RK3288_Android7.1调试RTC总结（一）
RK3288_Android7.1调试RTC总结（一）主要是讲解rtc的调试和驱动框架浅析，
RK3288_Android7.1调试RTC总结（二）主要讲解看门狗方面的内容。
一、 Linux时间有两个，系统时间(Wall Time)和RTC时间。
每次Linux系统启动后在启动过程中会检测和挂载RTC驱动，在挂载后会自动从RTC芯片中读取时间并设置到系统时间中去。此后如果没有显式的通过命令去控制RTC的读写操作，系统将不会再从RTC中去获取或者同步设置时间。
（1）系统时间(WT)：由Linux系统软件维持的时间。系统时间是由主芯片的定时器进行维护的时间，一般情况下都会选择芯片上最高精度的定时器作为系统时间的定时基准，以避免在系统运行较长时间后出现大的时间偏移。特点是掉电后不保存。通过command： date 获取到的就是系统时间。
rk3288:/ # date
Thu Jan 1 00:02:39 GMT 1970
（2）RTC时间：这个时间来自我们设备上的RTC芯片。RTC芯片都有电池+系统电源的双重供电机制，在系统正常工作时由系统供电，在系统掉电后由电池进行供电。因此系统电源掉电后RTC时间仍然能够正常运行。通过command： hwclock 可以读取RTC时间。
rk3288:/ # hwclock
[ 235.534023] rtc_am1805_open :open success!
[ 235.534059] rtc_am1805_read_tiMon Mar 7 00:03:55 1983 0.000000 seconds
其他命令汇总：
date //查看系统时间
date 011209512019.01 //设置系统时间，月/日/时/分/年/.秒，这里就是设置为01月12日09点51分2019年01秒
hwclock --show //查看硬件时间(也就是rtc时间)
hwclock --hctosys或者# clock --hctosys //硬件时钟与系统时钟同步,（hc代表硬件时间，sys代表系统时间）
hwclock --systohc或者# clock --systohc //系统时钟和硬件时钟同步
二、WT时间（系统时间）和RTC时间
当WT时间来自于RTC时间时，流程是：
机器上电–>RTC驱动加载–>从RTC同步时间到WT时间
代码部分（从RTC同步时间到WT时间）：
文件：drivers\rtc\hctosys.c
static int __init rtc_hctosys(void)
{
struct timespec tv = {
.tv_nsec = NSEC_PER_SEC >> 1,
};
err = rtc_read_time(rtc, &tm);
err = do_settimeofday(&tv);
dev_info(rtc->dev.parent,
"setting system clock to "
"%d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d UTC (%u)\n",
tm.tm_year + 1900, tm.tm_mon + 1, tm.tm_mday,
tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec,
(unsigned int) tv.tv_sec);
}
late_initcall(rtc_hctosys);
late_initcall说明系统在启动流程的后面才会调用该函数去同步时间。
Hardware：提供时间信息(time&alarm)，通过一定的接口和RTC driver （rtc_am1805.c）：进行交互。Driver完成硬件的访问功能，提供访问硬件接口，以驱动的形式驻留在系统。注册方式由class.c：文件提供。驱动注册成功后会构建rtc_device结构体表征的rtc设备，并把rtc芯片的操作方式存放到rtc设备的ops成员中。
interface.c //文件屏蔽硬件相关的细节，向上提供统一的获取/设置时间或Alarm的接口；
rtc-lib.c //文件提供通用的时间操作函数，如rtc_time_to_tm、rtc_valid_tm等；
rtc-dev.c //文件在/dev/目录下创建设备节点供应用层访问，如open、read、ioctl等，访问方式填充到file_operations结构体中；
hctosys.c/rtc-sys.c/rtc-proc.c //看名字就知道其作用；
hctosys.c //设置硬件（rtc chip）的时间到系统；
systohc.c //设置系统的时间到硬件（rtc chip）；
下面一层一层分析驱动框架：
三、RTC驱动（我这里以 am 1805驱动 为例）
驱动主要工作是填充rtc_class_ops结构体，结构体描述了RTC芯片能够提供的所有操作接口函数：
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_mmss)(struct device *, unsigned long secs);
int (*read_callback)(struct device *, int data);
int (*alarm_irq_enable)(struct device *, unsigned int enabled);
};
具体实现：
static const struct rtc_class_ops rtc_am1805_ops = {
.open = rtc_am1805_open,
.read_time = rtc_am1805_read_time,
.set_time = rtc_am1805_write_time,
.read_alarm = rtc_am1805_read_alarm,
.set_alarm = rtc_am1805_set_alarm,
.set_cdt_time = rtc_am1805_set_timer,
.read_cdt_time = rtc_am1805_read_timer,
.ioctl = rtc_am1805_ioctl,
};
注册设备：
rtc_device_register(name, dev, &test_rtc_ops, THIS_MODULE);
驱动加载成功log（这里时间是不对的，这log只是说明加载rtc驱动成功，生成rtc设备rtc0）：
rk3288:/ $ dmesg | grep 1805
[ 0.841976] rtc_am1805 --rtc_am1805_init
[ 0.858671] rtc_am1805_get_chip_id :read chip id reg:18.
[ 0.859867] ___ read from am1805: c139-4c-c0 00:05:32
[ 0.860057] rtc_am1805_read_time
[ 0.860893] ___ read from am1805: c139-4c-df 00:05:32
[ 0.860919] rtc_am1805 read time 12139-11-25 00:05:32
[ 0.860928] rtc_am1805_read_alarm
[ 0.863389] rtc_am1805_read_time
[ 0.864215] ___ read from am1805: c139-4c-df 00:05:32
[ 0.864239] rtc_am1805 read time 12139-11-25 00:05:32
[ 0.864425] rtc_am1805 1-0069: rtc core: registered rtc_am1805 as rtc0 //rtc设备rtc0
[ 0.864487] rtc_am1805 --rtc_am1805_probe ok
[ 0.866065] rtc_am1805_probe : ret is 1.
[ 2.117404] rtc_am1805_read_time
[ 2.118521] ___ read from am1805: c139-4c-df 00:05:34
[ 2.118690] rtc_am1805 read time 12139-11-25 00:05:34
[ 2.118795] rtc_am1805 1-0069: setting system clock to 14039-12-25 00:05:34 UTC (380891808334)
四、RTC驱动注册
文件：./drivers/rtc/class.c
static int __init rtc_init(void)
{
rtc_class = class_create(THIS_MODULE, "rtc");
rtc_class->suspend = rtc_suspend;
rtc_class->resume = rtc_resume;
rtc_dev_init();
rtc_sysfs_init(rtc_class);
return 0;
}
subsys_initcall(rtc_init);
完成：
1、 创建名为rtc的class
2、 提供休眠唤醒相关接口suspend/resume
3、 rtc_dev_init()：动态申请/dev/rtcN的设备号
4、 rtc_sysfs_init()：rtc类具有的device_attribute属性
接着看rtc驱动注册：
struct rtc_device *rtc_device_register(const char *name, struct device *dev,
const struct rtc_class_ops *ops,
struct module *owner)
{
struct rtc_device *rtc;
struct rtc_wkalrm alrm;
int id, err;
//Linux支持多个RTC设备，所以需要为每一个设备分配一个ID
// 对应与/dev/rtc0，/dev/rtc1，/dev/rtcN
id = ida_simple_get(&rtc_ida, 0, 0, GFP_KERNEL);
//创建rtc_device设备(对象)并初始化
rtc = kzalloc(sizeof(struct rtc_device), GFP_KERNEL);
rtc->id = id;
rtc->ops = ops; // 2.1 对应RTC驱动填充的test_rtc_ops
rtc->owner = owner;
rtc->irq_freq = 1;
rtc->max_user_freq = 64;
rtc->dev.parent = dev;
rtc->dev.class = rtc_class;//rtc_init()创建的rtc_class
rtc->dev.release = rtc_device_release;
//rtc设备中相关锁、等待队列的初始化
mutex_init(&rtc->ops_lock);
spin_lock_init(&rtc->irq_lock);
spin_lock_init(&rtc->irq_task_lock);
init_waitqueue_head(&rtc->irq_queue);
//初始化工作队列rtc_timer_do_work
timerqueue_init_head(&rtc->timerqueue);
INIT_WORK(&rtc->irqwork, rtc_timer_do_work);
//初始化RTC闹钟中断
rtc_timer_init(&rtc->aie_timer, rtc_aie_update_irq, (void *)rtc);
//RTC更新中断
rtc_timer_init(&rtc->uie_rtctimer, rtc_uie_update_irq, (void *)rtc);
//RTC周期性中断
hrtimer_init(&rtc->pie_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
rtc->pie_timer.function = rtc_pie_update_irq;
rtc->pie_enabled = 0;
//检查是否设置闹钟
err = __rtc_read_alarm(rtc, &alrm);
//如果RTC芯片中设置了有效的Alarm，则初始化：加入到rtc->timerqueue队列中
if (!err && !rtc_valid_tm(&alrm.time))
rtc_initialize_alarm(rtc, &alrm);
//根据name参数设置rtc的name域
strlcpy(rtc->name, name, RTC_DEVICE_NAME_SIZE);
//设置rtc的dev成员中的name域
dev_set_name(&rtc->dev, "rtc%d", id);
// /dev/rtc0的rtc作为字符设备进行初始化
// rtc_dev_prepare-->cdev_init(&rtc->char_dev, &rtc_dev_fops);
rtc_dev_prepare(rtc);
//注册rtc设备到系统
err = device_register(&rtc->dev);
//rtc设备作为字符设备添加到系统
// rtc_dev_add_devicec-->dev_add(&rtc->char_dev, rtc->dev.devt, 1)
// 然后就存在/dev/rtc0了
rtc_dev_add_device(rtc);
rtc_sysfs_add_device(rtc);
// 9、/proc/rtc
rtc_proc_add_device(rtc);
dev_info(dev, "rtc core: registered %s as %s\n",
rtc->name, dev_name(&rtc->dev));
return rtc;
}
有了/dev/rtc0后，应用层就可以通过open/read/ioctl操作RTC设备了，对应与内核的file_operations：
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,
};
五、硬件抽象层
硬件抽象，即屏蔽具体的硬件细节，为上层用户提供统一的调用接口，使用者无需关心这些接口是怎么实现的。以RTC访问为例，抽象的实现位于interface.c文件，其实现基于class.c中创建的rtc_device设备。
实现原理，以rtc_set_time为例：
int rtc_set_time(struct rtc_device *rtc, struct rtc_time *tm)
{
int err;
//参数检测
err = rtc_valid_tm(tm);
err = mutex_lock_interruptible(&rtc->ops_lock);
if (err)
return err;
//调用rtc_device中ops结构体的函数指针
// ops结构体的函数指针已经在RTC驱动中被赋值
if (!rtc->ops)
err = -ENODEV;
else if (rtc->ops->set_time)
err = rtc->ops->set_time(rtc->dev.parent, tm);
mutex_unlock(&rtc->ops_lock);
/* A timer might have just expired */
schedule_work(&rtc->irqwork);
return err;
}
六、rtc文件系统
1、 rtc在sysfs之前曾建立过名为rtc的class：
rtc_class = class_create(THIS_MODULE, "rtc");
查看rtc class：
rk3288:/ $ ls /sys/class/rtc/
rtc0
rk3288:/ $ ls -l /sys/class/rtc/
total 0
lrwxrwxrwx 1 root root 0 1970-01-01 00:00 rtc0 -> ../../devices/platform/ff140000.i2c/i2c-1/1-0069/rtc/rtc0
rk3288:/ $
我们系统中只有一个RTC，所以编号为rtc0。同时发现rtc0文件为指向/sys/devices/ff140000.i2c/i2c-1/1-0069/rtc/rtc0的符号链接，RTC芯片是I2C接口，所以rtc0挂载在I2C的总线上，总线控制器地址ff140000，控制器编号为1，RTC芯片作为slave端地址为0x69。
rtc0设备属性：
文件：./drivers/rtc/rtc-sysfs.c
214 static struct attribute *rtc_attrs[] = {
215 &dev_attr_name.attr,
216 &dev_attr_date.attr,
217 &dev_attr_time.attr,
218 &dev_attr_since_epoch.attr,
219 &dev_attr_max_user_freq.attr,
220 &dev_attr_hctosys.attr,
221 &dev_attr_wakealarm.attr,
222 NULL,
223 };
查看下rtc0的属性：
rk3288:/ $ ls -l /sys/class/rtc/rtc0/
total 0
-r--r--r-- 1 root root 4096 1970-01-01 00:16 date
-r--r--r-- 1 root root 4096 1970-01-01 00:16 dev
lrwxrwxrwx 1 root root 0 1970-01-01 00:16 device -> ../../../1-0069
-r--r--r-- 1 root root 4096 1970-01-01 00:00 hctosys
-rw-r--r-- 1 root root 4096 1970-01-01 00:16 max_user_freq
-r--r--r-- 1 root root 4096 1970-01-01 00:16 name
drwxr-xr-x 2 root root 0 1970-01-01 00:00 power
-r--r--r-- 1 root root 4096 1970-01-01 00:16 since_epoch
lrwxrwxrwx 1 root root 0 1970-01-01 00:16 subsystem -> ../../../../../../../class/rtc
-r--r--r-- 1 root root 4096 1970-01-01 00:16 time
-rw-r--r-- 1 root root 4096 1970-01-01 00:00 uevent
-rw-r--r-- 1 root root 4096 1970-01-01 00:16 wakealarm
2、 rtc在proc之前rtc0设备加入到了/proc
rtc_device_register
--->rtc_proc_add_device(rtc);
void rtc_proc_add_device(struct rtc_device *rtc)
{
if (is_rtc_hctosys(rtc))
proc_create_data("driver/rtc", 0, NULL, &rtc_proc_fops, rtc);
}
查看下：
rk3288:/ $ cat /proc/driver/rtc
[ 1067.757881] rtc_am1805_read_time
rtc_time : 00:23:19
rtc_date : 2019-12-23
alrm_time : 00:00:00
alrm_date : 1970-01-01
alarm_IRQ : no
alrm_pending : no
update IRQ enabled : no
periodic IRQ enabled : no
periodic IRQ frequency : 1
max user IRQ frequency : 64
24hr : yes
rk3288:/ $ [ 1067.759019] ___ read from am1805: c139-4c-dd 00:23:19
[ 1067.759135] ___ read to tm format: 2019-11-23 00:23:19
[ 1067.759201] rtc_am1805 read time 2019-11-23 00:23:19
信息来源：
rtc_proc_fops
-->rtc_proc_open
-->rtc_proc_show
关于late_initcall；kernel中__init类型函数都位于.init.text段中，对应的在.initcall.init段中保存相应的函数指针。系统在启动过程中，根据定义在段中的等级值(0~7)从低到高依次执行。定义：
init.h (include\linux)
#define pure_initcall(fn) __define_initcall(fn, 0)
#define core_initcall(fn) __define_initcall(fn, 1)
#define core_initcall_sync(fn) __define_initcall(fn, 1s)
#define postcore_initcall(fn) __define_initcall(fn, 2)
#define postcore_initcall_sync(fn) __define_initcall(fn, 2s)
#define arch_initcall(fn) __define_initcall(fn, 3)
#define arch_initcall_sync(fn) __define_initcall(fn, 3s)
#define subsys_initcall(fn) __define_initcall(fn, 4)
#define subsys_initcall_sync(fn) __define_initcall(fn, 4s)
#define fs_initcall(fn) __define_initcall(fn, 5)
#define fs_initcall_sync(fn) __define_initcall(fn, 5s)
#define rootfs_initcall(fn) __define_initcall(fn, rootfs)
#define device_initcall(fn) __define_initcall(fn, 6)
#define device_initcall_sync(fn) __define_initcall(fn, 6s)
#define late_initcall(fn) __define_initcall(fn, 7)
#define late_initcall_sync(fn) __define_initcall(fn, 7s)