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Modern Embedded Recipes · 82/152

Platform 드라이버 작성 — probe·remove·of_match·DT 바인딩

· Hawk · 4분 읽기

#한 줄 요약

“Platform driver = DT 노드가 match되면 probe가 호출되는 driver입니다.” PCIe도 USB도 아닌 SoC 내장 IP는 거의 모두 platform driver입니다.

#어떤 상황에서 쓰나

SoC의 내장 UART, I2C 컨트롤러, PWM, 자체 IP를 다룰 때 platform driver를 만듭니다. PCI 카드나 USB device처럼 자체적인 enumeration이 있는 bus가 아닌, DT에 적힌 노드로만 존재가 알려지는 device가 대상입니다.

또 한 가지 흔한 작업은 vendor IP의 BSP를 다듬는 일입니다. 이미 작성된 platform driver를 수정해 새 SoC 변형에 맞게 register layout을 바꾸거나 새 compatible string을 추가합니다.

#핵심 개념

요소역할
platform_driverdriver 측 — probe, remove, of_match_table
platform_devicedevice 측 — DT에서 자동 생성
of_match_tableDT compatible 문자열 매핑
probedevice 발견 시 자원 획득 + 초기화
removecleanup
devm_*device-managed API — auto cleanup

전형적인 driver 한 장의 골격입니다.

static const struct of_device_id my_of_match[] = {
{ .compatible = "vendor,foo-v1" },
{ .compatible = "vendor,foo-v2", .data = (void *)1 },
{ }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, my_of_match);
static struct platform_driver my_driver = {
.probe = my_probe,
.remove = my_remove,
.driver = {
.name = "foo",
.of_match_table = my_of_match,
},
};
module_platform_driver(my_driver);

module_platform_drivermodule_initmodule_exit을 한 줄로 해결합니다.

#코드 / 실제 사용 예

#DT 노드와 driver

// DT
foo@40000000 {
compatible = "vendor,foo-v1";
reg = <0x40000000 0x1000>;
interrupts = <GIC_SPI 42 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
clocks = <&clkc CLK_FOO>;
};
// driver probe
static int my_probe(struct platform_device *pdev) {
struct device *dev = &pdev->dev;
struct my_data *d;
d = devm_kzalloc(dev, sizeof(*d), GFP_KERNEL);
if (!d) return -ENOMEM;
d->regs = devm_platform_ioremap_resource(pdev, 0);
if (IS_ERR(d->regs)) return PTR_ERR(d->regs);
d->irq = platform_get_irq(pdev, 0);
if (d->irq < 0) return d->irq;
d->clk = devm_clk_get(dev, NULL);
if (IS_ERR(d->clk)) return PTR_ERR(d->clk);
clk_prepare_enable(d->clk);
if (devm_request_irq(dev, d->irq, my_isr, 0, dev_name(dev), d))
return -EIO;
platform_set_drvdata(pdev, d);
return 0;
}
static int my_remove(struct platform_device *pdev) {
struct my_data *d = platform_get_drvdata(pdev);
clk_disable_unprepare(d->clk);
return 0;
/* devm_* 자원은 자동 해제 */
}

devm_* API는 driver detach 시 자동으로 자원을 해제합니다. error path와 remove의 cleanup 코드를 거의 모두 제거할 수 있습니다.

#compatible string 여러 개와 data

static const struct of_device_id my_of_match[] = {
{ .compatible = "vendor,foo-v1", .data = &foo_v1_cfg },
{ .compatible = "vendor,foo-v2", .data = &foo_v2_cfg },
{ }
};
static int my_probe(struct platform_device *pdev) {
const struct foo_cfg *cfg = of_device_get_match_data(&pdev->dev);
if (!cfg) return -EINVAL;
write_init_regs(cfg->init_seq, cfg->init_len);
/* ... */
}

여러 SoC 변형에 맞는 driver를 한 binary로 묶을 때 .data에 variant별 cfg를 넣어 둡니다. probe에서 of_device_get_match_data로 받습니다.

#DT property 읽기

u32 freq, channels;
const char *mode;
of_property_read_u32(dev->of_node, "sample-rate", &freq);
of_property_read_u32(dev->of_node, "num-channels", &channels);
of_property_read_string(dev->of_node, "mode", &mode);
if (of_property_read_bool(dev->of_node, "enable-foo"))
enable_foo();

DT property를 type별 helper로 읽습니다. 누락 시 기본값을 둘지 error로 처리할지는 driver마다 다릅니다.

#Reset, regulator, pinctrl

d->reset = devm_reset_control_get_optional(dev, NULL);
if (!IS_ERR(d->reset))
reset_control_assert(d->reset);
d->reg = devm_regulator_get(dev, "vdd");
if (!IS_ERR(d->reg))
regulator_enable(d->reg);
d->pinctrl = devm_pinctrl_get_select_default(dev);

대부분의 IP는 reset → regulator → pinctrl → clock → IRQ 순서로 초기화합니다. devm_* 변종이 거의 모두 존재합니다.

#Power management

static int my_runtime_suspend(struct device *dev) {
struct my_data *d = dev_get_drvdata(dev);
clk_disable_unprepare(d->clk);
return 0;
}
static int my_runtime_resume(struct device *dev) {
struct my_data *d = dev_get_drvdata(dev);
return clk_prepare_enable(d->clk);
}
static const struct dev_pm_ops my_pm = {
SET_RUNTIME_PM_OPS(my_runtime_suspend, my_runtime_resume, NULL)
};
static struct platform_driver my_driver = {
...
.driver = {
...
.pm = &my_pm,
},
};

pm_runtime_get_syncpm_runtime_put을 driver 사용 경로에 끼우면 idle 시 자동으로 clock과 power를 끌 수 있습니다.

#probe defer

static int my_probe(struct platform_device *pdev) {
d->clk = devm_clk_get(dev, NULL);
if (PTR_ERR(d->clk) == -EPROBE_DEFER)
return -EPROBE_DEFER;
if (IS_ERR(d->clk))
return PTR_ERR(d->clk);
/* ... */
}

다른 driver가 아직 등록 안 되어 자원을 못 받는 경우 -EPROBE_DEFER를 돌려주면 kernel이 나중에 다시 probe합니다. 부팅 순서 문제의 표준 해결책입니다.

#Module 빌드와 load

Terminal window
# KBuild Makefile에 obj-m += foo.o
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- modules
# target에서
insmod foo.ko
dmesg | tail
ls /sys/bus/platform/drivers/foo/

DT match가 성공하면 dmesg에 probe 메시지가 찍히고 sysfs에 driver 항목이 생깁니다.

#측정 / 성능 비교

연산시간
platform_driver_register~10 µs (DT scan)
probe (단순 IP)~1 ms (clock enable 포함)
probe (복잡한 IP, multi-reset)~10 ms
remove~수백 µs (devm cleanup 포함)

probe가 부팅 latency에 직접 영향을 줍니다. 가능하면 async probe(PROBE_PREFER_ASYNCHRONOUS)를 켜 boot 시간을 줄입니다.

RAM 사용량
platform driver ~수 KB (code + private data)
devm allocations device 해제 시 자동 free

#자주 보는 함정

compatible string 오타

compatible = "vendor,fooo"; /* 's' 누락 → driver match 실패 */

dmesg에 probe 메시지가 안 보이면 가장 먼저 의심합니다. DT를 dtc -I dtb -O dts board.dtb로 풀어 확인합니다.

devm을 안 쓰고 cleanup 누락

static int my_probe(...) {
p = kmalloc(...);
if (err) return -EIO; /* p leak */
}

가능한 모든 자원을 devm_*로 받으면 누락이 사라집니다. 일부 자원은 devm이 없어 수동으로 free해야 하니 그 부분만 goto 패턴으로 처리합니다.

probe defer를 error로 처리

if (IS_ERR(d->clk))
return -EIO; /* -EPROBE_DEFER을 -EIO로 덮어씀 → 영구 실패 */

-EPROBE_DEFER는 정상 path입니다. 따로 처리해 그대로 돌려줍니다.

Sleep을 ISR에서

static irqreturn_t my_isr(int irq, void *d) {
mutex_lock(&m); /* ISR에서 sleep 함수 — BUG */
}

ISR top half는 sleep 불가능합니다. 무거운 일은 threaded IRQ나 workqueue로 넘깁니다.

Concurrent open

static int my_open(...) { d->ref++; }

여러 user가 동시에 device를 열 수 있습니다. refcount는 atomic이어야 하고, exclusive 모드면 test_and_set_bit을 씁니다.

#정리

  • Platform driver의 본질은 DT compatible match와 probe 호출입니다.
  • devm_* API는 detach 시 자동 cleanup이라 error path를 거의 없앱니다.
  • of_device_get_match_data로 SoC variant별 cfg를 한 binary로 묶습니다.
  • 자원 획득 순서는 reset → regulator → pinctrl → clock → IRQ가 표준입니다.
  • -EPROBE_DEFER는 부팅 순서 문제의 표준 해결책입니다.
  • Runtime PM은 pm_runtime_get/put 두 호출만 끼우면 자동 절전이 활성화됩니다.

다음 편부터 7-09~7-13은 별도로 다루고, 본 시리즈에서는 Buildroot 기초로 넘어갑니다.

#관련 항목

Modern Embedded Recipes · 83 of 152

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  7. 7I2C 하드웨어 분석 — Open-Drain·Clock Stretching·Arbitration
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  19. 19ARM L1·L2 캐시 분석 — Set Associative·Inclusive·Maintenance
  20. 20ARM MPU 활용 — Region·Attribute·Privilege Separation
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  22. 22ARM TrustZone-M 기초 — Secure/Non-Secure·NSC·MPC
  23. 23ARM Memory Barrier 실전 — DMB·DSB·ISB·DMA·MMIO
  24. 24임베디드 크로스 컴파일러 분석 — GCC·Clang·Sysroot 구성
  25. 25C 컴파일 4단계 — Preprocess·Compile·Assemble·Link 추적
  26. 26ELF 파일 구조 분석 — Section·Segment·Symbol Table·DWARF
  27. 27링커 스크립트 기초 — SECTIONS·MEMORY·entry point
  28. 28링커 스크립트 고급 — Overlay·BSS·init_array·LMA/VMA
  29. 29임베디드 스타트업 코드 분석 — Reset_Handler·Vector Table·SystemInit
  30. 30C 런타임 crt0 분석 — Stack·BSS Zero·Data Copy·atexit
  31. 31임베디드 메모리 레이아웃 — .text·.rodata·.data·.bss·.heap·.stack
  32. 32임베디드 컴파일러 최적화 분석 — -O0~-O3·-Os·-LTO 비교
  33. 33Map 파일 분석 — Symbol·Section·Size 추적으로 코드 크기 진단
  34. 34Make·CMake 크로스 컴파일 — Toolchain File·Sysroot 통합
  35. 35임베디드 Bootloader 체인 — BootROM·SPL·U-Boot·Kernel·Secure Boot
  36. 36첫 bare-metal 프로그램 작성 — Linker·Startup·main의 최소 구성
  37. 37MMIO 레지스터 직접 접근 — volatile·Memory Map·Aliasing 분석
  38. 38GPIO 드라이버 직접 구현 — STM32 HAL 없이 레지스터로
  39. 39임베디드 클럭 설정 분석 — HSE·PLL·SYSCLK·AHB/APB 분주
  40. 40Cortex-M 인터럽트 핸들링 — NVIC·Priority·Vector·EXTI
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  43. 43SPI 드라이버 구현 — Master·Slave·CRC·DMA
  44. 44I2C 드라이버 구현 — Master·7-bit/10-bit·Clock Stretching 처리
  45. 45임베디드 DMA 기초 — Memory-to-Memory·Peripheral·Circular Mode
  46. 46저전력 모드 분석 — Sleep·Stop·Standby·Wake-up Source
  47. 47IWDG·WWDG 워치독 구현 — Independent vs Window 비교
  48. 48임베디드 Flash 프로그래밍 — Erase·Program·Read While Write
  49. 49DDR 초기화 실패 진단 — Timing·Calibration·Walking Bit Test
  50. 50PWM 출력 실전 — LED 밝기·모터 속도 제어
  51. 51DC 모터 제어 — H-Bridge·PWM Duty·Encoder Feedback
  52. 52스테퍼 모터 제어 — Full Step·Half Step·Microstepping
  53. 53서보 모터 제어 — PWM 1ms~2ms·Closed Loop·PID
  54. 54Character LCD 제어 — HD44780·4-bit Mode·Custom Char
  55. 55SPI OLED 제어 — SSD1306·Frame Buffer·Page 단위 갱신
  56. 56TFT 디스플레이 구동 — RGB565·FSMC·LTDC·DMA2D
  57. 57환경 센서 활용 — BME280 온습압·SHT3x·BMP180 비교
  58. 58IMU 센서 활용 — MPU6050·LSM6DSO·Sensor Fusion
  59. 59CAN 통신 구현 — bxCAN·Filter·Mailbox·CAN-FD
  60. 60USB Device 기초 — Descriptor·Enumeration·Endpoint·HID/CDC
  61. 61Ethernet MAC+PHY 통합 — RMII·lwIP·DMA Descriptor
  62. 62SD Card + FatFs 구현 — SPI/SDIO 모드·CSD/CID·Wear
  63. 63RTC 활용 — Calendar·Alarm·Wake-up Timer·Backup Domain
  64. 64RTOS 도입 결정 분석 — Super Loop vs RTOS 트레이드오프
  65. 65RTOS Task 설계 패턴 — 우선순위·스택·State Machine
  66. 66RTOS Scheduler 동작 분석 — Tick·Context Switch·Yield
  67. 67RTOS Semaphore 활용 — Binary·Counting·ISR Give
  68. 68RTOS Mutex 활용 — Recursive·Priority Inheritance 적용
  69. 69RTOS Queue 활용 — By-Value·By-Reference·Timeout 패턴
  70. 70RTOS Event Group 활용 — Bit Wait·Sync·Notify
  71. 71RTOS Software Timer 활용 — One-shot·Auto-reload·Daemon Task
  72. 72ISR-Safe API 설계 — Reentrant·Atomic·Defer 패턴
  73. 73Priority Inversion 진단·예방 — Mars Pathfinder Lesson 추적
  74. 74Timer Wheel 분석 — Hashed·Hierarchical·O(1) Tick
  75. 75RTOS 디버깅 기법 — Tracealyzer·SystemView·Stack 추적
  76. 76임베디드 Linux 부팅 흐름 분석 — BootROM·U-Boot·Kernel·init
  77. 77U-Boot 활용 — bootcmd·env·tftp·boot.scr 분석
  78. 78Device Tree 실전 — DTS·DTB·Overlay·Phandle 추적
  79. 79Device Tree Overlay 적용 — Runtime fragment·dtoverlay
  80. 80임베디드 커널 빌드 — defconfig·menuconfig·Image·zImage
  81. 81커널 모듈 기초 — init/exit·Parameter·KBuild·DKMS
  82. 82캐릭터 드라이버 작성 — file_operations·cdev·register_chrdev
  83. 83Platform 드라이버 작성 — probe·remove·of_match·DT 바인딩
  84. 84mmap 4가지 모드 — Anonymous·File·Shared·Huge Page
  85. 85epoll 실전 — LT·ET·ONESHOT·EXCLUSIVE 비교
  86. 86UIO·VFIO 분석 — User-Space Driver와 IOMMU 격리
  87. 87sysfs·configfs 활용 — kobject 기반 User 인터페이스
  88. 88IRQ Affinity 튜닝 — smp_affinity·isolcpus·irqbalance
  89. 89루트 파일시스템 구축 — Buildroot 기초·Package·Toolchain
  90. 90임베디드 동적 메모리 — malloc 위험·결정성·대안 분석
  91. 91메모리 정렬과 패딩 분석 — Natural·Strict Alignment·Trap
  92. 92Cache Line Alignment — alignas·Padding·SoA 적용
  93. 93DMA-Friendly Allocator — dma_alloc_coherent·IOMMU·Pool
  94. 94Zero-Copy Pipeline — DMA-BUF·sendfile·io_uring·splice
  95. 95NUMA Memory Topology — numactl·numa_alloc·HBM 적용
  96. 96SIMD 활용 분석 — Intrinsics·Auto-Vectorization·OpenMP SIMD
  97. 97ARM NEON 심화 — Matrix Multiply·FFT·Image Filter 적용
  98. 98임베디드 스택 분석 — high-water·overflow 탐지
  99. 99임베디드 코드 크기 최적화 — -Os·LTO·Section Garbage Collection
  100. 100임베디드 전력 최적화 — Sleep Mode·Clock Gating·DVFS
  101. 101WCET 분석 기법 — Static·Measurement·Hybrid 방법론
  102. 102Lock-Free Ring Buffer 구현 — SPSC·Power-of-2·Memory Order
  103. 103Wait-Free Signaling — Atomic Flag·Sequence·Latest-Value
  104. 104RCU (Read-Copy-Update) 기초 — Quiescent State·Grace Period
  105. 105Hazard Pointer 분석 — Lock-Free Memory Reclamation
  106. 106Compare-And-Swap 패턴 — Stack·Counter·Linked List 적용
  107. 107Atomic Operation 비용 분석 — Fence·Cache Line·Contention
  108. 108Spinlock vs Mutex 결정 가이드 — Context Switch·Hold Time
  109. 109ABA 문제 회피 — Tagged Pointer·Hazard·Generation Counter
  110. 110False Sharing 해결 — Cache Line Padding·SoA 적용
  111. 111MPMC Queue 구현 — Multi-producer Multi-consumer Lock-Free
  112. 112임베디드 디버깅 마인드셋 — 가설·격리·재현·이분탐색
  113. 113JTAG·SWD 안 붙을 때 — 핀·전압·속도·세션 진단
  114. 114GDB 원격 디버깅 — OpenOCD·J-Link·target remote 구성
  115. 115Cortex-M 하드폴트 분석 — Stacked Frame·CFSR 읽기
  116. 116UART 안 찍힐 때 — Bare-metal 체크리스트
  117. 117임베디드 부팅 실패 진단 — 단계별 Isolation
  118. 118인터럽트 누락·중복 진단 — Priority·Pending·Re-entry 추적
  119. 119메모리 오버플로우·오염 진단 — Canary·MPU·Pattern 분석
  120. 120타이밍·Race 진단 — Heisenbug 잡는 법
  121. 121통신 프로토콜 분석 — Logic Analyzer와 Protocol Decoder
  122. 122임베디드 로깅 시스템 설계 — 레벨·버퍼·SWO·Deferred
  123. 123임베디드 포스트모템 분석 — Core Dump와 Field Crash
  124. 124FPGA 기초 분석 — LUT·FF·BRAM·DSP 자원 구조
  125. 125Vivado 사용법 — Project·Constraint·Synth·Impl·Bitstream
  126. 126PCIe BAR 매핑 분석 — Config Space·Enumeration·MMIO 접근
  127. 127AXI 인터페이스 — AXI4·AXI4-Lite·AXI-Stream 비교
  128. 128Zynq PS-PL 통신 — GP·HP·ACP 인터페이스 선택
  129. 129Mailbox Protocol 분석 — Host와 Accelerator를 잇는 Doorbell
  130. 130Command Queue·Submission Queue — NVMe·XDMA 공통 패턴
  131. 131DMA Completion 메커니즘 — Interrupt·Polling·Completion Ring
  132. 132PCIe Streaming 분석 — BAR Type·MSI-X·Kernel Bypass
  133. 133Vitis HLS 분석 — Pragma·Pipeline II·Dataflow 실전 감각
  134. 134HLS 최적화 기법 — Pipeline·Unroll·Partition·Dataflow
  135. 135Vitis AI 분석 — DPU·xmodel·VART
  136. 136OpenCL on FPGA — Kernel·Channel·Burst Memory 분석
  137. 137Intel Quartus 사용법 — Platform Designer·Nios II·HLS
  138. 138Edge Inference 분석 — Cloud vs Edge·Latency·Privacy
  139. 139NPU 아키텍처 분석 — Ethos·Hexagon·Systolic Array 비교
  140. 140딥러닝 Quantization 분석 — PTQ·QAT·INT8·INT4·Calibration
  141. 141TensorRT 분석 — ONNX→Engine·FP16·INT8·DLA·Multi-Stream
  142. 142TFLite Micro 분석 — Op Resolver·Tensor Arena·Cortex-M
  143. 143ONNX Runtime 분석 — Execution Provider와 Cross-Platform 배포
  144. 144Edge Thermal Management — Throttling·DVFS·Fan Curve·Sustained
  145. 145NVIDIA Jetson 분석 — Nano·Xavier·Orin·Thor·JetPack·DLA·VPI
  146. 146Zero-Copy Camera Pipeline — V4L2·DMA-BUF·GPU Import·NPU 직결
  147. 147온디바이스 LLM 추론 — llama.cpp·GGUF·MLX·KV Cache·NPU Backend
  148. 148Cortex-M33 TF-M·TrustZone — Secure Firmware·PSA·MCUboot
  149. 149Matter·Thread 분석 — IoT 통합 표준·Commissioning·Multi-Fabric
  150. 150PCIe → CXL 진화 — 같은 PHY 위 cache-coherent 프로토콜 추가
  151. 151QEMU CXL Type 3 디바이스 에뮬레이션 — 노트북에서 CXL 개발 환경 구축
  152. 152Linux CXL 드라이버 분석 — cxl_pci·cxl_core·region·DAX