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하나의 기사로 이해하기 | Linux 시계 하위 시스템

WBOY

풀어 주다： 2024-02-12 09:42:02

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시계 시계는 SoC의 펄스로, 각 구성 요소가 고유한 속도로 실행되도록 제어합니다. 예를 들어 CPU 주파수 설정, 직렬 포트 전송 속도 설정, I2S 샘플링 속도 설정, I2C 속도 설정 등이 있습니다. 이러한 다양한 클럭 설정은 하나 이상의 클럭 소스에서 나와야 하며 궁극적으로 클럭 트리를 형성해야 합니다. cat /sys/kernel/debug/clk/clk_summary 명령을 통해 이 시계 트리를 볼 수 있습니다.

CCF 프레임워크는 커널에서 시계를 관리하는 데 사용됩니다. 아래 그림에서 볼 수 있듯이 오른쪽은 시계 공급자, 즉 시계 공급자이고, 왼쪽은 장치 드라이버의 시계 소비자, 즉 시계 소비자입니다.

시계 제공자

루트 노드는 일반적으로 오실레이터(액티브 오실레이터) 또는 크리스탈(패시브 오실레이터)입니다.
PLL(주파수를 높이는 데 사용되는 위상 동기 루프), Divider(주파수를 줄이는 데 사용되는 주파수 분배기), Mux(여러 클록 경로에서 하나 선택), Gate(ON/ON을 제어하는 데 사용) 등 다양한 종류의 중간 노드가 있습니다. 끄다).
리프 노드는 클럭을 입력으로 사용하는 특정 기능을 가진 HW 블록입니다.

시계의 특성에 따라 시계 프레임워크는 시계를 고정 속도, 게이트, 고안자, 다중화기, 고정 인자 및 합성의 6가지 범주로 나눕니다.

데이터 구조

위의 6개 범주는 본질적으로 시계 장치입니다. 커널은 이러한 시계 HW 블록의 특성을 추출하고 다음과 같이 struct clk_hw를 사용하여 이를 나타냅니다. 으아아아

고정 속도 진동기를 예로 들면 데이터 구조는 다음과 같습니다.

으아아아

이것은 아마도 다른 특정 시계 장치의 경우일 것이므로 여기서는 자세히 설명하지 않겠습니다.

다음은 이러한 데이터 구조 간의 관계를 설명하는 그림입니다.

등록 방법

이제 데이터 구조를 이해했으니, 각 시계 장치의 등록 방법을 살펴보겠습니다.

1. 고정율 시계

이 유형의 시계에는 고정된 주파수가 있으며 켜거나 끌 수 없으며 주파수를 조정할 수 없으며 상위를 선택할 수 없습니다. DTS 구성을 통해 직접 지원할 수 있습니다. 다음과 같이 인터페이스를 통해 직접 고정 속도 시계를 등록할 수도 있습니다.

으아아아

2. 게이트 시계

이 유형의 시계는 켜고 끌 수만 있으며(.enable/.disable 콜백이 제공됨) 다음 인터페이스를 사용하여 등록할 수 있습니다.

으아아아

3. 구분시계

이 유형의 시계는 주파수 분할 값을 설정할 수 있으며(따라서 .recalc_rate/.set_rate/.round_rate 콜백 제공) 다음 두 인터페이스를 통해 등록할 수 있습니다.

으아아아

4. 먹스 시계

이 유형의 시계는 .get_parent/.set_parent/.recalc_rate 콜백을 구현하고 다음 두 인터페이스를 통해 등록할 수 있으므로 여러 상위를 선택할 수 있습니다.

으아아아

5. 고정 인자 시계

이 유형의 클록에는 고정 요소(예: 승수 및 분배기)가 있습니다. 클록의 주파수는 상위 클록의 주파수에 mul을 곱하고 div로 나눈 값입니다. 이는 주로 고정된 주파수 분할 계수를 갖는 일부 클록에 사용됩니다. . 상위 클럭의 주파수가 변경될 수 있으므로 고정 인자 클럭의 주파수도 변경될 수 있으므로 .recalc_rate/.set_rate/.round_rate 등의 콜백도 제공됩니다. 다음 인터페이스를 통해 등록할 수 있습니다:

으아아아

6. 복합시계

이름에서 알 수 있듯이 Mux, Divider, Gate 및 기타 클럭의 조합입니다. 다음 인터페이스를 통해 등록할 수 있습니다.

으아아아

이 등록 함수는 결국

clk_register 함수를 통해 Common Clock Framework에 등록되어 구조체 clk 포인터를 반환합니다. 아래와 같이:

그런 다음 반환된 구조체 clk 포인터를 배열에 저장하고

of_clk_add_provider 인터페이스를 호출하여 Common Clock Framework에 알립니다.

Clock Consumer

获取 clock

即通过 clock 名称获取 struct clk 指针的过程，由 clk_get、devm_clk_get、clk_get_sys、of_clk_get、of_clk_get_by_name、of_clk_get_from_provider 等接口负责实现，这里以 clk_get 为例，分析其实现过程：

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) {
  //通过扫描所有“clock-names”中的值，和传入的name比较，如果相同，获得它的index（即“clock-names”中的

第几个），调用of_clk_get，取得clock指针。
  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);
}
struct clk *of_clk_get(struct device_node *np, int index)
{
        struct of_phandle_args clkspec;
        struct clk *clk;
        int rc;
 
        if (index return ERR_PTR(-EINVAL);
 
        rc = of_parse_phandle_with_args(np, "clocks", "#clock-cells", index,
                                        &clkspec);
        if (rc)
                return ERR_PTR(rc);
       //获取clock指针
        clk = of_clk_get_from_provider(&clkspec);
        of_node_put(clkspec.np);
        return clk;
}

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of_clk_get_from_provider 通过便利 of_clk_providers 链表，并调用每一个 provider 的 get 回调函数，获取 clock 指针。如下：

struct clk *of_clk_get_from_provider(struct of_phandle_args *clkspec)
{
        struct of_clk_provider *provider;
        struct clk *clk = ERR_PTR(-ENOENT);
 
        /* Check if we have such a provider in our array */
        mutex_lock(&of_clk_lock);
        list_for_each_entry(provider, &of_clk_providers, link) {
                if (provider->node == clkspec->np)
                        clk = provider->get(clkspec, provider->data);
                if (!IS_ERR(clk))
                        break;
        }
        mutex_unlock(&of_clk_lock);
 
        return clk;
}

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至此，Consumer 与 Provider 里讲的 of_clk_add_provider 对应起来了。

操作 clock

//启动clock前的准备工作/停止clock后的善后工作。可能会睡眠。
int clk_prepare(struct clk *clk)
void clk_unprepare(struct clk *clk)
 
//启动/停止clock。不会睡眠。
static inline int clk_enable(struct clk *clk)
static inline void clk_disable(struct clk *clk)

//clock频率的获取和设置
static inline unsigned long clk_get_rate(struct 
clk *clk)
static inline int clk_set_rate(struct clk *clk, unsigned long rate)
static inline long clk_round_rate(struct clk *clk, unsigned long rate)

//获取/选择clock的parent clock
static inline int clk_set_parent(struct clk *clk, struct clk *parent)
static inline struct clk *clk_get_parent(struct clk *clk)
 
//将clk_prepare和clk_enable组合起来，一起调用。将clk_disable和clk_unprepare组合起来，一起调用
static inline int clk_prepare_enable(struct clk *clk)
static inline void clk_disable_unprepare(struct clk *clk)

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