U-Boot · source analysis

bootstd와 bootflow 탐색

boot method와 boot device를 조합해 부팅 가능한 항목을 찾고 상태를 갱신하는 iterator를 읽습니다.

표의 버전은 소스 분석 기준이며 최신 보안 버전 권고가 아닙니다. TF-A LTS 2.14.3 이후에는 보안 수정이 있습니다. 제품 적용 시 공식 변경 기록과 사용 플랫폼의 errata를 확인하세요.

Series
15 / 22
Baseline
v2026.07
Commit
ece349ade297
Source
boot/bootflow.c:516-604 (발췌 범위)

bootstd와 bootflow 탐색 단계에서 실제로 바뀌는 상태는 무엇인가?

예전의 거대한 bootcmd 문자열과 달리 bootflow는 탐색 상태를 객체로 남긴다. iterator flags, label filtering, 오류의 계속/중단 기준을 확인한다.

각 후보의 device, method, partition, filename과 state는 같은 탐색 시도의 결과를 가리켜야 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. bootstd와 bootflow 탐색에서 입력, 내부 상태, 출력의 경계
입력과 전제내부 상태외부로 공개되는 결과
01bootdev order
02bootmeth registry
03bootflow iterator
04selected entry

struct bootflow_iter / struct bootflow를 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
bootstd
bootdev iteration
bootmeth check
bootflow state
ready bootflow

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

각 단계의 입력과 처리 후 바뀌는 상태를 정리한 표다. 사용 중인 소스 버전에서 다른 필드를 변경한다면 그에 맞춰 표도 수정한다.

#단계진입 시 신뢰할 상태성공 뒤 남아야 할 상태다음 소비자
01bootstd부트 CPU의 동기 실행 문맥bootdev orderbootdev iteration
02bootdev iterationbootstd 완료 상태bootmeth registrybootmeth check
03bootmeth checkbootdev iteration 완료 상태bootflow iteratorbootflow state
04bootflow statebootmeth check 완료 상태selected entryready bootflow
05ready bootflowbootflow state 완료 상태selected entry이 단계의 처리 결과를 사용하는 코드

분석 범위의 전제와 비교해, 다음 단계에 잘못된 입력을 넘긴 부분부터 조사한다.

원본 코드

아래 코드는 U-Boot v2026.07의 boot/bootflow.c에서 516-604줄을 그대로 가져온 것이다. 설명을 위해 실제 코드를 가짜 의사 코드로 바꾸지 않았다.

commitece349ade2973e220f524ce59e59711cc919263fanchor · L540int bootflow_scan_first(struct udevice *dev
516	ret = bootdev_get_bootflow(dev, iter, bflow);
517
518	/* If we got a valid bootflow, return it */
519	if (!ret) {
520		log_debug("Bootdev '%s' part %d method '%s': Found bootflow\n",
521			  dev->name, iter->part, iter->method->name);
522		return 0;
523	}
524
525	/* Unless there is nothing more to try, move to the next device */
526	if (ret != BF_NO_MORE_PARTS && ret != -ENOSYS) {
527		log_debug("Bootdev '%s' part %d method '%s': Error %d\n",
528			  dev->name, iter->part, iter->method->name, ret);
529		/*
530		 * For 'all' we return all bootflows, even
531		 * those with errors
532		 */
533		if (iter->flags & BOOTFLOWIF_ALL)
534			return log_msg_ret("all", ret);
535	}
536
537	return log_msg_ret("check", ret);
538}
539
540int bootflow_scan_first(struct udevice *dev, const char *label,
541			struct bootflow_iter *iter, int flags,
542			struct bootflow *bflow)
543{
544	int ret;
545
546	if (dev || label)
547		flags |= BOOTFLOWIF_SKIP_GLOBAL;
548	bootflow_iter_init(iter, flags);
549
550	/*
551	 * Set up the ordering of bootmeths. This sets iter->doing_global and
552	 * iter->first_glob_method if we are starting with the global bootmeths
553	 */
554	ret = bootmeth_setup_iter_order(iter, !(flags & BOOTFLOWIF_SKIP_GLOBAL));
555	if (ret)
556		return log_msg_ret("obmeth", -ENODEV);
557
558	/* Find the first bootmeth (there must be at least one!) */
559	iter->method = iter->method_order[iter->cur_method];
560
561	if (!IS_ENABLED(CONFIG_BOOTMETH_GLOBAL) || !iter->doing_global) {
562		struct udevice *dev = NULL;
563		int method_flags;
564
565		ret = bootdev_setup_iter(iter, label, &dev, &method_flags);
566		if (ret)
567			return log_msg_ret("obdev", -ENODEV);
568
569		bootflow_iter_set_dev(iter, dev, method_flags);
570	}
571
572	if (IS_ENABLED(CONFIG_BOOTMETH_GLOBAL)) {
573		iter->methods_done |= BIT(iter->cur_method);
574		log_debug("methods_done now %x\n", iter->cur_method);
575	}
576	ret = bootflow_check(iter, bflow);
577	if (ret) {
578		log_debug("check - ret=%d\n", ret);
579		if (ret != BF_NO_MORE_PARTS && ret != -ENOSYS) {
580			if (iter->flags & BOOTFLOWIF_ALL)
581				return log_msg_ret("all", ret);
582		}
583		iter->err = ret;
584		ret = bootflow_scan_next(iter, bflow);
585		if (ret)
586			return log_msg_ret("get", ret);
587	}
588
589	return 0;
590}
591
592int bootflow_scan_next(struct bootflow_iter *iter, struct bootflow *bflow)
593{
594	int ret;
595
596	do {
597		ret = iter_incr(iter);
598		log_debug("iter_incr: ret=%d\n", ret);
599		if (ret == BF_NO_MORE_DEVICES)
600			return log_msg_ret("done", ret);
601
602		if (!ret) {
603			if (IS_ENABLED(CONFIG_BOOTMETH_GLOBAL)) {
604				iter->methods_done |= BIT(iter->cur_method);

발췌 범위와 읽기 기준

원문 516-604줄에는 앞뒤 문맥이 포함됩니다. 기준 구문 int bootflow_scan_first(struct udevice *dev은 L540에 있습니다. 발췌 첫 줄을 함수 정의의 시작으로 해석하지 않습니다.

예전의 거대한 bootcmd 문자열과 달리 bootflow는 탐색 상태를 객체로 남긴다. iterator flags, label filtering, 오류의 계속/중단 기준을 확인한다.

내부 동작을 더 깊게 읽기

01

진입 조건을 먼저 고정한다

bootstd에서 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.

예전의 거대한 bootcmd 문자열과 달리 bootflow는 탐색 상태를 객체로 남긴다. iterator flags, label filtering, 오류의 계속/중단 기준을 확인한다.

02

중심 객체의 생성과 공개를 나눈다

이 글의 중심 객체는 struct bootflow_iter / struct bootflow다. 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 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.

04

성공 flag와 실제 완료 시점을 맞춘다

bootdev iteration → bootmeth check → bootflow state 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.

05

제어권을 넘기기 전에 확인할 조건을 정리한다

정상 경로는 ready bootflow에서 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.

구현을 읽을 때 놓치기 쉬운 부분

01

bootstd는 bootdev와 bootmeth의 곱집합을 순회한다

bootdev는 어디서 읽는지를, bootmeth는 무엇을 찾아 어떻게 해석하는지를 담당한다. iterator는 priority와 label, partition 순서에 따라 조합을 만들므로 장치 목록만 보고 실제 탐색 순서를 알 수 없다.

network와 block, extlinux와 EFI 같은 method가 함께 있을 때 각 후보의 return code가 다음 조합 진행 여부를 결정한다.

02

bootflow는 발견 결과와 실행 가능한 상태를 함께 가진다

media, partition, filename, OS name, buffer와 state가 단계적으로 채워진다. scan 중 임시 allocation과 최종 bootflow가 소유하는 문자열·buffer를 구분해 반복 scan에서 leak가 없는지 본다.

READY가 되기 전의 bootflow도 진단을 위해 list에 남을 수 있다. 표시된 entry 수와 실제 boot 가능한 수를 구분한다.

03

탐색 시간에는 실패 장치의 timeout이 지배적이다

없는 USB storage, link가 없는 network, 회전하는 MMC 재시도가 boot delay를 만든다. 후보별 시작·종료 timestamp와 오류를 기록해 priority 변경의 효과를 수치화한다.

첫 성공에서 중단하는 정책과 모든 후보를 수집하는 command 경로가 같은 iterator를 어떻게 다르게 사용하는지 확인한다.

객체와 수명

대상만들어지는 시점유효 범위확인할 조건
struct bootflow_iter / struct bootflowbootdev iterationready bootflow 또는 오류 정리 완료까지진입 전제와 상태 계약
입력 buffer / metadatabootstdparse와 검증이 끝날 때까지길이, 정렬, 소유권, 변조 가능성
등록된 list / descriptorbootmeth check하위 시스템을 종료하거나 다음 이미지에 제어권을 넘길 때까지중복 등록, 해제된 객체를 가리키는 포인터, 오류 후 자원 정리
hardware 또는 persistent state실제 write/probe가 완료된 뒤reset 또는 명시적 해제·갱신까지쓰기 완료, 시간 초과, 전원 차단, 이전 상태 복원
최종 부트로더 이미지link/image 생성 시점다음 stage가 새 image로 교체할 때까지적재 주소, 진입점, 섹션, 헤더의 일치 여부

실패 지점과 증상

#조건관찰되는 증상먼저 볼 단계
01boot order 오설정느린 network 우선bootdev iteration
02method가 오류를 삼킴다음 후보로 조용히 이동bootmeth check
03iterator 정리 누락재탐색 상태 오염bootflow state

로그가 끊긴 함수뿐 아니라 그 함수에 주소, 크기, 플래그를 전달한 앞 단계도 조사한다. 오류 처리 후 등록된 객체나 하드웨어 설정이 그대로 남아 있는지도 확인한다.

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.

#목적명령 또는 계측판정 기준
01전처리 결과make <board>_defconfig && make V=1선택된 CONFIG와 실제 compile/link 명령을 보관한다.
02symbol과 section${CROSS_COMPILE}nm -n u-boot | grep 'int bootflow_scan_first'symbol 주소가 기대한 stage와 image에 들어갔는지 확인한다.
03어셈블리 대조${CROSS_COMPILE}objdump -drS u-bootC 한 줄이 실제 branch, relocation, memory access로 어떻게 바뀌었는지 본다.
04주소 배치bdinforelocaddr, malloc, FDT, stack과 DRAM bank 주소를 한 번에 기록한다.
05runtime 관찰dm tree; dm uclass; printenvdriver model과 환경이 이 단계에서 실제로 공개되었는지 확인한다.

직접 확인할 실험

  1. 01
    bootflow scan -lb로 후보와 상태 출력

    bootdev iteration 진입 전후에 bootdev order의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

  2. 02
    boot_targets 순서를 바꿔 probe 시간 비교

    bootmeth check 진입 전후에 bootmeth registry의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

  3. 03
    파일 하나를 제거해 next 후보 이동 확인

    bootflow state 진입 전후에 bootflow iterator의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

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