. */
527
528 static int      idle_mwait = 1;         /* Use MONITOR/MWAIT for short idle. */
529 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, idle_mwait, CTLFLAG_RWTUN, &idle_mwait,
530     0, "Use MONITOR/MWAIT for short idle");
531
532 static bool
533 cpu_idle_enter(int *statep, int newstate)
534 {
535         KASSERT(atomic_load_int(statep) == STATE_RUNNING,
536             ("%s: state %d", __func__, atomic_load_int(statep)));
537
538         /*
539          * A fence is needed to prevent reordering of the load in
540          * sched_runnable() with this store to the idle state word.  Without it,
541          * cpu_idle_wakeup() can observe the state as STATE_RUNNING after having
542          * added load to the queue, and elide an IPI.  Then, sched_runnable()
543          * can observe tdq_load == 0, so the CPU ends up idling with pending
544          * work.  tdq_notify() similarly ensures that a prior update to tdq_load
545          * is visible before calling cpu_idle_wakeup().
546          */
547         atomic_store_int(statep, newstate);
548 #if defined(SCHED_ULE) && defined(SMP)
549         atomic_thread_fence_seq_cst();
550 #endif
551
552         /*
553          * Since we may be in a critical section from cpu_idle(), if
554          * an interrupt fires during that critical section we may have
555          * a pending preemption.  If the CPU halts, then that thread
556          * may not execute until a later interrupt awakens the CPU.
557          * To handle this race, check for a runnable thread after
558          * disabling interrupts and immediately return if one is
559          * found.  Also, we must absolutely guarentee that hlt is
560          * the next instruction after sti.  This ensures that any
561          * interrupt that fires after the call to disable_intr() will
562          * immediately awaken the CPU from hlt.  Finally, please note
563          * that on x86 this works fine because of interrupts enabled only
564          * after the instruction following sti takes place, while IF is set
565          * to 1 immediately, allowing hlt instruction to acknowledge the
566          * interrupt.
567          */
568         disable_intr();
569         if (sched_runnable()) {
570                 enable_intr();
571                 atomic_store_int(statep, STATE_RUNNING);
572                 return (false);
573         } else {
574                 return (true);
575         }
576 }
577
578 static void
579 cpu_idle_exit(int *statep)
580 {
581         atomic_store_int(statep, STATE_RUNNING);
582 }
583
584 static void
585 cpu_idle_acpi(sbintime_t sbt)
586 {
587         int *state;
588
589         state = &PCPU_PTR(monitorbuf)->idle_state;
590         if (cpu_idle_enter(state, STATE_SLEEPING)) {
591                 if (cpu_idle_hook)
592                         cpu_idle_hook(sbt);
593                 else
594                         acpi_cpu_c1();
595                 cpu_idle_exit(state);
596         }
597 }
598
599 static void
600 cpu_idle_hlt(sbintime_t sbt)
601 {
602         int *state;
603
604         state = &PCPU_PTR(monitorbuf)->idle_state;
605         if (cpu_idle_enter(state, STATE_SLEEPING)) {
606                 acpi_cpu_c1();
607                 atomic_store_int(state, STATE_RUNNING);
608         }
609 }
610
611 static void
612 cpu_idle_mwait(sbintime_t sbt)
613 {
614         int *state;
615
616         state = &PCPU_PTR(monitorbuf)->idle_state;
617         if (cpu_idle_enter(state, STATE_MWAIT)) {
618                 cpu_monitor(state, 0, 0);
619                 if (atomic_load_int(state) == STATE_MWAIT)
620                         __asm __volatile("sti; mwait" : : "a" (MWAIT_C1), "c" (0));
621                 else
622                         enable_intr();
623                 cpu_idle_exit(state);
624         }
625 }
626
627 static void
628 cpu_idle_spin(sbintime_t sbt)
629 {
630         int *state;
631         int i;
632
633         state = &PCPU_PTR(monitorbuf)->idle_state;
634         atomic_store_int(state, STATE_RUNNING);
635
636         /*
637          * The sched_runnable() call is racy but as long as there is
638          * a loop missing it one time will have just a little impact if any 
639          * (and it is much better than missing the check at all).
640          */
641         for (i = 0; i < 1000; i++) {
642                 if (sched_runnable())
643                         return;
644                 cpu_spinwait();
645         }
646 }
647
648 void (*cpu_idle_fn)(sbintime_t) = cpu_idle_acpi;
649
650 void
651 cpu_idle(int busy)
652 {
653         uint64_t msr;
654         sbintime_t sbt = -1;
655
656         CTR1(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d)", busy);
657
658         /* If we are busy - try to use fast methods. */
659         if (busy) {
660                 if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && idle_mwait) {
661                         cpu_idle_mwait(busy);
662                         goto out;
663                 }
664         }
665
666         /* If we have time - switch timers into idle mode. */
667         if (!busy) {
668                 critical_enter();
669                 sbt = cpu_idleclock();
670         }
671
672         /* Apply AMD APIC timer C1E workaround. */
673         if (cpu_amdc1e_bug && cpu_disable_c3_sleep) {
674                 msr = rdmsr(MSR_AMDK8_IPM);
675                 if ((msr & (AMDK8_SMIONCMPHALT | AMDK8_C1EONCMPHALT)) != 0)
676                         wrmsr(MSR_AMDK8_IPM, msr & ~(AMDK8_SMIONCMPHALT |
677                             AMDK8_C1EONCMPHALT));
678         }
679
680         /* Call main idle method. */
681         cpu_idle_fn(sbt);
682
683         /* Switch timers back into active mode. */
684         if (!busy) {
685                 cpu_activeclock();
686                 critical_exit();
687         }
688 out:
689         CTR1(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) done", busy);
690 }
691
692 static int cpu_idle_apl31_workaround;
693 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, idle_apl31, CTLFLAG_RW,
694     &cpu_idle_apl31_workaround, 0,
695     "Apollo Lake APL31 MWAIT bug workaround");
696
697 int
698 cpu_idle_wakeup(int cpu)
699 {
700         struct monitorbuf *mb;
701         int *state;
702
703         mb = &pcpu_find(cpu)->pc_monitorbuf;
704         state = &mb->idle_state;
705         switch (atomic_load_int(state)) {
706         case STATE_SLEEPING:
707                 return (0);
708         case STATE_MWAIT:
709                 atomic_store_int(state, STATE_RUNNING);
710                 return (cpu_idle_apl31_workaround ? 0 : 1);
711         case STATE_RUNNING:
712                 return (1);
713         default:
714                 panic("bad monitor state");
715                 return (1);
716         }
717 }
718
719 /*
720  * Ordered by speed/power consumption.
721  */
722 static struct {
723         void    *id_fn;
724         char    *id_name;
725         int     id_cpuid2_flag;
726 } idle_tbl[] = {
727         { .id_fn = cpu_idle_spin, .id_name = "spin" },
728         { .id_fn = cpu_idle_mwait, .id_name = "mwait",
729             .id_cpuid2_flag = CPUID2_MON },
730         { .id_fn = cpu_idle_hlt, .id_name = "hlt" },
731         { .id_fn = cpu_idle_acpi, .id_name = "acpi" },
732 };
733
734 static int
735 idle_sysctl_available(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
736 {
737         char *avail, *p;
738         int error;
739         int i;
740
741         avail = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
742         p = avail;
743         for (i = 0; i < nitems(idle_tbl); i++) {
744                 if (idle_tbl[i].id_cpuid2_flag != 0 &&
745                     (cpu_feature2 & idle_tbl[i].id_cpuid2_flag) == 0)
746                         continue;
747                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
748                     cpu_idle_hook == NULL)
749                         continue;
750                 p += sprintf(p, "%s%s", p != avail ? ", " : "",
751                     idle_tbl[i].id_name);
752         }
753         error = sysctl_handle_string(oidp, avail, 0, req);
754         free(avail, M_TEMP);
755         return (error);
756 }
757
758 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle_available,
759     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE,
760     0, 0, idle_sysctl_available, "A",
761     "list of available idle functions");
762
763 static bool
764 cpu_idle_selector(const char *new_idle_name)
765 {
766         int i;
767
768         for (i = 0; i < nitems(idle_tbl); i++) {
769                 if (idle_tbl[i].id_cpuid2_flag != 0 &&
770                     (cpu_feature2 & idle_tbl[i].id_cpuid2_flag) == 0)
771                         continue;
772                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
773                     cpu_idle_hook == NULL)
774                         continue;
775                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, new_idle_name))
776                         continue;
777                 cpu_idle_fn = idle_tbl[i].id_fn;
778                 if (bootverbose)
779                         printf("CPU idle set to %s\n", idle_tbl[i].id_name);
780                 return (true);
781         }
782         return (false);
783 }
784
785 static int
786 cpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
787 {
788         char buf[16], *p;
789         int error, i;
790
791         p = "unknown";
792         for (i = 0; i < nitems(idle_tbl); i++) {
793                 if (idle_tbl[i].id_fn == cpu_idle_fn) {
794                         p = idle_tbl[i].id_name;
795                         break;
796                 }
797         }
798         strncpy(buf, p, sizeof(buf));
799         error = sysctl_handle_string(oidp, buf, sizeof(buf), req);
800         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
801                 return (error);
802         return (cpu_idle_selector(buf) ? 0 : EINVAL);
803 }
804
805 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle,
806     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE,
807     0, 0, cpu_idle_sysctl, "A",
808     "currently selected idle function");
809
810 static void
811 cpu_idle_tun(void *unused __unused)
812 {
813         char tunvar[16];
814
815         if (TUNABLE_STR_FETCH("machdep.idle", tunvar, sizeof(tunvar)))
816                 cpu_idle_selector(tunvar);
817         else if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
818             CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x17 && CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x1) {
819                 /* Ryzen erratas 1057, 1109. */
820                 cpu_idle_selector("hlt");
821                 idle_mwait = 0;
822                 mwait_cpustop_broken = true;
823         }
824
825         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
826             (cpu_id == 0x506c9 || cpu_id == 0x506ca)) {
827                 /*
828                  * Apollo Lake errata APL31 (public errata APL30).
829                  * Stores to the armed address range may not trigger
830                  * MWAIT to resume execution.  OS needs to use
831                  * interrupts to wake processors from MWAIT-induced
832                  * sleep states.
833                  */
834                 cpu_idle_apl31_workaround = 1;
835                 mwait_cpustop_broken = true;
836         }
837         TUNABLE_INT_FETCH("machdep.idle_apl31", &cpu_idle_apl31_workaround);
838 }
839 SYSINIT(cpu_idle_tun, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_MIDDLE, cpu_idle_tun, NULL);
840
841 static int panic_on_nmi = 0xff;
842 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, panic_on_nmi, CTLFLAG_RWTUN,
843     &panic_on_nmi, 0,
844     "Panic on NMI: 1 = H/W failure; 2 = unknown; 0xff = all");
845 int nmi_is_broadcast = 1;
846 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, nmi_is_broadcast, CTLFLAG_RWTUN,
847     &nmi_is_broadcast, 0,
848     "Chipset NMI is broadcast");
849 int (*apei_nmi)(void);
850
851 void
852 nmi_call_kdb(u_int cpu, u_int type, struct trapframe *frame)
853 {
854         bool claimed = false;
855
856 #ifdef DEV_ISA
857         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
858         if (isa_nmi(frame->tf_err)) {
859                 claimed = true;
860                 if ((panic_on_nmi & 1) != 0)
861                         panic("NMI indicates hardware failure");
862         }
863 #endif /* DEV_ISA */
864
865         /* ACPI Platform Error Interfaces callback. */
866         if (apei_nmi != NULL && (*apei_nmi)())
867                 claimed = true;
868
869         /*
870          * NMIs can be useful for debugging.  They can be hooked up to a
871          * pushbutton, usually on an ISA, PCI, or PCIe card.  They can also be
872          * generated by an IPMI BMC, either manually or in response to a
873          * watchdog timeout.  For example, see the "power diag" command in
874          * ports/sysutils/ipmitool.  They can also be generated by a
875          * hypervisor; see "bhyvectl --inject-nmi".
876          */
877
878 #ifdef KDB
879         if (!claimed && (panic_on_nmi & 2) != 0) {
880                 if (debugger_on_panic) {
881                         printf("NMI/cpu%d ... going to debugger\n", cpu);
882                         claimed = kdb_trap(type, 0, frame);
883                 }
884         }
885 #endif /* KDB */
886
887         if (!claimed && panic_on_nmi != 0)
888                 panic("NMI");
889 }
890
891 void
892 nmi_handle_intr(u_int type, struct trapframe *frame)
893 {
894
895 #ifdef SMP
896         if (nmi_is_broadcast) {
897                 nmi_call_kdb_smp(type, frame);
898                 return;
899         }
900 #endif
901         nmi_call_kdb(PCPU_GET(cpuid), type, frame);
902 }
903
904 static int hw_ibrs_active;
905 int hw_ibrs_ibpb_active;
906 int hw_ibrs_disable = 1;
907
908 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, ibrs_active, CTLFLAG_RD, &hw_ibrs_active, 0,
909     "Indirect Branch Restricted Speculation active");
910
911 SYSCTL_NODE(_machdep_mitigations, OID_AUTO, ibrs,
912     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
913     "Indirect Branch Restricted Speculation active");
914
915 SYSCTL_INT(_machdep_mitigations_ibrs, OID_AUTO, active, CTLFLAG_RD,
916     &hw_ibrs_active, 0, "Indirect Branch Restricted Speculation active");
917
918 void
919 hw_ibrs_recalculate(bool for_all_cpus)
920 {
921         if ((cpu_ia32_arch_caps & IA32_ARCH_CAP_IBRS_ALL) != 0) {
922                 x86_msr_op(MSR_IA32_SPEC_CTRL, (for_all_cpus ?
923                     MSR_OP_RENDEZVOUS_ALL : MSR_OP_LOCAL) |
924                     (hw_ibrs_disable != 0 ? MSR_OP_ANDNOT : MSR_OP_OR),
925                     IA32_SPEC_CTRL_IBRS, NULL);
926                 hw_ibrs_active = hw_ibrs_disable == 0;
927                 hw_ibrs_ibpb_active = 0;
928         } else {
929                 hw_ibrs_active = hw_ibrs_ibpb_active = (cpu_stdext_feature3 &
930                     CPUID_STDEXT3_IBPB) != 0 && !hw_ibrs_disable;
931         }
932 }
933
934 static int
935 hw_ibrs_disable_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
936 {
937         int error, val;
938
939         val = hw_ibrs_disable;
940         error = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
941         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
942                 return (error);
943         hw_ibrs_disable = val != 0;
944         hw_ibrs_recalculate(true);
945         return (0);
946 }
947 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, ibrs_disable, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RWTUN |
948     CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0, hw_ibrs_disable_handler, "I",
949     "Disable Indirect Branch Restricted Speculation");
950
951 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_ibrs, OID_AUTO, disable, CTLTYPE_INT |
952     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
953     hw_ibrs_disable_handler, "I",
954     "Disable Indirect Branch Restricted Speculation");
955
956 int hw_ssb_active;
957 int hw_ssb_disable;
958
959 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, spec_store_bypass_disable_active, CTLFLAG_RD,
960     &hw_ssb_active, 0,
961     "Speculative Store Bypass Disable active");
962
963 SYSCTL_NODE(_machdep_mitigations, OID_AUTO, ssb,
964     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
965     "Speculative Store Bypass Disable active");
966
967 SYSCTL_INT(_machdep_mitigations_ssb, OID_AUTO, active, CTLFLAG_RD,
968     &hw_ssb_active, 0, "Speculative Store Bypass Disable active");
969
970 static void
971 hw_ssb_set(bool enable, bool for_all_cpus)
972 {
973
974         if ((cpu_stdext_feature3 & CPUID_STDEXT3_SSBD) == 0) {
975                 hw_ssb_active = 0;
976                 return;
977         }
978         hw_ssb_active = enable;
979         x86_msr_op(MSR_IA32_SPEC_CTRL,
980             (enable ? MSR_OP_OR : MSR_OP_ANDNOT) |
981             (for_all_cpus ? MSR_OP_SCHED_ALL : MSR_OP_LOCAL),
982             IA32_SPEC_CTRL_SSBD, NULL);
983 }
984
985 void
986 hw_ssb_recalculate(bool all_cpus)
987 {
988
989         switch (hw_ssb_disable) {
990         default:
991                 hw_ssb_disable = 0;
992                 /* FALLTHROUGH */
993         case 0: /* off */
994                 hw_ssb_set(false, all_cpus);
995                 break;
996         case 1: /* on */
997                 hw_ssb_set(true, all_cpus);
998                 break;
999         case 2: /* auto */
1000                 hw_ssb_set((cpu_ia32_arch_caps & IA32_ARCH_CAP_SSB_NO) != 0 ?
1001                     false : true, all_cpus);
1002                 break;
1003         }
1004 }
1005
1006 static int
1007 hw_ssb_disable_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1008 {
1009         int error, val;
1010
1011         val = hw_ssb_disable;
1012         error = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
1013         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
1014                 return (error);
1015         hw_ssb_disable = val;
1016         hw_ssb_recalculate(true);
1017         return (0);
1018 }
1019 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, spec_store_bypass_disable, CTLTYPE_INT |
1020     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1021     hw_ssb_disable_handler, "I",
1022     "Speculative Store Bypass Disable (0 - off, 1 - on, 2 - auto)");
1023
1024 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_ssb, OID_AUTO, disable, CTLTYPE_INT |
1025     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1026     hw_ssb_disable_handler, "I",
1027     "Speculative Store Bypass Disable (0 - off, 1 - on, 2 - auto)");
1028
1029 int hw_mds_disable;
1030
1031 /*
1032  * Handler for Microarchitectural Data Sampling issues.  Really not a
1033  * pointer to C function: on amd64 the code must not change any CPU
1034  * architectural state except possibly %rflags. Also, it is always
1035  * called with interrupts disabled.
1036  */
1037 void mds_handler_void(void);
1038 void mds_handler_verw(void);
1039 void mds_handler_ivb(void);
1040 void mds_handler_bdw(void);
1041 void mds_handler_skl_sse(void);
1042 void mds_handler_skl_avx(void);
1043 void mds_handler_skl_avx512(void);
1044 void mds_handler_silvermont(void);
1045 void (*mds_handler)(void) = mds_handler_void;
1046
1047 static int
1048 sysctl_hw_mds_disable_state_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1049 {
1050         const char *state;
1051
1052         if (mds_handler == mds_handler_void)
1053                 state = "inactive";
1054         else if (mds_handler == mds_handler_verw)
1055                 state = "VERW";
1056         else if (mds_handler == mds_handler_ivb)
1057                 state = "software IvyBridge";
1058         else if (mds_handler == mds_handler_bdw)
1059                 state = "software Broadwell";
1060         else if (mds_handler == mds_handler_skl_sse)
1061                 state = "software Skylake SSE";
1062         else if (mds_handler == mds_handler_skl_avx)
1063                 state = "software Skylake AVX";
1064         else if (mds_handler == mds_handler_skl_avx512)
1065                 state = "software Skylake AVX512";
1066         else if (mds_handler == mds_handler_silvermont)
1067                 state = "software Silvermont";
1068         else
1069                 state = "unknown";
1070         return (SYSCTL_OUT(req, state, strlen(state)));
1071 }
1072
1073 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, mds_disable_state,
1074     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1075     sysctl_hw_mds_disable_state_handler, "A",
1076     "Microarchitectural Data Sampling Mitigation state");
1077
1078 SYSCTL_NODE(_machdep_mitigations, OID_AUTO, mds,
1079     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
1080     "Microarchitectural Data Sampling Mitigation state");
1081
1082 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_mds, OID_AUTO, state,
1083     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1084     sysctl_hw_mds_disable_state_handler, "A",
1085     "Microarchitectural Data Sampling Mitigation state");
1086
1087 _Static_assert(__offsetof(struct pcpu, pc_mds_tmp) % 64 == 0, "MDS AVX512");
1088
1089 void
1090 hw_mds_recalculate(void)
1091 {
1092         struct pcpu *pc;
1093         vm_offset_t b64;
1094         u_long xcr0;
1095         int i;
1096
1097         /*
1098          * Allow user to force VERW variant even if MD_CLEAR is not
1099          * reported.  For instance, hypervisor might unknowingly
1100          * filter the cap out.
1101          * For the similar reasons, and for testing, allow to enable
1102          * mitigation even when MDS_NO cap is set.
1103          */
1104         if (cpu_vendor_id != CPU_VENDOR_INTEL || hw_mds_disable == 0 ||
1105             ((cpu_ia32_arch_caps & IA32_ARCH_CAP_MDS_NO) != 0 &&
1106             hw_mds_disable == 3)) {
1107                 mds_handler = mds_handler_void;
1108         } else if (((cpu_stdext_feature3 & CPUID_STDEXT3_MD_CLEAR) != 0 &&
1109             hw_mds_disable == 3) || hw_mds_disable == 1) {
1110                 mds_handler = mds_handler_verw;
1111         } else if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
1112             (CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x2e || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x1e ||
1113             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x1f || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x1a ||
1114             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x2f || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x25 ||
1115             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x2c || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x2d ||
1116             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x2a || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x3e ||
1117             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x3a) &&
1118             (hw_mds_disable == 2 || hw_mds_disable == 3)) {
1119                 /*
1120                  * Nehalem, SandyBridge, IvyBridge
1121                  */
1122                 CPU_FOREACH(i) {
1123                         pc = pcpu_find(i);
1124                         if (pc->pc_mds_buf == NULL) {
1125                                 pc->pc_mds_buf = malloc_domainset(672, M_TEMP,
1126                                     DOMAINSET_PREF(pc->pc_domain), M_WAITOK);
1127                                 bzero(pc->pc_mds_buf, 16);
1128                         }
1129                 }
1130                 mds_handler = mds_handler_ivb;
1131         } else if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
1132             (CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x3f || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x3c ||
1133             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x45 || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x46 ||
1134             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x56 || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x4f ||
1135             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x47 || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x3d) &&
1136             (hw_mds_disable == 2 || hw_mds_disable == 3)) {
1137                 /*
1138                  * Haswell, Broadwell
1139                  */
1140                 CPU_FOREACH(i) {
1141                         pc = pcpu_find(i);
1142                         if (pc->pc_mds_buf == NULL) {
1143                                 pc->pc_mds_buf = malloc_domainset(1536, M_TEMP,
1144                                     DOMAINSET_PREF(pc->pc_domain), M_WAITOK);
1145                                 bzero(pc->pc_mds_buf, 16);
1146                         }
1147                 }
1148                 mds_handler = mds_handler_bdw;
1149         } else if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
1150             ((CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x55 && (cpu_id &
1151             CPUID_STEPPING) <= 5) ||
1152             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x4e || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x5e ||
1153             (CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x8e && (cpu_id &
1154             CPUID_STEPPING) <= 0xb) ||
1155             (CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x9e && (cpu_id &
1156             CPUID_STEPPING) <= 0xc)) &&
1157             (hw_mds_disable == 2 || hw_mds_disable == 3)) {
1158                 /*
1159                  * Skylake, KabyLake, CoffeeLake, WhiskeyLake,
1160                  * CascadeLake
1161                  */
1162                 CPU_FOREACH(i) {
1163                         pc = pcpu_find(i);
1164                         if (pc->pc_mds_buf == NULL) {
1165                                 pc->pc_mds_buf = malloc_domainset(6 * 1024,
1166                                     M_TEMP, DOMAINSET_PREF(pc->pc_domain),
1167                                     M_WAITOK);
1168                                 b64 = (vm_offset_t)malloc_domainset(64 + 63,
1169                                     M_TEMP, DOMAINSET_PREF(pc->pc_domain),
1170                                     M_WAITOK);
1171                                 pc->pc_mds_buf64 = (void *)roundup2(b64, 64);
1172                                 bzero(pc->pc_mds_buf64, 64);
1173                         }
1174                 }
1175                 xcr0 = rxcr(0);
1176                 if ((xcr0 & XFEATURE_ENABLED_ZMM_HI256) != 0 &&
1177                     (cpu_stdext_feature & CPUID_STDEXT_AVX512DQ) != 0)
1178                         mds_handler = mds_handler_skl_avx512;
1179                 else if ((xcr0 & XFEATURE_ENABLED_AVX) != 0 &&
1180                     (cpu_feature2 & CPUID2_AVX) != 0)
1181                         mds_handler = mds_handler_skl_avx;
1182                 else
1183                         mds_handler = mds_handler_skl_sse;
1184         } else if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
1185             ((CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x37 ||
1186             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x4a ||
1187             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x4c ||
1188             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x4d ||
1189             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x5a ||
1190             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x5d ||
1191             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x6e ||
1192             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x65 ||
1193             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x75 ||
1194             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x1c ||
1195             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x26 ||
1196             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x27 ||
1197             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x35 ||
1198             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x36 ||
1199             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x7a))) {
1200                 /* Silvermont, Airmont */
1201                 CPU_FOREACH(i) {
1202                         pc = pcpu_find(i);
1203                         if (pc->pc_mds_buf == NULL)
1204                                 pc->pc_mds_buf = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
1205                 }
1206                 mds_handler = mds_handler_silvermont;
1207         } else {
1208                 hw_mds_disable = 0;
1209                 mds_handler = mds_handler_void;
1210         }
1211 }
1212
1213 static void
1214 hw_mds_recalculate_boot(void *arg __unused)
1215 {
1216
1217         hw_mds_recalculate();
1218 }
1219 SYSINIT(mds_recalc, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_ANY, hw_mds_recalculate_boot, NULL);
1220
1221 static int
1222 sysctl_mds_disable_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1223 {
1224         int error, val;
1225
1226         val = hw_mds_disable;
1227         error = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
1228         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
1229                 return (error);
1230         if (val < 0 || val > 3)
1231                 return (EINVAL);
1232         hw_mds_disable = val;
1233         hw_mds_recalculate();
1234         return (0);
1235 }
1236
1237 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, mds_disable, CTLTYPE_INT |
1238     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1239     sysctl_mds_disable_handler, "I",
1240     "Microarchitectural Data Sampling Mitigation "
1241     "(0 - off, 1 - on VERW, 2 - on SW, 3 - on AUTO)");
1242
1243 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_mds, OID_AUTO, disable, CTLTYPE_INT |
1244     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1245     sysctl_mds_disable_handler, "I",
1246     "Microarchitectural Data Sampling Mitigation "
1247     "(0 - off, 1 - on VERW, 2 - on SW, 3 - on AUTO)");
1248
1249 /*
1250  * Intel Transactional Memory Asynchronous Abort Mitigation
1251  * CVE-2019-11135
1252  */
1253 int x86_taa_enable;
1254 int x86_taa_state;
1255 enum {
1256         TAA_NONE        = 0,    /* No mitigation enabled */
1257         TAA_TSX_DISABLE = 1,    /* Disable TSX via MSR */
1258         TAA_VERW        = 2,    /* Use VERW mitigation */
1259         TAA_AUTO        = 3,    /* Automatically select the mitigation */
1260
1261         /* The states below are not selectable by the operator */
1262
1263         TAA_TAA_UC      = 4,    /* Mitigation present in microcode */
1264         TAA_NOT_PRESENT = 5     /* TSX is not present */
1265 };
1266
1267 static void
1268 taa_set(bool enable, bool all)
1269 {
1270
1271         x86_msr_op(MSR_IA32_TSX_CTRL,
1272             (enable ? MSR_OP_OR : MSR_OP_ANDNOT) |
1273             (all ? MSR_OP_RENDEZVOUS_ALL : MSR_OP_LOCAL),
1274             IA32_TSX_CTRL_RTM_DISABLE | IA32_TSX_CTRL_TSX_CPUID_CLEAR,
1275             NULL);
1276 }
1277
1278 void
1279 x86_taa_recalculate(void)
1280 {
1281         static int taa_saved_mds_disable = 0;
1282         int taa_need = 0, taa_state = 0;
1283         int mds_disable = 0, need_mds_recalc = 0;
1284
1285         /* Check CPUID.07h.EBX.HLE and RTM for the presence of TSX */
1286         if ((cpu_stdext_feature & CPUID_STDEXT_HLE) == 0 ||
1287             (cpu_stdext_feature & CPUID_STDEXT_RTM) == 0) {
1288                 /* TSX is not present */
1289                 x86_taa_state = TAA_NOT_PRESENT;
1290                 return;
1291         }
1292
1293         /* Check to see what mitigation options the CPU gives us */
1294         if (cpu_ia32_arch_caps & IA32_ARCH_CAP_TAA_NO) {
1295                 /* CPU is not suseptible to TAA */
1296                 taa_need = TAA_TAA_UC;
1297         } else if (cpu_ia32_arch_caps & IA32_ARCH_CAP_TSX_CTRL) {
1298                 /*
1299                  * CPU can turn off TSX.  This is the next best option
1300                  * if TAA_NO hardware mitigation isn't present
1301                  */
1302                 taa_need = TAA_TSX_DISABLE;
1303         } else {
1304                 /* No TSX/TAA specific remedies are available. */
1305                 if (x86_taa_enable == TAA_TSX_DISABLE) {
1306                         if (bootverbose)
1307                                 printf("TSX control not available\n");
1308                         return;
1309                 } else
1310                         taa_need = TAA_VERW;
1311         }
1312
1313         /* Can we automatically take action, or are we being forced? */
1314         if (x86_taa_enable == TAA_AUTO)
1315                 taa_state = taa_need;
1316         else
1317                 taa_state = x86_taa_enable;
1318
1319         /* No state change, nothing to do */
1320         if (taa_state == x86_taa_state) {
1321                 if (bootverbose)
1322                         printf("No TSX change made\n");
1323                 return;
1324         }
1325
1326         /* Does the MSR need to be turned on or off? */
1327         if (taa_state == TAA_TSX_DISABLE)
1328                 taa_set(true, true);
1329         else if (x86_taa_state == TAA_TSX_DISABLE)
1330                 taa_set(false, true);
1331
1332         /* Does MDS need to be set to turn on VERW? */
1333         if (taa_state == TAA_VERW) {
1334                 taa_saved_mds_disable = hw_mds_disable;
1335                 mds_disable = hw_mds_disable = 1;
1336                 need_mds_recalc = 1;
1337         } else if (x86_taa_state == TAA_VERW) {
1338                 mds_disable = hw_mds_disable = taa_saved_mds_disable;
1339                 need_mds_recalc = 1;
1340         }
1341         if (need_mds_recalc) {
1342                 hw_mds_recalculate();
1343                 if (mds_disable != hw_mds_disable) {
1344                         if (bootverbose)
1345                                 printf("Cannot change MDS state for TAA\n");
1346                         /* Don't update our state */
1347                         return;
1348                 }
1349         }
1350
1351         x86_taa_state = taa_state;
1352         return;
1353 }
1354
1355 static void
1356 taa_recalculate_boot(void * arg __unused)
1357 {
1358
1359         x86_taa_recalculate();
1360 }
1361 SYSINIT(taa_recalc, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_ANY, taa_recalculate_boot, NULL);
1362
1363 SYSCTL_NODE(_machdep_mitigations, OID_AUTO, taa,
1364     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
1365     "TSX Asynchronous Abort Mitigation");
1366
1367 static int
1368 sysctl_taa_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1369 {
1370         int error, val;
1371
1372         val = x86_taa_enable;
1373         error = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
1374         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
1375                 return (error);
1376         if (val < TAA_NONE || val > TAA_AUTO)
1377                 return (EINVAL);
1378         x86_taa_enable = val;
1379         x86_taa_recalculate();
1380         return (0);
1381 }
1382
1383 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_taa, OID_AUTO, enable, CTLTYPE_INT |
1384     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1385     sysctl_taa_handler, "I",
1386     "TAA Mitigation enablement control "
1387     "(0 - off, 1 - disable TSX, 2 - VERW, 3 - on AUTO)");
1388
1389 static int
1390 sysctl_taa_state_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1391 {
1392         const char *state;
1393
1394         switch (x86_taa_state) {
1395         case TAA_NONE:
1396                 state = "inactive";
1397                 break;
1398         case TAA_TSX_DISABLE:
1399                 state = "TSX disabled";
1400                 break;
1401         case TAA_VERW:
1402                 state = "VERW";
1403                 break;
1404         case TAA_TAA_UC:
1405                 state = "Mitigated in microcode";
1406                 break;
1407         case TAA_NOT_PRESENT:
1408                 state = "TSX not present";
1409                 break;
1410         default:
1411                 state = "unknown";
1412         }
1413
1414         return (SYSCTL_OUT(req, state, strlen(state)));
1415 }
1416
1417 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_taa, OID_AUTO, state,
1418     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1419     sysctl_taa_state_handler, "A",
1420     "TAA Mitigation state");
1421
1422 int __read_frequently cpu_flush_rsb_ctxsw;
1423 SYSCTL_INT(_machdep_mitigations, OID_AUTO, flush_rsb_ctxsw,
1424     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_NOFETCH, &cpu_flush_rsb_ctxsw, 0,
1425     "Flush Return Stack Buffer on context switch");
1426
1427 SYSCTL_NODE(_machdep_mitigations, OID_AUTO, rngds,
1428     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
1429     "MCU Optimization, disable RDSEED mitigation");
1430
1431 int x86_rngds_mitg_enable = 1;
1432 void
1433 x86_rngds_mitg_recalculate(bool all_cpus)
1434 {
1435         if ((cpu_stdext_feature3 & CPUID_STDEXT3_MCUOPT) == 0)
1436                 return;
1437         x86_msr_op(MSR_IA32_MCU_OPT_CTRL,
1438             (x86_rngds_mitg_enable ? MSR_OP_OR : MSR_OP_ANDNOT) |
1439             (all_cpus ? MSR_OP_RENDEZVOUS_ALL : MSR_OP_LOCAL),
1440             IA32_RNGDS_MITG_DIS, NULL);
1441 }
1442
1443 static int
1444 sysctl_rngds_mitg_enable_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1445 {
1446         int error, val;
1447
1448         val = x86_rngds_mitg_enable;
1449         error = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
1450         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
1451                 return (error);
1452         x86_rngds_mitg_enable = val;
1453         x86_rngds_mitg_recalculate(true);
1454         return (0);
1455 }
1456 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_rngds, OID_AUTO, enable, CTLTYPE_INT |
1457     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1458     sysctl_rngds_mitg_enable_handler, "I",
1459     "MCU Optimization, disabling RDSEED mitigation control "
1460     "(0 - mitigation disabled (RDSEED optimized), 1 - mitigation enabled)");
1461
1462 static int
1463 sysctl_rngds_state_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1464 {
1465         const char *state;
1466
1467         if ((cpu_stdext_feature3 & CPUID_STDEXT3_MCUOPT) == 0) {
1468                 state = "Not applicable";
1469         } else if (x86_rngds_mitg_enable == 0) {
1470                 state = "RDSEED not serialized";
1471         } else {
1472                 state = "Mitigated";
1473         }
1474         return (SYSCTL_OUT(req, state, strlen(state)));
1475 }
1476 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_rngds, OID_AUTO, state,
1477     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1478     sysctl_rngds_state_handler, "A",
1479     "MCU Optimization state");
1480
1481 /*
1482  * Enable and restore kernel text write permissions.
1483  * Callers must ensure that disable_wp()/restore_wp() are executed
1484  * without rescheduling on the same core.
1485  */
1486 bool
1487 disable_wp(void)
1488 {
1489         u_int cr0;
1490
1491         cr0 = rcr0();
1492         if ((cr0 & CR0_WP) == 0)
1493                 return (false);
1494         load_cr0(cr0 & ~CR0_WP);
1495         return (true);
1496 }
1497
1498 void
1499 restore_wp(bool old_wp)
1500 {
1501
1502         if (old_wp)
1503                 load_cr0(rcr0() | CR0_WP);
1504 }
1505
1506 bool
1507 acpi_get_fadt_bootflags(uint16_t *flagsp)
1508 {
1509 #ifdef DEV_ACPI
1510         ACPI_TABLE_FADT *fadt;
1511         vm_paddr_t physaddr;
1512
1513         physaddr = acpi_find_table(ACPI_SIG_FADT);
1514         if (physaddr == 0)
1515                 return (false);
1516         fadt = acpi_map_table(physaddr, ACPI_SIG_FADT);
1517         if (fadt == NULL)
1518                 return (false);
1519         *flagsp = fadt->BootFlags;
1520         acpi_unmap_table(fadt);
1521         return (true);
1522 #else
1523         return (false);
1524 #endif
1525 }
1526
1527 DEFINE_IFUNC(, uint64_t, rdtsc_ordered, (void))
1528 {
1529         bool cpu_is_amd = cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD ||
1530             cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_HYGON;
1531
1532         if ((amd_feature & AMDID_RDTSCP) != 0)
1533                 return (rdtscp);
1534         else if ((cpu_feature & CPUID_SSE2) != 0)
1535                 return (cpu_is_amd ? rdtsc_ordered_mfence :
1536                     rdtsc_ordered_lfence);
1537         else
1538                 return (rdtsc);
1539 }