你需要知道的Linux 系統下外設時鐘管理
- 2019 年 12 月 9 日
- 筆記
嵌入式系統一般要求低功耗，出於這個原因，一般只把需要使用到的外設時鐘源打開，其他不需要使用到的模塊，則默認關閉它們。
LCD 模塊，上電時候默認情況是關閉的，所以，要想使用 LCD 模塊，配置它寄存器必須先開啟它時鐘。
如何知道，哪個模塊時鐘源是打開的？哪些模塊時鐘源是關閉的？不同的芯片時鐘設置一定不相同的，所以實現代碼是編寫在和具體芯片相關的文件中：
Clock-exynos4.c (archarmmach-exynos)
內核使用 struct clk 結構描述一個外設模塊的時鐘信息：
struct clk { struct list_head list; struct module *owner; struct clk *parent; const char *name; const char *devname;//設備名，用來查找。 int id; int usage; unsigned long rate; unsigned long ctrlbit; struct clk_ops *ops; int (*enable)(struct clk *, int enable);//指向模塊時鐘使能/禁止時鐘的函數 struct clk_lookup lookup; #if defined(CONFIG_PM_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS) struct dentry *dent; /* For visible tree hierarchy */ #endif };
一個已經移植好，可以運行的內核，它的外設時鐘都已經在系統初期已經完成註冊，實現文件就在
Clock-exynos4.c archarmMach-exynos
關於 LCD 控制器（fimd0）模塊的時鐘定義：
把 exynos4_clk_fimd0 結構放入數組中:
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); //註冊時鐘源，其中 sclk_fimd0 就是在這裡註冊的 ,在 exynos4_clksrcs 數組中定義 s3c_register_clksrc(exynos4_clksrcs, ARRAY_SIZE(exynos4_clksrcs)); //默認打開時鐘的模塊 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:註冊設備時鐘，其中 LCD 時鐘就在這裡註冊,可以通過 clk_get 獲得 s3c24xx_register_clocks(exynos4_clk_cdev, ARRAY_SIZE(exynos4_clk_cdev)); //fyyy:註冊後禁止它，為了降低功耗 for (ptr = 0; ptr < ARRAY_SIZE(exynos4_clk_cdev); ptr++) s3c_disable_clocks(exynos4_clk_cdev[ptr], 1);//這裡有禁止 lcd 相關的時鐘 fimd0 s3c_register_clocks(exynos4_init_clocks_off, ARRAY_SIZE(exynos4_init_clocks_off)); //默認關閉時鐘的模塊 s3c_disable_clocks(exynos4_init_clocks_off, ARRAY_SIZE(exynos4_init_clocks_off)); //可以查找的時鐘 ,可以通過 clk_get 獲得 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));
是註冊了 fimd0 模塊的時鐘信息
//fyyy:註冊後禁止它，為了降低功耗 for (ptr = 0; ptr < ARRAY_SIZE(exynos4_clk_cdev); ptr++) { s3c_disable_clocks(exynos4_clk_cdev[ptr], 1);//這裡有禁止 lcd 相關的時鐘 fimd0 }
要使用這個模塊，必須先開這個模塊的時鐘。
clkdev_add_table(exynos4_clk_lookup, ARRAY_SIZE(exynos4_clk_lookup));
這一行是把可以通過設備名查找到的 clk 結構加到可查詢的鏈表上。內核 struct clk_lookup 結構來表示一個可以被查找到的時鐘結構。
Clkdev.h linux-3.5includeLinux //它是用來查找 struct clk 結構的。 //有了它，就可以通過設備名或時鐘源的名字來找到相應的 struct clk 結構。 struct clk_lookup { struct list_head node; const char *dev_id; //設備名，提供對外搜索的名字，匹配使用的 const char *con_id; //總線名，也可以用來搜索，匹配使用 struct clk *clk; //指向模塊時鐘信息結構 };
實際的匹配過程是會比較 dev_id 和 con_id 兩個成員的，如果匹配上，則返回 clk 結構。
內核提供一個輔助填充宏：CLKDEV_INIT
定義如下：
#define CLKDEV_INIT(d, n, c) { .dev_id = d, .con_id = n, .clk = c, } //可以被查找操作的模塊時鐘 //它是用來查找 struct clk 結構的。 //有了它，就可以通過設備名或時鐘源的名字來找到相應的 struct clk 結構。 static struct clk_lookup exynos4_clk_lookup[] = { …… //通過設備名或時鐘源名查找到 exynos4_clk_fimd0 結構 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" );
如何找到模塊的時鐘結構？內核提供了操作時鐘相關的 API 函數，這些 API 接口函數是通用的，聲明在 Clk.h linux-3.5includeLinux 。時鐘獲得結構獲取函數：
struct clk *clk_get(struct device *dev, const char *id);
功能：通過 dev. init_name 和參數 id 進行在 struct clk_lookup 註冊到內核的時鐘結構鏈表查找。參數 dev. init_name 和 clk_lookup 結構中的 dev_id 成員比較 參數 id 和 clk_lookup 結構中的 con_id 比較 如果兩個成員都相同就返回 clk_lookup 結構中的中 clk 指針。
返回值：IS_ERR(clk_get 返回值)
非 0: 獲得失敗，這時候應該返回 –ENODEV 錯誤碼 IS_ERR(clk_get 返回值)
0: 獲得時鐘成功
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); //獲得成功後可以使能模塊時鐘了
時鐘使能函數：
int clk_enable(struct clk *clk);
功能： 在獲得 clk 結構後，就可以調用 clk_enable 函數來使能模塊的時鐘
返回： 0：成員；負數：失敗 時鐘禁止函數：
void clk_disable(struct clk *clk);
功能：當不需要使用一個模塊時候，要降低功耗，可以關閉它。獲得模塊的運行時鐘頻率：
unsigned long clk_get_rate(struct clk *clk);
功能： 根據結構獲得模塊的運行頻率
返回：模塊的運行頻率，單位是 HZ 減少時鐘引用計數，如果你使用
void clk_put(struct clk *clk);
當使用了 clk_get， clk_enable 後，如果不想使用模塊了，則需要 clk_put 引用計數。設置模塊的運行時鐘：
int clk_set_rate(struct clk *clk, unsigned long rate);
參數： rate 要設置的目標運行頻率
返回： 0：成員；負數：失敗
