你需要知道的Linux 系统下外设时钟管理
- 2019 年 12 月 9 日
- 筆記
嵌入式系统一般要求低功耗，出于这个原因，一般只把需要使用到的外设时钟源打开，其他不需要使用到的模块，则默认关闭它们。
LCD 模块，上电时候默认情况是关闭的，所以，要想使用 LCD 模块，配置它寄存器必须先开启它时钟。
如何知道，哪个模块时钟源是打开的？哪些模块时钟源是关闭的？不同的芯片时钟设置一定不相同的，所以实现代码是编写在和具体芯片相关的文件中：
Clock-exynos4.c (archarmmach-exynos)
内核使用 struct clk 结构描述一个外设模块的时钟信息：
struct clk { struct list_head list; struct module *owner; struct clk *parent; const char *name; const char *devname;//设备名，用来查找。 int id; int usage; unsigned long rate; unsigned long ctrlbit; struct clk_ops *ops; int (*enable)(struct clk *, int enable);//指向模块时钟使能/禁止时钟的函数 struct clk_lookup lookup; #if defined(CONFIG_PM_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS) struct dentry *dent; /* For visible tree hierarchy */ #endif };
一个已经移植好，可以运行的内核，它的外设时钟都已经在系统初期已经完成注册，实现文件就在
Clock-exynos4.c archarmMach-exynos
关于 LCD 控制器（fimd0）模块的时钟定义：
把 exynos4_clk_fimd0 结构放入数组中:
void __init exynos4_register_clocks(void) { int ptr; s3c24xx_register_clocks(exynos4_clks, ARRAY_SIZE(exynos4_clks)); for (ptr = 0; ptr < ARRAY_SIZE(exynos4_sysclks); ptr++) s3c_register_clksrc(exynos4_sysclks[ptr], 1); for (ptr = 0; ptr < ARRAY_SIZE(exynos4_sclk_tv); ptr++) s3c_register_clksrc(exynos4_sclk_tv[ptr], 1); for (ptr = 0; ptr < ARRAY_SIZE(exynos4_clksrc_cdev); ptr++) s3c_register_clksrc(exynos4_clksrc_cdev[ptr], 1); //注册时钟源，其中 sclk_fimd0 就是在这里注册的 ,在 exynos4_clksrcs 数组中定义 s3c_register_clksrc(exynos4_clksrcs, ARRAY_SIZE(exynos4_clksrcs)); //默认打开时钟的模块 s3c_register_clocks(exynos4_init_clocks_on, ARRAY_SIZE(exynos4_init_clocks_on)); s3c_register_clocks(exynos4_init_audss_clocks, ARRAY_SIZE(exynos4_init_audss_clocks)); s3c_disable_clocks(exynos4_init_audss_clocks, ARRAY_SIZE(exynos4_init_audss_clocks)); s3c24xx_register_clocks(exynos4_gate_clocks, ARRAY_SIZE(exynos4_gate_clocks)); //fyyy:注册设备时钟，其中 LCD 时钟就在这里注册,可以通过 clk_get 获得 s3c24xx_register_clocks(exynos4_clk_cdev, ARRAY_SIZE(exynos4_clk_cdev)); //fyyy:注册后禁止它，为了降低功耗 for (ptr = 0; ptr < ARRAY_SIZE(exynos4_clk_cdev); ptr++) s3c_disable_clocks(exynos4_clk_cdev[ptr], 1);//这里有禁止 lcd 相关的时钟 fimd0 s3c_register_clocks(exynos4_init_clocks_off, ARRAY_SIZE(exynos4_init_clocks_off)); //默认关闭时钟的模块 s3c_disable_clocks(exynos4_init_clocks_off, ARRAY_SIZE(exynos4_init_clocks_off)); //可以查找的时钟 ,可以通过 clk_get 获得 Clkdev_add_table(exynos4_clk_lookup, ARRAY_SIZE(exynos4_clk_lookup)); register_syscore_ops(&exynos4_clock_syscore_ops); s3c24xx_register_clock(&dummy_apb_pclk); s3c_pwmclk_init(); }
分析：
s3c24xx_register_clocks(exynos4_clk_cdev, ARRAY_SIZE(exynos4_clk_cdev));
是注册了 fimd0 模块的时钟信息
//fyyy:注册后禁止它，为了降低功耗 for (ptr = 0; ptr < ARRAY_SIZE(exynos4_clk_cdev); ptr++) { s3c_disable_clocks(exynos4_clk_cdev[ptr], 1);//这里有禁止 lcd 相关的时钟 fimd0 }
要使用这个模块，必须先开这个模块的时钟。
clkdev_add_table(exynos4_clk_lookup, ARRAY_SIZE(exynos4_clk_lookup));
这一行是把可以通过设备名查找到的 clk 结构加到可查询的链表上。内核 struct clk_lookup 结构来表示一个可以被查找到的时钟结构。
Clkdev.h linux-3.5includeLinux //它是用来查找 struct clk 结构的。 //有了它，就可以通过设备名或时钟源的名字来找到相应的 struct clk 结构。 struct clk_lookup { struct list_head node; const char *dev_id; //设备名，提供对外搜索的名字，匹配使用的 const char *con_id; //总线名，也可以用来搜索，匹配使用 struct clk *clk; //指向模块时钟信息结构 };
实际的匹配过程是会比较 dev_id 和 con_id 两个成员的，如果匹配上，则返回 clk 结构。
内核提供一个辅助填充宏：CLKDEV_INIT
定义如下：
#define CLKDEV_INIT(d, n, c) { .dev_id = d, .con_id = n, .clk = c, } //可以被查找操作的模块时钟 //它是用来查找 struct clk 结构的。 //有了它，就可以通过设备名或时钟源的名字来找到相应的 struct clk 结构。 static struct clk_lookup exynos4_clk_lookup[] = { …… //通过设备名或时钟源名查找到 exynos4_clk_fimd0 结构 CLKDEV_INIT("exynos4-fb.0", "lcd", &exynos4_clk_fimd0), …… }; struct device dev; struct clk * clk_bus; dev. init_name = "exynos4-fb.0"; clk_bus = clk_get(&dev, "lcd" );
如何找到模块的时钟结构？内核提供了操作时钟相关的 API 函数，这些 API 接口函数是通用的，声明在 Clk.h linux-3.5includeLinux 。时钟获得结构获取函数：
struct clk *clk_get(struct device *dev, const char *id);
功能：通过 dev. init_name 和参数 id 进行在 struct clk_lookup 注册到内核的时钟结构链表查找。参数 dev. init_name 和 clk_lookup 结构中的 dev_id 成员比较 参数 id 和 clk_lookup 结构中的 con_id 比较 如果两个成员都相同就返回 clk_lookup 结构中的中 clk 指针。
返回值：IS_ERR(clk_get 返回值)
非 0: 获得失败，这时候应该返回 –ENODEV 错误码 IS_ERR(clk_get 返回值)
0: 获得时钟成功
示例：
s3c_ac97.ac97_clk = clk_get(&pdev->dev, "ac97"); if (IS_ERR(s3c_ac97.ac97_clk)) { dev_err(&pdev->dev, "ac97 failed to get ac97_clockn"); ret = -ENODEV; goto err2; } clk_enable(s3c_ac97.ac97_clk); //获得成功后可以使能模块时钟了
时钟使能函数：
int clk_enable(struct clk *clk);
功能： 在获得 clk 结构后，就可以调用 clk_enable 函数来使能模块的时钟
返回： 0：成员；负数：失败 时钟禁止函数：
void clk_disable(struct clk *clk);
功能：当不需要使用一个模块时候，要降低功耗，可以关闭它。获得模块的运行时钟频率：
unsigned long clk_get_rate(struct clk *clk);
功能： 根据结构获得模块的运行频率
返回：模块的运行频率，单位是 HZ 减少时钟引用计数，如果你使用
void clk_put(struct clk *clk);
当使用了 clk_get， clk_enable 后，如果不想使用模块了，则需要 clk_put 引用计数。设置模块的运行时钟：
int clk_set_rate(struct clk *clk, unsigned long rate);
参数： rate 要设置的目标运行频率
返回： 0：成员；负数：失败
