]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/x86/x86/cpu_machdep.c
THIS BRANCH IS OBSOLETE, PLEASE READ:
[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  * Flush the D-cache for non-DMA I/O so that the I-cache can
198  * be made coherent later.
199  */
200 void
201 cpu_flush_dcache(void *ptr, size_t len)
202 {
203         /* Not applicable */
204 }
205
206 void
207 acpi_cpu_c1(void)
208 {
209
210         __asm __volatile("sti; hlt");
211 }
212
213 /*
214  * Use mwait to pause execution while waiting for an interrupt or
215  * another thread to signal that there is more work.
216  *
217  * NOTE: Interrupts will cause a wakeup; however, this function does
218  * not enable interrupt handling. The caller is responsible to enable
219  * interrupts.
220  */
221 void
222 acpi_cpu_idle_mwait(uint32_t mwait_hint)
223 {
224         int *state;
225         uint64_t v;
226
227         /*
228          * A comment in Linux patch claims that 'CPUs run faster with
229          * speculation protection disabled. All CPU threads in a core
230          * must disable speculation protection for it to be
231          * disabled. Disable it while we are idle so the other
232          * hyperthread can run fast.'
233          *
234          * XXXKIB.  Software coordination mode should be supported,
235          * but all Intel CPUs provide hardware coordination.
236          */
237
238         state = &PCPU_PTR(monitorbuf)->idle_state;
239         KASSERT(atomic_load_int(state) == STATE_SLEEPING,
240             ("cpu_mwait_cx: wrong monitorbuf state"));
241         atomic_store_int(state, STATE_MWAIT);
242         if (PCPU_GET(ibpb_set) || hw_ssb_active) {
243                 v = rdmsr(MSR_IA32_SPEC_CTRL);
244                 wrmsr(MSR_IA32_SPEC_CTRL, v & ~(IA32_SPEC_CTRL_IBRS |
245                     IA32_SPEC_CTRL_STIBP | IA32_SPEC_CTRL_SSBD));
246         } else {
247                 v = 0;
248         }
249         cpu_monitor(state, 0, 0);
250         if (atomic_load_int(state) == STATE_MWAIT)
251                 cpu_mwait(MWAIT_INTRBREAK, mwait_hint);
252
253         /*
254          * SSB cannot be disabled while we sleep, or rather, if it was
255          * disabled, the sysctl thread will bind to our cpu to tweak
256          * MSR.
257          */
258         if (v != 0)
259                 wrmsr(MSR_IA32_SPEC_CTRL, v);
260
261         /*
262          * We should exit on any event that interrupts mwait, because
263          * that event might be a wanted interrupt.
264          */
265         atomic_store_int(state, STATE_RUNNING);
266 }
267
268 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
269 int
270 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
271 {
272         uint64_t tsc1, tsc2;
273         uint64_t acnt, mcnt, perf;
274         register_t reg;
275
276         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
277                 return (EINVAL);
278 #ifdef __i386__
279         if ((cpu_feature & CPUID_TSC) == 0)
280                 return (EOPNOTSUPP);
281 #endif
282
283         /*
284          * If TSC is P-state invariant and APERF/MPERF MSRs do not exist,
285          * DELAY(9) based logic fails.
286          */
287         if (tsc_is_invariant && !tsc_perf_stat)
288                 return (EOPNOTSUPP);
289
290 #ifdef SMP
291         if (smp_cpus > 1) {
292                 /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
293                 thread_lock(curthread);
294                 sched_bind(curthread, cpu_id);
295                 thread_unlock(curthread);
296         }
297 #endif
298
299         /* Calibrate by measuring a short delay. */
300         reg = intr_disable();
301         if (tsc_is_invariant) {
302                 wrmsr(MSR_MPERF, 0);
303                 wrmsr(MSR_APERF, 0);
304                 tsc1 = rdtsc();
305                 DELAY(1000);
306                 mcnt = rdmsr(MSR_MPERF);
307                 acnt = rdmsr(MSR_APERF);
308                 tsc2 = rdtsc();
309                 intr_restore(reg);
310                 perf = 1000 * acnt / mcnt;
311                 *rate = (tsc2 - tsc1) * perf;
312         } else {
313                 tsc1 = rdtsc();
314                 DELAY(1000);
315                 tsc2 = rdtsc();
316                 intr_restore(reg);
317                 *rate = (tsc2 - tsc1) * 1000;
318         }
319
320 #ifdef SMP
321         if (smp_cpus > 1) {
322                 thread_lock(curthread);
323                 sched_unbind(curthread);
324                 thread_unlock(curthread);
325         }
326 #endif
327
328         return (0);
329 }
330
331 /*
332  * Shutdown the CPU as much as possible
333  */
334 void
335 cpu_halt(void)
336 {
337         for (;;)
338                 halt();
339 }
340
341 static void
342 cpu_reset_real(void)
343 {
344         struct region_descriptor null_idt;
345         int b;
346
347         disable_intr();
348 #ifdef CPU_ELAN
349         if (elan_mmcr != NULL)
350                 elan_mmcr->RESCFG = 1;
351 #endif
352 #ifdef __i386__
353         if (cpu == CPU_GEODE1100) {
354                 /* Attempt Geode's own reset */
355                 outl(0xcf8, 0x80009044ul);
356                 outl(0xcfc, 0xf);
357         }
358 #endif
359 #if !defined(BROKEN_KEYBOARD_RESET)
360         /*
361          * Attempt to do a CPU reset via the keyboard controller,
362          * do not turn off GateA20, as any machine that fails
363          * to do the reset here would then end up in no man's land.
364          */
365         outb(IO_KBD + 4, 0xFE);
366         DELAY(500000);  /* wait 0.5 sec to see if that did it */
367 #endif
368
369         /*
370          * Attempt to force a reset via the Reset Control register at
371          * I/O port 0xcf9.  Bit 2 forces a system reset when it
372          * transitions from 0 to 1.  Bit 1 selects the type of reset
373          * to attempt: 0 selects a "soft" reset, and 1 selects a
374          * "hard" reset.  We try a "hard" reset.  The first write sets
375          * bit 1 to select a "hard" reset and clears bit 2.  The
376          * second write forces a 0 -> 1 transition in bit 2 to trigger
377          * a reset.
378          */
379         outb(0xcf9, 0x2);
380         outb(0xcf9, 0x6);
381         DELAY(500000);  /* wait 0.5 sec to see if that did it */
382
383         /*
384          * Attempt to force a reset via the Fast A20 and Init register
385          * at I/O port 0x92.  Bit 1 serves as an alternate A20 gate.
386          * Bit 0 asserts INIT# when set to 1.  We are careful to only
387          * preserve bit 1 while setting bit 0.  We also must clear bit
388          * 0 before setting it if it isn't already clear.
389          */
390         b = inb(0x92);
391         if (b != 0xff) {
392                 if ((b & 0x1) != 0)
393                         outb(0x92, b & 0xfe);
394                 outb(0x92, b | 0x1);
395                 DELAY(500000);  /* wait 0.5 sec to see if that did it */
396         }
397
398         printf("No known reset method worked, attempting CPU shutdown\n");
399         DELAY(1000000); /* wait 1 sec for printf to complete */
400
401         /* Wipe the IDT. */
402         null_idt.rd_limit = 0;
403         null_idt.rd_base = 0;
404         lidt(&null_idt);
405
406         /* "good night, sweet prince .... <THUNK!>" */
407         breakpoint();
408
409         /* NOTREACHED */
410         while(1);
411 }
412
413 #ifdef SMP
414 static void
415 cpu_reset_proxy(void)
416 {
417
418         cpu_reset_proxy_active = 1;
419         while (cpu_reset_proxy_active == 1)
420                 ia32_pause(); /* Wait for other cpu to see that we've started */
421
422         printf("cpu_reset_proxy: Stopped CPU %d\n", cpu_reset_proxyid);
423         DELAY(1000000);
424         cpu_reset_real();
425 }
426 #endif
427
428 void
429 cpu_reset(void)
430 {
431 #ifdef SMP
432         struct monitorbuf *mb;
433         cpuset_t map;
434         u_int cnt;
435
436         if (smp_started) {
437                 map = all_cpus;
438                 CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &map);
439                 CPU_ANDNOT(&map, &stopped_cpus);
440                 if (!CPU_EMPTY(&map)) {
441                         printf("cpu_reset: Stopping other CPUs\n");
442                         stop_cpus(map);
443                 }
444
445                 if (PCPU_GET(cpuid) != 0) {
446                         cpu_reset_proxyid = PCPU_GET(cpuid);
447                         cpustop_restartfunc = cpu_reset_proxy;
448                         cpu_reset_proxy_active = 0;
449                         printf("cpu_reset: Restarting BSP\n");
450
451                         /* Restart CPU #0. */
452                         CPU_SETOF(0, &started_cpus);
453                         mb = &pcpu_find(0)->pc_monitorbuf;
454                         atomic_store_int(&mb->stop_state,
455                             MONITOR_STOPSTATE_RUNNING);
456
457                         cnt = 0;
458                         while (cpu_reset_proxy_active == 0 && cnt < 10000000) {
459                                 ia32_pause();
460                                 cnt++;  /* Wait for BSP to announce restart */
461                         }
462                         if (cpu_reset_proxy_active == 0) {
463                                 printf("cpu_reset: Failed to restart BSP\n");
464                         } else {
465                                 cpu_reset_proxy_active = 2;
466                                 while (1)
467                                         ia32_pause();
468                                 /* NOTREACHED */
469                         }
470                 }
471
472                 DELAY(1000000);
473         }
474 #endif
475         cpu_reset_real();
476         /* NOTREACHED */
477 }
478
479 bool
480 cpu_mwait_usable(void)
481 {
482
483         return ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) != 0 && ((cpu_mon_mwait_flags &
484             (CPUID5_MON_MWAIT_EXT | CPUID5_MWAIT_INTRBREAK)) ==
485             (CPUID5_MON_MWAIT_EXT | CPUID5_MWAIT_INTRBREAK)));
486 }
487
488 void (*cpu_idle_hook)(sbintime_t) = NULL;       /* ACPI idle hook. */
489
490 int cpu_amdc1e_bug = 0;                 /* AMD C1E APIC workaround required. */
491
492 static int      idle_mwait = 1;         /* Use MONITOR/MWAIT for short idle. */
493 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, idle_mwait, CTLFLAG_RWTUN, &idle_mwait,
494     0, "Use MONITOR/MWAIT for short idle");
495
496 static void
497 cpu_idle_acpi(sbintime_t sbt)
498 {
499         int *state;
500
501         state = &PCPU_PTR(monitorbuf)->idle_state;
502         atomic_store_int(state, STATE_SLEEPING);
503
504         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
505         disable_intr();
506         if (sched_runnable())
507                 enable_intr();
508         else if (cpu_idle_hook)
509                 cpu_idle_hook(sbt);
510         else
511                 acpi_cpu_c1();
512         atomic_store_int(state, STATE_RUNNING);
513 }
514
515 static void
516 cpu_idle_hlt(sbintime_t sbt)
517 {
518         int *state;
519
520         state = &PCPU_PTR(monitorbuf)->idle_state;
521         atomic_store_int(state, STATE_SLEEPING);
522
523         /*
524          * Since we may be in a critical section from cpu_idle(), if
525          * an interrupt fires during that critical section we may have
526          * a pending preemption.  If the CPU halts, then that thread
527          * may not execute until a later interrupt awakens the CPU.
528          * To handle this race, check for a runnable thread after
529          * disabling interrupts and immediately return if one is
530          * found.  Also, we must absolutely guarentee that hlt is
531          * the next instruction after sti.  This ensures that any
532          * interrupt that fires after the call to disable_intr() will
533          * immediately awaken the CPU from hlt.  Finally, please note
534          * that on x86 this works fine because of interrupts enabled only
535          * after the instruction following sti takes place, while IF is set
536          * to 1 immediately, allowing hlt instruction to acknowledge the
537          * interrupt.
538          */
539         disable_intr();
540         if (sched_runnable())
541                 enable_intr();
542         else
543                 acpi_cpu_c1();
544         atomic_store_int(state, STATE_RUNNING);
545 }
546
547 static void
548 cpu_idle_mwait(sbintime_t sbt)
549 {
550         int *state;
551
552         state = &PCPU_PTR(monitorbuf)->idle_state;
553         atomic_store_int(state, STATE_MWAIT);
554
555         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
556         disable_intr();
557         if (sched_runnable()) {
558                 atomic_store_int(state, STATE_RUNNING);
559                 enable_intr();
560                 return;
561         }
562
563         cpu_monitor(state, 0, 0);
564         if (atomic_load_int(state) == STATE_MWAIT)
565                 __asm __volatile("sti; mwait" : : "a" (MWAIT_C1), "c" (0));
566         else
567                 enable_intr();
568         atomic_store_int(state, STATE_RUNNING);
569 }
570
571 static void
572 cpu_idle_spin(sbintime_t sbt)
573 {
574         int *state;
575         int i;
576
577         state = &PCPU_PTR(monitorbuf)->idle_state;
578         atomic_store_int(state, STATE_RUNNING);
579
580         /*
581          * The sched_runnable() call is racy but as long as there is
582          * a loop missing it one time will have just a little impact if any 
583          * (and it is much better than missing the check at all).
584          */
585         for (i = 0; i < 1000; i++) {
586                 if (sched_runnable())
587                         return;
588                 cpu_spinwait();
589         }
590 }
591
592 void (*cpu_idle_fn)(sbintime_t) = cpu_idle_acpi;
593
594 void
595 cpu_idle(int busy)
596 {
597         uint64_t msr;
598         sbintime_t sbt = -1;
599
600         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d",
601             busy, curcpu);
602 #ifdef MP_WATCHDOG
603         ap_watchdog(PCPU_GET(cpuid));
604 #endif
605
606         /* If we are busy - try to use fast methods. */
607         if (busy) {
608                 if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && idle_mwait) {
609                         cpu_idle_mwait(busy);
610                         goto out;
611                 }
612         }
613
614         /* If we have time - switch timers into idle mode. */
615         if (!busy) {
616                 critical_enter();
617                 sbt = cpu_idleclock();
618         }
619
620         /* Apply AMD APIC timer C1E workaround. */
621         if (cpu_amdc1e_bug && cpu_disable_c3_sleep) {
622                 msr = rdmsr(MSR_AMDK8_IPM);
623                 if ((msr & (AMDK8_SMIONCMPHALT | AMDK8_C1EONCMPHALT)) != 0)
624                         wrmsr(MSR_AMDK8_IPM, msr & ~(AMDK8_SMIONCMPHALT |
625                             AMDK8_C1EONCMPHALT));
626         }
627
628         /* Call main idle method. */
629         cpu_idle_fn(sbt);
630
631         /* Switch timers back into active mode. */
632         if (!busy) {
633                 cpu_activeclock();
634                 critical_exit();
635         }
636 out:
637         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d done",
638             busy, curcpu);
639 }
640
641 static int cpu_idle_apl31_workaround;
642 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, idle_apl31, CTLFLAG_RW,
643     &cpu_idle_apl31_workaround, 0,
644     "Apollo Lake APL31 MWAIT bug workaround");
645
646 int
647 cpu_idle_wakeup(int cpu)
648 {
649         struct monitorbuf *mb;
650         int *state;
651
652         mb = &pcpu_find(cpu)->pc_monitorbuf;
653         state = &mb->idle_state;
654         switch (atomic_load_int(state)) {
655         case STATE_SLEEPING:
656                 return (0);
657         case STATE_MWAIT:
658                 atomic_store_int(state, STATE_RUNNING);
659                 return (cpu_idle_apl31_workaround ? 0 : 1);
660         case STATE_RUNNING:
661                 return (1);
662         default:
663                 panic("bad monitor state");
664                 return (1);
665         }
666 }
667
668 /*
669  * Ordered by speed/power consumption.
670  */
671 static struct {
672         void    *id_fn;
673         char    *id_name;
674         int     id_cpuid2_flag;
675 } idle_tbl[] = {
676         { .id_fn = cpu_idle_spin, .id_name = "spin" },
677         { .id_fn = cpu_idle_mwait, .id_name = "mwait",
678             .id_cpuid2_flag = CPUID2_MON },
679         { .id_fn = cpu_idle_hlt, .id_name = "hlt" },
680         { .id_fn = cpu_idle_acpi, .id_name = "acpi" },
681 };
682
683 static int
684 idle_sysctl_available(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
685 {
686         char *avail, *p;
687         int error;
688         int i;
689
690         avail = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
691         p = avail;
692         for (i = 0; i < nitems(idle_tbl); i++) {
693                 if (idle_tbl[i].id_cpuid2_flag != 0 &&
694                     (cpu_feature2 & idle_tbl[i].id_cpuid2_flag) == 0)
695                         continue;
696                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
697                     cpu_idle_hook == NULL)
698                         continue;
699                 p += sprintf(p, "%s%s", p != avail ? ", " : "",
700                     idle_tbl[i].id_name);
701         }
702         error = sysctl_handle_string(oidp, avail, 0, req);
703         free(avail, M_TEMP);
704         return (error);
705 }
706
707 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle_available,
708     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_NEEDGIANT,
709     0, 0, idle_sysctl_available, "A",
710     "list of available idle functions");
711
712 static bool
713 cpu_idle_selector(const char *new_idle_name)
714 {
715         int i;
716
717         for (i = 0; i < nitems(idle_tbl); i++) {
718                 if (idle_tbl[i].id_cpuid2_flag != 0 &&
719                     (cpu_feature2 & idle_tbl[i].id_cpuid2_flag) == 0)
720                         continue;
721                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
722                     cpu_idle_hook == NULL)
723                         continue;
724                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, new_idle_name))
725                         continue;
726                 cpu_idle_fn = idle_tbl[i].id_fn;
727                 if (bootverbose)
728                         printf("CPU idle set to %s\n", idle_tbl[i].id_name);
729                 return (true);
730         }
731         return (false);
732 }
733
734 static int
735 cpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
736 {
737         char buf[16], *p;
738         int error, i;
739
740         p = "unknown";
741         for (i = 0; i < nitems(idle_tbl); i++) {
742                 if (idle_tbl[i].id_fn == cpu_idle_fn) {
743                         p = idle_tbl[i].id_name;
744                         break;
745                 }
746         }
747         strncpy(buf, p, sizeof(buf));
748         error = sysctl_handle_string(oidp, buf, sizeof(buf), req);
749         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
750                 return (error);
751         return (cpu_idle_selector(buf) ? 0 : EINVAL);
752 }
753
754 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle,
755     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW | CTLFLAG_NEEDGIANT,
756     0, 0, cpu_idle_sysctl, "A",
757     "currently selected idle function");
758
759 static void
760 cpu_idle_tun(void *unused __unused)
761 {
762         char tunvar[16];
763
764         if (TUNABLE_STR_FETCH("machdep.idle", tunvar, sizeof(tunvar)))
765                 cpu_idle_selector(tunvar);
766         else if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
767             CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x17 && CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x1) {
768                 /* Ryzen erratas 1057, 1109. */
769                 cpu_idle_selector("hlt");
770                 idle_mwait = 0;
771                 mwait_cpustop_broken = true;
772         }
773
774         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL && cpu_id == 0x506c9) {
775                 /*
776                  * Apollo Lake errata APL31 (public errata APL30).
777                  * Stores to the armed address range may not trigger
778                  * MWAIT to resume execution.  OS needs to use
779                  * interrupts to wake processors from MWAIT-induced
780                  * sleep states.
781                  */
782                 cpu_idle_apl31_workaround = 1;
783                 mwait_cpustop_broken = true;
784         }
785         TUNABLE_INT_FETCH("machdep.idle_apl31", &cpu_idle_apl31_workaround);
786 }
787 SYSINIT(cpu_idle_tun, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_MIDDLE, cpu_idle_tun, NULL);
788
789 static int panic_on_nmi = 0xff;
790 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, panic_on_nmi, CTLFLAG_RWTUN,
791     &panic_on_nmi, 0,
792     "Panic on NMI: 1 = H/W failure; 2 = unknown; 0xff = all");
793 int nmi_is_broadcast = 1;
794 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, nmi_is_broadcast, CTLFLAG_RWTUN,
795     &nmi_is_broadcast, 0,
796     "Chipset NMI is broadcast");
797 int (*apei_nmi)(void);
798
799 void
800 nmi_call_kdb(u_int cpu, u_int type, struct trapframe *frame)
801 {
802         bool claimed = false;
803
804 #ifdef DEV_ISA
805         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
806         if (isa_nmi(frame->tf_err)) {
807                 claimed = true;
808                 if ((panic_on_nmi & 1) != 0)
809                         panic("NMI indicates hardware failure");
810         }
811 #endif /* DEV_ISA */
812
813         /* ACPI Platform Error Interfaces callback. */
814         if (apei_nmi != NULL && (*apei_nmi)())
815                 claimed = true;
816
817         /*
818          * NMIs can be useful for debugging.  They can be hooked up to a
819          * pushbutton, usually on an ISA, PCI, or PCIe card.  They can also be
820          * generated by an IPMI BMC, either manually or in response to a
821          * watchdog timeout.  For example, see the "power diag" command in
822          * ports/sysutils/ipmitool.  They can also be generated by a
823          * hypervisor; see "bhyvectl --inject-nmi".
824          */
825
826 #ifdef KDB
827         if (!claimed && (panic_on_nmi & 2) != 0) {
828                 if (debugger_on_panic) {
829                         printf("NMI/cpu%d ... going to debugger\n", cpu);
830                         claimed = kdb_trap(type, 0, frame);
831                 }
832         }
833 #endif /* KDB */
834
835         if (!claimed && panic_on_nmi != 0)
836                 panic("NMI");
837 }
838
839 void
840 nmi_handle_intr(u_int type, struct trapframe *frame)
841 {
842
843 #ifdef SMP
844         if (nmi_is_broadcast) {
845                 nmi_call_kdb_smp(type, frame);
846                 return;
847         }
848 #endif
849         nmi_call_kdb(PCPU_GET(cpuid), type, frame);
850 }
851
852 static int hw_ibrs_active;
853 int hw_ibrs_ibpb_active;
854 int hw_ibrs_disable = 1;
855
856 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, ibrs_active, CTLFLAG_RD, &hw_ibrs_active, 0,
857     "Indirect Branch Restricted Speculation active");
858
859 SYSCTL_NODE(_machdep_mitigations, OID_AUTO, ibrs,
860     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
861     "Indirect Branch Restricted Speculation active");
862
863 SYSCTL_INT(_machdep_mitigations_ibrs, OID_AUTO, active, CTLFLAG_RD,
864     &hw_ibrs_active, 0, "Indirect Branch Restricted Speculation active");
865
866 void
867 hw_ibrs_recalculate(bool for_all_cpus)
868 {
869         if ((cpu_ia32_arch_caps & IA32_ARCH_CAP_IBRS_ALL) != 0) {
870                 x86_msr_op(MSR_IA32_SPEC_CTRL, (for_all_cpus ?
871                     MSR_OP_RENDEZVOUS : MSR_OP_LOCAL) |
872                     (hw_ibrs_disable != 0 ? MSR_OP_ANDNOT : MSR_OP_OR),
873                     IA32_SPEC_CTRL_IBRS);
874                 hw_ibrs_active = hw_ibrs_disable == 0;
875                 hw_ibrs_ibpb_active = 0;
876         } else {
877                 hw_ibrs_active = hw_ibrs_ibpb_active = (cpu_stdext_feature3 &
878                     CPUID_STDEXT3_IBPB) != 0 && !hw_ibrs_disable;
879         }
880 }
881
882 static int
883 hw_ibrs_disable_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
884 {
885         int error, val;
886
887         val = hw_ibrs_disable;
888         error = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
889         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
890                 return (error);
891         hw_ibrs_disable = val != 0;
892         hw_ibrs_recalculate(true);
893         return (0);
894 }
895 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, ibrs_disable, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RWTUN |
896     CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0, hw_ibrs_disable_handler, "I",
897     "Disable Indirect Branch Restricted Speculation");
898
899 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_ibrs, OID_AUTO, disable, CTLTYPE_INT |
900     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
901     hw_ibrs_disable_handler, "I",
902     "Disable Indirect Branch Restricted Speculation");
903
904 int hw_ssb_active;
905 int hw_ssb_disable;
906
907 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, spec_store_bypass_disable_active, CTLFLAG_RD,
908     &hw_ssb_active, 0,
909     "Speculative Store Bypass Disable active");
910
911 SYSCTL_NODE(_machdep_mitigations, OID_AUTO, ssb,
912     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
913     "Speculative Store Bypass Disable active");
914
915 SYSCTL_INT(_machdep_mitigations_ssb, OID_AUTO, active, CTLFLAG_RD,
916     &hw_ssb_active, 0, "Speculative Store Bypass Disable active");
917
918 static void
919 hw_ssb_set(bool enable, bool for_all_cpus)
920 {
921
922         if ((cpu_stdext_feature3 & CPUID_STDEXT3_SSBD) == 0) {
923                 hw_ssb_active = 0;
924                 return;
925         }
926         hw_ssb_active = enable;
927         x86_msr_op(MSR_IA32_SPEC_CTRL,
928             (enable ? MSR_OP_OR : MSR_OP_ANDNOT) |
929             (for_all_cpus ? MSR_OP_SCHED : MSR_OP_LOCAL), IA32_SPEC_CTRL_SSBD);
930 }
931
932 void
933 hw_ssb_recalculate(bool all_cpus)
934 {
935
936         switch (hw_ssb_disable) {
937         default:
938                 hw_ssb_disable = 0;
939                 /* FALLTHROUGH */
940         case 0: /* off */
941                 hw_ssb_set(false, all_cpus);
942                 break;
943         case 1: /* on */
944                 hw_ssb_set(true, all_cpus);
945                 break;
946         case 2: /* auto */
947                 hw_ssb_set((cpu_ia32_arch_caps & IA32_ARCH_CAP_SSB_NO) != 0 ?
948                     false : true, all_cpus);
949                 break;
950         }
951 }
952
953 static int
954 hw_ssb_disable_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
955 {
956         int error, val;
957
958         val = hw_ssb_disable;
959         error = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
960         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
961                 return (error);
962         hw_ssb_disable = val;
963         hw_ssb_recalculate(true);
964         return (0);
965 }
966 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, spec_store_bypass_disable, CTLTYPE_INT |
967     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
968     hw_ssb_disable_handler, "I",
969     "Speculative Store Bypass Disable (0 - off, 1 - on, 2 - auto");
970
971 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_ssb, OID_AUTO, disable, CTLTYPE_INT |
972     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
973     hw_ssb_disable_handler, "I",
974     "Speculative Store Bypass Disable (0 - off, 1 - on, 2 - auto");
975
976 int hw_mds_disable;
977
978 /*
979  * Handler for Microarchitectural Data Sampling issues.  Really not a
980  * pointer to C function: on amd64 the code must not change any CPU
981  * architectural state except possibly %rflags. Also, it is always
982  * called with interrupts disabled.
983  */
984 void mds_handler_void(void);
985 void mds_handler_verw(void);
986 void mds_handler_ivb(void);
987 void mds_handler_bdw(void);
988 void mds_handler_skl_sse(void);
989 void mds_handler_skl_avx(void);
990 void mds_handler_skl_avx512(void);
991 void mds_handler_silvermont(void);
992 void (*mds_handler)(void) = mds_handler_void;
993
994 static int
995 sysctl_hw_mds_disable_state_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
996 {
997         const char *state;
998
999         if (mds_handler == mds_handler_void)
1000                 state = "inactive";
1001         else if (mds_handler == mds_handler_verw)
1002                 state = "VERW";
1003         else if (mds_handler == mds_handler_ivb)
1004                 state = "software IvyBridge";
1005         else if (mds_handler == mds_handler_bdw)
1006                 state = "software Broadwell";
1007         else if (mds_handler == mds_handler_skl_sse)
1008                 state = "software Skylake SSE";
1009         else if (mds_handler == mds_handler_skl_avx)
1010                 state = "software Skylake AVX";
1011         else if (mds_handler == mds_handler_skl_avx512)
1012                 state = "software Skylake AVX512";
1013         else if (mds_handler == mds_handler_silvermont)
1014                 state = "software Silvermont";
1015         else
1016                 state = "unknown";
1017         return (SYSCTL_OUT(req, state, strlen(state)));
1018 }
1019
1020 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, mds_disable_state,
1021     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1022     sysctl_hw_mds_disable_state_handler, "A",
1023     "Microarchitectural Data Sampling Mitigation state");
1024
1025 SYSCTL_NODE(_machdep_mitigations, OID_AUTO, mds,
1026     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
1027     "Microarchitectural Data Sampling Mitigation state");
1028
1029 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_mds, OID_AUTO, state,
1030     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1031     sysctl_hw_mds_disable_state_handler, "A",
1032     "Microarchitectural Data Sampling Mitigation state");
1033
1034 _Static_assert(__offsetof(struct pcpu, pc_mds_tmp) % 64 == 0, "MDS AVX512");
1035
1036 void
1037 hw_mds_recalculate(void)
1038 {
1039         struct pcpu *pc;
1040         vm_offset_t b64;
1041         u_long xcr0;
1042         int i;
1043
1044         /*
1045          * Allow user to force VERW variant even if MD_CLEAR is not
1046          * reported.  For instance, hypervisor might unknowingly
1047          * filter the cap out.
1048          * For the similar reasons, and for testing, allow to enable
1049          * mitigation even when MDS_NO cap is set.
1050          */
1051         if (cpu_vendor_id != CPU_VENDOR_INTEL || hw_mds_disable == 0 ||
1052             ((cpu_ia32_arch_caps & IA32_ARCH_CAP_MDS_NO) != 0 &&
1053             hw_mds_disable == 3)) {
1054                 mds_handler = mds_handler_void;
1055         } else if (((cpu_stdext_feature3 & CPUID_STDEXT3_MD_CLEAR) != 0 &&
1056             hw_mds_disable == 3) || hw_mds_disable == 1) {
1057                 mds_handler = mds_handler_verw;
1058         } else if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
1059             (CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x2e || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x1e ||
1060             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x1f || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x1a ||
1061             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x2f || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x25 ||
1062             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x2c || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x2d ||
1063             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x2a || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x3e ||
1064             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x3a) &&
1065             (hw_mds_disable == 2 || hw_mds_disable == 3)) {
1066                 /*
1067                  * Nehalem, SandyBridge, IvyBridge
1068                  */
1069                 CPU_FOREACH(i) {
1070                         pc = pcpu_find(i);
1071                         if (pc->pc_mds_buf == NULL) {
1072                                 pc->pc_mds_buf = malloc_domainset(672, M_TEMP,
1073                                     DOMAINSET_PREF(pc->pc_domain), M_WAITOK);
1074                                 bzero(pc->pc_mds_buf, 16);
1075                         }
1076                 }
1077                 mds_handler = mds_handler_ivb;
1078         } else if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
1079             (CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x3f || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x3c ||
1080             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x45 || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x46 ||
1081             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x56 || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x4f ||
1082             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x47 || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x3d) &&
1083             (hw_mds_disable == 2 || hw_mds_disable == 3)) {
1084                 /*
1085                  * Haswell, Broadwell
1086                  */
1087                 CPU_FOREACH(i) {
1088                         pc = pcpu_find(i);
1089                         if (pc->pc_mds_buf == NULL) {
1090                                 pc->pc_mds_buf = malloc_domainset(1536, M_TEMP,
1091                                     DOMAINSET_PREF(pc->pc_domain), M_WAITOK);
1092                                 bzero(pc->pc_mds_buf, 16);
1093                         }
1094                 }
1095                 mds_handler = mds_handler_bdw;
1096         } else if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
1097             ((CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x55 && (cpu_id &
1098             CPUID_STEPPING) <= 5) ||
1099             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x4e || CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x5e ||
1100             (CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x8e && (cpu_id &
1101             CPUID_STEPPING) <= 0xb) ||
1102             (CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x9e && (cpu_id &
1103             CPUID_STEPPING) <= 0xc)) &&
1104             (hw_mds_disable == 2 || hw_mds_disable == 3)) {
1105                 /*
1106                  * Skylake, KabyLake, CoffeeLake, WhiskeyLake,
1107                  * CascadeLake
1108                  */
1109                 CPU_FOREACH(i) {
1110                         pc = pcpu_find(i);
1111                         if (pc->pc_mds_buf == NULL) {
1112                                 pc->pc_mds_buf = malloc_domainset(6 * 1024,
1113                                     M_TEMP, DOMAINSET_PREF(pc->pc_domain),
1114                                     M_WAITOK);
1115                                 b64 = (vm_offset_t)malloc_domainset(64 + 63,
1116                                     M_TEMP, DOMAINSET_PREF(pc->pc_domain),
1117                                     M_WAITOK);
1118                                 pc->pc_mds_buf64 = (void *)roundup2(b64, 64);
1119                                 bzero(pc->pc_mds_buf64, 64);
1120                         }
1121                 }
1122                 xcr0 = rxcr(0);
1123                 if ((xcr0 & XFEATURE_ENABLED_ZMM_HI256) != 0 &&
1124                     (cpu_stdext_feature & CPUID_STDEXT_AVX512DQ) != 0)
1125                         mds_handler = mds_handler_skl_avx512;
1126                 else if ((xcr0 & XFEATURE_ENABLED_AVX) != 0 &&
1127                     (cpu_feature2 & CPUID2_AVX) != 0)
1128                         mds_handler = mds_handler_skl_avx;
1129                 else
1130                         mds_handler = mds_handler_skl_sse;
1131         } else if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
1132             ((CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x37 ||
1133             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x4a ||
1134             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x4c ||
1135             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x4d ||
1136             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x5a ||
1137             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x5d ||
1138             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x6e ||
1139             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x65 ||
1140             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x75 ||
1141             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x1c ||
1142             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x26 ||
1143             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x27 ||
1144             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x35 ||
1145             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x36 ||
1146             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) == 0x7a))) {
1147                 /* Silvermont, Airmont */
1148                 CPU_FOREACH(i) {
1149                         pc = pcpu_find(i);
1150                         if (pc->pc_mds_buf == NULL)
1151                                 pc->pc_mds_buf = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
1152                 }
1153                 mds_handler = mds_handler_silvermont;
1154         } else {
1155                 hw_mds_disable = 0;
1156                 mds_handler = mds_handler_void;
1157         }
1158 }
1159
1160 static void
1161 hw_mds_recalculate_boot(void *arg __unused)
1162 {
1163
1164         hw_mds_recalculate();
1165 }
1166 SYSINIT(mds_recalc, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_ANY, hw_mds_recalculate_boot, NULL);
1167
1168 static int
1169 sysctl_mds_disable_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1170 {
1171         int error, val;
1172
1173         val = hw_mds_disable;
1174         error = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
1175         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
1176                 return (error);
1177         if (val < 0 || val > 3)
1178                 return (EINVAL);
1179         hw_mds_disable = val;
1180         hw_mds_recalculate();
1181         return (0);
1182 }
1183
1184 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, mds_disable, CTLTYPE_INT |
1185     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1186     sysctl_mds_disable_handler, "I",
1187     "Microarchitectural Data Sampling Mitigation "
1188     "(0 - off, 1 - on VERW, 2 - on SW, 3 - on AUTO");
1189
1190 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_mds, OID_AUTO, disable, CTLTYPE_INT |
1191     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1192     sysctl_mds_disable_handler, "I",
1193     "Microarchitectural Data Sampling Mitigation "
1194     "(0 - off, 1 - on VERW, 2 - on SW, 3 - on AUTO");
1195
1196 /*
1197  * Intel Transactional Memory Asynchronous Abort Mitigation
1198  * CVE-2019-11135
1199  */
1200 int x86_taa_enable;
1201 int x86_taa_state;
1202 enum {
1203         TAA_NONE        = 0,    /* No mitigation enabled */
1204         TAA_TSX_DISABLE = 1,    /* Disable TSX via MSR */
1205         TAA_VERW        = 2,    /* Use VERW mitigation */
1206         TAA_AUTO        = 3,    /* Automatically select the mitigation */
1207
1208         /* The states below are not selectable by the operator */
1209
1210         TAA_TAA_UC      = 4,    /* Mitigation present in microcode */
1211         TAA_NOT_PRESENT = 5     /* TSX is not present */
1212 };
1213
1214 static void
1215 taa_set(bool enable, bool all)
1216 {
1217
1218         x86_msr_op(MSR_IA32_TSX_CTRL,
1219             (enable ? MSR_OP_OR : MSR_OP_ANDNOT) |
1220             (all ? MSR_OP_RENDEZVOUS : MSR_OP_LOCAL),
1221             IA32_TSX_CTRL_RTM_DISABLE | IA32_TSX_CTRL_TSX_CPUID_CLEAR);
1222 }
1223
1224 void
1225 x86_taa_recalculate(void)
1226 {
1227         static int taa_saved_mds_disable = 0;
1228         int taa_need = 0, taa_state = 0;
1229         int mds_disable = 0, need_mds_recalc = 0;
1230
1231         /* Check CPUID.07h.EBX.HLE and RTM for the presence of TSX */
1232         if ((cpu_stdext_feature & CPUID_STDEXT_HLE) == 0 ||
1233             (cpu_stdext_feature & CPUID_STDEXT_RTM) == 0) {
1234                 /* TSX is not present */
1235                 x86_taa_state = TAA_NOT_PRESENT;
1236                 return;
1237         }
1238
1239         /* Check to see what mitigation options the CPU gives us */
1240         if (cpu_ia32_arch_caps & IA32_ARCH_CAP_TAA_NO) {
1241                 /* CPU is not suseptible to TAA */
1242                 taa_need = TAA_TAA_UC;
1243         } else if (cpu_ia32_arch_caps & IA32_ARCH_CAP_TSX_CTRL) {
1244                 /*
1245                  * CPU can turn off TSX.  This is the next best option
1246                  * if TAA_NO hardware mitigation isn't present
1247                  */
1248                 taa_need = TAA_TSX_DISABLE;
1249         } else {
1250                 /* No TSX/TAA specific remedies are available. */
1251                 if (x86_taa_enable == TAA_TSX_DISABLE) {
1252                         if (bootverbose)
1253                                 printf("TSX control not available\n");
1254                         return;
1255                 } else
1256                         taa_need = TAA_VERW;
1257         }
1258
1259         /* Can we automatically take action, or are we being forced? */
1260         if (x86_taa_enable == TAA_AUTO)
1261                 taa_state = taa_need;
1262         else
1263                 taa_state = x86_taa_enable;
1264
1265         /* No state change, nothing to do */
1266         if (taa_state == x86_taa_state) {
1267                 if (bootverbose)
1268                         printf("No TSX change made\n");
1269                 return;
1270         }
1271
1272         /* Does the MSR need to be turned on or off? */
1273         if (taa_state == TAA_TSX_DISABLE)
1274                 taa_set(true, true);
1275         else if (x86_taa_state == TAA_TSX_DISABLE)
1276                 taa_set(false, true);
1277
1278         /* Does MDS need to be set to turn on VERW? */
1279         if (taa_state == TAA_VERW) {
1280                 taa_saved_mds_disable = hw_mds_disable;
1281                 mds_disable = hw_mds_disable = 1;
1282                 need_mds_recalc = 1;
1283         } else if (x86_taa_state == TAA_VERW) {
1284                 mds_disable = hw_mds_disable = taa_saved_mds_disable;
1285                 need_mds_recalc = 1;
1286         }
1287         if (need_mds_recalc) {
1288                 hw_mds_recalculate();
1289                 if (mds_disable != hw_mds_disable) {
1290                         if (bootverbose)
1291                                 printf("Cannot change MDS state for TAA\n");
1292                         /* Don't update our state */
1293                         return;
1294                 }
1295         }
1296
1297         x86_taa_state = taa_state;
1298         return;
1299 }
1300
1301 static void
1302 taa_recalculate_boot(void * arg __unused)
1303 {
1304
1305         x86_taa_recalculate();
1306 }
1307 SYSINIT(taa_recalc, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_ANY, taa_recalculate_boot, NULL);
1308
1309 SYSCTL_NODE(_machdep_mitigations, OID_AUTO, taa,
1310     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
1311     "TSX Asynchronous Abort Mitigation");
1312
1313 static int
1314 sysctl_taa_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1315 {
1316         int error, val;
1317
1318         val = x86_taa_enable;
1319         error = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
1320         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
1321                 return (error);
1322         if (val < TAA_NONE || val > TAA_AUTO)
1323                 return (EINVAL);
1324         x86_taa_enable = val;
1325         x86_taa_recalculate();
1326         return (0);
1327 }
1328
1329 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_taa, OID_AUTO, enable, CTLTYPE_INT |
1330     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1331     sysctl_taa_handler, "I",
1332     "TAA Mitigation enablement control "
1333     "(0 - off, 1 - disable TSX, 2 - VERW, 3 - on AUTO");
1334
1335 static int
1336 sysctl_taa_state_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1337 {
1338         const char *state;
1339
1340         switch (x86_taa_state) {
1341         case TAA_NONE:
1342                 state = "inactive";
1343                 break;
1344         case TAA_TSX_DISABLE:
1345                 state = "TSX disabled";
1346                 break;
1347         case TAA_VERW:
1348                 state = "VERW";
1349                 break;
1350         case TAA_TAA_UC:
1351                 state = "Mitigated in microcode";
1352                 break;
1353         case TAA_NOT_PRESENT:
1354                 state = "TSX not present";
1355                 break;
1356         default:
1357                 state = "unknown";
1358         }
1359
1360         return (SYSCTL_OUT(req, state, strlen(state)));
1361 }
1362
1363 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_taa, OID_AUTO, state,
1364     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1365     sysctl_taa_state_handler, "A",
1366     "TAA Mitigation state");
1367
1368 int __read_frequently cpu_flush_rsb_ctxsw;
1369 SYSCTL_INT(_machdep_mitigations, OID_AUTO, flush_rsb_ctxsw,
1370     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_NOFETCH, &cpu_flush_rsb_ctxsw, 0,
1371     "Flush Return Stack Buffer on context switch");
1372
1373 SYSCTL_NODE(_machdep_mitigations, OID_AUTO, rngds,
1374     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
1375     "MCU Optimization, disable RDSEED mitigation");
1376
1377 int x86_rngds_mitg_enable = 1;
1378 void
1379 x86_rngds_mitg_recalculate(bool all_cpus)
1380 {
1381         if ((cpu_stdext_feature3 & CPUID_STDEXT3_MCUOPT) == 0)
1382                 return;
1383         x86_msr_op(MSR_IA32_MCU_OPT_CTRL,
1384             (x86_rngds_mitg_enable ? MSR_OP_OR : MSR_OP_ANDNOT) |
1385             (all_cpus ? MSR_OP_RENDEZVOUS : MSR_OP_LOCAL),
1386             IA32_RNGDS_MITG_DIS);
1387 }
1388
1389 static int
1390 sysctl_rngds_mitg_enable_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1391 {
1392         int error, val;
1393
1394         val = x86_rngds_mitg_enable;
1395         error = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
1396         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
1397                 return (error);
1398         x86_rngds_mitg_enable = val;
1399         x86_rngds_mitg_recalculate(true);
1400         return (0);
1401 }
1402 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_rngds, OID_AUTO, enable, CTLTYPE_INT |
1403     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_NOFETCH | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1404     sysctl_rngds_mitg_enable_handler, "I",
1405     "MCU Optimization, disabling RDSEED mitigation control "
1406     "(0 - mitigation disabled (RDSEED optimized), 1 - mitigation enabled");
1407
1408 static int
1409 sysctl_rngds_state_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1410 {
1411         const char *state;
1412
1413         if ((cpu_stdext_feature3 & CPUID_STDEXT3_MCUOPT) == 0) {
1414                 state = "Not applicable";
1415         } else if (x86_rngds_mitg_enable == 0) {
1416                 state = "RDSEED not serialized";
1417         } else {
1418                 state = "Mitigated";
1419         }
1420         return (SYSCTL_OUT(req, state, strlen(state)));
1421 }
1422 SYSCTL_PROC(_machdep_mitigations_rngds, OID_AUTO, state,
1423     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
1424     sysctl_rngds_state_handler, "A",
1425     "MCU Optimization state");
1426
1427 /*
1428  * Enable and restore kernel text write permissions.
1429  * Callers must ensure that disable_wp()/restore_wp() are executed
1430  * without rescheduling on the same core.
1431  */
1432 bool
1433 disable_wp(void)
1434 {
1435         u_int cr0;
1436
1437         cr0 = rcr0();
1438         if ((cr0 & CR0_WP) == 0)
1439                 return (false);
1440         load_cr0(cr0 & ~CR0_WP);
1441         return (true);
1442 }
1443
1444 void
1445 restore_wp(bool old_wp)
1446 {
1447
1448         if (old_wp)
1449                 load_cr0(rcr0() | CR0_WP);
1450 }
1451
1452 bool
1453 acpi_get_fadt_bootflags(uint16_t *flagsp)
1454 {
1455 #ifdef DEV_ACPI
1456         ACPI_TABLE_FADT *fadt;
1457         vm_paddr_t physaddr;
1458
1459         physaddr = acpi_find_table(ACPI_SIG_FADT);
1460         if (physaddr == 0)
1461                 return (false);
1462         fadt = acpi_map_table(physaddr, ACPI_SIG_FADT);
1463         if (fadt == NULL)
1464                 return (false);
1465         *flagsp = fadt->BootFlags;
1466         acpi_unmap_table(fadt);
1467         return (true);
1468 #else
1469         return (false);
1470 #endif
1471 }