1. 学习目标
- 理解 RTC 的作用
理解 RTC 在系统中的作用
系统时间保存
掉电时间保持
闹钟功能
定时唤醒
- 理解 Linux RTC 子系统架构
理解 RTC 驱动结构：
User Space
│
▼
RTC Core
│
▼
RTC Driver
│
▼
Hardware
- 理解 RTC 核心结构
掌握核心对象：
rtc_device
rtc_class_ops
rtc_time
- 能编写简单 RTC 驱动
掌握核心 API：
rtc_register_device
rtc_read_time
rtc_set_time
- 能使用用户空间工具操作 RTC
掌握工具：
hwclock
date
2. RTC 简介
RTC 表示：
实时时钟
RTC 芯片通常具有：
独立时钟
电池供电
因此在系统断电时：
RTC 仍然运行
常见 RTC 芯片：
DS1307
PCF8563
DS3231
3. Linux RTC 子系统架构
Linux RTC 子系统架构：
User Space
│
▼
RTC Core
│
▼
RTC Driver
│
▼
RTC Hardware
用户空间接口：
/dev/rtc0
/dev/rtc1
4. RTC 核心结构
RTC 子系统核心结构：
rtc_device
rtc_class_ops
rtc_time
5. rtc_device
rtc_device 表示：
RTC 设备
结构：
struct rtc_device
{
struct device dev;
};
x系统中通常存在：
/dev/rtc0
表示第一个 RTC 设备。
6. rtc_class_ops
rtc_class_ops 表示：
RTC 操作接口
结构：
struct rtc_class_ops
{
int (*read_time)(struct device *, struct rtc_time *);
int (*set_time)(struct device *, struct rtc_time *);
};
主要操作：
读取时间
设置时间
7. rtc_time
rtc_time 表示：
时间结构
结构：
struct rtc_time
{
int tm_sec;
int tm_min;
int tm_hour;
int tm_mday;
int tm_mon;
int tm_year;
};
例如：
2024-01-01 12:00:00
8. RTC 驱动注册流程
RTC 驱动基本流程：
初始化驱动
│
注册 rtc_device
│
实现 rtc_class_ops
│
用户空间访问
流程图：
RTC Driver
│
▼
rtc_register_device
│
▼
RTC Core
│
▼
/dev/rtc0
9. RTC 读取时间
驱动实现：
rtc_read_time()
示例：
static int my_rtc_read_time(struct device *dev,
struct rtc_time *tm)
{
tm->tm_year = 124;
tm->tm_mon = 0;
tm->tm_mday = 1;
tm->tm_hour = 12;
tm->tm_min = 0;
tm->tm_sec = 0;
return 0;
}
10. RTC 设置时间
驱动实现：
rtc_set_time()
示例：
static int my_rtc_set_time(struct device *dev,
struct rtc_time *tm)
{
printk("set rtc time\n");
return 0;
}
11. RTC 驱动示例
简单 RTC 驱动结构：
static const struct rtc_class_ops my_rtc_ops =
{
.read_time = my_rtc_read_time,
.set_time = my_rtc_set_time,
};
static int my_rtc_probe(struct platform_device *pdev)
{
struct rtc_device *rtc;
rtc = devm_rtc_device_register(&pdev->dev,
"my_rtc",
&my_rtc_ops,
THIS_MODULE);
return 0;
}
12. 用户空间访问
Linux RTC 设备：
/dev/rtc0
查看系统时间：
date
查看 RTC 时间：
hwclock
示例：
hwclock -r
设置 RTC：
hwclock -w
13. RTC 中断功能
很多 RTC 支持：
闹钟中断
周期中断
例如：
定时唤醒系统
流程：
RTC alarm
│
▼
IRQ
│
▼
RTC Driver
14. Device Tree 描述 RTC
RTC 通常通过 I2C 连接。
Device Tree 示例：
&i2c1
{
rtc@68
{
compatible = "ds1307";
reg = <0x68>;
};
};
解释：
I2C地址 = 0x68
15. RTC 子系统结构总结
RTC 子系统结构：
User Space
│
▼
RTC Core
│
▼
RTC Driver
│
▼
RTC Hardware
核心结构：
rtc_device
rtc_class_ops
rtc_time
16. 驱动常见问题
RTC 时间错误
原因：
RTC 时钟没有初始化
hwclock 无法读取
原因：
rtc_device 没注册
RTC 不保存时间
原因：
RTC 电池失效
17. 总结
Linux RTC 子系统核心结构：
rtc_device
rtc_class_ops
rtc_time
关系：
RTC Core
│
▼
RTC Driver
│
▼
Hardware
最重要原则：
RTC 驱动 = RTC Core + RTC Hardware
18. Q&A
18.1 基础理解
-
RTC 为什么在断电后还能保存时间？
-
RTC 和系统时间有什么区别？
18.2 Linux 架构
-
rtc_device 表示什么？
-
rtc_class_ops 的作用是什么？
18.3 驱动流程
-
rtc_read_time 做了什么？
-
rtc_register_device 的作用是什么？