QUESTION
MMC 초기화와 block device 연결 단계에서 실제로 바뀌는 상태는 무엇인가?
host controller와 card protocol의 상태를 분리한다. 같은 timeout도 command 전송 실패인지 card busy인지에 따라 확인할 레지스터가 다르다.
card가 block layer에 공개될 때 RCA, capacity, block length와 bus mode가 모두 확정되어야 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
struct mmc / struct blk_desc를 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 | udevice probe | 부트 CPU의 동기 실행 문맥 | MMC host | mmc_init |
| 02 | mmc_init | udevice probe 완료 상태 | card state | card identification |
| 03 | card identification | mmc_init 완료 상태 | mmc object | set bus width/clock |
| 04 | set bus width/clock | card identification 완료 상태 | blk_desc | block descriptor |
| 05 | block descriptor | set bus width/clock 완료 상태 | blk_desc | 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/mmc/mmc.c에서 3107-3195줄을 그대로 가져온 것이다. 설명을 위해 실제 코드를 가짜 의사 코드로 바꾸지 않았다.
3107
3108 if (!err)
3109 err = mmc_startup(mmc);
3110 if (err)
3111 mmc->has_init = 0;
3112 else
3113 mmc->has_init = 1;
3114 return err;
3115}
3116
3117static void mmc_cyclic_cd_poll(struct cyclic_info *c)
3118{
3119 struct mmc *m = container_of(c, struct mmc, cyclic);
3120
3121 if (!m->has_init)
3122 return;
3123
3124 if (mmc_getcd(m))
3125 return;
3126
3127 mmc_deinit(m);
3128 m->has_init = 0;
3129}
3130
3131int mmc_init(struct mmc *mmc)
3132{
3133 int err = 0;
3134 __maybe_unused ulong start;
3135#if CONFIG_IS_ENABLED(DM_MMC)
3136 struct mmc_uclass_priv *upriv = dev_get_uclass_priv(mmc->dev);
3137
3138 upriv->mmc = mmc;
3139#endif
3140 if (mmc->has_init)
3141 return 0;
3142
3143 start = get_timer(0);
3144
3145 if (!mmc->init_in_progress)
3146 err = mmc_start_init(mmc);
3147
3148 if (!err)
3149 err = mmc_complete_init(mmc);
3150 if (err) {
3151 pr_info("%s: %d, time %lu\n", __func__, err, get_timer(start));
3152 return err;
3153 }
3154
3155 if (CONFIG_IS_ENABLED(CYCLIC, (!mmc->cyclic.func), (NULL))) {
3156 /* Register cyclic function for card detect polling */
3157 cyclic_register(&mmc->cyclic, mmc_cyclic_cd_poll, 100 * 1000,
3158 mmc->cfg->name);
3159 }
3160
3161 return err;
3162}
3163
3164int mmc_deinit(struct mmc *mmc)
3165{
3166 u32 caps_filtered;
3167
3168 if (CONFIG_IS_ENABLED(CYCLIC, (mmc->cyclic.func), (NULL)))
3169 cyclic_unregister(&mmc->cyclic);
3170
3171 if (!CONFIG_IS_ENABLED(MMC_UHS_SUPPORT) &&
3172 !CONFIG_IS_ENABLED(MMC_HS200_SUPPORT) &&
3173 !CONFIG_IS_ENABLED(MMC_HS400_SUPPORT))
3174 return 0;
3175
3176 if (!mmc->has_init)
3177 return 0;
3178
3179 if (IS_SD(mmc)) {
3180 caps_filtered = mmc->card_caps &
3181 ~(MMC_CAP(UHS_SDR12) | MMC_CAP(UHS_SDR25) |
3182 MMC_CAP(UHS_SDR50) | MMC_CAP(UHS_DDR50) |
3183 MMC_CAP(UHS_SDR104));
3184
3185 return sd_select_mode_and_width(mmc, caps_filtered);
3186 } else {
3187 caps_filtered = mmc->card_caps &
3188 ~(MMC_CAP(MMC_HS_200) | MMC_CAP(MMC_HS_400) | MMC_CAP(MMC_HS_400_ES));
3189
3190 return mmc_select_mode_and_width(mmc, caps_filtered);
3191 }
3192}
3193
3194int mmc_set_dsr(struct mmc *mmc, u16 val)
3195{READING CONTRACT
발췌 범위와 읽기 기준
원문 3107-3195줄에는 앞뒤 문맥이 포함됩니다. 기준 구문 int mmc_init(struct mmc *mmc)은 L3131에 있습니다. 발췌 첫 줄을 함수 정의의 시작으로 해석하지 않습니다.
host controller와 card protocol의 상태를 분리한다. 같은 timeout도 command 전송 실패인지 card busy인지에 따라 확인할 레지스터가 다르다.
DETAILS
내부 동작을 더 깊게 읽기
진입 조건을 먼저 고정한다
udevice probe에서 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.
host controller와 card protocol의 상태를 분리한다. 같은 timeout도 command 전송 실패인지 card busy인지에 따라 확인할 레지스터가 다르다.
중심 객체의 생성과 공개를 나눈다
이 글의 중심 객체는 struct mmc / struct blk_desc다. 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
mmc_init → card identification → set bus width/clock 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 block descriptor에서 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
MMC device와 block descriptor는 역할이 다르다
struct mmc는 host/card protocol, clock, bus width, partition 상태를 관리하고 struct blk_desc는 공통 block read/write와 capacity를 노출한다. card init이 끝나기 전에 block layer가 capacity를 믿지 않도록 연결 시점을 확인한다.
removable card의 재초기화와 eMMC의 hardware partition 전환은 descriptor가 같은데 backing address space가 달라질 수 있다. 현재 hwpart와 LBA 범위를 모든 I/O 로그에 포함한다.
capacity와 erase 단위는 여러 register에서 만들어진다
CSD, EXT_CSD와 high-capacity 여부에 따라 block addressing과 총 sector 수가 결정된다. byte address와 LBA를 혼동하면 작은 offset에서는 동작하다 큰 주소에서 어긋난다.
erase group과 write block alignment는 filesystem block과 같지 않다. fastboot나 environment write가 부분 erase를 수행할 때 인접 data 보존 정책을 확인한다.
초기화 실패를 protocol phase로 분해한다
controller reset, voltage negotiation, card identification, RCA 선택, bus width/clock 전환, partition scan 중 어느 단계인지 command index와 response를 기록한다. 단순 mmc init failed 메시지는 원인 분리에 부족하다.
timeout 값을 늘려 통과시키기 전에 실제 clock frequency, data line 상태와 busy 시간을 측정한다.
OBJECT LIFETIME
객체와 수명
| 대상 | 만들어지는 시점 | 유효 범위 | 확인할 조건 |
|---|---|---|---|
struct mmc / struct blk_desc | mmc_init | block descriptor 또는 오류 정리 완료까지 | 진입 전제와 상태 계약 |
| 입력 buffer / metadata | udevice probe | parse와 검증이 끝날 때까지 | 길이, 정렬, 소유권, 변조 가능성 |
| 등록된 list / descriptor | card identification | 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 | OCR 협상 실패 | 카드 미인식 | mmc_init |
| 02 | 전압 전환 실패 | 고속 모드 진입 불가 | card identification |
| 03 | capacity 계산 오류 | partition 범위 초과 | set bus width/clock |
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 'int mmc_init' | 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
- 01mmc info와 실제 EXT_CSD 비교
mmc_init진입 전후에 MMC host의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. - 02bus width/clock을 단계별로 제한해 오류 경계 확인
card identification진입 전후에 card state의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. - 03command/response trace로 첫 timeout 식별
set bus width/clock진입 전후에 mmc object의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.
PRIMARY REFERENCES