bootm image handler와 실행 단계

QUESTION

bootm image handler와 실행 단계 단계에서 실제로 바뀌는 상태는 무엇인가?

STRUCTURE

객체와 주소가 놓이는 구조

CALL PATH

실행 흐름

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.

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.

UPSTREAM SOURCE

원본 코드

아래 코드는 Barebox v2026.06.1의 common/bootm.c에서 796-884줄을 그대로 가져온 것이다. 설명을 위해 실제 코드를 가짜 의사 코드로 바꾸지 않았다.

796	if (data->initrd_res)
797		of_del_reserve_entry(data->initrd_res->start, data->initrd_res->end);
798	release_sdram_region(data->initrd_res);
799	release_sdram_region(data->oftree_res);
800	release_sdram_region(data->tee_res);
801	loadable_release(&data->oftree);
802	loadable_release(&data->initrd);
803	loadable_release(&data->os);
804	loadable_release(&data->tee);
805	if (data->of_root_node)
806		of_delete_node(data->of_root_node);
807
808	globalvar_remove(LINUX_BOOTARGS_BOOTM_LATE  "*");
809	free(data->os_header);
810	free(data->os_file);
811	free(data->oftree_file);
812	free(data->initrd_file);
813	free(data->tee_file);
814	free(data);
815}
816
817/*
818 * bootm_boot - Boot an application image described by bootm_data
819 */
820int bootm_boot(const struct bootm_data *bootm_data)
821{
822	struct image_data *data;
823	int ret;
824
825	data = bootm_boot_prep(bootm_data);
826	if (IS_ERR(data))
827		return PTR_ERR(data);
828
829	ret = bootm_boot_handler(data);
830
831	bootm_boot_cleanup(data);
832	return ret;
833}
834
835bool bootm_efi_check_image(struct image_handler *handler,
836			   struct image_data *data,
837			   enum filetype detected_filetype)
838{
839	/* This is our default: Use EFI when support is compiled in,
840	 * and fallback to normal boot otherwise.
841	 */
842	if (data->efi_boot == BOOTM_EFI_AVAILABLE) {
843		if (IS_ENABLED(CONFIG_EFI_LOADER) || efi_is_payload())
844			data->efi_boot = BOOTM_EFI_REQUIRED;
845		else
846			data->efi_boot = BOOTM_EFI_DISABLED;
847	}
848
849	/* If EFI is disabled, we assume EFI-stubbed images are
850	 * just normal non-EFI stubbed ones
851	 */
852	if (data->efi_boot == BOOTM_EFI_DISABLED)
853		return handler->filetype == filetype_no_efistub(detected_filetype);
854
855	/* If EFI is required, we enforce handlers to match exactly */
856	return detected_filetype == handler->filetype;
857}
858
859int linux_rootwait_secs = 10;
860
861static const char * const bootm_efi_loader_mode_names[] = {
862	[BOOTM_EFI_DISABLED] = "disabled",
863	[BOOTM_EFI_AVAILABLE] = "available",
864	[BOOTM_EFI_REQUIRED] = "required",
865};
866
867static int bootm_init(void)
868{
869	globalvar_add_simple("bootm.image", NULL);
870	globalvar_add_simple("bootm.image.loadaddr", NULL);
871	globalvar_add_simple("bootm.oftree", NULL);
872	globalvar_add_simple("bootm.root_dev", NULL);
873	globalvar_add_simple("bootm.root_param", "root");
874	globalvar_add_simple("bootm.tee", NULL);
875	globalvar_add_simple_bool("bootm.appendroot", &bootm_appendroot);
876	globalvar_add_simple_bool("bootm.earlycon", &bootm_earlycon);
877	globalvar_add_simple_bool("bootm.provide_machine_id", &bootm_provide_machine_id);
878	globalvar_add_simple_bool("bootm.provide_hostname", &bootm_provide_hostname);
879	if (IS_ENABLED(CONFIG_SECURITY_POLICY))
880		globalvar_add_simple_bool("bootm.provide_policy", &bootm_provide_policy);
881	if (IS_ENABLED(CONFIG_BOOTM_INITRD)) {
882		globalvar_add_simple("bootm.initrd", NULL);
883		globalvar_add_simple("bootm.initrd.loadaddr", NULL);
884	}

READING CONTRACT

발췌 범위와 읽기 기준

원문 796-884줄에는 앞뒤 문맥이 포함됩니다. 기준 구문 int bootm_boot(const struct bootm_data *bootm_data)은 L820에 있습니다. 발췌 첫 줄을 함수 정의의 시작으로 해석하지 않습니다.

파일 열기, 형식 판별, 처리 함수 선택, 자원 예약, 정리 과정을 차례로 살펴본다. dry-run과 verbose 옵션이 실제 상태를 변경하는지도 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.

521	/* Detect actual image type from decompressed content */
522	data->kernel_type = file_detect_boot_image_type(header, ret);
523
524	/* Replace the os_header with the decompressed header */
525	free(data->os_header);
526	data->os_header = header;
527
528	return 0;
529}
530
531struct image_data *bootm_boot_prep(const struct bootm_data *bootm_data)
532{
533	struct image_data *data;
534	int ret;
535	const char *image_type_str;
536
537	if (!bootm_data->os_file) {
538		pr_err("no image given\n");
539		return ERR_PTR(-ENOENT);
540	}
541
542	data = xzalloc(sizeof(*data));
543
544	bootm_image_name_and_part(bootm_data->os_file, &data->os_file, &data->os_part);
545	bootm_image_name_and_part(bootm_data->oftree_file, &data->oftree_file, &data->oftree_part);
546	bootm_image_name_and_part(bootm_data->initrd_file, &data->initrd_file, &data->initrd_part);
547	if (bootm_data->tee_file)
548		data->tee_file = xstrdup(bootm_data->tee_file);
549	data->verbose = bootm_data->verbose;
550	data->verify = bootm_data->verify;
551	data->force = bootm_data->force;
552	data->dryrun = bootm_data->dryrun;
553	data->initrd_address = bootm_data->initrd_address;
554	data->os_address = data->os_address_hint = bootm_data->os_address;
555	data->os_entry = data->os_entry_hint = bootm_data->os_entry;
556	data->efi_boot = bootm_data->efi_boot;
557
558	ret = file_read_and_detect_boot_image_type(data->os_file, &data->os_header);
559	if (ret < 0)
560		goto err_out;
561	data->image_type = ret;
562
563	if (!data->force && data->image_type == filetype_unknown) {
564		pr_err("Unknown OS filetype (try -f)\n");
565		ret = -EINVAL;
566		goto err_out;
567	}
568
569	if (bootm_signed_images_are_forced()) {
570		data->verify = BOOTM_VERIFY_SIGNATURE;
571
572		/*
573		 * When we only allow booting signed images make sure everything
574		 * we boot is in the OS image and not given separately.
575		 */
576		data->oftree_file = NULL;
577		data->initrd_file = NULL;
578		data->tee_file = NULL;
579		if (data->image_type != filetype_fit) {
580			pr_err("Signed boot and image is no FIT image, aborting\n");
581			ret = -EINVAL;
582			goto err_out;
583		}
584	}
585
586	image_type_str = file_type_to_short_string(data->image_type);
587
588	/* May be updated by below container-specific handlers */
589	data->kernel_type = data->image_type;
590
591	switch (data->image_type) {
592	case filetype_fit:
593		ret = bootm_open_fit(data, false);
594		break;
595	case filetype_uimage:
596		ret = bootm_open_uimage(data);
597		break;
598	case filetype_gzip:
599	case filetype_bzip2:
600	case filetype_lzo_compressed:
601	case filetype_lz4_compressed:
602	case filetype_xz_compressed:
603	case filetype_zstd_compressed:
604		ret = bootm_open_files(data);
605		if (!ret)
606			ret = bootm_open_os_compressed(data);
607		image_type_str = "compressed boot";
608		break;
609	default:
610		ret = bootm_open_files(data);
611		image_type_str = "boot";
612		break;
613	}
614
615	if (ret) {
616		pr_err("Loading %s image failed with: %pe\n", image_type_str, ERR_PTR(ret));
617		goto err_out;
618	}
619
620	if (IS_ENABLED(CONFIG_BOOTM_UIMAGE)) {
621		ret = bootm_collect_uimage_loadables(data);
622		if (ret)
623			goto err_out;
624	}
625
626	if (bootm_data->appendroot) {
627		const char *root = NULL;
628		const char *rootopts = NULL;
629
630		if (bootm_data->root_dev) {
631			const char *root_dev_name = devpath_to_name(bootm_data->root_dev);
632			struct cdev *root_cdev = cdev_open_by_name(root_dev_name, O_RDONLY);
633
634			ret = cdev_get_linux_root_and_opts(root_cdev, &root, &rootopts);
635

DETAILS

내부 동작을 더 깊게 읽기

IMPLEMENTATION NOTES

구현을 읽을 때 놓치기 쉬운 부분

OBJECT LIFETIME

객체와 수명

FAILURE PATH

실패 지점과 증상

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.

LAB

직접 확인할 실험

1. 01
   bootm -d -v로 handler와 주소 확인

   bootm_data 진입 전후에 bootm_data의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

2. 02
   잘못된 magic image의 거부 위치 추적

   filetype detect 진입 전후에 image_data의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

3. 03
   연속 실패 boot 후 iomem/heap 상태 비교

   image handler 진입 전후에 handler registry의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

PRIMARY REFERENCES

원문과 다음 글