# RTC
## 概述
### 功能简介
RTC（real-time clock）为操作系统中的实时时钟设备，为操作系统提供精准的实时时间和定时报警功能。当设备下电后，通过外置电池供电，RTC继续记录操作系统时间；设备上电后，RTC提供实时时钟给操作系统，确保断电后系统时间的连续性。
### 运作机制
在HDF框架中，RTC的接口适配模式采用独立服务模式，在这种模式下，每一个设备对象会独立发布一个设备服务来处理外部访问，设备管理器收到API的访问请求之后，通过提取该请求的参数，达到调用实际设备对象的相应内部方法的目的。独立服务模式可以直接借助HDFDeviceManager的服务管理能力，但需要为每个设备单独配置设备节点，增加内存占用。
独立服务模式下，核心层不会统一发布一个服务供上层使用，因此这种模式下驱动要为每个控制器发布一个服务，具体表现为：
- 驱动适配者需要实现HdfDriverEntry的Bind钩子函数以绑定服务。
- device_info.hcs文件中deviceNode的policy字段为1或2，不能为0。
**图 1** RTC独立服务模式结构图
RTC模块各分层作用：
- 接口层提供打开RTC设备、RTC设备读取时间、RTC设备设置时间、RTC设备读取警报时间、RTC设备设置警报时间、RTC设备定时报警回调函数、RTC设备设置定时报警中断使能去使能、RTC设备设置RTC外频、RTC设备读取RTC外频、复位RTC、设置RTC自定义寄存器配置，读取RTC自定义寄存器配置以及关闭RTC设备的接口。
- 核心层主要提供RTC控制器的创建、销毁，通过钩子函数与适配层交互。
- 适配层主要是将钩子函数的功能实例化，实现具体的功能。
## 开发指导
### 场景介绍
RTC主要用于提供实时时间和定时报警功能。当驱动开发者需要将RTC设备适配到OpenHarmony时，需要进行RTC驱动适配，下文将介绍如何进行RTC驱动适配。
### 接口说明
为了保证上层在调用RTC接口时能够正确的操作硬件，核心层在//drivers/hdf_core/framework/support/platform/include/rtc/rtc_core.h中定义了以下钩子函数。驱动适配者需要在适配层实现这些函数的具体功能，并与这些钩子函数挂接，从而完成接口层与核心层的交互。
RtcMethod定义：
```c
struct RtcMethod {
int32_t (*ReadTime)(struct RtcHost *host, struct RtcTime *time);
int32_t (*WriteTime)(struct RtcHost *host, const struct RtcTime *time);
int32_t (*ReadAlarm)(struct RtcHost *host, enum RtcAlarmIndex alarmIndex, struct RtcTime *time);
int32_t (*WriteAlarm)(struct RtcHost *host, enum RtcAlarmIndex alarmIndex, const struct RtcTime *time);
int32_t (*RegisterAlarmCallback)(struct RtcHost *host, enum RtcAlarmIndex alarmIndex, RtcAlarmCallback cb);
int32_t (*AlarmInterruptEnable)(struct RtcHost *host, enum RtcAlarmIndex alarmIndex, uint8_t enable);
int32_t (*GetFreq)(struct RtcHost *host, uint32_t *freq);
int32_t (*SetFreq)(struct RtcHost *host, uint32_t freq);
int32_t (*Reset)(struct RtcHost *host);
int32_t (*ReadReg)(struct RtcHost *host, uint8_t usrDefIndex, uint8_t *value);
int32_t (*WriteReg)(struct RtcHost *host, uint8_t usrDefIndex, uint8_t value);
};
```
**表 1** RtcMethod结构体成员的钩子函数功能说明
| 函数 | 入参 | 出参 | 返回值 | 功能 |
| -------- | -------- | -------- | -------- | -------- |
| ReadTime | host：结构体指针，核心层RTC控制器 | time：结构体指针，传出的时间值 | HDF_STATUS相关状态 | 读RTC时间信息 |
| WriteTime | host：结构体指针，核心层RTC控制器
time：结构体指针，时间传入值 | 无 | HDF_STATUS相关状态 | 写RTC时间信息（包括毫秒~年） |
| ReadAlarm | host：结构体指针，核心层RTC控制器
alarmIndex：枚举值，闹钟报警索引 | time：结构体指针，传出的时间值 | HDF_STATUS相关状态 | 读RTC报警时间信息 |
| WriteAlarm | host：结构体指针，核心层RTC控制器
alarmIndex：枚举值，闹钟报警索引
time：结构体指针，时间传入值 | 无 | HDF_STATUS相关状态 | 写RTC报警时间信息 |
| RegisterAlarmCallback | host：结构体指针，核心层RTC控制器
alarmIndex：枚举值，闹钟报警索引
cb：函数指针，回调函数 | 无 | HDF_STATUS相关状态 | 注册报警超时回调函数 |
| AlarmInterruptEnable | host：结构体指针，核心层RTC控制器
alarmIndex：枚举值，闹钟报警索引
enable：布尔值，控制报警 | 无 | HDF_STATUS相关状态 | 使能/去使能RTC报警中断 |
| GetFreq | host：结构体指针，核心层RTC控制器 | freq：uint32_t类型指针，传出的频率值 | HDF_STATUS相关状态 | 读RTC外接晶振频率 |
| SetFreq | host：结构体指针，核心层RTC控制器
freq：uint32_t类型，频率传入值 | 无 | HDF_STATUS相关状态 | 配置RTC外接晶振频率 |
| Reset | host：结构体指针，核心层RTC控制器 | 无 | HDF_STATUS相关状态 | RTC复位 |
| ReadReg | host：结构体指针，核心层RTC控制器
usrDefIndex：结构体，用户自定义寄存器索引 | value：uint8_t类型指针，传出的寄存器值 | HDF_STATUS相关状态 | 按照用户定义的寄存器索引，读取对应的寄存器配置，一个索引对应一字节的配置值 |
| WriteReg | host：结构体指针，核心层RTC控制器
usrDefIndex：结构体，用户自定义寄存器索引
value：uint8_t类型，寄存器传入值 | 无 | HDF_STATUS相关状态 | 按照用户定义的寄存器索引，设置对应的寄存器配置，一个索引对应一字节的配置值 |
### 开发步骤
RTC模块适配HDF框架包含以下四个步骤：
1. 实例化驱动入口
- 实例化HdfDriverEntry结构体成员。
- 调用HDF_INIT将HdfDriverEntry实例化对象注册到HDF框架中。
2. 配置属性文件
- 在device_info.hcs文件中添加deviceNode描述。
- 【可选】添加rtc_config.hcs器件属性文件。
3. 实例化RTC控制器对象
- 初始化RtcHost成员。
- 实例化RtcHost成员RtcMethod。
>  **说明：**
> 实例化RtcHost成员RtcMethod，其定义和成员说明见[接口说明](#接口说明)。
4. 驱动调试
【可选】针对新增驱动程序，建议验证驱动基本功能，例如RTC控制状态，中断响应情况等。
### 开发实例
下方将以Hi3516DV300的驱动//device/soc/hisilicon/common/platform/rtc/rtc_hi35xx.c为示例，展示驱动适配者需要提供哪些内容来完整实现设备功能。
1. 实例化驱动入口
驱动入口必须为HdfDriverEntry（在hdf_device_desc.h中定义）类型的全局变量，且moduleName要和device_info.hcs中保持一致。HDF框架会将所有加载的驱动的HdfDriverEntry对象首地址汇总，形成一个类似数组的段地址空间，方便上层调用。
一般在加载驱动时HDF会先调用Bind函数，再调用Init函数加载该驱动。当Init调用异常时，HDF框架会调用Release释放驱动资源并退出。
RTC驱动入口参考：
```c
struct HdfDriverEntry g_rtcDriverEntry = {
.moduleVersion = 1,
.Bind = HiRtcBind, // 挂接RTC模块Bind实例化
.Init = HiRtcInit, // 挂接RTC模块Init实例化
.Release = HiRtcRelease, // 挂接RTC模块Release实例化
.moduleName = "HDF_PLATFORM_RTC", // 【必要且与HCS文件中里面的moduleName匹配】
};
HDF_INIT(g_rtcDriverEntry); // 调用HDF_INIT将驱动入口注册到HDF框架中
```
2. 配置属性文件
完成驱动入口注册之后，需要在device_info.hcs文件中添加deviceNode描述。deviceNode信息与驱动入口注册相关。本例只有一个RTC控制器，如有多个器件信息，则需要在device_info.hcs文件增加deviceNode信息，以及在rtc_config.hcs文件中增加对应的器件属性。器件属性值与核心层RtcHost成员的默认值或限制范围有密切关系，比如RTC中断号，需要在rtc_config.hcs文件中增加对应的器件属性。
独立服务模式的特点是device_info.hcs文件中设备节点代表着一个设备对象，如果存在多个设备对象，则按需添加，注意服务名与驱动私有数据匹配的关键字名称必须唯一。其中各项参数如表2所示：
**表 2** device_info.hcs节点参数说明
| 成员名 | 值 |
| -------- | -------- |
| policy | 驱动服务发布的策略，RTC控制器具体配置为2，表示驱动对内核态和用户态都发布服务 |
| priority | 驱动启动优先级（0-200），值越大优先级越低。RTC控制器具体配置为30 |
| permission | 驱动创建设备节点权限，RTC控制器具体配置为0664 |
| moduleName | 驱动名称，RTC控制器固定为HDF_PLATFORM_RTC |
| serviceName | 驱动对外发布服务的名称，RTC控制器服务名设置为HDF_PLATFORM_RTC |
| deviceMatchAttr | 驱动私有数据匹配的关键字，RTC控制器设置为hisilicon_hi35xx_rtc |
- device_info.hcs配置参考
在//vendor/hisilicon/hispark_taurus/hdf_config/device_info/device_info.hcs文件中添加deviceNode描述。
```c
root {
device_info {
platform :: host {
device_rtc :: device {
device0 :: deviceNode { // 驱动的DeviceNode节点
policy = 1; // policy字段是驱动服务发布的策略,如果需要面向用户态，则为2
priority = 30; // 驱动启动优先级
permission = 0644; // 驱动创建设备节点权限
moduleName = "HDF_PLATFORM_RTC"; // 【必要】用于指定驱动名称，需要与驱动Entry中的moduleName一致。
serviceName = "HDF_PLATFORM_RTC"; // 【必要】驱动对外发布服务的名称，必须唯一。
deviceMatchAttr = "hisilicon_hi35xx_rtc"; // 【必要】用于配置控制器私有数据，必须和驱动私有数据配置表rtc_config.hcs中的match_attr值保持一致。
}
}
}
}
}
```
- rtc_config.hcs配置参考
在//device/soc/hisilicon/hi3516dv300/sdk_liteos/hdf_config/rtc/rtc_config.hcs文件配置器件属性，其中配置参数如下：
```c
root {
platform {
rtc_config {
controller_0x12080000 {
match_attr = "hisilicon_hi35xx_rtc"; // 【必要】需要和device_info.hcs中的deviceMatchAttr值一致
rtcSpiBaseAddr = 0x12080000; // 地址映射相关
regAddrLength = 0x100; // 地址映射相关
irq = 37; // 中断号
supportAnaCtrl = false;
supportLock = false;
anaCtrlAddr = 0xff;
lock0Addr = 0xff;
lock1Addr = 0xff;
lock2Addr = 0xff;
lock3Addr = 0xff;
}
}
}
}
```
需要注意的是，新增rtc_config.hcs配置文件后，必须在hdf.hcs文件中将其包含，否则配置文件无法生效。
例如：本例中rtc_config.hcs所在路径为device/soc/hisilicon/hi3516dv300/sdk_liteos/hdf_config/rtc/rtc_config.hcs，则必须在产品对应的hdf.hcs中添加如下语句：
```c
#include "../../../../device/soc/hisilicon/hi3516dv300/sdk_liteos/hdf_config/rtc/rtc_config.hcs" // 配置文件相对路径
```
3. 实例化RTC控制器对象
完成属性文件配置之后，下一步就是以核心层RtcHost对象的初始化为核心，包括驱动适配者自定义结构体（传递参数和数据），实例化RtcHost成员RtcMethod（让用户可以通过接口来调用驱动底层函数），实现HdfDriverEntry成员函数（Bind、Init、Release）。
- 自定义结构体参考。
从驱动的角度看，自定义结构体是参数和数据的载体，而且rtc_config.hcs文件中的数值会被HDF读入并通过DeviceResourceIface来初始化结构体成员。
```c
struct RtcConfigInfo {
uint32_t spiBaseAddr; // 地址映射相关
volatile void *remapBaseAddr; // 地址映射相关
uint16_t regAddrLength; // 地址映射相关
uint8_t supportAnaCtrl; // 是否支持anactrl
uint8_t supportLock; // 是否支持锁
uint8_t irq; // 中断号
uint8_t alarmIndex; // 闹钟索引
uint8_t anaCtrlAddr; // anactrl地址
struct RtcLockAddr lockAddr; // 锁地址
RtcAlarmCallback cb; // 回调函数
struct OsalMutex mutex; // 互斥锁
};
// RtcHost是核心层控制器结构体，其中的成员在Init函数中会被赋值。
struct RtcHost {
struct IDeviceIoService service;
struct HdfDeviceObject *device;
struct RtcMethod *method;
void *data;
};
```
- RtcHost成员钩子函数结构体RtcMethod的实例化。
```c
// rtc_hi35xx.c中的示例：钩子函数的填充
static struct RtcMethod g_method = {
.ReadTime = HiRtcReadTime,
.WriteTime = HiRtcWriteTime,
.ReadAlarm = HiReadAlarm,
.WriteAlarm = HiWriteAlarm,
.RegisterAlarmCallback = HiRegisterAlarmCallback,
.AlarmInterruptEnable = HiAlarmInterruptEnable,
.GetFreq = HiGetFreq,
.SetFreq = HiSetFreq,
.Reset = HiReset,
.ReadReg = HiReadReg,
.WriteReg = HiWriteReg,
};
```
- Bind函数开发参考
入参：
HdfDeviceObject是整个驱动对外提供的接口参数，具备HCS配置文件的信息。
返回值：
HDF_STATUS相关状态（表3为部分展示，如需使用其他状态，可参考//drivers/hdf_core/interfaces/inner_api/utils/hdf_base.h中HDF_STATUS定义）。
**表 3** HDF_STATUS相关状态说明
| 状态(值) | 问题描述 |
| -------- | -------- |
| HDF_ERR_INVALID_OBJECT | 控制器对象非法 |
| HDF_ERR_MALLOC_FAIL | 内存分配失败 |
| HDF_ERR_INVALID_PARAM | 参数非法 |
| HDF_ERR_IO | I/O 错误 |
| HDF_SUCCESS | 初始化成功 |
| HDF_FAILURE | 初始化失败 |
函数说明：
关联HdfDeviceObject对象和RtcHost。
```c
static int32_t HiRtcBind(struct HdfDeviceObject *device)
{
struct RtcHost *host = NULL;
host = RtcHostCreate(device); // 实际是申请内存并挂接device: host->device = device
// 使HdfDeviceObject与RtcHost可以相互转化的前提
......
device->service = &host->service; // 使HdfDeviceObject与RtcHost可以相互转化的前提
// 方便后续通过调用RtcHostFromDevice实现全局性质的host
return HDF_SUCCESS;
}
```
- Init函数开发参考
入参：
HdfDeviceObject是整个驱动对外提供的接口参数，具备HCS配置文件的信息。
返回值：
HDF_STATUS相关状态。
函数说明：
初始化自定义结构体对象，初始化RtcHost成员。
```c
static int32_t HiRtcInit(struct HdfDeviceObject *device)
{
struct RtcHost *host = NULL;
struct RtcConfigInfo *rtcInfo = NULL;
......
host = RtcHostFromDevice(device); // 这里是HdfDeviceObject到RtcHost的强制转换
rtcInfo = OsalMemCalloc(sizeof(*rtcInfo));
......
/* HiRtcConfigData会从设备配置树中读取属性填充rtcInfo的supportAnaCtrl、supportLock、spiBaseAddr、regAddrLength、irq，
* 为HiRtcSwInit和HiRtcSwInit提供参数，当函数HiRtcSwInit和HiRtcSwInit内部执行失败后进行内存释放等操作。
*/
if (HiRtcConfigData(rtcInfo, device->property) != 0) {
......
}
if (HiRtcSwInit(rtcInfo) != 0) { // 地址映射以及中断注册相关
......
}
if (HiRtcHwInit(rtcInfo) != 0) { // 初始化anaCtrl和lockAddr相关内容
......
}
host->method = &g_method; // RtcMethod的实例化对象的挂载
host->data = rtcInfo; // 使RtcConfigInfo与RtcHost可以相互转化的前提
HDF_LOGI("Hdf dev service:%s init success!", HdfDeviceGetServiceName(device));
return HDF_SUCCESS;
}
```
- Release函数开发参考
入参：
HdfDeviceObject是整个驱动对外提供的接口参数，具备HCS配置文件的信息。
返回值：
无。
函数说明：
释放内存和删除控制器，该函数需要在驱动入口结构体中赋值给Release接口，当HDF框架调用Init函数初始化驱动失败时，可以调用Release释放驱动资源。
>  **说明：**
> 所有强制转换获取相应对象的操作前提是在Init或Bind函数中具备对应赋值的操作。
```c
static void HiRtcRelease(struct HdfDeviceObject *device)
{
struct RtcHost *host = NULL;
struct RtcConfigInfo *rtcInfo = NULL;
...
host = RtcHostFromDevice(device); // 这里是HdfDeviceObject到RtcHost的强制转换
rtcInfo = (struct RtcConfigInfo *)host->data; // 这里是RtcHost到RtcConfigInfo的强制转换
if (rtcInfo != NULL) {
HiRtcSwExit(rtcInfo);
OsalMemFree(rtcInfo); // 释放RtcConfigInfo
host->data = NULL;
}
RtcHostDestroy(host); // 释放RtcHost
}
```
4. 驱动调试
【可选】针对新增驱动程序，建议验证驱动基本功能，例如挂载后的信息反馈，读取RTC时间、设置RTC时间等。