U-Boot · source analysis

FDT scan과 ofnode

control FDT의 node를 순회해 compatible driver에 bind하고 pre-relocation 제약을 적용하는 경로를 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
11 / 22
Baseline
v2026.07
Commit
ece349ade297
Source
drivers/core/root.c:172-260 (발췌 범위)

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.

객체와 주소가 놓이는 구조

그림 1. FDT scan과 ofnode에서 입력, 내부 상태, 출력의 경계
입력과 전제내부 상태외부로 공개되는 결과
01flat/live tree
02node properties
03driver match table
04bound tree

ofnode / driver_info / udevice를 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
control FDT
ofnode iteration
compatible match
lists_bind_fdt
udevice

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
01control FDT부트 CPU의 동기 실행 문맥flat/live treeofnode iteration
02ofnode iterationcontrol FDT 완료 상태node propertiescompatible match
03compatible matchofnode iteration 완료 상태driver match tablelists_bind_fdt
04lists_bind_fdtcompatible match 완료 상태bound treeudevice
05udevicelists_bind_fdt 완료 상태bound tree이 단계의 처리 결과를 사용하는 코드

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

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.

commitece349ade2973e220f524ce59e59711cc919263fanchor · L196static int dm_scan_fdt_node(struct udevice *parent
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;

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.

내부 동작을 더 깊게 읽기

01

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.

02

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.

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

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.

05

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.

구현을 읽을 때 놓치기 쉬운 부분

01

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.

02

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.

03

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.

객체와 수명

대상만들어지는 시점유효 범위확인할 조건
ofnode / driver_info / udeviceofnode iterationudevice 또는 오류 정리 완료까지진입 전제와 상태 계약
입력 buffer / metadatacontrol FDTparse와 검증이 끝날 때까지길이, 정렬, 소유권, 변조 가능성
등록된 list / descriptorcompatible match하위 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
01잘못된 compatibledriver 미bindofnode iteration
02status disabled 무시불필요 장치 활성화compatible match
03control/working FDT 혼동수정 대상 오류lists_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.

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${CROSS_COMPILE}nm -n u-boot | grep 'static int dm_scan_fdt_node'symbol 주소가 기대한 stage와 image에 들어갔는지 확인한다.
03어셈블리 대조${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
    fdt print와 dm tree node 수 비교

    ofnode iteration 진입 전후에 flat/live tree의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

  2. 02
    compatible 한 글자 변경 후 bind 차이 확인

    compatible match 진입 전후에 node properties의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

  3. 03
    SPL DT와 proper DT 크기·node 목록 diff

    lists_bind_fdt 진입 전후에 driver match table의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

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