Boot firmware handoff: DTB, ACPI, EFI와 setup_arch

부트로더에서 이 함수까지 이어 보기

U-Boot가 최종 DTB 주소를 x0로 넘기면 head.S가 이를 보존하고, 초기 커널이 물리 DTB를 읽을 가상 주소를 준비합니다. bootargs·initramfs·RAM·예약 영역의 정보는 이 DTB 안에서 읽습니다. 주소 전달, 매핑, 예약과 내용 해석을 별개의 동작으로 따라가면 이 함수가 부트로더에 기대하는 조건을 확인할 수 있습니다.

양쪽 코드를 이어서 읽기

이 코드는 어떤 문제를 푸나요?

커널이 처음 실행될 때에는 장치와 사용 가능한 RAM을 아직 모릅니다. 펌웨어와 부트로더가 준 정보를 실제로 읽을 수 있는 주소에 연결해야 합니다. arm64는 DTB 또는 ACPI를, x86은 boot_params·메모리 지도·ACPI 등을, RISC-V는 DTB 및 SBI 환경 등을 이용합니다. 여기서는 arm64 DTB 초기 처리 함수를 대표로 읽습니다.

읽을 범위: v6.18.37 · arch/arm64/kernel/setup.c · setup_machine_fdt 170–208행입니다. 아래에 이 범위의 원문과 각 줄의 설명을 실었습니다. 주제 전체의 흐름과 다른 경로는 기존 분석에서 함께 읽으실 수 있습니다.

먼저 알아둘 개념

물리 주소와 가상 주소

부트로더가 준 DTB의 물리 주소를 C 코드에서 바로 역참조할 수 있는 것은 아닙니다. fixmap으로 접근 가능한 가상 주소를 준비합니다.

memblock 예약

초기 메모리 할당기가 DTB 저장 영역을 다른 용도로 덮지 않도록 표시하는 작업입니다.

__init

부팅 후 회수할 수 있는 초기화 코드 영역에 함수를 두는 표시입니다. 특별한 CPU 명령은 아닙니다.

처음 읽을 때

DTB를 받은 주소, 매핑한 주소, 예약한 범위를 다른 색으로 구분해 보십시오.

더 깊이 살펴볼 때

fixmap 주소에 일반 __pa 변환을 적용할 수 없는 이유와 초기 실패 경로의 제약을 살펴보십시오.

그림으로 보는 변화

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1단계 고정

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1. DTB 접근 준비

물리 주소를 fixmap에 매핑하고 크기를 얻습니다.

화살표는 같은 DTB 바이트에 접근할 주소를 준비하는 과정입니다.

2. 덮어쓰기 방지와 검사

memblock에 영역을 예약하고 DTB 구조를 읽습니다.

예약은 데이터 보존, 스캔은 내용 해석이라는 서로 다른 작업입니다.

3. 읽기 전용 전환

초기 수정을 마친 DTB를 읽기 전용으로 다시 매핑합니다.

초기 입력을 이후 커널에서 보존하는 권한 변화입니다.

setup_machine_fdt를 한 줄씩 읽기

줄 번호는 v6.18.37 원문 기준입니다. 주석·빈 줄을 포함한 함수 전체를 먼저 보고, 그 아래에서 각 줄을 설명합니다.

static void __init setup_machine_fdt(phys_addr_t dt_phys)
{
	int size = 0;
	void *dt_virt = fixmap_remap_fdt(dt_phys, &size, PAGE_KERNEL);
	const char *name;

	if (dt_virt)
		memblock_reserve(dt_phys, size);

	/*
	 * dt_virt is a fixmap address, hence __pa(dt_virt) can't be used.
	 * Pass dt_phys directly.
	 */
	if (!early_init_dt_scan(dt_virt, dt_phys)) {
		pr_crit("\n"
			"Error: invalid device tree blob: PA=%pa, VA=%px, size=%d bytes\n"
			"The dtb must be 8-byte aligned and must not exceed 2 MB in size.\n"
			"\nPlease check your bootloader.\n",
			&dt_phys, dt_virt, size);

		/*
		 * Note that in this _really_ early stage we cannot even BUG()
		 * or oops, so the least terrible thing to do is cpu_relax(),
		 * or else we could end-up printing non-initialized data, etc.
		 */
		while (true)
			cpu_relax();
	}

	/* Early fixups are done, map the FDT as read-only now */
	fixmap_remap_fdt(dt_phys, &size, PAGE_KERNEL_RO);

	name = of_flat_dt_get_machine_name();
	if (!name)
		return;

	pr_info("Machine model: %s\n", name);
	dump_stack_set_arch_desc("%s (DT)", name);
}

static void __init setup_machine_fdt(phys_addr_t dt_phys)

	int size = 0;

	void *dt_virt = fixmap_remap_fdt(dt_phys, &size, PAGE_KERNEL);

	const char *name;

	if (dt_virt)

		memblock_reserve(dt_phys, size);

	if (!early_init_dt_scan(dt_virt, dt_phys)) {

		pr_crit("\n"

			"Error: invalid device tree blob: PA=%pa, VA=%px, size=%d bytes\n"

			"The dtb must be 8-byte aligned and must not exceed 2 MB in size.\n"

			"\nPlease check your bootloader.\n",

			&dt_phys, dt_virt, size);

		while (true)

			cpu_relax();

	fixmap_remap_fdt(dt_phys, &size, PAGE_KERNEL_RO);

	name = of_flat_dt_get_machine_name();

	if (!name)

		return;

	pr_info("Machine model: %s\n", name);

	dump_stack_set_arch_desc("%s (DT)", name);

함께 생각해 볼 질문

출처와 읽은 범위

Linux stable v6.18.37 · arch/arm64/kernel/setup.c

해당 버전 원본 파일 · 기존 코드 분석 · 설명 원고