U-Boot Distro Boot — extlinux·boot.scr 표준화 분석

#한 줄 요약

보드마다 다른 bootcmd로는 같은 distribution image를 그대로 부팅할 수 없습니다. Distro Boot, extlinux.conf, boot.scr, 그리고 신규 bootflow는 부트 스크립트를 표준화해 image 한 장이 여러 보드를 부트하게 만드는 네 가지 답입니다.

Ch 13에서 본 환경 변수 bootcmd는 보드마다 손으로 짭니다. ARMv7 BeagleBone과 ARMv8 i.MX 8M Plus는 같은 Debian armhf/arm64 image를 부팅하더라도 부트 스크립트가 완전히 다릅니다. distribution을 만드는 쪽 입장에서는 image 한 장에 모든 보드의 부트 스크립트를 다 넣어 둘 수 없습니다. 그래서 부트로더와 image 사이의 계약이 표준화되어야 합니다.

이 글은 네 가지 표준화 경로를 비교합니다. U-Boot Distro Boot, extlinux.conf, boot.scr, 그리고 Ch 14의 bootflow/bootmeth. 어느 것이 어디서 살아 있고, 새 보드에는 무엇을 권하는지 정리합니다.

#부트 스크립트 표준화의 동기

문제는 Debian, Fedora, OpenSUSE 같은 distribution image가 어떻게 그대로 부트되는가입니다. PC에서는 GRUB이 image 안에 들어 있고, BIOS/UEFI가 GRUB을 찾아 점프합니다. ARM 임베디드에서는 그 자리가 비어 있었습니다.

전통적인 임베디드는 다음 흐름이었습니다.

1. 보드 메인테이너가 U-Boot에 보드별 bootcmd를 박는다.
2. 커널·DTB·rootfs를 보드별 위치에 둔다.
3. bootcmd가 그 위치를 읽어 부트한다.

distribution image를 만들려면 모든 보드의 부트 스크립트를 알아야 합니다. 비현실적입니다. 해결은 반대 방향입니다. distribution이 표준 형식의 파일을 image 안에 두고, U-Boot이 그 형식을 해석하기로 합니다.

표의 위쪽 셋이 환경 변수와 텍스트 파일로 표준화한 1세대이고, bootflow는 C 코드 추상화로 옮긴 2세대입니다.

#U-Boot Distro Boot — 자동 미디어 탐색

Distro Boot는 U-Boot 환경 변수에 작성된 표준 스크립트입니다. include/config_distro_bootcmd.h에 정의되어 있고, CONFIG_DISTRO_DEFAULTS=y로 켭니다.

핵심은 두 가지입니다.

• boot_targets — 부트 미디어 우선순위 목록.
• scan_dev_for_boot_part — 각 미디어의 파티션을 순회하며 extlinux.conf 또는 boot.scr를 찾는 매크로.

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=> printenv boot_targets
2
boot_targets=mmc0 mmc1 usb0 pxe dhcp
3

4
=> printenv bootcmd
5
bootcmd=run distro_bootcmd
6

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=> printenv bootcmd_mmc0
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bootcmd_mmc0=devnum=0; run mmc_boot
9

10
=> printenv scan_dev_for_boot_part
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scan_dev_for_boot_part=part list ${devtype} ${devnum} -bootable devplist;
12
                       env exists devplist || setenv devplist 1;
13
                       for distro_bootpart in ${devplist}; do
14
                           if fstype ${devtype} ${devnum}:${distro_bootpart} bootfstype;
15
                           then run scan_dev_for_boot;
16
                           fi;
17
                       done

수십 개의 환경 변수가 재귀적으로 호출되며 미디어를 훑습니다. 각 파티션에서 extlinux/extlinux.conf → boot.scr.uimg → boot.scr 순으로 시도하고, 첫 번째 성공이 이깁니다.

1
=> boot
2
switch to partitions #0, OK
3
mmc0(part 0) is current device
4
Scanning mmc 0:1...
5
Found /extlinux/extlinux.conf
6
Retrieving file: /extlinux/extlinux.conf
7
241 bytes read in 4 ms (58.6 KiB/s)
8
1:      Linux 6.6
9
Retrieving file: /boot/Image
10
33554432 bytes read in 1102 ms (29.0 MiB/s)
11
append: console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rw rootwait
12
Retrieving file: /boot/myboard.dtb
13
65536 bytes read in 8 ms (7.8 MiB/s)
14

15
Starting kernel ...

Distro Boot의 강점은 image 작성자 입장에서 단순하다는 점입니다. /boot/extlinux/extlinux.conf만 두면 됩니다. 약점은 환경 변수 스크립트 디버깅의 어려움입니다. 한 변수만 잘못 지우거나 덮어쓰면 부트가 죽고, 추적이 까다롭습니다.

#extlinux.conf — syslinux 호환

extlinux.conf는 PC syslinux와 호환되는 텍스트 포맷입니다. 임베디드와 PC가 같은 부트 설명을 쓸 수 있게 만든 결정이 핵심입니다.

1
timeout 30
2
default linux
3

4
label linux
5
    menu label Linux 6.6 (current)
6
    linux /boot/Image
7
    fdt /boot/myboard.dtb
8
    initrd /boot/initramfs.cpio
9
    append console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rw rootwait
10

11
label recovery
12
    menu label Recovery mode
13
    linux /boot/Image
14
    fdt /boot/myboard.dtb
15
    append console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p3 rw rootwait single

키워드는 다음과 같습니다.

경로는 파일 시스템 루트 기준입니다. /boot/Image는 파티션의 /boot/Image이지 절대 경로가 아닙니다. 보통 boot 파티션이 따로 있으면 /Image로 쓰고, rootfs와 같은 파티션이면 /boot/Image로 씁니다.

Debian, Fedora, OpenSUSE의 ARM image는 모두 extlinux.conf를 표준으로 씁니다. PC의 GRUB과 동일한 역할을 ARM에서 한다고 보면 됩니다.

#boot.scr — signed script

boot.scr는 컴파일된 U-Boot 스크립트입니다. 텍스트 파일이 아니라 mkimage로 묶은 binary입니다. legacy U-Boot image format을 쓰고, header에 magic·load addr·entry point·CRC가 들어갑니다.

1
# boot.cmd — 사람이 작성하는 소스
2
cat <<'EOF' > boot.cmd
3
setenv bootargs "console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rw rootwait"
4
load mmc 0:1 ${kernel_addr_r} /boot/Image
5
load mmc 0:1 ${fdt_addr_r}    /boot/myboard.dtb
6
load mmc 0:1 ${ramdisk_addr_r} /boot/initramfs.cpio
7
booti ${kernel_addr_r} ${ramdisk_addr_r}:${filesize} ${fdt_addr_r}
8
EOF
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10
# mkimage로 컴파일
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mkimage -A arm64 -T script -C none -d boot.cmd boot.scr

1
$ mkimage -l boot.scr
2
Image Name:
3
Created:      Tue May 19 09:00:00 2026
4
Image Type:   AArch64 U-Boot Script (uncompressed)
5
Data Size:    263 Bytes = 0.26 KiB
6
Load Address: 00000000
7
Entry Point:  00000000

Distro Boot는 파티션에서 boot.scr.uimg 또는 boot.scr를 찾으면 그 binary script를 source 명령으로 실행합니다.

1
=> load mmc 0:1 ${scriptaddr} /boot/boot.scr
2
=> source ${scriptaddr}
3
## Executing script at 4fc00000
4
33554432 bytes read in 1102 ms (29.0 MiB/s)
5
...
6
Starting kernel ...

boot.scr가 살아 있는 곳은 양산 firmware와 일부 보드 vendor의 default입니다. Yocto의 meta-ti·meta-fsl-arm 같은 BSP layer가 이미지를 만들 때 boot.scr를 같이 굽습니다. 이미지 작성자가 U-Boot 명령 시퀀스를 정확히 통제하고 싶을 때 씁니다.

extlinux.conf와의 차이는 유연성과 표준성의 trade-off입니다.

#bootflow · bootmeth (U-Boot 신규)

Ch 14에서 자세히 다룬 bootflow/bootmeth가 2세대 표준입니다. distro_bootcmd의 환경 변수 스크립트를 C 드라이버로 옮긴 모델입니다.

1
=> bootflow scan -l
2
Scanning for bootflows in all bootdevs
3
Seq  Method       State   Uclass    Part  Name                              Filename
4
---  -----------  ------  --------  ----  --------------------------------  -----------------------
5
  0  extlinux     ready   mmc          1  mmc@30b40000.bootdev.part_1       /extlinux/extlinux.conf
6
  1  efi          ready   mmc          1  mmc@30b40000.bootdev.part_1       efi/boot/bootaa64.efi
7
  2  script       ready   mmc          1  mmc@30b40000.bootdev.part_1       /boot.scr
8
  3  extlinux     ready   usb          1  usb_mass_storage.lun0.bootdev.part_1
9
  4  pxe          ready   ethernet  -     ethernet@30be0000.bootdev
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---  -----------  ------  --------  ----  --------------------------------  -----------------------
11
(5 bootflows, 5 valid)

같은 파일(extlinux.conf, boot.scr)을 해석하는 코드만 바뀝니다. distribution 입장에서는 동일한 image가 옛 Distro Boot 보드에서도, 새 bootflow 보드에서도 부팅됩니다. 표준화의 내부 구현이 깨끗해진 형태로 보면 됩니다.

신규 보드라면 CONFIG_BOOTSTD=y와 CONFIG_BOOTMETH_*를 켜고 bootcmd=bootflow scan -b만 두면 됩니다.

#Raspberry Pi config.txt — GPU가 먼저

Raspberry Pi는 완전히 다른 부트 흐름을 씁니다. ARM 코어가 아니라 VideoCore GPU가 먼저 부팅하고, GPU의 firmware가 SD 카드의 FAT32 파티션에서 config.txt를 읽습니다.

1
# CPU / 메모리
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arm_64bit=1
3
gpu_mem=128
4

5
# 커널 지정 — GPU firmware가 이걸 RAM에 적재해 ARM 코어에 넘김
6
kernel=u-boot.bin
7

8
# 또는 U-Boot 없이 직접 Linux로
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# kernel=Image
10
# initramfs initramfs.cpio.gz followkernel
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# device_tree=bcm2711-rpi-4-b.dtb
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13
# UART console
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enable_uart=1
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# overlay
17
dtoverlay=disable-bt
18
dtoverlay=vc4-kms-v3d

흐름은 다음과 같습니다.

1
[전원]
2
   │
3
   ▼
4
[VideoCore GPU 부트]
5
   - SoC ROM 안의 GPU firmware
6
   - bootcode.bin → start.elf 로딩
7
   │
8
   ▼
9
[GPU가 config.txt 읽음]
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   - kernel= 지시자 따라 파일 선택
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   - device_tree= dtb 적재
12
   - dtoverlay= overlay 머지
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   │
14
   ▼
15
[ARM 코어 reset deassert]
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   - kernel= 파일이 ARM 진입점
17
   │
18
   ▼
19
[U-Boot 또는 Linux 직접 실행]

kernel=u-boot.bin을 두면 U-Boot이 ARM에서 동작하고, 그 다음부터는 위의 Distro Boot/extlinux 흐름과 같습니다. kernel=Image로 두면 U-Boot 없이 GPU firmware가 직접 Linux로 점프합니다.

Raspberry Pi 보드에서 Debian image가 그대로 동작하는 비결은 image가 config.txt와 extlinux.conf(또는 GRUB EFI 이미지)를 함께 들고 있기 때문입니다.

#EFI Boot Manager — GRUB · systemd-boot로

ARM SystemReady IR 인증 보드는 PC와 동일한 EFI 부트 경로를 가져야 합니다. U-Boot이 EFI firmware로 동작하고, ESP(EFI System Partition)의 EFI/boot/bootaa64.efi를 부팅합니다. 그 파일이 GRUB 또는 systemd-boot입니다.

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=> efidebug boot dump
2
Boot0000:
3
  attributes: A-- (0x00000001)
4
  label: ubuntu
5
  file_path: HD(1,GPT,...)/File(\EFI\ubuntu\grubaa64.efi)
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7
=> efidebug boot order
8
BootOrder: 0000
9

10
=> bootefi bootmgr

EFI에서 GRUB이 동작하면 *GRUB의 grub.cfg*가 부트 메뉴를 그립니다. extlinux.conf와 겹치는 역할입니다. 같은 image에 둘 다 들어 있을 수 있습니다.

같은 SD 카드를 i.MX 8M Plus EVK에 꽂으면 extlinux로 부팅하고, ARM 노트북에 꽂으면 GRUB으로 부팅합니다. 표준 image가 양쪽을 다 만족하게 만들어 두기 때문입니다.

#어느 것을 언제 쓰는가

선택 기준은 누가 image를 만드는가와 얼마나 변경 빈도가 잦은가입니다.

신규 보드에는 bootflow와 extlinux.conf 조합을 권합니다. U-Boot 쪽은 bootflow C 코드, image 쪽은 표준 extlinux.conf. 양쪽이 깨끗해집니다.

#다중 부트 — A vs B 선택

같은 보드에서 커널 두 버전을 번갈아 부팅하는 경우는 흔합니다. 새 커널이 망가지면 옛 커널로 fallback하는 시나리오입니다.

#extlinux 라벨로

1
timeout 50
2
default linux-new
3

4
label linux-new
5
    menu label Linux 6.6 (new)
6
    linux /boot/Image
7
    fdt /boot/myboard.dtb
8
    append console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rw rootwait
9

10
label linux-old
11
    menu label Linux 6.1 (fallback)
12
    linux /boot/Image.old
13
    fdt /boot/myboard.dtb
14
    append console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rw rootwait

5초 안에 키를 누르면 메뉴가 나오고, 그렇지 않으면 default가 자동 부트합니다. 무인 시스템에서는 A/B 슬롯 + 부트 카운터(Ch 26: A/B 슬롯)로 자동화합니다.

#bootflow priority로

1
=> bootflow scan -l
2
Seq  Method       State   Uclass    Part  Name                       Filename
3
---  -----------  ------  --------  ----  -------------------------  -------------------------
4
  0  extlinux     ready   mmc          1  mmc@0.bootdev.part_1       /extlinux/extlinux.conf
5
  1  extlinux     ready   mmc          2  mmc@0.bootdev.part_2       /extlinux/extlinux.conf

두 파티션 모두에 extlinux.conf를 두면 첫 번째 시도가 실패할 때 두 번째로 자동 진행합니다. bootflow scan -b는 첫 valid만 부트하지만, 부트 카운터·watchdog와 결합하면 fallback 흐름이 됩니다.

#흔한 실수

• extlinux.conf 경로를 /extlinux/extlinux.conf로 두는데 boot 파티션이 따로 없습니다. rootfs와 같은 파티션이면 /boot/extlinux/extlinux.conf입니다. Distro Boot의 scan_dev_for_extlinux_conf가 두 경로를 모두 시도하지만, 커스텀 스크립트에서는 빠뜨립니다.
• FDT 경로를 보드와 다른 dtb로 적어 놓습니다. fdt /boot/myboard.dtb인데 실제 파일이 am335x-boneblack.dtb면 적재 실패. 커널은 시작도 못 합니다.
• append console=... 항목이 보드 UART와 안 맞습니다. i.MX는 console=ttymxc0, BeagleBone은 console=ttyO0, QEMU virt는 console=ttyAMA0. 잘못 적으면 부트는 되는데 콘솔만 안 보입니다. 가장 헷갈리는 실수입니다.
• boot.scr를 만들었는데 mkimage 헤더의 architecture가 틀립니다. ARMv8 보드인데 mkimage -A arm(ARMv7)으로 만들면 U-Boot이 거부합니다. -A arm64로 만드세요.
• config.txt의 kernel=u-boot.bin이 없는데 U-Boot이 동작하기를 기대합니다. Raspberry Pi에서 GPU firmware는 기본적으로 Linux를 직접 부팅합니다. U-Boot 경로를 쓰려면 kernel=u-boot.bin을 명시해야 합니다.
• EFI 경로(EFI/boot/bootaa64.efi)는 있는데 ESP에 GPT의 EF00 타입이 안 찍혀 있습니다. EFI bootmgr는 GPT partition type을 확인합니다. gdisk에서 t로 type을 EF00(EFI System)으로 바꾸세요.
• bootflow scan이 빈 결과를 줍니다. bootmeth list로 활성 bootmeth를 먼저 확인하세요. extlinux와 efi가 둘 다 꺼져 있으면 어떤 image도 후보가 못 됩니다.

#정리

• 부트 스크립트 표준화는 image 한 장이 여러 보드를 부트하게 만드는 일입니다.
• Distro Boot는 환경 변수 스크립트로 미디어를 자동 탐색합니다. boot_targets이 순회 순서를 정합니다.
• extlinux.conf는 syslinux 호환 텍스트 포맷입니다. Debian·Fedora·OpenSUSE의 ARM 표준입니다.
• boot.scr는 mkimage로 묶은 binary script입니다. 양산 firmware와 vendor BSP가 씁니다.
• bootflow/bootmeth는 U-Boot 2022.10+의 2세대 표준입니다. 환경 변수 스크립트를 C 드라이버로 옮겼습니다.
• Raspberry Pi는 GPU가 먼저 부트하고 config.txt로 진입을 결정합니다. ARM 코어는 그 뒤에 깨어납니다.
• EFI Boot Manager 경로는 SystemReady IR의 표준이고, GRUB·systemd-boot로 분기합니다.
• 신규 보드에는 bootflow + extlinux.conf 조합을 권합니다. 양쪽이 깨끗합니다.
• 다중 부트는 extlinux.conf 라벨 또는 bootflow priority로 표현합니다.
• 가장 흔한 실수는 console 파라미터와 FDT 파일명 두 가지입니다.

#다음 편

Ch 30: 부트로더 CI에서는 부트로더 변경을 자동으로 검증하는 파이프라인을 다룹니다. QEMU에서 boot smoke test, real board에서 hardware-in-the-loop, regression detection의 흐름을 봅니다.

#관련 항목

• Ch 13: 환경 변수와 bootcmd — Distro Boot의 토대
• Ch 14: bootflow / bootmeth — 2세대 표준
• Ch 18: EFI in U-Boot — EFI bootmgr 자세히
• Ch 19: 커널 인계 — booti/bootm의 동작
• Ch 26: A/B 슬롯 — 다중 부트의 자동화
• Buildroot Ch 8: 파일 시스템 이미지 — extlinux.conf가 들어가는 자리
• 원문 — U-Boot Standard Boot 문서
• 원문 — Syslinux extlinux.conf 사양