Linux clock子系统是什么

clock子系统

Linux的时钟子系统由CCF（common clock framework）框架管理， CCF向上给用户提供了通用的时钟接口，向下给驱动开发者提供硬件操作的接口 。各结构体关系如下：

CCF框架比较简单，只有这几个结构体。CCF框架分为了consumer、ccf和provider三部分。

consumer ：

时钟的使用者，clock子系统向consumer的提供通用的时钟API接口，使其可以屏蔽底层硬件差异。提供给consumer操作的API如下：

struct clk *clk_get(struct device *dev, const char *id);
struct clk *devm_clk_get(struct device *dev, const char *id);
int clk_enable(struct clk *clk);//使能时钟，不会睡眠
void clk_disable(struct clk *clk);//使能时钟，不会睡眠
unsigned long clk_get_rate(struct clk *clk);
void clk_put(struct clk *clk);
long clk_round_rate(struct clk *clk, unsigned long rate);
int clk_set_rate(struct clk *clk, unsigned long rate);
int clk_set_parent(struct clk *clk, struct clk *parent);
struct clk *clk_get_parent(struct clk *clk);
int clk_prepare(struct clk *clk);
void clk_unprepare(struct clk *clk);
int clk_prepare_enable(struct clk *clk) //使能时钟，可能会睡眠
void clk_disable_unprepare(struct clk *clk) //禁止时钟，可能会睡眠
unsigned long clk_get_rate(struct clk *clk) //获取时钟频率

consumer在使用这些API时，必须先调用devm_clk_get()或clk_get()获取一个struct clk *指针句柄，后续都通过传入该句柄来操作，struct clk相当于实例化一个时钟。

ccf ：

clock子系统的核心，用一个struct clk_core结构体表示，每个注册设备都对应一个struct clk_core。

provider（时钟的提供者） ：

struct clk_hw：表示一个具体的硬件时钟。

struct clk_init_data：struct clk_hw结构体成员，用于表示该时钟下的初始化数据，如时钟名字name、操作函数ops等。

// include/linux/clk-provider.h
struct clk_hw{
 struct clk_core *core;
 struct clk *clk;
 const struct clk_init_data *init;
}

struct clk_init_data{
 const char *name;     //时钟名字
 const struct clk_ops *ops;   //时钟硬件操作函数集合
 const char *const *parent_names; //父时钟名字
 const struct clk_parent_data *parent_data;
 const struct clk_hw **parent_hws;
 u8 num_parents;
 unsigned long flags;
}

struct clk_ops：时钟硬件操作的函数集合，定义了操作硬件的回调函数，consumer在调用clk_set_rate()等API时会调用到struct clk_ops具体指向的函数，这个需要芯片厂商开发clock驱动时去实现。

//include/linux/clk-provider.h

struct clk_ops {
 int  (*prepare)(struct clk_hw *hw);
 void  (*unprepare)(struct clk_hw *hw);
 int  (*is_prepared)(struct clk_hw *hw);
 void  (*unprepare_unused)(struct clk_hw *hw);
 int  (*enable)(struct clk_hw *hw);
 void  (*disable)(struct clk_hw *hw);
 int  (*is_enabled)(struct clk_hw *hw);
 void  (*disable_unused)(struct clk_hw *hw);
 int  (*save_context)(struct clk_hw *hw);
 void  (*restore_context)(struct clk_hw *hw);
 unsigned long (*recalc_rate)(struct clk_hw *hw,
     unsigned long parent_rate);
 long  (*round_rate)(struct clk_hw *hw, unsigned long rate,
     unsigned long *parent_rate);
 int  (*determine_rate)(struct clk_hw *hw,
       struct clk_rate_request *req);
 int  (*set_parent)(struct clk_hw *hw, u8 index);
 u8  (*get_parent)(struct clk_hw *hw);
 int  (*set_rate)(struct clk_hw *hw, unsigned long rate,
        unsigned long parent_rate);
 int  (*set_rate_and_parent)(struct clk_hw *hw,
        unsigned long rate,
        unsigned long parent_rate, u8 index);
 unsigned long (*recalc_accuracy)(struct clk_hw *hw,
        unsigned long parent_accuracy);
 int  (*get_phase)(struct clk_hw *hw);
 int  (*set_phase)(struct clk_hw *hw, int degrees);
 int  (*get_duty_cycle)(struct clk_hw *hw,
       struct clk_duty *duty);
 int  (*set_duty_cycle)(struct clk_hw *hw,
       struct clk_duty *duty);
 int  (*init)(struct clk_hw *hw);
 void  (*terminate)(struct clk_hw *hw);
 void  (*debug_init)(struct clk_hw *hw, struct dentry *dentry);
};

struct clk_ops中每个函数功能在include/linux/clk-provider.h都有具体的说明，在开发clock驱动时，这些函数并不需要全部实现。