Linux下的RTC子系统

转自：http://blog.csdn.net/weiqing1981127/article/details/8484268

实时时钟的作用主要是为操作系统提供一个可靠的时间，并在断电下，RTC时钟也可以通过电池供电一直运行下去。实时时钟驱动也有一个子系统，叫做RTC子系统，其源代码目录是/driver/rtc/，在这个目录下有一个rtc核心代码区，主要是Rtc-dev.c、Rtc-sysfs.c和Rtc-proc.c三个文件，其中Rtc-dev.c主要是增加一个字符设备的作用，例如用户层的ioctl命令就是通过访问该文件；Rtc-sysfs.c主要是创建device_attribute机制；Rtc-proc.c文件主要创建/proc属性文件。另外对于RTC设备。内核中的说明文档在/Document/Rtc.txt中

我们这里讲的是基于mini2440的RTC驱动，其对应驱动是/driver/rtc/Rtc-s3c.c

RTC驱动源码路径在/driver/rtc/Rtc-s3c.c

查看/driver/rtc/Makefile

rtc-core-$(CONFIG_RTC_INTF_DEV)       += rtc-dev.o

rtc-core-$(CONFIG_RTC_INTF_PROC) += rtc-proc.o

rtc-core-$(CONFIG_RTC_INTF_SYSFS) += rtc-sysfs.o

obj-$(CONFIG_RTC_DRV_S3C)  += rtc-s3c.o

查看/driver/rtc//Konfig

config RTC_INTF_DEV

boolean "/dev/rtcN (character devices)"

default RTC_CLASS

config RTC_INTF_PROC

boolean "/proc/driver/rtc (procfs for rtc0)"

depends on PROC_FS

config RTC_INTF_SYSFS

boolean "/sys/class/rtc/rtcN (sysfs)"

depends on SYSFS

default RTC_CLASS

config RTC_DRV_S3C

tristate "Samsung S3C series SoC RTC"

depends on ARCH_S3C2410

所以配置内核make menuconfig 时，需要选中这几项。

现在先来看如何移植，下面就看移植代码了，因为通过查看"s3c2410-rtc"名知道，在内核Devs.c文件中已经定义如下代码

struct platform_device  s3c_device_rtc
= {

.name               = "s3c2410-rtc",

.id             = -1,

.num_resources       = ARRAY_SIZE(s3c_rtc_resource),

.resource   = s3c_rtc_resource,

};

所以只要在mach-mini2440.c这个mini2440开发板的BSP中把这个s3c_device_rtc加入到mini2440_devices数组

static struct platform_device *mini2440_devices[] __initdata = {

……

& s3c_device_rtc, //添加

};

这样配置完后，进行make zImage生成zImage内核镜像。

下面大致说说/driver/rtc/Rtc-s3c.c

static struct platform_driver s3c2410_rtc_driver = {

.probe            = s3c_rtc_probe,

.remove          = __devexit_p(s3c_rtc_remove),

.suspend  = s3c_rtc_suspend,

.resume          = s3c_rtc_resume,

.driver            = {

.name      = "s3c2410-rtc",  //驱动名

.owner    = THIS_MODULE,

},

};

跟踪下探测函数probe

static int __devinit s3c_rtc_probe(struct platform_device *pdev)

{

struct rtc_device *rtc;

struct resource *res;

int ret;

pr_debug("%s: probe=%p\n", __func__, pdev);

s3c_rtc_tickno = platform_get_irq(pdev, 1);  //获取滴答中断号

if (s3c_rtc_tickno < 0) {

dev_err(&pdev->dev, "no irq for rtc tick\n");

return -ENOENT;

}

s3c_rtc_alarmno = platform_get_irq(pdev, 0);  //获取闹钟中断号

if (s3c_rtc_alarmno < 0) {

dev_err(&pdev->dev, "no irq for alarm\n");

return -ENOENT;

}

pr_debug("s3c2410_rtc: tick irq %d, alarm irq %d\n",

s3c_rtc_tickno, s3c_rtc_alarmno);

res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0); //获取资源

if (res == NULL) {

dev_err(&pdev->dev, "failed to get memory region resource\n");

return -ENOENT;

}

s3c_rtc_mem = request_mem_region(res->start,

res->end-res->start+1,

pdev->name);  //申请资源

if (s3c_rtc_mem == NULL) {

dev_err(&pdev->dev, "failed to reserve memory region\n");

ret = -ENOENT;

goto err_nores;

}

s3c_rtc_base = ioremap(res->start, res->end - res->start + 1); //物理地址到虚拟地址的映射

if (s3c_rtc_base == NULL) {

dev_err(&pdev->dev, "failed ioremap()\n");

ret = -EINVAL;

goto err_nomap;

}

s3c_rtc_enable(pdev, 1);

pr_debug("s3c2410_rtc: RTCCON=%02x\n",

readb(s3c_rtc_base + S3C2410_RTCCON));

s3c_rtc_setfreq(&pdev->dev, 1);     //设置频率

device_init_wakeup(&pdev->dev, 1);

rtc = rtc_device_register("s3c", &pdev->dev, &s3c_rtcops,

THIS_MODULE);  //注册rtc设备

if (IS_ERR(rtc)) {

dev_err(&pdev->dev, "cannot attach rtc\n");

ret = PTR_ERR(rtc);

goto err_nortc;

}

rtc->max_user_freq = 128;

platform_set_drvdata(pdev, rtc);

return 0;

err_nortc:

s3c_rtc_enable(pdev, 0);

iounmap(s3c_rtc_base);

err_nomap:

release_resource(s3c_rtc_mem);

err_nores:

return ret;

}

我们主要关注注册rtc设备的时传入参数s3c_rtcops

static const struct rtc_class_ops s3c_rtcops = {

.open             = s3c_rtc_open,  //打开

.release    = s3c_rtc_release,  //关闭

.read_time      = s3c_rtc_gettime,  //获取当前时间

.set_time = s3c_rtc_settime,  //设置当前时间

.read_alarm     = s3c_rtc_getalarm,  //获取闹钟时间

.set_alarm       = s3c_rtc_setalarm,  //设置闹钟时间

.irq_set_freq   = s3c_rtc_setfreq,  //设置频率

.irq_set_state  = s3c_rtc_setpie,

.proc               = s3c_rtc_proc,

};

对于struct rtc_class_ops结构体中的成员，其每个函数的具体实现，都是跟自己使用的设备相关的，比如我们这样使用的是S3C2410，那么在struct rtc_class_ops里定义的函数使用的就是三星平台下的资源。如果要在其他平台下使用，那么就是修改这里的struct
rtc_class_ops操作函数。

在rtc_device_register中，会调用rtc_dev_prepare函数，而rtc_dev_prepare函数会把rtc_dev_fops注册进内核，而rtc_dev_fops就是我们在增加字符设备的文件Rtc-dev.c中定义的file_operations操作函数，这样注册rtc设备其实就表示用户可以访问通过访问file_operations函数来达到访问rtc设备的目的。

在我们的/driver/rtc/Class.c中的模块加载函数中调用rtc_sysfs_init来完成注册sys文件系统，而rtc_sysfs_init就是我们在Rtc-sysyfs.c中定义的，跟踪下rtc_sysfs_ini

void __init rtc_sysfs_init(struct class *rtc_class)

{

rtc_class->dev_attrs = rtc_attrs;

}

然后看看rtc_attrs属性

static struct device_attribute rtc_attrs[] = {

__ATTR(name, S_IRUGO, rtc_sysfs_show_name, NULL),

__ATTR(date, S_IRUGO, rtc_sysfs_show_date, NULL),

__ATTR(time, S_IRUGO, rtc_sysfs_show_time, NULL),

__ATTR(since_epoch, S_IRUGO, rtc_sysfs_show_since_epoch, NULL),

__ATTR(max_user_freq, S_IRUGO | S_IWUSR, rtc_sysfs_show_max_user_freq,

rtc_sysfs_set_max_user_freq),

__ATTR(hctosys, S_IRUGO, rtc_sysfs_show_hctosys, NULL),

{ },

};

好了，这就是给用户的第二个操作接口，我们来看看这些属性的show和store属性是不是真的能调用在Rtc-s3c.c中的RTC操作函数s3c_rtcops。我们把注意力放在time的show属性函数rtc_sysfs_show_time上

static ssize_t rtc_sysfs_show_time(struct device *dev, struct device_attribute *attr,

char *buf)

{

ssize_t retval;

struct rtc_time tm;

retval = rtc_read_time(to_rtc_device(dev), &tm);  //调用封装的读时间函数

if (retval == 0) {

retval = sprintf(buf, "%02d:%02d:%02d\n",

tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);

}

return retval;

}

跟踪rtc_read_time函数

int rtc_read_time(struct rtc_device *rtc, struct rtc_time *tm)

{

int err;

err = mutex_lock_interruptible(&rtc->ops_lock);

if (err)

return err;

if (!rtc->ops)

err = -ENODEV;

else if (!rtc->ops->read_time)

err = -EINVAL;

else {

memset(tm, 0, sizeof(struct rtc_time));

err = rtc->ops->read_time(rtc->dev.parent, tm);  //调用s3c_rtcops操作中读时间函数

}

mutex_unlock(&rtc->ops_lock);

return err;

}

好了，我已经跟踪到我们需要找的信息了，这样我们就能证实在Rtc-sysyfs.c中定义的设备的show和store属性是真的能调用在Rtc-s3c.c中的RTC操作函数s3c_rtcops的。

RTC驱动测试

Linux 中更改时间的方法一般使用date 命令，为了把S3C2440 内部带的时钟与linux 系统时钟同步，

一般使用hwclock 命令，下面是它们的使用方法：

(1) date -s 042916352007 #设置时间为 2007-04-29 16:34

(2) hwclock -w #把刚刚设置的时间存入S3C2440 内部的RTC

(3).开机时使用hwclock -s 命令可以恢复 linux 系统时钟为RTC, 一般把该语句放入

/etc/init.d/rcS 文件自动执行。

另外需要注意的是：有时候你会发现自己的实时时钟会在走时一段时间后不准，这注意是设计时钟电路时匹配电容的取值不对，电容公式是C1*C2/(C1+C2)+C3，其中C1和C2是两个并联电容，C3是寄生电容，C3一般取3-5PF。