4.3.14. 看门狗驱动调试指南
4.3.14.1. Watchdog 概述
看门狗（Watchdog Timer 或者 Watchdog）是用于监控计算机系统健康状态的一种硬件或软件机制。其主要目的是确保系统在异常情况下（例如挂起或崩溃）能够自动恢复，防止系统长时间失去响应，确保系统的可靠性。看门狗机制通常包括一个定时器，当系统没有在规定时间内发送“心跳”信号时，它会自动重启系统或执行其他恢复操作。
在芯片中，看门狗是 APB（Advanced Peripheral Bus）上的一个从设备。
4.3.14.2. Watchdog 的特点
芯片中 Watchdog 具有以下特点：
APB3接口支持：兼容 APB3 接口。
倒计时超时指示：计数器从预设值倒计时到 0，表示发生超时。
系统复位触发：如果在第二次超时发生前中断未被清除，则会触发系统复位。
可编程超时范围：提供可编程的超时周期范围，可以在配置期间选择硬编码该值，以减少寄存器的需求。
双可编程超时周期：可选的双可编程超时周期，适用于首次启动等待时间与后续启动等待时间不同的情况，可以选择硬编码这些值。
复位脉冲长度设置：支持可编程和硬编码的复位脉冲长度。
防止意外重启：防止 DW_apb_wdt 计数器的意外重启。
防止意外禁用：防止 DW_apb_wdt 的意外禁用。
暂停模式支持：可选支持暂停模式，通过使用外部暂停使能信号实现。
测试模式信号：测试模式信号用于减少功能测试所需的时间。
4.3.14.3. 功能描述
Watchdog 典型应用
watchdog 是一种用于监控系统运行状态的机制，它能够在系统出现故障或卡死时进行自动重启。Linux系统中，watchdog 的典型的应用场景是确保系统在发生死锁、卡死或其他无法恢复的故障时能够自动重启，从而恢复正常工作。
下图描述的是 watchdog 使系统从死锁状态复位的典型应用场景：
具体说明如下：
正常情况下：
系统运行正常，watchdog 被定期喂狗。
任务完成，没有死锁，watchdog 保持计时并不会触发重启。
死锁发生后：
模块 A 和模块 B 发生死锁，系统进入无响应状态。
由于死锁，系统无法完成周期性任务，因此也无法及时喂狗。
watchdog 超时，触发重启。
系统重启后：
系统重新启动，模块 A 和 B 被初始化，死锁被消除。
watchdog 重新开始计时，继续监控系统状态。
Watchdog 功能原理
看门狗本质是一个定时器，一般有一个输入，称之为喂狗（kicking the dog/service the dog），SOC 正常工作的时候，每隔一段时间输出一个信号到看门狗，重置看门狗计时器。如果超过规定的时间不喂狗（一般在程序跑飞时），看门狗计时器会倒计时到 0，触发超时事件，这样看门狗就会给 SOC 输出一个复位信号，使系统重启。看门狗的作用就是防止程序跑飞导致系统崩溃。
Watchdog 的功能原理图如下所示：
Watchdog 工作方式
Watchdog 的主要任务是监控系统的运行状态，防止系统因软件故障、死锁或其他异常情况导致无法自我恢复。它通过定时计数、超时检测和触发复位来实现这一功能。
Watchdog 的常见工作模式有如下几种：
常规模式：软件定期重置 Watchdog 计时器。如果在规定的时间内没有“喂狗”信号，Watchdog 会触发复位。
调试模式：Watchdog 在调试过程中可以暂停，避免调试时发生意外复位。通常需要外部信号或特殊控制指令来启动调试模式。
复位保护模式：Watchdog 在遇到故障时会触发系统复位，但该复位过程会受到保护，防止因不必要的操作导致系统频繁重启。
Watchdog 基本工作流程
Watchdog 工作的核心机制是“计时器超时”和“复位”：
初始化和配置：在系统启动时，Watchdog 被初始化并配置。系统设置超时时间（即 Watchdog 计时器的倒计时周期），通常由软件设置，也可以通过硬编码来实现。此时 Watchdog 开始计时。
“喂狗”机制：正常情况下，系统中的软件程序会定期给 Watchdog 发送信号，称为“喂狗”操作。这通常是通过重置 Watchdog 的计时器实现的。例如，软件每隔一定时间向 Watchdog 写入特定值，重置计时器的倒计时过程，确保 Watchdog 不会超时。
超时检测：如果软件程序长时间没有进行“喂狗”操作（例如，程序发生死锁、崩溃或被挂起），Watchdog 计时器会倒计时到达设定的超时时间（通常为几秒钟至几分钟）。
超时后的处理：当计时器倒计时到 0 时，Watchdog 会认为系统出现异常，自动触发预设的响应行为，通常是复位操作，重启系统或硬件模块，恢复系统到正常状态。
上述机制可以表示为下图：
Watchdog 的工作方式细节
正常运行模式 在正常运行时，Watchdog 会定期接收到来自软件的“喂狗”信号。每次软件触发“喂狗”时，Watchdog 的计时器会被重置，重新开始计时。如果计时器周期内 Watchdog 没有收到“喂狗”信号，它会检测到超时并触发复位，重新启动系统。
超时处理 超时条件：如果 Watchdog 在设定的超时时间内未收到“喂狗”信号，说明系统可能出现了故障（例如程序死锁、死循环等）。 超时后复位：Watchdog 会触发系统复位。通常这是硬件级的复位操作，重启整个系统或部分硬件模块（如 CPU、外围设备等），清除当前的错误状态，确保系统能够继续运行。
配置和可编程性 超时时间（周期）：Watchdog 的超时时间通常是可配置的。开发者可以根据需要设定适当的超时时间，短周期适合对实时性要求高的系统，长周期则适合对响应时间不那么敏感的系统。 双重超时段：一些 Watchdog 支持配置不同的超时段，如启动阶段与正常运行阶段的超时时间不同。启动阶段通常需要更长时间的等待，而在正常运行中，超时周期可以较短。 硬编码配置：为了减少对寄存器的频繁访问，一些 Watchdog 可以将配置值硬编码在硬件中，降低系统的复杂性和资源消耗。
防止误操作 防止禁用 Watchdog：为防止软件错误或恶意代码禁用 Watchdog，某些 Watchdog 系统提供“保护机制”，比如要求特定的安全序列才能禁用 Watchdog，或者在某些情况下（如调试模式）强制启用 Watchdog。 防止重启：一些 Watchdog 实现包括保护措施，以防止系统在未经授权或不必要的情况下反复重启。例如，在硬件设计中，可以使用额外的“复位保护”机制，以防止频繁复位。
外部控制和暂停 外部暂停信号：某些 Watchdog 允许外部信号暂停 Watchdog 的计时器，这对于调试或在某些特殊情况下暂停 Watchdog 非常有用。外部信号可以控制 Watchdog 是否继续计时，避免在调试过程中误触发复位。 暂停模式：在特定情况下，Watchdog 可以被配置为进入暂停模式，此时 Watchdog 不会触发复位，直到系统重新恢复正常工作。
测试模式 功能测试：在开发和验证过程中，Watchdog 通常会提供测试模式，用于模拟超时和复位行为。这有助于开发人员验证 Watchdog 是否能在预期条件下正常工作。
4.3.14.4. Watchdog 驱动代码说明
Watchdog 相关代码路径
drivers/watchdog/dw_wdt.c # Watchdog 驱动代码源文件
include/linux/watchdog.h # Watchdog 驱动代码头文件
Watchdog DTS配置
芯片中 Watchdog 控制器的设备树定义位于 BSP 源码包的 kernel文件夹下 的arch/arm64/boot/dts/hobot/x5.dtsi文件内：
a55_apb1 {
……
watchdog: watchdog@34250000 {
compatible = "snps,dw-wdt";
status = "okay";
reg = <0x34250000 0x10000>;
clocks = <&hpsclks X5_WDT_PCLK>;
interrupt-parent = <&gic>;
interrupts = <GIC_SPI 71 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
timeout-sec = <10>;
clk-rate-div = <2>;
resets = <&socrst SOC_WDT_APB_RESET>;
};
可以看出，watchdog 是挂载在芯片上 a55_apb1 总线上的一个设备。下面详细解释该设备树中各个字段的含义：
watchdog：
watchdog: watchdog@34250000：watchdog：是该设备的标签（label），可用于引用。watchdog@34250000：是该设备的地址，在设备树中，这个表示设备的基地址。34250000是该设备在系统内存中的物理地址。
compatible：
compatible = "snps,dw-wdt";这是一个设备兼容性描述符，用于指示驱动程序应当匹配哪些硬件。此处的
"snps,dw-wdt"表示该设备是 Synopsys™ 提供的dw-wdt（即设计 WARE Watchdog Timer），告诉操作系统应使用与之兼容的驱动程序来管理该硬件设备。
status：
status = "okay";该字段表示设备的状态。
"okay"表示该设备是启用的，可以被内核使用。如果该字段为"disabled"，则表示该设备在内核中被禁用。
reg：
reg = <0x34250000 0x10000>;该字段指定设备的寄存器范围。
0x34250000是设备的基地址，0x10000表示该设备的地址范围（寄存器大小为 0x10000 字节）。这告诉内核如何映射硬件寄存器。
clocks：
clocks = <&hpsclks X5_WDT_PCLK>;这个字段指定该设备所依赖的时钟源。
&hpsclks是一个指向时钟控制器节点的引用，X5_WDT_PCLK是一个具体的时钟源。内核会根据此信息来配置设备的时钟。
interrupt-parent：
interrupt-parent = <&gic>;该字段指定设备的中断控制器。在此例中，
&gic表示设备使用的中断控制器是 GIC（通用中断控制器）。这允许操作系统正确地配置设备中断。
interrupts：
interrupts = <GIC_SPI 71 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;该字段指定设备的中断信息。
GIC_SPI表示一个共享外部中断，71是该设备的中断号，IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH表示该中断是一个高电平触发的中断。
timeout-sec：
timeout-sec = <10>;该字段指定看门狗定时器的超时时间（单位：秒）。在这个例子中，
10表示定时器的超时时间为 10 秒。如果系统在此时间内没有响应（例如没有重置看门狗定时器），则看门狗将触发系统重启。
clk-rate-div：
clk-rate-div = <2>;这个字段表示时钟频率的分频系数。在某些硬件平台中，定时器时钟是基于一个更高频率的时钟信号，分频系数决定了时钟信号的实际频率。这里的
2表示时钟频率将被除以 2。
resets：
resets = <&socrst SOC_WDT_APB_RESET>;该字段指定与设备相关的复位控制信号。在此例中，
&socrst是复位控制器的节点引用，SOC_WDT_APB_RESET是该设备的复位信号。这用于控制设备的复位操作。
备注： x5.dtsi 中的节点主要声明 SoC 共有特性，和具体电路板无关，一般情况下不用修改。
芯片的 Watchdog 控制器默认使能，如果需要再特定硬件上关闭 Watchdog 设备，请添加以下节点到对应的 dts 文件内：
&watchdog {
status = "disabled";
};
Watchdog 内核配置
Watchdog 设备默认被使能，但是通过 HORIZON_WATCHDOG_ENABLE 来控制内核部分上电是否自动启动 Watchdog的计时器。
默认在 debug 版本中，Watchdog 设备会被注册，但是计时器不使能，可以在用户空间通过内核标准的 Watchdog 字符设备进行调试和验证:
/* arch/arm64/configs/hobot_x5_soc_defconfig */
CONFIG_WATCHDOG=y
CONFIG_DW_WATCHDOG=y
默认在 perf 版本中，Watchdog 设备会被注册，并且计时器将被使能:
/* arch/arm64/configs/hobot_x5_soc_perf_defconfig */
...
CONFIG_WATCHDOG=y
CONFIG_DW_WATCHDOG=y
CONFIG_HORIZON_WATCHDOG_ENABLE=y
...
CONFIG_HORIZON_WATCHDOG_ENABLE 配置会影响代码中 Watchdog 定时器是否启动，相关代码在 kernel/drivers/watchdog/dw_wdt.c 中：
static int dw_wdt_drv_probe(struct platform_device *pdev)
{
……
#ifdef CONFIG_HORIZON_WATCHDOG_ENABLE
dw_wdt->wdt_disable = 0;
#else
dw_wdt->wdt_disable = 1;
#endif
4.3.14.5. Watchdog 功能使用
Watchdog 寄存器说明
源码中使用宏定义描述了 watchdog 驱动所使用的的寄存器：
#define WDOG_CONTROL_REG_OFFSET 0x00
#define WDOG_CONTROL_REG_WDT_EN_MASK 0x01
#define WDOG_CONTROL_REG_RESP_MODE_MASK 0x02
#define WDOG_TIMEOUT_RANGE_REG_OFFSET 0x04
#define WDOG_TIMEOUT_RANGE_TOPINIT_SHIFT 4
#define WDOG_CURRENT_COUNT_REG_OFFSET 0x08
#define WDOG_COUNTER_RESTART_REG_OFFSET 0x0c
#define WDOG_COUNTER_RESTART_KICK_VALUE 0x76
#define WDOG_INTERRUPT_STATUS_REG_OFFSET 0x10
#define WDOG_INTERRUPT_CLEAR_REG_OFFSET 0x14
#define WDOG_COMP_PARAMS_5_REG_OFFSET 0xe4
#define WDOG_COMP_PARAMS_4_REG_OFFSET 0xe8
#define WDOG_COMP_PARAMS_3_REG_OFFSET 0xec
#define WDOG_COMP_PARAMS_2_REG_OFFSET 0xf0
#define WDOG_COMP_PARAMS_1_REG_OFFSET 0xf4
#define WDOG_COMP_PARAMS_1_USE_FIX_TOP BIT(6)
#define WDOG_COMP_VERSION_REG_OFFSET 0xf8
#define WDOG_COMP_TYPE_REG_OFFSET 0xfc
/* There are sixteen TOPs (timeout periods) that can be set in the watchdog. */
#define DW_WDT_NUM_TOPS 16
#define DW_WDT_FIX_TOP(_idx) (1U << (16 + _idx))
#define DW_WDT_DEFAULT_SECONDS 30
下面是这些宏定义的具体功能：
| 宏定义名称 | 值 | 描述 |
|---|---|---|
WDOG_CONTROL_REG_OFFSET |
0x00 |
控制寄存器的偏移量。 |
WDOG_CONTROL_REG_WDT_EN_MASK |
0x01 |
用于启用 watchdog 的掩码。 |
WDOG_CONTROL_REG_RESP_MODE_MASK |
0x02 |
用于设置 watchdog 响应模式的掩码。 |
WDOG_TIMEOUT_RANGE_REG_OFFSET |
0x04 |
超时范围寄存器的偏移量。 |
WDOG_TIMEOUT_RANGE_TOPINIT_SHIFT |
4 |
超时范围寄存器中 TOP 初始化的位移量。 |
WDOG_CURRENT_COUNT_REG_OFFSET |
0x08 |
当前计数寄存器的偏移量。 |
WDOG_COUNTER_RESTART_REG_OFFSET |
0x0c |
计数器重启寄存器的偏移量。 |
WDOG_COUNTER_RESTART_KICK_VALUE |
0x76 |
重启计数器时写入的值。 |
WDOG_INTERRUPT_STATUS_REG_OFFSET |
0x10 |
中断状态寄存器的偏移量。 |
WDOG_INTERRUPT_CLEAR_REG_OFFSET |
0x14 |
中断清除寄存器的偏移量。 |
WDOG_COMP_PARAMS_5_REG_OFFSET |
0xe4 |
组件参数寄存器5的偏移量。 |
WDOG_COMP_PARAMS_4_REG_OFFSET |
0xe8 |
组件参数寄存器4的偏移量。 |
WDOG_COMP_PARAMS_3_REG_OFFSET |
0xec |
组件参数寄存器3的偏移量。 |
WDOG_COMP_PARAMS_2_REG_OFFSET |
0xf0 |
组件参数寄存器2的偏移量。 |
WDOG_COMP_PARAMS_1_REG_OFFSET |
0xf4 |
组件参数寄存器1的偏移量。 |
WDOG_COMP_PARAMS_1_USE_FIX_TOP |
BIT(6) |
组件参数寄存器1中的位6，指示是否使用固定的 TOP 功能。 |
WDOG_COMP_VERSION_REG_OFFSET |
0xf8 |
组件版本寄存器的偏移量。 |
WDOG_COMP_TYPE_REG_OFFSET |
0xfc |
组件类型寄存器的偏移量。 |
DW_WDT_NUM_TOPS |
16 |
watchdog 支持的超时周期（TOPs）的数量。 |
DW_WDT_FIX_TOP(_idx) |
1U << (16 + _idx) |
用于生成固定 TOP 值的宏。 |
DW_WDT_DEFAULT_SECONDS |
30 |
watchdog 的默认超时时间（秒）。 |
Watchdog 驱动关键结构体说明
1） dw_wdt_rmod
enum dw_wdt_rmod {
DW_WDT_RMOD_RESET = 1,
DW_WDT_RMOD_IRQ = 2
};
这个 dw_wdt_rmod 枚举类型，用于表示 Watchdog 设备（dw_wdt）的不同响应模式，它的成员说明如下：
DW_WDT_RMOD_RESET：值为1，表示当 watchdog 超时时，设备将触发系统重置（reset）。DW_WDT_RMOD_IRQ：值为2，表示当 watchdog 超时时，设备将生成一个中断（IRQ）而不是重置系统。
使用场景：
系统重置：在某些情况下，如果系统出现严重错误或无法恢复的状态，可以通过设置
DW_WDT_RMOD_RESET模式使 watchdog 在超时时重置系统，以尝试恢复系统的正常运行。中断生成：在其他情况下，如果需要对超时事件进行更细粒度的控制或处理，可以通过设置
DW_WDT_RMOD_IRQ模式使 watchdog 在超时时生成一个中断，然后由系统软件处理这个中断，执行相应的错误处理或日志记录操作。
2） dw_wdt_timeout
struct dw_wdt_timeout {
u32 top_val;
unsigned int sec;
unsigned int msec;
};
dw_wdt_timeout 结构体，用于表示 Watchdog 设备（dw_wdt）的超时周期参数，其成员说明如下：
top_val：这是一个无符号32位整数，用于存储与超时周期相关的一个值，这个值通常与硬件寄存器中的设置有关。在 Watchdog 设备中，top_val 代表特定的超时周期值（TOPs），这些值用于配置 watchdog 的超时行为。sec：这是一个无符号整数，表示超时周期的秒数部分。msec：这也是一个无符号整数，表示超时周期的毫秒数部分。
3）dw_wdt
struct dw_wdt {
void __iomem *regs;
struct clk *clk;
struct clk *pclk;
unsigned long rate;
enum dw_wdt_rmod rmod;
struct dw_wdt_timeout timeouts[DW_WDT_NUM_TOPS];
struct watchdog_device wdd;
struct reset_control *rst;
/* Save/restore */
u32 control;
u32 timeout;
#if IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_HOBOT_X5)
u32 clk_rate_div;
u32 wdt_disable;
#endif
#ifdef CONFIG_DEBUG_FS
struct dentry *dbgfs_dir;
#endif
};
dw_wdt 结构体用例描述 Watchdog 设备，其成员说明如下：
regs：指向设备寄存器的指针，用于直接访问硬件寄存器。clk和pclk：分别表示 watchdog 定时器和 APB 总线的时钟，用于获取时钟频率并控制时钟的启用和禁用。rate：表示 watchdog 定时器的时钟频率。rmod：表示 watchdog 的响应模式，可以是重置（DW_WDT_RMOD_RESET）或中断（DW_WDT_RMOD_IRQ）。timeouts：一个数组，存储了不同超时周期的值，允许 watchdog 有多个超时选项。wdd：一个结构体，用于与 Linux 内核的 watchdog 框架进行交互。rst：一个指针，指向 reset control 结构体，用于执行 watchdog 相关的复位操作。control和timeout：用于保存 watchdog 控制寄存器和超时周期的当前值，以便在需要时恢复。clk_rate_div和wdt_disable：特定于 HOBOT_X5 架构的成员，用于时钟频率分频和禁用 watchdog。dbgfs_dir：当配置了 CONFIG_DEBUG_FS 时，用于创建 debugfs 文件系统的目录项，便于调试。
这个结构体是 watchdog 驱动程序的核心数据结构，它包含了所有必要的信息来管理硬件 watchdog。驱动程序的初始化、配置、操作和清理函数都会使用这个结构体。
Watchdog 驱动接口函数
下面是源码中 watchdog 驱动相关的接口函数说明：
dw_wdt_is_enabled(struct dw_wdt *dw_wdt)：参数：
dw_wdt- 指向dw_wdt结构体的指针，代表watchdog设备的实例。功能：检查watchdog设备是否已经启用。
dw_wdt_update_mode(struct dw_wdt *dw_wdt, enum dw_wdt_rmod rmod)：参数：
dw_wdt- 指向dw_wdt结构体的指针。rmod- 新的响应模式，可以是DW_WDT_RMOD_RESET或DW_WDT_RMOD_IRQ。
功能：更新watchdog设备的响应模式。
dw_wdt_find_best_top(struct dw_wdt *dw_wdt, unsigned int timeout, u32 *top_val)：参数：
dw_wdt- 指向dw_wdt结构体的指针。timeout- 请求的超时时间（秒）。top_val- 指向存储最佳TOP值的变量的指针。
功能：寻找最适合的超时周期（TOP）值。
dw_wdt_get_min_timeout(struct dw_wdt *dw_wdt)：参数：
dw_wdt- 指向dw_wdt结构体的指针。功能：获取watchdog设备的最小超时时间。
dw_wdt_get_max_timeout_ms(struct dw_wdt *dw_wdt)：参数：
dw_wdt- 指向dw_wdt结构体的指针。功能：获取watchdog设备的最大超时时间（毫秒）。
dw_wdt_get_timeout(struct dw_wdt *dw_wdt)：参数：
dw_wdt- 指向dw_wdt结构体的指针。功能：获取当前watchdog设备的超时时间。
dw_wdt_ping(struct watchdog_device *wdd)：参数：
wdd- 指向watchdog_device结构体的指针。功能：刷新watchdog设备的计时器。
dw_wdt_set_timeout(struct watchdog_device *wdd, unsigned int top_s)：参数：
wdd- 指向watchdog_device结构体的指针。top_s- 请求的超时时间（秒）。
功能：设置watchdog设备的超时时间。
dw_wdt_set_pretimeout(struct watchdog_device *wdd, unsigned int req)：参数：
wdd- 指向watchdog_device结构体的指针。req- 请求的预超时时间。
功能：设置预超时功能。
dw_wdt_arm_system_reset(struct dw_wdt *dw_wdt)：参数：
dw_wdt- 指向dw_wdt结构体的指针。功能：配置并启用watchdog设备，使其在超时后触发系统重置。
dw_wdt_start(struct watchdog_device *wdd)：参数：
wdd- 指向watchdog_device结构体的指针。功能：启动watchdog设备。
dw_wdt_stop(struct watchdog_device *wdd)：参数：
wdd- 指向watchdog_device结构体的指针。功能：停止watchdog设备。
dw_wdt_restart(struct watchdog_device *wdd, unsigned long action, void *data)：参数：
wdd- 指向watchdog_device结构体的指针。action- 重启动作。data- 重启数据。
功能：重启watchdog设备。
dw_wdt_get_timeleft(struct watchdog_device *wdd)：参数：
wdd- 指向watchdog_device结构体的指针。功能：获取watchdog设备剩余的时间。
dw_wdt_irq(int irq, void *devid)：参数：
irq- 中断号。devid- 设备实例指针。
功能：watchdog设备的中断处理函数。
dw_wdt_suspend(struct device *dev)：参数：
dev- 指向device结构体的指针。功能：挂起watchdog设备。
dw_wdt_resume(struct device *dev)：参数：
dev- 指向device结构体的指针。功能：恢复watchdog设备。
dw_wdt_handle_tops(struct dw_wdt *dw_wdt, const u32 *tops)：参数：
dw_wdt- 指向dw_wdt结构体的指针。tops- 指向TOPs数组的指针。
功能：处理和排序超时周期（TOPs）数组。
dw_wdt_init_timeouts(struct dw_wdt *dw_wdt, struct device *dev)：参数：
dw_wdt- 指向dw_wdt结构体的指针。dev- 指向device结构体的指针。
功能：初始化watchdog设备的超时周期。
dw_wdt_dbgfs_init(struct dw_wdt *dw_wdt)：参数：
dw_wdt- 指向dw_wdt结构体的指针。功能：初始化debugfs接口。
dw_wdt_dbgfs_clear(struct dw_wdt *dw_wdt)：参数：
dw_wdt- 指向dw_wdt结构体的指针。功能：清除debugfs接口。
dw_wdt_drv_probe(struct platform_device *pdev)：参数：
pdev- 指向platform_device结构体的指针。功能：初始化平台设备驱动。
dw_wdt_drv_remove(struct platform_device *pdev)：参数：
pdev- 指向platform_device结构体的指针。功能：卸载平台设备驱动。
Watchdog 测试
注意，在进行 watchdog 测试之前，需要将看门狗计时器功能开启，即 CONFIG_HORIZON_WATCHDOG_ENABLE 需要使能，然后重新编译内核镜像，烧录新的内核镜像后才能进行测试。
# 重新配置 kernel config 文件，使能 CONFIG_HORIZON_WATCHDOG_ENABLE
./bd.sh boot menuconfig
# 重新编译内核镜像
./bd.sh boot
watchdog debugfs
在 watchdog 函数接口中可以看到几个和 debugfs 相关的函数，这些函数原型如下：
static const struct debugfs_reg32 dw_wdt_dbgfs_regs[] = {
DW_WDT_DBGFS_REG("cr", WDOG_CONTROL_REG_OFFSET),
DW_WDT_DBGFS_REG("torr", WDOG_TIMEOUT_RANGE_REG_OFFSET),
DW_WDT_DBGFS_REG("ccvr", WDOG_CURRENT_COUNT_REG_OFFSET),
DW_WDT_DBGFS_REG("crr", WDOG_COUNTER_RESTART_REG_OFFSET),
DW_WDT_DBGFS_REG("stat", WDOG_INTERRUPT_STATUS_REG_OFFSET),
DW_WDT_DBGFS_REG("param5", WDOG_COMP_PARAMS_5_REG_OFFSET),
DW_WDT_DBGFS_REG("param4", WDOG_COMP_PARAMS_4_REG_OFFSET),
DW_WDT_DBGFS_REG("param3", WDOG_COMP_PARAMS_3_REG_OFFSET),
DW_WDT_DBGFS_REG("param2", WDOG_COMP_PARAMS_2_REG_OFFSET),
DW_WDT_DBGFS_REG("param1", WDOG_COMP_PARAMS_1_REG_OFFSET),
DW_WDT_DBGFS_REG("version", WDOG_COMP_VERSION_REG_OFFSET),
DW_WDT_DBGFS_REG("type", WDOG_COMP_TYPE_REG_OFFSET)
};
static void dw_wdt_dbgfs_init(struct dw_wdt *dw_wdt)
{
struct device *dev = dw_wdt->wdd.parent;
struct debugfs_regset32 *regset;
regset = devm_kzalloc(dev, sizeof(*regset), GFP_KERNEL);
if (!regset)
return;
regset->regs = dw_wdt_dbgfs_regs;
regset->nregs = ARRAY_SIZE(dw_wdt_dbgfs_regs);
regset->base = dw_wdt->regs;
dw_wdt->dbgfs_dir = debugfs_create_dir(dev_name(dev), NULL);
debugfs_create_regset32("registers", 0444, dw_wdt->dbgfs_dir, regset);
}
static void dw_wdt_dbgfs_clear(struct dw_wdt *dw_wdt)
{
debugfs_remove_recursive(dw_wdt->dbgfs_dir);
}
这组函数的功能就是在 linux 系统的 debugfs 中创建一个名为 registers 的只读节点（0444 权限），这样就可以通过 debugfs 接口方便地查看设备的寄存器（dw_wdt_dbgfs_regs 数组中包括的寄存器）状态，帮助调试和分析设备的工作情况。
调试日志如下：
root@buildroot:/sys/kernel/debug/34250000.watchdog# cat registers
cr = 0x00000019
torr = 0x0000000e
ccvr = 0x29a5f5d9
crr = 0x00000000
stat = 0x00000000
param5 = 0x00000000
param4 = 0x00000000
param3 = 0x00000000
param2 = 0x0000ffff
param1 = 0x10001a50
version = 0x3131332a
type = 0x44570120
watchdog 测例
下面提供一个简单的 watchdog 测例：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h> // UNIX Standard Function Definitions
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h> // file control definition
#include <termios.h> // PPSIX terminal control definition
#include <errno.h> // Error number definition
#include <pthread.h>
#include <linux/watchdog.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>
int watchdogfd;
int feeddog = 1;
void* feeddogthread()
{
int feeddogvalue;
int returnval;
feeddogvalue = 65535;
while (feeddog) {
printf("feed dog\n");
returnval = write(watchdogfd, &feeddogvalue, sizeof(int));
sleep(5); // Every 5s seconds, the value of the watchdog counter register will be reloaded
}
}
void watchdog_demo_help() {
printf("Usage: watchdog_program [option]\n");
printf("Options:\n");
printf(" h Show this help message\n");
printf(" g Get the currently set watchdog timeout period\n");
printf(" e Exit the watchdog test program\n");
printf(" t Get the remaining time before the watchdog triggers timeout\n");
printf(" r Restart the watchdog\n");
// Add more options here if necessary
}
int main()
{
pthread_t watchdogThd;
//int watchdogfd;
int returnval;
char readline[32], *p;
// open watchdog device
if ((watchdogfd = open("/dev/watchdog", O_RDWR|O_NONBLOCK)) < 0) {
printf("cannot open the watchdog device\n");
exit(0);
}
int timeout = 10; // Warning! The value will be parsed as a hexadecimal number in ioctl.
int timeleft;
ioctl(watchdogfd, WDIOC_SETTIMEOUT, &timeout);
printf("The watchdog timeout was set to %d seconds\n", timeout);
// Creating a dog feeding thread
returnval = pthread_create(&watchdogThd, NULL, feeddogthread, NULL);
if (returnval < 0)
printf("cannot create feeddog thread\n");
while (1) {
printf("Command (e quit): ");
memset(readline, '\0', sizeof(readline));
fgets(readline, sizeof(readline), stdin);
/* Remove the first null character of a string */
p = readline;
while(*p == ' ' || *p == '\t')
p++;
switch(*p) {
case 'h':
watchdog_demo_help(); // Call help function to display options
break;
case 'g':
ioctl(watchdogfd, WDIOC_GETTIMEOUT, &timeout);
printf("The timeout was is %d seconds\n", timeout);
break;
case 'e':
printf("Close watchdog an exit safety!\n");
//write(watchdogfd, "V", 1);
int disable_dog = WDIOS_DISABLECARD;
ioctl(watchdogfd, WDIOC_SETOPTIONS, &disable_dog);
close(watchdogfd);
return 0;
case 's':
printf("stop feed dog\n");
feeddog = 0;
break;
case 't':
ioctl(watchdogfd, WDIOC_GETTIMELEFT, &timeleft);
printf("The timeout was is %d seconds\n", timeleft);
break;
case 'r':
printf("we don't close watchdog. The machine will reboot in a few seconds!\n");
printf("wait......\n");
break;
default:
printf("get error char: %c,it's an invalid option. Type 'h' for help.\n", *p);
}
}
return 0;
}
这段代码的功能是通过操作看门狗设备 /dev/watchdog 来实现看门狗的管理和交互，并实现通过命令行控制看门狗超时、重启、喂狗等操作。具体功能如下：
打开看门狗设备：
通过
open("/dev/watchdog", O_RDWR | O_NONBLOCK)打开/dev/watchdog设备，允许读写操作，并以非阻塞模式打开。
设置看门狗超时时间：
使用
ioctl(watchdogfd, WDIOC_SETTIMEOUT, &timeout)设置看门狗的超时时间。默认设置为10秒。超时后，如果没有喂狗，系统会触发重启。
喂狗线程：
创建一个名为
feeddogthread的线程，这个线程每 5 秒钟向看门狗设备写入一个值（65535），用于”喂狗”，防止看门狗超时触发系统重启。
用户交互命令：
主线程通过一个简单的命令行界面等待用户输入。用户可以输入以下命令来控制看门狗：
h：显示帮助信息，列出可用的命令。g：获取当前设置的看门狗超时时间。e：退出程序，并安全关闭看门狗设备。s：停止喂狗（通过设置feeddog为 0，停止线程的循环）。t：获取当前剩余的看门狗超时时间。r：提示系统将重启，但实际上并没有关闭看门狗，只是输出提示信息。
线程管理：
pthread_create创建了一个独立的线程用于喂狗操作。主线程则持续等待并处理用户输入。
关闭看门狗：
当用户选择退出 (
e)，程序通过ioctl(watchdogfd, WDIOC_SETOPTIONS, &disable_dog)禁用看门狗，并关闭设备文件。
测例编译： 注意，需要使用 sdk 的编译工具链编译。
/opt/arm-gnu-toolchain-11.3.rel1-x86_64-aarch64-none-linux-gnu/bin/aarch64-none-linux-gnu-gcc watchdog_demo.c -o watchdog_demo
将生成的 watchdog_demo 传到单板上。
测例日志：
root@buildroot:/userdata# chmod +x watchdog_demo
root@buildroot:/userdata# ./watchdog_demo
The watchdog timeout was set to 10 seconds
Command (e quit): g
The timeout was is 10 seconds
Command (e quit): t
The timeout was is 7 seconds
Command (e quit): t
The timeout was is 6 seconds
Command (e quit): t
The timeout was is 5 seconds
Command (e quit): feed dog # 喂狗
t
The timeout was is 8 seconds # 看门狗时间重置了，再次从 10 开始倒计时
Command (e quit): t
The timeout was is 7 seconds
模拟看门狗触发复位日志：
# 停止喂狗，倒计时10秒没有喂狗会导致系统复位
Command (e quit): s
stop feed dog
# 等待重启后，查看复位日志
root@buildroot:~# cd /userdata/log/
root@buildroot:/userdata/log# cat reset_reason.txt
……
# 最后一行就是上一次系统重启的原因
1970-01-01-00-00-03: WATCHDOG normal LNX6.1.83_PL5.1_V1.0.14_20241212-1614 0068
可以在 reset_reason.txt 中看到 WATCHDOG 的记录，这就说明测例模拟看门狗触发复位成功。
4.3.14.6. 常见问题
在使用 Watchdog 过程中，可能会遇到一些问题，以下是几个常见的情况和问题解决建议：
Watchdog 未能触发复位
问题描述：系统没有在 Watchdog 超时后进行复位，可能会导致系统依然停留在死锁或异常状态。
可能原因：
Watchdog 驱动未正确加载或配置：驱动可能未启动或配置不当。
硬件故障：Watchdog 的硬件可能存在问题，导致它无法触发复位。
内核配置问题：内核未启用相关的 Watchdog 驱动或模块。
解决方法：
检查 Watchdog 驱动是否已正确加载，查看
dmesg日志确认是否有启动错误。确认硬件连接正常，特别是与 Watchdog 相关的电路和芯片。
确认内核配置文件（
/boot/config-$(uname -r)）中是否启用了 Watchdog 驱动模块。
Watchdog 无法定期喂狗
问题描述：系统未能按预期定期喂狗，导致 Watchdog 触发复位。
可能原因：
定时任务或应用程序未能及时喂狗：应用程序或内核模块没有按时喂狗，可能是由于性能瓶颈、延迟或死锁。
Watchdog 计时器配置不当：配置的超时时间过短，系统可能无法及时完成喂狗操作。
解决方法：
确保系统中定时喂狗的任务（如 crontab 或内核定时器）正常运行，避免任务阻塞或长时间占用 CPU。
增加 Watchdog 的超时时间，避免它触发复位。
使用工具（如
watchdog命令行工具）手动检查 Watchdog 状态。
Watchdog 导致系统频繁重启
问题描述：系统被 Watchdog 多次重启，可能是由于 Watchdog 提前触发了复位。
可能原因：
Watchdog 超时时间过短：超时时间过短，系统还未完成正常工作就会触发复位。
系统资源消耗过大：系统负载过高，导致无法及时喂狗或完成其他重要任务。
解决方法：
调整 Watchdog 的超时时间，使其适应系统的响应时间。
优化系统性能，减少过载情况，尤其是 CPU 或内存使用过高的情况。
使用工具监控系统性能，查找资源消耗瓶颈。
Watchdog 监控的硬件或设备失效
问题描述：Watchdog 硬件本身出现故障，导致无法正确监控系统。
可能原因：
硬件损坏：Watchdog 芯片或其相关电路损坏。
驱动不兼容：使用的 Watchdog 驱动与硬件不兼容。
解决方法：
检查硬件连接和电源，确保 Watchdog 芯片和相关电路正常工作。
更新或替换驱动程序，确保其与硬件兼容。
使用其他工具（如硬件诊断工具）测试 Watchdog 硬件是否正常。
Watchdog 被错误地禁用或关闭
问题描述：Watchdog 驱动被误禁用，导致无法发挥作用。
可能原因：
用户或程序手动禁用 Watchdog：可能是某些程序或配置禁用了 Watchdog 驱动。
内核模块未加载：Watchdog 驱动未被加载到内核中。
解决方法：
检查
/etc/watchdog.conf文件或其他配置文件，确保没有禁用 Watchdog。确认 Watchdog 驱动已在内核中加载并正常运行。
检查
dmesg日志，查看是否有与 Watchdog 相关的禁用或错误信息。
Watchdog 复位时未能正常重启系统
问题描述：Watchdog 触发复位后，系统未能如预期般重启，可能停在某个状态。
可能原因：
内核问题：系统可能未能正确处理复位请求，导致无法完成复位。
硬件问题：复位信号可能未被硬件正确接收或处理。
解决方法：
检查内核日志，确认复位过程是否成功。
确认 Watchdog 复位信号与硬件是否正确连接，确保系统可以正常重启。
确保内核支持硬件复位功能。
Watchdog 与系统其他监控工具冲突
问题描述：系统上使用了多个监控工具，如
systemd的守护进程、monit等，它们可能与 Watchdog 冲突。可能原因：
多重监控：多个监控工具可能会尝试独立地重启系统或管理 Watchdog，从而造成冲突。
解决方法：
确保只使用一个监控工具来管理 Watchdog，避免冲突。
配置合适的优先级，确保系统监控的一致性。