BSP Development · 12/21

BSP 드라이버 추가 — 보드별 Peripheral 통합 흐름

2026년 5월 18일 · Hawk · 5분 읽기

#한 줄 요약

BSP의 드라이버 작업 80%는 새 드라이버를 쓰는 게 아니라 DT에 노드를 추가하는 일입니다. 기존 mainline 드라이버는 이미 충분히 풍부하므로, 보드별 peripheral을 통합할 때는 먼저 어떤 드라이버가 이 칩을 이미 지원하는지 찾는 것이 첫걸음입니다.

새 보드에 EEPROM, ADC, 가속도계, RTC를 붙였다고 가정합시다. 이때 BSP 엔지니어가 새 C 코드를 짤 일은 거의 없습니다. Linux는 이미 수천 개의 디바이스 드라이버를 갖고 있고, 대부분의 표준 chip(24c256 EEPROM, ads1015 ADC, mpu6050 IMU 등)은 그대로 동작합니다. 적절한 DT 노드만 작성하면 됩니다. 이 글은 그 흐름을 정리합니다.

#첫 번째 질문 — 드라이버가 이미 있는가?

1
# 칩 이름으로 검색
2
$ grep -r "24c256" drivers/
3
drivers/misc/eeprom/at24.c:    { "24c256", (kernel_ulong_t)&at24_data_24c256 },
4

5
$ ls drivers/iio/adc/ti-ads*.c
6
drivers/iio/adc/ti-ads1015.c
7
drivers/iio/adc/ti-ads124s08.c
8
drivers/iio/adc/ti-ads7950.c
9

10
# Documentation/devicetree/bindings/ 에서 binding 확인
11
$ find Documentation/devicetree/bindings -name "*ads1015*"
12
Documentation/devicetree/bindings/iio/adc/ti,ads1015.yaml

거의 모든 흔한 chip은 이미 드라이버가 있습니다. 없는 것이 오히려 예외입니다.

binding 문서는 DT 노드를 어떻게 써야 하는지의 정답입니다. 새 노드를 작성하기 전에 반드시 읽어야 합니다.

#사례 1 — I2C EEPROM 추가

24c256 EEPROM을 I2C 버스에 추가합니다.

먼저 보드의 schematic을 확인합니다. EEPROM의 SDA/SCL이 어느 I2C 컨트롤러에 연결됐는지, 7-bit 주소(WP 핀 strap에 따라 결정)가 무엇인지 확인합니다.

1
EEPROM: AT24C256
2
Connected to: I2C1
3
Address: 0x50 (A2=A1=A0=0)
4
VCC: 3.3V
5
WP: tied low (write enabled)

DT 노드는 다음과 같습니다.

1
&i2c1 {
2
    clock-frequency = <100000>;
3
    status = "okay";
4

5
    eeprom@50 {
6
        compatible = "atmel,24c256";
7
        reg = <0x50>;
8
        pagesize = <64>;
9
    };
10
};

부팅 후 확인:

1
$ ls /sys/bus/i2c/devices/
2
0-0050  1-0048  ...
3

4
$ cat /sys/bus/i2c/devices/0-0050/eeprom | hexdump -C
5
00000000  00 ff ff ff ff ff ff ff  ff ff ff ff ff ff ff ff  |................|

새 C 코드 한 줄도 안 쓰고 EEPROM이 동작합니다. 이것이 device tree의 가치입니다.

#사례 2 — I2C ADC 추가 (IIO subsystem)

TI ADS1015 4채널 ADC를 I2C에 붙입니다.

1
&i2c1 {
2
    adc@48 {
3
        compatible = "ti,ads1015";
4
        reg = <0x48>;
5
        #address-cells = <1>;
6
        #size-cells = <0>;
7

8
        channel@0 {
9
            reg = <0>;        /* AIN0 */
10
            ti,gain = <2>;    /* PGA = ±2.048V */
11
            ti,datarate = <4>; /* 1600 SPS */
12
        };
13

14
        channel@1 {
15
            reg = <1>;        /* AIN1 */
16
            ti,gain = <2>;
17
            ti,datarate = <4>;
18
        };
19
    };
20
};

부팅 후 IIO sysfs로 읽기:

1
$ ls /sys/bus/iio/devices/
2
iio:device0
3

4
$ cat /sys/bus/iio/devices/iio:device0/name
5
ads1015
6

7
$ cat /sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage0_raw
8
12345
9

10
$ cat /sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage0_scale
11
0.062500

raw × scale = mV 변환은 사용자 공간에서 처리합니다.

#사례 3 — pinctrl과 GPIO

새 peripheral을 추가할 때 핀이 다른 기능과 충돌하지 않는지가 중요합니다. SoC 핀은 보통 여러 기능을 다중화하며, pinctrl이 이를 관리합니다.

1
&iomuxc {
2
    pinctrl_i2c1: i2c1grp {
3
        fsl,pins = <
4
            MX8MM_IOMUXC_I2C1_SCL_I2C1_SCL  0x400001c3
5
            MX8MM_IOMUXC_I2C1_SDA_I2C1_SDA  0x400001c3
6
        >;
7
    };
8

9
    pinctrl_gpio_led: gpioledgrp {
10
        fsl,pins = <
11
            MX8MM_IOMUXC_NAND_CE0_B_GPIO3_IO1   0x19
12
        >;
13
    };
14
};
15

16
&i2c1 {
17
    pinctrl-names = "default";
18
    pinctrl-0 = <&pinctrl_i2c1>;
19
    /* ... */
20
};
21

22
leds {
23
    compatible = "gpio-leds";
24
    pinctrl-names = "default";
25
    pinctrl-0 = <&pinctrl_gpio_led>;
26

27
    status {
28
        label = "status";
29
        gpios = <&gpio3 1 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
30
        default-state = "off";
31
    };
32
};

pinctrl-single,pins는 generic binding이고 i.MX는 fsl,pins, Rockchip은 rockchip,pins처럼 vendor 고유 binding을 씁니다. SoC 패밀리별 매크로 헤더(imx8mm-pinfunc.h 등)를 include해야 합니다.

확인:

1
$ cat /sys/kernel/debug/pinctrl/30330000.pinctrl/pinmux-functions | head
2
$ cat /sys/kernel/debug/pinctrl/30330000.pinctrl/pinmux-pins | head

#사례 4 — regulator binding

전원 공급에 PMIC가 있다면 regulator framework로 도메인을 관리합니다. EEPROM에 3.3V를 공급하는 LDO를 모델링하고 디바이스 노드가 이를 참조하게 만듭니다.

1
&i2c2 {
2
    pmic@25 {
3
        compatible = "nxp,pca9450";
4
        reg = <0x25>;
5

6
        regulators {
7
            buck1_reg: BUCK1 {
8
                regulator-name = "BUCK1";
9
                regulator-min-microvolt = <600000>;
10
                regulator-max-microvolt = <2187500>;
11
                regulator-always-on;
12
            };
13

14
            ldo3_reg: LDO3 {
15
                regulator-name = "LDO3";
16
                regulator-min-microvolt = <3300000>;
17
                regulator-max-microvolt = <3300000>;
18
                regulator-always-on;
19
            };
20
        };
21
    };
22
};
23

24
&i2c1 {
25
    eeprom@50 {
26
        compatible = "atmel,24c256";
27
        reg = <0x50>;
28
        vcc-supply = <&ldo3_reg>;     /* 이 줄로 LDO3에 의존 */
29
    };
30
};

vcc-supply가 있으면 EEPROM probe 시 regulator를 enable하고, remove 시 disable합니다. runtime PM과 결합되면 전력 절감 효과가 큽니다.

확인:

1
$ cat /sys/kernel/debug/regulator/regulator_summary
2
 regulator                      use open bypass voltage current     min     max
3
---------------------------------------------------------------------------------
4
 LDO3                              1    1     0  3300mV     0mV  3300mV  3300mV
5
    eeprom@50                                  3300mV     0mV  3300mV  3300mV

#사례 5 — SPI flash 추가

NOR flash를 SPI에 붙입니다.

1
&spi1 {
2
    pinctrl-names = "default";
3
    pinctrl-0 = <&pinctrl_spi1>;
4
    cs-gpios = <&gpio5 9 GPIO_ACTIVE_LOW>;
5
    status = "okay";
6

7
    flash@0 {
8
        compatible = "jedec,spi-nor";
9
        reg = <0>;
10
        spi-max-frequency = <50000000>;
11
        spi-tx-bus-width = <1>;
12
        spi-rx-bus-width = <1>;
13

14
        partitions {
15
            compatible = "fixed-partitions";
16
            #address-cells = <1>;
17
            #size-cells = <1>;
18

19
            partition@0 {
20
                label = "u-boot-env";
21
                reg = <0x0 0x40000>;
22
            };
23

24
            partition@40000 {
25
                label = "config";
26
                reg = <0x40000 0x1c0000>;
27
            };
28
        };
29
    };
30
};

부팅 후 /dev/mtd0, /dev/mtd1로 노출됩니다.

1
$ cat /proc/mtd
2
dev:    size   erasesize  name
3
mtd0: 00040000 00010000 "u-boot-env"
4
mtd1: 001c0000 00010000 "config"
5

6
$ mtd_debug read /dev/mtd0 0 1024 dump.bin

#사례 6 — MMC slot

SD/eMMC slot도 거의 DT만으로 동작합니다.

1
&usdhc2 {
2
    pinctrl-names = "default";
3
    pinctrl-0 = <&pinctrl_usdhc2>;
4
    cd-gpios = <&gpio2 12 GPIO_ACTIVE_LOW>;   /* card detect */
5
    vmmc-supply = <&reg_usdhc2_vmmc>;
6
    bus-width = <4>;
7
    no-mmc;                /* SD 전용 */
8
    no-sdio;
9
    status = "okay";
10
};

vmmc-supply는 SD 카드 전원 LDO. cd-gpios는 카드 삽입 감지 핀. bus-width = <4>는 4-bit data.

#새 드라이버를 작성해야 하는 경우

다음 조건이 모두 만족하면 새 드라이버가 필요합니다.

Vendor proprietary IP라서 기존 드라이버가 없음.
같은 카테고리의 generic framework(IIO, GPIO, regulator 등)가 없거나 IP 동작이 너무 다름.
binding 문서를 새로 작성할 만큼 재사용 가능함.

이 경우 다음 절차입니다.

drivers/<subsystem>/<vendor>_<chip>.c 작성.
Kconfig·Makefile 등록.
Documentation/devicetree/bindings/<subsystem>/<vendor>,<chip>.yaml 작성.
DT 노드 작성.
probe·remove·suspend·resume 구현.
devm_* 자원 관리.
검토 후 upstream 제안.

최소 골격은 다음과 같습니다.

1
#include <linux/module.h>
2
#include <linux/of.h>
3
#include <linux/platform_device.h>
4

5
struct mychip_data {
6
    void __iomem *base;
7
    int irq;
8
    struct clk *clk;
9
};
10

11
static int mychip_probe(struct platform_device *pdev)
12
{
13
    struct mychip_data *priv;
14
    struct resource *res;
15

16
    priv = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
17
    if (!priv)
18
        return -ENOMEM;
19

20
    res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
21
    priv->base = devm_ioremap_resource(&pdev->dev, res);
22
    if (IS_ERR(priv->base))
23
        return PTR_ERR(priv->base);
24

25
    priv->irq = platform_get_irq(pdev, 0);
26
    if (priv->irq < 0)
27
        return priv->irq;
28

29
    priv->clk = devm_clk_get(&pdev->dev, NULL);
30
    if (IS_ERR(priv->clk))
31
        return PTR_ERR(priv->clk);
32

33
    clk_prepare_enable(priv->clk);
34
    platform_set_drvdata(pdev, priv);
35
    return 0;
36
}
37

38
static int mychip_remove(struct platform_device *pdev)
39
{
40
    struct mychip_data *priv = platform_get_drvdata(pdev);
41
    clk_disable_unprepare(priv->clk);
42
    return 0;
43
}
44

45
static const struct of_device_id mychip_of_match[] = {
46
    { .compatible = "myvendor,mychip-v1" },
47
    { }
48
};
49
MODULE_DEVICE_TABLE(of, mychip_of_match);
50

51
static struct platform_driver mychip_driver = {
52
    .driver = {
53
        .name = "mychip",
54
        .of_match_table = mychip_of_match,
55
    },
56
    .probe  = mychip_probe,
57
    .remove = mychip_remove,
58
};
59
module_platform_driver(mychip_driver);
60

61
MODULE_LICENSE("GPL v2");
62
MODULE_DESCRIPTION("MyVendor MyChip driver");

devm_* 함수는 디바이스 lifetime에 자원을 묶어 줍니다. probe 실패나 remove 시 자동으로 해제됩니다.

#DT binding 문서 작성

새 드라이버에는 binding 문서가 따라옵니다. YAML 형식입니다.

1
# Documentation/devicetree/bindings/misc/myvendor,mychip.yaml
2
%YAML 1.2
3
---
4
$id: http://devicetree.org/schemas/misc/myvendor,mychip.yaml#
5
$schema: http://devicetree.org/meta-schemas/core.yaml#
6

7
title: MyVendor MyChip controller
8

9
maintainers:
10
  - Sang-Deok Yoon <hawking90a@gmail.com>
11

12
properties:
13
  compatible:
14
    enum:
15
      - myvendor,mychip-v1
16

17
  reg:
18
    maxItems: 1
19

20
  interrupts:
21
    maxItems: 1
22

23
  clocks:
24
    maxItems: 1
25

26
required:
27
  - compatible
28
  - reg
29
  - interrupts
30
  - clocks
31

32
additionalProperties: false
33

34
examples:
35
  - |
36
    mychip@10000000 {
37
        compatible = "myvendor,mychip-v1";
38
        reg = <0x10000000 0x1000>;
39
        interrupts = <0 42 4>;
40
        clocks = <&clks 23>;
41
    };

validation:

1
make dt_binding_check DT_SCHEMA_FILES=myvendor,mychip.yaml
2
make dtbs_check DT_SCHEMA_FILES=myvendor,mychip.yaml

#커널 모듈 로드 순서

빌트인 드라이버는 link order대로 init합니다. 모듈은 modprobe 또는 udev에 의해 부팅 후 로드됩니다.

순서 의존성을 명시적으로 표현하는 방법:

1
/* 이 드라이버가 다른 subsystem을 *먼저* 필요로 함 */
2
module_init(mychip_init);              /* 일반 */
3
late_initcall(mychip_late_init);       /* 늦게 */
4
subsys_initcall(myframework_init);     /* subsystem 단계 */

DT의 phandle 참조(clocks = <&clks 23>)가 있으면 deferred probe로 의존성 자동 해결됩니다. 의존 디바이스가 아직 probe 안 됐으면 EPROBE_DEFER(-517) 반환하고 나중에 재시도합니다.

1
# probe 실패한 디바이스 확인
2
$ cat /sys/kernel/debug/devices_deferred
3
30890000.serial    consumers: 30330000.pinctrl

#흔한 실수

binding 문서 확인 없이 DT 노드 작성: 속성 이름·단위·예제가 정답입니다. 무시하면 probe 실패.
status = "disabled" 노드를 enable 안 함: 기본 DT에 status = "disabled"로 적힌 노드는 보드 DTS에서 &node { status = "okay"; }로 켜야 합니다.
regulator/clock 누락: 디바이스가 처음 동작은 하지만 suspend 후 동작 불가. vcc-supply, clocks 명시.
pinctrl 충돌: 같은 핀을 두 디바이스가 잡으면 후순위가 probe 실패. dmesg에 unable to claim pin이 보임.
out-of-tree 드라이버 남발: 모든 vendor 수정사항을 out-of-tree로 두면 kernel 업그레이드마다 rebase 지옥. 가능한 한 upstream 또는 in-tree로.

#정리

새 chip 통합의 첫걸음은 이미 있는 드라이버 찾기이며, 대부분의 표준 chip은 mainline에 있습니다.
DT 노드만 추가하면 EEPROM, ADC, IMU, RTC, flash, MMC 등이 동작합니다.
Documentation/devicetree/bindings/의 YAML 문서가 정답이며, 새 노드를 쓰기 전에 반드시 읽습니다.
pinctrl, regulator, clock binding은 보드의 거의 모든 디바이스가 의존하는 공통 기반입니다.
새 드라이버를 짤 때는 platform_driver, of_match, devm_* 자원 관리, EPROBE_DEFER를 익혀 둡니다.
binding 문서는 make dt_binding_check로 schema validation합니다.
빌트인 vs 모듈 결정은 Ch 8의 기준을 따릅니다.
out-of-tree 드라이버는 upstream 머지 전 임시 수단으로만 씁니다.

#다음 편 예고

Ch 13: Power Management에서는 suspend/resume, runtime PM, regulator framework, cpuidle/cpufreq를 살펴봅니다.

#관련 항목

Ch 7: Device Tree 작성
Ch 8: Linux 커널 설정
Ch 13: Power Management
Ch 14: Thermal과 watchdog
Modern Embedded Recipes — driver 패턴
Practical RTOS Internals — interrupt 처리 비교