Linux驱动开发RTC

Posted 2022-11-22 XXX_UUU_XXX

对于大多数SOC，半导体厂商已经编写好内部RTC驱动。

RTC设备驱动是一个标准的字符设备驱动，Linux内核将RTC设备抽象为rtc_device结构体，include/linux/rtc.h。

struct rtc_class_ops 
	int (*open)(struct device *);
	void (*release)(struct device *);
	int (*ioctl)(struct device *, unsigned int, unsigned long);
	int (*read_time)(struct device *, struct rtc_time *);
	int (*set_time)(struct device *, struct rtc_time *);
	int (*read_alarm)(struct device *, struct rtc_wkalrm *);
	int (*set_alarm)(struct device *, struct rtc_wkalrm *);
	int (*proc)(struct device *, struct seq_file *);
	int (*set_mmss64)(struct device *, time64_t secs);
	int (*set_mmss)(struct device *, unsigned long secs);
	int (*read_callback)(struct device *, int data);
	int (*alarm_irq_enable)(struct device *, unsigned int enabled);
;

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;

	struct timerqueue_head timerqueue;
	struct rtc_timer aie_timer;
	struct rtc_timer uie_rtctimer;
	struct hrtimer pie_timer; /* sub second exp, so needs hrtimer */
	int pie_enabled;
	struct work_struct irqwork;
	/* Some hardware can't support UIE mode */
	int uie_unsupported;

#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
;

rtc_device结构体中的ops变量，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设备写入新的时间等。rtc_class_ops结构体中的成员函数不是提供给应用层的file_operations函数操作集。Linux内核提供RTC通用字符设备驱动文件，其中ret_dev_fops为字符设备操作集，drivers/rtc/rtc-dev.c。

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,
;

应用程序通过ioctl函数来设置/读取时间、设置/读取闹钟的操作，驱动程序中的ret_dev_ioctl函数就会执行，rtc_dev_ioctl会通过操作rtc_class_ops中的read_time、set_time等函数对具体RTC设备进行读写操作。

使用rtc_device_register注册。

struct rtc_device *rtc_device_register(const char                 *name,
                                       struct device              *dev,
                                       const struct rtc_class_ops *ops,
                                       struct module              *owner);

• name：设备名字。
• dev：设备。
• ops：RTC底层驱动函数集合。
• owner：驱动模块拥有者。
• 返回值：成功，返回rtc_device；失败，返回负值。

使用rtc_device_unregister注销。

void rtc_device_unregister(struct rtc_deivce *rtc);

• rtc：要注销的rtc设备。
• 返回值：无。

或者使用devm_rtc_device_register和devm_rtc_device_unregister分别注册和注销rtc设备。

struct rtc_device *devm_rtc_device_register(struct device              *dev,
					                        const char                 *name,
					                        const struct rtc_class_ops *ops,
					                        struct module              *owner);

void devm_rtc_device_unregister(struct device *dev, struct rtc_device *rtc);

Linux系统查看时间，在终端输入date命令即可。

date

设置RTC时间，使用date命令添加-s参数。此时并未写入内部RTC，系统重启后时间会丢失。

date -s "2022-05-05 16:00:00"

使用hwclock命令将系统时间写入RTC内部。

hwclock -w