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Clock 时钟就是 SoC 中的脉搏，由它来控制各个部件按各自的节奏跳动。比如，CPU主频设置，串口的波特率设置，I2S的采样率设置，I2C的速率设置等等。这些不同的clock设置，都需要从某个或某几个时钟源头而来，最终开枝散叶，形成一颗时钟树。可通过 cat /sys/kernel/debug/clk/clk_summary 查看这棵时钟树。

内核中用 CCF 框架来管理 clock，如下所示，右边是 clock 提供者，即 Clock Provider；中间是 CCF；左边是设备驱动的 clock 使用者，即 Clock Consumer。

Clock Provider根节点一般是 Oscillator（有源振荡器）或者 Crystal（无源振荡器）。中间节点有很多种，包括 PLL（锁相环，用于提升频率的），Divider（分频器，用于降频的），Mux（从多个clock path中选择一个），Gate（用来控制ON/OFF的）。叶节点是使用 clock 做为输入的、有具体功能的 HW block。

根据 clock 的特点，clock framework 将 clock 分为 fixed rate、gate、devider、mux、fixed factor、composite 六类。

数据结构

上面六类本质上都属于clock device，内核把这些 clock HW block 的特性抽取出来，用 struct clk_hw 来表示，具体如下：

structclk_hw{//指向CCF模块中对应clockdevice实例structclk_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clkstructclk*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。conststructclk_init_data*init;};structclk_init_data{//该clock设备的名字constchar*name;//clockproviderdriver进行具体的HW操作conststructclk_ops*ops;//描述该clk_hw的拓扑结构constchar*const*parent_names;conststructclk_parent_data*parent_data;conststructclk_hw**parent_hws;u8num_parents;unsignedlongflags;};

以固定频率的振动器 fixed rate 为例，它的数据结构是：

structclk_fixed_rate{//下面是fixedrate这种clockdevice特有的成员structclk_hwhw；//基类unsignedlongfixed_rate;unsignedlongfixed_accuracy;u8flags;};

其他的特定的clock device大概都是如此，这里就不赘述了。

这里用一张图描述这些数据结构之间的关系：

注册方式

理解了数据结构，我们再看下每类 clock device 的注册方式。

1. fixed rate clock

这一类clock具有固定的频率，不能开关、不能调整频率、不能选择parent，是最简单的一类clock。可以直接通过 DTS 配置的方式支持。也可以通过接口，可以直接注册 fixed rate clock，如下：

CLK_OF_DECLARE(fixed_clk,"fixed-clock",of_fixed_clk_setup);structclk*clk_register_fixed_rate(structdevice*dev,constchar*name,constchar*parent_name,unsignedlongflags,unsignedlongfixed_rate);

2. gate clock

这一类clock只可开关（会提供.enable/.disable回调），可使用下面接口注册：

structclk*clk_register_gate(structdevice*dev,constchar*name,constchar*parent_name,unsignedlongflags,void__iomem*reg,u8bit_idx,u8clk_gate_flags,spinlock_t*lock);

3. divider clock

这一类clock可以设置分频值（因而会提供.recalc_rate/.set_rate/.round_rate回调），可通过下面两个接口注册：

structclk*clk_register_divider(structdevice*dev,constchar*name,constchar*parent_name,unsignedlongflags,void__iomem*reg,u8shift,u8width,u8clk_divider_flags,spinlock_t*lock);structclk*clk_register_divider_table(structdevice*dev,constchar*name,constchar*parent_name,unsignedlongflags,void__iomem*reg,u8shift,u8width,u8clk_divider_flags,conststructclk_div_table*table,spinlock_t*lock);

4. mux clock

这一类clock可以选择多个parent，因为会实现.get_parent/.set_parent/.recalc_rate回调，可通过下面两个接口注册：

structclk*clk_register_mux(structdevice*dev,constchar*name,constchar**parent_names,u8num_parents,unsignedlongflags,void__iomem*reg,u8shift,u8width,u8clk_mux_flags,spinlock_t*lock);structclk*clk_register_mux_table(structdevice*dev,constchar*name,constchar**parent_names,u8num_parents,unsignedlongflags,void__iomem*reg,u8shift,u32mask,u8clk_mux_flags,u32*table,spinlock_t*lock);

5. fixed factor clock

这一类clock具有固定的factor（即multiplier和divider），clock的频率是由parent clock的频率，乘以mul，除以div，多用于一些具有固定分频系数的clock。由于parent clock的频率可以改变，因而fix factor clock也可该改变频率，因此也会提供.recalc_rate/.set_rate/.round_rate等回调。可通过下面接口注册：

structclk*clk_register_fixed_factor(structdevice*dev,constchar*name,constchar*parent_name,unsignedlongflags,unsignedintmult,unsignedintdiv);

6. composite clock

顾名思义，就是mux、divider、gate等clock的组合，可通过下面接口注册：

structclk*clk_register_composite(structdevice*dev,constchar*name,constchar**parent_names,intnum_parents,structclk_hw*mux_hw,conststructclk_ops*mux_ops,structclk_hw*rate_hw,conststructclk_ops*rate_ops,structclk_hw*gate_hw,conststructclk_ops*gate_ops,unsignedlongflags);

这些注册函数最终都会通过函数 clk_register 注册到 Common Clock Framework 中，返回为 struct clk 指针。如下所示：

然后将返回的 struct clk 指针，保存在一个数组中，并调用 of_clk_add_provider 接口，告知 Common Clock Framework。

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：

structclk*clk_get(structdevice*dev,constchar*con_id){constchar*dev_id=dev?dev_name(dev):NULL;structclk*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)returnclk;}returnclk_get_sys(dev_id,con_id);}structclk*of_clk_get(structdevice_node*np,intindex){structof_phandle_argsclkspec;structclk*clk;intrc;if(index<0)returnERR_PTR(-EINVAL);rc=of_parse_phandle_with_args(np,"clocks","#clock-cells",index,&clkspec);if(rc)returnERR_PTR(rc);//获取clock指针clk=of_clk_get_from_provider(&clkspec);of_node_put(clkspec.np);returnclk;}

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：

structclk*of_clk_get_from_provider(structof_phandle_args*clkspec){structof_clk_provider*provider;structclk*clk=ERR_PTR(-ENOENT);/*Checkifwehavesuchaproviderinourarray*/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);returnclk;}

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。intclk_prepare(structclk*clk)voidclk_unprepare(structclk*clk)//启动/停止clock。不会睡眠。staticinlineintclk_enable(structclk*clk)staticinlinevoidclk_disable(structclk*clk)//clock频率的获取和设置staticinlineunsignedlongclk_get_rate(structclk*clk)staticinlineintclk_set_rate(structclk*clk,unsignedlongrate)staticinlinelongclk_round_rate(structclk*clk,unsignedlongrate)//获取/选择clock的parentclockstaticinlineintclk_set_parent(structclk*clk,structclk*parent)staticinlinestructclk*clk_get_parent(structclk*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staticinlineintclk_prepare_enable(structclk*clk)staticinlinevoidclk_disable_unprepare(structclk*clk) 总结 癫痫患者夏季最好不要戴首饰
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