x4412&ibox项目实战70－RTC驱动实验

armeasy

linux内核的RTC驱动都保存在kernel/drivers/rtc目录下，相关源码如下：

1. kernel/drivers/rtc/alarm.c
   
2. kernel/drivers/rtc/alarm-dev.c
   
3. kernel/drivers/rtc/class.c
   
4. kernel/drivers/rtc/interface.c
   
5. kernel/drivers/rtc/rtc-dev.c
   
6. kernel/drivers/rtc/rtc-lib.c
   
7. kernel/drivers/rtc/rtc-proc.c
   
8. kernel/drivers/rtc/rtc-s3c.c
   
9. kernel/drivers/rtc/rtc-sysfs.c
   
10. kernel/drivers/rtc/rtc-core.h
    
11. kernel/arch/arm/plat-samsung/dev-rtc.c

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       在kernel/drivers/rtc下集成了linux的RTC驱动模型，当我们添加新的平台的RTC驱动时，只需要在此模型的基础上增加与平台相关的驱动即可。默认该目录下有大量平台相关的驱动源码可参考。针对三星平台的驱动源码为rtc-s3c.c。

       kernel/drivers/rtc/Makefile文件部分内容如下：

1. obj-$(CONFIG_RTC_LIB)            += rtc-lib.o
   
2. obj-$(CONFIG_RTC_HCTOSYS)         += hctosys.o
   
3. obj-$(CONFIG_RTC_CLASS)               += rtc-core.o
   
4. rtc-core-y                      := class.o interface.o
   
5. 
   
6. obj-$(CONFIG_RTC_INTF_ALARM) += alarm.o
   
7. obj-$(CONFIG_RTC_INTF_ALARM_DEV) += alarm-dev.o
   
8. rtc-core-$(CONFIG_RTC_INTF_DEV) += rtc-dev.o
   
9. rtc-core-$(CONFIG_RTC_INTF_PROC) += rtc-proc.o
   
10. rtc-core-$(CONFIG_RTC_INTF_SYSFS) += rtc-sysfs.o
    
11. 
    
12. # Keep the list ordered.
    
13. ……
    
14. obj-$(CONFIG_RTC_DRV_S3C) += rtc-s3c.o
    
15. ……

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       从这里可以看出rtc驱动相关的源码文件。rtc-lib.c中封装了一些时钟转换的函数，如每月有多少天，每年有多少天，秒转化为时钟等，这些函数供整个RTC驱动模型调用，不限平台。在rtc-core.h中声明了一些必要的函数，供驱动调用。interface.c中封装了一些接口函数，如读取时钟，设置时钟，读取闹铃，设置闹铃等。alarm.c和alarm-dev.c文件封装了具体的闹铃操作方法。rtc-proc.c文件用于给rtc驱动增加proc文件系统的功能，rtc-sysfs.c文件用于给rtc驱动增加sysfs的功能，class.c、rtc-dev.c、rtc-s3c.c文件构成了RTC驱动的主体，它实现了RTC字符设备驱动，对外封装了IOCTL接口。如果把RTC驱动比作是一辆汽车，rtc-lib.c，rtc-core.h，interface.c，rtc-proc.c，rtc-sysfs.c就相当于汽车的壳子，而class.c，rtc-dev.c以及rtc-s3c.c就相当于汽车的发动机。下面我们就从class.c开始，贯穿整个RTC驱动。

       在class.c的初始化函数rtc_init中，通过class_create函数注册了一个类，通过rtc_dev_init函数注册一个字符设备驱动，rtc_sysfs_init函数用于支持sysfs属性。

1. static int __init rtc_init(void)
   
2. {
   
3.          rtc_class = class_create(THIS_MODULE, "rtc");//注册一个类
   
4.          if (IS_ERR(rtc_class)) {
   
5.                    printk(KERN_ERR "%s: couldn't create class\n", __FILE__);
   
6.                    return PTR_ERR(rtc_class);
   
7.          }
   
8.          rtc_class->suspend = rtc_suspend;
   
9.          rtc_class->resume = rtc_resume;
   
10.          rtc_dev_init();//给字符设备分配设备号
    
11.          rtc_sysfs_init(rtc_class);//支持sysfs属性
    
12.          return 0;
    
13. }

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       rtc_dev_init函数原型如下：

1. void __init rtc_dev_init(void)
   
2. {
   
3.          int err;
   
4. 
   
5.          err = alloc_chrdev_region(&rtc_devt, 0, RTC_DEV_MAX, "rtc");
   
6.          if (err < 0)
   
7.                    printk(KERN_ERR "%s: failed to allocate char dev region\n",
   
8.                             __FILE__);
   
9. }

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       它仅仅是调用alloc_chrdev_region函数，用于自动分配设备号，将将设备号保存到全局变量rtc_devt中。

       rtc_sysfs_init函数原型如下：

1. void __init rtc_sysfs_init(struct class *rtc_class)
   
2. {
   
3.          rtc_class->dev_attrs = rtc_attrs;
   
4. }

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       这里只是给注册的类rtc_class的成员dev_attrs赋值。到此，class.c的初始化函数也就完成了，程序中还有一个关键的返回rtc_device结构体的函数rtc_device_register，它将会被其他程序调用，字符设备驱动就是在这里注册的。

    在kernel/arch/arm/plat-samsung/dev-rtc.c中定义了一个平台设备s3c_device_rtc，同时为这个设备分配了一些资源：

1. static struct resource s3c_rtc_resource[] = {
   
2.          [0] = {
   
3.                    .start  = S3C_PA_RTC,
   
4.                    .end   = S3C_PA_RTC + 0xff,
   
5.                    .flags = IORESOURCE_MEM,
   
6.          },
   
7.          [1] = {
   
8.                    .start  = IRQ_RTC_ALARM,
   
9.                    .end   = IRQ_RTC_ALARM,
   
10.                    .flags = IORESOURCE_IRQ,
    
11.          },
    
12.          [2] = {
    
13.                    .start  = IRQ_RTC_TIC,
    
14.                    .end   = IRQ_RTC_TIC,
    
15.                    .flags = IORESOURCE_IRQ
    
16.          }
    
17. };
    
18. 
    
19. struct platform_device s3c_device_rtc = {
    
20.          .name                   = "s3c64xx-rtc",
    
21.          .id               = -1,
    
22.          .num_resources   = ARRAY_SIZE(s3c_rtc_resource),
    
23.          .resource    = s3c_rtc_resource,
    
24. };

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       在kernel/arch/arm/mach-exynos/mach-x4412.c中，在平台设备的结构体指针smdk4x12_devices中包含了s3c_device_rtc，通过platform_add_devices函数会将包含s3c_device_rtc在内的一长串平台设备添加进内核。

       在rtc-s3c.c的初始化函数s3c_rtc_init中，通过platform_driver_register函数将名为s3c-rtc的平台驱动：

1. static struct platform_device_id s3c_rtc_driver_ids[] = {
   
2.          {
   
3.                    .name                   = "s3c2410-rtc",
   
4.                    .driver_data         = TYPE_S3C2410,
   
5.          }, {
   
6.                    .name                   = "s3c64xx-rtc",
   
7.                    .driver_data         = TYPE_S3C64XX,
   
8.          },
   
9.          { }
   
10. };
    
11. MODULE_DEVICE_TABLE(platform, s3c_rtc_driver_ids);
    
12. static struct platform_driver s3c_rtc_driver = {
    
13.          .probe                  = s3c_rtc_probe,
    
14.          .remove               = __devexit_p(s3c_rtc_remove),
    
15.          .suspend     = s3c_rtc_suspend,
    
16.          .resume                = s3c_rtc_resume,
    
17.          .id_table     = s3c_rtc_driver_ids,
    
18.          .driver                  = {
    
19.                    .name         = "s3c-rtc",
    
20.                    .owner        = THIS_MODULE,
    
21.          },
    
22. };

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       很明显，平台驱动结构体s3c_rtc_driver中的驱动名称为s3c-rtc，而在平台设备结构体s3c_device_rtc中的设备名称却为s3c64xx-rtc，二者并不相同，那么探测函数s3c_rtc_probe是如何执行的呢？

       事实上，platform_device和platform_driver有两种匹配方式。在kernel/drivers/base/platform.c中，匹配函数原型如下：

1. static int platform_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)
   
2. {
   
3.          struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);
   
4.          struct platform_driver *pdrv = to_platform_driver(drv);
   
5. 
   
6.          /* Attempt an OF style match first */
   
7.          if (of_driver_match_device(dev, drv))
   
8.                    return 1;
   
9. 
   
10.          /* Then try to match against the id table */
    
11.          if (pdrv->id_table)
    
12.                    return platform_match_id(pdrv->id_table, pdev) != NULL;
    
13. 
    
14.          /* fall-back to driver name match */
    
15.          return (strcmp(pdev->name, drv->name) == 0);
    
16. }

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       该函数的作用就是将平台设备绑定到平台驱动，绑定成功后，平台驱动的probe函数将会执行。可以看到，程序首先判断平台驱动结构体是否存在id_table结构成员，如果存在则比较id_table中的成员名称，如果不存在，再比较platform_driver中的成员名称。

       回到rtc-s3c.c文件，由于在platform_driver中已经存在id_table，platform_match函数会调用platform_match_id将平台设备的名称s3c64xx-rtc与结构体数组s3c_rtc_driver_ids中的成员名称比较，如果找到相同的名称，会将匹配上的platform_device_id保存到platform_device结构的id_entry中，在probe的时候就可以通过id_entry中的driver_data判断匹配的具体是哪一组ID。

       在探测函数s3c_rtc_probe中，通过platform_get_irq从平台设备中读取中断号，通过platform_get_resource函数从平台设备中获取IO资源，request_mem_region函数用于给IO资源申请内存空间。得到IO资源信息后，通过ioremap函数将内存映像到虚拟地址，供后续寄存器操作。clk_get函数用于获取RTC时钟的CLK结构体，clk_enable函数用于使能RTC时钟，s3c_rtc_enable函数最终打开RTC，RTC开始工作。到这里，就可以获取RTC时钟信息了。

       s3c_rtc_gettime函数用于读取时钟信息，并保存到rtc_tm结构体中。

紧接着调用rtc_device_register函数，该函数将完成rtc字符设备的注册，节点的生成。在rtc_device_register函数的开始定义了一个指向rtc_device结构体的指针rtc，并对其成员进行了初始化。在rtc_dev_prepare函数中，调用cdev_init函数初始化一个字符设备：

1. void rtc_dev_prepare(struct rtc_device *rtc)
   
2. {
   
3.          if (!rtc_devt)
   
4.                    return;
   
5. 
   
6.          if (rtc->id >= RTC_DEV_MAX) {
   
7.                    pr_debug("%s: too many RTC devices\n", rtc->name);
   
8.                    return;
   
9.          }
   
10. 
    
11.          rtc->dev.devt = MKDEV(MAJOR(rtc_devt), rtc->id);
    
12. 
    
13. #ifdef CONFIG_RTC_INTF_DEV_UIE_EMUL
    
14.          INIT_WORK(&rtc->uie_task, rtc_uie_task);
    
15.          setup_timer(&rtc->uie_timer, rtc_uie_timer, (unsigned long)rtc);
    
16. #endif
    
17. 
    
18.          cdev_init(&rtc->char_dev, &rtc_dev_fops);
    
19.          rtc->char_dev.owner = rtc->owner;
    
20. }

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       在rtc_device_register中，紧接着调用device_register函数，用于在/dev下创建设备节点。在class.c的初始化函数中，通过class_create函数注册了一个类，但是程序并没有调用device_create函数创建设备节点。在这里，device_register函数充当了device_create的功能。

       紧接着rtc_dev_add_device函数调用cdev_add函数完成字符设备的注册：

1. void rtc_dev_add_device(struct rtc_device *rtc)
   
2. {
   
3.          if (cdev_add(&rtc->char_dev, rtc->dev.devt, 1))
   
4.                    printk(KERN_WARNING "%s: failed to add char device %d:%d\n",
   
5.                             rtc->name, MAJOR(rtc_devt), rtc->id);
   
6.          else
   
7.                    pr_debug("%s: dev (%d:%d)\n", rtc->name,
   
8.                             MAJOR(rtc_devt), rtc->id);
   
9. }

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       执行到这里，字符设备驱动已经注册成功，在/dev下会产生rtc0节点。rtc_sysfs_add_device函数用于支持sysfs，在/sys/devices/platform目录下将会产生关于rtc的相关目录和文件。rtc_proc_add_device函数用于支持proc，在/proc目录下将会产生关于rtc的相关文件。

       执行完rtc_device_register函数后，会返回rtc结构体，在探测函数s3c_rtc_probe中，通过platform_set_drvdata函数将前面返回的结构体rtc保存到pdev的结构成员中。request_irq函数用于申请RTC闹钟中断，probe函数到此结束。

       在rtc-dev.c中，cdev_init函数指定了file_operations结构体rtc_dev_fops：

1. static const struct file_operations rtc_dev_fops = {
   
2.          .owner                 = THIS_MODULE,
   
3.          .llseek                  = no_llseek,
   
4.          .read           = rtc_dev_read,
   
5.          .poll            = rtc_dev_poll,
   
6.          .unlocked_ioctl    = rtc_dev_ioctl,
   
7.          .open          = rtc_dev_open,
   
8.          .release       = rtc_dev_release,
   
9.          .fasync                 = rtc_dev_fasync,
   
10. };

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       这些成员函数构成了和应用交互数据的桥梁。

chenxingyu

看着不错，顶一个