QUESTION
BBU update handler와 self-update 단계에서 실제로 바뀌는 상태는 무엇인가?
generic BBU와 SoC/board handler의 책임을 나눈다. force flag가 건너뛰는 검사, erase granularity와 redundant boot copy 정책을 확인한다.
새 image가 검증되고 완전히 기록되기 전에는 현재 부팅 가능한 copy를 잃지 않아야 한다. 이 문장을 기준으로 코드를 위에서 아래로 읽으면, 함수 이름을 외우는 대신 어느 시점에 어떤 상태를 신뢰할 수 있는지 판단할 수 있다.
STRUCTURE
객체와 주소가 놓이는 구조
struct bbu_handler / target cdev / update image를 중심에 놓고 왼쪽의 입력이 어떤 검사를 거쳐 오른쪽 결과로 공개되는지 표시했다. 실제 디버깅에서는 각 블록의 주소와 크기를 로그에 대입한다.
CALL PATH
실행 흐름
화살표는 단순 호출 순서만 뜻하지 않는다. 각 단계가 성공을 반환할 때 다음 단계가 읽을 수 있는 상태가 무엇인지 함께 확인한다. 오류 반환이 발생하면 바로 다음 화살표로 진행하지 않고 해당 단계의 정리 경로를 따라간다.
STATE LEDGER
단계별 입력과 출력
각 단계의 입력과 처리 후 바뀌는 상태를 정리한 표다. 사용 중인 소스 버전에서 다른 필드를 변경한다면 그에 맞춰 표도 수정한다.
| # | 단계 | 진입 시 신뢰할 상태 | 성공 뒤 남아야 할 상태 | 다음 소비자 |
|---|---|---|---|---|
| 01 | board init | 부트 CPU의 동기 실행 문맥 | bbu_handler | register handler |
| 02 | register handler | board init 완료 상태 | input image | barebox-update |
| 03 | barebox-update | register handler 완료 상태 | target cdev | image validation |
| 04 | image validation | barebox-update 완료 상태 | update flags | erase/write/verify |
| 05 | erase/write/verify | image validation 완료 상태 | update flags | 이 단계의 처리 결과를 사용하는 코드 |
분석 범위의 전제와 비교해, 다음 단계에 잘못된 입력을 넘긴 부분부터 조사한다.
VISUAL WALKTHROUGH
주소와 객체의 이동을 그림으로 읽기
아래 그림은 주소, 객체를 사용하는 기간, 제어권을 넘기는 시점을 중심으로 정리했다. 실제 주소와 크기는 사용 중인 보드의 bdinfo, 맵 파일과 링커 심벌로 확인한다.
호출 이름만 나열하지 않고, 각 단계가 다음 단계에 넘기는 상태를 기준으로 실행 순서를 표시한다.
두 열의 객체는 이름이 비슷해도 생성 시점, 사용 가능한 API와 해제 책임이 다르다.
Single copy
01구현 단순
02erase 순간 위험
03복구 매체 필요
04전원 차단 취약
05ROM fallback 의존
Redundant
01inactive copy write
02readback 검증
03선택 metadata commit
04이전 copy 유지
05세대·우선순위 필요
UPSTREAM SOURCE
원본 코드
아래 코드는 Barebox v2026.06.1의 common/bbu.c에서 290-378줄을 그대로 가져온 것이다. 설명을 위해 실제 코드를 가짜 의사 코드로 바꾸지 않았다.
290}
291EXPORT_SYMBOL(bbu_handlers_available);
292
293/*
294 * print a list of all registered update handlers
295 */
296void bbu_handlers_list(void)
297{
298 struct bbu_handler *handler;
299
300 if (list_empty(&bbu_image_handlers))
301 printf("(none)\n");
302
303 list_for_each_entry(handler, &bbu_image_handlers, list)
304 printf("%s%-11s -> %-10s\n",
305 handler->flags & BBU_HANDLER_FLAG_DEFAULT ?
306 "* " : " ",
307 handler->name,
308 handler->devicefile);
309}
310
311/*
312 * register a new update handler
313 */
314int bbu_register_handler(struct bbu_handler *handler)
315{
316 if (bbu_find_handler_by_name(handler->name))
317 return -EBUSY;
318
319 if (handler->flags & BBU_HANDLER_FLAG_DEFAULT &&
320 bbu_find_handler_by_name(NULL))
321 return -EBUSY;
322
323 list_add_tail(&handler->list, &bbu_image_handlers);
324
325 return 0;
326}
327
328struct bbu_std {
329 struct bbu_handler handler;
330 enum filetype filetype;
331};
332
333int bbu_mmcboot_handler(struct bbu_handler *handler, struct bbu_data *data,
334 int (*chained_handler)(struct bbu_handler *, struct bbu_data *))
335{
336 struct bbu_data _data = *data;
337 int ret;
338 char *devicefile = NULL, *bootpartvar = NULL, *bootackvar = NULL;
339 const char *bootpart;
340 const char *devname = devpath_to_name(data->devicefile);
341
342 ret = device_detect_by_name(devname);
343 if (ret) {
344 pr_err("Couldn't detect device '%s'\n", devname);
345 return ret;
346 }
347
348 ret = asprintf(&bootpartvar, "%s.boot", devname);
349 if (ret < 0)
350 return ret;
351
352 bootpart = getenv(bootpartvar);
353 if (!bootpart) {
354 ret = -ENOENT;
355 goto out;
356 }
357
358 if (!strcmp(bootpart, "boot0")) {
359 bootpart = "boot1";
360 } else {
361 bootpart = "boot0";
362 }
363
364 ret = asprintf(&devicefile, "/dev/%s.%s", devname, bootpart);
365 if (ret < 0)
366 goto out;
367
368 _data.devicefile = devicefile;
369
370 ret = chained_handler(handler, &_data);
371 if (ret < 0)
372 goto out;
373
374 if (handler->flags & BBU_HANDLER_FLAG_MMC_BOOT_ACK) {
375 ret = asprintf(&bootackvar, "%s.boot_ack", devname);
376 if (ret < 0)
377 goto out;
378
READING CONTRACT
발췌 범위와 읽기 기준
원문 290-378줄에는 앞뒤 문맥이 포함됩니다. 기준 구문 int bbu_register_handler(struct bbu_handler *handler)은 L314에 있습니다. 발췌 첫 줄을 함수 정의의 시작으로 해석하지 않습니다.
generic BBU와 SoC/board handler의 책임을 나눈다. force flag가 건너뛰는 검사, erase granularity와 redundant boot copy 정책을 확인한다.
RELATED SOURCE
함께 읽어야 하는 원본 코드
첫 코드 조각만으로 동작이 완성되지 않는 경우 호출 매크로, 객체 정의와 실제 실행 목록을 같은 페이지에 묶었다. 각 조각은 같은 기준 commit에서 가져왔다.
01. handler 선택 뒤 metadata 검사와 update를 수행
common/bbu.c 244-328줄이다.
244 ret = imd_verify_crc32((void *)data->image, data->len);
245 if (ret == -EILSEQ && !(data->flags & BBU_FLAG_FORCE))
246 return ret;
247
248 return 0;
249}
250
251/*
252 * do a barebox update with data from *data
253 */
254int barebox_update(struct bbu_data *data, struct bbu_handler *handler)
255{
256 int ret;
257
258 if (!data->image && !data->imagefile &&
259 !(handler->flags & BBU_HANDLER_CAN_REFRESH)) {
260 pr_err("No Image file given\n");
261 return -EINVAL;
262 }
263
264 if (!data->handler_name)
265 data->handler_name = handler->name;
266
267 if (!data->devicefile)
268 data->devicefile = handler->devicefile;
269
270 ret = bbu_check_metadata(data);
271 if (ret)
272 return ret;
273
274 ret = handler->handler(handler, data);
275 if (ret) {
276 printf("update %s\n", (ret == -EINTR) ? "aborted" : "failed");
277 return ret;
278 }
279
280 printf("update succeeded\n");
281 return 0;
282}
283
284/*
285 * report whether any update handlers have been registered so far
286 */
287bool bbu_handlers_available(void)
288{
289 return !list_empty(&bbu_image_handlers);
290}
291EXPORT_SYMBOL(bbu_handlers_available);
292
293/*
294 * print a list of all registered update handlers
295 */
296void bbu_handlers_list(void)
297{
298 struct bbu_handler *handler;
299
300 if (list_empty(&bbu_image_handlers))
301 printf("(none)\n");
302
303 list_for_each_entry(handler, &bbu_image_handlers, list)
304 printf("%s%-11s -> %-10s\n",
305 handler->flags & BBU_HANDLER_FLAG_DEFAULT ?
306 "* " : " ",
307 handler->name,
308 handler->devicefile);
309}
310
311/*
312 * register a new update handler
313 */
314int bbu_register_handler(struct bbu_handler *handler)
315{
316 if (bbu_find_handler_by_name(handler->name))
317 return -EBUSY;
318
319 if (handler->flags & BBU_HANDLER_FLAG_DEFAULT &&
320 bbu_find_handler_by_name(NULL))
321 return -EBUSY;
322
323 list_add_tail(&handler->list, &bbu_image_handlers);
324
325 return 0;
326}
327
328struct bbu_std {
DETAILS
내부 동작을 더 깊게 읽기
진입 조건을 먼저 고정한다
board init에서 들어온 실행은 부트 CPU의 동기 실행 문맥에 놓여 있다. 이때 interrupt, MMU/cache, stack, heap 중 무엇이 이미 준비되었는지 소스의 호출자까지 올라가 확인한다. 같은 함수라도 SPL, relocation 전후, app thread처럼 호출 문맥이 달라지면 허용되는 API와 지연 시간이 달라진다.
generic BBU와 SoC/board handler의 책임을 나눈다. force flag가 건너뛰는 검사, erase granularity와 redundant boot copy 정책을 확인한다.
중심 객체의 생성과 공개를 나눈다
이 글의 중심 객체는 struct bbu_handler / target cdev / update image다. 메모리를 확보한 시점, 필드를 채운 시점, 전역 list나 다른 subsystem에 공개한 시점을 구분한다. 공개 뒤 오류가 발생한다면 목록에서 제거하고 child, buffer, reference를 역순으로 정리하는지 확인한다.
빌드 산출물 관점에서는 최종 부트로더 이미지 안에 해당 symbol과 section이 실제로 포함되었는지도 map과 objdump로 검증한다.
주소, 크기와 정렬을 계산한다
부트 코드에서는 주소 계산 오류를 주의해야 한다. 원본과 목적지의 주소 범위, 헤더에 기록된 데이터 크기, 블록·페이지 단위를 표로 정리하고 각 구간의 끝 주소를 계산한다. 끝 주소가 start + size - 1처럼 마지막 바이트를 가리키는지, 구간 바로 다음 주소를 가리키는지는 API 규약에서 확인한다.
성공 flag와 실제 완료 시점을 맞춘다
register handler → barebox-update → image validation 구간에서는 부분 초기화 상태가 생길 수 있다. flag, list insertion, callback 등록, storage write 완료 중 무엇이 성공의 기준인지 찾는다. hardware write나 DMA가 포함되면 함수 반환과 장치 완료가 같은 시점인지도 확인한다.
다른 CPU, 인터럽트 처리기, USB 완료 콜백, 셸 명령에서도 이 상태를 읽는다면 메모리 접근 순서와 잠금 범위를 함께 확인한다.
제어권을 넘기기 전에 확인할 조건을 정리한다
정상 경로는 erase/write/verify에서 끝난다. 이 단계가 함수 반환인지, scheduler 전환인지, 다른 image로의 비복귀 분기인지 구분한다. 비복귀 handoff라면 cache clean/invalidate, interrupt disable, 장치 quiesce, argument register와 FDT 또는 image address가 최종 점검 항목이다.
호출한 함수로 돌아오는 경로라면 오류와 일부 처리만 완료된 상태를 구분하는지 확인한다. 이어서 다음 후보를 시도할지, 복구 절차를 실행할지 살펴본다.
IMPLEMENTATION NOTES
구현을 읽을 때 놓치기 쉬운 부분
generic BBU와 board handler의 책임을 나눈다
공통 layer는 handler 선택, image open과 flags를 관리하고 board/SoC handler는 ROM format, target offset, erase/write와 redundancy를 안다. force flag가 어떤 validation만 건너뛰는지 확인한다.
handler name과 default 여부가 여러 boot medium에서 모호하지 않아야 한다.
현재 부팅 가능한 copy를 마지막까지 보존한다
단일 copy를 erase한 뒤 write하는 방식은 power cut에 취약하다. inactive slot에 새 image를 완전히 기록·검증하고 boot selector를 마지막에 원자적으로 바꾸는 순서를 선호한다.
redundant header나 SoC boot copy가 있다면 generation과 fallback 동작을 실제 reset으로 검증한다.
image validation과 storage verify는 다른 검사다
header와 architecture를 확인해도 write 과정의 bit error, 잘못된 offset과 cache flush는 잡지 못한다. write 뒤 readback hash와 ROM이 읽는 최종 byte layout을 확인한다.
erase, write, verify, selector update 각 지점에 오류와 reset을 주입해 부팅 가능한 copy가 남는지 표로 기록한다.
OBJECT LIFETIME
객체와 수명
| 대상 | 만들어지는 시점 | 유효 범위 | 확인할 조건 |
|---|---|---|---|
struct bbu_handler / target cdev / update image | register handler | erase/write/verify 또는 오류 정리 완료까지 | 진입 전제와 상태 계약 |
| 입력 buffer / metadata | board init | parse와 검증이 끝날 때까지 | 길이, 정렬, 소유권, 변조 가능성 |
| 등록된 list / descriptor | barebox-update | 하위 시스템을 종료하거나 다음 이미지에 제어권을 넘길 때까지 | 중복 등록, 해제된 객체를 가리키는 포인터, 오류 후 자원 정리 |
| hardware 또는 persistent state | 실제 write/probe가 완료된 뒤 | reset 또는 명시적 해제·갱신까지 | 쓰기 완료, 시간 초과, 전원 차단, 이전 상태 복원 |
최종 부트로더 이미지 | link/image 생성 시점 | 다음 stage가 새 image로 교체할 때까지 | 적재 주소, 진입점, 섹션, 헤더의 일치 여부 |
FAILURE PATH
실패 지점과 증상
| # | 조건 | 관찰되는 증상 | 먼저 볼 단계 |
|---|---|---|---|
| 01 | 잘못된 handler 선택 | 다른 medium overwrite | register handler |
| 02 | erase 후 write 실패 | 부팅 불가 | barebox-update |
| 03 | image type 검사 우회 | ROM이 거부 | image validation |
로그가 끊긴 함수뿐 아니라 그 함수에 주소, 크기, 플래그를 전달한 앞 단계도 조사한다. 오류 처리 후 등록된 객체나 하드웨어 설정이 그대로 남아 있는지도 확인한다.
EVIDENCE
소스 밖에서 확인할 증거
소스에서 파악한 동작을 실제 빌드 결과와 대상 보드의 로그로 확인한다. 아래 명령의 보드 이름과 툴체인 접두사는 사용 중인 빌드 환경에 맞게 바꾼다.
| # | 목적 | 명령 또는 계측 | 판정 기준 |
|---|---|---|---|
| 01 | 빌드 구성 | make <board>_defconfig && make V=1 | Kconfig, linker section과 최종 barebox image 생성 명령을 보관한다. |
| 02 | symbol과 section | ${CROSS_COMPILE}nm -n barebox | grep 'int bbu_register_handler' | initcall, command, driver descriptor가 image에 남았는지 확인한다. |
| 03 | 주소와 resource | iomem | image, malloc, stack, device resource와 reserved 영역의 겹침을 확인한다. |
| 04 | device 상태 | devinfo; drvinfo; of_dump | DT node 생성, device 등록, driver probe를 서로 구분한다. |
| 05 | boot 정책 | boot -d -v; state -d | entry 탐색 결과와 persistent state가 실제 선택에 미친 영향을 확인한다. |
LAB
직접 확인할 실험
- 01barebox-update -l로 handler 목록 확인
register handler진입 전후에 bbu_handler의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. - 02dry-run 또는 작은 test cdev로 offset 검증
barebox-update진입 전후에 input image의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. - 03write 중 reset을 주입해 redundant copy 부팅 확인
image validation진입 전후에 target cdev의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.
PRIMARY REFERENCES