QUESTION
FDT scan과 ofnode 단계에서 실제로 바뀌는 상태는 무엇인가?
kernel에 넘길 working FDT와 U-Boot 자체 설정용 control FDT를 구분한다. SPL에서는 pre-reloc property와 빌드 옵션 때문에 보이는 node 집합도 달라진다.
scan 대상 node, driver match table과 stage별 허용 조건이 같은 DT 표현을 기준으로 판단해야 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
ofnode / driver_info / udevice를 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 | control FDT | 부트 CPU의 동기 실행 문맥 | flat/live tree | ofnode iteration |
| 02 | ofnode iteration | control FDT 완료 상태 | node properties | compatible match |
| 03 | compatible match | ofnode iteration 완료 상태 | driver match table | lists_bind_fdt |
| 04 | lists_bind_fdt | compatible match 완료 상태 | bound tree | udevice |
| 05 | udevice | lists_bind_fdt 완료 상태 | bound tree | 이 단계의 처리 결과를 사용하는 코드 |
분석 범위의 전제와 비교해, 다음 단계에 잘못된 입력을 넘긴 부분부터 조사한다.
UPSTREAM SOURCE
원본 코드
아래 코드는 U-Boot v2026.07의 drivers/core/root.c에서 172-260줄을 그대로 가져온 것이다. 설명을 위해 실제 코드를 가짜 의사 코드로 바꾸지 않았다.
172 }
173
174 ret = lists_bind_drivers(DM_ROOT_NON_CONST, pre_reloc_only);
175 if (ret == -ENOENT) {
176 dm_warn("Some drivers were not found\n");
177 ret = 0;
178 }
179
180 return ret;
181}
182
183#if CONFIG_IS_ENABLED(OF_REAL)
184/**
185 * dm_scan_fdt_node() - Scan the device tree and bind drivers for a node
186 *
187 * This scans the subnodes of a device tree node and and creates a driver
188 * for each one.
189 *
190 * @parent: Parent device for the devices that will be created
191 * @node: Node to scan
192 * @pre_reloc_only: If true, bind only drivers with the DM_FLAG_PRE_RELOC
193 * flag. If false bind all drivers.
194 * Return: 0 if OK, -ve on error
195 */
196static int dm_scan_fdt_node(struct udevice *parent, ofnode parent_node,
197 bool pre_reloc_only)
198{
199 int ret = 0, err = 0;
200 ofnode node;
201
202 if (!ofnode_valid(parent_node))
203 return 0;
204
205 for (node = ofnode_first_subnode(parent_node);
206 ofnode_valid(node);
207 node = ofnode_next_subnode(node)) {
208 const char *node_name = ofnode_get_name(node);
209
210 if (!ofnode_is_enabled(node)) {
211 pr_debug(" - ignoring disabled device\n");
212 continue;
213 }
214 err = lists_bind_fdt(parent, node, NULL, NULL, pre_reloc_only);
215 if (err && !ret) {
216 ret = err;
217 dm_warn("%s: ret=%d\n", node_name, ret);
218 }
219 }
220
221 if (ret)
222 dm_warn("Some drivers failed to bind\n");
223
224 return ret;
225}
226
227int dm_scan_fdt_dev(struct udevice *dev)
228{
229 return dm_scan_fdt_node(dev, dev_ofnode(dev),
230 gd->flags & GD_FLG_RELOC ? false : true);
231}
232
233int dm_scan_fdt(bool pre_reloc_only)
234{
235 return dm_scan_fdt_node(gd->dm_root, ofnode_root(), pre_reloc_only);
236}
237
238static int dm_scan_fdt_ofnode_path(const char *path, bool pre_reloc_only)
239{
240 ofnode node;
241
242 node = ofnode_path(path);
243
244 return dm_scan_fdt_node(gd->dm_root, node, pre_reloc_only);
245}
246
247int dm_extended_scan(bool pre_reloc_only)
248{
249 int ret, i;
250 const char * const nodes[] = {
251 "/chosen",
252 "/clocks",
253 "/firmware",
254 "/reserved-memory",
255 };
256
257 ret = dm_scan_fdt(pre_reloc_only);
258 if (ret) {
259 dm_warn("dm_scan_fdt() failed: %d\n", ret);
260 return ret;
READING CONTRACT
발췌 범위와 읽기 기준
원문 172-260줄에는 앞뒤 문맥이 포함됩니다. 기준 구문 static int dm_scan_fdt_node(struct udevice *parent은 L196에 있습니다. 발췌 첫 줄을 함수 정의의 시작으로 해석하지 않습니다.
kernel에 넘길 working FDT와 U-Boot 자체 설정용 control FDT를 구분한다. SPL에서는 pre-reloc property와 빌드 옵션 때문에 보이는 node 집합도 달라진다.
DETAILS
내부 동작을 더 깊게 읽기
진입 조건을 먼저 고정한다
control FDT에서 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.
kernel에 넘길 working FDT와 U-Boot 자체 설정용 control FDT를 구분한다. SPL에서는 pre-reloc property와 빌드 옵션 때문에 보이는 node 집합도 달라진다.
중심 객체의 생성과 공개를 나눈다
이 글의 중심 객체는 ofnode / driver_info / udevice다. 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
ofnode iteration → compatible match → lists_bind_fdt 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 udevice에서 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
node 발견, device bind와 probe를 세 단계로 나눈다
FDT에 node가 있어도 status와 pre-relocation 조건 때문에 scan에서 제외될 수 있고, compatible match가 없어 bind되지 않을 수도 있다. bind된 device도 실제 사용 시점까지 probe되지 않을 수 있으므로 fdt print, dm tree, dm uclass의 차이를 해석해야 한다.
부모 bus의 ranges, address/size cell이 틀리면 child는 생성되어도 resource translation이 잘못된다. node 수보다 translated address를 확인한다.
ofnode는 flat tree와 live tree를 감춘다
코드는 동일한 ofnode API를 사용해도 backend가 FDT offset인지 live node pointer인지 configuration에 따라 달라질 수 있다. raw offset을 long-term field에 저장하거나 pointer arithmetic을 하는 코드는 backend 전환에서 깨진다.
control FDT가 relocation되거나 board fixup으로 바뀌는 시점에 기존 ofnode handle을 계속 쓸 수 있는지 호출 경계를 확인한다.
scan 범위를 줄이는 flag는 image 크기만의 문제가 아니다
pre-relocation flag는 SRAM 단계에서 필요한 장치만 포함해 memory와 시간을 줄이지만, provider 하나를 빼면 UART나 storage child가 연쇄적으로 probe되지 않을 수 있다. consumer와 provider 모두 같은 단계에 존재하는지 dependency graph로 본다.
DT 변경 전후에는 bind된 path 목록과 U-Boot binary size, 초기화 시간을 함께 비교한다.
OBJECT LIFETIME
객체와 수명
| 대상 | 만들어지는 시점 | 유효 범위 | 확인할 조건 |
|---|---|---|---|
ofnode / driver_info / udevice | ofnode iteration | udevice 또는 오류 정리 완료까지 | 진입 전제와 상태 계약 |
| 입력 buffer / metadata | control FDT | parse와 검증이 끝날 때까지 | 길이, 정렬, 소유권, 변조 가능성 |
| 등록된 list / descriptor | compatible match | 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 | 잘못된 compatible | driver 미bind | ofnode iteration |
| 02 | status disabled 무시 | 불필요 장치 활성화 | compatible match |
| 03 | control/working FDT 혼동 | 수정 대상 오류 | lists_bind_fdt |
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 | 전처리 결과 | make <board>_defconfig && make V=1 | 선택된 CONFIG와 실제 compile/link 명령을 보관한다. |
| 02 | symbol과 section | ${CROSS_COMPILE}nm -n u-boot | grep 'static int dm_scan_fdt_node' | symbol 주소가 기대한 stage와 image에 들어갔는지 확인한다. |
| 03 | 어셈블리 대조 | ${CROSS_COMPILE}objdump -drS u-boot | C 한 줄이 실제 branch, relocation, memory access로 어떻게 바뀌었는지 본다. |
| 04 | 주소 배치 | bdinfo | relocaddr, malloc, FDT, stack과 DRAM bank 주소를 한 번에 기록한다. |
| 05 | runtime 관찰 | dm tree; dm uclass; printenv | driver model과 환경이 이 단계에서 실제로 공개되었는지 확인한다. |
LAB
직접 확인할 실험
- 01fdt print와 dm tree node 수 비교
ofnode iteration진입 전후에 flat/live tree의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. - 02compatible 한 글자 변경 후 bind 차이 확인
compatible match진입 전후에 node properties의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. - 03SPL DT와 proper DT 크기·node 목록 diff
lists_bind_fdt진입 전후에 driver match table의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.
PRIMARY REFERENCES