board_init_f 초기화 배열

QUESTION

board_init_f 초기화 배열 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 U-Boot v2026.07의 common/board_f.c에서 1007-1095줄을 그대로 가져온 것이다. 설명을 위해 실제 코드를 가짜 의사 코드로 바꾸지 않았다.

1007#endif
1008	INITCALL(reloc_bootstage);
1009	INITCALL(reloc_bloblist);
1010	INITCALL(setup_reloc);
1011#if CONFIG_IS_ENABLED(X86) || CONFIG_IS_ENABLED(ARC)
1012	INITCALL(copy_uboot_to_ram);
1013	INITCALL(do_elf_reloc_fixups);
1014#endif
1015	INITCALL(clear_bss);
1016	/*
1017	 * Deregister all cyclic functions before relocation, so that
1018	 * gd->cyclic_list does not contain any references to pre-relocation
1019	 * devices. Drivers will register their cyclic functions anew when the
1020	 * devices are probed again.
1021	 *
1022	 * This should happen as late as possible so that the window where a
1023	 * watchdog device is not serviced is as small as possible.
1024	 */
1025	INITCALL(cyclic_unregister_all);
1026#if !CONFIG_IS_ENABLED(ARM) && !CONFIG_IS_ENABLED(SANDBOX)
1027	INITCALL(jump_to_copy);
1028#endif
1029}
1030
1031void board_init_f(ulong boot_flags)
1032{
1033	struct board_f boardf;
1034
1035	gd->flags = boot_flags;
1036	gd->flags &= ~GD_FLG_HAVE_CONSOLE;
1037	gd->boardf = &boardf;
1038
1039	initcall_run_f();
1040
1041#if !defined(CONFIG_ARM) && !defined(CONFIG_SANDBOX) && \
1042		!defined(CONFIG_EFI_APP) && !CONFIG_IS_ENABLED(X86_64) && \
1043		!defined(CONFIG_ARC)
1044	/* NOTREACHED - jump_to_copy() does not return */
1045	hang();
1046#endif
1047}
1048
1049#if defined(CONFIG_X86) || defined(CONFIG_ARC)
1050/*
1051 * For now this code is only used on x86.
1052 *
1053 * Run init functions which are run when U-Boot is executing from Flash with a
1054 * semi-limited 'C' environment.
1055 * The following limitations must be considered when implementing an
1056 * '_f_r' function:
1057 *  - 'static' variables are read-only
1058 *  - Global Data (gd->xxx) is read/write
1059 *
1060 * The '_f_r' sequence must, as a minimum, copy U-Boot to RAM (if
1061 * supported).  It _should_, if possible, copy global data to RAM and
1062 * initialise the CPU caches (to speed up the relocation process)
1063 *
1064 * NOTE: At present only x86 uses this route, but it is intended that
1065 * all archs will move to this when generic relocation is implemented.
1066 */
1067static void initcall_run_f_r(void)
1068{
1069#if !CONFIG_IS_ENABLED(X86_64)
1070	INITCALL(init_cache_f_r);
1071#endif
1072}
1073
1074void board_init_f_r(void)
1075{
1076	initcall_run_f_r();
1077
1078	/*
1079	 * The pre-relocation drivers may be using memory that has now gone
1080	 * away. Mark serial as unavailable - this will fall back to the debug
1081	 * UART if available.
1082	 *
1083	 * Do the same with log drivers since the memory may not be available.
1084	 */
1085	gd->flags &= ~(GD_FLG_SERIAL_READY | GD_FLG_LOG_READY);
1086#ifdef CONFIG_TIMER
1087	gd->timer = NULL;
1088#endif
1089
1090	/*
1091	 * U-Boot has been copied into SDRAM, the BSS has been cleared etc.
1092	 * Transfer execution from Flash to RAM by calculating the address
1093	 * of the in-RAM copy of board_init_r() and calling it
1094	 */
1095	(board_init_r + gd->reloc_off)((gd_t *)gd, gd->relocaddr);

READING CONTRACT

발췌 범위와 읽기 기준

원문 1007-1095줄에는 앞뒤 문맥이 포함됩니다. 기준 구문 void board_init_f(ulong boot_flags)은 L1031에 있습니다. 발췌 첫 줄을 함수 정의의 시작으로 해석하지 않습니다.

initcall_run_f()의 순서는 단순한 목록이 아니라 의존성 그래프를 일렬로 편 것이다. 한 호출을 옮길 때 그 함수가 읽는 gd 필드와 driver model, timer, console의 준비 여부를 먼저 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.

15#define INITCALL(_call) \
16	do { \
17		if (_call()) { \
18			printf("%s(): initcall %s() failed\n", __func__, \
19			       #_call); \
20			hang(); \
21		} \
22	} while (0)
23
24#define INITCALL_EVT(_evt) \
25	do { \
26		if (event_notify_null(_evt)) { \
27			printf("%s(): event %d/%s failed\n", __func__, _evt, \
28			       event_type_name(_evt)) ; \
29			hang(); \
30		} \
31	} while (0)
32
33#if defined(CONFIG_WATCHDOG) || defined(CONFIG_HW_WATCHDOG)
34#define WATCHDOG_INIT() INITCALL(init_func_watchdog_init)
35#define WATCHDOG_RESET() INITCALL(init_func_watchdog_reset)
36#else
37#define WATCHDOG_INIT()
38#define WATCHDOG_RESET()
39#endif
40
41#endif

8#define __BOARD_F
9
10/**
11 * struct board_f: Information used only before relocation
12 *
13 * This struct is set up in board_init_f() and used to deal with relocation. It
14 * is not available after relocation.
15 */
16struct board_f {
17	/**
18	 * @new_fdt: relocated device tree
19	 */
20	void *new_fdt;
21	/**
22	 * @fdt_size: space reserved for relocated device space
23	 */
24	unsigned long fdt_size;
25	/**
26	 * @new_bootstage: relocated boot stage information
27	 */
28	struct bootstage_data *new_bootstage;
29	/**
30	 * @new_bloblist: relocated blob list information
31	 */
32	struct bloblist_hdr *new_bloblist;
33};
34
35#endif

879static void initcall_run_f(void)
880{
881	/*
882	 * Please do not add logic to this function (variables, if (), etc.).
883	 * For simplicity it should remain an ordered list of function calls.
884	 */
885	INITCALL(setup_mon_len);
886#if CONFIG_IS_ENABLED(OF_CONTROL)
887	INITCALL(fdtdec_setup);
888#endif
889#if CONFIG_IS_ENABLED(TRACE_EARLY)
890	INITCALL(trace_early_init);
891#endif
892	INITCALL(initf_malloc);
893	INITCALL(initf_upl);
894	INITCALL(log_init);
895	INITCALL(initf_bootstage); /* uses its own timer, so does not need DM */
896	INITCALL(event_init);
897	INITCALL(bloblist_maybe_init);
898	INITCALL(setup_spl_handoff);
899#if CONFIG_IS_ENABLED(CONSOLE_RECORD_INIT_F)
900	INITCALL(console_record_init);
901#endif
902	INITCALL_EVT(EVT_FSP_INIT_F);
903	INITCALL(arch_cpu_init);	/* basic arch cpu dependent setup */
904	INITCALL(mach_cpu_init);	/* SoC/machine dependent CPU setup */
905	INITCALL(initf_dm);
906#if CONFIG_IS_ENABLED(BOARD_EARLY_INIT_F)
907	INITCALL(board_early_init_f);
908#endif
909#if defined(CONFIG_PPC) || defined(CONFIG_SYS_FSL_CLK) || defined(CONFIG_M68K)
910	/* get CPU and bus clocks according to the environment variable */
911	INITCALL(get_clocks);		/* get CPU and bus clocks (etc.) */
912#endif
913#if !defined(CONFIG_M68K) || (defined(CONFIG_M68K) && !defined(CONFIG_MCFTMR))
914	INITCALL(timer_init);		/* initialize timer */
915#endif
916#if CONFIG_IS_ENABLED(BOARD_POSTCLK_INIT)
917	INITCALL(board_postclk_init);
918#endif
919	INITCALL(env_init);		/* initialize environment */
920	INITCALL(init_baud_rate);	/* initialze baudrate settings */
921	INITCALL(serial_init);		/* serial communications setup */
922	INITCALL(console_init_f);	/* stage 1 init of console */
923	INITCALL(display_options);	/* say that we are here */
924	INITCALL(display_text_info);	/* show debugging info if required */
925	INITCALL(checkcpu);
926#if CONFIG_IS_ENABLED(SYSRESET)
927	INITCALL(print_resetinfo);
928#endif
929	/* display cpu info (and speed) */
930#if CONFIG_IS_ENABLED(DISPLAY_CPUINFO)
931	INITCALL(print_cpuinfo);
932#endif
933#if CONFIG_IS_ENABLED(DTB_RESELECT)
934	INITCALL(embedded_dtb_select);
935#endif
936#if CONFIG_IS_ENABLED(DISPLAY_BOARDINFO)
937	INITCALL(show_board_info);
938#endif
939	WATCHDOG_INIT();
940	INITCALL_EVT(EVT_MISC_INIT_F);
941	WATCHDOG_RESET();
942#if CONFIG_IS_ENABLED(SYS_I2C_LEGACY)
943	INITCALL(init_func_i2c);
944#endif
945	INITCALL(announce_dram_init);
946	INITCALL(dram_init);		/* configure available RAM banks */
947#if CONFIG_IS_ENABLED(POST)
948	INITCALL(post_init_f);
949#endif
950	WATCHDOG_RESET();
951#if defined(CFG_SYS_DRAM_TEST)
952	INITCALL(testdram);
953#endif /* CFG_SYS_DRAM_TEST */
954	WATCHDOG_RESET();
955#if CONFIG_IS_ENABLED(POST)
956	INITCALL(init_post);
957#endif
958	WATCHDOG_RESET();
959	/*
960	 * Now that we have DRAM mapped and working, we can
961	 * relocate the code and continue running from DRAM.
962	 *
963	 * Reserve memory at end of RAM for (top down in that order):
964	 *  - area that won't get touched by U-Boot and Linux (optional)
965	 *  - kernel log buffer
966	 *  - protected RAM
967	 *  - LCD framebuffer
968	 *  - monitor code
969	 *  - board info struct
970	 */
971	INITCALL(setup_dest_addr);
972#if CONFIG_IS_ENABLED(OF_BOARD_FIXUP) && \
973    !CONFIG_IS_ENABLED(OF_INITIAL_DTB_READONLY)
974	INITCALL(fix_fdt);
975#endif
976#ifdef CFG_PRAM
977	INITCALL(reserve_pram);
978#endif
979	INITCALL(reserve_round_4k);
980	INITCALL(setup_relocaddr_from_bloblist);
981	INITCALL(arch_reserve_mmu);
982	INITCALL(reserve_video);
983	INITCALL(reserve_trace);
984	INITCALL(reserve_uboot);
985	INITCALL(reserve_malloc);
986	INITCALL(reserve_board);
987	INITCALL(reserve_global_data);
988	INITCALL(reserve_fdt);
989#if CONFIG_IS_ENABLED(OF_BOARD_FIXUP) && \
990    CONFIG_IS_ENABLED(OF_INITIAL_DTB_READONLY)
991	INITCALL(reloc_fdt);
992	INITCALL(fix_fdt);
993#endif
994	INITCALL(reserve_bootstage);
995	INITCALL(reserve_bloblist);
996	INITCALL(reserve_arch);
997	INITCALL(reserve_stacks);
998	INITCALL(dram_init_banksize);
999	INITCALL(show_dram_config);
1000	WATCHDOG_RESET();
1001	INITCALL(setup_bdinfo);
1002	INITCALL(display_new_sp);
1003	WATCHDOG_RESET();
1004#if !CONFIG_IS_ENABLED(OF_BOARD_FIXUP) || \
1005    !CONFIG_IS_ENABLED(INITIAL_DTB_READONLY)
1006	INITCALL(reloc_fdt);
1007#endif
1008	INITCALL(reloc_bootstage);
1009	INITCALL(reloc_bloblist);
1010	INITCALL(setup_reloc);
1011#if CONFIG_IS_ENABLED(X86) || CONFIG_IS_ENABLED(ARC)
1012	INITCALL(copy_uboot_to_ram);
1013	INITCALL(do_elf_reloc_fixups);
1014#endif
1015	INITCALL(clear_bss);
1016	/*
1017	 * Deregister all cyclic functions before relocation, so that
1018	 * gd->cyclic_list does not contain any references to pre-relocation
1019	 * devices. Drivers will register their cyclic functions anew when the
1020	 * devices are probed again.
1021	 *
1022	 * This should happen as late as possible so that the window where a
1023	 * watchdog device is not serviced is as small as possible.
1024	 */
1025	INITCALL(cyclic_unregister_all);
1026#if !CONFIG_IS_ENABLED(ARM) && !CONFIG_IS_ENABLED(SANDBOX)
1027	INITCALL(jump_to_copy);
1028#endif
1029}
1030

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
   `INITCALL`에 임시 timestamp와 함수 이름 출력을 넣어 실제 순서 측정

   board_init_f 진입 전후에 boot flags와 임시 board_f의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

2. 02
   `dram_init`, `setup_dest_addr`, `reserve_uboot`, `setup_reloc` 전후의 gd 필드 비교

   initcall_run_f 진입 전후에 CPU·timer·console 준비의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

3. 03
   임의 initcall에 오류 반환을 주입하고 console 준비 전후의 관찰 차이 기록

   DRAM discovery 진입 전후에 DRAM 발견과 상단 예약의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

PRIMARY REFERENCES

원문과 다음 글