device_probe와 Linux식 driver binding

QUESTION

device_probe와 Linux식 driver binding 단계에서 실제로 바뀌는 상태는 무엇인가?

STRUCTURE

객체와 주소가 놓이는 구조

CALL PATH

실행 흐름

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.

분석 범위의 전제와 비교해, 다음 단계에 잘못된 입력을 넘긴 부분부터 조사한다.

VISUAL WALKTHROUGH

주소와 객체의 이동을 그림으로 읽기

아래 그림은 주소, 객체를 사용하는 기간, 제어권을 넘기는 시점을 중심으로 정리했다. 실제 주소와 크기는 사용 중인 보드의 bdinfo, 맵 파일과 링커 심벌로 확인한다.

UPSTREAM SOURCE

원본 코드

아래 코드는 Barebox v2026.06.1의 drivers/base/driver.c에서 97-185줄을 그대로 가져온 것이다. 설명을 위해 실제 코드를 가짜 의사 코드로 바꾸지 않았다.

97
98	free(str);
99
100	return dev;
101}
102
103int get_free_deviceid_from(const char *name_template, int id_from)
104{
105	while (1) {
106		if (!get_device_by_name_id(name_template, id_from))
107			return id_from;
108		id_from++;
109	};
110}
111
112static void dev_report_permanent_probe_deferral(struct device *dev)
113{
114	if (dev->deferred_probe_reason)
115		dev_err(dev, "probe permanently deferred (%s)\n",
116			dev->deferred_probe_reason);
117	else
118		dev_err(dev, "probe permanently deferred\n");
119}
120
121int device_probe(struct device *dev)
122{
123	static int depth = 0;
124	int ret;
125
126	ret = of_feature_controller_check(dev->of_node);
127	if (ret < 0)
128		return ret;
129	if (ret == FEATCTRL_GATED) {
130		dev_dbg(dev, "feature gated, skipping probe\n");
131		return -ENODEV;
132	}
133
134	depth++;
135
136	pr_report_probe("%*sprobe-> %s\n", depth * 4, "", dev_name(dev));
137
138	pinctrl_select_state_default(dev);
139	of_clk_set_defaults(dev->of_node, false);
140
141	list_add(&dev->active, &active_device_list);
142
143	if (dev->bus->probe)
144		ret = dev->bus->probe(dev);
145	else if (dev->driver->probe)
146		ret = dev->driver->probe(dev);
147	else
148		ret = 0;
149
150	depth--;
151
152	switch (ret) {
153	case 0:
154		return 0;
155	case -EPROBE_DEFER:
156		/*
157		 * -EPROBE_DEFER should never appear on a deep-probe machine so
158		 * inform the user immediately.
159		 */
160		if (deep_probe_is_supported()) {
161			dev_report_permanent_probe_deferral(dev);
162			break;
163		}
164
165		list_move(&dev->active, &deferred);
166
167		dev_dbg(dev, "probe deferred\n");
168		return -EPROBE_DEFER;
169	case -ENODEV:
170	case -ENXIO:
171		dev_dbg(dev, "probe failed: %pe\n", ERR_PTR(ret));
172		break;
173	default:
174		dev_err(dev, "probe failed: %pe\n", ERR_PTR(ret));
175		break;
176	}
177
178	list_del_init(&dev->active);
179
180	return ret;
181}
182
183int device_detect(struct device *dev)
184{
185	if (!dev->detect)

READING CONTRACT

발췌 범위와 읽기 기준

원문 97-185줄에는 앞뒤 문맥이 포함됩니다. 기준 구문 int device_probe(struct device *dev)은 L121에 있습니다. 발췌 첫 줄을 함수 정의의 시작으로 해석하지 않습니다.

driver core의 모양은 Linux와 닮았지만 bootloader의 재시도 정책과 command-driven probe를 별도로 확인한다. probe 중 생성되는 child device도 본다.

RELATED SOURCE

함께 읽어야 하는 원본 코드

첫 코드 조각만으로 동작이 완성되지 않는 경우 호출 매크로, 객체 정의와 실제 실행 목록을 같은 페이지에 묶었다. 각 조각은 같은 기준 commit에서 가져왔다.

375}
376EXPORT_SYMBOL(free_device);
377
378/*
379 * Loop over list of deferred devices as long as at least one
380 * device is successfully probed. Devices that again request
381 * deferral are re-added to deferred list in device_probe().
382 * For devices finally left in deferred list -EPROBE_DEFER
383 * becomes a fatal error.
384 */
385static int device_probe_deferred(void)
386{
387	struct device *dev, *tmp;
388	struct driver *drv;
389	bool success;
390
391	do {
392		success = false;
393
394		if (list_empty(&deferred))
395			return 0;
396
397		list_for_each_entry_safe(dev, tmp, &deferred, active) {
398			list_del(&dev->active);
399			INIT_LIST_HEAD(&dev->active);
400
401			dev_dbg(dev, "re-probe device\n");
402			bus_for_each_driver(dev->bus, drv) {
403				if (match(drv, dev))
404					continue;
405				success = true;
406				break;
407			}
408		}
409	} while (success);
410
411	list_for_each_entry(dev, &deferred, active)
412		dev_report_permanent_probe_deferral(dev);
413
414	return 0;
415}
416late_initcall(device_probe_deferred);
417
418struct driver *get_driver_by_name(const char *name)
419{
420	struct driver *drv;
421
422	for_each_driver(drv) {
423		if(!strcmp(name, drv->name))
424			return drv;
425	}
426
427	return NULL;
428}
429
430int register_driver(struct driver *drv)
431{
432	struct device *dev = NULL;
433
434	if (!drv->name)
435		return -EINVAL;
436
437	debug("register_driver: %s\n", drv->name);
438
439	BUG_ON(!drv->bus);
440
441	list_add_tail(&drv->list, &driver_list);
442	list_add_tail(&drv->bus_list, &drv->bus->driver_list);
443
444	bus_for_each_device(drv->bus, dev)
445		match(drv, dev);
446
447	return 0;
448}
449EXPORT_SYMBOL(register_driver);
450
451void unregister_driver(struct driver *drv)
452{
453	struct device *dev;
454
455	list_del(&drv->list);

DETAILS

내부 동작을 더 깊게 읽기

IMPLEMENTATION NOTES

구현을 읽을 때 놓치기 쉬운 부분

OBJECT LIFETIME

객체와 수명

FAILURE PATH

실패 지점과 증상

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.

LAB

직접 확인할 실험

1. 01
   devinfo와 drvinfo로 bind/probe 상태 대조

   bus match 진입 전후에 device의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

2. 02
   clock provider를 늦춰 defer 경로 확인

   dependency prepare 진입 전후에 driver의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

3. 03
   probe 재시도 전후 private pointer 비교

   driver probe 진입 전후에 bus의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

PRIMARY REFERENCES

원문과 다음 글