State framework와 영속 변수 | Barebox

QUESTION

State framework와 영속 변수 단계에서 실제로 바뀌는 상태는 무엇인가?

environment와 제품 상태를 구분한다. attempts, priority 같은 값의 type/width와 redundant/circular backend가 전원 차단을 견디는 방식을 본다.

새 state가 완전히 기록·검증되기 전에는 이전 유효 copy를 폐기하지 않아야 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. State framework와 영속 변수에서 입력, 내부 상태, 출력의 경계

입력과 전제내부 상태외부로 공개되는 결과

01state object

02typed variables

03backend format

04redundant buckets

INVARIANT

새 state가 완전히 기록·검증되기 전에는 이전 유효 copy를 폐기하지 않아야 한다.

struct state / state backend buckets를 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

DT state node

state variables

pack format

storage buckets

persistent copy

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	`DT state node`	부트 CPU의 동기 실행 문맥	state object	state variables
02	`state variables`	DT state node 완료 상태	typed variables	pack format
03	`pack format`	state variables 완료 상태	backend format	storage buckets
04	`storage buckets`	pack format 완료 상태	redundant buckets	persistent copy
05	`persistent copy`	storage buckets 완료 상태	redundant buckets	최종 최종 부트로더 이미지 또는 다음 stage

공통 불변 조건: 새 state가 완전히 기록·검증되기 전에는 이전 유효 copy를 폐기하지 않아야 한다. 한 단계의 출력이 다음 단계의 입력 조건을 만족하지 않으면 오류가 실제로 드러난 위치보다 앞의 생산 단계부터 조사한다.

UPSTREAM SOURCE

원본 코드

아래 코드는 Barebox v2026.06.1의 common/state/state.c에서 20-108줄을 그대로 가져온 것이다. 설명을 위해 실제 코드를 가짜 의사 코드로 바꾸지 않았다.

commit314c679eea2d0ca847c64d1b646a1cf91225c0ecsymbolint state_save(struct state *state)

20#include <errno.h>
21#include <fs.h>
22#include <crc.h>
23#include <init.h>
24#include <block.h>
25#include <linux/err.h>
26#include <linux/list.h>
27#include <linux/uuid.h>
28
29#include <linux/mtd/mtd-abi.h>
30#include <malloc.h>
31#include <state.h>
32#include <libbb.h>
33
34#include "state.h"
35
36/* list of all registered state instances */
37static LIST_HEAD(state_list);
38
39/**
40 * Save the state
41 * @param state
42 * @return
43 */
44int state_save(struct state *state)
45{
46	void *buf;
47	ssize_t len;
48	int ret;
49	struct state_backend_storage_bucket *bucket;
50	struct state_backend_storage *storage;
51
52	if (!state->dirty)
53		return 0;
54
55	ret = state->format->pack(state->format, state, &buf, &len);
56	if (ret) {
57		dev_err(&state->dev, "Failed to pack state with backend format %s, %d\n",
58			state->format->name, ret);
59		return ret;
60	}
61
62	storage = &state->storage;
63	if (state->keep_prev_content) {
64		bool has_content = 0;
65		list_for_each_entry(bucket, &storage->buckets, bucket_list)
66			has_content |= bucket->wrong_magic;
67		if (has_content) {
68			dev_err(&state->dev, "Found foreign content on backend, won't overwrite.\n");
69			ret = -EPERM;
70			goto out;
71		}
72	}
73
74	ret = state_storage_write(storage, buf, len);
75	if (ret) {
76		dev_err(&state->dev, "Failed to write packed state, %d\n", ret);
77		goto out;
78	}
79
80	state->dirty = 0;
81
82out:
83	free(buf);
84	return ret;
85}
86
87/**
88 * state_do_load - Loads a state from the backend
89 * @param state The state that should be updated to contain the loaded data
90 * @return 0 on success, -errno on failure. If no state is loaded the previous
91 * values remain in the state.
92 *
93 * This function uses the registered storage backend to read data. All data that
94 * we read is checked for integrity by the formatter. After that we unpack the
95 * data into our state.
96 */
97static int state_do_load(struct state *state, enum state_flags flags)
98{
99	void *buf = NULL;
100	ssize_t len;
101	int ret;
102
103	ret = state_storage_read(&state->storage, state->format,
104				 state->magic, &buf, &len, flags);
105	if (ret) {
106		dev_err_state_init(&state->dev, ret, "format %s read failed\n",
107				   state->format->name);
108		goto out;

LINE BY LINE

20-108줄 해설

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

20#include <errno.h>

#include 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.

21#include <fs.h>

22#include <crc.h>

23#include <init.h>

24#include <block.h>

25#include <linux/err.h>

26#include <linux/list.h>

27#include <linux/uuid.h>

28(빈 줄)

#include <linux/uuid.h>까지의 동작과 #include <linux/mtd/mtd-abi.h>에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 redundant buckets 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

29#include <linux/mtd/mtd-abi.h>

30#include <malloc.h>

31#include <state.h>

32#include <libbb.h>

33(빈 줄)

#include <libbb.h>까지의 동작과 #include "state.h"에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 redundant buckets 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

34#include "state.h"

35(빈 줄)

#include "state.h"까지의 동작과 /* list of all registered state instances */에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 redundant buckets 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

36/* list of all registered state instances */

원본 주석이 'list of all registered state instances'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

37static LIST_HEAD(state_list);

LIST_HEAD(state_list)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 struct state / state backend buckets의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 redundant buckets 항목과 대조한다.

38(빈 줄)

static LIST_HEAD(state_list);까지의 동작과 /**에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 redundant buckets 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

39/**

원본 주석이 'block boundary'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

40* Save the state

원본 주석이 'Save the state'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

41* @param state

원본 주석이 '@param state'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

42* @return

원본 주석이 '@return'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

43*/

원본 주석이 'block boundary'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

44int state_save(struct state *state)

state_save 함수 정의가 시작된다. 입력은 struct state *state이며, 부트 CPU의 동기 실행 문맥에서 호출된다는 전제로 반환 전까지의 상태 변화를 읽는다.

45{

바로 위 함수·조건·초기화의 block이 열린다. 이 scope 안에서 만들어지는 지역 객체와 오류 이동 지점을 struct state / state backend buckets의 수명에 맞춰 묶어 읽는다.

46void *buf;

void *buf를 선언한다. 함수 안 선언이면 현재 stack frame, file scope와 static이면 image의 data/BSS에 놓인다. 이 값이 struct state / state backend buckets를 직접 소유하는지 pointer만 빌리는지, 부트 CPU의 동기 실행 문맥를 벗어난 뒤에도 참조되는지 다음 대입과 callback 등록까지 따라간다.

47ssize_t len;

원본 47번 줄의 ssize_t len;는 앞의 void *buf; 결과를 받아 다음 int ret;로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 '새 state가 완전히 기록·검증되기 전에는 이전 유효 copy를 폐기하지 않아야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.

48int ret;

int ret를 선언한다. 함수 안 선언이면 현재 stack frame, file scope와 static이면 image의 data/BSS에 놓인다. 이 값이 struct state / state backend buckets를 직접 소유하는지 pointer만 빌리는지, 부트 CPU의 동기 실행 문맥를 벗어난 뒤에도 참조되는지 다음 대입과 callback 등록까지 따라간다.

49struct state_backend_storage_bucket *bucket;

struct state_backend_storage_bucket *bucket를 선언한다. 함수 안 선언이면 현재 stack frame, file scope와 static이면 image의 data/BSS에 놓인다. 이 값이 struct state / state backend buckets를 직접 소유하는지 pointer만 빌리는지, 부트 CPU의 동기 실행 문맥를 벗어난 뒤에도 참조되는지 다음 대입과 callback 등록까지 따라간다.

50struct state_backend_storage *storage;

struct state_backend_storage *storage를 선언한다. 함수 안 선언이면 현재 stack frame, file scope와 static이면 image의 data/BSS에 놓인다. 이 값이 struct state / state backend buckets를 직접 소유하는지 pointer만 빌리는지, 부트 CPU의 동기 실행 문맥를 벗어난 뒤에도 참조되는지 다음 대입과 callback 등록까지 따라간다.

51(빈 줄)

struct state_backend_storage *storage;까지의 동작과 if (!state->dirty)에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 redundant buckets 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

52if (!state->dirty)

!state->dirty를 검사해 진행 여부를 가른다. 거짓 경로와 참 경로 중 어느 쪽이 '새 state가 완전히 기록·검증되기 전에는 이전 유효 copy를 폐기하지 않아야 한다' 조건을 보존하는지 다음 return 또는 goto까지 따라간다.

53return 0;

0를 호출자에게 반환한다. caller가 이 값을 검사한 뒤 부분 초기화된 struct state / state backend buckets를 정리하거나 다음 단계로 진행하는지 확인한다.

54(빈 줄)

return 0;까지의 동작과 ret = state->format->pack(state->format, state, &buf, &len);에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 redundant buckets 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

55ret = state->format->pack(state->format, state, &buf, &len);

ret에 state->format->pack(state->format, state, &buf, &len)를 = 연산으로 반영해 현재 scope의 계산 결과를 저장한다. 바로 다음 if (ret) {가 이 값을 다시 읽으므로 그 전까지 완성된 값이어야 한다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.

56if (ret) {

ret를 검사해 진행 여부를 가른다. 거짓 경로와 참 경로 중 어느 쪽이 '새 state가 완전히 기록·검증되기 전에는 이전 유효 copy를 폐기하지 않아야 한다' 조건을 보존하는지 다음 return 또는 goto까지 따라간다.

57dev_err(&state->dev, "Failed to pack state with backend format %s, %d\n",

dev_err(인자 없음)를 호출한다. 반환 결과는 현재 줄 또는 다음 state->format->name, ret);에서 검사되는 흐름이다. pointer 인자는 struct state / state backend buckets의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 redundant buckets 항목과 대조한다.

58state->format->name, ret);

원본 58번 줄의 state->format->name, ret);는 앞의 dev_err(&state->dev, "Failed to pack state with backend format %s, %d\n", 결과를 받아 다음 return ret;로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 '새 state가 완전히 기록·검증되기 전에는 이전 유효 copy를 폐기하지 않아야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.

59return ret;

ret를 호출자에게 반환한다. caller가 이 값을 검사한 뒤 부분 초기화된 struct state / state backend buckets를 정리하거나 다음 단계로 진행하는지 확인한다.

60}

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

61(빈 줄)

}까지의 동작과 storage = &state->storage;에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 redundant buckets 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

62storage = &state->storage;

storage에 &state->storage를 = 연산으로 반영해 현재 scope의 계산 결과를 저장한다. 주소·크기 값이면 단위와 정렬, 덧셈 overflow를 함께 검산한다. 이후 persistent copy 단계가 이 값을 처음 소비하는 지점을 찾는다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.

63if (state->keep_prev_content) {

state->keep_prev_content를 검사해 진행 여부를 가른다. 거짓 경로와 참 경로 중 어느 쪽이 '새 state가 완전히 기록·검증되기 전에는 이전 유효 copy를 폐기하지 않아야 한다' 조건을 보존하는지 다음 return 또는 goto까지 따라간다.

64bool has_content = 0;

bool has_content = 0를 선언한다. 함수 안 선언이면 현재 stack frame, file scope와 static이면 image의 data/BSS에 놓인다. 이 값이 struct state / state backend buckets를 직접 소유하는지 pointer만 빌리는지, 부트 CPU의 동기 실행 문맥를 벗어난 뒤에도 참조되는지 다음 대입과 callback 등록까지 따라간다.

65list_for_each_entry(bucket, &storage->buckets, bucket_list)

'list_for_each_entry(bucket, &storage->buckets, bucket_list)'가 목록이나 후보를 순회한다. 반복 중 struct state / state backend buckets를 제거·추가하는 호출이 있는지와 loop 종료 뒤 iterator가 유효한지 확인한다.

66has_content |= bucket->wrong_magic;

has_content에 bucket->wrong_magic를 |= 연산으로 반영해 현재 scope의 계산 결과를 저장한다. 바로 다음 if (has_content) {가 이 값을 다시 읽으므로 그 전까지 완성된 값이어야 한다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.

67if (has_content) {

has_content를 검사해 진행 여부를 가른다. 거짓 경로와 참 경로 중 어느 쪽이 '새 state가 완전히 기록·검증되기 전에는 이전 유효 copy를 폐기하지 않아야 한다' 조건을 보존하는지 다음 return 또는 goto까지 따라간다.

68dev_err(&state->dev, "Found foreign content on backend, won't overwrite.\n");

dev_err(&state->dev, "Found foreign content on backend, won't overwrite.\n")를 호출한다. 반환 결과는 현재 줄 또는 다음 ret = -EPERM;에서 검사되는 흐름이다. pointer 인자는 struct state / state backend buckets의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 redundant buckets 항목과 대조한다.

69ret = -EPERM;

ret에 -EPERM를 = 연산으로 반영해 현재 scope의 계산 결과를 저장한다. 이후 persistent copy 단계가 이 값을 처음 소비하는 지점을 찾는다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.

70goto out;

'goto out;'로 직선 경로를 벗어난다. 이동 대상에서 struct state / state backend buckets에 걸린 lock, allocation, list 등록을 어디까지 되돌리는지 이어서 확인한다.

71}

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

72}

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

73(빈 줄)

}까지의 동작과 ret = state_storage_write(storage, buf, len);에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 redundant buckets 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

74ret = state_storage_write(storage, buf, len);

ret에 state_storage_write(storage, buf, len)를 = 연산으로 반영해 현재 scope의 계산 결과를 저장한다. 바로 다음 if (ret) {가 이 값을 다시 읽으므로 그 전까지 완성된 값이어야 한다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.

75if (ret) {

76dev_err(&state->dev, "Failed to write packed state, %d\n", ret);

dev_err(&state->dev, "Failed to write packed state, %d\n", ret)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 struct state / state backend buckets의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 redundant buckets 항목과 대조한다.

77goto out;

'goto out;'로 직선 경로를 벗어난다. 이동 대상에서 struct state / state backend buckets에 걸린 lock, allocation, list 등록을 어디까지 되돌리는지 이어서 확인한다.

78}

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

79(빈 줄)

}까지의 동작과 state->dirty = 0;에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 redundant buckets 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

80state->dirty = 0;

state->dirty에 0를 = 연산으로 반영해 struct state / state backend buckets와 연결된 field를 갱신한다. 이후 persistent copy 단계가 이 값을 처음 소비하는 지점을 찾는다. 실패 경로가 이 field를 이전 값으로 되돌리거나 객체 전체를 폐기하는지도 확인한다.

81(빈 줄)

state->dirty = 0;까지의 동작과 out:에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 redundant buckets 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

82out:

'out' label이다. 이곳을 참조하는 branch를 역검색하고 각 진입 경로의 register, stack, lock 조건이 같은지 확인한다.

83free(buf);

free(buf)를 호출한다. 반환 결과는 현재 줄 또는 다음 return ret;에서 검사되는 흐름이다. pointer 인자는 struct state / state backend buckets의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 redundant buckets 항목과 대조한다.

84return ret;

ret를 호출자에게 반환한다. caller가 이 값을 검사한 뒤 부분 초기화된 struct state / state backend buckets를 정리하거나 다음 단계로 진행하는지 확인한다.

85}

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

86(빈 줄)

}까지의 동작과 /**에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 redundant buckets 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

87/**

원본 주석이 'block boundary'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

88* state_do_load - Loads a state from the backend

원본 주석이 'state_do_load - Loads a state from the backend'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

89* @param state The state that should be updated to contain the loaded data

원본 주석이 '@param state The state that should be updated to contain the loaded data'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

90* @return 0 on success, -errno on failure. If no state is loaded the previous

원본 주석이 '@return 0 on success, -errno on failure. If no state is loaded the previous'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

91* values remain in the state.

원본 주석이 'values remain in the state.'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

92*

원본 주석이 'block boundary'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

93* This function uses the registered storage backend to read data. All data that

원본 주석이 'This function uses the registered storage backend to read data. All data that'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

94* we read is checked for integrity by the formatter. After that we unpack the

원본 주석이 'we read is checked for integrity by the formatter. After that we unpack the'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

95* data into our state.

원본 주석이 'data into our state.'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

96*/

원본 주석이 'block boundary'라고 기록한 줄이다. 바로 아래 구현이 이 전제와 같은 순서·단위를 사용하는지 대조한다.

97static int state_do_load(struct state *state, enum state_flags flags)

state_do_load 함수 정의가 시작된다. 입력은 struct state *state, enum state_flags flags이며, 부트 CPU의 동기 실행 문맥에서 호출된다는 전제로 반환 전까지의 상태 변화를 읽는다.

98{

99void *buf = NULL;

void *buf = NULL를 선언한다. 함수 안 선언이면 현재 stack frame, file scope와 static이면 image의 data/BSS에 놓인다. 이 값이 struct state / state backend buckets를 직접 소유하는지 pointer만 빌리는지, 부트 CPU의 동기 실행 문맥를 벗어난 뒤에도 참조되는지 다음 대입과 callback 등록까지 따라간다.

100ssize_t len;

원본 100번 줄의 ssize_t len;는 앞의 void *buf = NULL; 결과를 받아 다음 int ret;로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 '새 state가 완전히 기록·검증되기 전에는 이전 유효 copy를 폐기하지 않아야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.

101int ret;

102(빈 줄)

int ret;까지의 동작과 ret = state_storage_read(&state->storage, state->format,에서 시작하는 동작을 나누는 빈 줄이다. 앞 블록이 만든 redundant buckets 상태가 아래 블록의 입력으로 사용되는 경계다.

103ret = state_storage_read(&state->storage, state->format,

state_storage_read(인자 없음)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 struct state / state backend buckets의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 redundant buckets 항목과 대조한다.

104state->magic, &buf, &len, flags);

원본 104번 줄의 state->magic, &buf, &len, flags);는 앞의 ret = state_storage_read(&state->storage, state->format, 결과를 받아 다음 if (ret) {로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 '새 state가 완전히 기록·검증되기 전에는 이전 유효 copy를 폐기하지 않아야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.

105if (ret) {

106dev_err_state_init(&state->dev, ret, "format %s read failed\n",

dev_err_state_init(인자 없음)를 호출한다. 반환값을 직접 사용하지 않으므로 이 함수가 실패를 내부 처리하는지 확인해야 한다. pointer 인자는 struct state / state backend buckets의 소유권을 넘기는지 호출 동안만 빌리는지 구분하고, 호출 뒤 공개되는 상태를 redundant buckets 항목과 대조한다.

107state->format->name);

원본 107번 줄의 state->format->name);는 앞의 dev_err_state_init(&state->dev, ret, "format %s read failed\n", 결과를 받아 다음 goto out;로 넘기는 중간 연산이다. 이 줄이 바꾸는 register·field·list link를 찾고, 변경 뒤에도 '새 state가 완전히 기록·검증되기 전에는 이전 유효 copy를 폐기하지 않아야 한다' 조건이 유지되는지 확인한다.

108goto out;

'goto out;'로 직선 경로를 벗어난다. 이동 대상에서 struct state / state backend buckets에 걸린 lock, allocation, list 등록을 어디까지 되돌리는지 이어서 확인한다.

DETAILS

내부 동작을 더 깊게 읽기

진입 조건을 먼저 고정한다

DT state node에서 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.

environment와 제품 상태를 구분한다. attempts, priority 같은 값의 type/width와 redundant/circular backend가 전원 차단을 견디는 방식을 본다.

중심 객체의 생성과 공개를 나눈다

이 글의 중심 객체는 struct state / state backend buckets다. 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.

새 state가 완전히 기록·검증되기 전에는 이전 유효 copy를 폐기하지 않아야 한다.

성공 flag와 실제 완료 시점을 맞춘다

state variables → pack format → storage buckets 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 persistent copy에서 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

state variable은 DT가 정의한 type 계약을 가진다

name, type, width, enum과 default가 DT node에서 객체로 만들어지고 backend byte layout과 연결된다. signedness와 endian, field offset을 바꾸면 기존 persistent data와 호환되지 않을 수 있다.

DT schema 변경 시 version과 migration 정책을 둔다.

bucket 선택은 generation과 validity를 함께 본다

redundant/circular backend는 여러 copy의 magic, CRC와 generation을 비교해 최신 valid state를 고른다. counter wrap과 일부 header만 기록된 power-cut copy가 이전 valid copy를 이기지 않아야 한다.

각 write phase에 reset을 주입해 selection 결과를 표로 만든다.

runtime 변경과 durable commit을 구분한다

command로 variable을 바꿔도 state_save()가 성공하기 전에는 RAM 값일 뿐이다. attempts 감소처럼 boot 정책에 쓰는 값은 handoff 전에 storage flush까지 끝나야 한다.

save 실패가 caller에 전달되고 이전 copy를 valid 상태로 남기는지 확인한다.

OBJECT LIFETIME

객체와 수명

대상	만들어지는 시점	유효 범위	확인할 조건
`struct state / state backend buckets`	state variables	persistent copy 또는 오류 정리 완료까지	새 state가 완전히 기록·검증되기 전에는 이전 유효 copy를 폐기하지 않아야 한다.
입력 buffer / metadata	DT state node	parse와 검증이 끝날 때까지	길이, 정렬, 소유권, 변조 가능성
등록된 list / descriptor	pack format	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	DT type 불일치	값 truncation	state variables
02	bucket 선택 오류	오래된 generation load	pack format
03	write 중 reset	valid marker 손상	storage buckets

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 <board>_defconfig && make V=1`	Kconfig, linker section과 최종 barebox image 생성 명령을 보관한다.
02	symbol과 section	`${CROSS_COMPILE}nm -n barebox \| grep 'int state_save'`	initcall, command, driver descriptor가 image에 남았는지 확인한다.
03	주소와 resource	`iomem`	image, malloc, stack, device resource와 reserved 영역의 겹침을 확인한다.
04	device 상태	`devinfo; drvinfo; of_dump`	DT node 생성, device 등록, driver probe를 서로 구분한다.
05	boot 정책	`boot -d -v; state -d`	entry 탐색 결과와 persistent state가 실제 선택에 미친 영향을 확인한다.

LAB

직접 확인할 실험

01
state -d로 variable과 backend 확인
state variables 진입 전후에 state object의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. 결과는 정상 부팅 여부로 끝내지 말고 새 state가 완전히 기록·검증되기 전에는 이전 유효 copy를 폐기하지 않아야 한다. 조건이 처음 깨지는 줄을 기록한다.
02
저장 중 reset 주입 후 이전/새 copy 선택 확인
pack format 진입 전후에 typed variables의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. 결과는 정상 부팅 여부로 끝내지 말고 새 state가 완전히 기록·검증되기 전에는 이전 유효 copy를 폐기하지 않아야 한다. 조건이 처음 깨지는 줄을 기록한다.
03
DT default와 저장값 우선순위 비교
storage buckets 진입 전후에 backend format의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. 결과는 정상 부팅 여부로 끝내지 말고 새 state가 완전히 기록·검증되기 전에는 이전 유효 copy를 폐기하지 않아야 한다. 조건이 처음 깨지는 줄을 기록한다.

PRIMARY REFERENCES

원문과 다음 글

common/state/state.cv2026.06.1 원본 파일 Barebox source tree기준 commit 314c679eea2d