Linux内核5.10.24下PCF8563 RTC CLKOUT配置问题求助

我正在开发基于Linux内核5.10.24的嵌入式系统，系统搭载PCF8563 RTC，其CLKOUT引脚连接至其他硬件逻辑。我需配置PCF8563的CLKOUT输出速率，但未找到对应用户态API。经搜索得知可通过内核模块调用clk_get()和clk_set_rate()实现，遂编写如下内核模块：

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/clk.h>

static struct clk *rtc_clk;

static int __init rtc_module_init(void)
{
    int ret;

    rtc_clk = clk_get(NULL, "pcf8563");   // Get the RTC of the name
    if (IS_ERR(rtc_clk)) {
        ret = PTR_ERR(rtc_clk);
        printk(KERN_ERR "Failed to get RTC clock: %d\n", ret);
        return ret;
    }

    unsigned long rate = clk_get_rate(rtc_clk);
    printk(KERN_INFO "Current RTC clock rate: %lu Hz\n", rate);

    unsigned long new_rate = 32768;
    ret = clk_set_rate(rtc_clk, new_rate);
    if (ret < 0) {
        printk(KERN_ERR "Failed to set RTC clock rate: %d\n", ret);
        return ret;
    }

    rate = clk_get_rate(rtc_clk);
    printk(KERN_INFO "Updated RTC clock rate: %lu Hz\n", rate);

    return 0;
}

static void __exit rtc_module_exit(void)
{
    if (rtc_clk)
        clk_put(rtc_clk);
}

module_init(rtc_module_init);
module_exit(rtc_module_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

加载模块时出现错误：Failed to get RTC clock: -2

系统中RTC的设备树配置如下：

rtc_pcf8563:rtc_pcf8563@51{
            compatible = "nxp,pcf8563";
            reg = <0x51>;
            status = "okay";
}

同时查看PCF8563驱动代码发现如下定义：

static const struct clk_ops pcf8563_clkout_ops = {
    .prepare = pcf8563_clkout_prepare,
    .unprepare = pcf8563_clkout_unprepare,
    .is_prepared = pcf8563_clkout_is_prepared,
    .recalc_rate = pcf8563_clkout_recalc_rate,
    .round_rate = pcf8563_clkout_round_rate,
    .set_rate = pcf8563_clkout_set_rate,
};

static struct clk *pcf8563_clkout_register_clk(struct pcf8563 *pcf8563)
{
    struct i2c_client *client = pcf8563->client;
    struct device_node *node = client->dev.of_node;
    struct clk *clk;
    struct clk_init_data init;
    int ret;
    unsigned char buf;

    /* disable the clkout output */
    buf = 0;
    ret = pcf8563_write_block_data(client, PCF8563_REG_CLKO, 1, &buf);
    if (ret < 0)
        return ERR_PTR(ret);

    init.name = "pcf8563-clkout";
    init.ops = &pcf8563_clkout_ops;
    init.flags = 0;
    init.parent_names = NULL;
    init.num_parents = 0;
    pcf8563->clkout_hw.init = &init;

    /* optional override of the clockname */
    of_property_read_string(node, "clock-output-names", &init.name);

    /* register the clock */
    clk = devm_clk_register(&client->dev, &pcf8563->clkout_hw);

    if (!IS_ERR(clk))
        of_clk_add_provider(node, of_clk_src_simple_get, clk);

    return clk;
}

我想知道：

1. 调用clk_get(NULL, ???)时应传入什么名称？
2. 这些驱动中的函数在Linux中如何调用？
3. 系统启用PCF8563的CLKOUT应如何操作？
4. 是否存在调用这些函数的用户态接口？

1. clk_get的正确名称 #

从驱动代码可以看到：

• 默认注册的时钟名称是pcf8563-clkout
• 如果设备树中添加clock-output-names属性，会覆盖默认名称

你有两种选择：

• 直接使用默认名称修改模块中的clk_get调用：

  rtc_clk = clk_get(NULL, "pcf8563-clkout");
  

• 或者在设备树中自定义名称，比如：

  rtc_pcf8563:rtc_pcf8563@51{
      compatible = "nxp,pcf8563";
      reg = <0x51>;
      status = "okay";
      clock-output-names = "my-pcf8563-clk";
  }
  

  此时clk_get传入"my-pcf8563-clk"即可。

2. 驱动中函数的调用方式 #

你看到的pcf8563_clkout_register_clk和pcf8563_clkout_ops下的函数都是内核驱动内部接口，不需要手动调用：

• pcf8563_clkout_register_clk会在PCF8563驱动的probe函数中自动执行，设备树配置正确、驱动加载成功后，就会完成CLKOUT时钟的注册
• pcf8563_clkout_ops中的函数是时钟框架的回调，当你调用clk_set_rate、clk_prepare等上层时钟API时，内核会自动调用这些底层实现函数

3. 启用PCF8563的CLKOUT操作 #

现有模块仅设置了速率，未启用时钟输出，完整步骤如下：

1. 修正clk_get的名称，成功获取时钟句柄
2. 设置目标速率（调用clk_set_rate）
3. 启用时钟输出：调用clk_prepare_enable（触发驱动中的pcf8563_clkout_prepare，完成CLKOUT引脚的启用配置）

修改后的模块初始化函数示例：

static int __init rtc_module_init(void)
{
    int ret;

    rtc_clk = clk_get(NULL, "pcf8563-clkout");
    if (IS_ERR(rtc_clk)) {
        ret = PTR_ERR(rtc_clk);
        printk(KERN_ERR "Failed to get RTC clock: %d\n", ret);
        return ret;
    }

    unsigned long rate = clk_get_rate(rtc_clk);
    printk(KERN_INFO "Current RTC clock rate: %lu Hz\n", rate);

    unsigned long new_rate = 32768;
    ret = clk_set_rate(rtc_clk, new_rate);
    if (ret < 0) {
        printk(KERN_ERR "Failed to set RTC clock rate: %d\n", ret);
        clk_put(rtc_clk);
        return ret;
    }

    // 启用CLKOUT输出
    ret = clk_prepare_enable(rtc_clk);
    if (ret < 0) {
        printk(KERN_ERR "Failed to enable RTC clock: %d\n", ret);
        clk_put(rtc_clk);
        return ret;
    }

    rate = clk_get_rate(rtc_clk);
    printk(KERN_INFO "Enabled RTC clock rate: %lu Hz\n", rate);

    return 0;
}

static void __exit rtc_module_exit(void)
{
    if (rtc_clk) {
        clk_disable_unprepare(rtc_clk);
        clk_put(rtc_clk);
    }
}

注意：PCF8563的CLKOUT仅支持固定几种速率（32768Hz、1024Hz、32Hz、1Hz），clk_set_rate会自动匹配最接近的支持速率，可通过clk_round_rate先确认实际能设置的速率。

4. 用户态接口情况 #

Linux内核没有提供直接控制PCF8563 CLKOUT的标准用户态API，但可通过两种方式实现用户态控制：

• 利用sysfs时钟接口：内核时钟框架会在/sys/class/clk/下生成对应时钟的节点，比如/sys/class/clk/pcf8563-clkout/，可通过读写其中的rate、enable文件来设置速率和启用/禁用时钟（需内核开启CONFIG_SYSFS和CONFIG_COMMON_CLK）
• 自定义内核模块提供用户态接口：在你的内核模块中添加sysfs节点或字符设备，实现用户态到内核时钟API的转发，比如通过读写sysfs文件触发clk_set_rate和clk_prepare_enable操作

内容的提问来源于stack exchange，提问作者wangt13