嵌入式Linux驱动笔记(十四)------详解clock时钟(CCF)框架及clk_get函数
来源:互联网 发布:java multiply用法 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 07:13
你好!这里是风筝的博客,
欢迎和我一起交流。
我在找资料的时候,发现网上大部分文章都是说:
在s3c244x_init_clocks函数里:
void __init s3c244x_init_clocks(int xtal){ s3c24xx_register_baseclocks(xtal); //完成祖宗级别时钟的注册 s3c244x_setup_clocks();//填充祖宗级别时钟结构,方便以后调用 s3c2410_baseclk_add();//添加一些外设时钟结构到list中,并且关闭它们方便省电}
可是我在我的kernel4.8.17里面,
已经没有了s3c24xx_register_baseclocks函数,
没有了s3c244x_setup_clocks函数,
没有了s3c2410_baseclk_add函数,,,,,,
而且arch\arm\plat-samsung\目录下也没用了clock.c文件…………
好像说是从Linux3.10内核开始就没有了吧,然后正式的使用CCF(Common Clock Framewrok)框架了。
在以前Clock部分,虽然也提供了相应的API根据名字去获取Clock,设置频率,获取父时钟,设置父时钟的函数,但是这些API都是由每个SoC单独实现,导致了代码的差异很大,于是就引入了一个新的通用的时钟框架来解决这个问题。由TI的工程师Mike Turquette提供了Common Clock Framewrok,让具体SoC实现clk_ops成员函数并通过clk_register、clk_register_clkdev注册时钟源以及源与设备对应关系,具体的clock驱动都统一迁移到drivers/clk目录。因此现在的时钟框架就采用CCF方式,使用CCF前提是内核配置了CONFIG_COMMON_CLK。
所以,以kernel4.8.17为例,我们重新看下clock注册部分,分析它的框架:
在mach-smdk2440.c文件里,调用关系为:
smdk2440_init_time ->s3c2440_init_clocks(12000000) ->s3c2410_common_clk_init(NULL, xtal, 1, S3C24XX_VA_CLKPWR)
看下s3c2410_common_clk_init函数,重点分析:
void __init s3c2410_common_clk_init(struct device_node *np, unsigned long xti_f, int current_soc, void __iomem *base){ struct samsung_clk_provider *ctx; reg_base = base; if (np) { reg_base = of_iomap(np, 0); if (!reg_base) panic("%s: failed to map registers\n", __func__); } ctx = samsung_clk_init(np, reg_base, NR_CLKS); /* Register external clocks only in non-dt cases */ if (!np) s3c2410_common_clk_register_fixed_ext(ctx, xti_f); if (current_soc == S3C2410) { if (_get_rate("xti") == 12 * MHZ) { s3c2410_plls[mpll].rate_table = pll_s3c2410_12mhz_tbl; s3c2410_plls[upll].rate_table = pll_s3c2410_12mhz_tbl; } /* Register PLLs. */ samsung_clk_register_pll(ctx, s3c2410_plls, ARRAY_SIZE(s3c2410_plls), reg_base);//专门用于锁相环的注册 } else { /* S3C2440, S3C2442 */ if (_get_rate("xti") == 12 * MHZ) { /* * plls follow different calculation schemes, with the * upll following the same scheme as the s3c2410 plls */ s3c244x_common_plls[mpll].rate_table = pll_s3c244x_12mhz_tbl; s3c244x_common_plls[upll].rate_table = pll_s3c2410_12mhz_tbl; } /* Register PLLs. */ samsung_clk_register_pll(ctx, s3c244x_common_plls, ARRAY_SIZE(s3c244x_common_plls), reg_base); } /* Register common internal clocks. */ samsung_clk_register_mux(ctx, s3c2410_common_muxes, ARRAY_SIZE(s3c2410_common_muxes)); samsung_clk_register_div(ctx, s3c2410_common_dividers, ARRAY_SIZE(s3c2410_common_dividers)); samsung_clk_register_gate(ctx, s3c2410_common_gates, ARRAY_SIZE(s3c2410_common_gates)); if (current_soc == S3C2440 || current_soc == S3C2442) { samsung_clk_register_div(ctx, s3c244x_common_dividers, ARRAY_SIZE(s3c244x_common_dividers)); samsung_clk_register_gate(ctx, s3c244x_common_gates, ARRAY_SIZE(s3c244x_common_gates)); samsung_clk_register_mux(ctx, s3c244x_common_muxes, ARRAY_SIZE(s3c244x_common_muxes)); samsung_clk_register_fixed_factor(ctx, s3c244x_common_ffactor, ARRAY_SIZE(s3c244x_common_ffactor)); } /* Register SoC-specific clocks. */ switch (current_soc) { case S3C2410: samsung_clk_register_div(ctx, s3c2410_dividers, ARRAY_SIZE(s3c2410_dividers)); samsung_clk_register_fixed_factor(ctx, s3c2410_ffactor, ARRAY_SIZE(s3c2410_ffactor)); samsung_clk_register_alias(ctx, s3c2410_aliases, ARRAY_SIZE(s3c2410_aliases)); break; case S3C2440: samsung_clk_register_mux(ctx, s3c2440_muxes, ARRAY_SIZE(s3c2440_muxes)); samsung_clk_register_gate(ctx, s3c2440_gates, ARRAY_SIZE(s3c2440_gates)); break; case S3C2442: samsung_clk_register_mux(ctx, s3c2442_muxes, ARRAY_SIZE(s3c2442_muxes)); samsung_clk_register_fixed_factor(ctx, s3c2442_ffactor, ARRAY_SIZE(s3c2442_ffactor)); break; } /* * Register common aliases at the end, as some of the aliased clocks * are SoC specific. */ samsung_clk_register_alias(ctx, s3c2410_common_aliases, ARRAY_SIZE(s3c2410_common_aliases)); if (current_soc == S3C2440 || current_soc == S3C2442) { samsung_clk_register_alias(ctx, s3c244x_common_aliases, ARRAY_SIZE(s3c244x_common_aliases)); } s3c2410_clk_sleep_init(); samsung_clk_of_add_provider(np, ctx);}
这里我们传入的参数np为NULL,xti_f为12000000,current_soc为1。
进入这个函数,分析:
第8行:条件不成立。
第14行:初始化时钟,主要就是给ctx分配空间和填充一些数据,如寄存器基地址。
第18行:注册通用的外部固定时钟,调用关系为:
s3c2410_common_clk_register_fixed_ext ->samsung_clk_register_fixed_rate ->clk_register_fixed_rate ->clk_register_fixed_rate_with_accuracy[注1] ->clk_hw_register_fixed_rate_with_accuracy ->clk_hw_register ->clk_register[注2] ->clk_register_clkdev ->__clk_register_clkdev ->vclkdev_create ->__clkdev_add[注3] ->samsung_clk_register_alias[注4] ->clk_register_clkdev
[注1]:在clk_hw_register_fixed_rate_with_accuracy主要就是设置一些参数,如name、flags、parent_names、num_parents之类的。
[注2]:在clk_register函数里就会初始化core->clks哈希链表,创建一个hw->clk链接到core->clks上,并将hw->clk返回到clk_register_fixed_rate函数上,注意,hw->clk有两个要注意的成员变量:dev_id(device ID)和con_id(connection ID)。
[注3]:在__clkdev_add函数里就会:list_add_tail(&cl->node, &clocks);
将cl->node链接到clocks,注意,cl上同样有dev_id和con_id,同时注意clocks这个链表!
[注4]:在samsung_clk_register_alias函数,注册时钟的别名(比如别名spi,他是挂在PCLK上),同样调用到clk_register_clkdev,最终进入[注3],将list->alias作为con_id,链接到clocks上。
继续:
第20行:我们current_soc为1,S3C2410为0,if不成立。
第43行:专门用于锁相环的注册。
第48~52行:
samsung_clk_register_mux:时钟选择
samsung_clk_register_div:时钟分频
samsung_clk_register_gate:时钟门控,注册的时钟只可以开关,通过.enable/.disable回调
其实这些函数都大同小异,我们以samsung_clk_register_gate来看:
samsung_clk_register_gate(ctx, s3c2410_common_gates , ARRAY_SIZE(s3c2410_common_gates));
看下s3c2410_common_gates数组:
struct samsung_gate_clock s3c2410_common_gates[] __initdata = { GATE(PCLK_SPI, "spi", "pclk", CLKCON, 18, 0, 0), GATE(PCLK_I2S, "i2s", "pclk", CLKCON, 17, 0, 0), GATE(PCLK_I2C, "i2c", "pclk", CLKCON, 16, 0, 0), GATE(PCLK_ADC, "adc", "pclk", CLKCON, 15, 0, 0), GATE(PCLK_RTC, "rtc", "pclk", CLKCON, 14, 0, 0), GATE(PCLK_GPIO, "gpio", "pclk", CLKCON, 13, CLK_IGNORE_UNUSED, 0), GATE(PCLK_UART2, "uart2", "pclk", CLKCON, 12, 0, 0), GATE(PCLK_UART1, "uart1", "pclk", CLKCON, 11, 0, 0), GATE(PCLK_UART0, "uart0", "pclk", CLKCON, 10, 0, 0), GATE(PCLK_SDI, "sdi", "pclk", CLKCON, 9, 0, 0), GATE(PCLK_PWM, "pwm", "pclk", CLKCON, 8, 0, 0), GATE(HCLK_USBD, "usb-device", "hclk", CLKCON, 7, 0, 0), GATE(HCLK_USBH, "usb-host", "hclk", CLKCON, 6, 0, 0), GATE(HCLK_LCD, "lcd", "hclk", CLKCON, 5, 0, 0), GATE(HCLK_NAND, "nand", "hclk", CLKCON, 4, 0, 0),};//格式:id、name、parent_name、offset、bit_idx、flags、gate_flags
这些就是注册的时钟源了。
samsung_clk_register_gate函数的调用关系如下:
samsung_clk_register_gate ->clk_register_gate ->clk_hw_register_gate[注5] ->clk_hw_register ->clk_register[注2]
[注5]:在clk_hw_register_gate函数,同样是设置一些参数,如name、flags、parent_names、num_parents之类的以及填充:init.ops = &clk_gate_ops。
const struct clk_ops clk_gate_ops = { .enable = clk_gate_enable, .disable = clk_gate_disable, .is_enabled = clk_gate_is_enabled,};
这里就是填充回调函数了,在clk_enable/clk_disable时会调用到。
[注2]:在上面提到过。
继续:
第56~62行:
因为2440和2410是相似的,这是在2410的基础上对2440进行补充。
第94行:注册时钟别名,这就比较重要了:
samsung_clk_register_alias(ctx, s3c2410_common_aliases , ARRAY_SIZE(s3c2410_common_aliases));
看下s3c2410_common_aliases数组:
struct samsung_clock_alias s3c2410_common_aliases[] __initdata = { ALIAS(PCLK_I2C, "s3c2410-i2c.0", "i2c"), ALIAS(PCLK_ADC, NULL, "adc"), ALIAS(PCLK_RTC, NULL, "rtc"), ALIAS(PCLK_PWM, NULL, "timers"), ALIAS(HCLK_LCD, NULL, "lcd"), ALIAS(HCLK_USBD, NULL, "usb-device"), ALIAS(HCLK_USBH, NULL, "usb-host"), ALIAS(UCLK, NULL, "usb-bus-host"), ALIAS(UCLK, NULL, "usb-bus-gadget"), ALIAS(ARMCLK, NULL, "armclk"), ALIAS(UCLK, NULL, "uclk"), ALIAS(HCLK, NULL, "hclk"), ALIAS(MPLL, NULL, "mpll"), ALIAS(FCLK, NULL, "fclk"), ALIAS(PCLK, NULL, "watchdog"), ALIAS(PCLK_SDI, NULL, "sdi"), ALIAS(HCLK_NAND, NULL, "nand"), ALIAS(PCLK_I2S, NULL, "iis"), ALIAS(PCLK_I2C, NULL, "i2c"),};//格式:id、dev_name、alias
samsung_clk_register_alias函数在之前[注4]说过,就是将con_id(这里即是alias)链接到clocks上。
好了,到这就分析结束了,那我们怎么获取时钟呢?
当然是非常大众化的clk_get函数了:
struct clk *clk_get(struct device *dev, const char *con_id){ const char *dev_id = dev ? dev_name(dev) : NULL; struct clk *clk; if (dev) { clk = __of_clk_get_by_name(dev->of_node, dev_id, con_id); if (!IS_ERR(clk) || PTR_ERR(clk) == -EPROBE_DEFER) return clk; } return clk_get_sys(dev_id, con_id);}
通常来说,第一个参数设置为NULL即可。
__of_clk_get_by_name是关于dts设备树的API。
进入clk_get_sys函数看看:
struct clk *clk_get_sys(const char *dev_id, const char *con_id){ struct clk_lookup *cl; struct clk *clk = NULL; mutex_lock(&clocks_mutex); cl = clk_find(dev_id, con_id); if (!cl) goto out; clk = __clk_create_clk(cl->clk_hw, dev_id, con_id); if (IS_ERR(clk)) goto out; if (!__clk_get(clk)) { __clk_free_clk(clk); cl = NULL; goto out; }out: mutex_unlock(&clocks_mutex); return cl ? clk : ERR_PTR(-ENOENT);}
这里有两个函数:clk_find和__clk_create_clk
看下clk_find函数:
static struct clk_lookup *clk_find(const char *dev_id, const char *con_id){ struct clk_lookup *p, *cl = NULL; int match, best_found = 0, best_possible = 0; if (dev_id) best_possible += 2; if (con_id) best_possible += 1; list_for_each_entry(p, &clocks, node) { match = 0; if (p->dev_id) { if (!dev_id || strcmp(p->dev_id, dev_id)) continue; match += 2; } if (p->con_id) { if (!con_id || strcmp(p->con_id, con_id)) continue; match += 1; } if (match > best_found) { cl = p; if (match != best_possible) best_found = match; else break; } } return cl;}
里面的list_for_each_entry就是遍历clocks这条链表,
可以看下这篇:Linux下链表的使用及探究
然后比较clocks这条链表上的名字和dev_id以及con_id,如果dev_id匹配,那么match+=2,如果con_id匹配,那么match+=1,当match > best_found说明找到了这个clock的结构体,当然,找到了并不意味着最优解,当match == best_possible才是最完美的情况。
这里可以看出:匹配的优先程度是:dev+con > dev only > con only
之后这个clock结构体会给与到__clk_create_clk函数使用:
struct clk *__clk_create_clk(struct clk_hw *hw, const char *dev_id, const char *con_id){ struct clk *clk; /* This is to allow this function to be chained to others */ if (IS_ERR_OR_NULL(hw)) return (struct clk *) hw; clk = kzalloc(sizeof(*clk), GFP_KERNEL); if (!clk) return ERR_PTR(-ENOMEM); clk->core = hw->core; clk->dev_id = dev_id; clk->con_id = con_id; clk->max_rate = ULONG_MAX; clk_prepare_lock(); hlist_add_head(&clk->clks_node, &hw->core->clks); clk_prepare_unlock(); return clk;}
将之添加到哈希表上进行管理。
最后看下得到clk结构体后是怎么使能时钟的:clk_enable函数:
调用关系为:
clk_enable ->clk_core_enable_lock ->clk_core_enable
static int clk_core_enable(struct clk_core *core){ int ret = 0; lockdep_assert_held(&enable_lock); if (!core) return 0; if (WARN_ON(core->prepare_count == 0)) return -ESHUTDOWN; if (core->enable_count == 0) { ret = clk_core_enable(core->parent); if (ret) return ret; trace_clk_enable_rcuidle(core); if (core->ops->enable) ret = core->ops->enable(core->hw); trace_clk_enable_complete_rcuidle(core); if (ret) { clk_core_disable(core->parent); return ret; } } core->enable_count++; return 0;}
在里面,一开始先判断core的有效性, 然后继续调用自己进行进行递归处理,传入的参数为core->parent,要知道,使能一个设备的clock,一定要保定它父设备的clock是使能的。
之后就掉调用core->ops->enable回调函数进行使能了!
最后的最后,给出一些API函数:
struct clk *__clk_lookup(const char *name) 通过时钟名找到时钟
static inline int clk_enable(struct clk *clk) 使能时钟,不会睡眠
static inline void clk_disable(struct clk *clk) 禁止时钟,不会睡眠
static inline int clk_prepare_enable(struct clk *clk) 使能时钟,可能会睡眠
static inline void clk_disable_unprepare(struct clk *clk) 禁止时钟,可能会睡眠
static inline unsigned long clk_get_rate(struct clk *clk) 获取时钟频率
static inline int clk_set_rate(struct clk *clk, unsigned long rate) 设置时钟频率
static inline long clk_round_rate(struct clk *clk, unsigned long rate) 获取最接近的时钟频率
static inline int clk_set_parent(struct clk *clk, struct clk *parent) 设置时钟的父时钟
static inline struct clk *clk_get_parent(struct clk *clk) 获取时钟的父时钟
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