QUESTION
Barebox FIT configuration과 검증 단계에서 실제로 바뀌는 상태는 무엇인가?
configuration 서명이 선택한 subimage와 property를 실제로 묶는 범위를 확인한다. DT의 key와 required policy, 외부 data offset도 같이 본다.
검증한 byte와 실제로 적재·실행하는 byte가 동일하며 실패 시 unsigned fallback이 없어야 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
fit_handle / selected configuration / image_data를 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 | FIT file | 부트 CPU의 동기 실행 문맥 | FIT configuration | select configuration |
| 02 | select configuration | FIT file 완료 상태 | subimages | verify hashes/signature |
| 03 | verify hashes/signature | select configuration 완료 상태 | public key | load subimages |
| 04 | load subimages | verify hashes/signature 완료 상태 | image_data | bootm handoff |
| 05 | bootm handoff | load subimages 완료 상태 | image_data | 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.
Hash
01손상 검출
02공격자 재계산 가능
03payload별 digest
04출처 인증 없음
05개발용 무결성
Signature
01private key 필요
02configuration 결속
03required key policy
04downgrade 방지
05실패 시 fallback 차단
UPSTREAM SOURCE
원본 코드
아래 코드는 Barebox v2026.06.1의 common/image-fit.c에서 1161-1249줄을 그대로 가져온 것이다. 설명을 위해 실제 코드를 가짜 의사 코드로 바꾸지 않았다.
1161}
1162
1163static bool __fit_close(struct fit_handle *handle)
1164{
1165 if (!refcount_dec_and_test(&handle->users))
1166 return false;
1167
1168 if (handle->root)
1169 of_delete_node(handle->root);
1170
1171 if (handle->filename)
1172 list_del(&handle->entry);
1173
1174 free(handle->filename);
1175 free(handle->fit_alloc);
1176 return true;
1177}
1178
1179void fit_close(struct fit_handle *handle)
1180{
1181 if (__fit_close(handle))
1182 free(handle);
1183}
1184
1185static int do_bootm_fit(struct image_data *data)
1186{
1187 pr_err("Cannot boot device tree binary blob\n");
1188
1189 return -EINVAL;
1190}
1191
1192static bool fitimage_check(struct image_handler *handler,
1193 struct image_data *data,
1194 enum filetype detected_filetype)
1195{
1196 return detected_filetype == filetype_oftree ||
1197 detected_filetype == filetype_fit;
1198}
1199
1200static struct image_handler fit_handler = {
1201 .name = "FIT image",
1202 .bootm = do_bootm_fit,
1203 .filetype = filetype_fit,
1204 .check_image = fitimage_check,
1205};
1206
1207static int bootm_fit_register(void)
1208{
1209 return register_image_handler(&fit_handler);
1210}
1211late_initcall(bootm_fit_register);
1212
1213static int fuzz_fit(const u8 *data, size_t size)
1214{
1215 const char *unit, *imgname = "kernel";
1216 struct fit_handle handle = {};
1217 const void *outdata;
1218 unsigned long outsize, addr;
1219 int ret;
1220 void *config;
1221
1222 handle.verbose = false;
1223 handle.verify = BOOTM_VERIFY_AVAILABLE;
1224
1225 handle.size = size;
1226 handle.fit = data;
1227 handle.fit_alloc = NULL;
1228
1229 refcount_set(&handle.users, 1);
1230
1231 ret = fit_do_open(&handle);
1232 if (ret)
1233 goto out;
1234
1235 config = fit_open_configuration(&handle, NULL, NULL);
1236 if (IS_ERR(config)) {
1237 ret = fit_find_last_unit(&handle, &unit);
1238 if (ret)
1239 goto out;
1240 config = fit_open_configuration(&handle, unit, NULL);
1241 }
1242 if (IS_ERR(config)) {
1243 ret = PTR_ERR(config);
1244 goto out;
1245 }
1246
1247 ret = fit_open_image(&handle, config, imgname, 0, &outdata, &outsize);
1248 if (ret)
1249 goto out;
READING CONTRACT
발췌 범위와 읽기 기준
원문 1161-1249줄에는 앞뒤 문맥이 포함됩니다. 기준 구문 static int do_bootm_fit(struct image_data *data)은 L1185에 있습니다. 발췌 첫 줄을 함수 정의의 시작으로 해석하지 않습니다.
configuration 서명이 선택한 subimage와 property를 실제로 묶는 범위를 확인한다. DT의 key와 required policy, 외부 data offset도 같이 본다.
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. configuration signature와 required key를 검증
common/image-fit.c 778-862줄이다.
778 ret = fit_handle_decompression(image, type, &data, &data_len);
779 if (ret)
780 return ret;
781
782 *outdata = data;
783 *outsize = data_len;
784
785 return 0;
786}
787
788int fit_config_verify_signature(struct fit_handle *handle, struct device_node *conf_node)
789{
790 struct device_node *sig_node;
791 int ret = -EINVAL;
792
793 if (!IS_ENABLED(CONFIG_FITIMAGE_SIGNATURE))
794 return 0;
795
796 switch (handle->verify) {
797 case BOOTM_VERIFY_NONE:
798 case BOOTM_VERIFY_HASH:
799 return 0;
800 case BOOTM_VERIFY_SIGNATURE:
801 ret = -EINVAL;
802 break;
803 case BOOTM_VERIFY_AVAILABLE:
804 ret = 0;
805 break;
806 }
807
808 for_each_child_of_node(conf_node, sig_node) {
809 if (!of_node_has_prefix(sig_node, "signature"))
810 continue;
811
812 if (handle->verbose)
813 of_print_nodes(sig_node, 0, ~0);
814
815 ret = fit_verify_signature(handle, sig_node, conf_node);
816 if (ret < 0)
817 return ret;
818 }
819
820 if (ret < 0) {
821 pr_err("configuration '%pOF' does not have a signature\n", conf_node);
822 return ret;
823 }
824
825 return ret;
826}
827
828static int fit_fdt_is_compatible(struct fit_handle *handle,
829 struct device_node *child,
830 const char *machine)
831{
832 const char *reason = "malformed";
833 struct device_node *image;
834 const char *unit = "fdt";
835 int data_len;
836 const void *data;
837 int ret;
838
839 if (of_property_present(child, "compatible"))
840 return 0;
841 if (!of_property_present(child, "fdt"))
842 return 0;
843
844 image = fit_get_image(handle, child, &unit, 0);
845 if (!image) {
846 ret = -ENOENT;
847 goto err;
848 }
849
850 data = of_get_property(image, "data", &data_len);
851 if (!data)
852 goto err;
853
854 /* We have three options here:
855 *
856 * 1) Increase our attack surface by all supported compression algos
857 * 2) Verify all configurations in the image as we search for best
858 * OF match score
859 * 3) Blame the user and expect them to supply a compatible property
860 * in the configuration node if they want to compress their FDTs
861 *
862 * We go for option 3.
DETAILS
내부 동작을 더 깊게 읽기
진입 조건을 먼저 고정한다
FIT file에서 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.
configuration 서명이 선택한 subimage와 property를 실제로 묶는 범위를 확인한다. DT의 key와 required policy, 외부 data offset도 같이 본다.
중심 객체의 생성과 공개를 나눈다
이 글의 중심 객체는 fit_handle / selected configuration / image_data다. 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
select configuration → verify hashes/signature → load subimages 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 bootm handoff에서 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
configuration 선택과 cryptographic verification을 묶는다
default 또는 명시 configuration이 참조하는 kernel, FDT, ramdisk를 확정한 뒤 그 조합이 signature 보호 범위에 들어가는지 확인한다. subimage hash만 맞는다고 configuration property가 보호되는 것은 아니다.
public key가 든 control DT의 신뢰와 required policy를 secure boot chain에 포함한다.
external data offset을 전체 file 범위에서 검증한다
FIT 내부 property의 offset과 size를 더할 때 overflow를 막고 file/buffer end 안인지 확인한다. hash 대상 byte와 이후 copy/decompress source가 동일해야 한다.
verification 뒤 configuration이나 data pointer를 다시 선택하는 경로가 없는지 본다.
오류 뒤 unsigned fallback을 차단한다
key 없음, signature mismatch, hash 오류와 format 오류를 분리하되 secure mode에서는 모두 실행으로 이어지지 않아야 한다. 다른 handler나 raw image fallback이 verification 실패를 우회하지 않는지 bootm 상위 경로까지 추적한다.
configuration과 각 subimage를 개별 변조해 거부 지점을 기록한다.
OBJECT LIFETIME
객체와 수명
| 대상 | 만들어지는 시점 | 유효 범위 | 확인할 조건 |
|---|---|---|---|
fit_handle / selected configuration / image_data | select configuration | bootm handoff 또는 오류 정리 완료까지 | 진입 전제와 상태 계약 |
| 입력 buffer / metadata | FIT file | parse와 검증이 끝날 때까지 | 길이, 정렬, 소유권, 변조 가능성 |
| 등록된 list / descriptor | verify hashes/signature | 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 | required key 미설정 | unsigned 허용 | select configuration |
| 02 | external data bounds 오류 | 다른 영역 검증 | verify hashes/signature |
| 03 | configuration 선택 주입 | 의도하지 않은 image | load subimages |
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 'static int do_bootm_fit' | 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
- 01fit_check_sign 또는 bootm verbose 결과 확인
select configuration진입 전후에 FIT configuration의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. - 02subimage 한 byte 변경 후 거부 확인
verify hashes/signature진입 전후에 subimages의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. - 03여러 configuration에서 default/explicit 선택 비교
load subimages진입 전후에 public key의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.
PRIMARY REFERENCES