register_device와 device tree 객체

QUESTION

register_device와 device tree 객체 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 220-308줄을 그대로 가져온 것이다. 설명을 위해 실제 코드를 가짜 의사 코드로 바꾸지 않았다.

220		device_detect(dev);
221}
222
223static int match(struct driver *drv, struct device *dev)
224{
225	int ret;
226
227	if (dev->driver)
228		return -1;
229
230	dev->driver = drv;
231
232	if (!driver_match_device(drv, dev))
233		goto err_out;
234	ret = device_probe(dev);
235	if (ret)
236		goto err_out;
237
238	return 0;
239err_out:
240	dev->driver = NULL;
241	return -1;
242}
243
244int register_device(struct device *new_device)
245{
246	struct driver *drv;
247
248	if (new_device->id == DEVICE_ID_DYNAMIC) {
249		new_device->id = get_free_deviceid(new_device->name);
250	} else {
251		if (get_device_by_name_id(new_device->name, new_device->id)) {
252			pr_err("register_device: already registered %s\n",
253				dev_name(new_device));
254			return -EINVAL;
255		}
256	}
257
258	if (new_device->id != DEVICE_ID_SINGLE)
259		new_device->unique_name = basprintf(FORMAT_DRIVER_NAME_ID,
260						    new_device->name,
261						    new_device->id);
262
263	debug ("register_device: %s\n", dev_name(new_device));
264
265	list_add_tail(&new_device->list, &device_list);
266	INIT_LIST_HEAD(&new_device->children);
267	INIT_LIST_HEAD(&new_device->cdevs);
268	INIT_LIST_HEAD(&new_device->active);
269	INIT_LIST_HEAD(&new_device->bus_list);
270	INIT_LIST_HEAD(&new_device->class_list);
271
272	bobject_init(&new_device->bobject);
273
274	of_pinctrl_register_consumer(new_device, new_device->device_node);
275
276	if (new_device->bus) {
277		if (!new_device->parent)
278			new_device->parent = &new_device->bus->dev;
279
280		list_add_tail(&new_device->bus_list, &new_device->bus->device_list);
281
282		bus_for_each_driver(new_device->bus, drv) {
283			if (!match(drv, new_device))
284				break;
285		}
286	}
287
288	if (new_device->parent)
289		list_add_tail(&new_device->sibling, &new_device->parent->children);
290
291	return 0;
292}
293EXPORT_SYMBOL(register_device);
294
295int unregister_device(struct device *old_dev)
296{
297	struct device_alias *alias, *at;
298	struct cdev *cdev, *ct;
299	struct device *child, *dt;
300	struct device_node *np;
301
302	dev_dbg(old_dev, "unregister\n");
303
304	bobject_del(&old_dev->bobject);
305
306	of_pinctrl_unregister_consumer(old_dev);
307
308	if (old_dev->driver)

READING CONTRACT

발췌 범위와 읽기 기준

원문 220-308줄에는 앞뒤 문맥이 포함됩니다. 기준 구문 int register_device(struct device *new_device)은 L244에 있습니다. 발췌 첫 줄을 함수 정의의 시작으로 해석하지 않습니다.

등록과 probe를 분리한다. device list에 공개되는 시점과 driver match가 시작되는 시점 사이에 필요한 필드가 모두 채워졌는지 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.

285		}
286	}
287
288	if (new_device->parent)
289		list_add_tail(&new_device->sibling, &new_device->parent->children);
290
291	return 0;
292}
293EXPORT_SYMBOL(register_device);
294
295int unregister_device(struct device *old_dev)
296{
297	struct device_alias *alias, *at;
298	struct cdev *cdev, *ct;
299	struct device *child, *dt;
300	struct device_node *np;
301
302	dev_dbg(old_dev, "unregister\n");
303
304	bobject_del(&old_dev->bobject);
305
306	of_pinctrl_unregister_consumer(old_dev);
307
308	if (old_dev->driver)
309		device_remove(old_dev);
310
311	list_for_each_entry_safe(alias, at, &device_alias_list, list) {
312		if(alias->dev == old_dev)
313			list_del(&alias->list);
314	}
315
316	list_for_each_entry_safe(child, dt, &old_dev->children, sibling) {
317		dev_dbg(old_dev, "unregister child %s\n", dev_name(child));
318		unregister_device(child);
319	}
320
321	list_for_each_entry_safe(cdev, ct, &old_dev->cdevs, devices_list) {
322		if (cdev_is_partition(cdev)) {
323			dev_dbg(old_dev, "unregister part %s\n", cdev->name);
324			cdevfs_del_partition(cdev);
325		}
326	}
327
328	list_del(&old_dev->list);
329	list_del(&old_dev->bus_list);
330	list_del(&old_dev->class_list);
331	list_del(&old_dev->active);
332
333	/* remove device from parents child list */
334	if (old_dev->parent)
335		list_del(&old_dev->sibling);
336
337	np = dev_of_node(old_dev);
338	if (np && np->dev == old_dev)
339		np->dev = NULL;
340
341	free_device_res(old_dev);
342
343	return 0;
344}
345EXPORT_SYMBOL(unregister_device);
346
347/**
348 * free_device_res - free dynamically allocated device members
349 * @dev: The device
350 *
351 * This frees dynamically allocated resources allocated during device
352 * lifetime, but not the device itself.
353 */
354void free_device_res(struct device *dev)
355{
356	devinfo_del(dev, NULL);
357	free(dev->unique_name);
358	dev->unique_name = NULL;
359	free(dev->deferred_probe_reason);
360	dev->deferred_probe_reason = NULL;
361}
362EXPORT_SYMBOL(free_device_res);
363
364/**
365 * free_device - free a device
366 * @dev: The device
367 *

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
   devinfo 목록을 등록 전후 비교

   allocate device 진입 전후에 device object의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

2. 02
   중복 이름을 주입해 오류 반환 확인

   register_device 진입 전후에 parent-child tree의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

3. 03
   device object 주소와 owner lifetime 기록

   bus list 진입 전후에 bus membership의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.

PRIMARY REFERENCES

원문과 다음 글