マイクロコード
プロセッサの製造者はプロセッサマイクロコードに安定性とセキュリティのアップデートをリリースしています。そのようなアップデートには、システムの安定性に深く関わるバグフィックスが含まれています。これがないと、追跡困難な疑わしいクラッシュや予期しないシステム停止を引き起こす場合があります。
AMD や Intel CPU を持つすべてのユーザは、システムの安定性を確保するためにマイクロコードのアップデートをインストールすべきです。
通常、マイクロコードのアップデートはマザーボードのファームウェアに同梱されており、ファームウェアの初期化中に適用されます。しかし、OEM はファームウェアのアップデートをタイムリーにリリースしないかもしれない上、古いシステムでは新しいファームウェアアップデートは全くリリースされないので、起動中に CPU マイクロコードアップデートを適用する機能が Linux カーネルに追加されました。Linux マイクロコードローダは3つの方法をサポートします:
- 早期ロード は、起動中の非常に早い段階(initramfs ステージよりも前)でマイクロコードをアップデートします。なので、これは推奨される方法です。Intel の Haswell や Broadwell プロセッサファミリのように CPU に深刻なハードウェアバグが存在する場合、これは必須です。
- 遅延ロード(危険) は、起動後にマイクロコードをアップデートします。CPU がバグのある命令セットの使用をすでに試みたかもしれないので、これでは遅すぎる可能性があります。「早期ロード」をすでに使用している場合でも、「遅延ロード」を使用して再起動せずに新しいマイクロコードのアップデートを適用できます。
- 組み込みマイクロコード はカーネルにコンパイルされます。早期ローダ(early loader)により適用されます。
目次
早期ロード
インストール
プロセッサに応じて以下のパッケージをインストールしてください:
- amd-ucode AMD プロセッサ向け
- intel-ucode Intel プロセッサ向け
マイクロコードはブートローダーによって読み込まれなければなりません。初期ブート設定はユーザによって様々なので、マイクロコードのアップデートは Arch のデフォルト設定では自動的にトリガーされない場合があります。この点について AUR カーネルの多くは Arch の公式カーネルと同じようになっています。
アップデートを有効にするには、/boot/amd-ucode.img または /boot/intel-ucode.img をブートローダーの設定ファイルの 一番目の initrd として追加しなければなりません。これは、通常の initrd ファイルよりも前です。一般的なブートローダの場合における手順は以下を見てください。
以下のセクションでは cpu_manufacturer の部分をあなたの CPU の製造業者名に置き換えてください、例: amd か intel。
設定
カスタムカーネルでマイクロコードの早期ロードを有効化
カスタムカーネルでロードを行うには、"CPU microcode loading support" をカーネルに組み込む必要があります。モジュールとしてコンパイルしても動作しません。"Early load microcode" プロンプトが有効になるので "Y" に設定してください。
CONFIG_BLK_DEV_INITRD=Y CONFIG_MICROCODE=y CONFIG_MICROCODE_INTEL=Y CONFIG_MICROCODE_AMD=y
GRUB
grub-mkconfig はマイクロコードのアップデートを自動的に検出し、GRUB を適切に設定します。マイクロコードのインストール後に以下を実行して GRUB 設定ファイルを再生成し、マイクロコードアップデートのロードを有効化してください:
# grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg
あるいは、GRUB 設定ファイルを手動で管理しているユーザは、以下のように /boot/cpu_manufacturer-ucode.img を追加できます(別のパーティションに /boot がある場合は /cpu_manufacturer-ucode.img):
/boot/grub/grub.cfg
... echo 'Loading initial ramdisk' initrd /boot/cpu_manufacturer-ucode.img /boot/initramfs-linux.img ...
それぞれのメニュエントリに対してこれを行ってください。
systemd-boot
以下のように初期 RAM ディスクの前に initrd オプションを使ってマイクロコードをロード:
/boot/loader/entries/entry.conf
title Arch Linux linux /vmlinuz-linux initrd /cpu_manufacturer-ucode.img initrd /initramfs-linux.img ...
最新のマイクロコード cpu_manufacturer-ucode.img は起動時に EFI システムパーティション (ESP) に存在していなければなりません。amd-ucode または intel-ucode を更新したときはマイクロコードが更新されるように /boot に ESP をマウントしてください。もしくは、マイクロコードパッケージのアップデートがあるたびに ESP に /boot/cpu_manufacturer-ucode.img をコピーしてください。
Unified カーネルイメージ
Unified カーネルイメージ#手動で を見てください。
EFISTUB
2つの initrd= オプションを末尾に追加してください:
initrd=\cpu_manufacturer-ucode.img initrd=\initramfs-linux.img
rEFInd
/boot/refind_linux.conf のブートオプションを編集し、initrd=boot\cpu_manufacturer-ucode.img を最初の initramfs として追加してください( /boot が別のパーティションに存在する場合は initrd=cpu_manufacturer-ucode.img)。例えば:
"Boot using default options" "root=PARTUUID=XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX rw add_efi_memmap initrd=boot\cpu_manufacturer-ucode.img initrd=boot\initramfs-%v.img"
手動で esp/EFI/refind/refind.conf にカーネルを定義している場合はメインの部分ではなく options 行に /boot/cpu_manufacturer-ucode.img (/boot パーティションを分けている場合は /cpu_manufacturer-ucode.img) を追加してください。例:
options "root=PARTUUID=XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX rw add_efi_memmap initrd=boot\cpu_manufacturer-ucode.img"
Syslinux
/boot/syslinux/syslinux.cfg で複数の initrd をカンマで区切って指定できます:
LABEL arch
MENU LABEL Arch Linux
LINUX ../vmlinuz-linux
INITRD ../cpu_manufacturer-ucode.img,../initramfs-linux.img
...
LILO
LILO などの旧式のブートローダーは複数の initrd イメージをサポートしていません。そのような場合 cpu_manufacturer-ucode.img と initramfs-linux.img をひとつのイメージにまとめる必要があります。
ふたつのイメージを initramfs-merged.img という名前のイメージにマージするには、以下のコマンドを使用:
# cat /boot/cpu_manufacturer-ucode.img /boot/initramfs-linux.img > /boot/initramfs-merged.img
マージできたら /etc/lilo.conf を編集して新しいイメージをロードします:
... initrd=/boot/initramfs-merged.img ...
root で lilo を実行してください:
# lilo
遅延ロード
マイクロコードアップデートの遅延ロードはシステムの起動後に行われます。/usr/lib/firmware/amd-ucode/ と /usr/lib/firmware/intel-ucode/ 内のファイルが使用されます。Linux 5.19+ で遅延ロードを行うには、CONFIG_MICROCODE_LATE_LOADING=y でカーネルをビルドする必要があります。
AMD プロセッサの場合、マイクロコードのアップデートファイルは linux-firmware により提供されます。
Intel プロセッサの場合、マイクロコードのアップデートファイルが含まれるパッケージはありません (FS#59841)。遅延ロードするには Intel が提供しているアーカイブから手動で intel-ucode/ を抽出する必要があります。
マイクロコードの遅延アップデートを有効化
早期ロードとは異なり、マイクロコードアップデートの遅延ロードは Arch Linux ではデフォルトで有効になっており /usr/lib/tmpfiles.d/linux-firmware.conf を使用します。起動後に systemd-tmpfiles-setup.service(8) によってファイルが読み込まれて CPU のマイクロコードが更新されます。
実行中のシステムで手動でマイクロコードをアップデートするには(例: /usr/lib/firmware/amd-ucode/ か /usr/lib/firmware/intel-ucode/ 内のマイクロコードファイルをアップデートした後):
# echo 1 > /sys/devices/system/cpu/microcode/reload
これにより、システムを再起動せずに新しいマイクロコードのアップデートを適用できます。
マイクロコードの遅延アップデートを無効化
AMD 環境では amd-ucode がインストールされてなくても、/usr/lib/firmware/amd-ucode/ 内のファイルが linux-firmware パッケージにより提供されるため、CPU のマイクロコードはアップデートされてしまいます (FS#59840)。
仮想マシンとコンテナでは(FS#46591)、CPU のマイクロコードをアップできません。なので、マイクロコードのアップデートを無効化したほうが良いでしょう。
マイクロコードの危険な遅延ロードを無効にしたい場合、linux-firmware により提供される /usr/lib/tmpfiles.d/linux-firmware.conf tmpfile を上書きしてください。/etc/tmpfiles.d/ に同名のファイルを作成することで無効化できます:
# ln -s /dev/null /etc/tmpfiles.d/linux-firmware.conf
initramfs に埋め込まれたマイクロコード
使用中の initramfs ジェネレータがすでに マイクロコード cpio を initramfs に付加しているのであれば、#早期ロードと#遅延ロードは必要ありません。例えば、dracut はデフォルトでこれを行います。dracut.conf(5) § DESCRIPTION を見てください。
起動時にマイクロコードのアップデートがされたか確認する
マイクロコードがアップデートされたかどうか確認するには journalctl でカーネルメッセージを確認してください:
# journalctl -k --grep=microcode
Intel が載っているシステムでは、起動時に以下のような表示がされます(以下ではマイクロコードが非常に早い段階でアップデートされていることを示しています):
microcode: microcode updated early to revision 0xde, date = 2020-05-18 microcode: sig=0x806ec, pf=0x80, revision=0xde microcode: Microcode Update Driver: v2.2.
最新のハードウェアの場合、CPU のマイクロコードアップデートが存在しないという可能性も考えられます。そのときは、以下のような出力がなされます:
microcode: sig=0x806ec, pf=0x80, revision=0xde microcode: Microcode Update Driver: v2.2.
AMD 環境でマイクロコードを早期ロードしている場合、以下のように出力されます:
microcode: microcode updated early to new patch_level=0x0700010f microcode: CPU0: patch_level=0x0700010f microcode: CPU1: patch_level=0x0700010f microcode: CPU2: patch_level=0x0700010f microcode: CPU3: patch_level=0x0700010f microcode: Microcode Update Driver: v2.2.
AMD 環境で起動後にマイクロコードをアップデートしている場合、古いマイクロコードのバージョンが表示されてからマイクロコードがリロードされ、新しいマイクロコードのバージョンが表示されます。例:
microcode: CPU0: patch_level=0x0700010b microcode: CPU1: patch_level=0x0700010b microcode: CPU2: patch_level=0x0700010b microcode: CPU3: patch_level=0x0700010b microcode: Microcode Update Driver: v2.2. microcode: CPU2: new patch_level=0x0700010f microcode: CPU0: new patch_level=0x0700010f microcode: CPU1: new patch_level=0x0700010f microcode: CPU3: new patch_level=0x0700010f x86/CPU: CPU features have changed after loading microcode, but might not take effect.
マイクロコードのアップデートができる CPU
特定のモデルがサポートされているのかどうかは以下のリンクから Intel のサイトや AMD の Gentoo Wiki サイトで確認することができます:
マイクロコードのアップデートが必要かどうか確認する
iucode-tool を使って、使用している CPU のマイクロコードイメージが intel-ucode.img に含まれているかどうか確認できます。
- intel-ucode をインストール (アップデートがあるかどうか確認するのに initrd の変更は必要ありません)
- iucode-tool をインストール
cpuidカーネルモジュールをロード:# modprobe cpuid
- マイクロコードイメージを展開して cpuid で検索:
# bsdtar -Oxf /boot/intel-ucode.img | iucode_tool -tb -lS -
- アップデートが存在する場合は、selected microcodes の下に表示されます。
- メーカーの BIOS にマイクロコードが既に含まれていてロードされたことが dmesg に表示されていない可能性もあります。
grep microcode /proc/cpuinfoを実行して現在のマイクロコードを比較してください。