Merge git://git.kernel.org/pub/scm/virt/kvm/kvm
[linux-3.10.git] / arch / x86 / kernel / microcode_intel.c
1 /*
2  *      Intel CPU Microcode Update Driver for Linux
3  *
4  *      Copyright (C) 2000-2006 Tigran Aivazian <tigran@aivazian.fsnet.co.uk>
5  *                    2006      Shaohua Li <shaohua.li@intel.com>
6  *
7  *      This driver allows to upgrade microcode on Intel processors
8  *      belonging to IA-32 family - PentiumPro, Pentium II,
9  *      Pentium III, Xeon, Pentium 4, etc.
10  *
11  *      Reference: Section 8.11 of Volume 3a, IA-32 Intel? Architecture
12  *      Software Developer's Manual
13  *      Order Number 253668 or free download from:
14  *
15  *      http://developer.intel.com/Assets/PDF/manual/253668.pdf 
16  *
17  *      For more information, go to http://www.urbanmyth.org/microcode
18  *
19  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
20  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
21  *      as published by the Free Software Foundation; either version
22  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
23  *
24  *      1.0     16 Feb 2000, Tigran Aivazian <tigran@sco.com>
25  *              Initial release.
26  *      1.01    18 Feb 2000, Tigran Aivazian <tigran@sco.com>
27  *              Added read() support + cleanups.
28  *      1.02    21 Feb 2000, Tigran Aivazian <tigran@sco.com>
29  *              Added 'device trimming' support. open(O_WRONLY) zeroes
30  *              and frees the saved copy of applied microcode.
31  *      1.03    29 Feb 2000, Tigran Aivazian <tigran@sco.com>
32  *              Made to use devfs (/dev/cpu/microcode) + cleanups.
33  *      1.04    06 Jun 2000, Simon Trimmer <simon@veritas.com>
34  *              Added misc device support (now uses both devfs and misc).
35  *              Added MICROCODE_IOCFREE ioctl to clear memory.
36  *      1.05    09 Jun 2000, Simon Trimmer <simon@veritas.com>
37  *              Messages for error cases (non Intel & no suitable microcode).
38  *      1.06    03 Aug 2000, Tigran Aivazian <tigran@veritas.com>
39  *              Removed ->release(). Removed exclusive open and status bitmap.
40  *              Added microcode_rwsem to serialize read()/write()/ioctl().
41  *              Removed global kernel lock usage.
42  *      1.07    07 Sep 2000, Tigran Aivazian <tigran@veritas.com>
43  *              Write 0 to 0x8B msr and then cpuid before reading revision,
44  *              so that it works even if there were no update done by the
45  *              BIOS. Otherwise, reading from 0x8B gives junk (which happened
46  *              to be 0 on my machine which is why it worked even when I
47  *              disabled update by the BIOS)
48  *              Thanks to Eric W. Biederman <ebiederman@lnxi.com> for the fix.
49  *      1.08    11 Dec 2000, Richard Schaal <richard.schaal@intel.com> and
50  *                           Tigran Aivazian <tigran@veritas.com>
51  *              Intel Pentium 4 processor support and bugfixes.
52  *      1.09    30 Oct 2001, Tigran Aivazian <tigran@veritas.com>
53  *              Bugfix for HT (Hyper-Threading) enabled processors
54  *              whereby processor resources are shared by all logical processors
55  *              in a single CPU package.
56  *      1.10    28 Feb 2002 Asit K Mallick <asit.k.mallick@intel.com> and
57  *              Tigran Aivazian <tigran@veritas.com>,
58  *              Serialize updates as required on HT processors due to
59  *              speculative nature of implementation.
60  *      1.11    22 Mar 2002 Tigran Aivazian <tigran@veritas.com>
61  *              Fix the panic when writing zero-length microcode chunk.
62  *      1.12    29 Sep 2003 Nitin Kamble <nitin.a.kamble@intel.com>,
63  *              Jun Nakajima <jun.nakajima@intel.com>
64  *              Support for the microcode updates in the new format.
65  *      1.13    10 Oct 2003 Tigran Aivazian <tigran@veritas.com>
66  *              Removed ->read() method and obsoleted MICROCODE_IOCFREE ioctl
67  *              because we no longer hold a copy of applied microcode
68  *              in kernel memory.
69  *      1.14    25 Jun 2004 Tigran Aivazian <tigran@veritas.com>
70  *              Fix sigmatch() macro to handle old CPUs with pf == 0.
71  *              Thanks to Stuart Swales for pointing out this bug.
72  */
73
74 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
75
76 #include <linux/firmware.h>
77 #include <linux/uaccess.h>
78 #include <linux/kernel.h>
79 #include <linux/module.h>
80 #include <linux/vmalloc.h>
81
82 #include <asm/microcode.h>
83 #include <asm/processor.h>
84 #include <asm/msr.h>
85
86 MODULE_DESCRIPTION("Microcode Update Driver");
87 MODULE_AUTHOR("Tigran Aivazian <tigran@aivazian.fsnet.co.uk>");
88 MODULE_LICENSE("GPL");
89
90 struct microcode_header_intel {
91         unsigned int            hdrver;
92         unsigned int            rev;
93         unsigned int            date;
94         unsigned int            sig;
95         unsigned int            cksum;
96         unsigned int            ldrver;
97         unsigned int            pf;
98         unsigned int            datasize;
99         unsigned int            totalsize;
100         unsigned int            reserved[3];
101 };
102
103 struct microcode_intel {
104         struct microcode_header_intel hdr;
105         unsigned int            bits[0];
106 };
107
108 /* microcode format is extended from prescott processors */
109 struct extended_signature {
110         unsigned int            sig;
111         unsigned int            pf;
112         unsigned int            cksum;
113 };
114
115 struct extended_sigtable {
116         unsigned int            count;
117         unsigned int            cksum;
118         unsigned int            reserved[3];
119         struct extended_signature sigs[0];
120 };
121
122 #define DEFAULT_UCODE_DATASIZE  (2000)
123 #define MC_HEADER_SIZE          (sizeof(struct microcode_header_intel))
124 #define DEFAULT_UCODE_TOTALSIZE (DEFAULT_UCODE_DATASIZE + MC_HEADER_SIZE)
125 #define EXT_HEADER_SIZE         (sizeof(struct extended_sigtable))
126 #define EXT_SIGNATURE_SIZE      (sizeof(struct extended_signature))
127 #define DWSIZE                  (sizeof(u32))
128
129 #define get_totalsize(mc) \
130         (((struct microcode_intel *)mc)->hdr.totalsize ? \
131          ((struct microcode_intel *)mc)->hdr.totalsize : \
132          DEFAULT_UCODE_TOTALSIZE)
133
134 #define get_datasize(mc) \
135         (((struct microcode_intel *)mc)->hdr.datasize ? \
136          ((struct microcode_intel *)mc)->hdr.datasize : DEFAULT_UCODE_DATASIZE)
137
138 #define sigmatch(s1, s2, p1, p2) \
139         (((s1) == (s2)) && (((p1) & (p2)) || (((p1) == 0) && ((p2) == 0))))
140
141 #define exttable_size(et) ((et)->count * EXT_SIGNATURE_SIZE + EXT_HEADER_SIZE)
142
143 static int collect_cpu_info(int cpu_num, struct cpu_signature *csig)
144 {
145         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(cpu_num);
146         unsigned int val[2];
147
148         memset(csig, 0, sizeof(*csig));
149
150         if (c->x86_vendor != X86_VENDOR_INTEL || c->x86 < 6 ||
151             cpu_has(c, X86_FEATURE_IA64)) {
152                 pr_err("CPU%d not a capable Intel processor\n", cpu_num);
153                 return -1;
154         }
155
156         csig->sig = cpuid_eax(0x00000001);
157
158         if ((c->x86_model >= 5) || (c->x86 > 6)) {
159                 /* get processor flags from MSR 0x17 */
160                 rdmsr(MSR_IA32_PLATFORM_ID, val[0], val[1]);
161                 csig->pf = 1 << ((val[1] >> 18) & 7);
162         }
163
164         csig->rev = c->microcode;
165         pr_info("CPU%d sig=0x%x, pf=0x%x, revision=0x%x\n",
166                 cpu_num, csig->sig, csig->pf, csig->rev);
167
168         return 0;
169 }
170
171 static inline int update_match_cpu(struct cpu_signature *csig, int sig, int pf)
172 {
173         return (!sigmatch(sig, csig->sig, pf, csig->pf)) ? 0 : 1;
174 }
175
176 static inline int
177 update_match_revision(struct microcode_header_intel *mc_header, int rev)
178 {
179         return (mc_header->rev <= rev) ? 0 : 1;
180 }
181
182 static int microcode_sanity_check(void *mc)
183 {
184         unsigned long total_size, data_size, ext_table_size;
185         struct microcode_header_intel *mc_header = mc;
186         struct extended_sigtable *ext_header = NULL;
187         int sum, orig_sum, ext_sigcount = 0, i;
188         struct extended_signature *ext_sig;
189
190         total_size = get_totalsize(mc_header);
191         data_size = get_datasize(mc_header);
192
193         if (data_size + MC_HEADER_SIZE > total_size) {
194                 pr_err("error! Bad data size in microcode data file\n");
195                 return -EINVAL;
196         }
197
198         if (mc_header->ldrver != 1 || mc_header->hdrver != 1) {
199                 pr_err("error! Unknown microcode update format\n");
200                 return -EINVAL;
201         }
202         ext_table_size = total_size - (MC_HEADER_SIZE + data_size);
203         if (ext_table_size) {
204                 if ((ext_table_size < EXT_HEADER_SIZE)
205                  || ((ext_table_size - EXT_HEADER_SIZE) % EXT_SIGNATURE_SIZE)) {
206                         pr_err("error! Small exttable size in microcode data file\n");
207                         return -EINVAL;
208                 }
209                 ext_header = mc + MC_HEADER_SIZE + data_size;
210                 if (ext_table_size != exttable_size(ext_header)) {
211                         pr_err("error! Bad exttable size in microcode data file\n");
212                         return -EFAULT;
213                 }
214                 ext_sigcount = ext_header->count;
215         }
216
217         /* check extended table checksum */
218         if (ext_table_size) {
219                 int ext_table_sum = 0;
220                 int *ext_tablep = (int *)ext_header;
221
222                 i = ext_table_size / DWSIZE;
223                 while (i--)
224                         ext_table_sum += ext_tablep[i];
225                 if (ext_table_sum) {
226                         pr_warning("aborting, bad extended signature table checksum\n");
227                         return -EINVAL;
228                 }
229         }
230
231         /* calculate the checksum */
232         orig_sum = 0;
233         i = (MC_HEADER_SIZE + data_size) / DWSIZE;
234         while (i--)
235                 orig_sum += ((int *)mc)[i];
236         if (orig_sum) {
237                 pr_err("aborting, bad checksum\n");
238                 return -EINVAL;
239         }
240         if (!ext_table_size)
241                 return 0;
242         /* check extended signature checksum */
243         for (i = 0; i < ext_sigcount; i++) {
244                 ext_sig = (void *)ext_header + EXT_HEADER_SIZE +
245                           EXT_SIGNATURE_SIZE * i;
246                 sum = orig_sum
247                         - (mc_header->sig + mc_header->pf + mc_header->cksum)
248                         + (ext_sig->sig + ext_sig->pf + ext_sig->cksum);
249                 if (sum) {
250                         pr_err("aborting, bad checksum\n");
251                         return -EINVAL;
252                 }
253         }
254         return 0;
255 }
256
257 /*
258  * return 0 - no update found
259  * return 1 - found update
260  */
261 static int
262 get_matching_microcode(struct cpu_signature *cpu_sig, void *mc, int rev)
263 {
264         struct microcode_header_intel *mc_header = mc;
265         struct extended_sigtable *ext_header;
266         unsigned long total_size = get_totalsize(mc_header);
267         int ext_sigcount, i;
268         struct extended_signature *ext_sig;
269
270         if (!update_match_revision(mc_header, rev))
271                 return 0;
272
273         if (update_match_cpu(cpu_sig, mc_header->sig, mc_header->pf))
274                 return 1;
275
276         /* Look for ext. headers: */
277         if (total_size <= get_datasize(mc_header) + MC_HEADER_SIZE)
278                 return 0;
279
280         ext_header = mc + get_datasize(mc_header) + MC_HEADER_SIZE;
281         ext_sigcount = ext_header->count;
282         ext_sig = (void *)ext_header + EXT_HEADER_SIZE;
283
284         for (i = 0; i < ext_sigcount; i++) {
285                 if (update_match_cpu(cpu_sig, ext_sig->sig, ext_sig->pf))
286                         return 1;
287                 ext_sig++;
288         }
289         return 0;
290 }
291
292 static int apply_microcode(int cpu)
293 {
294         struct microcode_intel *mc_intel;
295         struct ucode_cpu_info *uci;
296         unsigned int val[2];
297         int cpu_num = raw_smp_processor_id();
298         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(cpu_num);
299
300         uci = ucode_cpu_info + cpu;
301         mc_intel = uci->mc;
302
303         /* We should bind the task to the CPU */
304         BUG_ON(cpu_num != cpu);
305
306         if (mc_intel == NULL)
307                 return 0;
308
309         /* write microcode via MSR 0x79 */
310         wrmsr(MSR_IA32_UCODE_WRITE,
311               (unsigned long) mc_intel->bits,
312               (unsigned long) mc_intel->bits >> 16 >> 16);
313         wrmsr(MSR_IA32_UCODE_REV, 0, 0);
314
315         /* As documented in the SDM: Do a CPUID 1 here */
316         sync_core();
317
318         /* get the current revision from MSR 0x8B */
319         rdmsr(MSR_IA32_UCODE_REV, val[0], val[1]);
320
321         if (val[1] != mc_intel->hdr.rev) {
322                 pr_err("CPU%d update to revision 0x%x failed\n",
323                        cpu_num, mc_intel->hdr.rev);
324                 return -1;
325         }
326         pr_info("CPU%d updated to revision 0x%x, date = %04x-%02x-%02x\n",
327                 cpu_num, val[1],
328                 mc_intel->hdr.date & 0xffff,
329                 mc_intel->hdr.date >> 24,
330                 (mc_intel->hdr.date >> 16) & 0xff);
331
332         uci->cpu_sig.rev = val[1];
333         c->microcode = val[1];
334
335         return 0;
336 }
337
338 static enum ucode_state generic_load_microcode(int cpu, void *data, size_t size,
339                                 int (*get_ucode_data)(void *, const void *, size_t))
340 {
341         struct ucode_cpu_info *uci = ucode_cpu_info + cpu;
342         u8 *ucode_ptr = data, *new_mc = NULL, *mc = NULL;
343         int new_rev = uci->cpu_sig.rev;
344         unsigned int leftover = size;
345         enum ucode_state state = UCODE_OK;
346         unsigned int curr_mc_size = 0;
347
348         while (leftover) {
349                 struct microcode_header_intel mc_header;
350                 unsigned int mc_size;
351
352                 if (get_ucode_data(&mc_header, ucode_ptr, sizeof(mc_header)))
353                         break;
354
355                 mc_size = get_totalsize(&mc_header);
356                 if (!mc_size || mc_size > leftover) {
357                         pr_err("error! Bad data in microcode data file\n");
358                         break;
359                 }
360
361                 /* For performance reasons, reuse mc area when possible */
362                 if (!mc || mc_size > curr_mc_size) {
363                         vfree(mc);
364                         mc = vmalloc(mc_size);
365                         if (!mc)
366                                 break;
367                         curr_mc_size = mc_size;
368                 }
369
370                 if (get_ucode_data(mc, ucode_ptr, mc_size) ||
371                     microcode_sanity_check(mc) < 0) {
372                         break;
373                 }
374
375                 if (get_matching_microcode(&uci->cpu_sig, mc, new_rev)) {
376                         vfree(new_mc);
377                         new_rev = mc_header.rev;
378                         new_mc  = mc;
379                         mc = NULL;      /* trigger new vmalloc */
380                 }
381
382                 ucode_ptr += mc_size;
383                 leftover  -= mc_size;
384         }
385
386         vfree(mc);
387
388         if (leftover) {
389                 vfree(new_mc);
390                 state = UCODE_ERROR;
391                 goto out;
392         }
393
394         if (!new_mc) {
395                 state = UCODE_NFOUND;
396                 goto out;
397         }
398
399         vfree(uci->mc);
400         uci->mc = (struct microcode_intel *)new_mc;
401
402         pr_debug("CPU%d found a matching microcode update with version 0x%x (current=0x%x)\n",
403                  cpu, new_rev, uci->cpu_sig.rev);
404 out:
405         return state;
406 }
407
408 static int get_ucode_fw(void *to, const void *from, size_t n)
409 {
410         memcpy(to, from, n);
411         return 0;
412 }
413
414 static enum ucode_state request_microcode_fw(int cpu, struct device *device)
415 {
416         char name[30];
417         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(cpu);
418         const struct firmware *firmware;
419         enum ucode_state ret;
420
421         sprintf(name, "intel-ucode/%02x-%02x-%02x",
422                 c->x86, c->x86_model, c->x86_mask);
423
424         if (request_firmware(&firmware, name, device)) {
425                 pr_debug("data file %s load failed\n", name);
426                 return UCODE_NFOUND;
427         }
428
429         ret = generic_load_microcode(cpu, (void *)firmware->data,
430                                      firmware->size, &get_ucode_fw);
431
432         release_firmware(firmware);
433
434         return ret;
435 }
436
437 static int get_ucode_user(void *to, const void *from, size_t n)
438 {
439         return copy_from_user(to, from, n);
440 }
441
442 static enum ucode_state
443 request_microcode_user(int cpu, const void __user *buf, size_t size)
444 {
445         return generic_load_microcode(cpu, (void *)buf, size, &get_ucode_user);
446 }
447
448 static void microcode_fini_cpu(int cpu)
449 {
450         struct ucode_cpu_info *uci = ucode_cpu_info + cpu;
451
452         vfree(uci->mc);
453         uci->mc = NULL;
454 }
455
456 static struct microcode_ops microcode_intel_ops = {
457         .request_microcode_user           = request_microcode_user,
458         .request_microcode_fw             = request_microcode_fw,
459         .collect_cpu_info                 = collect_cpu_info,
460         .apply_microcode                  = apply_microcode,
461         .microcode_fini_cpu               = microcode_fini_cpu,
462 };
463
464 struct microcode_ops * __init init_intel_microcode(void)
465 {
466         return &microcode_intel_ops;
467 }
468