QUESTION
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.
STRUCTURE
객체와 주소가 놓이는 구조
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.
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 | interface string | 부트 CPU의 동기 실행 문맥 | blk uclass | device number |
| 02 | device number | interface string 완료 상태 | whole disk | partition table |
| 03 | partition table | device number 완료 상태 | GPT or DOS table | disk_partition |
| 04 | disk_partition | partition table 완료 상태 | selected partition | filesystem/loader |
| 05 | filesystem/loader | disk_partition 완료 상태 | selected partition | 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 disk/part.c에서 431-519줄을 그대로 가져온 것이다. 설명을 위해 실제 코드를 가짜 의사 코드로 바꾸지 않았다.
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);
READING CONTRACT
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.
DETAILS
내부 동작을 더 깊게 읽기
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.
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.
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
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.
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.
IMPLEMENTATION NOTES
구현을 읽을 때 놓치기 쉬운 부분
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.
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.
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.
OBJECT LIFETIME
객체와 수명
| 대상 | 만들어지는 시점 | 유효 범위 | 확인할 조건 |
|---|---|---|---|
struct blk_desc / struct disk_partition | device number | filesystem/loader 또는 오류 정리 완료까지 | 진입 전제와 상태 계약 |
| 입력 buffer / metadata | interface string | parse와 검증이 끝날 때까지 | 길이, 정렬, 소유권, 변조 가능성 |
| 등록된 list / descriptor | partition table | 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 | 장치 번호 파싱 오류 | 다른 disk 선택 | device number |
| 02 | GPT CRC 오류 | partition lookup 실패 | partition table |
| 03 | block size 단위 혼동 | 잘못된 byte offset | disk_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.
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 blk_get_device_part_str' | 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
- 01part list와 GPT 도구 출력 대조
device number진입 전후에 blk uclass의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. - 02깨진 GPT CRC에서 fallback 관찰
partition table진입 전후에 whole disk의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. - 03512/4096 block 장치의 offset 계산 비교
disk_partition진입 전후에 GPT or DOS table의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.
PRIMARY REFERENCES