QUESTION
device_bind와 장치 객체 생성 단계에서 실제로 바뀌는 상태는 무엇인가?
bind는 레지스터를 만지는 probe가 아니다. 이름, driver, node, parent, uclass와 자동 할당 데이터가 만들어지는 범위를 정확히 구분한다.
목록에 공개되는 udevice는 parent, driver와 uclass 연결이 모두 일관된 상태여야 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
struct udevice를 중심에 놓고 왼쪽의 입력이 어떤 검사를 거쳐 오른쪽 결과로 공개되는지 표시했다. 실제 디버깅에서는 각 블록의 주소와 크기를 로그에 대입한다.
CALL PATH
실행 흐름
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
각 단계의 입력과 처리 후 바뀌는 상태를 정리한 표다. 사용 중인 소스 버전에서 다른 필드를 변경한다면 그에 맞춰 표도 수정한다.
| # | 단계 | 진입 시 신뢰할 상태 | 성공 뒤 남아야 할 상태 | 다음 소비자 |
|---|---|---|---|---|
| 01 | DT node | relocation 후 driver-model 관리 문맥 | driver metadata | driver match |
| 02 | driver match | DT node 완료 상태 | udevice allocation | device_bind |
| 03 | device_bind | driver match 완료 상태 | parent relation | uclass link |
| 04 | uclass link | device_bind 완료 상태 | uclass membership | child list |
| 05 | child list | uclass link 완료 상태 | uclass membership | 이 단계의 처리 결과를 사용하는 코드 |
분석 범위의 전제와 비교해, 다음 단계에 잘못된 입력을 넘긴 부분부터 조사한다.
UPSTREAM SOURCE
원본 코드
아래 코드는 U-Boot v2026.07의 drivers/core/device.c에서 225-313줄을 그대로 가져온 것이다. 설명을 위해 실제 코드를 가짜 의사 코드로 바꾸지 않았다.
225fail_alloc2:
226 if (CONFIG_IS_ENABLED(DM_DEVICE_REMOVE)) {
227 if (dev_get_flags(dev) & DM_FLAG_ALLOC_PDATA) {
228 free(dev_get_plat(dev));
229 dev_set_plat(dev, NULL);
230 }
231 }
232fail_alloc1:
233 devres_release_all(dev);
234
235 free(dev);
236
237 return ret;
238}
239
240int device_bind_with_driver_data(struct udevice *parent,
241 const struct driver *drv, const char *name,
242 ulong driver_data, ofnode node,
243 struct udevice **devp)
244{
245 return device_bind_common(parent, drv, name, NULL, driver_data, node,
246 0, devp);
247}
248
249int device_bind(struct udevice *parent, const struct driver *drv,
250 const char *name, void *plat, ofnode node,
251 struct udevice **devp)
252{
253 return device_bind_common(parent, drv, name, plat, 0, node, 0,
254 devp);
255}
256
257int device_bind_by_name(struct udevice *parent, bool pre_reloc_only,
258 const struct driver_info *info, struct udevice **devp)
259{
260 struct driver *drv;
261 uint plat_size = 0;
262 int ret;
263
264 drv = lists_driver_lookup_name(info->name);
265 if (!drv)
266 return -ENOENT;
267 if (pre_reloc_only && !(drv->flags & DM_FLAG_PRE_RELOC))
268 return -EPERM;
269
270#if CONFIG_IS_ENABLED(OF_PLATDATA)
271 plat_size = info->plat_size;
272#endif
273 ret = device_bind_common(parent, drv, info->name, (void *)info->plat, 0,
274 ofnode_null(), plat_size, devp);
275 if (ret)
276 return ret;
277
278 return ret;
279}
280
281int device_reparent(struct udevice *dev, struct udevice *new_parent)
282{
283 struct udevice *pos, *n;
284
285 assert(dev);
286 assert(new_parent);
287
288 device_foreach_child_safe(pos, n, dev->parent) {
289 if (pos->driver != dev->driver)
290 continue;
291
292 list_del(&dev->sibling_node);
293 list_add_tail(&dev->sibling_node, &new_parent->child_head);
294 dev->parent = new_parent;
295
296 break;
297 }
298
299 return 0;
300}
301
302static void *alloc_priv(int size, uint flags)
303{
304 void *priv;
305
306 if (flags & DM_FLAG_ALLOC_PRIV_DMA) {
307 size = ROUND(size, ARCH_DMA_MINALIGN);
308 priv = memalign(ARCH_DMA_MINALIGN, size);
309 if (priv) {
310 memset(priv, '\0', size);
311
312 /*
313 * Ensure that the zero bytes are flushed to memory.
READING CONTRACT
발췌 범위와 읽기 기준
원문 225-313줄에는 앞뒤 문맥이 포함됩니다. 기준 구문 int device_bind(struct udevice *parent은 L249에 있습니다. 발췌 첫 줄을 함수 정의의 시작으로 해석하지 않습니다.
bind는 레지스터를 만지는 probe가 아니다. 이름, driver, node, parent, uclass와 자동 할당 데이터가 만들어지는 범위를 정확히 구분한다.
DETAILS
내부 동작을 더 깊게 읽기
진입 조건을 먼저 고정한다
DT node에서 들어온 실행은 relocation 후 driver-model 관리 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.
bind는 레지스터를 만지는 probe가 아니다. 이름, driver, node, parent, uclass와 자동 할당 데이터가 만들어지는 범위를 정확히 구분한다.
중심 객체의 생성과 공개를 나눈다
이 글의 중심 객체는 struct udevice다. 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 코드에서는 주소 계산 오류를 주의해야 한다. 원본과 목적지의 주소 범위, 헤더에 기록된 데이터 크기, 블록·페이지 단위를 표로 정리하고 각 구간의 끝 주소를 계산한다. 끝 주소가 start + size - 1처럼 마지막 바이트를 가리키는지, 구간 바로 다음 주소를 가리키는지는 API 규약에서 확인한다.
성공 flag와 실제 완료 시점을 맞춘다
driver match → device_bind → uclass link 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, 인터럽트 처리기, USB 완료 콜백, 셸 명령에서도 이 상태를 읽는다면 메모리 접근 순서와 잠금 범위를 함께 확인한다.
제어권을 넘기기 전에 확인할 조건을 정리한다
정상 경로는 child list에서 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.
호출한 함수로 돌아오는 경로라면 오류와 일부 처리만 완료된 상태를 구분하는지 확인한다. 이어서 다음 후보를 시도할지, 복구 절차를 실행할지 살펴본다.
IMPLEMENTATION NOTES
구현을 읽을 때 놓치기 쉬운 부분
bind는 객체를 만들지만 hardware를 켜지 않는다
device_bind()는 driver, parent, uclass, ofnode를 연결하고 platform data와 이름을 준비한다. MMIO access, clock enable, reset 해제는 일반적으로 probe의 책임이므로 bind 성공을 장치 사용 가능 상태로 해석하면 안 된다.
driver의 bind() callback은 child device를 추가할 수 있다. parent bind가 뒤에서 실패하면 이미 연결한 child와 uclass entry를 역순으로 해제하는 경로를 확인한다.
ofnode와 plat data의 소유권을 구분한다
flat tree offset은 FDT blob이 유지되는 동안만 의미가 있고 live tree node는 별도 객체 수명을 가진다. relocation이나 control FDT 교체 뒤에도 저장한 ofnode가 유효한지 abstraction이 보장하는 범위를 본다.
자동 할당된 plat_ 영역과 board가 넘긴 static data는 해제 책임이 다르다. bind 재시도와 unbind에서 double free가 생기지 않도록 allocation flag를 확인한다.
이름과 sequence는 외부 인터페이스가 된다
device name, alias sequence와 uclass index는 command, environment, bootstd가 장치를 찾는 기준으로 쓰일 수 있다. DT alias가 빠지거나 중복되면 probe는 성공해도 mmc 0 같은 사용자-visible 번호가 달라진다.
bind 로그에는 driver name뿐 아니라 parent path, ofnode path, requested/assigned sequence를 함께 남긴다. 이름 충돌 오류는 두 device의 생성 경로를 모두 추적한다.
OBJECT LIFETIME
객체와 수명
| 대상 | 만들어지는 시점 | 유효 범위 | 확인할 조건 |
|---|---|---|---|
struct udevice | driver match | child list 또는 오류 정리 완료까지 | 진입 전제와 상태 계약 |
| 입력 buffer / metadata | DT node | parse와 검증이 끝날 때까지 | 길이, 정렬, 소유권, 변조 가능성 |
| 등록된 list / descriptor | device_bind | 하위 시스템을 종료하거나 다음 이미지에 제어권을 넘길 때까지 | 중복 등록, 해제된 객체를 가리키는 포인터, 오류 후 자원 정리 |
| hardware 또는 persistent state | 실제 write/probe가 완료된 뒤 | reset 또는 명시적 해제·갱신까지 | 쓰기 완료, 시간 초과, 전원 차단, 이전 상태 복원 |
최종 부트로더 이미지 | link/image 생성 시점 | 다음 stage가 새 image로 교체할 때까지 | 적재 주소, 진입점, 섹션, 헤더의 일치 여부 |
FAILURE PATH
실패 지점과 증상
| # | 조건 | 관찰되는 증상 | 먼저 볼 단계 |
|---|---|---|---|
| 01 | bind 후 오류 정리 누락 | dangling list | driver match |
| 02 | 같은 node 중복 bind | 이름 충돌 | device_bind |
| 03 | platdata 크기 오류 | 인접 heap 손상 | uclass link |
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.
| # | 목적 | 명령 또는 계측 | 판정 기준 |
|---|---|---|---|
| 01 | 전처리 결과 | make <board>_defconfig && make V=1 | 선택된 CONFIG와 실제 compile/link 명령을 보관한다. |
| 02 | symbol과 section | ${CROSS_COMPILE}nm -n u-boot | grep 'int device_bind' | symbol 주소가 기대한 stage와 image에 들어갔는지 확인한다. |
| 03 | 어셈블리 대조 | ${CROSS_COMPILE}objdump -drS u-boot | C 한 줄이 실제 branch, relocation, memory access로 어떻게 바뀌었는지 본다. |
| 04 | 주소 배치 | bdinfo | relocaddr, malloc, FDT, stack과 DRAM bank 주소를 한 번에 기록한다. |
| 05 | runtime 관찰 | dm tree; dm uclass; printenv | driver model과 환경이 이 단계에서 실제로 공개되었는지 확인한다. |
LAB
직접 확인할 실험
- 01dm tree에서 bound-only 장치 확인
driver match진입 전후에 driver metadata의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. - 02bind 실패 지점마다 list 길이 비교
device_bind진입 전후에 udevice allocation의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다. - 03dev->flags의 bound/probed bit 기록
uclass link진입 전후에 parent relation의 주소·크기·반환값과 timestamp를 함께 남긴다.
PRIMARY REFERENCES