Clock 時鐘是 SoC 中的脈搏，它控制著各個部件按照各自的節奏運作。例如，CPU 主頻設定、串列埠的波特率設定、I2S 的取樣率設定、I2C 的速率設定等等。這些不同的 clock 設定都需要從某個或某幾個時鐘源頭而來，最後形成一顆時鐘樹。可以透過 cat /sys/kernel/debug/clk/clk_summary 指令查看這棵時鐘樹。
核心中使用 CCF 框架來管理 clock。如下圖所示，右邊是 clock 提供者，即 Clock Provider；中間是 CCF；左邊是裝置驅動的 clock 使用者，即 Clock Consumer。
根據 clock 的特點，clock framework 將 clock 分為 fixed rate、gate、devider、mux、fixed factor、composite 六類。
#上面六類本質上都屬於clock device，核心把這些 clock HW block 的特性抽取出來，用 struct clk_hw 來表示，具體如下：
struct clk_hw {
//指向CCF模块中对应 clock device 实例
struct clk_core *core;
//clk是访问clk_core的实例。每当consumer通过clk_get对CCF中的clock device（也就是clk_core）发起访
问的时候都需要获取一个句柄，也就是clk
struct clk *clk;
//clock provider driver初始化时的数据，数据被用来初始化clk_hw对应的clk_core数据结构。
const struct clk_init_data *init;
};
struct clk_init_data {
//该clock设备的名字
const char *name;
//clock provider driver进行具体的 HW 操作
const struct clk_ops *ops;
//描述该clk_hw的拓扑结构
const char * const *parent_names;
const struct clk_parent_data *parent_data;
const struct clk_hw **parent_hws;
u8 num_parents;
unsigned long flags;
};
以固定頻率的振動器 fixed rate 為例，它的資料結構是：
struct clk_fixed_rate {
//下面是fixed rate这种clock device特有的成员
struct clk_hw hw；
//基类
unsigned long fixed_rate;
unsigned long fixed_accuracy;
u8 flags;
};
其他的特定的clock device大概都是如此，這裡就不贅述了。
這裡用一張圖來描述這些資料結構之間的關係：
了解資料結構，我們再看下每類 clock device 的註冊方式。
1. fixed rate clock
這一類clock有固定的頻率，不能開關、不能調整頻率、不能選擇parent，是最簡單的一類clock。可以直接透過 DTS 配置的方式支援。也可以透過接口，可以直接註冊 fixed rate clock，如下：
CLK_OF_DECLARE(fixed_clk, "fixed-clock", of_fixed_clk_setup); struct clk *clk_register_fixed_rate(struct device *dev, const char *name, const char *parent_name, unsigned long flags, unsigned long fixed_rate);
2. gate clock
這一類clock只可開關（會提供.enable/.disable回呼），可使用下面介面註冊：
struct clk *clk_register_gate(struct device *dev, const char *name, const char *parent_name, unsigned long flags, void __iomem *reg, u8 bit_idx, u8 clk_gate_flags, spinlock_t *lock);
3. divider clock
這一類clock可以設定分頻值（因而會提供.recalc_rate/.set_rate/.round_rate回呼），可透過下面兩個介面註冊：
struct clk *clk_register_divider(struct device *dev, const char *name, const char *parent_name, unsigned long flags, void __iomem *reg, u8 shift, u8 width, u8 clk_divider_flags, spinlock_t *lock); struct clk *clk_register_divider_table(struct device *dev, const char *name, const char *parent_name, unsigned long flags, void __iomem *reg, u8 shift, u8 width, u8 clk_divider_flags, const struct clk_div_table *table, spinlock_t *lock);
4. mux clock
這一類clock可以選擇多個parent，因為會實作.get_parent/.set_parent/.recalc_rate回調，可透過下面兩個介面註冊：
struct clk *clk_register_mux(struct device *dev, const char *name, const char **parent_names, u8 num_parents, unsigned long flags, void __iomem *reg, u8 shift, u8 width, u8 clk_mux_flags, spinlock_t *lock); struct clk *clk_register_mux_table(struct device *dev, const char *name, const char **parent_names, u8 num_parents, unsigned long flags, void __iomem *reg, u8 shift, u32 mask, u8 clk_mux_flags, u32 *table, spinlock_t *lock);
5. fixed factor clock
#這一類clock具有固定的factor（即multiplier和divider），clock的頻率是由parent clock的頻率，乘以mul，除以div，多用於一些具有固定分頻係數的clock。由於parent clock的頻率可以改變，因而fix factor clock也可該改變頻率，因此也會提供.recalc_rate/.set_rate/.round_rate等回呼。可透過下面介面註冊：
struct clk *clk_register_fixed_factor(struct device *dev, const char *name, const char *parent_name, unsigned long flags, unsigned int mult, unsigned int div);
6. composite clock
顧名思義，就是mux、divider、gate等clock的組合，可透過下面介面註冊：
struct clk *clk_register_composite(struct device *dev, const char *name, const char **parent_names, int num_parents, struct clk_hw *mux_hw, const struct clk_ops *mux_ops, struct clk_hw *rate_hw, const struct clk_ops *rate_ops, struct clk_hw *gate_hw, const struct clk_ops *gate_ops, unsigned long flags);
這些註冊函數最終都會透過函數 clk_register 註冊到 Common Clock Framework 中，傳回為 struct clk 指標。如下圖所示：
接著將傳回的 struct clk 指針，儲存在一個數組中，並呼叫 of_clk_add_provider 接口，告知 Common Clock Framework。
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;
}
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;
}
至此，Consumer 与 Provider 里讲的 of_clk_add_provider 对应起来了。
//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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