Android RTC 自下而上说明
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作者：邹南,华清远见嵌入式学院讲师。 在Android中，定时alarm功能是很常用的，现在来分析下怎么实现的，这里将采用自下而上的方式讲解。
arm： cortex-a8 1、 RTC控制器 1.1 feature 实时时钟（RTC）单元可以通过备用电池供电，因此，即使系统电源关闭，它也可以继续工作。RTC 可以通过STRB/LDRB 指令将8 位BCD 码数据送至CPU。这些BCD 数据包括秒，分，时，日期，星期，月和年。RTC 单元通过一个外部的32.768KHz晶振提供时钟。RTC具有定时报警的功能。RTC 控制器功能说明：
时钟数据采用BCD 编码 1.2 register description (1) RTC 中断挂起寄存器
（2） RTC控制器寄存器
（3）RTC报警使能寄存器
（4） alarm 值寄存器 （SEC/MIN/HOUR/ DATE/DAY/MON/YEAR）
（5）BCD值寄存器（SEC/MIN/HOUR/ DATE/DAY/MON/YEAR）
1.3 如何program?
从上图可以看到RTC有三个功能块，一个是计时器，一个是定时器，一个是“嘀嗒”产生器，后两个都可以产生中断，前者只要配置后，在power-off的情况下也会计时，当然要有后备电池的供电才可能。 1.计时器 计时器只要你配置好BCD寄存器即可，也就是填入当前的时间，年月日，时分秒。星期这些数据即可。当然在填写之前应该先将控制器寄存器使能。 2.定时器 定时器和计时器不同的地方在于，定时器的值寄存器填写的是触发中断的时间，当BCD计时器的值增加到定时器的值时，就会产生一个中断。该中断可以再掉电模式下或者是普通模式。 3.“嘀嗒”产生器 该部分功能是为OS所提供的功能，初始化后就可以，该值可提供给RTOS。 2、 linux driver 上面只是把RTC硬件给过了一遍，现在往上升一级，开始看下linux下是如何driver一个RTC的。假设你的linux kernel source code的主目录名字为LINUX。 先关注一个目录：LINUX/driver/rtc/ 在该目录下，有一堆以rtc-为前缀的文件，这些文件都是各种板子上用的rtc底层驱动代码，我们要看的只有3个，rtc-s3c.c ,alarm.c, alarm-dev.c 。 看下第一个，rtc-s3c.c 是三星产的arm芯片所专用的一个rtc驱动，要说专用也不为过，看看编写者就知道了，看看怎么实现： 它用的是平台设备驱动，
static struct platform_driver s3c2410_rtc_driver = {
static const struct rtc_class_ops s3c_rtcops = { 看这两个结构体，我认为就已经达到目的，第一个结构体是平台设备中的driver部分，也就是s3c_rtc_probe,是个很重要的函数，在这里面，第二个结构体被顺利注册进rtc子系统。Rtc的所用到的结构体被定义在，LINUX/include/linux/rtc.h里面。
struct rtc_device
int id;
const struct rtc_class_ops *ops;
struct cdev char_dev;
unsigned long irq_data;
struct rtc_task *irq_task; 这个结构体是核心部分，内核中就是靠它传递信息，不管在哪使用，都要靠它间接的调用底层信息。比如在alarm.c 中。 alarm_ioctl这个函数中，多次使用了rtc_set_time/rtc_get_time，这些函数虽然是定义在rtc目录下的interface.c 中，但实质还是rtc-s3c.c中结构体 rtc_class_ops所指过去的函数。
那么我可以告诉你了，为什么多了一个alarm.c ，因为在android中它为了使得平台无关性提高，因此大量的增加过渡代码层，HAL就是这种性质的存在。 Android在HAL层中，是对/dev/alarm这个结点进行操作。 3、JNI 的实现 直接看代码
static jint android_server_AlarmManagerService_init(JNIEnv* env, jobject obj)
static void android_server_AlarmManagerService_set(JNIEnv* env, jobject obj, jint fd, jint type, jlong nanoseconds)
static JNINativeMethod sMethods[] = { 颜色部分说明了一个问题，那就是android也就那么回事，JNI就是按照特定写法的Java版的linux c应用程序。完事。如果你觉得不是这么回事，那么你就有事了，去复习复习linux文件IO，看看如何用一个文件描述符打开设备，操作设备等等。 4、 framework层
frameworks/base/services/java/com/android/server/AlarmManagerService.java 下面的是直接提供给app层的API接口，它是AlarmManagerService.java的一个封装。 这里只是简单的解释下service到底在此做什么了。 其实也没做什么，仅仅是把上面分析的JNI拿来在此调用一下而已。然后包装一下，将功能实现得更完美些。 下面是 AlarmManagerService这个类中摘出来的小段：
private native int init(); 这些就是JNI实现过来的接口。呵呵。 5、APP层
packages/apps/AlarmClock/src/com/android/alarmclock/ 这个目录下，就是系统自带定时器的源代码，比如Alarms.java 中：第一个导入的包就是 转自：http://www.embedu.org/Column/Column468.htm
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很久之前写的一个流程文档，从上层界面一直调用到内核的过程，最近同事跟我要，我看了下又在整理了下，纯属个人分析（不过都运行验证过），不对的请大牛指出
涉及代码; ./packages/apps/DeskClock/src/com/android/deskclock/Alarms.java ./frameworks/base/core/java/android/app/AlarmManager.java ./frameworks/base/services/java/com/android/server/AlarmManagerService.java ./frameworks/base/services/jni/com_android_server_AlarmManagerService.cpp ./kernel/kernel/drivers/rtc/alarm-dev.c ./kernel/kernel/include/linux/android_alarm.h ./kernel/kernel/drivers/rtc/alarm.c ./kernel/kernel/drivers/rtc/interface.c ./kernel/kernel/drivers/rtc/rtc-pcf8563.c ./packages/apps/DeskClock/src/com/android/deskclock/AlarmReceiver.java ./kernel/arch/arm/configs/mmp2_android_defconfig ./kernel/kernel/kernel/.config 点击Clock 应用程序，然后设置新闹钟，会调到 Alarms.java 里面的 public static long setAlarm(Context context, Alarm alarm) { .... setNextAlert(context); .... } 然后这里面也会调用到 public static void setNextAlert(final Context context) { if (!enableSnoozeAlert(context)) { Alarm alarm = calculateNextAlert(context); //new 一个新的alarm if (alarm != null) { enableAlert(context, alarm, alarm.time); } else { disableAlert(context); } } } 然后继续调用到 private static void enableAlert(Context context, final Alarm alarm, final long atTimeInMillis) { ....... am.set(AlarmManager.RTC_WAKEUP, atTimeInMillis, sender); //这里是RTC_WAKEUP, 这就保证了即使系统睡眠了，都能唤醒，闹钟工作（android平台关机闹钟好像不行） ..... } 然后就调用到了AlarmManager.java 里面方法 public void set(int type, long triggerAtTime, PendingIntent operation) { try { mService.set(type, triggerAtTime, operation); } catch (RemoteException ex) { } } 然后就调用到了AlarmManagerService.java 里面方法 public void set(int type, long triggerAtTime, PendingIntent operation) { setRepeating(type, triggerAtTime, 0, operation); } 然后继续调用 public void setRepeating(int type, long triggerAtTime, long interval, PendingIntent operation) { ..... synchronized (mLock) { Alarm alarm = new Alarm(); alarm.type = type; alarm.when = triggerAtTime; alarm.repeatInterval = interval; alarm.operation = operation; // Remove this alarm if already scheduled. removeLocked(operation); if (localLOGV) Slog.v(TAG, "set: " + alarm); int index = addAlarmLocked(alarm); if (index == 0) { setLocked(alarm); } } } 然后就调用到 private void setLocked(Alarm alarm) { ...... set(mDescriptor, alarm.type, alarmSeconds, alarmNanoseconds); //mDescriptor 这里的文件是 /dev/alarm ..... } 这里就调用到jni了 private native void set(int fd, int type, long seconds, long nanoseconds); 这就调用到了com_android_server_AlarmManagerService.cpp 里面 static JNINativeMethod sMethods[] = { /* name, signature, funcPtr */ {"init", "()I", (void*)android_server_AlarmManagerService_init}, {"close", "(I)V", (void*)android_server_AlarmManagerService_close}, {"set", "(IIJJ)V", (void*)android_server_AlarmManagerService_set}, {"waitForAlarm", "(I)I", (void*)android_server_AlarmManagerService_waitForAlarm}, {"setKernelTimezone", "(II)I", (void*)android_server_AlarmManagerService_setKernelTimezone}, }; set 对应的是android_server_AlarmManagerService_set， 具体是 static void android_server_AlarmManagerService_set(JNIEnv* env, jobject obj, jint fd, jint type, jlong seconds, jlong nanoseconds) { #if HAVE_ANDROID_OS struct timespec ts; ts.tv_sec = seconds; ts.tv_nsec = nanoseconds; int result = ioctl(fd, ANDROID_ALARM_SET(type), &ts); if (result < 0) { LOGE("Unable to set alarm to %lld.%09lld: %sn", seconds, nanoseconds, strerror(errno)); } #endif } 然后ioctl 就调用到了alarm-dev.c static long alarm_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg) { .... case ANDROID_ALARM_SET(0): if (copy_from_user(&new_alarm_time, (void __user *)arg, sizeof(new_alarm_time))) { rv = -EFAULT; goto err1; } from_old_alarm_set: spin_lock_irqsave(&alarm_slock, flags); pr_alarm(IO, "alarm %d set %ld.%09ldn", alarm_type, new_alarm_time.tv_sec, new_alarm_time.tv_nsec); alarm_enabled |= alarm_type_mask; alarm_start_range(&alarms[alarm_type], timespec_to_ktime(new_alarm_time), timespec_to_ktime(new_alarm_time)); spin_unlock_irqrestore(&alarm_slock, flags); if (ANDROID_ALARM_BASE_CMD(cmd) != ANDROID_ALARM_SET_AND_WAIT(0) && cmd != ANDROID_ALARM_SET_AND_WAIT_OLD) break; /* fall though */ .... case ANDROID_ALARM_SET_RTC: if (copy_from_user(&new_rtc_time, (void __user *)arg, sizeof(new_rtc_time))) { rv = -EFAULT; goto err1; } rv = alarm_set_rtc(new_rtc_time); spin_lock_irqsave(&alarm_slock, flags); alarm_pending |= ANDROID_ALARM_TIME_CHANGE_MASK; wake_up(&alarm_wait_queue); spin_unlock_irqrestore(&alarm_slock, flags); if (rv < 0) goto err1; break; .... } 然后这边就调用到了alarm_start_range 设置闹钟， alarm_set_rtc 设置RTC 这两个函数在 android_alarm.h 声明，在 alarm.c 里实现 这是android_alarm.h 里面的声明 void alarm_start_range(struct alarm *alarm, ktime_t start, ktime_t end); int alarm_try_to_cancel(struct alarm *alarm); int alarm_cancel(struct alarm *alarm); ktime_t alarm_get_elapsed_realtime(void); /* set rtc while preserving elapsed realtime */ int alarm_set_rtc(const struct timespec ts); 下面看alarm.c 里面实现： int alarm_set_rtc(struct timespec new_time) { .... ret = rtc_set_time(alarm_rtc_dev, &rtc_new_rtc_time); .... } alarm.c 里面实现了 alarm_suspend alarm_resume 函数 就是如果系统没有suspend的时候，设置闹钟并不会往rtc 芯片的寄存器上写数据，因为不需要唤醒系统，所以闹钟数据时间什么的就通过上层写到设备文件/dev/alarm 里面就可以了，AlarmThread 会不停的去轮寻下一个时间有没有闹钟，直接从设备文件 /dev/alarm 里面读取 第二种，系统要是进入susupend的话，alarm 的alarm_suspend 就会写到下层的rtc芯片的寄存器上去， 然后即使系统suspend之后，闹钟通过rtc 也能唤醒系统 这里就调用到了interface.c 里面 //这里面 int rtc_set_alarm(struct rtc_device *rtc, struct rtc_wkalrm *alarm) 差不多 也是跟下面一样 int rtc_set_time(struct rtc_device *rtc, struct rtc_time *tm) { .... err = rtc->ops->set_time(rtc->dev.parent, tm); .... } 然后set_time 就看到具体的是那个RTC芯片，这边我们是rtc-pcf8563.c static const struct rtc_class_ops pcf8563_rtc_ops = { .read_time = pcf8563_rtc_read_time, .set_time = pcf8563_rtc_set_time, .read_alarm = pcf8563_rtc_read_alarm, .set_alarm = pcf8563_rtc_set_alarm, }; 然后就到了 static int pcf8563_rtc_set_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm) { unsigned char buf[TIME_NUM]; int ret; ret = data_calc(buf, tm, TIME_NUM); if (ret < 0) goto out; ret = i2c_smbus_write_i2c_block_data(pcf8563_info->client, PCF8563_RTC_SEC, TIME_NUM, buf); //这边就调用i2c统一接口，往pcf8563rtc芯片寄存器里面写出数据 out: return ret; } 到此，闹钟时间就已经写到rtc 芯片的寄存器里面，第二个参数就是寄存器的名字，后面的buf就是要写入的时间，rtc芯片是额外供电的，所以系统suspend之后，系统kernel都关了，但是rtc里面还有电，寄存器里面数据还是有的（掉电就会丢失数据），所以闹钟到了，通过硬件中断机制就可以唤醒系统。 上面那个rtc下面有几十个rtc芯片驱动代码，没有结构基本一样，都有基本操作函数，注册函数，都是对各自芯片上特有的寄存器操作，为什么调用的是pcf8563rtc呢？这个要看你系统用的是那个芯片，这个可以通过./kernel/kernel/kernel/.config 查看，这边的pcf8563rtc 是当前系统正在使用的芯片型号 # CONFIG_RTC_DRV_ISL1208 is not set # CONFIG_RTC_DRV_X1205 is not set CONFIG_RTC_DRV_PCF8563=y # CONFIG_RTC_DRV_PCF8583 is not set # CONFIG_RTC_DRV_M41T80 is not set 下面是系统唤醒之后，闹钟怎么工作的流程，简单阐述 系统没有suspend的话直接走下面流程，如果suspend的话会被RTC唤醒，然后还是走下面的流程 private class AlarmThread extends Thread { public AlarmThread() { super("AlarmManager"); } public void run() { while (true) { int result = waitForAlarm(mDescriptor); //这里调用jni调用static jint android_server_AlarmManagerService_waitForAlarm，主要还是对 /dev/alarm 操作 .... Alarm alarm = it.next(); try { if (localLOGV) Slog.v(TAG, "sending alarm " + alarm); alarm.operation.send(mContext, 0, mBackgroundIntent.putExtra( Intent.EXTRA_ALARM_COUNT, alarm.count), mResultReceiver, mHandler); .... } } } static jint android_server_AlarmManagerService_waitForAlarm(JNIEnv* env, jobject obj, jint fd) { #if HAVE_ANDROID_OS int result = 0; do { result = ioctl(fd, ANDROID_ALARM_WAIT); } while (result < 0 && errno == EINTR); if (result < 0) { LOGE("Unable to wait on alarm: %sn", strerror(errno)); return 0; } return result; #endif } AlarmManagerService 里面有个AlarmThread 会一直轮询 /dev/alarm文件，如果打开失败就直接返回，成功就会做一些动作，比如查找时间最近的 alarm，比如睡眠被闹钟唤醒的时候，这边就发一个intent出去，然后在AlarmReceiver.java里面弹出里面会收到就会调用下面的 context.startActivity(alarmAlert); 然后弹出alarm 这个界面 Class c = AlarmAlert.class; 其中public class AlarmAlert extends AlarmAlertFullScreen 所以系统睡眠之后被alarm唤醒弹出的alarm就是这边start的 public class AlarmReceiver extends BroadcastReceiver { /** If the alarm is older than STALE_WINDOW, ignore. It is probably the result of a time or timezone change */ private final static int STALE_WINDOW = 30 * 60 * 1000; @Override public void onReceive(Context context, Intent intent) { ......... Intent alarmAlert = new Intent(context, c); alarmAlert.putExtra(Alarms.ALARM_INTENT_EXTRA, alarm); alarmAlert.setFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK | Intent.FLAG_ACTIVITY_NO_USER_ACTION); context.startActivity(alarmAlert); ........ } 到这里alarm 就显示出来了 我个人添加的log，验证了流程，suspend和不suspend的时候alarm的区别跟上面说的一样
转自：http://blog.csdn.net/k229650014/article/details/6729483 （编辑：淮北站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
