QUESTION
fastboot boot의 임시 image 실행 단계에서 실제로 바뀌는 상태는 무엇인가?
in-place buffer에서 payload를 옮길 때 source와 destination overlap을 확인한다. flash 경로와 달리 reboot 뒤에는 사라지는 임시 상태다.
검증된 download size 안에 모든 header와 payload가 포함되고 copy 순서가 overlap에 안전해야 한다. 이 문장을 기준으로 코드를 위에서 아래로 읽으면, 함수 이름을 외우는 대신 어느 시점에 어떤 상태를 신뢰할 수 있는지 판단할 수 있다.
이 페이지는 현재 upstream LK가 아니라 classic AOSP aboot 고정 커밋을 다룬다. 현대 Android의 A/B, AVB, GKI 부트 경로와 동일하다고 간주하지 않는다.
STRUCTURE
객체와 주소가 놓이는 구조
검증된 download size 안에 모든 header와 payload가 포함되고 copy 순서가 overlap에 안전해야 한다.
fastboot download buffer / boot_img_hdr를 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
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 | fastboot download | 부트 CPU의 동기 실행 문맥 | download buffer | cmd_boot |
| 02 | cmd_boot | fastboot download 완료 상태 | boot header | header check |
| 03 | header check | cmd_boot 완료 상태 | relocated payloads | payload placement |
| 04 | payload placement | header check 완료 상태 | kernel entry | boot_linux |
| 05 | boot_linux | payload placement 완료 상태 | kernel entry | 최종 최종 부트로더 이미지 또는 다음 stage |
공통 불변 조건: 검증된 download size 안에 모든 header와 payload가 포함되고 copy 순서가 overlap에 안전해야 한다. 한 단계의 출력이 다음 단계의 입력 조건을 만족하지 않으면 오류가 실제로 드러난 위치보다 앞의 생산 단계부터 조사한다.
UPSTREAM SOURCE
원본 코드
아래 코드는 LK / classic AOSP aboot AOSP 9d6e28f의 app/aboot/aboot.c에서 1211-1299줄을 그대로 가져온 것이다. 설명을 위해 실제 코드를 가짜 의사 코드로 바꾸지 않았다.
1211 /* Validate the device tree table header */
1212 if((table->magic != DEV_TREE_MAGIC) && (table->version != DEV_TREE_VERSION)) {
1213 dprintf(CRITICAL, "ERROR: Cannot validate Device Tree Table \n");
1214 return -1;
1215 }
1216
1217 /* Calculate the offset of device tree within device tree table */
1218 if((dt_entry_ptr = dev_tree_get_entry_ptr(table)) == NULL){
1219 dprintf(CRITICAL, "ERROR: Getting device tree address failed\n");
1220 return -1;
1221 }
1222
1223 /* Read device device tree in the "tags_add */
1224 memmove((void*) hdr->tags_addr,
1225 boot_image_start + dt_image_offset + dt_entry_ptr->offset,
1226 dt_entry_ptr->size);
1227 } else
1228 return -1;
1229
1230 /* Everything looks fine. Return success. */
1231 return 0;
1232}
1233#endif
1234
1235void cmd_boot(const char *arg, void *data, unsigned sz)
1236{
1237 unsigned kernel_actual;
1238 unsigned ramdisk_actual;
1239 struct boot_img_hdr *hdr;
1240 char *ptr = ((char*) data);
1241 int ret = 0;
1242 uint8_t dtb_copied = 0;
1243
1244 if (sz < sizeof(hdr)) {
1245 fastboot_fail("invalid bootimage header");
1246 return;
1247 }
1248
1249 hdr = (struct boot_img_hdr *)data;
1250
1251 /* ensure commandline is terminated */
1252 hdr->cmdline[BOOT_ARGS_SIZE-1] = 0;
1253
1254 if(target_is_emmc_boot() && hdr->page_size) {
1255 page_size = hdr->page_size;
1256 page_mask = page_size - 1;
1257 }
1258
1259 kernel_actual = ROUND_TO_PAGE(hdr->kernel_size, page_mask);
1260 ramdisk_actual = ROUND_TO_PAGE(hdr->ramdisk_size, page_mask);
1261
1262 /*
1263 * Update the kernel/ramdisk/tags address if the boot image header
1264 * has default values, these default values come from mkbootimg when
1265 * the boot image is flashed using fastboot flash:raw
1266 */
1267 update_ker_tags_rdisk_addr(hdr);
1268
1269 /* Get virtual addresses since the hdr saves physical addresses. */
1270 hdr->kernel_addr = VA(hdr->kernel_addr);
1271 hdr->ramdisk_addr = VA(hdr->ramdisk_addr);
1272 hdr->tags_addr = VA(hdr->tags_addr);
1273
1274 /* sz should have atleast raw boot image */
1275 if (page_size + kernel_actual + ramdisk_actual > sz) {
1276 fastboot_fail("incomplete bootimage");
1277 return;
1278 }
1279
1280#if DEVICE_TREE
1281 /* find correct dtb and copy it to right location */
1282 ret = copy_dtb(data);
1283
1284 dtb_copied = !ret ? 1 : 0;
1285#endif
1286
1287 /* Load ramdisk & kernel */
1288 memmove((void*) hdr->ramdisk_addr, ptr + page_size + kernel_actual, hdr->ramdisk_size);
1289 memmove((void*) hdr->kernel_addr, ptr + page_size, hdr->kernel_size);
1290
1291#if DEVICE_TREE
1292 /*
1293 * If dtb is not found look for appended DTB in the kernel.
1294 * If appended dev tree is found, update the atags with
1295 * memory address to the DTB appended location on RAM.
1296 * Else update with the atags address in the kernel header
1297 */
1298 if (!dtb_copied) {
1299 void *dtb;
LINE BY LINE
1211-1299줄 해설
원본에 보이는 모든 줄을 순서대로 설명한다. 빈 줄도 block 경계로 남겨, 코드와 설명의 위치가 어긋나지 않게 했다.
/* Validate the device tree table header */원본 주석이 'Validate the device tree table header'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.
if((table->magic != DEV_TREE_MAGIC) && (table->version != DEV_TREE_VERSION)) {(table->magic != DEV_TREE_MAGIC) && (table->version != DEV_TREE_VERSION)를 검사해 진행 여부를 가른다. 거짓 경로와 참 경로 중 어느 쪽이 '검증된 download size 안에 모든 header와 payload가 포함되고 copy 순서가 overlap에 안전해야 한다' 조건을 보존하는지 다음 return 또는 goto까지 따라간다.
dprintf(CRITICAL, "ERROR: Cannot validate Device Tree Table \n");dprintf(CRITICAL, "ERROR: Cannot validate Device Tree Table \n")를 호출한다. 반환 결과는 현재 줄 또는 다음 return -1;에서 검사되는 흐름이다. pointer 인자는 fastboot download buffer / boot_img_hdr의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 relocated payloads 항목과 대조한다.
return -1;-1를 호출자에게 반환한다. caller가 이 값을 검사한 뒤 부분 초기화된 fastboot download buffer / boot_img_hdr를 정리하거나 다음 단계로 진행하는지 확인한다.
}현재 block, initializer 또는 호출의 경계를 닫는다. 이 지점까지 획득한 resource가 성공 경로와 실패 경로에서 대칭인지 점검한다.
(빈 줄)}까지의 동작과 /* Calculate the offset of device tree within device tree table */에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 kernel entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.
/* Calculate the offset of device tree within device tree table */원본 주석이 'Calculate the offset of device tree within device tree table'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.
if((dt_entry_ptr = dev_tree_get_entry_ptr(table)) == NULL){(dt_entry_ptr = dev_tree_get_entry_ptr(table)) == NULL를 검사해 진행 여부를 가른다. 거짓 경로와 참 경로 중 어느 쪽이 '검증된 download size 안에 모든 header와 payload가 포함되고 copy 순서가 overlap에 안전해야 한다' 조건을 보존하는지 다음 return 또는 goto까지 따라간다.
dprintf(CRITICAL, "ERROR: Getting device tree address failed\n");dprintf(CRITICAL, "ERROR: Getting device tree address failed\n")를 호출한다. 반환 결과는 현재 줄 또는 다음 return -1;에서 검사되는 흐름이다. pointer 인자는 fastboot download buffer / boot_img_hdr의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 kernel entry 항목과 대조한다.
return -1;-1를 호출자에게 반환한다. caller가 이 값을 검사한 뒤 부분 초기화된 fastboot download buffer / boot_img_hdr를 정리하거나 다음 단계로 진행하는지 확인한다.
}현재 block, initializer 또는 호출의 경계를 닫는다. 이 지점까지 획득한 resource가 성공 경로와 실패 경로에서 대칭인지 점검한다.
(빈 줄)}까지의 동작과 /* Read device device tree in the "tags_add */에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 kernel entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.
/* Read device device tree in the "tags_add */원본 주석이 'Read device device tree in the "tags_add'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.
memmove((void*) hdr->tags_addr,memmove((void*)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 fastboot download buffer / boot_img_hdr의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 kernel entry 항목과 대조한다.
boot_image_start + dt_image_offset + dt_entry_ptr->offset,원본 1225번 줄의 boot_image_start + dt_image_offset + dt_entry_ptr->offset,는 앞의 memmove((void*) hdr->tags_addr, 결과를 받아 다음 dt_entry_ptr->size);로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 '검증된 download size 안에 모든 header와 payload가 포함되고 copy 순서가 overlap에 안전해야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.
dt_entry_ptr->size);원본 1226번 줄의 dt_entry_ptr->size);는 앞의 boot_image_start + dt_image_offset + dt_entry_ptr->offset, 결과를 받아 다음 } else로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 '검증된 download size 안에 모든 header와 payload가 포함되고 copy 순서가 overlap에 안전해야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.
} else원본 1227번 줄의 } else는 앞의 dt_entry_ptr->size); 결과를 받아 다음 return -1;로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 '검증된 download size 안에 모든 header와 payload가 포함되고 copy 순서가 overlap에 안전해야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.
return -1;-1를 호출자에게 반환한다. caller가 이 값을 검사한 뒤 부분 초기화된 fastboot download buffer / boot_img_hdr를 정리하거나 다음 단계로 진행하는지 확인한다.
(빈 줄)return -1;까지의 동작과 /* Everything looks fine. Return success. */에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 kernel entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.
/* Everything looks fine. Return success. */원본 주석이 'Everything looks fine. Return success.'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.
return 0;0를 호출자에게 반환한다. caller가 이 값을 검사한 뒤 부분 초기화된 fastboot download buffer / boot_img_hdr를 정리하거나 다음 단계로 진행하는지 확인한다.
}현재 block, initializer 또는 호출의 경계를 닫는다. 이 지점까지 획득한 resource가 성공 경로와 실패 경로에서 대칭인지 점검한다.
#endif#endif 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.
(빈 줄)#endif까지의 동작과 void cmd_boot(const char *arg, void *data, unsigned sz)에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 kernel entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.
void cmd_boot(const char *arg, void *data, unsigned sz)cmd_boot 함수 정의가 시작된다. 입력은 const char *arg, void *data, unsigned sz이며, 부트 CPU의 동기 실행 문맥에서 호출된다는 전제로 반환 전까지의 상태 변화를 읽는다.
{바로 위 함수·조건·초기화의 block이 열린다. 이 scope 안에서 만들어지는 지역 객체와 오류 이동 지점을 fastboot download buffer / boot_img_hdr의 수명에 맞춰 묶어 읽는다.
unsigned kernel_actual;unsigned kernel_actual를 선언한다. 함수 안 선언이면 현재 stack frame, file scope와 static이면 image의 data/BSS에 놓인다. 이 값이 fastboot download buffer / boot_img_hdr를 직접 소유하는지 pointer만 빌리는지, 부트 CPU의 동기 실행 문맥를 벗어난 뒤에도 참조되는지 다음 대입과 callback 등록까지 따라간다.
unsigned ramdisk_actual;unsigned ramdisk_actual를 선언한다. 함수 안 선언이면 현재 stack frame, file scope와 static이면 image의 data/BSS에 놓인다. 이 값이 fastboot download buffer / boot_img_hdr를 직접 소유하는지 pointer만 빌리는지, 부트 CPU의 동기 실행 문맥를 벗어난 뒤에도 참조되는지 다음 대입과 callback 등록까지 따라간다.
struct boot_img_hdr *hdr;struct boot_img_hdr *hdr를 선언한다. 함수 안 선언이면 현재 stack frame, file scope와 static이면 image의 data/BSS에 놓인다. 이 값이 fastboot download buffer / boot_img_hdr를 직접 소유하는지 pointer만 빌리는지, 부트 CPU의 동기 실행 문맥를 벗어난 뒤에도 참조되는지 다음 대입과 callback 등록까지 따라간다.
char *ptr = ((char*) data);char *ptr에 ((char*) data)를 = 연산으로 반영해 현재 scope의 계산 결과를 저장한다. 이후 boot_linux 단계가 이 값을 처음 소비하는 지점을 찾는다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.
int ret = 0;int ret = 0를 선언한다. 함수 안 선언이면 현재 stack frame, file scope와 static이면 image의 data/BSS에 놓인다. 이 값이 fastboot download buffer / boot_img_hdr를 직접 소유하는지 pointer만 빌리는지, 부트 CPU의 동기 실행 문맥를 벗어난 뒤에도 참조되는지 다음 대입과 callback 등록까지 따라간다.
uint8_t dtb_copied = 0;uint8_t dtb_copied에 0를 = 연산으로 반영해 현재 scope의 계산 결과를 저장한다. 이후 boot_linux 단계가 이 값을 처음 소비하는 지점을 찾는다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.
(빈 줄)uint8_t dtb_copied = 0;까지의 동작과 if (sz < sizeof(hdr)) {에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 kernel entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.
if (sz < sizeof(hdr)) {sz < sizeof(hdr)를 검사해 진행 여부를 가른다. 거짓 경로와 참 경로 중 어느 쪽이 '검증된 download size 안에 모든 header와 payload가 포함되고 copy 순서가 overlap에 안전해야 한다' 조건을 보존하는지 다음 return 또는 goto까지 따라간다.
fastboot_fail("invalid bootimage header");fastboot_fail("invalid bootimage header")를 호출한다. 반환 결과는 현재 줄 또는 다음 return;에서 검사되는 흐름이다. pointer 인자는 fastboot download buffer / boot_img_hdr의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 kernel entry 항목과 대조한다.
return;void를 호출자에게 반환한다. caller가 이 값을 검사한 뒤 부분 초기화된 fastboot download buffer / boot_img_hdr를 정리하거나 다음 단계로 진행하는지 확인한다.
}현재 block, initializer 또는 호출의 경계를 닫는다. 이 지점까지 획득한 resource가 성공 경로와 실패 경로에서 대칭인지 점검한다.
(빈 줄)}까지의 동작과 hdr = (struct boot_img_hdr *)data;에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 kernel entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.
hdr = (struct boot_img_hdr *)data;hdr = (struct boot_img_hdr *)data를 선언한다. 함수 안 선언이면 현재 stack frame, file scope와 static이면 image의 data/BSS에 놓인다. 이 값이 fastboot download buffer / boot_img_hdr를 직접 소유하는지 pointer만 빌리는지, 부트 CPU의 동기 실행 문맥를 벗어난 뒤에도 참조되는지 다음 대입과 callback 등록까지 따라간다.
(빈 줄)hdr = (struct boot_img_hdr *)data;까지의 동작과 /* ensure commandline is terminated */에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 kernel entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.
/* ensure commandline is terminated */원본 주석이 'ensure commandline is terminated'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.
hdr->cmdline[BOOT_ARGS_SIZE-1] = 0;hdr->cmdline[BOOT_ARGS_SIZE-1]에 0를 = 연산으로 반영해 fastboot download buffer / boot_img_hdr와 연결된 field를 갱신한다. 주소·크기 값이면 단위와 정렬, 덧셈 overflow를 함께 검산한다. 이후 boot_linux 단계가 이 값을 처음 소비하는 지점을 찾는다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.
(빈 줄)hdr->cmdline[BOOT_ARGS_SIZE-1] = 0;까지의 동작과 if(target_is_emmc_boot() && hdr->page_size) {에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 kernel entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.
if(target_is_emmc_boot() && hdr->page_size) {target_is_emmc_boot() && hdr->page_size를 검사해 진행 여부를 가른다. 거짓 경로와 참 경로 중 어느 쪽이 '검증된 download size 안에 모든 header와 payload가 포함되고 copy 순서가 overlap에 안전해야 한다' 조건을 보존하는지 다음 return 또는 goto까지 따라간다.
page_size = hdr->page_size;page_size에 hdr->page_size를 = 연산으로 반영해 현재 scope의 계산 결과를 저장한다. 주소·크기 값이면 단위와 정렬, 덧셈 overflow를 함께 검산한다. 바로 다음 page_mask = page_size - 1;가 이 값을 다시 읽으므로 그 전까지 완성된 값이어야 한다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.
page_mask = page_size - 1;page_mask에 page_size - 1를 = 연산으로 반영해 현재 scope의 계산 결과를 저장한다. 이후 boot_linux 단계가 이 값을 처음 소비하는 지점을 찾는다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.
}현재 block, initializer 또는 호출의 경계를 닫는다. 이 지점까지 획득한 resource가 성공 경로와 실패 경로에서 대칭인지 점검한다.
(빈 줄)}까지의 동작과 kernel_actual = ROUND_TO_PAGE(hdr->kernel_size, page_mask);에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 kernel entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.
kernel_actual = ROUND_TO_PAGE(hdr->kernel_size, page_mask);kernel_actual에 ROUND_TO_PAGE(hdr->kernel_size, page_mask)를 = 연산으로 반영해 현재 scope의 계산 결과를 저장한다. 이후 boot_linux 단계가 이 값을 처음 소비하는 지점을 찾는다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.
ramdisk_actual = ROUND_TO_PAGE(hdr->ramdisk_size, page_mask);ramdisk_actual에 ROUND_TO_PAGE(hdr->ramdisk_size, page_mask)를 = 연산으로 반영해 현재 scope의 계산 결과를 저장한다. 이후 boot_linux 단계가 이 값을 처음 소비하는 지점을 찾는다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.
(빈 줄)ramdisk_actual = ROUND_TO_PAGE(hdr->ramdisk_size, page_mask);까지의 동작과 /*에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 kernel entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.
/*원본 주석이 'block boundary'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.
* Update the kernel/ramdisk/tags address if the boot image header원본 주석이 'Update the kernel/ramdisk/tags address if the boot image header'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.
* has default values, these default values come from mkbootimg when원본 주석이 'has default values, these default values come from mkbootimg when'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.
* the boot image is flashed using fastboot flash:raw원본 주석이 'the boot image is flashed using fastboot flash:raw'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.
*/원본 주석이 'block boundary'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.
update_ker_tags_rdisk_addr(hdr);update_ker_tags_rdisk_addr(hdr)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 fastboot download buffer / boot_img_hdr의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 kernel entry 항목과 대조한다.
(빈 줄)update_ker_tags_rdisk_addr(hdr);까지의 동작과 /* Get virtual addresses since the hdr saves physical addresses. */에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 kernel entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.
/* Get virtual addresses since the hdr saves physical addresses. */원본 주석이 'Get virtual addresses since the hdr saves physical addresses.'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.
hdr->kernel_addr = VA(hdr->kernel_addr);hdr->kernel_addr에 VA(hdr->kernel_addr)를 = 연산으로 반영해 fastboot download buffer / boot_img_hdr와 연결된 field를 갱신한다. 주소·크기 값이면 단위와 정렬, 덧셈 overflow를 함께 검산한다. 이후 boot_linux 단계가 이 값을 처음 소비하는 지점을 찾는다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.
hdr->ramdisk_addr = VA(hdr->ramdisk_addr);hdr->ramdisk_addr에 VA(hdr->ramdisk_addr)를 = 연산으로 반영해 fastboot download buffer / boot_img_hdr와 연결된 field를 갱신한다. 주소·크기 값이면 단위와 정렬, 덧셈 overflow를 함께 검산한다. 이후 boot_linux 단계가 이 값을 처음 소비하는 지점을 찾는다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.
hdr->tags_addr = VA(hdr->tags_addr);hdr->tags_addr에 VA(hdr->tags_addr)를 = 연산으로 반영해 fastboot download buffer / boot_img_hdr와 연결된 field를 갱신한다. 주소·크기 값이면 단위와 정렬, 덧셈 overflow를 함께 검산한다. 이후 boot_linux 단계가 이 값을 처음 소비하는 지점을 찾는다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.
(빈 줄)hdr->tags_addr = VA(hdr->tags_addr);까지의 동작과 /* sz should have atleast raw boot image */에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 kernel entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.
/* sz should have atleast raw boot image */원본 주석이 'sz should have atleast raw boot image'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.
if (page_size + kernel_actual + ramdisk_actual > sz) {page_size + kernel_actual + ramdisk_actual > sz를 검사해 진행 여부를 가른다. 거짓 경로와 참 경로 중 어느 쪽이 '검증된 download size 안에 모든 header와 payload가 포함되고 copy 순서가 overlap에 안전해야 한다' 조건을 보존하는지 다음 return 또는 goto까지 따라간다.
fastboot_fail("incomplete bootimage");fastboot_fail("incomplete bootimage")를 호출한다. 반환 결과는 현재 줄 또는 다음 return;에서 검사되는 흐름이다. pointer 인자는 fastboot download buffer / boot_img_hdr의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 kernel entry 항목과 대조한다.
return;void를 호출자에게 반환한다. caller가 이 값을 검사한 뒤 부분 초기화된 fastboot download buffer / boot_img_hdr를 정리하거나 다음 단계로 진행하는지 확인한다.
}현재 block, initializer 또는 호출의 경계를 닫는다. 이 지점까지 획득한 resource가 성공 경로와 실패 경로에서 대칭인지 점검한다.
(빈 줄)}까지의 동작과 #if DEVICE_TREE에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 kernel entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.
#if DEVICE_TREE#if 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.
/* find correct dtb and copy it to right location */원본 주석이 'find correct dtb and copy it to right location'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.
ret = copy_dtb(data);ret에 copy_dtb(data)를 = 연산으로 반영해 현재 scope의 계산 결과를 저장한다. 이후 boot_linux 단계가 이 값을 처음 소비하는 지점을 찾는다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.
(빈 줄)ret = copy_dtb(data);까지의 동작과 dtb_copied = !ret ? 1 : 0;에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 kernel entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.
dtb_copied = !ret ? 1 : 0;dtb_copied에 !ret ? 1 : 0를 = 연산으로 반영해 현재 scope의 계산 결과를 저장한다. 이후 boot_linux 단계가 이 값을 처음 소비하는 지점을 찾는다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.
#endif#endif 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.
(빈 줄)#endif까지의 동작과 /* Load ramdisk & kernel */에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 kernel entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.
/* Load ramdisk & kernel */원본 주석이 'Load ramdisk & kernel'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.
memmove((void*) hdr->ramdisk_addr, ptr + page_size + kernel_actual, hdr->ramdisk_size);memmove((void*) hdr->ramdisk_addr, ptr + page_size + kernel_actual, hdr->ramdisk_size)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 fastboot download buffer / boot_img_hdr의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 kernel entry 항목과 대조한다.
memmove((void*) hdr->kernel_addr, ptr + page_size, hdr->kernel_size);memmove((void*) hdr->kernel_addr, ptr + page_size, hdr->kernel_size)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 fastboot download buffer / boot_img_hdr의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 kernel entry 항목과 대조한다.
(빈 줄)memmove((void*) hdr->kernel_addr, ptr + page_size, hdr->kernel_size);까지의 동작과 #if DEVICE_TREE에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 kernel entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.
#if DEVICE_TREE#if 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.
/*원본 주석이 'block boundary'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.
* If dtb is not found look for appended DTB in the kernel.원본 주석이 'If dtb is not found look for appended DTB in the kernel.'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.
* If appended dev tree is found, update the atags with원본 주석이 'If appended dev tree is found, update the atags with'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.
* memory address to the DTB appended location on RAM.원본 주석이 'memory address to the DTB appended location on RAM.'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.
* Else update with the atags address in the kernel header원본 주석이 'Else update with the atags address in the kernel header'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.
*/원본 주석이 'block boundary'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.
if (!dtb_copied) {!dtb_copied를 검사해 진행 여부를 가른다. 거짓 경로와 참 경로 중 어느 쪽이 '검증된 download size 안에 모든 header와 payload가 포함되고 copy 순서가 overlap에 안전해야 한다' 조건을 보존하는지 다음 return 또는 goto까지 따라간다.
void *dtb;void *dtb를 선언한다. 함수 안 선언이면 현재 stack frame, file scope와 static이면 image의 data/BSS에 놓인다. 이 값이 fastboot download buffer / boot_img_hdr를 직접 소유하는지 pointer만 빌리는지, 부트 CPU의 동기 실행 문맥를 벗어난 뒤에도 참조되는지 다음 대입과 callback 등록까지 따라간다.
DETAILS
내부 동작을 더 깊게 읽기
진입 조건을 먼저 고정한다
fastboot download에서 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.
in-place buffer에서 payload를 옮길 때 source와 destination overlap을 확인한다. flash 경로와 달리 reboot 뒤에는 사라지는 임시 상태다.
중심 객체의 생성과 공개를 나눈다
이 글의 중심 객체는 fastboot download buffer / boot_img_hdr다. 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.
검증된 download size 안에 모든 header와 payload가 포함되고 copy 순서가 overlap에 안전해야 한다.
성공 flag와 실제 완료 시점을 맞춘다
cmd_boot → header check → payload placement 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 boot_linux에서 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
download 완료와 boot image 검증 사이에 경계를 둔다
DATA phase에서 받은 byte 수가 선언 size와 정확히 일치한 뒤에만 boot header를 읽는다. magic만 확인하지 말고 header page size, component offset과 전체 end가 download buffer 안인지 검증한다.
short transfer 뒤 이전 download tail이 남아 새 image 일부로 해석되지 않게 received length를 기준으로 검사한다.
임시 boot도 persistent boot와 같은 memory 안전 조건을 가진다
flash partition에서 읽지 않을 뿐 kernel, ramdisk, DT destination과 aboot 영역의 overlap 조건은 같다. download source와 destination이 겹치면 copy 순서를 고려한다.
unlock 상태와 verification policy가 boot command에 어떻게 적용되는지 제품 요구와 대조한다.
host response와 실제 handoff 시점을 정의한다
OKAY를 보낸 뒤 즉시 분기할지 전송 completion을 기다릴지 확인한다. USB controller가 response를 내보내기 전에 clock을 끄면 host는 timeout으로 보지만 target은 이미 kernel을 실행할 수 있다.
실패 반환 경로에서는 command loop가 재개되고 download buffer ownership이 명확히 돌아와야 한다.
OBJECT LIFETIME
객체와 수명
| 대상 | 만들어지는 시점 | 유효 범위 | 확인할 조건 |
|---|---|---|---|
fastboot download buffer / boot_img_hdr | cmd_boot | boot_linux 또는 오류 정리 완료까지 | 검증된 download size 안에 모든 header와 payload가 포함되고 copy 순서가 overlap에 안전해야 한다. |
| 입력 buffer / metadata | fastboot download | parse와 검증이 끝날 때까지 | 길이, 정렬, 소유권, 변조 가능성 |
| 등록된 list / descriptor | header check | 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 | download size보다 header가 큼 | out-of-bounds read | cmd_boot |
| 02 | memcpy overlap | payload 손상 | header check |
| 03 | 실행 주소 검증 누락 | LK overwrite | payload placement |
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 | ELF symbol | nm -n build-*/lk.elf | grep 'void cmd_boot' | aboot app과 storage/USB callback의 link 주소를 확인한다. |
| 02 | boot image | unpack_bootimg --boot_img boot.img --out out | header version, page size, kernel·ramdisk·DT 영역을 분리해 계산한다. |
| 03 | partition 정보 | fastboot getvar all | bootloader가 보는 slot, partition size, unlocked 상태를 기록한다. |
| 04 | USB protocol | fastboot -v <command> | host request와 target response가 끊기는 packet을 찾는다. |
| 05 | flash 경계 | partition base + offset + length 직접 계산 | block 단위와 byte 단위를 섞지 않았는지 검증한다. |
LAB
직접 확인할 실험
- 01작은 truncated image 전송
cmd_boot진입 전후에 download buffer의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. 결과는 정상 부팅 여부로 끝내지 말고 검증된 download size 안에 모든 header와 payload가 포함되고 copy 순서가 overlap에 안전해야 한다. 조건이 처음 깨지는 줄을 기록한다. - 02source/destination overlap을 강제해 memmove 필요성 확인
header check진입 전후에 boot header의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. 결과는 정상 부팅 여부로 끝내지 말고 검증된 download size 안에 모든 header와 payload가 포함되고 copy 순서가 overlap에 안전해야 한다. 조건이 처음 깨지는 줄을 기록한다. - 03boot와 flash 후 boot의 memory map 비교
payload placement진입 전후에 relocated payloads의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. 결과는 정상 부팅 여부로 끝내지 말고 검증된 download size 안에 모든 header와 payload가 포함되고 copy 순서가 overlap에 안전해야 한다. 조건이 처음 깨지는 줄을 기록한다.
PRIMARY REFERENCES