Fatti: A. Il cittadino portoghese A._ è nato in Svizzera nel... ed è stato posto a beneficio di un permesso di domicilio. Durante il suo soggiorno nel nostro Paese, ha occupato le autorità amministrative e penali a più riprese, subendo ammonimenti e condanne. In parallelo a quelle inflittegli in Svizzera, ha a carico una condanna anche nel proprio Paese d'origine. B. Richiamandosi a ragioni di ordine pubblico, con decisione del 21 novembre 2017 la Sezione della popolazione del Dipartimento delle istituzioni del Cantone Ticino ha revocato a A._ il permesso di soggiorno di cui disponeva, assegnandogli un termine per lasciare il territorio elvetico. Chiamato ad esprimersi, il Consiglio di Stato ticinese ha confermato la decisione di revoca per motivi di ordine pubblico (26 settembre 2018). Con sentenza del 29 gennaio 2020, il Tribunale cantonale amministrativo non ha invece esaminato l'aspetto della revoca, poiché ha constatato che, dopo l'inoltro del ricorso del 31 ottobre 2018 contro la decisione governativa, il permesso in questione era decaduto, a causa di un'assenza all'estero di oltre sei mesi (estradizione verso il Portogallo avvenuta il 12 dicembre 2018; fine dell'espiazione della pena prevista per il 28 giugno 2020). C. Con ricorso in materia di diritto pubblico del 3 marzo 2020, A._ domanda al Tribunale federale che il giudizio della Corte cantonale sia annullato e l'incarto rinviato alla stessa, affinché si esprima sul ricorso del 28 (recte: 31) ottobre 2018, con il quale veniva chiesto di confermare la validità del permesso di soggiorno. In corso di procedura, il Tribunale amministrativo ticinese si è riconfermato nella propria sentenza. Ad essa ha rinviato anche la Sezione della popolazione. Il Consiglio di Stato si è invece rimesso al giudizio del Tribunale federale.