Linux设备驱动开发 - 虚拟时钟Clock驱动示例
By: fulinux
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目录
- 1. 概述
- 2. virtual clock设计
- 3. 虚拟时钟驱动
-
- 3.1. provider驱动
-
- 3.1.1. provider platform device部分
- 3.1.2. provider platform driver部分
- 3.2. consumer驱动
-
- 3.2.1. consumer platform device驱动
- 3.2.2. consumer platform driver驱动
- 4. 结束语
1. 概述
很多设备里面系统时钟架构极其复杂，让学习Clock驱动的盆友头大。这里我参考S3C2440的clock驱动写了一个virtual clock，即虚拟时钟驱动，分别包含clock的provider和consumer。
因为本文驱动示例对环境没有要求，所以本文就是在Ubuntu环境下进行。
2. virtual clock设计
设计一个虚拟的时钟引脚环境，尽量包括晶振osc、锁相环mpll(main pll)，分频器divider, 选择器mux和开关gate。这里我们预设osc时钟频率为12MHz,
mpll为400MHz，分频器可以获得100MHz、133Mhz、66MHz、50M。他们的连接方式如下：
虚拟时钟框架就是这么简单。
3. 虚拟时钟驱动
下一步就是实现虚拟时钟驱动程序，时钟驱动程序分为provider和consumer。以下分别介绍
3.1. provider驱动
provider驱动我们使用platform驱动框架，因此可以分两部分，一个是platform device部分，另一个是platform driver部分；
3.1.1. provider platform device部分
这一部分的代码较为简单如下所示：
//device/vir_clk_device.c
#include 同时包含一个头文件：
//device/vir_clk_device.h
#ifndef __VIR_CLK_DEVICE_H__
#define __VIR_CLK_DEVICE_H__
struct vir_clk_platform_data {
int data;
int index;
};
#endif
它的Makefile文件如下：
OBJ_NAME := vir_clk_device
TARGET := $(OBJ_NAME).ko
obj-m := $(OBJ_NAME).o
PWD := $(shell pwd)
KERNEL_SOURCE=/lib/modules/$(shell uname -r)/build
#KBUILD_EXTRA_SYMBOLS := $(KDIR)Module.symvers
all:
$(MAKE) -C $(KERNEL_SOURCE) M=$(PWD) modules
clean:
rm -rf .*.cmd *.o *.mod.c *.ko .tmp_versions *.order *symvers *Module.markers
.PHONY: all clean install
为了方便查看内核信息，我们先讲dmesg信息清空：
sudo dmesg -c
编译和安装驱动：
$ sudo insmod vir_clk_device.ko
查看下对应的运行信息：
$ dmesg
[ 723.980546] vir_clk_device: loading out-of-tree module taints kernel.
[ 723.980574] vir_clk_device: module verification failed: signature and/or required key missing - tainting kernel
[ 723.981650] [vir_clk_dev_init:27]
3.1.2. provider platform driver部分
//driver/vir_clk_driver.c
#include 对应的Makefile文件：
OBJ_NAME := vir_clk_driver
TARGET := $(OBJ_NAME).ko
obj-m := $(OBJ_NAME).o
PWD := $(shell pwd)
KERNEL_SOURCE=/lib/modules/$(shell uname -r)/build
#KBUILD_EXTRA_SYMBOLS := $(KDIR)Module.symvers
all:
$(MAKE) -C $(KERNEL_SOURCE) M=$(PWD) modules
clean:
rm -rf .*.cmd *.o *.mod.c *.ko .tmp_versions *.order *symvers *Module.markers
.PHONY: all clean install
编译和安装驱动：
$ sudo insmod vir_clk_driver.ko
查看内核打印信息：
[ 1009.333889] [vir_clk_probe:280] ret = 0
[ 1009.333891] [mpll_recalc_rate:59] parent_rate = 12000000
[ 1009.333895] [vir_clk_probe:283] ret = 0
[ 1009.333904] [vir_clk_probe:286] ret = 0
[ 1009.333909] [vir_clk_probe:290] ret = 0
[ 1009.333909] vir_clk_register_gate 237
[ 1009.333910] vir_clk_register_gate 250
[ 1009.333910] vir_clk_register_gate 255 gate_flag = 2
[ 1009.333910] vir_clk_register_gate 258 gate index = 2333
[ 1009.333914] vir_clk_register_gate 264
[ 1009.333914] [vir_clk_probe:293] ret=0
此时可以看到时钟的总览信息：
3.2. consumer驱动
consumer驱动我们使用platform驱动框架，因此也可以分两部分，一个是platform device部分，另一个是platform driver部分；
3.2.1. consumer platform device驱动
platform device源文件如下：
//device/vir_consumer_device.c
#include 还有一个头文件：
//device/vir_consumer_device.h
#ifndef __VIR_CONSUMER_DEVICE_H__
#define __VIR_CONSUMER_DEVICE_H__
struct vir_clk_consumer_data {
const char *con_id;
};
#endif
对应的Makefile文件：
OBJ_NAME := vir_consumer_device
TARGET := $(OBJ_NAME).ko
obj-m := $(OBJ_NAME).o
PWD := $(shell pwd)
KERNEL_SOURCE=/lib/modules/$(shell uname -r)/build
#KBUILD_EXTRA_SYMBOLS := $(KDIR)Module.symvers
all:
$(MAKE) -C $(KERNEL_SOURCE) M=$(PWD) modules
clean:
rm -rf .*.cmd *.o *.mod.c *.ko .tmp_versions *.order *symvers *Module.markers
.PHONY: all clean install
3.2.2. consumer platform driver驱动
platform driver源文件如下：
//driver/vir_consumer_driver.c
#include 编译后安装：
sudo insmod vir_consumer_driver.ko
查看内核dmesg信息：
[ 5653.909066] [vir_clk_consumer_probe:18]
[ 5653.909067] [vir_clk_consumer_probe:24] clk_get 1
[ 5653.909068] [vir_clk_consumer_probe:26] clk_get 2
[ 5653.909069] [vir_clk_consumer_probe:33] clk_prepare_enable 1
[ 5653.909071] [mpll_enable:66] enable
[ 5653.909071] [virtual_clock_enable:199] gate enable
[ 5653.909072] [vir_clk_consumer_probe:35] clk_prepare_enable 2
同时我们查看下clock的总览信息：
可以看到这里除了div_mpll3没有被使用之外，其他几个都被prepare和enable了。而且也能够看到频率的依赖关系。
4. 结束语
最终的文件和目录结构：
需要注意：
因为clock provider驱动框架没有提供释放的api接口函数，所以这里如果驱动出现异常或者修改，都需要重启系统方可释放时钟资源。
参考：https://jerry-cheng.blog.csdn.net/article/details/107804007