O que são Microcódigos ou Firmwares e motivos para atualizá-los

Praticamente todo equipamento que execute algum tipo de tarefa possui em sua origem instruções pré-definidas do que pode ou não executar, aproveitando-se do termo sistema operacional no caso desses aparelhos são conhecidos como Firmware, também reconhecidos como software porém cotendo instruções para execução de atividades em de baixo nível, ou simplesmente de menor complexidade ou quantidade. Como exemplo, tudo a partir de um controle remoto para televisores a um disco rígido de computador ou um drone, possui em sua eletrônica e executa seu próprio firmware. Sendo o processador como responsável por interpretar e processar essas intruções, reside no microcódigo todas as funções disponíveis nestes aparelhos.

O que é firmware !?

O Software é outra interpretação para programas, aplicativos e outros códigos de computador regularmente executados num dispositivo. O Hardware faz referência à parte física,ou real, dos dispositivos, aparelhos e periféricos. Dessa maneira, tendo um computador e nele executando por exemplo o Windows, esse Windows é conhecido como sistema operacional e todos os outros programas existentes nele são conhecidos como softwares, por fim próprio computador e seus componentes, como disco rígido, memórias, placa-de-vídeo, placa-mãe, mouse e monitor e demais componentes são o hardware dele ou também periféricos.

O termo Firmware como sugere o próprio nome é o responsável pela comunicação, estabdi entre software e hardware. Embora podendo ser considerado como um tipo de software, é geralmente na memória incorporada do hardware, executado num nível muito mais baixo. Retornando ao computador em especial à placa-mãe, CPU, processador gráfico, disco rígido, mouse e outros dispositivos onde cada um deles possui seu próprio firmware.

Existe atualmente uma vastidão de aplicações para dispositivos que utilizam desses recursos baseados em microcontroladores tipo SoC (System-on-a-Chip – systema embarcado em microchip), pois deixaram de ser mais dedicados à microinformática.

Por exemplo, ao inicializar o computador ou notebook, o firmware da placa-mãe – seja a antiga BIOS ou a recente UEFI – entra em atividade, iniciando e conferindo os dispositivos registrados na sua configuração, alguns segundos antes de entregar a inicialização ao disco rígido e, depois, ao sistema operacional. Ao invés do disco rígido, utilizar um SSD (unidade de estado sólico), ela també possui um firmware gerenciando automaticamente onde serão armazeados nas células da memória flash física, os dados para que tenha um desempenho ideal. O BIOS de vídeo é o firmware responsável por traduzir as instruções relacionadas ao sinais visuais antes de serem enviadas ao processador gráfico do computador. Mesmo o mouse seja ele serial, ps/2 USB ou sem-fio possui um firmware interpretando sua entrada física, a comunicação com o computador e a ativação de todas as luzes além dos cliques, também direcionando o ponteiro por toda a área disponível do monitor ou outro dispositivo visual compatível.

O Sistema Operacional inteiro de um dispositivo simples pode ser baseado em Firmware …

No caso de alguns dispositivos simples o firmware pode ser considerado praticamente como o sistema operacional do aparelho. Por exemplo, em muitas câmeras digitais firmware dela refere-se a todo o software em execução dessa câmera digital. Estando inclusos desde as funções primordiais como ligar e e desligar, contiuando para os recursos de captura de fotos de baixo nível até o sistema operacional gráfico da câmera. Mesmo nos drones os firmwares estão presentes, como um software funcionando embarcado (integrado) no próprio drone.

Por isso, é possível executar um processo de atualização de todo o sistema operacional num dispositivo basedio em firmware – como na câmera digital, roteador, aparelho navegação por GPS, impressora ou reprodutor de músicas, desde que o fabricante tenha disponibilizado esse recurso ou para muitos, por curiosidade ou experiências tenham encontrado maneiras de alterar as instruições nativas do aparelho, melhorando ou mesmo substituindo a existente.

Num raciocínio onde o sistema operacional parece ser apenas um software, tende a parecer um pouco inconsistente. isso pelo conceito de firmware não é ser um termo preciso. Embora software e o hardware serem de fácil interpretação, o firmware consiste apenas como um tipo de software de baixo nível.

O que é o microcódigo !?

O interesse em saber sobre microcódigos cresceu muito após a descoberta da vulnerabilidade pelo vírus Spectre. Nessa brecha os processadores Intel precisaram de um novo microcódigo fornecido apenas por ela para se defender adequadamente contra os ataques do Spectre. É bem provável que a descoberta dessa vulnerabilidade assim como a produção da contra-medida tenha ocorrido também pela grande evolução no acesso à esses microcódigos, nível de interação restrita inicialmente aos projetistas e fabricantes dos aparelhos, desencadeando suspeitas de existirem falhas como essa não somente à Intel e tão pouco apenas nos processadores afetados.

Considere o microcódigo como um firmware para a CPU do computador. O microcódigo traduz as instruções recebidas pela CPU para as operações físicas, em nível de circuito, ocorrendo dentro da CPU. Em outras palavras, o microcódigo envia instruções diferentes para os circuitos dentro da CPU. Quando atualizado e escrito especificamente para este objetivo pode impedir certos ataques de Spectre alterando a maneira como as CPU inicialmente processava as informações. Atualizações microcódigo também permitem corrigir erros e outras falhas sem exigir a completa substituição do hardware da CPU.

É comum essas atualizações de microcódigo serem disponibilizadas junto com o firmware UEFI ou atualizações do BIOS. Na inicialização do computador como exemplo, o microcódigo existente na CPU executata o firmware UEFI do computador ou do BIOS . Mesmo assim é possível dos sistemas operacionais como o Windows ou Linux carregarem novos microcódigos durante sua inicialização.

Por exemplo, desejando conseguir o microcódigo Intel mais recente para sua CPU que permita proteger contra o Specter e o fabricante do computador possuia atualizações do UEFI para o sistema, a Microsoft tem uma atualização opcional do Windows que você pode instalar .

Atualizar o Firmware é sempre necessário !?

A atualização do firmware de um dispositivo depende do tipo de dispositivo, do que recomenta o fabrinte e se ele permite esse tipo de modificação.

Embora na maioria dos casos essa atualização seta totalmente desnecessária, ou mesmo impossível de realizar. Novamente o exemplo do controle remoto da televisão, praticamente sem ter como seu firmware. Principalmente por já possuir todas as funções necessárias para o funcionamento do aparelho.

Agora, para uma possível mesma gama de outros dispositivos, atualizar o firmware pode muitas vezes permitir corrigir erros senão fornecer pequenas melhorias. Por exemplo o fabricante do SSD oferecer uma versão firmware mais recente, melhorando a confiabilidade ou o desempenho do perifŕico. Da placa gráfica oferecendo um novo BIOS permitindo corrigir uma falha de funcionamento. Exemplo final como o fabricante do seu roteador oferecendo uma atualização de firmware, incluindo novos recursos administrativos.

Muitos fabricantes de dispositivos recomendam que você instale somente uma atualização de firmware se tiver um problema que precisa ser corrigido (ou se você precisar de um novo recurso específico) ou se o fabricante especificamente instruir você a instalá-lo.

Para outros dispositivos, essas atualizações de firmware são quase sempre uma ótima opção. Provavelmente já esteja procurando uma atualização de firmware e melhor, por exemplo para sua câmera digital esperando melhorar o desempenho e obter novos recursos. A própria Microsoft recomenda manter o firmware do Xbox One atualizado, permitindo funcionar corretamente com os jogos atuais e preparando-se para novos lançamentos.

Cada dispositivo possui uma recomendação que deve ser seguidas. Muitos deles recomendam a atualização do firmware do dispositivo apenas quando existirem correções disponíveis ou melhorias . É interessante informar que a queda de energia ou mesmo ocorrer um erro durante a atualização do firmware, muitas vezes não há como recuperá-lo corretamente. De outra maneira a atualização de firmware que resulte em falha pode blolquear um dispositivo, tornando-o inutilizável, por isso exigindo bastante cautela e atenção.

Como atualizar o firmware do seu hardware

Considerando um tipo de atualização reconhecida e recomendada pelo fabricante, ao planejar atualizar o firmware de um dispositivo, essas instruções gerais deverão colaborar. Embora o processo exato para atualizar o firmware de um dispositivo dependa além do próprio dispositivo e do fabricante fornecer instruções pelo manual ou em seu site.

[1] – Pesquise: sobre o seu dispositivo e como identificar qual a versão atual do firmware em execução, geralmente usando o modelo do produto ou número de série já permitem alguns resultados porém evite considerar o primeiro da lista, como as buscas são dinâmicas os resultados podem ser alterados a cada nova busca efetuada.

[2] – Identificado: o necessário, acesse o site do fabricante e procure a página de suporte ou download referente ao produto que deseja atualizar. Por exemplo, sendo um SSD da fabricante Samsung, no site da Samsung pesquisar a página de suporte ao produto e modelo específico desse SSD. No caso de computadores, alguns fabricantes como a DELL projetam suas próprias placas-mãe e em outros casos você monta individualmente o seu, por isso é preciso primeiro saber qual deles é o seu modelo, pela DELL não vende separadamente peças para consumidor final e a ASUS não vende placas-mãe com sua logomarca para a DELL. Depois de identificado então seguir as mesmas etapas na pesquisa por suporte ao produto e também atualizações disponíveis, sempre considerando que na ausência dessas informações pode significar que o fabricante não permite ou elas não são necessárias/permitidas.

[3] – Encontranda: a página específica, avalie os arquivos existentes pois geralmente possuem combinações numéricas que permitem saber qual a versão mais recente, em alguns casos há comentários informando as modificações que serão recebidas utilizando o novo firmware e também algum cuidado especial na execução dessas atualizações, conhecidas também como notas da versão, change log, update history entre outras.

[4] – Depois: obter o novo firmware que geralmente vem compactado com formatos conhecidos como 7zip e zip ou cab, utilize um gerenciador de arquivos compactados para restaurá-los em uma pasta, em seguida procure pelo arquivo sugestivo README ou LEIA-ME ou INSTALL geralmetne arquivos somente texto (.txt). Essas instruções de instalação de firmware ṕodem ainda estar disponíveis na página onde esteja o firmware pois assim são mais fáceis de atualizar para cada versão disponibilizada.

[5] – Dependendo: do dispositivo, a atualização do firmware será simplesmente pela execução do arquivo .exe e neste caso geralmente pelo Windows, o atualizador cuidará de tudo para você. Em outros casos será peciso preparar uma unidade de inicialização, antigamente era feito por discos flexíveis (os disquetes de 3 1/2”), atualmente é possível executar por um pendrive contendo as instruções de boot (inicialização) junto com o arquivo de firmware para então executar um comando que proceda com a atualização do firmware a partir daí. Outra forma é inserir esses arquivos num cartão de memória ou o mesmo pendrive, inserindo diretamente no dispositivo como aparelho de localização GPS ou Câmera Digital.

[6] – Cetifique-se: de garantir que não haverá interrupções no processo, são muito raros os aparelhos que permitam repetir o processo ou mesmo não executar a atualização por completo até finalizar a transferência dos arquivos.

[7] – Por fim: a maioria dos dispositivos necessita que sejam reiniciados, atenção neste processo pois costumam fazer parte da atualização e também não devem ser interrompidos, concluído todo o processo é aproveitar para conhecer as novas funcionalidades ou confirmar as correções informadas pelo fabricante.

[ Conclusão ]

Houve há alguns anos uma pandemia de invasões em roteadores dum determinado fabricante de modems/roteadores por conta justamente do firmware vulnerável nos aparelhos domésticos de serviço ADSL [ uma das matérias aqui ], um dos problemas foi a demora dele em reconhecer essa falha e somada à demora na correção causou enormes esragos a milhões de lares pois como apenas os criminosos conheciam essa brecha, os desavisados ficavam vulneráveis a invasões nesses aparelhos Sendo assim, embora possam estar de maneira um pouco genérica, pretendem serinstruções geraisque permitam ao menos saber por onde começar pesquisando pelo dispositivo e depois das possibilidades de atualização, permitindo aplicar correções por falhas que inicialmente apenas os criminosos tem conhecimento, assim como sua resolução.