一、RTC设备驱动分析
内核的rtc驱动位于内核drivers/rtc目录下，里面包含各个平台的RTC驱动。读者可在此目录下任意选择一个单板驱动文件进行分析，我选择的是rtc-davinci.c文件。
文件链接：
https://pan.baidu.com/s/1Yl5RyISOewi3_ZTZ-sY0Kw
提取码为：yp7d
首先来看init()函数：
1 static struct platform_driver davinci_rtc_driver = { 2 .probe = davinci_rtc_probe, 3 .remove = __devexit_p(davinci_rtc_remove), 4 .driver = { 5 .name = "rtc_davinci", 6 .owner = THIS_MODULE, 7 }, 8 }; 9 10 static int __init rtc_init(void) 11 { 12 return platform_driver_probe(&davinci_rtc_driver, davinci_rtc_probe); 13 }
它注册了davinci_rtc_driver驱动，它对应的设备在arch/arm/mach-davinci/dm365.c中有定义：
1 static struct resource dm365_rtc_resources[] = { 2 { 3 .start = DM365_RTC_BASE, 4 .end = DM365_RTC_BASE + SZ_1K - 1, 5 .flags = IORESOURCE_MEM, 6 }, 7 { 8 .start = IRQ_DM365_RTCINT, 9 .flags = IORESOURCE_IRQ, 10 }, 11 }; 12 13 static struct platform_device dm365_rtc_device = { 14 .name = "rtc_davinci", 15 .id = 0, 16 .num_resources = ARRAY_SIZE(dm365_rtc_resources), 17 .resource = dm365_rtc_resources, 18 };
probe()函数调用关系如下：
davinci_rtc_probe -> davinci_rtc->irq = platform_get_irq(pdev, 0); /* 获取platform_device中断 */ -> res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0); /* 获取内存地址 */ -> mem = request_mem_region(davinci_rtc->pbase, davinci_rtc->base_size, pdev->name); -> davinci_rtc->base = ioremap(davinci_rtc->pbase, davinci_rtc->base_size); /* 对寄存器进行映射 */ /* 注册RTC设备 */ -> davinci_rtc->rtc = rtc_device_register(pdev->name, &pdev->dev, &davinci_rtc_ops, THIS_MODULE); -> rtc = kzalloc(sizeof(struct rtc_device), GFP_KERNEL); -> rtc->id = id; /* 设置rtc成员 */ -> rtc->ops = ops; /* 这个就是rtc的操作函数 */ -> rtc_dev_prepare(rtc); -> cdev_init(&rtc->char_dev, &rtc_dev_fops); /* 绑定file_operations */ -> device_register(&rtc->dev); -> device_add(dev); -> rtc_dev_add_device(rtc); /* 在/dev下创建rtc文件，将cdev添加到系统中 */ -> cdev_add(&rtc->char_dev, rtc->dev.devt, 1) -> rtcif_write(davinci_rtc, 0, PRTCIF_INTEN); /* 设置寄存器 */ -> request_irq(davinci_rtc->irq, davinci_rtc_interrupt, 0, "davinci_rtc", davinci_rtc); /* 请求中断 */
probe()函数所做的有以下几点：
1. 设置rtc相关寄存器
2. 分配、设置并注册rtc_device
3. 分配、设置并注册cdev
在注册rtc_device过程中，rtc_device绑定了struct rtc_class_ops davinci_rtc_ops
static struct rtc_class_ops davinci_rtc_ops = { .ioctl = davinci_rtc_ioctl, .read_time = davinci_rtc_read_time, /* 读取时间 */ .set_time = davinci_rtc_set_time, /* 设置时间 */ .alarm_irq_enable = davinci_rtc_alarm_irq_enable, /* 中断使能 */ .read_alarm = davinci_rtc_read_alarm, /* 读取闹钟时间 */ .set_alarm = davinci_rtc_set_alarm, /* 设置闹钟时间 */ };
在注册cdev过程中，cdev绑定了struct file_operations rtc_dev_fops
static const struct file_operations rtc_dev_fops = { .owner = THIS_MODULE, .llseek = no_llseek, .read = rtc_dev_read, .poll = rtc_dev_poll, .unlocked_ioctl = rtc_dev_ioctl, .open = rtc_dev_open, .release = rtc_dev_release, .fasync = rtc_dev_fasync, };
当我们在应用层open("/dev/rtcx")时，它会调用rtc_dev_fops->open()：
1 static int rtc_dev_open(struct inode *inode, struct file *file) 2 { 3 int err; 4 struct rtc_device *rtc = container_of(inode->i_cdev, 5 struct rtc_device, char_dev); 6 const struct rtc_class_ops *ops = rtc->ops; 7 ... 8 err = ops->open ? ops->open(rtc->dev.parent) : 0; 9 ... 10 return err; 11 }
open()函数最终会调用struct rtc_class_ops davinci_rtc_ops的open()函数，由于davinci_rtc_ops没有open()函数，在此不做分析。
当我们在应用层open()后，使用ioctl(int fd, unsigned long cmd, ...)时，它会调用rtc_dev_fops->ioctl()：
1 static long rtc_dev_ioctl(struct file *file, 2 unsigned int cmd, unsigned long arg) 3 { 4 int err = 0; 5 struct rtc_device *rtc = file->private_data; 6 const struct rtc_class_ops *ops = rtc->ops; /* 获取rtc_class_ops */ 7 struct rtc_time tm; 8 struct rtc_wkalrm alarm; 9 void __user *uarg = (void __user *) arg; 10 11 err = mutex_lock_interruptible(&rtc->ops_lock); 12 ... 13 switch (cmd) { 14 ... 15 case RTC_RD_TIME: 16 mutex_unlock(&rtc->ops_lock); 17 18 err = rtc_read_time(rtc, &tm); 19 if (err < 0) 20 return err; 21 22 if (copy_to_user(uarg, &tm, sizeof(tm))) 23 err = -EFAULT; 24 return err; 25 ... 26 } 27 28 done: 29 mutex_unlock(&rtc->ops_lock); 30 return err; 31 }
在此以读时间（RTC_RD_TIME）为例，调用关系如下：
rtc_read_time(rtc, &tm); -> __rtc_read_time(rtc, tm); -> err = rtc->ops->read_time(rtc->dev.parent, tm) /* davinci_rtc_read_time */ -> tm->tm_sec = bcd2bin(rtcss_read(davinci_rtc, PRTCSS_RTC_SEC)); /* 读数据 */ -> day0 = rtcss_read(davinci_rtc, PRTCSS_RTC_DAY0); -> convertfromdays(days, tm) /* 格式转换 */
通过对两结构体分析，我们可以确定：
1. rtc_device->cdev是对rtc的抽象，用于与应用层进行交互
2. rtc_device->ops是cdev->ops的底层实现，通过读写寄存器完成时间操作
二、修改内核支持RTC
在开发板上执行
# ls /dev/rtc*
会有部分开发板找不到该字符设备，这是因为内核里只定义了rtc平台设备，但是没有注册，所以平台驱动和设备并没有匹配，因此我们需要修改内核里的注册数组或注册平台设备。
对于itop4412，其内核里的注册数组位于arch/arm/mach-exynos/mach-itop4412.c的第2740行。
1 static struct platform_device *smdk4x12_devices[] __initdata = { 2 ... 3 &s3c_device_rtc, 4 ... 5 };
可以看到，它已经含有了rtc设备。若没有，读者需要根据自身情况进行添加，并重新编译烧写内核。
对于之前使用的dm365.c，它的注册方法是直接在init()函数中注册平台设备：
1 static int __init dm365_init_devices(void) 2 { 3 if (!cpu_is_davinci_dm365()) 4 return 0; 5 6 davinci_cfg_reg(DM365_INT_EDMA_CC); 7 platform_device_register(&dm365_edma_device); 8 9 platform_device_register(&dm365_mdio_device); 10 platform_device_register(&dm365_emac_device); 11 clk_add_alias(NULL, dev_name(&dm365_mdio_device.dev), 12 NULL, &dm365_emac_device.dev); 13 14 /* Add isif clock alias */ 15 clk_add_alias("master", dm365_isif_dev.name, "vpss_master", NULL); 16 platform_device_register(&dm365_vpss_device); 17 platform_device_register(&dm365_isif_dev); 18 platform_device_register(&vpfe_capture_dev); 19 return 0; 20 }
可以看到他并没有支持rtc，因此我们可以添加如下代码让开发板支持rtc。
1 davinci_cfg_reg(DM365_INT_PRTCSS); /* 配置管脚复用 */ 2 platform_device_register(&dm365_rtc_device); /* 注册平台设备 */
然后重新编译内核、烧写。
接下来，我们可以来操作rtc了。
在Linux中有两个时钟：硬件时钟（寄存器时钟）和系统时钟（内核时钟）
使用hwclock可以查看硬件时钟，使用date命令可以查看系统时钟。
date命令：
1. 查看系统时间
2. 格式化查看系统时间
%Y：年，%m：月，%d：日，%H：时，%M：分，%S：秒
3. 设置系统时间
格式为：date 月日时分年.秒
hwclock命令：
命令常用参数如下：
-r，--show：读取并打印硬件时钟
-s，--hctosys：将硬件时钟同步到系统时钟
-w，--systohc：将系统时钟同步到硬件时钟
使用方法如下图：
