概述
1. 前言
前面两篇clock framework的分析文章，分别从clock consumer和clock provider的角度，介绍了Linux kernel怎么管理系统的clock资源，以及device driver怎么使用clock资源。本文将深入到clock framework的内部，分析相关的实现逻辑。
注：本文使用的kernel版本为linux-3.10.29。虽然最新版本的kernel增加了一些内容，但主要逻辑没有改变，就不紧跟kernel的步伐了。
2. struct clk结构
到目前为止，我们还没有仔细介绍过struct clk这个代表了一个clock的数据结构呢。对consumer和provider来说，可以不关心，但对内部实现逻辑来说，就不得不提了：
1: /* include/linux/clk-private.h */
2: struct clk {
3: const char *name;
4: const struct clk_ops *ops;
5: struct clk_hw *hw;
6: struct clk *parent;
7: const char **parent_names;
8: struct clk **parents;
9: u8 num_parents;
10: unsigned long rate;
11: unsigned long new_rate;
12: unsigned long flags;
13: unsigned int enable_count;
14: unsigned int prepare_count;
15: struct hlist_head children;
16: struct hlist_node child_node;
17: unsigned int notifier_count;
18: #ifdef CONFIG_COMMON_CLK_DEBUG
19: struct dentry *dentry;
20: #endif
21: };
name, ops, hw, parents_name, num_parents, flags, 可参考“Linux common clock framework(2)_clock provider”中的相关描述；
parent，保存了该clock当前的parent clock的struct clk指针；
parents，一个指针数组，保存了所有可能的parent clock的struct clk指针；
rate，当前的clock rate；
new_rate,新设置的clock rate，之所要保存在这里，是因为set rate过程中有一些中间计算，后面再详解；
enable_count, prepare_count，该clock被enable和prepare的次数，用于确保enable/disable以及prepare/unprepare的成对调用；
children，该clock的children clocks（孩儿们），以链表的形式组织；
child_node，一个list node，自己作为child时，挂到parent的children list时使用；
notifier_count，记录注册到notifier的个数。
3. clock regitser/unregister
在“Linux common clock framework(2)_clock provider”中已经讲过，clock provider需要将系统的clock以tree的形式组织起来，分门别类，并在系统初始化时，通过provider的初始化接口，或者clock framework core的DTS接口，将所有的clock注册到kernel。
clock的注册，统一由clk_regitser接口实现，但基于该接口，kernel也提供了其它更为便利注册接口，下面将会一一描述。
3.1 clk_regitser
clk_register是所有register接口的共同实现，负责将clock注册到kernel，并返回代表该clock的struct clk指针。分析该接口之前，我们先看一下下面的内容：
1: 1 F f clk_register .archarmmach-at91clock.c
2: int __init clk_register(struct clk *clk)
3: 2 F v clk_register .archarmmach-davinciclock.c
4: EXPORT_SYMBOL(clk_register);
5: 3 F f clk_register .archarmmach-davinciclock.c
6: int clk_register(struct clk *clk)
7: 4 F v clk_register .archarmmach-omap1clock.c
8: EXPORT_SYMBOL(clk_register);
9: 5 F f clk_register .archarmmach-omap1clock.c
10: int clk_register(struct clk *clk)
11: 6 F v clk_register .archc6xplatformspll.c
12: EXPORT_SYMBOL(clk_register);
13: 7 F f clk_register .archc6xplatformspll.c
14: int clk_register(struct clk *clk)
15: 8 F v clk_register .archunicore32kernelclock.c
16: EXPORT_SYMBOL(clk_register);
17: 9 F f clk_register .archunicore32kernelclock.c
18: int clk_register(struct clk *clk)
19: 0 F v clk_register .driversclkclk.c
20: EXPORT_SYMBOL_GPL(clk_register);
21: 1 F f clk_register .driversclkclk.c
22: struct clk *clk_register(struct device *dev, struct clk_hw *hw)
23: 2 F v clk_register .driversshclkcore.c
24: EXPORT_SYMBOL_GPL(clk_register);
25: 3 F f clk_register .driversshclkcore.c
26: int clk_register(struct clk *clk)
上面是kernel中clk_register接口可能的实现位置，由此可以看出，clk_register在“include/linux/clk-provider.h”中声明，却可能在不同的C文件中实现。其它clock API也类似。这说明了什么？
这恰恰呼应了“Linux common clock framework”中“common”一词。
在旧的kernel中，clock framework只是规定了一系列的API声明，具体API的实现，由各个machine代码完成。这就导致每个machine目录下，都有一个类似clock.c的文件，以比较相似的逻辑，实现clock provider的功能。显然，这里面有很多冗余代码。
后来，kernel将这些公共代码，以clock provider的形式（上面drivers/clk/clk.c文件）抽象出来，就成了我们所说的common clock framework。
后面所有的描述，都会以common clock framework的核心代码为基础，其它的，就不再涉及了。
下面是clk_register的实现：
1: /**
2: * clk_register - allocate a new clock, register it and return an opaque cookie
3: * @dev: device that is registering this clock
4: * @hw: link to hardware-specific clock data
5: *
6: * clk_register is the primary interface for populating the clock tree with new
7: * clock nodes. It returns a pointer to the newly allocated struct clk which
8: * cannot be dereferenced by driver code but may be used in conjuction with the
9: * rest of the clock API. In the event of an error clk_register will return an
10: * error code; drivers must test for an error code after calling clk_register.
11: */
12: struct clk *clk_register(struct device *dev, struct clk_hw *hw)
13: {
14: int i, ret;
15: struct clk *clk;
16:
17: clk = kzalloc(sizeof(*clk), GFP_KERNEL);
18: if (!clk) {
19: pr_err("%s: could not allocate clkn", __func__);
20: ret = -ENOMEM;
21: goto fail_out;
22: }
23:
24: clk->name = kstrdup(hw->init->name, GFP_KERNEL);
25: if (!clk->name) {
26: pr_err("%s: could not allocate clk->namen", __func__);
27: ret = -ENOMEM;
28: goto fail_name;
29: }
30: clk->ops = hw->init->ops;
31: if (dev && dev->driver)
32: clk->owner = dev->driver->owner;
33: clk->hw = hw;
34: clk->flags = hw->init->flags;
35: clk->num_parents = hw->init->num_parents;
36: hw->clk = clk;
37:
38: /* allocate local copy in case parent_names is __initdata */
39: clk->parent_names = kcalloc(clk->num_parents, sizeof(char *),
40: GFP_KERNEL);
41:
42: if (!clk->parent_names) {
43: pr_err("%s: could not allocate clk->parent_namesn", __func__);
44: ret = -ENOMEM;
45: goto fail_parent_names;
46: }
47:
48:
49: /* copy each string name in case parent_names is __initdata */
50: for (i = 0; i < clk->num_parents; i++) {
51: clk->parent_names[i] = kstrdup(hw->init->parent_names[i],
52: GFP_KERNEL);
53: if (!clk->parent_names[i]) {
54: pr_err("%s: could not copy parent_namesn", __func__);
55: ret = -ENOMEM;
56: goto fail_parent_names_copy;
57: }
58: }
59:
60: ret = __clk_init(dev, clk);
61: if (!ret)
62: return clk;
63:
64: fail_parent_names_copy:
65: while (--i >= 0)
66: kfree(clk->parent_names[i]);
67: kfree(clk->parent_names);
68: fail_parent_names:
69: kfree(clk->name);
70: fail_name:
71: kfree(clk);
72: fail_out:
73: return ERR_PTR(ret);
74: }
75: EXPORT_SYMBOL_GPL(clk_register);
该接口接受一个struct clk_hw指针，该指针包含了将要注册的clock的信息（具体可参考“Linux common clock framework(2)_clock provider”），在内部分配一个struct clk变量后，将clock信息保存在变量中，并返回给调用者。实现逻辑如下：
分配struct clk空间；
根据struct clk_hw指针提供的信息，初始化clk的name、ops、hw、flags、num_parents、parents_names等变量；
调用内部接口__clk_init，执行后续的初始化操作。这个接口包含了clk_regitser的主要逻辑，具体如下。
1: /**
2: * __clk_init - initialize the data structures in a struct clk
3: * @dev: device initializing this clk, placeholder for now
4: * @clk: clk being initialized
5: *
6: * Initializes the lists in struct clk, queries the hardware for the
7: * parent and rate and sets them both.
8: */
9: int __clk_init(struct device *dev, struct clk *clk)
10: {
11: int i, ret = 0;
12: struct clk *orphan;
13: struct hlist_node *tmp2;
14:
15: if (!clk)
16: return -EINVAL;
17:
18: clk_prepare_lock();
19:
20: /* check to see if a clock with this name is already registered */
21: if (__clk_lookup(clk->name)) {
22: pr_debug("%s: clk %s already initializedn",
23: __func__, clk->name);
24: ret = -EEXIST;
25: goto out;
26: }
27:
28: /* check that clk_ops are sane. See Documentation/clk.txt */
29: if (clk->ops->set_rate &&
30: !(clk->ops->round_rate && clk->ops->recalc_rate)) {
31: pr_warning("%s: %s must implement .round_rate & .recalc_raten",
32: __func__, clk->name);
33: ret = -EINVAL;
34: goto out;
35: }
36:
37: if (clk->ops->set_parent && !clk->ops->get_parent) {
38: pr_warning("%s: %s must implement .get_parent & .set_parentn",
39: __func__, clk->name);
40: ret = -EINVAL;
41: goto out;
42: }
43:
44: /* throw a WARN if any entries in parent_names are NULL */
45: for (i = 0; i < clk->num_parents; i++)
46: WARN(!clk->parent_names[i],
47: "%s: invalid NULL in %s's .parent_namesn",
48: __func__, clk->name);
49:
50: /*
51: * Allocate an array of struct clk *'s to avoid unnecessary string
52: * look-ups of clk's possible parents. This can fail for clocks passed
53: * in to clk_init during early boot; thus any access to clk->parents[]
54: * must always check for a NULL pointer and try to populate it if
55: * necessary.
56: *
57: * If clk->parents is not NULL we skip this entire block. This allows
58: * for clock drivers to statically initialize clk->parents.
59: */
60: if (clk->num_parents > 1 && !clk->parents) {
61: clk->parents = kzalloc((sizeof(struct clk*) * clk->num_parents),
62: GFP_KERNEL);
63: /*
64: * __clk_lookup returns NULL for parents that have not been
65: * clk_init'd; thus any access to clk->parents[] must check
66: * for a NULL pointer. We can always perform lazy lookups for
67: * missing parents later on.
68: */
69: if (clk->parents)
70: for (i = 0; i < clk->num_parents; i++)
71: clk->parents[i] =
72: __clk_lookup(clk->parent_names[i]);
73: }
74:
75: clk->parent = __clk_init_parent(clk);
76:
77: /*
78: * Populate clk->parent if parent has already been __clk_init'd. If
79: * parent has not yet been __clk_init'd then place clk in the orphan
80: * list. If clk has set the CLK_IS_ROOT flag then place it in the root
81: * clk list.
82: *
83: * Every time a new clk is clk_init'd then we walk the list of orphan
84: * clocks and re-parent any that are children of the clock currently
85: * being clk_init'd.
86: */
87: if (clk->parent)
88: hlist_add_head(&clk->child_node,
89: &clk->parent->children);
90: else if (clk->flags & CLK_IS_ROOT)
91: hlist_add_head(&clk->child_node, &clk_root_list);
92: else
93: hlist_add_head(&clk->child_node, &clk_orphan_list);
94:
95: /*
96: * Set clk's rate. The preferred method is to use .recalc_rate. For
97: * simple clocks and lazy developers the default fallback is to use the
98: * parent's rate. If a clock doesn't have a parent (or is orphaned)
99: * then rate is set to zero.
100: */
101: if (clk->ops->recalc_rate)
102: clk->rate = clk->ops->recalc_rate(clk->hw,
103: __clk_get_rate(clk->parent));
104: else if (clk->parent)
105: clk->rate = clk->parent->rate;
106: else
107: clk->rate = 0;
108:
109: /*
110: * walk the list of orphan clocks and reparent any that are children of
111: * this clock
112: */
113: hlist_for_each_entry_safe(orphan, tmp2, &clk_orphan_list, child_node) {
114: if (orphan->ops->get_parent) {
115: i = orphan->ops->get_parent(orphan->hw);
116: if (!strcmp(clk->name, orphan->parent_names[i]))
117: __clk_reparent(orphan, clk);
118: continue;
119: }
120:
121: for (i = 0; i < orphan->num_parents; i++)
122: if (!strcmp(clk->name, orphan->parent_names[i])) {
123: __clk_reparent(orphan, clk);
124: break;
125: }
126: }
127:
128: /*
129: * optional platform-specific magic
130: *
131: * The .init callback is not used by any of the basic clock types, but
132: * exists for weird hardware that must perform initialization magic.
133: * Please consider other ways of solving initialization problems before
134: * using this callback, as it's use is discouraged.
135: */
136: if (clk->ops->init)
137: clk->ops->init(clk->hw);
138:
139: clk_debug_register(clk);
140:
141: out:
142: clk_prepare_unlock();
143:
144: return ret;
145: }
__clk_init接口的实现相当繁琐，做的事情包括：
20~26行，以clock name为参数，调用__clk_lookup接口，查找是否已有相同name的clock注册，如果有，则返回错误。由此可以看出，clock framework以name唯一识别一个clock，因此不能有同名的clock存在；
28~42行，检查clk ops的完整性，例如：如果提供了set_rate接口，就必须提供round_rate和recalc_rate接口；如果提供了set_parent，就必须提供get_parent。这些逻辑背后的含义，会在后面相应的地方详细描述；
50~73行，分配一个struct clk *类型的数组，缓存该clock的parents clock。具体方法是根据parents_name，查找相应的struct clk指针；
75行，获取当前的parent clock，并将其保存在parent指针中。具体可参考下面“说明2”；
77~93行，根据该clock的特性，将它添加到clk_root_list、clk_orphan_list或者parent->children三个链表中的一个，具体请参考下面“说明1”；
95~107行，计算clock的初始rate，具体请参考下面“说明3”；
109~126行，尝试reparent当前所有的孤儿（orphan）clock，具体请参考下面“说明4”；
128~137行，如果clock ops提供了init接口，执行之（由注释可知，kernel不建议提供init接口）。
上面的clock init流程，有下面4点补充说明：
说明1：clock的管理和查询
clock framework有2条全局的链表：clk_root_list和clk_orphan_list。所有设置了CLK_IS_ROOT属性的clock都会挂在clk_root_list中。其它clock，如果有valid的parent ，则会挂到parent的“children”链表中，如果没有valid的parent，则会挂到clk_orphan_list中。
查询时（__clk_lookup接口做的事情），依次搜索：clk_root_list-->root_clk-->children-->child's children，clk_orphan_list-->orphan_clk-->children-->child's children，即可。
说明2：当前parent clock的选择（__clk_init_parent）
对于没有parent，或者只有1个parent 的clock来说，比较简单，设置为NULL，或者根据parent name获得parent的struct clk指针接。
对于有多个parent的clock，就必须提供.get_parent ops，该ops要根据当前硬件的配置情况，例如寄存器值，返回当前所有使用的parent的index（即第几个parent）。然后根据index，取出对应parent clock的struct clk指针，作为当前的parent。
说明3：clock的初始rate计算
对于提供.recalc_rate ops的clock来说，优先使用该ops获取初始的rate。如果没有提供，退而求其次，直接使用parent clock的rate。最后，如果该clock没有parent，则初始的rate只能选择为0。
.recalc_rate ops的功能，是以parent clock的rate为输入参数，根据当前硬件的配置情况，如寄存器值，计算获得自身的rate值。
说明4：orphan clocks的reparent
有些情况下，child clock会先于parent clock注册，此时该child就会成为orphan clock，被收养在clk_orphan_list中。
而每当新的clock注册时，kernel都会检查这个clock是否是某个orphan的parent，如果是，就把这个orphan从clk_orphan_list中移除，放到新注册的clock的怀抱。这就是reparent的功能，它的处理逻辑是：
a） 遍历orphan list，如果orphan提供了.get_parent ops，则通过该ops得到当前parent的index，并从parent_names中取出该parent的name，然后和新注册的clock name比较，如果相同，呵呵，找到parent了，执行__clk_reparent，进行后续的操作。
b） 如果没有提供.get_parent ops，只能遍历自己的parent_names，检查是否有和新注册clock匹配的，如果有，执行__clk_reparent，进行后续的操作。
c） __clk_reparent会把这个orphan从clk_orphan_list中移除，并挂到新注册的clock上。然后调用__clk_recalc_rates，重新计算自己以及自己所有children的rate。计算过程和上面的clock rate设置类似。
3.2 clk_unregister/devm_clk_register/devm_clk_unregister
clock的regitser和init，几乎占了clock framework大部分的实现逻辑。clk_unregister是regitser接口的反操作，不过当前没有实现（不需要）。而devm_clk_register/devm_clk_unregister则是clk_register/clk_unregister的device resource manager版本。
3.3 fixed rate clock的注册
“Linux common clock framework(2)_clock provider”中已经对fixed rate clock有过详细的介绍，这种类型的clock有两种注册方式，通过API注册和通过DTS注册，具体的实现位于“drivers/clk/clk-fixed-rate.c”中，介绍如下。
1）通过API注册
1: struct clk *clk_register_fixed_rate(struct device *dev, const char *name,
2: const char *parent_name, unsigned long flags,
3: unsigned long fixed_rate)
4: {
5: struct clk_fixed_rate *fixed;
6: struct clk *clk;
7: struct clk_init_data init;
8:
9: /* allocate fixed-rate clock */
10: fixed = kzalloc(sizeof(struct clk_fixed_rate), GFP_KERNEL);
11: if (!fixed) {
12: pr_err("%s: could not allocate fixed clkn", __func__);
13: return ERR_PTR(-ENOMEM);
14: }
15:
16: init.name = name;
17: init.ops = &clk_fixed_rate_ops;
18: init.flags = flags | CLK_IS_BASIC;
19: init.parent_names = (parent_name ? &parent_name: NULL);
20: init.num_parents = (parent_name ? 1 : 0);
21:
22: /* struct clk_fixed_rate assignments */
23: fixed->fixed_rate = fixed_rate;
24: fixed->hw.init = &init;
25:
26: /* register the clock */
27: clk = clk_register(dev, &fixed->hw);
28:
29: if (IS_ERR(clk))
30: kfree(fixed);
31:
32: return clk;
33: }
clk_register_fixed_rate API用于注册fixed rate clock，它接收传入的name、parent_name、flags、fixed_rate等参数，并转换为struct clk_hw结构，最终调用clk_register接口，注册clock。大致的逻辑如下：
16~20行，定义一个struct clk_init_data类型的变量（init），并根据传入的参数以及fixed rate clock的特性，初始化该变量；
22~30行，分配一个私有的数据结构（struct clk_fixed_rate），并将init的指针保存在其中，最后调用clk_regitser注册该clock。
说明1：struct clk_init_data类型的变量
struct clk_init_data类型的变量（init），是一个局部变量，传递给clk_regitser使用时，用的是它的指针，说明了什么？说明该变量不会再后面使用了。再回忆一下clk_regitser的实现逻辑，会把所有的信息copy一遍，这里就好理解了。后面其它类型的clock注册时，道理相同。
说明2：fixed rate clock的实现思路
私有数据结构的定义如下：
1: struct clk_fixed_rate {
2: struct clk_hw hw;
3: unsigned long fixed_rate;
4: u8 flags;
5: };
包含一个struct clk_hw变量，用于clk_regitser。另外两个变量，则为该类型clock特有的属性。私有数据结构变量（fixed）是通过kzalloc分配的，说明后续还需要使用。那怎么用呢？
由clk_regitser的实现可知，fixed rate clock注册时hw);>，把fixed指针中hw变量的地址保存在了struct clk指针中了。因此，在任何时候，通过struct clk指针（clock的代表），就可以找到所对应clock的struct clk_hw指针，从而可以找到相应的私有变量（fixed）的指针以及其中的私有数据。
基于此，fixed rate ops的实现就顺利成章了：
1: #define to_clk_fixed_rate(_hw) container_of(_hw, struct clk_fixed_rate, hw)
2:
3: static unsigned long clk_fixed_rate_recalc_rate(struct clk_hw *hw,
4: unsigned long parent_rate)
5: {
6: return to_clk_fixed_rate(hw)->fixed_rate;
7: }
8:
9: const struct clk_ops clk_fixed_rate_ops = {
10: .recalc_rate = clk_fixed_rate_recalc_rate,
11: };
12: EXPORT_SYMBOL_GPL(clk_fixed_rate_ops);
2）通过DTS注册
fixed rate clock是非常简单的一种clock，因而可以直接通过DTS的形式注册，clock framework负责解析DTS，并调用API注册clock，如下：
1: #ifdef CONFIG_OF
2: /**
3: * of_fixed_clk_setup() - Setup function for simple fixed rate clock
4: */
5: void of_fixed_clk_setup(struct device_node *node)
6: {
7: struct clk *clk;
8: const char *clk_name = node->name;
9: u32 rate;
10:
11: if (of_property_read_u32(node, "clock-frequency", &rate))
12: return;
13:
14: of_property_read_string(node, "clock-output-names", &clk_name);
15:
16: clk = clk_register_fixed_rate(NULL, clk_name, NULL, CLK_IS_ROOT, rate);
17: if (!IS_ERR(clk))
18: of_clk_add_provider(node, of_clk_src_simple_get, clk);
19: }
20: EXPORT_SYMBOL_GPL(of_fixed_clk_setup);
21: CLK_OF_DECLARE(fixed_clk, "fixed-clock", of_fixed_clk_setup);
22: #endif
首先看一下CLK_OF_DECLARE宏，它的定义位于“include/linux/clk-provider.h”中，负责在指定的section中（以__clk_of_table开始的位置），定义struct of_device_id类型的变量，并由of_clk_init接口解析、匹配，如果匹配成功，则执行相应的回调函数（这里为of_fixed_clk_setup）；
初始化的时候，device tree负责读取DTS，并和这些变量的名字（这里为"fixed-clock"）匹配，如果匹配成功，则执行相应的回调函数（这里为of_fixed_clk_setup）；
of_fixed_clk_setup会解析两个DTS字段"clock-frequency"和"clock-output-names"，然后调用clk_register_fixed_rate，注册clock。注意，注册时的flags为CLK_IS_ROOT，说明目前只支持ROOT类型的clock通过DTS注册；
最后，调用of_clk_add_provider接口，将该clock添加到provider list中，方便后续的查找使用。该接口会在后面再详细介绍。
of_clk_init负责从DTS中扫描并初始化clock provider，如下：
1: /* drivers/clk/clk.c */
2: /**
3: * of_clk_init() - Scan and init clock providers from the DT
4: * @matches: array of compatible values and init functions for providers.
5: *
6: * This function scans the device tree for matching clock providers and
7: * calls their initialization functions
8: */
9: void __init of_clk_init(const struct of_device_id *matches)
10: {
11: struct device_node *np;
12:
13: if (!matches)
14: matches = __clk_of_table;
15:
16: for_each_matching_node(np, matches) {
17: const struct of_device_id *match = of_match_node(matches, np);
18: of_clk_init_cb_t clk_init_cb = match->data;
19: clk_init_cb(np);
20: }
21: }
该接口有一个输入参数，用于指定需要扫描的OF id，如果留空，则会扫描__clk_of_table，就是通过CLK_OF_DECLARE宏指定的fixed rate等类型的clock。
在最新的kernel中，会在初始化代码（time_init）中以NULL为参数调用一次of_clk_init，以便自动匹配并初始化DTS中的描述的类似fixed rate的clock。
注2：这里使用大量篇幅描述一个简单的fixed rate clock的注册方式，主要目的是给大家介绍一种通用的实现方式，或者说通用思路。后面其它类型的clock，包括我们自定义的类型，实现方法都是一样的。这里就不罗嗦了，大家看代码就可以了。
3.4 gate、devider、mux、fixed factor、composite以及自定义类型clock的注册
和fixed rate类似，不再一一说明。
4. 通用API的实现
4.1 clock get
clock get是通过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（位于drivers/clk/clkdev.c中）。
1）clk_get
1: struct clk *clk_get(struct device *dev, const char *con_id)
2: {
3: const char *dev_id = dev ? dev_name(dev) : NULL;
4: struct clk *clk;
5:
6: if (dev) {
7: clk = of_clk_get_by_name(dev->of_node, con_id);
8: if (!IS_ERR(clk) && __clk_get(clk))
9: return clk;
10: }
11:
12: return clk_get_sys(dev_id, con_id);
13: }
如果提供了struct device指针，则调用of_clk_get_by_name接口，通过device tree接口获取clock指针。否则，如果没有提供设备指针，或者通过device tree不能正确获取clock，则进一步调用clk_get_sys。
这两个接口的定义如下。
2) of_clk_get_by_name
我们在“Linux common clock framework(2)_clock provider”中已经提过，clock consumer会在本设备的DTS中，以clocks、clock-names为关键字，定义所需的clock。系统启动后，device tree会简单的解析，以struct device_node指针的形式，保存在本设备的of_node变量中。
而of_clk_get_by_name，就是通过扫描所有“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。
1: struct clk *of_clk_get_by_name(struct device_node *np, const char *name)
2: {
3: struct clk *clk = ERR_PTR(-ENOENT);
4:
5: /* Walk up the tree of devices looking for a clock that matches */
6: while (np) {
7: int index = 0;
8:
9: /*
10: * For named clocks, first look up the name in the
11: * "clock-names" property. If it cannot be found, then
12: * index will be an error code, and of_clk_get() will fail.
13: */
14: if (name)
15: index = of_property_match_string(np, "clock-names", name);
16: clk = of_clk_get(np, index);
17: if (!IS_ERR(clk))
18: break;
19: else if (name && index >= 0) {
20: pr_err("ERROR: could not get clock %s:%s(%i)n",
21: np->full_name, name ? name : "", index);
22: return clk;
23: }
24:
25: /*
26: * No matching clock found on this node. If the parent node
27: * has a "clock-ranges" property, then we can try one of its
28: * clocks.
29: */
30: np = np->parent;
31: if (np && !of_get_property(np, "clock-ranges", NULL))
32: break;
33: }
34:
35: return clk;
36: }
6~33行，是一个while循环，用于扫描所有的device_node；
14~15行，只要name不为空，管它三七二十一，直接以name为参数，去和“clock-names”匹配，获得一个index；
16~18行，以返回的index为参数，调用of_clk_get。这个index可能是invalid，不过无所谓，最糟糕就是不能获得clock指针。如果成功获取，则退出，或者继续；
19~22行，一个警告，如果name和index均合法，但是不能获得指针，则视为异常状况；
25~32行，尝试”clock-ranges“熟悉，比较冷门，不介绍它。
再看一下of_clk_get接口。
1: struct clk *of_clk_get(struct device_node *np, int index)
2: {
3: struct of_phandle_args clkspec;
4: struct clk *clk;
5: int rc;
6:
7: if (index < 0)
8: return ERR_PTR(-EINVAL);
9:
10: rc = of_parse_phandle_with_args(np, "clocks", "#clock-cells", index,
11: &clkspec);
12: if (rc)
13: return ERR_PTR(rc);
14:
15: clk = of_clk_get_from_provider(&clkspec);
16: of_node_put(clkspec.np);
17: return clk;
18: }
10~13行，通过of_parse_phandle_with_args接口，将index转换为struct of_phandle_args类型的参数句柄；
15行，调用of_clk_get_from_provider，获取clock指针。
of_clk_get_from_provider的实现位于drivers/clk/clk.c，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：
1: struct clk *of_clk_get_from_provider(struct of_phandle_args *clkspec)
2: {
3: struct of_clk_provider *provider;
4: struct clk *clk = ERR_PTR(-ENOENT);
5:
6: /* Check if we have such a provider in our array */
7: mutex_lock(&of_clk_lock);
8: list_for_each_entry(provider, &of_clk_providers, link) {
9: if (provider->node == clkspec->np)
10: clk = provider->get(clkspec, provider->data);
11: if (!IS_ERR(clk))
12: break;
13: }
14: mutex_unlock(&of_clk_lock);
15:
16: return clk;
17: }
注3：分析到这里之后，consumer侧的获取流程已经很清晰，再结合“Linux common clock framework(2)_clock provider”中所介绍的of_clk_add_provider接口，整个流程都融汇贯通了。篇幅所限，有关of_clk_add_provider接口的实现，本文就不再分析了，感兴趣的读者可以自行阅读kernel代码。
3）clk_get_sys
clk_get_sys接口是在调用者没有提供struct device指针或者通过of_clk_get_xxx获取clock失败时，获取clock指针的另一种手段。基于kernel大力推行device tree的现状，蜗蜗不建议使用这种过时的手段，就不分析了。
4.2 clk_prepare/clk_unprepare
prepare和unprepare的的代码位于drivers/clk/clk.c中，分别由内部接口__clk_prepare和__clk_unprepare实现具体动作，如下：
1: int __clk_prepare(struct clk *clk)
2: {
3: int ret = 0;
4:
5: if (!clk)
6: return 0;
7:
8: if (clk->prepare_count == 0) {
9: ret = __clk_prepare(clk->parent);
10: if (ret)
11: return ret;
12:
13: if (clk->ops->prepare) {
14: ret = clk->ops->prepare(clk->hw);
15: if (ret) {
16: __clk_unprepare(clk->parent);
17: return ret;
18: }
19: }
20: }
21:
22: clk->prepare_count++;
23:
24: return 0;
25: }
prepare会维护一个prepare_count，用于记录prepare的次数。且在prepare_count为零时：
递归prepare自己的parent（有的话）；
调用clk ops中的prepare回调函数（有的话）。
unprepare类似，不再分析。
4.3 clk_enable/clk_disable
enable/disable和prepare/unprepare的实现逻辑基本一致，需要注意的是，enable/disable时如果prepare_count为0，则会报错并返回。
4.4 clock rate有关的实现
clock rate有关的实现包括get、set和round三类，让我们依次说明。
1）clk_get_rate负责获取某个clock的当前rate，代码如下：
1: /**
2: * clk_get_rate - return the rate of clk
3: * @clk: the clk whose rate is being returned
4: *
5: * Simply returns the cached rate of the clk, unless CLK_GET_RATE_NOCACHE flag
6: * is set, which means a recalc_rate will be issued.
7: * If clk is NULL then returns 0.
8: */
9: unsigned long clk_get_rate(struct clk *clk)
10: {
11: unsigned long rate;
12:
13: clk_prepare_lock();
14:
15: if (clk && (clk->flags & CLK_GET_RATE_NOCACHE))
16: __clk_recalc_rates(clk, 0);
17:
18: rate = __clk_get_rate(clk);
19: clk_prepare_unlock();
20:
21: return rate;
22: }
23: EXPORT_SYMBOL_GPL(clk_get_rate);
a）如果该clock设置了CLK_GET_RATE_NOCACHE标志，获取rate前需要先调用__clk_recalc_rates接口，根据当前硬件的实际情况，重新计算rate。
__clk_recalc_rates的逻辑是：如果提供了recalc_rate ops，以parent clock的rate为参数，调用该ops，否则，直接获取parent的clock值；然后，递归recalc所有child clock。b）调用__clk_get_rate返回实际的rate值。
2）clk_round_rate，返回该clock支持的，和输入rate最接近的rate值（不做任何改动），实际是由内部函数__clk_round_rate实现，代码如下：
1: unsigned long __clk_round_rate(struct clk *clk, unsigned long rate)
2: {
3: unsigned long parent_rate = 0;
4:
5: if (!clk)
6: return 0;
7:
8: if (!clk->ops->round_rate) {
9: if (clk->flags & CLK_SET_RATE_PARENT)
10: return __clk_round_rate(clk->parent, rate);
11: else
12: return clk->rate;
13: }
14:
15: if (clk->parent)
16: parent_rate = clk->parent->rate;
17:
18: return clk->ops->round_rate(clk->hw, rate, &parent_rate);
19: }
a）18行，如果该clock提供了round_rate ops，直接调用该ops。
需要说明的是，round_rate ops接受两个参数，一个是需要round的rate，另一个时parent rate（以指针的形式提供）。它的意义是，对有些clock来说，如果需要得到一个比较接近的值，需要同时round parent clock，因此会在该指针中返回round后的parent clock。
b）9~10行，如果clock没有提供round_rate ops，且设置了CLK_SET_RATE_PARENT标志，则递归round parent clock，背后的思考是，直接使用parent clock所能提供的最接近的rate。
c）11~12，最后一种情况，直接返回原值，意味着无法round。
3）clk_set_rate
set rate的逻辑比较复杂，代码如下：
1: int clk_set_rate(struct clk *clk, unsigned long rate)
2: {
3: struct clk *top, *fail_clk;
4: int ret = 0;
5:
6: /* prevent racing with updates to the clock topology */
7: clk_prepare_lock();
8:
9: /* bail early if nothing to do */
10: if (rate == clk->rate)
11: goto out;
12:
13: if ((clk->flags & CLK_SET_RATE_GATE) && clk->prepare_count) {
14: ret = -EBUSY;
15: goto out;
16: }
17:
18: /* calculate new rates and get the topmost changed clock */
19: top = clk_calc_new_rates(clk, rate);
20: if (!top) {
21: ret = -EINVAL;
22: goto out;
23: }
24:
25: /* notify that we are about to change rates */
26: fail_clk = clk_propagate_rate_change(top, PRE_RATE_CHANGE);
27: if (fail_clk) {
28: pr_warn("%s: failed to set %s raten", __func__,
29: fail_clk->name);
30: clk_propagate_rate_change(top, ABORT_RATE_CHANGE);
31: ret = -EBUSY;
32: goto out;
33: }
34:
35: /* change the rates */
36: clk_change_rate(top);
37:
38: out:
39: clk_prepare_unlock();
40:
41: return ret;
42: }
a）9~16，进行一些合法性判断。
b）19~23行，调用clk_calc_new_rates接口，将需要设置的rate缓存在new_rate字段。
同时，获取设置该rate的话，需要修改到的最顶层的clock。背后的逻辑是：如果该clock的rate改变，有可能需要通过改动parent clock的rate来实现，依次递归。
c）25~23，发送rate将要改变的通知。如果有clock不能接受改动，即set rate失败，再发送rate更改停止的通知。
d）调用clk_change_rate，从最top的clock开始，依次设置新的rate。
注4：clock rate set有2种场景，一是只需修改自身的配置，即可达到rate set的目的。第二种是需要同时修改parent的rate（可向上递归）才能达成目的。看似简单的逻辑，里面却包含非常复杂的系统设计的知识。大家在使用clock framework，知道有这回事即可，并尽可能的不要使用第二种场景，以保持系统的简洁性。
4.5 clock parent有关的实现
parent操作包括get parent和set parent两类。
get parent的逻辑非常简单，直接从clk->parent指针中获取即可。
set parent稍微复杂，需要执行reparent和recalc_rates动作，具体不再描述了。
最后
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