U-Boot · source analysis

block 장치와 partition 문자열 해석

`mmc 0:1` 같은 사용자 표현이 block descriptor와 실제 partition offset/size로 변환되는 과정을 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
13 / 22
Baseline
v2026.07
Commit
ece349ade297
Source
disk/part.c:431-519 (발췌 범위)

block 장치와 partition 문자열 해석 단계에서 실제로 바뀌는 상태는 무엇인가?

문자열 파싱, 장치 probe, partition table 해석을 한 함수의 성공으로 뭉개지 않는다. 반환값 0, 1 이상, 음수의 의미도 호출자와 함께 본다.

선택된 partition의 start와 size는 block device capacity 안에 있고 사용자가 의도한 table entry와 일치해야 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. block 장치와 partition 문자열 해석에서 입력, 내부 상태, 출력의 경계
입력과 전제내부 상태외부로 공개되는 결과
01blk uclass
02whole disk
03GPT or DOS table
04selected partition

struct blk_desc / struct disk_partition를 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
interface string
device number
partition table
disk_partition
filesystem/loader

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
01interface string부트 CPU의 동기 실행 문맥blk uclassdevice number
02device numberinterface string 완료 상태whole diskpartition table
03partition tabledevice number 완료 상태GPT or DOS tabledisk_partition
04disk_partitionpartition table 완료 상태selected partitionfilesystem/loader
05filesystem/loaderdisk_partition 완료 상태selected partition이 단계의 처리 결과를 사용하는 코드

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

원본 코드

아래 코드는 U-Boot v2026.07의 disk/part.c에서 431-519줄을 그대로 가져온 것이다. 설명을 위해 실제 코드를 가짜 의사 코드로 바꾸지 않았다.

commitece349ade2973e220f524ce59e59711cc919263fanchor · L455int blk_get_device_part_str(const char *ifname
431	*desc = get_dev_hwpart(ifname, dev, hwpart);
432	if (!(*desc) || ((*desc)->type == DEV_TYPE_UNKNOWN)) {
433		debug("** Bad device %s %s **\n", ifname, dev_hwpart_str);
434		dev = -ENODEV;
435		goto cleanup;
436	}
437
438	if (blk_enabled()) {
439		/*
440		 * Updates the partition table for the specified hw partition.
441		 * Always should be done, otherwise hw partition 0 will return
442		 * stale data after displaying a non-zero hw partition.
443		 */
444		if ((*desc)->uclass_id == UCLASS_MMC)
445			part_init(*desc);
446	}
447
448cleanup:
449	free(dup_str);
450	return dev;
451}
452
453#define PART_UNSPECIFIED -2
454#define PART_AUTO -1
455int blk_get_device_part_str(const char *ifname, const char *dev_part_str,
456			     struct blk_desc **desc,
457			     struct disk_partition *info, int allow_whole_dev)
458{
459	int ret;
460	const char *part_str;
461	char *dup_str = NULL;
462	const char *dev_str;
463	int dev;
464	char *ep;
465	int p;
466	int part;
467	struct disk_partition tmpinfo;
468
469	*desc = NULL;
470	memset(info, 0, sizeof(*info));
471
472#if IS_ENABLED(CONFIG_SANDBOX) || IS_ENABLED(CONFIG_SEMIHOSTING)
473	/*
474	 * Special-case a pseudo block device "hostfs", to allow access to the
475	 * host's own filesystem.
476	 */
477	if (!strcmp(ifname, "hostfs")) {
478		strcpy((char *)info->type, BOOT_PART_TYPE);
479		strcpy((char *)info->name, "Host filesystem");
480
481		return 0;
482	}
483#endif
484
485#if IS_ENABLED(CONFIG_CMD_UBIFS) && !IS_ENABLED(CONFIG_XPL_BUILD)
486	/*
487	 * Special-case ubi, ubi goes through a mtd, rather than through
488	 * a regular block device.
489	 */
490	if (!strcmp(ifname, "ubi")) {
491		if (!ubifs_is_mounted()) {
492			printf("UBIFS not mounted, use ubifsmount to mount volume first!\n");
493			return -EINVAL;
494		}
495
496		strcpy((char *)info->type, BOOT_PART_TYPE);
497		strcpy((char *)info->name, "UBI");
498		return 0;
499	}
500#endif
501
502	/* If no dev_part_str, use bootdevice environment variable */
503	if (CONFIG_IS_ENABLED(ENV_SUPPORT)) {
504		if (!dev_part_str || !strlen(dev_part_str) ||
505		    !strcmp(dev_part_str, "-"))
506			dev_part_str = env_get("bootdevice");
507	}
508
509	/* If still no dev_part_str, it's an error */
510	if (!dev_part_str) {
511		printf("** No device specified **\n");
512		ret = -ENODEV;
513		goto cleanup;
514	}
515
516	/* Separate device and partition ID specification */
517	part_str = strchr(dev_part_str, ':');
518	if (part_str) {
519		dup_str = strdup(dev_part_str);

발췌 범위와 읽기 기준

원문 431-519줄에는 앞뒤 문맥이 포함됩니다. 기준 구문 int blk_get_device_part_str(const char *ifname은 L455에 있습니다. 발췌 첫 줄을 함수 정의의 시작으로 해석하지 않습니다.

문자열 파싱, 장치 probe, partition table 해석을 한 함수의 성공으로 뭉개지 않는다. 반환값 0, 1 이상, 음수의 의미도 호출자와 함께 본다.

내부 동작을 더 깊게 읽기

01

진입 조건을 먼저 고정한다

interface string에서 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.

문자열 파싱, 장치 probe, partition table 해석을 한 함수의 성공으로 뭉개지 않는다. 반환값 0, 1 이상, 음수의 의미도 호출자와 함께 본다.

02

중심 객체의 생성과 공개를 나눈다

이 글의 중심 객체는 struct blk_desc / struct disk_partition다. 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

device number → partition table → disk_partition 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 filesystem/loader에서 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

문자열 하나가 interface, device, hardware partition과 disk partition으로 나뉜다

mmc 0:1 같은 표현에서 첫 번호는 block device, 뒤 번호는 DOS/GPT partition일 수 있고 eMMC hardware partition은 별도 선택 상태다. parser가 허용하는 문법과 default device 규칙을 코드에서 확인한다.

숫자, partition name, UUID로 찾는 경로는 서로 다른 lookup과 fallback을 사용한다. 이름 중복과 없을 때의 오류 코드를 구분한다.

02

partition 정보는 LBA이고 소비자는 byte 주소를 요구할 수 있다

partition start와 size는 block 단위로 저장되는 경우가 많다. raw read, filesystem mount, fastboot flash로 넘길 때 block size를 정확히 한 번만 곱해야 한다.

64-bit LBA를 32-bit byte 변수에 담으면 큰 storage에서 wrap된다. end LBA의 inclusive/exclusive 규칙도 직접 계산한다.

03

scan 결과 cache와 medium 변경을 함께 본다

partition table을 갱신한 뒤 기존 descriptor나 filesystem object가 오래된 start/size를 보유할 수 있다. write 후 rescan과 open object 해제 순서를 확인한다.

GPT primary 손상 시 backup header를 사용하는지, CRC 실패를 경고만 하고 계속 쓰는지 제품 정책을 시험한다.

객체와 수명

대상만들어지는 시점유효 범위확인할 조건
struct blk_desc / struct disk_partitiondevice numberfilesystem/loader 또는 오류 정리 완료까지진입 전제와 상태 계약
입력 buffer / metadatainterface stringparse와 검증이 끝날 때까지길이, 정렬, 소유권, 변조 가능성
등록된 list / descriptorpartition table하위 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
01장치 번호 파싱 오류다른 disk 선택device number
02GPT CRC 오류partition lookup 실패partition table
03block size 단위 혼동잘못된 byte offsetdisk_partition

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${CROSS_COMPILE}nm -n u-boot | grep 'int blk_get_device_part_str'symbol 주소가 기대한 stage와 image에 들어갔는지 확인한다.
03어셈블리 대조${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
    part list와 GPT 도구 출력 대조

    device number 진입 전후에 blk uclass의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

  2. 02
    깨진 GPT CRC에서 fallback 관찰

    partition table 진입 전후에 whole disk의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

  3. 03
    512/4096 block 장치의 offset 계산 비교

    disk_partition 진입 전후에 GPT or DOS table의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

원문과 다음 글