S3C2440RTC实时时钟驱动分析以及使用（三十）

https://www.cnblogs.com/lifexy/p/7839625.html

RTC驱动分析总结&＃xff1a;

drivers\rtc\rtc-s3c.cs3c_rtc_initplatform_driver_registers3c_rtc_probertc_device_register("s3c", &pdev->dev, &s3c_rtcops, THIS_MODULE)rtc_dev_preparecdev_init(&rtc->char_dev, &rtc_dev_fops);rtc_dev_add_devicecdev_add

linux中的rtc驱动位于drivers/rtc下&＃xff0c;里面包含了许多开发平台的RTC驱动&＃xff0c;我们这里是以S3C24XX为主&＃xff0c;所以它的RTC驱动为rc-s3c.c

1、进入./drivers/rtc/rtc-s3c.c

还是首先进入入口函数&＃xff0c;如下图所示&＃xff1a;

这里注册了一个"s3c2410-rtc"名称的平台设备驱动

而"s3c2410-rtc"的平台设备&＃xff0c;在./arch/arm/plat-s3c24xx/devs.c里定义了&＃xff0c;只不过没有注册&＃xff0c;如下图所示&＃xff1a;

当内核匹配到有与它名称同名的平台设备&＃xff0c;就会调用.probe函数&＃xff0c;接下来我们便进入s3c2410_rtcdrv->probe函数中看看&＃xff0c;做了什么&＃xff1a;

static int s3c_rtc_probe(struct platform_device *pdev)
{
struct rtc_device *rtc; //rtc设备结构体
struct resource *res;
int ret;s3c_rtc_tickno &＃61; platform_get_irq(pdev, 1); 　　　　　//获取IRQ_TICK节拍中断资源
s3c_rtc_alarmno &＃61; platform_get_irq(pdev, 0); 　　　　　　//获取IRQ_RTC闹钟中断资源
res &＃61; platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0); //获取内存资源s3c_rtc_mem &＃61; request_mem_region(res->start,res->end-res->start&＃43;1,pdev->name);//申请内存资源s3c_rtc_base &＃61; ioremap(res->start, res->end - res->start &＃43; 1); //对内存进行重映射s3c_rtc_enable(pdev, 1); 　　　　 //设置硬件相关设置,使能RTC寄存器s3c_rtc_setfreq(s3c_rtc_freq); //设置TICONT寄存器&＃xff0c;使能节拍中断,设置节拍计数值/*1.注册RTC设备*/
rtc &＃61; rtc_device_register("s3c", &pdev->dev, &s3c_rtcops,THIS_MODULE); rtc->max_user_freq &＃61; 128;
platform_set_drvdata(pdev, rtc);return 0;
}

显然最终会调用rtc_device_register()函数来向内核注册rtc_device设备&＃xff0c;注册成功会返回一个已注册好的rtc_device。

而s3c_rtcops是一个rtc_class_ops结构体&＃xff0c;里面就是保存如何操作这个rtc设备的函数&＃xff0c;比如读写RTC时间&＃xff0c;读写闹钟时间等&＃xff0c;注册后&＃xff0c;会保存在rtc_device->ops里

该函数在drivers/rtc/class.c文件内被定义。class.c文件主要定义了RTC子系统&＃xff0c;

而内核初始化&＃xff0c;便会进入class.c&＃xff0c;进入rtc_init()->rtc_dev_init()&＃xff0c;来注册字符设备

err &＃61; alloc_chrdev_region(&rtc_devt, 0, RTC_DEV_MAX, "rtc");
//RTC_DEV_MAX&＃61;16&＃xff0c;表示只注册0~15个次设备号&＃xff0c;设备编号保存在rtc_devt中

2、它与rtc_device_register()函数注册RTC设备&＃xff0c;会有什么关系&＃xff1f;

接下来便来看rtc_device_register()&＃xff0c;代码如下&＃xff1a;

struct rtc_device *rtc_device_register(const char *name, struct device *dev,const struct rtc_class_ops *ops,struct module *owner)
{struct rtc_device *rtc;//定义一个rtc_device结构体... ...rtc &＃61; kzalloc(sizeof(struct rtc_device), GFP_KERNEL);//分配rtc_device结构体为全局变量... ...//设置rtc_devicertc->id &＃61; id;rtc->ops &＃61; ops;//将s3c_rtcops保存在rtc_device->ops里rtc->owner &＃61; owner;rtc->max_user_freq &＃61; 64;rtc->dev.parent &＃61; dev;rtc->dev.class &＃61; rtc_class;rtc->dev.release &＃61; rtc_device_release;... ...rtc_dev_prepare(rtc);//1.做提前准备&＃xff0c;初始化cdev结构体... ...rtc_dev_add_device(rtc);//2.在/dev下创建rtc相关文件&＃xff0c;将cdev添加到系统中rtc_sysfs_add_device(rtc);//在/sysfs下创建rtc相关文件rtc_proc_add_device(rtc);//在/proc下创建rtc相关文件
}


上面的rtc_dev_prepare(rtc)和rtc_dev_add_device(rtc)主要做了以下两个(位于./drivers/rtc/rtc-dev.c)&＃xff1a;

cdev_init(&rtc->char_dev, &rtc_dev_fops); //绑定file_operations cdev_add(&rtc->char_dev, rtc->dev.devt, 1);　　　　//注册rtc->char_dev字符设备,添加一个从设备到系统中

显然这里的注册字符设备&＃xff0c;和我们上节讲的一模一样的流程https://blog.csdn.net/xiaodingqq/article/details/81974606

所以"s3c2410-rtc"平台设备驱动的.probe主要做了以下几件事&＃xff1a;

1、设置RTC相关寄存器

2、分配rtc_device结构体

3、设置rtc_device结构体

        3.1 将struct rtc_class_ops s3c_rtcops放入rtc_device->ops&＃xff0c;实现对RTC读写时间等操作

4、注册rtc->chr_dev字符设备&＃xff0c;且该字符设备的操作结构体为&＃xff1a;struct file_operations rtc_dev_fops

3、上面的file_operations操作结构体rtc_dev_fops的成员&＃xff0c;如下图所示&＃xff1a;

3.1 当我们应用层open("/dev/rtcXX")时&＃xff0c;就会调用rtc_dev_fops->rtc_dev_open()&＃xff0c;我们来看看如何open的&＃xff1a;


static int rtc_dev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{int err;struct rtc_device *rtc &＃61; container_of(inode->i_cdev,struct rtc_device, char_dev);//获取对应的rtc_deviceconst struct rtc_class_ops *ops &＃61; rtc->ops;//最终等于s3c_rtcops... ...file->private_data &＃61; rtc;//设置file结构体的私有成员等于rtc_device&＃xff0c;再次执行ioctl等函数时&＃xff0c;直接就可以提取file->private_date即可err &＃61; ops->open ? ops->open(rtc->dev.parent) : 0;//调用s3c_rtcops->open... ...mutex_unlock(&rtc->char_lock);return err;
}


显然最终还是调用rtc_device下的s3c_rtcops->open


static const struct rtc_class_ops s3c_rtcops &＃61; {.open &＃61; s3c_rtc_open,.release &＃61; s3c_rtc_release,.ioctl &＃61; s3c_rtc_ioctl,.read_time &＃61; s3c_rtc_gettime,.set_time &＃61; s3c_rtc_settime,.read_alarm &＃61; s3c_rtc_getalarm,.set_alarm &＃61; s3c_rtc_setalarm,.proc &＃61; s3c_rtc_proc,
};


则s3c_rtc_open()函数里主要是申请了两个中断&＃xff0c;一个闹钟中断&＃xff0c;一个计时中断&＃xff1a;


static int s3c_rtc_open(struct device *dev)
{struct platform_device *pdev &＃61; to_platform_device(dev);struct rtc_device *rtc_dev &＃61; platform_get_drvdata(pdev);int ret;//申请闹钟中断ret &＃61; request_irq(s3c_rtc_alarmno, s3c_rtc_alarmirq,IRQF_DISABLED, "s3c2410-rtc alarm", rtc_dev);if (ret) {dev_err(dev, "IRQ%d error %d\n", s3c_rtc_alarmno, ret);return ret;}//申请计时中断ret &＃61; request_irq(s3c_rtc_tickno, s3c_rtc_tickirq,IRQF_DISABLED, "s3c2410-rtc tick", rtc_dev);if (ret) {dev_err(dev, "IRQ%d error %d\n", s3c_rtc_tickno, ret);goto tick_err;}return ret;tick_err:free_irq(s3c_rtc_alarmno, rtc_dev);return ret;
}


3.2 当我们应用层open后&＃xff0c;使用ioctl(int fd, unsigned long cmd, ...)时&＃xff0c;就会调用rtc_dev_fops->rtc_dev_ioctl()&＃xff1a;


static int rtc_dev_ioctl(struct inode *inode, struct file *file,unsigned int cmd, unsigned long arg)
{int err &＃61; 0;struct rtc_device *rtc &＃61; file->private_data;提取rtc_device... ...void __user *uarg &＃61; (void __user *) arg;switch (cmd) {case RTC_EPOCH_SET:case RTC_SET_TIME: //设置时间if (!capable(CAP_SYS_TIME))return -EACCES;break;case RTC_IRQP_SET://改变中断触发速度if (arg > rtc->max_user_freq && !capable(CAP_SYS_RESOURCE))return -EACCES;break;... ...}.. ...switch (cmd) {case RTC_ALM_READ: //读闹钟时间err &＃61; rtc_read_alarm(rtc, &alarm);//调用s3c_rtcops->read_alarmif (err <0)return err;if (copy_to_user(uarg, &alarm.time, sizeof(tm)))//传时间数据return -EFAULT;break;case RTC_ALM_SET://设置闹钟时间&＃xff0c;调用s3c_rtcops->set_alarm... ...case RTC_RD_TIME://读RTC时间&＃xff0c;调用s3c_rtcops->read_alarm... ...case RTC_SET_TIME://写RTC时间&＃xff0c;调用s3c_rtcops->set_time... ...case RTC_IRQP_SET://该败了中断触发频率&＃xff0c;调用s3c_rtcops->irq_set_freq... ...... ...
}


最终还是调用s3c_rtcops下的成员函数&＃xff0c;我们以s3c_rtcops->raed_alarm()函数为例&＃xff0c;看看如何读出时间&＃xff1a;

static int s3c_rtc_gettime(struct device *dev, struct rtc_time *rtc_tm)
{unsigned int have_retried &＃61; 0;void __iomem *base &＃61; s3c_rtc_base;//获取RTC相关寄存器基地址retry_get_time://获取年&＃xff0c;月&＃xff0c;日&＃xff0c;时&＃xff0c;分&＃xff0c;秒寄存器rtc_tm->tm_min &＃61; readb(base &＃43; S3C2410_RTCMIN);rtc_tm->tm_hour &＃61; readb(base &＃43; S3C2410_RTCHOUR);rtc_tm->tm_mday &＃61; readb(base &＃43; S3C2410_RTCDATE);rtc_tm->tm_mon &＃61; readb(base &＃43; S3C2410_RTCMON);rtc_tm->tm_year &＃61; readb(base &＃43; S3C2410_RTCYEAR);rtc_tm->tm_sec &＃61; readb(base &＃43; S3C2410_RTCSEC);//判断寄存器中是0&＃xff0c;则表示过去了一分钟&＃xff0c;那么小时&＃xff0c;天&＃xff0c;月等寄存器中的值都可能已经变化&＃xff0c;需要重新读取这些寄存器的值if (rtc_tm->tm_sec &＃61;&＃61; 0 && !have_retried) {have_retried &＃61; 1;goto retry_get_time;}... ...//将获取的寄存器值&＃xff0c;转换为真正的时间数据BCD_TO_BIN(rtc_tm->tm_sec);BCD_TO_BIN(rtc_tm->tm_min);BCD_TO_BIN(rtc_tm->tm_hour);BCD_TO_BIN(rtc_tm->tm_mday);BCD_TO_BIN(rtc_tm->tm_mon);BCD_TO_BIN(rtc_tm->tm_year);rtc_tm->tm_year &＃43;&＃61; 100;//存储器中存放的是从1900年开始的时间&＃xff0c;所以加上100rtc_tm->tm_mon -&＃61; 1;return 0;
}


同样&＃xff0c;在s3c_rtcops->set_time()函数里&＃xff0c;也是向相关寄存器写入RTC时间

所以&＃xff0c;总结如下所示&＃xff1a;

rtc_device->char_dev&＃xff1a;          字符设备&＃xff0c;与应用层、以及更底层的函数打交道

rtc_device->ops&＃xff1a;                   更底层的操作函数&＃xff0c;直接操作硬件相关的寄存器&＃xff0c;被rtc_device->char_dev调用

4、修改内核

我们单板上使用ls /dev/rtc*&＃xff0c;找不到该字符设备&＃xff0c;因为内核里只定义了s3c_device_rtc这个RTC平台设备&＃xff0c;没有注册&＃xff0c;所以平台驱动没有被匹配上&＃xff0c;接下来我们来修改内核里的注册数组

4.1 arch\arm\plat-s3c24xx\common-smdk.c

如下图所示&＃xff0c;在smdk_devs[]里&＃xff0c;添加RTC的平台设备即可&＃xff0c;当内核启动时&＃xff0c;就会调用该数组&＃xff0c;将里面的platform_device通通注册一遍

然后将PC机上的common-smdk.c 代替 虚拟机的内核目录下的common-smdk.c&＃xff0c;重新make uImage编译内核即可

5、测试运行

启动后&＃xff0c;如下图所示&＃xff0c;使用ls /dev/rtc*&＃xff0c;就找到了rtc0这个字符设备

5.1 接下来&＃xff0c;便开始设置RTC时间

在linux里有两个时钟&＃xff1a;

硬件时钟&＃xff08;2440里寄存器的时钟&＃xff09;、系统时钟&＃xff08;内核中的时钟&＃xff09;

所以有两个不同的命令&＃xff1a;date命令、hwclock命令

5.2 date命令的使用&＃xff1a;

输入date查看系统时钟&＃xff1a;

如果觉得不方便&＃xff0c;也可以指定格式显示日期&＃xff0c;需要在字符串前面加“&＃43;”

如下图所示&＃xff0c;输入了

date命令设置时间格式如下&＃xff1a;

date 月日时分年.秒

如下图所示&＃xff0c;输入&＃xff1a;date 082513192018.15&＃xff0c;即可设置好系统时钟

5.3 hwclock命令使用&＃xff1a;

常用参数如下所示&＃xff1a;

-r, --show                读取并打印硬件时钟(read hardware clock and print result)

-s, --hctosys           将硬件时钟同步到系统时钟(set the system time from the hardware clock)

-w, --systohc           将系统时钟同步到硬件时钟(set the hardware clock to the current system time)

如下图所示&＃xff0c;使用hwclock -w&＃xff0c;即可同步硬件时钟

然后重启后&＃xff0c;使用date命令&＃xff0c;看到时间正常