cdev와 /dev 파일 경계 | Barebox

QUESTION

cdev와 /dev 파일 경계 단계에서 실제로 바뀌는 상태는 무엇인가?

Barebox shell에서 path로 장치를 다룰 수 있는 이유가 이 경계다. cdev offset/size와 partition child cdev의 상대 주소 계산을 확인한다.

파일 offset과 cdev 상대 offset을 block/byte 단위 혼동 없이 driver callback에 전달해야 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

그림 1. cdev와 /dev 파일 경계에서 입력, 내부 상태, 출력의 경계

입력과 전제내부 상태외부로 공개되는 결과

01struct cdev

02devfs inode

03struct file

04driver callbacks

INVARIANT

파일 offset과 cdev 상대 offset을 block/byte 단위 혼동 없이 driver callback에 전달해야 한다.

struct cdev / devfs_inode / struct file를 중심에 놓고 왼쪽의 입력이 어떤 검사를 거쳐 오른쪽 결과로 공개되는지 표시했다. 실제 디버깅에서는 각 블록의 주소와 크기를 로그에 대입한다.

CALL PATH

실행 흐름

그림 2. 정상 경로의 주요 호출과 상태 전달

driver registers cdev

/dev node

open file

devfs_read

cdev operation

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

호출 순서를 함수 이름으로만 외우지 않고, 각 단계가 무엇을 받아 무엇을 공개하는지 적은 표다. 실제 소스에서 생산 필드가 다르면 표를 고치는 방식으로 사용한다.

#	단계	진입 시 신뢰할 상태	성공 뒤 남아야 할 상태	다음 소비자
01	`driver registers cdev`	부트 CPU의 동기 실행 문맥	struct cdev	/dev node
02	`/dev node`	driver registers cdev 완료 상태	devfs inode	open file
03	`open file`	/dev node 완료 상태	struct file	devfs_read
04	`devfs_read`	open file 완료 상태	driver callbacks	cdev operation
05	`cdev operation`	devfs_read 완료 상태	driver callbacks	최종 최종 부트로더 이미지 또는 다음 stage

공통 불변 조건: 파일 offset과 cdev 상대 offset을 block/byte 단위 혼동 없이 driver callback에 전달해야 한다. 한 단계의 출력이 다음 단계의 입력 조건을 만족하지 않으면 오류가 실제로 드러난 위치보다 앞의 생산 단계부터 조사한다.

UPSTREAM SOURCE

원본 코드

아래 코드는 Barebox v2026.06.1의 fs/devfs.c에서 15-103줄을 그대로 가져온 것이다. 설명을 위해 실제 코드를 가짜 의사 코드로 바꾸지 않았다.

commit314c679eea2d0ca847c64d1b646a1cf91225c0ecsymbolstatic int devfs_read(struct file *f

15 */
16
17#include <common.h>
18#include <driver.h>
19#include <init.h>
20#include <malloc.h>
21#include <fs.h>
22#include <command.h>
23#include <errno.h>
24#include <xfuncs.h>
25#include <linux/stat.h>
26#include <ioctl.h>
27#include <nand.h>
28#include <linux/err.h>
29#include <linux/mtd/mtd.h>
30#include <linux/mtd/mtd-abi.h>
31#include <block.h>
32#include <stringlist.h>
33
34struct devfs_inode {
35	struct inode inode;
36	struct cdev *cdev;
37};
38
39static int devfs_read(struct file *f, void *buf, size_t size)
40{
41	struct cdev *cdev = f->private_data;
42
43	return cdev_read(cdev, buf, size, f->f_pos, f->f_flags);
44}
45
46static int devfs_write(struct file *f, const void *buf,
47		       size_t size)
48{
49	struct cdev *cdev = f->private_data;
50
51	if (cdev->flags & DEVFS_PARTITION_READONLY)
52		return -EPERM;
53
54	return cdev_write(cdev, buf, size, f->f_pos, f->f_flags);
55}
56
57static int devfs_lseek(struct file *f, loff_t pos)
58{
59	struct cdev *cdev = f->private_data;
60
61	return cdev_lseek(cdev, pos);
62}
63
64static int devfs_erase(struct file *f, loff_t count,
65		       loff_t offset, enum erase_type type)
66{
67	struct cdev *cdev = f->private_data;
68
69	if (cdev->flags & DEVFS_PARTITION_READONLY)
70		return -EPERM;
71
72	if ((type == ERASE_TO_WRITE) && (cdev->flags & DEVFS_WRITE_AUTOERASE))
73		return 0;
74
75	if (count + offset > cdev->size)
76		count = cdev->size - offset;
77
78	return cdev_erase(cdev, count, offset);
79}
80
81static int devfs_protect(struct file *f, size_t count, loff_t offset, int prot)
82{
83	struct cdev *cdev = f->private_data;
84
85	return cdev_protect(cdev, count, offset, prot);
86}
87
88static int devfs_discard_range(struct file *f, loff_t count, loff_t offset)
89{
90	struct cdev *cdev = f->private_data;
91
92	return cdev_discard_range(cdev, count, offset);
93}
94
95static int devfs_memmap(struct file *f, void **map, int flags)
96{
97	struct cdev *cdev = f->private_data;
98
99	return cdev_memmap(cdev, map, flags);
100}
101
102static int devfs_open(struct inode *inode, struct file *f)
103{

LINE BY LINE

15-103줄 해설

원본에 보이는 모든 줄을 순서대로 설명한다. 빈 줄도 block 경계로 남겨, 코드와 설명의 위치가 어긋나지 않게 했다.

15*/

원본 주석이 'block boundary'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

16(빈 줄)

*/까지의 동작과 #include <common.h>에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 devfs inode 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

17#include <common.h>

#include 전처리 지시문으로 이 줄 아래의 code가 binary에 존재할지를 결정한다. architecture 또는 build stage 조건을 여닫는다. 현재 .config와 compiler의 -dD -E 출력에서 실제로 남은 branch를 확인한 뒤 line-by-line 흐름에 포함한다.

18#include <driver.h>

19#include <init.h>

20#include <malloc.h>

21#include <fs.h>

22#include <command.h>

23#include <errno.h>

24#include <xfuncs.h>

25#include <linux/stat.h>

26#include <ioctl.h>

27#include <nand.h>

28#include <linux/err.h>

29#include <linux/mtd/mtd.h>

30#include <linux/mtd/mtd-abi.h>

31#include <block.h>

32#include <stringlist.h>

33(빈 줄)

#include <stringlist.h>까지의 동작과 struct devfs_inode {에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 driver callbacks 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

34struct devfs_inode {

struct devfs_inode {를 선언한다. 함수 안 선언이면 현재 stack frame, file scope와 static이면 image의 data/BSS에 놓인다. 이 값이 struct cdev / devfs_inode / struct file를 직접 소유하는지 pointer만 빌리는지, 부트 CPU의 동기 실행 문맥를 벗어난 뒤에도 참조되는지 다음 대입과 callback 등록까지 따라간다.

35struct inode inode;

struct inode inode를 선언한다. 함수 안 선언이면 현재 stack frame, file scope와 static이면 image의 data/BSS에 놓인다. 이 값이 struct cdev / devfs_inode / struct file를 직접 소유하는지 pointer만 빌리는지, 부트 CPU의 동기 실행 문맥를 벗어난 뒤에도 참조되는지 다음 대입과 callback 등록까지 따라간다.

36struct cdev *cdev;

struct cdev *cdev를 선언한다. 함수 안 선언이면 현재 stack frame, file scope와 static이면 image의 data/BSS에 놓인다. 이 값이 struct cdev / devfs_inode / struct file를 직접 소유하는지 pointer만 빌리는지, 부트 CPU의 동기 실행 문맥를 벗어난 뒤에도 참조되는지 다음 대입과 callback 등록까지 따라간다.

37};

현재 block, initializer 또는 호출의 경계를 닫는다. 이 지점까지 획득한 resource가 성공 경로와 실패 경로에서 대칭인지 점검한다.

38(빈 줄)

};까지의 동작과 static int devfs_read(struct file *f, void *buf, size_t size)에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 driver callbacks 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

39static int devfs_read(struct file *f, void *buf, size_t size)

devfs_read 함수 정의가 시작된다. 입력은 struct file *f, void *buf, size_t size이며, 부트 CPU의 동기 실행 문맥에서 호출된다는 전제로 반환 전까지의 상태 변화를 읽는다.

40{

바로 위 함수·조건·초기화의 block이 열린다. 이 scope 안에서 만들어지는 지역 객체와 오류 이동 지점을 struct cdev / devfs_inode / struct file의 수명에 맞춰 묶어 읽는다.

41struct cdev *cdev = f->private_data;

struct cdev *cdev = f->private_data를 선언한다. 함수 안 선언이면 현재 stack frame, file scope와 static이면 image의 data/BSS에 놓인다. 이 값이 struct cdev / devfs_inode / struct file를 직접 소유하는지 pointer만 빌리는지, 부트 CPU의 동기 실행 문맥를 벗어난 뒤에도 참조되는지 다음 대입과 callback 등록까지 따라간다.

42(빈 줄)

struct cdev *cdev = f->private_data;까지의 동작과 return cdev_read(cdev, buf, size, f->f_pos, f->f_flags);에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 driver callbacks 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

43return cdev_read(cdev, buf, size, f->f_pos, f->f_flags);

cdev_read(cdev, buf, size, f->f_pos, f->f_flags)를 호출자에게 반환한다. caller가 이 값을 검사한 뒤 부분 초기화된 struct cdev / devfs_inode / struct file를 정리하거나 다음 단계로 진행하는지 확인한다.

44}

현재 block, initializer 또는 호출의 경계를 닫는다. 이 지점까지 획득한 resource가 성공 경로와 실패 경로에서 대칭인지 점검한다.

45(빈 줄)

}까지의 동작과 static int devfs_write(struct file *f, const void *buf,에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 driver callbacks 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

46static int devfs_write(struct file *f, const void *buf,

devfs_write(인자 없음)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 struct cdev / devfs_inode / struct file의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 driver callbacks 항목과 대조한다.

47size_t size)

원본 47번 줄의 size_t size)는 앞의 static int devfs_write(struct file *f, const void *buf, 결과를 받아 다음 {로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 '파일 offset과 cdev 상대 offset을 block/byte 단위 혼동 없이 driver callback에 전달해야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.

48{

49struct cdev *cdev = f->private_data;

50(빈 줄)

struct cdev *cdev = f->private_data;까지의 동작과 if (cdev->flags & DEVFS_PARTITION_READONLY)에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 driver callbacks 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

51if (cdev->flags & DEVFS_PARTITION_READONLY)

cdev->flags & DEVFS_PARTITION_READONLY를 검사해 진행 여부를 가른다. 거짓 경로와 참 경로 중 어느 쪽이 '파일 offset과 cdev 상대 offset을 block/byte 단위 혼동 없이 driver callback에 전달해야 한다' 조건을 보존하는지 다음 return 또는 goto까지 따라간다.

52return -EPERM;

-EPERM를 호출자에게 반환한다. caller가 이 값을 검사한 뒤 부분 초기화된 struct cdev / devfs_inode / struct file를 정리하거나 다음 단계로 진행하는지 확인한다.

53(빈 줄)

return -EPERM;까지의 동작과 return cdev_write(cdev, buf, size, f->f_pos, f->f_flags);에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 driver callbacks 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

54return cdev_write(cdev, buf, size, f->f_pos, f->f_flags);

cdev_write(cdev, buf, size, f->f_pos, f->f_flags)를 호출자에게 반환한다. caller가 이 값을 검사한 뒤 부분 초기화된 struct cdev / devfs_inode / struct file를 정리하거나 다음 단계로 진행하는지 확인한다.

55}

현재 block, initializer 또는 호출의 경계를 닫는다. 이 지점까지 획득한 resource가 성공 경로와 실패 경로에서 대칭인지 점검한다.

56(빈 줄)

}까지의 동작과 static int devfs_lseek(struct file *f, loff_t pos)에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 driver callbacks 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

57static int devfs_lseek(struct file *f, loff_t pos)

devfs_lseek 함수 정의가 시작된다. 입력은 struct file *f, loff_t pos이며, 부트 CPU의 동기 실행 문맥에서 호출된다는 전제로 반환 전까지의 상태 변화를 읽는다.

58{

59struct cdev *cdev = f->private_data;

60(빈 줄)

struct cdev *cdev = f->private_data;까지의 동작과 return cdev_lseek(cdev, pos);에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 driver callbacks 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

61return cdev_lseek(cdev, pos);

cdev_lseek(cdev, pos)를 호출자에게 반환한다. caller가 이 값을 검사한 뒤 부분 초기화된 struct cdev / devfs_inode / struct file를 정리하거나 다음 단계로 진행하는지 확인한다.

62}

현재 block, initializer 또는 호출의 경계를 닫는다. 이 지점까지 획득한 resource가 성공 경로와 실패 경로에서 대칭인지 점검한다.

63(빈 줄)

}까지의 동작과 static int devfs_erase(struct file *f, loff_t count,에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 driver callbacks 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

64static int devfs_erase(struct file *f, loff_t count,

devfs_erase(인자 없음)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 struct cdev / devfs_inode / struct file의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 driver callbacks 항목과 대조한다.

65loff_t offset, enum erase_type type)

원본 65번 줄의 loff_t offset, enum erase_type type)는 앞의 static int devfs_erase(struct file *f, loff_t count, 결과를 받아 다음 {로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 '파일 offset과 cdev 상대 offset을 block/byte 단위 혼동 없이 driver callback에 전달해야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.

66{

67struct cdev *cdev = f->private_data;

68(빈 줄)

69if (cdev->flags & DEVFS_PARTITION_READONLY)

70return -EPERM;

71(빈 줄)

return -EPERM;까지의 동작과 if ((type == ERASE_TO_WRITE) && (cdev->flags & DEVFS_WRITE_AUTOERASE))에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 driver callbacks 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

72if ((type == ERASE_TO_WRITE) && (cdev->flags & DEVFS_WRITE_AUTOERASE))

(type == ERASE_TO_WRITE) && (cdev->flags & DEVFS_WRITE_AUTOERASE)를 검사해 진행 여부를 가른다. 거짓 경로와 참 경로 중 어느 쪽이 '파일 offset과 cdev 상대 offset을 block/byte 단위 혼동 없이 driver callback에 전달해야 한다' 조건을 보존하는지 다음 return 또는 goto까지 따라간다.

73return 0;

0를 호출자에게 반환한다. caller가 이 값을 검사한 뒤 부분 초기화된 struct cdev / devfs_inode / struct file를 정리하거나 다음 단계로 진행하는지 확인한다.

74(빈 줄)

return 0;까지의 동작과 if (count + offset > cdev->size)에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 driver callbacks 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

75if (count + offset > cdev->size)

count + offset > cdev->size를 검사해 진행 여부를 가른다. 거짓 경로와 참 경로 중 어느 쪽이 '파일 offset과 cdev 상대 offset을 block/byte 단위 혼동 없이 driver callback에 전달해야 한다' 조건을 보존하는지 다음 return 또는 goto까지 따라간다.

76count = cdev->size - offset;

count에 cdev->size - offset를 = 연산으로 반영해 현재 scope의 계산 결과를 저장한다. 주소·크기 값이면 단위와 정렬, 덧셈 overflow를 함께 검산한다. 이후 cdev operation 단계가 이 값을 처음 소비하는 지점을 찾는다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.

77(빈 줄)

count = cdev->size - offset;까지의 동작과 return cdev_erase(cdev, count, offset);에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 driver callbacks 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

78return cdev_erase(cdev, count, offset);

cdev_erase(cdev, count, offset)를 호출자에게 반환한다. caller가 이 값을 검사한 뒤 부분 초기화된 struct cdev / devfs_inode / struct file를 정리하거나 다음 단계로 진행하는지 확인한다.

79}

현재 block, initializer 또는 호출의 경계를 닫는다. 이 지점까지 획득한 resource가 성공 경로와 실패 경로에서 대칭인지 점검한다.

80(빈 줄)

}까지의 동작과 static int devfs_protect(struct file *f, size_t count, loff_t offset, int prot)에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 driver callbacks 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

81static int devfs_protect(struct file *f, size_t count, loff_t offset, int prot)

devfs_protect 함수 정의가 시작된다. 입력은 struct file *f, size_t count, loff_t offset, int prot이며, 부트 CPU의 동기 실행 문맥에서 호출된다는 전제로 반환 전까지의 상태 변화를 읽는다.

82{

83struct cdev *cdev = f->private_data;

84(빈 줄)

struct cdev *cdev = f->private_data;까지의 동작과 return cdev_protect(cdev, count, offset, prot);에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 driver callbacks 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

85return cdev_protect(cdev, count, offset, prot);

cdev_protect(cdev, count, offset, prot)를 호출자에게 반환한다. caller가 이 값을 검사한 뒤 부분 초기화된 struct cdev / devfs_inode / struct file를 정리하거나 다음 단계로 진행하는지 확인한다.

86}

현재 block, initializer 또는 호출의 경계를 닫는다. 이 지점까지 획득한 resource가 성공 경로와 실패 경로에서 대칭인지 점검한다.

87(빈 줄)

}까지의 동작과 static int devfs_discard_range(struct file *f, loff_t count, loff_t offset)에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 driver callbacks 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

88static int devfs_discard_range(struct file *f, loff_t count, loff_t offset)

devfs_discard_range 함수 정의가 시작된다. 입력은 struct file *f, loff_t count, loff_t offset이며, 부트 CPU의 동기 실행 문맥에서 호출된다는 전제로 반환 전까지의 상태 변화를 읽는다.

89{

90struct cdev *cdev = f->private_data;

91(빈 줄)

struct cdev *cdev = f->private_data;까지의 동작과 return cdev_discard_range(cdev, count, offset);에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 driver callbacks 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

92return cdev_discard_range(cdev, count, offset);

cdev_discard_range(cdev, count, offset)를 호출자에게 반환한다. caller가 이 값을 검사한 뒤 부분 초기화된 struct cdev / devfs_inode / struct file를 정리하거나 다음 단계로 진행하는지 확인한다.

93}

현재 block, initializer 또는 호출의 경계를 닫는다. 이 지점까지 획득한 resource가 성공 경로와 실패 경로에서 대칭인지 점검한다.

94(빈 줄)

}까지의 동작과 static int devfs_memmap(struct file *f, void **map, int flags)에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 driver callbacks 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

95static int devfs_memmap(struct file *f, void **map, int flags)

devfs_memmap 함수 정의가 시작된다. 입력은 struct file *f, void **map, int flags이며, 부트 CPU의 동기 실행 문맥에서 호출된다는 전제로 반환 전까지의 상태 변화를 읽는다.

96{

97struct cdev *cdev = f->private_data;

98(빈 줄)

struct cdev *cdev = f->private_data;까지의 동작과 return cdev_memmap(cdev, map, flags);에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 driver callbacks 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

99return cdev_memmap(cdev, map, flags);

cdev_memmap(cdev, map, flags)를 호출자에게 반환한다. caller가 이 값을 검사한 뒤 부분 초기화된 struct cdev / devfs_inode / struct file를 정리하거나 다음 단계로 진행하는지 확인한다.

100}

현재 block, initializer 또는 호출의 경계를 닫는다. 이 지점까지 획득한 resource가 성공 경로와 실패 경로에서 대칭인지 점검한다.

101(빈 줄)

}까지의 동작과 static int devfs_open(struct inode *inode, struct file *f)에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 driver callbacks 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

102static int devfs_open(struct inode *inode, struct file *f)

devfs_open 함수 정의가 시작된다. 입력은 struct inode *inode, struct file *f이며, 부트 CPU의 동기 실행 문맥에서 호출된다는 전제로 반환 전까지의 상태 변화를 읽는다.

103{

DETAILS

내부 동작을 더 깊게 읽기

진입 조건을 먼저 고정한다

driver registers cdev에서 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.

Barebox shell에서 path로 장치를 다룰 수 있는 이유가 이 경계다. cdev offset/size와 partition child cdev의 상대 주소 계산을 확인한다.

중심 객체의 생성과 공개를 나눈다

이 글의 중심 객체는 struct cdev / devfs_inode / struct file다. 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 코드의 오류는 논리보다 주소 계산에서 먼저 드러나는 경우가 많다. source range, destination range, header가 말하는 payload size, block 또는 page 단위를 표로 적고 각 구간의 끝 주소를 직접 계산한다. 끝 주소는 start + size - 1인지 exclusive end인지 API 계약을 확인한다.

파일 offset과 cdev 상대 offset을 block/byte 단위 혼동 없이 driver callback에 전달해야 한다.

성공 flag와 실제 완료 시점을 맞춘다

/dev node → open file → devfs_read 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, interrupt handler, USB completion 또는 shell command가 상태를 관찰할 수 있다면 memory ordering과 lock 범위도 함께 읽는다.

마지막 handoff의 계약을 적는다

정상 경로는 cdev operation에서 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.

반환하는 경로라면 caller가 오류와 부분 성공을 구분하고 다음 후보 또는 복구 경로를 선택하는지 확인한다.

IMPLEMENTATION NOTES

구현을 읽을 때 놓치기 쉬운 부분

cdev가 hardware operation을 파일 offset으로 번역한다

devfs inode와 open file은 struct cdev를 참조하고 read/write offset과 count를 driver callback에 넘긴다. partition child cdev는 parent offset을 한 번 더 더하므로 absolute와 relative offset을 혼동하면 다른 영역을 읽는다.

파일 offset, cdev base, parent base를 로그에 각각 남긴다.

open file과 cdev unregister가 경쟁한다

shell command가 file을 연 채 device를 제거할 수 있다면 cdev와 driver private data의 reference를 유지해야 한다. unregister가 새 open만 막는지 기존 operation 완료까지 기다리는지 확인한다.

remove 중 read/write를 주입해 dangling pointer를 찾는다.

size와 operation 단위 계약을 맞춘다

cdev size는 byte인데 block backend는 sector 단위를 요구할 수 있다. short read, EOF와 alignment error를 devfs가 어떻게 반환하는지 확인한다.

hexdump의 요청 범위와 실제 driver trace range를 대조한다.

OBJECT LIFETIME

객체와 수명

대상	만들어지는 시점	유효 범위	확인할 조건
`struct cdev / devfs_inode / struct file`	/dev node	cdev operation 또는 오류 정리 완료까지	파일 offset과 cdev 상대 offset을 block/byte 단위 혼동 없이 driver callback에 전달해야 한다.
입력 buffer / metadata	driver registers cdev	parse와 검증이 끝날 때까지	길이, 정렬, 소유권, 변조 가능성
등록된 list / descriptor	open file	subsystem 종료 또는 image handoff까지	이중 등록, dangling pointer, 오류 unwind
hardware 또는 persistent state	실제 write/probe가 완료된 뒤	reset 또는 명시적 해제·갱신까지	flush, timeout, 전원 차단, rollback
`최종 부트로더 이미지`	link/image 생성 시점	다음 stage가 새 image로 교체할 때까지	load address, entry, section과 header 일치

FAILURE PATH

실패 지점과 증상

#	조건	관찰되는 증상	먼저 볼 단계
01	cdev size 과대 설정	장치 밖 접근	/dev node
02	partition offset 중복 적용	잘못된 block	open file
03	unregister 후 열린 file	dangling cdev	devfs_read

로그가 끊긴 마지막 함수만 고치지 않는다. 그 함수가 받은 주소, size, flag가 만들어진 앞 단계까지 올라가고, 오류 뒤 등록 객체와 hardware 상태가 남았는지도 확인한다.

EVIDENCE

소스 밖에서 확인할 증거

소스 해석은 실제 빌드 산출물과 target 로그로 닫아야 한다. 아래 명령의 보드 이름과 toolchain prefix는 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 'static int devfs_read'`	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

01
devinfo와 ls /dev 결과 대조
/dev node 진입 전후에 struct cdev의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. 결과는 정상 부팅 여부로 끝내지 말고 파일 offset과 cdev 상대 offset을 block/byte 단위 혼동 없이 driver callback에 전달해야 한다. 조건이 처음 깨지는 줄을 기록한다.
02
hexdump의 offset을 driver trace와 비교
open file 진입 전후에 devfs inode의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. 결과는 정상 부팅 여부로 끝내지 말고 파일 offset과 cdev 상대 offset을 block/byte 단위 혼동 없이 driver callback에 전달해야 한다. 조건이 처음 깨지는 줄을 기록한다.
03
partition cdev와 parent의 absolute range 계산
devfs_read 진입 전후에 struct file의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. 결과는 정상 부팅 여부로 끝내지 말고 파일 offset과 cdev 상대 offset을 block/byte 단위 혼동 없이 driver callback에 전달해야 한다. 조건이 처음 깨지는 줄을 기록한다.

PRIMARY REFERENCES

원문과 다음 글

fs/devfs.cv2026.06.1 원본 파일 Barebox source tree기준 commit 314c679eea2d