lkboot의 network image 수신과 chain loading | LK

QUESTION

lkboot의 network image 수신과 chain loading 단계에서 실제로 바뀌는 상태는 무엇인가?

현재 upstream LK의 lkboot는 고전 Android aboot와 다르다. protocol command와 image ownership, 실행 전 platform quiesce를 별도로 본다.

수신 길이와 허용 memory range를 검증한 image만 실행 가능한 entry로 사용해야 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

그림 1. lkboot의 network image 수신과 chain loading에서 입력, 내부 상태, 출력의 경계

입력과 전제내부 상태외부로 공개되는 결과

01protocol session

02download buffer

03image metadata

04target entry

INVARIANT

수신 길이와 허용 memory range를 검증한 image만 실행 가능한 entry로 사용해야 한다.

lkb_t / downloaded image를 중심에 놓고 왼쪽의 입력이 어떤 검사를 거쳐 오른쪽 결과로 공개되는지 표시했다. 실제 디버깅에서는 각 블록의 주소와 크기를 로그에 대입한다.

CALL PATH

실행 흐름

그림 2. 정상 경로의 주요 호출과 상태 전달

network/USB transport

lkboot protocol

image buffer

validate command

chain load

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

호출 순서를 함수 이름으로만 외우지 않고, 각 단계가 무엇을 받아 무엇을 공개하는지 적은 표다. 실제 소스에서 생산 필드가 다르면 표를 고치는 방식으로 사용한다.

#	단계	진입 시 신뢰할 상태	성공 뒤 남아야 할 상태	다음 소비자
01	`network/USB transport`	lkboot app thread	protocol session	lkboot protocol
02	`lkboot protocol`	network/USB transport 완료 상태	download buffer	image buffer
03	`image buffer`	lkboot protocol 완료 상태	image metadata	validate command
04	`validate command`	image buffer 완료 상태	target entry	chain load
05	`chain load`	validate command 완료 상태	target entry	최종 최종 부트로더 이미지 또는 다음 stage

공통 불변 조건: 수신 길이와 허용 memory range를 검증한 image만 실행 가능한 entry로 사용해야 한다. 한 단계의 출력이 다음 단계의 입력 조건을 만족하지 않으면 오류가 실제로 드러난 위치보다 앞의 생산 단계부터 조사한다.

UPSTREAM SOURCE

원본 코드

아래 코드는 LK upstream 1eb9917의 app/lkboot/lkboot.c에서 263-338줄을 그대로 가져온 것이다. 설명을 위해 실제 코드를 가짜 의사 코드로 바꾸지 않았다.

commit1eb99171efae98867d4be4a5bd6479ea03f43ac9symbolstatic void lkboot_task(const struct app_descriptor *app

263            printf("lkboot: handled command, staying in server loop\n");
264        }
265
266        /* see if we need to drop out and try to direct boot */
267        if (timeout != INFINITE_TIME && (current_time() - t >= timeout)) {
268            break;
269        }
270    }
271
272#if WITH_LIB_MINIP
273    tcp_close(listen_socket);
274#endif
275
276    printf("lkboot: server timed out\n");
277
278    return ERR_TIMED_OUT;
279}
280
281/* platform code can override this to conditionally abort autobooting from flash */
282bool platform_abort_autoboot(void);
283__WEAK bool platform_abort_autoboot(void) {
284    return false;
285}
286
287static void lkboot_task(const struct app_descriptor *app, void *args) {
288    /* read a few sysparams to decide if we're going to autoboot */
289    uint8_t autoboot = 1;
290    sysparam_read("lkboot.autoboot", &autoboot, sizeof(autoboot));
291
292    /* let platform code have a shot at disabling the autoboot behavior */
293    if (platform_abort_autoboot())
294        autoboot = 0;
295
296#if !LKBOOT_AUTOBOOT
297    autoboot = 0;
298#endif
299
300    /* if we're going to autoobot, read the timeout value */
301    lk_time_t autoboot_timeout;
302    if (!autoboot) {
303        autoboot_timeout = INFINITE_TIME;
304    } else {
305        autoboot_timeout = LKBOOT_AUTOBOOT_TIMEOUT;
306        sysparam_read("lkboot.autoboot_timeout", &autoboot_timeout, sizeof(autoboot_timeout));
307    }
308
309    TRACEF("autoboot %u autoboot_timeout %u\n", autoboot, (uint)autoboot_timeout);
310
311#if LKBOOT_WITH_SERVER
312    lkboot_server(autoboot_timeout);
313#else
314    if (autoboot_timeout != INFINITE_TIME) {
315        TRACEF("waiting for %u milliseconds before autobooting\n", (uint)autoboot_timeout);
316        thread_sleep(autoboot_timeout);
317    }
318#endif
319
320    if (autoboot_timeout != INFINITE_TIME) {
321        TRACEF("trying to boot from flash...\n");
322        status_t err = do_flash_boot();
323        TRACEF("do_flash_boot returns %d\n", err);
324    }
325
326#if LKBOOT_WITH_SERVER
327    TRACEF("restarting server\n");
328    lkboot_server(INFINITE_TIME);
329#endif
330
331    TRACEF("nothing to do, exiting\n");
332}
333
334APP_START(lkboot)
335.entry = lkboot_task,
336.flags = 0,
337APP_END
338

LINE BY LINE

263-338줄 해설

원본에 보이는 모든 줄을 순서대로 설명한다. 빈 줄도 block 경계로 남겨, 코드와 설명의 위치가 어긋나지 않게 했다.

263printf("lkboot: handled command, staying in server loop\n");

printf("lkboot: handled command, staying in server loop\n")를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 lkb_t / downloaded image의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 protocol session 항목과 대조한다.

264}

현재 block, initializer 또는 호출의 경계를 닫는다. 이 지점까지 획득한 resource가 성공 경로와 실패 경로에서 대칭인지 점검한다.

265(빈 줄)

}까지의 동작과 /* see if we need to drop out and try to direct boot */에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 image metadata 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

266/* see if we need to drop out and try to direct boot */

원본 주석이 'see if we need to drop out and try to direct boot'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

267if (timeout != INFINITE_TIME && (current_time() - t >= timeout)) {

timeout != INFINITE_TIME && (current_time() - t >= timeout)를 검사해 진행 여부를 가른다. 거짓 경로와 참 경로 중 어느 쪽이 '수신 길이와 허용 memory range를 검증한 image만 실행 가능한 entry로 사용해야 한다' 조건을 보존하는지 다음 return 또는 goto까지 따라간다.

268break;

'break;'로 직선 경로를 벗어난다. 이동 대상에서 lkb_t / downloaded image에 걸린 lock, allocation, list 등록을 어디까지 되돌리는지 이어서 확인한다.

269}

현재 block, initializer 또는 호출의 경계를 닫는다. 이 지점까지 획득한 resource가 성공 경로와 실패 경로에서 대칭인지 점검한다.

270}

현재 block, initializer 또는 호출의 경계를 닫는다. 이 지점까지 획득한 resource가 성공 경로와 실패 경로에서 대칭인지 점검한다.

271(빈 줄)

}까지의 동작과 #if WITH_LIB_MINIP에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 target entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

272#if WITH_LIB_MINIP

#if 전처리 지시문으로 이 줄 아래의 code가 binary에 존재할지를 결정한다. architecture 또는 build stage 조건을 여닫는다. 현재 .config와 compiler의 -dD -E 출력에서 실제로 남은 branch를 확인한 뒤 line-by-line 흐름에 포함한다.

273tcp_close(listen_socket);

tcp_close(listen_socket)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 lkb_t / downloaded image의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 target entry 항목과 대조한다.

274#endif

#endif 전처리 지시문으로 이 줄 아래의 code가 binary에 존재할지를 결정한다. architecture 또는 build stage 조건을 여닫는다. 현재 .config와 compiler의 -dD -E 출력에서 실제로 남은 branch를 확인한 뒤 line-by-line 흐름에 포함한다.

275(빈 줄)

#endif까지의 동작과 printf("lkboot: server timed out\n");에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 target entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

276printf("lkboot: server timed out\n");

printf("lkboot: server timed out\n")를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 lkb_t / downloaded image의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 target entry 항목과 대조한다.

277(빈 줄)

printf("lkboot: server timed out\n");까지의 동작과 return ERR_TIMED_OUT;에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 target entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

278return ERR_TIMED_OUT;

ERR_TIMED_OUT를 호출자에게 반환한다. caller가 이 값을 검사한 뒤 부분 초기화된 lkb_t / downloaded image를 정리하거나 다음 단계로 진행하는지 확인한다.

279}

현재 block, initializer 또는 호출의 경계를 닫는다. 이 지점까지 획득한 resource가 성공 경로와 실패 경로에서 대칭인지 점검한다.

280(빈 줄)

}까지의 동작과 /* platform code can override this to conditionally abort autobooting from flash */에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 target entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

281/* platform code can override this to conditionally abort autobooting from flash */

원본 주석이 'platform code can override this to conditionally abort autobooting from flash'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

282bool platform_abort_autoboot(void);

bool platform_abort_autoboot(void)를 선언한다. 함수 안 선언이면 현재 stack frame, file scope와 static이면 image의 data/BSS에 놓인다. 이 값이 lkb_t / downloaded image를 직접 소유하는지 pointer만 빌리는지, lkboot app thread를 벗어난 뒤에도 참조되는지 다음 대입과 callback 등록까지 따라간다.

283__WEAK bool platform_abort_autoboot(void) {

platform_abort_autoboot 함수 정의가 시작된다. 입력은 void이며, lkboot app thread에서 호출된다는 전제로 반환 전까지의 상태 변화를 읽는다.

284return false;

false를 호출자에게 반환한다. caller가 이 값을 검사한 뒤 부분 초기화된 lkb_t / downloaded image를 정리하거나 다음 단계로 진행하는지 확인한다.

285}

현재 block, initializer 또는 호출의 경계를 닫는다. 이 지점까지 획득한 resource가 성공 경로와 실패 경로에서 대칭인지 점검한다.

286(빈 줄)

}까지의 동작과 static void lkboot_task(const struct app_descriptor *app, void *args) {에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 target entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

287static void lkboot_task(const struct app_descriptor *app, void *args) {

lkboot_task 함수 정의가 시작된다. 입력은 const struct app_descriptor *app, void *args이며, lkboot app thread에서 호출된다는 전제로 반환 전까지의 상태 변화를 읽는다.

288/* read a few sysparams to decide if we're going to autoboot */

원본 주석이 'read a few sysparams to decide if we're going to autoboot'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

289uint8_t autoboot = 1;

uint8_t autoboot에 1를 = 연산으로 반영해 현재 scope의 계산 결과를 저장한다. 이후 chain load 단계가 이 값을 처음 소비하는 지점을 찾는다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.

290sysparam_read("lkboot.autoboot", &autoboot, sizeof(autoboot));

sysparam_read("lkboot.autoboot", &autoboot, sizeof(autoboot))를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 lkb_t / downloaded image의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 target entry 항목과 대조한다.

291(빈 줄)

sysparam_read("lkboot.autoboot", &autoboot, sizeof(autoboot));까지의 동작과 /* let platform code have a shot at disabling the autoboot behavior */에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 target entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

292/* let platform code have a shot at disabling the autoboot behavior */

원본 주석이 'let platform code have a shot at disabling the autoboot behavior'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

293if (platform_abort_autoboot())

platform_abort_autoboot()를 검사해 진행 여부를 가른다. 거짓 경로와 참 경로 중 어느 쪽이 '수신 길이와 허용 memory range를 검증한 image만 실행 가능한 entry로 사용해야 한다' 조건을 보존하는지 다음 return 또는 goto까지 따라간다.

294autoboot = 0;

autoboot에 0를 = 연산으로 반영해 현재 scope의 계산 결과를 저장한다. 이후 chain load 단계가 이 값을 처음 소비하는 지점을 찾는다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.

295(빈 줄)

autoboot = 0;까지의 동작과 #if !LKBOOT_AUTOBOOT에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 target entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

296#if !LKBOOT_AUTOBOOT

297autoboot = 0;

298#endif

299(빈 줄)

#endif까지의 동작과 /* if we're going to autoobot, read the timeout value */에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 target entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

300/* if we're going to autoobot, read the timeout value */

원본 주석이 'if we're going to autoobot, read the timeout value'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

301lk_time_t autoboot_timeout;

원본 301번 줄의 lk_time_t autoboot_timeout;는 앞의 /* if we're going to autoobot, read the timeout value */ 결과를 받아 다음 if (!autoboot) {로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 '수신 길이와 허용 memory range를 검증한 image만 실행 가능한 entry로 사용해야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.

302if (!autoboot) {

!autoboot를 검사해 진행 여부를 가른다. 거짓 경로와 참 경로 중 어느 쪽이 '수신 길이와 허용 memory range를 검증한 image만 실행 가능한 entry로 사용해야 한다' 조건을 보존하는지 다음 return 또는 goto까지 따라간다.

303autoboot_timeout = INFINITE_TIME;

autoboot_timeout에 INFINITE_TIME를 = 연산으로 반영해 현재 scope의 계산 결과를 저장한다. 이후 chain load 단계가 이 값을 처음 소비하는 지점을 찾는다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.

304} else {

원본 304번 줄의 } else {는 앞의 autoboot_timeout = INFINITE_TIME; 결과를 받아 다음 autoboot_timeout = LKBOOT_AUTOBOOT_TIMEOUT;로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 '수신 길이와 허용 memory range를 검증한 image만 실행 가능한 entry로 사용해야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.

305autoboot_timeout = LKBOOT_AUTOBOOT_TIMEOUT;

autoboot_timeout에 LKBOOT_AUTOBOOT_TIMEOUT를 = 연산으로 반영해 현재 scope의 계산 결과를 저장한다. 바로 다음 sysparam_read("lkboot.autoboot_timeout", &autoboot_timeout, sizeof(autoboot_timeout));가 이 값을 다시 읽으므로 그 전까지 완성된 값이어야 한다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.

306sysparam_read("lkboot.autoboot_timeout", &autoboot_timeout, sizeof(autoboot_timeout));

sysparam_read("lkboot.autoboot_timeout", &autoboot_timeout, sizeof(autoboot_timeout))를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 lkb_t / downloaded image의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 target entry 항목과 대조한다.

307}

현재 block, initializer 또는 호출의 경계를 닫는다. 이 지점까지 획득한 resource가 성공 경로와 실패 경로에서 대칭인지 점검한다.

308(빈 줄)

}까지의 동작과 TRACEF("autoboot %u autoboot_timeout %u\n", autoboot, (uint)autoboot_timeout);에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 target entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

309TRACEF("autoboot %u autoboot_timeout %u\n", autoboot, (uint)autoboot_timeout);

TRACEF("autoboot %u autoboot_timeout %u\n", autoboot, (uint)autoboot_timeout)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 lkb_t / downloaded image의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 target entry 항목과 대조한다.

310(빈 줄)

TRACEF("autoboot %u autoboot_timeout %u\n", autoboot, (uint)autoboot_timeout);까지의 동작과 #if LKBOOT_WITH_SERVER에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 target entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

311#if LKBOOT_WITH_SERVER

312lkboot_server(autoboot_timeout);

lkboot_server(autoboot_timeout)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 lkb_t / downloaded image의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 target entry 항목과 대조한다.

313#else

#else 전처리 지시문으로 이 줄 아래의 code가 binary에 존재할지를 결정한다. architecture 또는 build stage 조건을 여닫는다. 현재 .config와 compiler의 -dD -E 출력에서 실제로 남은 branch를 확인한 뒤 line-by-line 흐름에 포함한다.

314if (autoboot_timeout != INFINITE_TIME) {

autoboot_timeout != INFINITE_TIME를 검사해 진행 여부를 가른다. 거짓 경로와 참 경로 중 어느 쪽이 '수신 길이와 허용 memory range를 검증한 image만 실행 가능한 entry로 사용해야 한다' 조건을 보존하는지 다음 return 또는 goto까지 따라간다.

315TRACEF("waiting for %u milliseconds before autobooting\n", (uint)autoboot_timeout);

TRACEF("waiting for %u milliseconds before autobooting\n", (uint)autoboot_timeout)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 lkb_t / downloaded image의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 target entry 항목과 대조한다.

316thread_sleep(autoboot_timeout);

thread_sleep(autoboot_timeout)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 lkb_t / downloaded image의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 target entry 항목과 대조한다.

317}

현재 block, initializer 또는 호출의 경계를 닫는다. 이 지점까지 획득한 resource가 성공 경로와 실패 경로에서 대칭인지 점검한다.

318#endif

319(빈 줄)

#endif까지의 동작과 if (autoboot_timeout != INFINITE_TIME) {에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 target entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

320if (autoboot_timeout != INFINITE_TIME) {

321TRACEF("trying to boot from flash...\n");

TRACEF("trying to boot from flash...\n")를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 lkb_t / downloaded image의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 target entry 항목과 대조한다.

322status_t err = do_flash_boot();

status_t err = do_flash_boot()를 선언한다. 함수 안 선언이면 현재 stack frame, file scope와 static이면 image의 data/BSS에 놓인다. 이 값이 lkb_t / downloaded image를 직접 소유하는지 pointer만 빌리는지, lkboot app thread를 벗어난 뒤에도 참조되는지 다음 대입과 callback 등록까지 따라간다.

323TRACEF("do_flash_boot returns %d\n", err);

TRACEF("do_flash_boot returns %d\n", err)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 lkb_t / downloaded image의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 target entry 항목과 대조한다.

324}

현재 block, initializer 또는 호출의 경계를 닫는다. 이 지점까지 획득한 resource가 성공 경로와 실패 경로에서 대칭인지 점검한다.

325(빈 줄)

}까지의 동작과 #if LKBOOT_WITH_SERVER에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 target entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

326#if LKBOOT_WITH_SERVER

327TRACEF("restarting server\n");

TRACEF("restarting server\n")를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 lkb_t / downloaded image의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 target entry 항목과 대조한다.

328lkboot_server(INFINITE_TIME);

lkboot_server(INFINITE_TIME)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 lkb_t / downloaded image의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 target entry 항목과 대조한다.

329#endif

330(빈 줄)

#endif까지의 동작과 TRACEF("nothing to do, exiting\n");에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 target entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

331TRACEF("nothing to do, exiting\n");

TRACEF("nothing to do, exiting\n")를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 lkb_t / downloaded image의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 target entry 항목과 대조한다.

332}

현재 block, initializer 또는 호출의 경계를 닫는다. 이 지점까지 획득한 resource가 성공 경로와 실패 경로에서 대칭인지 점검한다.

333(빈 줄)

}까지의 동작과 APP_START(lkboot)에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 target entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

334APP_START(lkboot)

'APP_START(lkboot)' 매크로가 진입 symbol 또는 정적 descriptor를 linker section에 놓는다. 단순 함수 호출이 아니므로 map 파일에서 실제 section과 주소를 찾는다.

335.entry = lkboot_task,

원본 335번 줄의 .entry = lkboot_task,는 앞의 APP_START(lkboot) 결과를 받아 다음 .flags = 0,로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 '수신 길이와 허용 memory range를 검증한 image만 실행 가능한 entry로 사용해야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.

336.flags = 0,

원본 336번 줄의 .flags = 0,는 앞의 .entry = lkboot_task, 결과를 받아 다음 APP_END로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 '수신 길이와 허용 memory range를 검증한 image만 실행 가능한 entry로 사용해야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.

337APP_END

원본 337번 줄의 APP_END는 앞의 .flags = 0, 결과를 받아 다음 다음 block 경계로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 '수신 길이와 허용 memory range를 검증한 image만 실행 가능한 entry로 사용해야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.

338(빈 줄)

APP_END까지의 동작과 다음 block 경계에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 target entry 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

DETAILS

내부 동작을 더 깊게 읽기

진입 조건을 먼저 고정한다

network/USB transport에서 들어온 실행은 lkboot app thread에 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.

현재 upstream LK의 lkboot는 고전 Android aboot와 다르다. protocol command와 image ownership, 실행 전 platform quiesce를 별도로 본다.

중심 객체의 생성과 공개를 나눈다

이 글의 중심 객체는 lkb_t / downloaded image다. 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 코드의 오류는 논리보다 주소 계산에서 먼저 드러나는 경우가 많다. source range, destination range, header가 말하는 payload size, block 또는 page 단위를 표로 적고 각 구간의 끝 주소를 직접 계산한다. 끝 주소는 start + size - 1인지 exclusive end인지 API 계약을 확인한다.

수신 길이와 허용 memory range를 검증한 image만 실행 가능한 entry로 사용해야 한다.

성공 flag와 실제 완료 시점을 맞춘다

lkboot protocol → image buffer → validate command 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, interrupt handler, USB completion 또는 shell command가 상태를 관찰할 수 있다면 memory ordering과 lock 범위도 함께 읽는다.

마지막 handoff의 계약을 적는다

정상 경로는 chain load에서 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.

반환하는 경로라면 caller가 오류와 부분 성공을 구분하고 다음 후보 또는 복구 경로를 선택하는지 확인한다.

IMPLEMENTATION NOTES

구현을 읽을 때 놓치기 쉬운 부분

network 수신 buffer와 실행 image의 소유권을 나눈다

protocol layer가 packet을 조립하는 buffer와 loader가 최종 image로 보관하는 buffer는 수명이 다르다. zero-copy를 쓴다면 network callback이 buffer를 재사용하기 전에 chain loader가 ownership을 넘겨받아야 한다.

선언 size, 실제 received length와 allocation size를 각각 기록한다.

image parser는 load address를 신뢰하기 전에 범위를 검사한다

ELF segment나 custom header가 지정한 destination이 LK text, heap, stack, page table과 겹치지 않는지 확인한다. 여러 segment의 filesz/memsz와 BSS zero 구간도 overflow 없이 계산한다.

entry point가 실제 executable segment 안에 있는지 검증한다.

chain loading은 kernel을 종료하는 절차다

새 image로 분기하기 전에 network DMA, interrupt, timer와 cache를 정리하고 다른 CPU를 멈춰야 한다. 단순 function pointer call은 기존 scheduler와 stack을 남긴다.

마지막 송신 ACK와 실제 handoff 사이 reset이 발생할 때 host가 성공으로 오해하지 않도록 protocol 완료 시점을 정의한다.

OBJECT LIFETIME

객체와 수명

대상	만들어지는 시점	유효 범위	확인할 조건
`lkb_t / downloaded image`	lkboot protocol	chain load 또는 오류 정리 완료까지	수신 길이와 허용 memory range를 검증한 image만 실행 가능한 entry로 사용해야 한다.
입력 buffer / metadata	network/USB transport	parse와 검증이 끝날 때까지	길이, 정렬, 소유권, 변조 가능성
등록된 list / descriptor	image buffer	subsystem 종료 또는 image handoff까지	이중 등록, dangling pointer, 오류 unwind
hardware 또는 persistent state	실제 write/probe가 완료된 뒤	reset 또는 명시적 해제·갱신까지	flush, timeout, 전원 차단, rollback
`최종 부트로더 이미지`	link/image 생성 시점	다음 stage가 새 image로 교체할 때까지	load address, entry, section과 header 일치

FAILURE PATH

실패 지점과 증상

#	조건	관찰되는 증상	먼저 볼 단계
01	length overflow	LK memory overwrite	lkboot protocol
02	entry 검증 누락	임의 주소 분기	image buffer
03	device quiesce 누락	다음 image IRQ 유입	validate command

로그가 끊긴 마지막 함수만 고치지 않는다. 그 함수가 받은 주소, size, flag가 만들어진 앞 단계까지 올라가고, 오류 뒤 등록 객체와 hardware 상태가 남았는지도 확인한다.

EVIDENCE

소스 밖에서 확인할 증거

소스 해석은 실제 빌드 산출물과 target 로그로 닫아야 한다. 아래 명령의 보드 이름과 toolchain prefix는 사용 중인 빌드 환경에 맞게 바꾼다.

#	목적	명령 또는 계측	판정 기준
01	빌드 구성	`make <project> -j1`	platform, target, app 선택과 linker 입력을 로그로 남긴다.
02	symbol과 주소	`nm -n build-*/lk.elf \| grep 'static void lkboot_task'`	init hook, app descriptor와 함수가 어느 주소에 놓였는지 확인한다.
03	어셈블리 대조	`objdump -drS build-*/lk.elf`	thread 전환과 interrupt disable 구간의 실제 명령을 확인한다.
04	초기화 순서	`init level 전후에 current_time_hires()와 함수 이름 기록`	level 내부 순서와 지연을 serial log로 남긴다.
05	문맥 확인	`current_thread, interrupt state, stack pointer 기록`	함수가 bootstrap thread인지 scheduler 이후 thread인지 구분한다.

LAB

직접 확인할 실험

01
protocol packet 길이 경계 시험
lkboot protocol 진입 전후에 protocol session의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. 결과는 정상 부팅 여부로 끝내지 말고 수신 길이와 허용 memory range를 검증한 image만 실행 가능한 entry로 사용해야 한다. 조건이 처음 깨지는 줄을 기록한다.
02
download buffer와 LK image range 비교
image buffer 진입 전후에 download buffer의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. 결과는 정상 부팅 여부로 끝내지 말고 수신 길이와 허용 memory range를 검증한 image만 실행 가능한 entry로 사용해야 한다. 조건이 처음 깨지는 줄을 기록한다.
03
jump 직전 interrupt/cache 상태 기록
validate command 진입 전후에 image metadata의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. 결과는 정상 부팅 여부로 끝내지 말고 수신 길이와 허용 memory range를 검증한 image만 실행 가능한 entry로 사용해야 한다. 조건이 처음 깨지는 줄을 기록한다.

PRIMARY REFERENCES

원문과 다음 글

app/lkboot/lkboot.cupstream 1eb9917 원본 파일 LK source tree기준 commit 1eb99171efae