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Barebox · source analysis

start_barebox와 초기 runtime

BSS, heap, device tree, console과 initcall 실행 준비가 shell 이전에 어떤 순서로 이루어지는지 읽습니다.

Series
03 / 19
Baseline
v2026.06.1
Commit
314c679eea2d
Source
common/startup.c:424

start_barebox와 초기 runtime 단계에서 실제로 바뀌는 상태는 무엇인가?

초기화 전후에 사용 가능한 API가 달라진다. panic console, malloc, globalvar, device tree가 처음 유효해지는 지점을 함수 순서와 맞춘다.

initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다. 이 문장을 기준으로 코드를 위에서 아래로 읽으면, 함수 이름을 외우는 대신 어느 시점에 어떤 상태를 신뢰할 수 있는지 판단할 수 있다.

객체와 주소가 놓이는 구조

그림 1. start_barebox와 초기 runtime에서 입력, 내부 상태, 출력의 경계
입력과 전제내부 상태외부로 공개되는 결과
01global runtime
02malloc arena
03root devices
04main thread
INVARIANT

initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다.

Barebox runtime globals / root device를 중심에 놓고 왼쪽의 입력이 어떤 검사를 거쳐 오른쪽 결과로 공개되는지 표시했다. 실제 디버깅에서는 각 블록의 주소와 크기를 로그에 대입한다.

실행 흐름

그림 2. 정상 경로의 주요 호출과 상태 전달
ARM entry
start_barebox
memory/heap
initcalls
shell or boot

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.

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.

#단계진입 시 신뢰할 상태성공 뒤 남아야 할 상태다음 소비자
01ARM entry부트 CPU의 동기 실행 문맥global runtimestart_barebox
02start_bareboxARM entry 완료 상태malloc arenamemory/heap
03memory/heapstart_barebox 완료 상태root devicesinitcalls
04initcallsmemory/heap 완료 상태main threadshell or boot
05shell or bootinitcalls 완료 상태main thread최종 최종 부트로더 이미지 또는 다음 stage

공통 불변 조건: initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다. 한 단계의 출력이 다음 단계의 입력 조건을 만족하지 않으면 오류가 실제로 드러난 위치보다 앞의 생산 단계부터 조사한다.

원본 코드

아래 코드는 Barebox v2026.06.1의 common/startup.c에서 424-512줄을 그대로 가져온 것이다. 설명을 위해 실제 코드를 가짜 의사 코드로 바꾸지 않았다.

commit314c679eea2d0ca847c64d1b646a1cf91225c0ecsymbolvoid __noreturn start_barebox(void)
424
425	if (current_autoboot != AUTOBOOT_MENU) {
426		if (current_autoboot == AUTOBOOT_ABORT &&
427		    current_autoboot == global_autoboot_state)
428			watchdog_inhibit_all();
429
430		run_shell();
431	}
432
433	do {
434		/*
435		 * Let's run the command once at least, so an error
436		 * message is printed if the file doesn't exist
437		 */
438		run_command(MENUFILE);
439	} while (stat(MENUFILE, &s) == 0);
440
441	hang();
442}
443
444int (*barebox_main)(void)
445	= !IS_ENABLED(CONFIG_SHELL_NONE) &&
446           IS_ENABLED(CONFIG_COMMAND_SUPPORT) ? run_init : NULL;
447
448void __noreturn start_barebox(void)
449{
450	initcall_t *initcall;
451	int result;
452
453	for (initcall = __barebox_initcalls_start;
454			initcall < __barebox_initcalls_end; initcall++) {
455		pr_debug("initcall-> %pS\n", *initcall);
456		result = (*initcall)();
457		if (result)
458			pr_err("initcall %pS failed: %pe\n", *initcall,
459					ERR_PTR(result));
460	}
461
462	barebox_system_state = BAREBOX_RUNNING;
463	pr_debug("initcalls done\n");
464
465
466	if (IS_ENABLED(CONFIG_SELFTEST_AUTORUN))
467		selftests_run();
468
469	if (barebox_main)
470		barebox_main();
471
472	if (IS_ENABLED(CONFIG_SHELL_NONE)) {
473		pr_crit("Nothing left to do\n");
474		poweroff_machine(0);
475	} else {
476		while (1)
477			run_shell();
478	}
479}
480
481void __noreturn hang (void)
482{
483	puts ("### ERROR ### Please RESET the board ###\n");
484	for (;;);
485}
486
487/* Everything needed to cleanly shutdown barebox.
488 * Should be called before starting an OS to get
489 * the devices into a clean state
490 */
491void shutdown_barebox(void)
492{
493	exitcall_t *exitcall;
494
495	barebox_system_state = BAREBOX_EXITING;
496
497	for (exitcall = __barebox_exitcalls_start;
498			exitcall < __barebox_exitcalls_end; exitcall++) {
499		pr_debug("exitcall-> %pS\n", *exitcall);
500		(*exitcall)();
501	}
502
503	console_flush();
504}
505
506BAREBOX_MAGICVAR(global.autoboot,
507                 "Autoboot state. Possible values: countdown (default), abort, halt, menu, boot");
508BAREBOX_MAGICVAR(global.autoboot_abort_key,
509                 "Which key allows to interrupt autoboot. Possible values: 'any', 'ctrl-c' or any other single ascii character.");
510BAREBOX_MAGICVAR(global.autoboot_timeout,
511                 "Timeout before autoboot starts in seconds");
512

424-512줄 해설

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

424(빈 줄)

이전 block 경계까지의 동작과 if (current_autoboot != AUTOBOOT_MENU) {에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 global runtime 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

425if (current_autoboot != AUTOBOOT_MENU) {

current_autoboot != AUTOBOOT_MENU를 검사해 진행 여부를 가른다. 거짓 경로와 참 경로 중 어느 쪽이 'initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다' 조건을 보존하는지 다음 return 또는 goto까지 따라간다.

426if (current_autoboot == AUTOBOOT_ABORT &&

원본 426번 줄의 if (current_autoboot == AUTOBOOT_ABORT &&는 앞의 if (current_autoboot != AUTOBOOT_MENU) { 결과를 받아 다음 current_autoboot == global_autoboot_state)로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 'initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.

427current_autoboot == global_autoboot_state)

원본 427번 줄의 current_autoboot == global_autoboot_state)는 앞의 if (current_autoboot == AUTOBOOT_ABORT && 결과를 받아 다음 watchdog_inhibit_all();로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 'initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.

428watchdog_inhibit_all();

watchdog_inhibit_all(인자 없음)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 Barebox runtime globals / root device의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 main thread 항목과 대조한다.

429(빈 줄)

watchdog_inhibit_all();까지의 동작과 run_shell();에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 main thread 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

430run_shell();

run_shell(인자 없음)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 Barebox runtime globals / root device의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 main thread 항목과 대조한다.

431}

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

432(빈 줄)

}까지의 동작과 do {에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 main thread 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

433do {

원본 433번 줄의 do {는 앞의 이전 block 경계 결과를 받아 다음 /*로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 'initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.

434/*

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

435* Let's run the command once at least, so an error

원본 주석이 'Let's run the command once at least, so an error'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

436* message is printed if the file doesn't exist

원본 주석이 'message is printed if the file doesn't exist'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

437*/

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

438run_command(MENUFILE);

run_command(MENUFILE)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 Barebox runtime globals / root device의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 main thread 항목과 대조한다.

439} while (stat(MENUFILE, &s) == 0);

} while (stat(MENUFILE, &s)= 0)를 = 연산으로 반영해 현재 scope의 계산 결과를 저장한다. 이후 shell or boot 단계가 이 값을 처음 소비하는 지점을 찾는다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.

440(빈 줄)

} while (stat(MENUFILE, &s) == 0);까지의 동작과 hang();에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 main thread 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

441hang();

hang(인자 없음)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 Barebox runtime globals / root device의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 main thread 항목과 대조한다.

442}

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

443(빈 줄)

}까지의 동작과 int (*barebox_main)(void)에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 main thread 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

444int (*barebox_main)(void)

int(*barebox_main)(void)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 Barebox runtime globals / root device의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 main thread 항목과 대조한다.

445= !IS_ENABLED(CONFIG_SHELL_NONE) &&

IS_ENABLED(CONFIG_SHELL_NONE)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 Barebox runtime globals / root device의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 main thread 항목과 대조한다.

446IS_ENABLED(CONFIG_COMMAND_SUPPORT) ? run_init : NULL;

IS_ENABLED(CONFIG_COMMAND_SUPPORT)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 Barebox runtime globals / root device의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 main thread 항목과 대조한다.

447(빈 줄)

IS_ENABLED(CONFIG_COMMAND_SUPPORT) ? run_init : NULL;까지의 동작과 void __noreturn start_barebox(void)에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 main thread 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

448void __noreturn start_barebox(void)

start_barebox 함수 정의가 시작된다. 입력은 void이며, 부트 CPU의 동기 실행 문맥에서 호출된다는 전제로 반환 전까지의 상태 변화를 읽는다.

449{

바로 위 함수·조건·초기화의 block이 열린다. 이 scope 안에서 만들어지는 지역 객체와 오류 이동 지점을 Barebox runtime globals / root device의 수명에 맞춰 묶어 읽는다.

450initcall_t *initcall;

원본 450번 줄의 initcall_t *initcall;는 앞의 { 결과를 받아 다음 int result;로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 'initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.

451int result;

int result를 선언한다. 함수 안 선언이면 현재 stack frame, file scope와 static이면 image의 data/BSS에 놓인다. 이 값이 Barebox runtime globals / root device를 직접 소유하는지 pointer만 빌리는지, 부트 CPU의 동기 실행 문맥를 벗어난 뒤에도 참조되는지 다음 대입과 callback 등록까지 따라간다.

452(빈 줄)

int result;까지의 동작과 for (initcall = __barebox_initcalls_start;에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 main thread 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

453for (initcall = __barebox_initcalls_start;

'for (initcall = __barebox_initcalls_start;'가 목록이나 후보를 순회한다. 반복 중 Barebox runtime globals / root device를 제거·추가하는 호출이 있는지와 loop 종료 뒤 iterator가 유효한지 확인한다.

454initcall < __barebox_initcalls_end; initcall++) {

원본 454번 줄의 initcall < __barebox_initcalls_end; initcall++) {는 앞의 for (initcall = __barebox_initcalls_start; 결과를 받아 다음 pr_debug("initcall-> %pS\n", *initcall);로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 'initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.

455pr_debug("initcall-> %pS\n", *initcall);

pr_debug("initcall-> %pS\n", *initcall)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 Barebox runtime globals / root device의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 main thread 항목과 대조한다.

456result = (*initcall)();

result(*initcall)()를 = 연산으로 반영해 현재 scope의 계산 결과를 저장한다. 바로 다음 if (result)가 이 값을 다시 읽으므로 그 전까지 완성된 값이어야 한다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.

457if (result)

result를 검사해 진행 여부를 가른다. 거짓 경로와 참 경로 중 어느 쪽이 'initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다' 조건을 보존하는지 다음 return 또는 goto까지 따라간다.

458pr_err("initcall %pS failed: %pe\n", *initcall,

pr_err(인자 없음)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 Barebox runtime globals / root device의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 main thread 항목과 대조한다.

459ERR_PTR(result));

ERR_PTR(result))를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 Barebox runtime globals / root device의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 main thread 항목과 대조한다.

460}

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

461(빈 줄)

}까지의 동작과 barebox_system_state = BAREBOX_RUNNING;에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 main thread 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

462barebox_system_state = BAREBOX_RUNNING;

barebox_system_stateBAREBOX_RUNNING를 = 연산으로 반영해 현재 scope의 계산 결과를 저장한다. 이후 shell or boot 단계가 이 값을 처음 소비하는 지점을 찾는다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.

463pr_debug("initcalls done\n");

pr_debug("initcalls done\n")를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 Barebox runtime globals / root device의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 main thread 항목과 대조한다.

464(빈 줄)

pr_debug("initcalls done\n");까지의 동작과 다음 block 경계에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 main thread 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

465(빈 줄)

이전 block 경계까지의 동작과 if (IS_ENABLED(CONFIG_SELFTEST_AUTORUN))에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 main thread 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

466if (IS_ENABLED(CONFIG_SELFTEST_AUTORUN))

IS_ENABLED(CONFIG_SELFTEST_AUTORUN)를 검사해 진행 여부를 가른다. 거짓 경로와 참 경로 중 어느 쪽이 'initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다' 조건을 보존하는지 다음 return 또는 goto까지 따라간다.

467selftests_run();

selftests_run(인자 없음)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 Barebox runtime globals / root device의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 main thread 항목과 대조한다.

468(빈 줄)

selftests_run();까지의 동작과 if (barebox_main)에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 main thread 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

469if (barebox_main)

barebox_main를 검사해 진행 여부를 가른다. 거짓 경로와 참 경로 중 어느 쪽이 'initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다' 조건을 보존하는지 다음 return 또는 goto까지 따라간다.

470barebox_main();

barebox_main(인자 없음)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 Barebox runtime globals / root device의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 main thread 항목과 대조한다.

471(빈 줄)

barebox_main();까지의 동작과 if (IS_ENABLED(CONFIG_SHELL_NONE)) {에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 main thread 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

472if (IS_ENABLED(CONFIG_SHELL_NONE)) {

IS_ENABLED(CONFIG_SHELL_NONE)를 검사해 진행 여부를 가른다. 거짓 경로와 참 경로 중 어느 쪽이 'initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다' 조건을 보존하는지 다음 return 또는 goto까지 따라간다.

473pr_crit("Nothing left to do\n");

pr_crit("Nothing left to do\n")를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 Barebox runtime globals / root device의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 main thread 항목과 대조한다.

474poweroff_machine(0);

poweroff_machine(0)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 Barebox runtime globals / root device의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 main thread 항목과 대조한다.

475} else {

원본 475번 줄의 } else {는 앞의 poweroff_machine(0); 결과를 받아 다음 while (1)로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 'initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.

476while (1)

'while (1)'가 목록이나 후보를 순회한다. 반복 중 Barebox runtime globals / root device를 제거·추가하는 호출이 있는지와 loop 종료 뒤 iterator가 유효한지 확인한다.

477run_shell();

run_shell(인자 없음)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 Barebox runtime globals / root device의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 main thread 항목과 대조한다.

478}

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

479}

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

480(빈 줄)

}까지의 동작과 void __noreturn hang (void)에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 main thread 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

481void __noreturn hang (void)

hang 함수 정의가 시작된다. 입력은 void이며, 부트 CPU의 동기 실행 문맥에서 호출된다는 전제로 반환 전까지의 상태 변화를 읽는다.

482{

바로 위 함수·조건·초기화의 block이 열린다. 이 scope 안에서 만들어지는 지역 객체와 오류 이동 지점을 Barebox runtime globals / root device의 수명에 맞춰 묶어 읽는다.

483puts ("### ERROR ### Please RESET the board ###\n");

puts("### ERROR ### Please RESET the board ###\n")를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 Barebox runtime globals / root device의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 main thread 항목과 대조한다.

484for (;;);

'for (;;);'가 목록이나 후보를 순회한다. 반복 중 Barebox runtime globals / root device를 제거·추가하는 호출이 있는지와 loop 종료 뒤 iterator가 유효한지 확인한다.

485}

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

486(빈 줄)

}까지의 동작과 /* Everything needed to cleanly shutdown barebox.에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 main thread 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

487/* Everything needed to cleanly shutdown barebox.

원본 주석이 'Everything needed to cleanly shutdown barebox.'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

488* Should be called before starting an OS to get

원본 주석이 'Should be called before starting an OS to get'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

489* the devices into a clean state

원본 주석이 'the devices into a clean state'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

490*/

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

491void shutdown_barebox(void)

shutdown_barebox 함수 정의가 시작된다. 입력은 void이며, 부트 CPU의 동기 실행 문맥에서 호출된다는 전제로 반환 전까지의 상태 변화를 읽는다.

492{

바로 위 함수·조건·초기화의 block이 열린다. 이 scope 안에서 만들어지는 지역 객체와 오류 이동 지점을 Barebox runtime globals / root device의 수명에 맞춰 묶어 읽는다.

493exitcall_t *exitcall;

원본 493번 줄의 exitcall_t *exitcall;는 앞의 { 결과를 받아 다음 다음 block 경계로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 'initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.

494(빈 줄)

exitcall_t *exitcall;까지의 동작과 barebox_system_state = BAREBOX_EXITING;에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 main thread 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

495barebox_system_state = BAREBOX_EXITING;

barebox_system_stateBAREBOX_EXITING를 = 연산으로 반영해 현재 scope의 계산 결과를 저장한다. 이후 shell or boot 단계가 이 값을 처음 소비하는 지점을 찾는다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.

496(빈 줄)

barebox_system_state = BAREBOX_EXITING;까지의 동작과 for (exitcall = __barebox_exitcalls_start;에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 main thread 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

497for (exitcall = __barebox_exitcalls_start;

'for (exitcall = __barebox_exitcalls_start;'가 목록이나 후보를 순회한다. 반복 중 Barebox runtime globals / root device를 제거·추가하는 호출이 있는지와 loop 종료 뒤 iterator가 유효한지 확인한다.

498exitcall < __barebox_exitcalls_end; exitcall++) {

원본 498번 줄의 exitcall < __barebox_exitcalls_end; exitcall++) {는 앞의 for (exitcall = __barebox_exitcalls_start; 결과를 받아 다음 pr_debug("exitcall-> %pS\n", *exitcall);로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 'initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.

499pr_debug("exitcall-> %pS\n", *exitcall);

pr_debug("exitcall-> %pS\n", *exitcall)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 Barebox runtime globals / root device의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 main thread 항목과 대조한다.

500(*exitcall)();

원본 500번 줄의 (*exitcall)();는 앞의 pr_debug("exitcall-> %pS\n", *exitcall); 결과를 받아 다음 }로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 'initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.

501}

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

502(빈 줄)

}까지의 동작과 console_flush();에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 main thread 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

503console_flush();

console_flush(인자 없음)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 Barebox runtime globals / root device의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 main thread 항목과 대조한다.

504}

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

505(빈 줄)

}까지의 동작과 BAREBOX_MAGICVAR(global.autoboot,에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 main thread 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

506BAREBOX_MAGICVAR(global.autoboot,

BAREBOX_MAGICVAR(인자 없음)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 Barebox runtime globals / root device의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 main thread 항목과 대조한다.

507"Autoboot state. Possible values: countdown (default), abort, halt, menu, boot");

countdown(default), abort, halt, menu, boot")를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 Barebox runtime globals / root device의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 main thread 항목과 대조한다.

508BAREBOX_MAGICVAR(global.autoboot_abort_key,

BAREBOX_MAGICVAR(인자 없음)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 Barebox runtime globals / root device의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 main thread 항목과 대조한다.

509"Which key allows to interrupt autoboot. Possible values: 'any', 'ctrl-c' or any other single ascii character.");

원본 509번 줄의 "Which key allows to interrupt autoboot. Possible values: 'any', 'ctrl-c' or any other single ascii character.");는 앞의 BAREBOX_MAGICVAR(global.autoboot_abort_key, 결과를 받아 다음 BAREBOX_MAGICVAR(global.autoboot_timeout,로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 'initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.

510BAREBOX_MAGICVAR(global.autoboot_timeout,

BAREBOX_MAGICVAR(인자 없음)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 Barebox runtime globals / root device의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 main thread 항목과 대조한다.

511"Timeout before autoboot starts in seconds");

원본 511번 줄의 "Timeout before autoboot starts in seconds");는 앞의 BAREBOX_MAGICVAR(global.autoboot_timeout, 결과를 받아 다음 다음 block 경계로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 'initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.

512(빈 줄)

"Timeout before autoboot starts in seconds");까지의 동작과 다음 block 경계에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 main thread 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

내부 동작을 더 깊게 읽기

01

진입 조건을 먼저 고정한다

ARM entry에서 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.

초기화 전후에 사용 가능한 API가 달라진다. panic console, malloc, globalvar, device tree가 처음 유효해지는 지점을 함수 순서와 맞춘다.

02

중심 객체의 생성과 공개를 나눈다

이 글의 중심 객체는 Barebox runtime globals / root device다. 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.

03

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.

initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다.

04

성공 flag와 실제 완료 시점을 맞춘다

start_barebox → memory/heap → initcalls 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.

05

마지막 handoff의 계약을 적는다

정상 경로는 shell or boot에서 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.

구현을 읽을 때 놓치기 쉬운 부분

01

start_barebox는 초기 runtime의 사용 가능 순서를 정한다

BSS, malloc arena, globalvar, console, device tree와 initcall이 차례로 열리므로 각 단계 이전에 허용되는 API가 다르다. early panic 경로가 일반 allocation이나 등록된 console에 의존하지 않는지 확인한다.

root device와 model 정보가 만들어지는 시점을 initcall 실행보다 앞뒤로 구분한다.

02

malloc 영역과 image end의 경계를 계산한다

linker symbol에서 image 끝을 얻어 heap을 배치하는 경우 relocation address, stack, page table과 겹치지 않아야 한다. memory bank가 여러 개인 보드는 선택한 bank와 reserved 영역을 함께 본다.

allocator가 시작된 뒤 이전 temporary allocation이 runtime object로 남지 않는지 확인한다.

03

main thread와 shell 진입은 init 완료를 의미한다

initcall 실패를 log만 남기고 계속한 optional subsystem과 필수 subsystem을 구분한다. shell이 열려도 boot device provider가 준비되지 않았을 수 있으므로 capability를 명시적으로 검사한다.

각 initcall level의 시간과 오류를 남겨 boot delay와 degraded 상태를 재현한다.

객체와 수명

대상만들어지는 시점유효 범위확인할 조건
Barebox runtime globals / root devicestart_bareboxshell or boot 또는 오류 정리 완료까지initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다.
입력 buffer / metadataARM entryparse와 검증이 끝날 때까지길이, 정렬, 소유권, 변조 가능성
등록된 list / descriptormemory/heapsubsystem 종료 또는 image handoff까지이중 등록, dangling pointer, 오류 unwind
hardware 또는 persistent state실제 write/probe가 완료된 뒤reset 또는 명시적 해제·갱신까지flush, timeout, 전원 차단, rollback
최종 부트로더 이미지link/image 생성 시점다음 stage가 새 image로 교체할 때까지load address, entry, section과 header 일치

실패 지점과 증상

#조건관찰되는 증상먼저 볼 단계
01malloc 이전 allocationcrashstart_barebox
02console 선택 전 일반 printf 의존원인 미출력memory/heap
03root DT 누락device population 없음initcalls

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

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.

#목적명령 또는 계측판정 기준
01빌드 구성make <board>_defconfig && make V=1Kconfig, linker section과 최종 barebox image 생성 명령을 보관한다.
02symbol과 section${CROSS_COMPILE}nm -n barebox | grep 'void __noreturn start_barebox'initcall, command, driver descriptor가 image에 남았는지 확인한다.
03주소와 resourceiomemimage, malloc, stack, device resource와 reserved 영역의 겹침을 확인한다.
04device 상태devinfo; drvinfo; of_dumpDT node 생성, device 등록, driver probe를 서로 구분한다.
05boot 정책boot -d -v; state -dentry 탐색 결과와 persistent state가 실제 선택에 미친 영향을 확인한다.

직접 확인할 실험

  1. 01
    start_barebox 단계별 timestamp 추가

    start_barebox 진입 전후에 global runtime의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. 결과는 정상 부팅 여부로 끝내지 말고 initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다. 조건이 처음 깨지는 줄을 기록한다.

  2. 02
    malloc arena와 image end 비교

    memory/heap 진입 전후에 malloc arena의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. 결과는 정상 부팅 여부로 끝내지 말고 initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다. 조건이 처음 깨지는 줄을 기록한다.

  3. 03
    빈/잘못된 DTB로 early failure 경로 확인

    initcalls 진입 전후에 root devices의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. 결과는 정상 부팅 여부로 끝내지 말고 initcall 실행 전에 필수 memory allocator와 core registries가 일관된 초기 상태여야 한다. 조건이 처음 깨지는 줄을 기록한다.

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