Linux RTC


RTC 也就是实时时钟,用于记录当前系统时间,对于 Linux 系统而言时间是非常重要的,就和我们使用 Windows 电脑或手机查看时间一样,我们在使用 Linux 设备的时候也需要查看时间。本章我们就来学习一下如何编写 Linux 下的 RTC 驱动程序。

1.Linux内核RTC驱动

RTC 设备驱动是一个标准的字符设备驱动,应用程序通过 open、release、read、write 和 ioctl等函数完成对 RTC 设备的操作,关于 RTC 硬件原理部分我们已经在裸机篇中的第二十五章进行了详细的讲解。
Linux 内核将 RTC 设备抽象为 rtc_device 结构体,因此 RTC 设备驱动就是申请并初始化rtc_device,最后将 rtc_device 注册到 Linux 内核里面,这样 Linux 内核就有一个 RTC 设备的。至于 RTC 设备的操作肯定是用一个操作集合(结构体)来表示的,我们先来看一下 rtc_device 结构体,此结构体定义在 include/linux/rtc.h 文件中。
我们需要重点关注的是 ops 成员变量,这是一个 rtc_class_ops 类型的指针变量,rtc_class_ops为 RTC 设备的最底层操作函数集合,包括从 RTC 设备中读取时间、向 RTC 设备写入新的时间值等。因此,rtc_class_ops 是需要用户根据所使用的 RTC 设备编写的,此结构体定义在include/linux/rtc.h 文件中,

看名字就知道 rtc_class_ops 操作集合中的这些函数是做什么的了,但是我们要注意,rtc_class_ops 中的这些函数只是最底层的 RTC 设备操作函数,并不是提供给应用层的file_operations 函数操作集。RTC 是个字符设备,那么肯定有字符设备的 file_operations 函数操作集,Linux 内核提供了一个 RTC 通用字符设备驱动文件,文件名为 drivers/rtc/rtc-dev.c,rtcdev.c 文件提供了所有 RTC 设备共用的 file_operations 函数操作集

看到示例代码 60.1.3 是不是很熟悉了,标准的字符设备操作集。应用程序可以通过 ioctl 函数来设置/读取时间、设置/读取闹钟的操作,那么对应的 rtc_dev_ioctl 函数就会执行,rtc_dev_ioctl 最终会通过操作 rtc_class_ops 中的 read_time、set_time 等函数来对具体 RTC 设备的读写操作


2.I.MX6U内部RTC驱动










第 253 行,调用 platform_get_resource 函数从设备树中获取到 RTC 外设寄存器基地址。
第 255 行,调用函数 devm_ioremap_resource 完成内存映射,得到 RTC 外设寄存器物理基地址对应的虚拟地址。
第 259 行,Linux3.1 引入了一个全新的 regmap 机制,regmap 用于提供一套方便的 API 函数去操作底层硬件寄存器,以提高代码的可重用性。snvs-rtc.c 文件会采用 regmap 机制来读写RTC 底层硬件寄存器。这里使用 devm_regmap_init_mmio 函数将 RTC 的硬件寄存器转化为regmap 形式,这样 regmap 机制的 regmap_write、regmap_read 等 API 函数才能操作寄存器。
第 270 行,从设备树中获取 RTC 的中断号。
第 289 行,设置 RTC_ LPPGDR 寄存器值为 SNVS_LPPGDR_INIT= 0x41736166,这里就是用的 regmap 机制的 regmap_write 函数完成对寄存器进行写操作。
第 292 行,设置 RTC_LPSR 寄存器,写入 0xffffffff,LPSR 是 RTC 状态寄存器,写 1 清零,因此这一步就是清除 LPSR 寄存器。
第 295 行,调用 snvs_rtc_enable 函数使能 RTC,此函数会设置 RTC_LPCR 寄存器。
第299行,调用devm_request_irq函数请求RTC中断,中断服务函数为snvs_rtc_irq_handler,用于 RTC 闹钟中断。
第 307 行,调用 devm_rtc_device_register 函数向系统注册 rtc_devcie,RTC 底层驱动集为snvs_rtc_ops。snvs_rtc_ops操作集包含了读取/设置RTC时间,读取/设置闹钟等函数。snvs_rtc_ops内容如下:





第 56~72 行,读取 RTC_LPSRTCMR 和 RTC_LPSRTCLR 这两个寄存器,得到 RTC 的计数值,单位为秒,这个秒数就是当前时间。这里读取了两次 RTC 计数值,因为要读取两个寄存器,因此可能存在读取第二个寄存器的时候时间数据更新了,导致时间不匹配,因此这里连续读两次,如果两次的时间值相等那么就表示时间数据有效。
第 75 行,返回时间值,注意这里将前面读取到的 RTC 计数值右移了 15 位。

3.RTC时间查看与设置





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