Android RTC 自下而上分析

时钟RTC驱动分析

S3C2440上RTC时钟驱动开发实例分析

实时时钟RTC之hwclock简介

S3C6410实时时钟RTC 秒字符设备

Linux驱动分析之RTC详解

arm: cortex-a8
        Board: FS_S5PC100
        Linux: 2.6.29
        Android: 2.1

1、 RTC控制器

1.1 feature

实时时钟(RTC)单元可以通过备用电池供电,因此,即使系统电源关闭,它也可以继续工作。RTC 可以通过STRB/LDRB 指令将8 位BCD 码数据送至CPU。这些BCD 数据包括秒,分,时,日期,星期,月和年。RTC 单元通过一个外部的32.768KHz晶振提供时钟。RTC具有定时报警的功能。RTC 控制器功能说明:

时钟数据采用BCD 编码
        能够对闰年的年月日进行自动处理
        具有告警功能,当系统处于关机状态时,能产生告警中断;
        具有独立的电源输入
        提供毫秒级时钟中断,该中断可用于作为嵌入式操作系统的内核时钟

1.2 register description

(1) RTC 中断挂起寄存器

Android RTC 自下而上分析

(2) RTC控制器寄存器

Android RTC 自下而上分析

(3)RTC报警使能寄存器

Android RTC 自下而上分析

(4) alarm 值寄存器 (SEC/MIN/HOUR/ DATE/DAY/MON/YEAR)

(5)BCD值寄存器(SEC/MIN/HOUR/ DATE/DAY/MON/YEAR)

1.3 如何program?

Android RTC 自下而上分析

从上图可以看到RTC有三个功能块,一个是计时器,一个是定时器,一个是“嘀嗒”产生器,后两个都可以产生中断,前者只要配置后,在power-off的情况下也会计时,当然要有后备电池的供电才可能。

1.计时器

计时器只要你配置好BCD寄存器即可,也就是填入当前的时间,年月日,时分秒。星期这些数据即可。当然在填写之前应该先将控制器寄存器使能。

2.定时器

定时器和计时器不同的地方在于,定时器的值寄存器填写的是触发中断的时间,当BCD计时器的值增加到定时器的值时,就会产生一个中断。该中断可以再掉电模式下或者是普通模式。

3.“嘀嗒”产生器

该部分功能是为OS所提供的功能,初始化后就可以,该值可提供给RTOS。

2、 linux driver

上面只是把RTC硬件给过了一遍,现在往上升一级,开始看下linux下是如何driver一个RTC的。假设你的linux kernel source code的主目录名字为LINUX。

先关注一个目录:LINUX/driver/rtc/

在该目录下,有一堆以rtc-为前缀的文件,这些文件都是各种板子上用的rtc底层驱动代码,我们要看的只有3个,rtc-s3c.c ,alarm.c, alarm-dev.c 。

看下第一个,rtc-s3c.c 是三星产的arm芯片所专用的一个rtc驱动,要说专用也不为过,看看编写者就知道了,看看怎么实现:

它用的是平台设备驱动,

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",
                        .owner = THIS_MODULE,
                },
        };

static const struct rtc_class_ops s3c_rtcops = {
                .open = s3c_rtc_open,
                .release = s3c_rtc_release,
                .ioctl = s3c_rtc_ioctl,
                .read_time = s3c_rtc_gettime,
                .set_time = s3c_rtc_settime,
                .read_alarm = s3c_rtc_getalarm,
                .set_alarm = s3c_rtc_setalarm,
                .irq_set_freq = s3c_rtc_setfreq,
                .irq_set_state = s3c_rtc_setpie,
                .proc = s3c_rtc_proc,
        };

看这两个结构体,我认为就已经达到目的,第一个结构体是平台设备中的driver部分,也就是s3c_rtc_probe,是个很重要的函数,在这里面,第二个结构体被顺利注册进rtc子系统。Rtc的所用到的结构体被定义在,LINUX/include/linux/rtc.h里面。

struct rtc_device
        {
                struct device dev;
                struct module *owner;

int id;
                char name[RTC_DEVICE_NAME_SIZE];

const struct rtc_class_ops *ops;
                struct mutex ops_lock;

struct cdev char_dev;
                unsigned long flags;

unsigned long irq_data;
                spinlock_t irq_lock;
                wait_queue_head_t irq_queue;
                struct fasync_struct *async_queue;

struct rtc_task *irq_task;
                spinlock_t irq_task_lock;
                int irq_freq;
                int max_user_freq;
        #ifdef CONFIG_RTC_INTF_DEV_UIE_EMUL
                struct work_struct uie_task;
                struct timer_list uie_timer;
                /* Those fields are protected by rtc->irq_lock */
                unsigned int oldsecs;
                unsigned int uie_irq_active:1;
                unsigned int stop_uie_polling:1;
                unsigned int uie_task_active:1;
                unsigned int uie_timer_active:1;
                #endif
        };

这个结构体是核心部分,内核中就是靠它传递信息,不管在哪使用,都要靠它间接的调用底层信息。比如在alarm.c 中。

alarm_ioctl这个函数中,多次使用了rtc_set_time/rtc_get_time,这些函数虽然是定义在rtc目录下的interface.c 中,但实质还是rtc-s3c.c中结构体 rtc_class_ops所指过去的函数。

那么我可以告诉你了,为什么多了一个alarm.c ,因为在android中它为了使得平台无关性提高,因此大量的增加过渡代码层,HAL就是这种性质的存在。
alarm.c在用户空间中会多一个/dev/alarm 节点,而rtc-s3c.c 会产生/dev/rtc这样的节点。

Android在HAL层中,是对/dev/alarm这个结点进行操作。

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