• RM-Linux驱动--Watch Dog Timer(看门狗)驱动分析


    from:http://blog.csdn.net/geekcome/article/details/6595265

    硬件平台:FL2440

    内核版本:2.6.28

    主机平台:Ubuntu 11,04

    内核版本:2.6.39

    原创作品,转载请标明出处http://blog.csdn.net/yming0221/article/details/6595265

    1、看门狗驱动的原理

    下图是看门狗驱动的原理图

    可以看出,PCLK是系统时钟,经过8位的预分频,然后再被分频(16、32、64、128)然后产生计数脉冲,进行计数,当计数器WTCNT加到0或减到0,然后产生中断,或引起系统复位。所以要隔一段时间,重置WTCNT的值,防止WTCNT减到0,称之“喂狗”。

    2、驱动分析

    下面是自己的驱动分析,如有理解错误,请指正

    注,为了尽量是驱动容易理解,这个驱动暂时将有关电源管理的功能删除了,等理解透彻再完善

    [cpp] view plaincopy
     
    1. #include <linux/module.h>  
    2. #include <linux/moduleparam.h>  
    3. #include <linux/types.h>  
    4. #include <linux/timer.h>  
    5. #include <linux/miscdevice.h>  
    6. #include <linux/watchdog.h>  
    7. #include <linux/fs.h>  
    8. #include <linux/init.h>  
    9. #include <linux/platform_device.h>  
    10. #include <linux/interrupt.h>  
    11. #include <linux/clk.h>  
    12. #include <linux/uaccess.h>  
    13. #include <linux/io.h>  
    14.   
    15. #include <mach/regs-gpio.h>  
    16.   
    17. #include <mach/map.h>  
    18.   
    19. #undef S3C_VA_WATCHDOG  
    20. #define S3C_VA_WATCHDOG (0)  
    21.   
    22. #include <asm/plat-s3c/regs-watchdog.h>  
    23.   
    24. #define PFX "s3c2410-wdt: "  
    25.   
    26. #define CONFIG_S3C2410_WATCHDOG_ATBOOT      (0)  
    27. #define CONFIG_S3C2410_WATCHDOG_DEFAULT_TIME    (15)  
    28.   
    29. static int nowayout = WATCHDOG_NOWAYOUT;  
    30. static int tmr_margin   = CONFIG_S3C2410_WATCHDOG_DEFAULT_TIME;  
    31. static int tmr_atboot   = CONFIG_S3C2410_WATCHDOG_ATBOOT;  
    32. static int soft_noboot = 1; //设置默认为执行中断  
    33. static int debug;  
    34. static int count;//用于计数,控制LED灯的亮灭  
    35.   
    36. module_param(tmr_margin,  int, 0);  
    37. module_param(tmr_atboot,  int, 0);  
    38. module_param(nowayout,    int, 0);  
    39. module_param(soft_noboot, int, 0);  
    40. module_param(debug,   int, 0);  
    41.   
    42. MODULE_PARM_DESC(tmr_margin, "Watchdog tmr_margin in seconds. default="  
    43.         __MODULE_STRING(CONFIG_S3C2410_WATCHDOG_DEFAULT_TIME) ")");  
    44. MODULE_PARM_DESC(tmr_atboot,  
    45.         "Watchdog is started at boot time if set to 1, default="  
    46.             __MODULE_STRING(CONFIG_S3C2410_WATCHDOG_ATBOOT));  
    47. MODULE_PARM_DESC(nowayout, "Watchdog cannot be stopped once started (default="  
    48.             __MODULE_STRING(WATCHDOG_NOWAYOUT) ")");  
    49. MODULE_PARM_DESC(soft_noboot, "Watchdog action, set to 1 to ignore reboots, 0 to   
    50.                                             reboot (default depends on ONLY_TESTING)");  
    51. MODULE_PARM_DESC(debug, "Watchdog debug, set to >1 for debug, (default 0)");  
    52.   
    53.   
    54. typedef enum close_state   
    55. {  
    56.     CLOSE_STATE_NOT,  
    57.     CLOSE_STATE_ALLOW = 0x4021  
    58. } close_state_t;  
    59.   
    60. static unsigned long open_lock;  
    61. static struct device    *wdt_dev;   /* platform device attached to */  
    62. static struct resource  *wdt_mem;//用来保存IO端口占用的内存资源  
    63. static struct resource  *wdt_irq;//保存wdt中断号  
    64. static struct clk   *wdt_clock;//保存从平台获取的watchdog时钟  
    65. static void __iomem *wdt_base;//经过ioremap后的内存基地址  
    66. static unsigned int  wdt_count;//保存向WTCNT写的计数值  
    67. static close_state_t     allow_close;  
    68. static DEFINE_SPINLOCK(wdt_lock);//定义一个自旋锁,用于资源的互斥访问  
    69.   
    70. /* watchdog control routines */  
    71.   
    72. #define DBG(msg...) do {   
    73.     if (debug)   
    74.         printk(KERN_INFO msg);   
    75.     } while (0)  
    76.   
    77. /* functions */  
    78.   
    79. //喂狗函数,实际上是将wdt_count写入WTCNT寄存器  
    80. static void s3c2410wdt_keepalive(void)  
    81. {  
    82.     spin_lock(&wdt_lock);//给资源上锁  
    83.     writel(wdt_count, wdt_base + S3C2410_WTCNT);//写WTCNT寄存器  
    84.     spin_unlock(&wdt_lock);//解锁资源,下同  
    85. }  
    86.   
    87. static void __s3c2410wdt_stop(void)  
    88. {  
    89.     unsigned long wtcon;  
    90.   
    91.     wtcon = readl(wdt_base + S3C2410_WTCON);  
    92.     wtcon &= ~(S3C2410_WTCON_ENABLE | S3C2410_WTCON_RSTEN);  
    93.     writel(wtcon, wdt_base + S3C2410_WTCON);//设备看门狗使能无效、复位功能无效  
    94. }  
    95. //停止watchdog计时  
    96. static void s3c2410wdt_stop(void)  
    97. {  
    98.     spin_lock(&wdt_lock);  
    99.     __s3c2410wdt_stop();  
    100.     spin_unlock(&wdt_lock);  
    101. }  
    102.   
    103. //启动watchdog计时  
    104. static void s3c2410wdt_start(void)  
    105. {  
    106.     unsigned long wtcon;  
    107.   
    108.     spin_lock(&wdt_lock);  
    109.   
    110.     __s3c2410wdt_stop();  
    111.   
    112.     wtcon = readl(wdt_base + S3C2410_WTCON);  
    113.     wtcon |= S3C2410_WTCON_ENABLE | S3C2410_WTCON_DIV128;//看门狗定时器使能、时钟除数因子128  
    114.   
    115.     if (soft_noboot) //使用参数soft_noboot来选择看门狗到时是重启还是执行中断函数  
    116.     {  
    117.         wtcon |= S3C2410_WTCON_INTEN;//中断使能  
    118.         wtcon &= ~S3C2410_WTCON_RSTEN;//复位功能无效  
    119.     }   
    120.     else   
    121.     {  
    122.         wtcon &= ~S3C2410_WTCON_INTEN;//中断不使能  
    123.         wtcon |= S3C2410_WTCON_RSTEN;//复位功能有效  
    124.     }  
    125.   
    126.     writel(wdt_count, wdt_base + S3C2410_WTDAT);//将wdt_count写入WTDAT  
    127.     writel(wdt_count, wdt_base + S3C2410_WTCNT);//将wdt_count写入WTCNT  
    128.     writel(wtcon, wdt_base + S3C2410_WTCON);//设置WTCON  
    129.     spin_unlock(&wdt_lock);  
    130. }  
    131.   
    132. //设置WatchDog周期timeout  
    133. static int s3c2410wdt_set_heartbeat(int timeout)  
    134. {  
    135.     unsigned int freq = clk_get_rate(wdt_clock);  
    136.     unsigned int count;  
    137.     unsigned int divisor = 1;  
    138.     unsigned long wtcon;  
    139.   
    140.     if (timeout < 1)  
    141.         return -EINVAL;  
    142.   
    143.     freq /= 128;  
    144.     count = timeout * freq;  
    145.   
    146.     /* if the count is bigger than the watchdog register, 
    147.        then work out what we need to do (and if) we can 
    148.        actually make this value 
    149.     */  
    150. //如果计时的时间过大,则适当加大预分频值  
    151.     if (count >= 0x10000)   
    152.     {  
    153.         for (divisor = 1; divisor <= 0x100; divisor++)   
    154.         {  
    155.             if ((count / divisor) < 0x10000)  
    156.                 break;  
    157.         }  
    158. //若预分频最大仍不能满足计时周期,则报错  
    159.         if ((count / divisor) >= 0x10000)   
    160.         {  
    161.             dev_err(wdt_dev, "timeout %d too big ", timeout);  
    162.             return -EINVAL;  
    163.         }  
    164.     }  
    165.   
    166.     tmr_margin = timeout;  
    167.   
    168.     count /= divisor;  
    169.     wdt_count = count;  
    170.   
    171.     /* update the pre-scaler */  
    172.     wtcon = readl(wdt_base + S3C2410_WTCON);  
    173.     wtcon &= ~S3C2410_WTCON_PRESCALE_MASK;  
    174.     wtcon |= S3C2410_WTCON_PRESCALE(divisor-1);  
    175.   
    176.     writel(count, wdt_base + S3C2410_WTDAT);//是指WTDAT寄存器  
    177.     writel(wtcon, wdt_base + S3C2410_WTCON);//设置预分频值  
    178.   
    179.     return 0;  
    180. }  
    181.   
    182. /* 
    183.  *  /dev/watchdog handling 
    184.  */  
    185.   
    186. static int s3c2410wdt_open(struct inode *inode, struct file *file)  
    187. {  
    188.     if (test_and_set_bit(0, &open_lock))//测试并设置open_lock第0位为1  
    189.         return -EBUSY;  
    190.     if (nowayout)  
    191.         __module_get(THIS_MODULE);  
    192.           
    193.     allow_close = CLOSE_STATE_NOT;  
    194.   
    195.     /* start the timer */  
    196.     s3c2410wdt_start();//启动watchdog  
    197.     return nonseekable_open(inode, file);  
    198. }  
    199.   
    200. static int s3c2410wdt_release(struct inode *inode, struct file *file)  
    201. {  
    202.     /* 
    203.      *  Shut off the timer. 
    204.      *  Lock it in if it's a module and we set nowayout 
    205.      */  
    206.   
    207.     if (allow_close == CLOSE_STATE_ALLOW)  
    208.         s3c2410wdt_stop();  
    209.     else   
    210.     {  
    211.         dev_err(wdt_dev, "Unexpected close, not stopping watchdog ");  
    212.         s3c2410wdt_keepalive();  
    213.     }  
    214.     allow_close = CLOSE_STATE_NOT;  
    215.     clear_bit(0, &open_lock);//清楚open_lock第0位  
    216.     return 0;  
    217. }  
    218.   
    219. static ssize_t s3c2410wdt_write(struct file *file, const char __user *data,  
    220.                 size_t len, loff_t *ppos)  
    221. {  
    222.     /* 
    223.      *  Refresh the timer. 
    224.      */  
    225.     if (len)   
    226.     {  
    227.         if (!nowayout)   
    228.         {  
    229.             size_t i;  
    230.             /* In case it was set long ago */  
    231.             allow_close = CLOSE_STATE_NOT;  
    232.   
    233.             for (i = 0; i != len; i++)   
    234.             {  
    235.                 char c;  
    236.                 if (get_user(c, data + i))//从用户空间copy数据  
    237.                     return -EFAULT;  
    238.                 if (c == 'V')//当输入V时,关闭watchdog  
    239.                     allow_close = CLOSE_STATE_ALLOW;  
    240.             }  
    241.         }  
    242.         //注意:这里要手动喂狗一次?!  
    243.         s3c2410wdt_keepalive();//由于将allow_close设置成CLOSE_STATE_ALLOW后,当release时无法再次喂狗  
    244.     }  
    245.     return len;  
    246. }  
    247.   
    248. #define OPTIONS WDIOF_SETTIMEOUT | WDIOF_KEEPALIVEPING | WDIOF_MAGICCLOSE  
    249.   
    250. static const struct watchdog_info s3c2410_wdt_ident =   
    251. {  
    252.     .options          =     OPTIONS,  
    253.     .firmware_version = 0,  
    254.     .identity         = "S3C2410 Watchdog",  
    255. };  
    256.   
    257. //IO控制接口函数  
    258. static long s3c2410wdt_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,  
    259.                             unsigned long arg)  
    260. {  
    261.     void __user *argp = (void __user *)arg;  
    262.     int __user *p = argp;  
    263.     int new_margin;  
    264.   
    265.     switch (cmd) {  
    266.     case WDIOC_GETSUPPORT:  
    267.         return copy_to_user(argp, &s3c2410_wdt_ident,  
    268.             sizeof(s3c2410_wdt_ident)) ? -EFAULT : 0;  
    269.     case WDIOC_GETSTATUS:  
    270.     case WDIOC_GETBOOTSTATUS:  
    271.         return put_user(0, p);  
    272.     case WDIOC_KEEPALIVE:  
    273.         s3c2410wdt_keepalive();  
    274.         return 0;  
    275.     case WDIOC_SETTIMEOUT:  
    276.         if (get_user(new_margin, p))  
    277.             return -EFAULT;  
    278.         if (s3c2410wdt_set_heartbeat(new_margin))  
    279.             return -EINVAL;  
    280.         s3c2410wdt_keepalive();  
    281.         return put_user(tmr_margin, p);  
    282.     case WDIOC_GETTIMEOUT:  
    283.         return put_user(tmr_margin, p);  
    284.     default:  
    285.         return -ENOTTY;  
    286.     }  
    287. }  
    288.   
    289. /* kernel interface */  
    290.   
    291. //文件操作结构体  
    292. static const struct file_operations s3c2410wdt_fops =   
    293. {  
    294.     .owner      = THIS_MODULE,  
    295.     .llseek     = no_llseek,//屏蔽seek操作  
    296.     .write      = s3c2410wdt_write,//写方法  
    297.     .unlocked_ioctl = s3c2410wdt_ioctl,//控制方法  
    298.     .open       = s3c2410wdt_open,//代开设备方法  
    299.     .release    = s3c2410wdt_release,//关闭设备方法  
    300. };  
    301.   
    302. static struct miscdevice s3c2410wdt_miscdev =   
    303. {  
    304.     .minor      = WATCHDOG_MINOR,  
    305.     .name       = "watchdog",  
    306.     .fops       = &s3c2410wdt_fops,  
    307. };  
    308.   
    309. /* interrupt handler code */  
    310.   
    311. static irqreturn_t s3c2410wdt_irq(int irqno, void *param)  
    312. {  
    313.     //dev_info(wdt_dev, "watchdog timer expired (irq) ");  
    314.     s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB10,(count++)%2);  
    315.     s3c2410wdt_keepalive();  
    316.     return IRQ_HANDLED;  
    317. }  
    318. /* device interface */  
    319.   
    320. //注册设备时执行  
    321. static int s3c2410wdt_probe(struct platform_device *pdev)  
    322. {  
    323.     struct resource *res;  
    324.     struct device *dev;  
    325.     unsigned int wtcon;  
    326.     int started = 0;  
    327.     int ret;  
    328.     int size;  
    329.   
    330.     dev = &pdev->dev;  
    331.     wdt_dev = &pdev->dev;  
    332.   
    333.     /* get the memory region for the watchdog timer */  
    334. //获取IO端口资源,这里 IORESOURCE_MEM和平台设备中资源的定义一致  
    335.     res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);  
    336.     if (res == NULL) {  
    337.         dev_err(dev, "no memory resource specified ");  
    338.         return -ENOENT;  
    339.     }  
    340.   
    341.     size = (res->end - res->start) + 1;  
    342. //申请内存空间  
    343.     wdt_mem = request_mem_region(res->start, size, pdev->name);  
    344.     if (wdt_mem == NULL) {  
    345.         dev_err(dev, "failed to get memory region ");  
    346.         ret = -ENOENT;  
    347.         goto err_req;  
    348.     }  
    349. //地址映射,wdt_base为基地址  
    350.     wdt_base = ioremap(res->start, size);  
    351.     if (wdt_base == NULL) {  
    352.         dev_err(dev, "failed to ioremap() region ");  
    353.         ret = -EINVAL;  
    354.         goto err_req;  
    355.     }  
    356.   
    357.     DBG("probe: mapped wdt_base=%p ", wdt_base);  
    358. //从平台设备中获取中断号  
    359.     wdt_irq = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, 0);  
    360.     if (wdt_irq == NULL) {  
    361.         dev_err(dev, "no irq resource specified ");  
    362.         ret = -ENOENT;  
    363.         goto err_map;  
    364.     }  
    365. //注册中断,中断处理函数s3c2410wdt_irq()  
    366.     ret = request_irq(wdt_irq->start, s3c2410wdt_irq, 0, pdev->name, pdev);  
    367.     if (ret != 0) {  
    368.         dev_err(dev, "failed to install irq (%d) ", ret);  
    369.         goto err_map;  
    370.     }  
    371. //获取系统时钟  
    372.     wdt_clock = clk_get(&pdev->dev, "watchdog");  
    373.     if (IS_ERR(wdt_clock)) {  
    374.         dev_err(dev, "failed to find watchdog clock source ");  
    375.         ret = PTR_ERR(wdt_clock);  
    376.         goto err_irq;  
    377.     }  
    378. //使能时钟  
    379.     clk_enable(wdt_clock);  
    380.   
    381.     /* see if we can actually set the requested timer margin, and if 
    382.      * not, try the default value */  
    383.   
    384.     if (s3c2410wdt_set_heartbeat(tmr_margin))   
    385.     {//这里第一次设置计时周期为tmr_margin,如果设置不成功,则重新设置为默认值  
    386.         started = s3c2410wdt_set_heartbeat(  
    387.                     CONFIG_S3C2410_WATCHDOG_DEFAULT_TIME);  
    388.   
    389.         if (started == 0)  
    390.             dev_info(dev,  
    391.                "tmr_margin value out of range, default %d used ",  
    392.                    CONFIG_S3C2410_WATCHDOG_DEFAULT_TIME);  
    393.         else  
    394.             dev_info(dev, "default timer value is out of range, cannot start ");  
    395.     }  
    396. //注册设备  
    397.     ret = misc_register(&s3c2410wdt_miscdev);  
    398.     if (ret)   
    399.     {  
    400.         dev_err(dev, "cannot register miscdev on minor=%d (%d) ",  
    401.             WATCHDOG_MINOR, ret);  
    402.         goto err_clk;  
    403.     }  
    404.   
    405.     if (tmr_atboot && started == 0)   
    406.     {  
    407.         dev_info(dev, "starting watchdog timer ");  
    408.         s3c2410wdt_start();//启动看门狗  
    409.     }   
    410.     else if (!tmr_atboot)   
    411.     {  
    412.         /* if we're not enabling the watchdog, then ensure it is 
    413.          * disabled if it has been left running from the bootloader 
    414.          * or other source */  
    415.         s3c2410wdt_stop();  
    416.     }  
    417.   
    418.     /* print out a statement of readiness */  
    419.   
    420.     wtcon = readl(wdt_base + S3C2410_WTCON);  
    421.   
    422.     dev_info(dev, "watchdog %sactive, reset %sabled, irq %sabled ",  
    423.          (wtcon & S3C2410_WTCON_ENABLE) ?  "" : "in",  
    424.          (wtcon & S3C2410_WTCON_RSTEN) ? "" : "dis",  
    425.          (wtcon & S3C2410_WTCON_INTEN) ? "" : "en");  
    426. //设置GPB10端口为输出端口,用于点亮LED10  
    427.     s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPB10,S3C2410_GPB10_OUTP);  
    428.     return 0;  
    429.   
    430. //出错跳转表,异常处理  
    431.   
    432.  err_clk:  
    433.     clk_disable(wdt_clock);  
    434.     clk_put(wdt_clock);  
    435.   
    436.  err_irq:  
    437.     free_irq(wdt_irq->start, pdev);  
    438.   
    439.  err_map:  
    440.     iounmap(wdt_base);  
    441.   
    442.  err_req:  
    443.     release_resource(wdt_mem);  
    444.     kfree(wdt_mem);  
    445.   
    446.     return ret;  
    447. }  
    448.   
    449. //设备移除函数,释放资源和映射  
    450. static int s3c2410wdt_remove(struct platform_device *dev)  
    451. {  
    452.     release_resource(wdt_mem);  
    453.     kfree(wdt_mem);  
    454.     wdt_mem = NULL;  
    455.   
    456.     free_irq(wdt_irq->start, dev);  
    457.     wdt_irq = NULL;  
    458.   
    459.     clk_disable(wdt_clock);  
    460.     clk_put(wdt_clock);  
    461.     wdt_clock = NULL;  
    462.   
    463.     iounmap(wdt_base);  
    464.     misc_deregister(&s3c2410wdt_miscdev);  
    465.     return 0;  
    466. }  
    467.   
    468. //关闭看门狗  
    469. static void s3c2410wdt_shutdown(struct platform_device *dev)  
    470. {  
    471.     s3c2410wdt_stop();  
    472. }  
    473.   
    474. //定义平台设备驱动  
    475. static struct platform_driver s3c2410wdt_driver = {  
    476.     .probe      = s3c2410wdt_probe,  
    477.     .remove     = s3c2410wdt_remove,  
    478.     .shutdown   = s3c2410wdt_shutdown,  
    479.     .driver     = {  
    480.         .owner  = THIS_MODULE,  
    481.         .name   = "s3c2410-wdt",//该名称参照内核源码中该资源的名称,两者必须一致  
    482.     },  
    483. };  
    484.   
    485.   
    486. static char banner[] __initdata =  
    487.     KERN_INFO "S3C2410 Watchdog Timer, (c) 2004 Simtec Electronics ";  
    488.   
    489. //驱动安装时执行  
    490. static int __init watchdog_init(void)  
    491. {  
    492.     printk(banner);  
    493.     return platform_driver_register(&s3c2410wdt_driver);//注册设备  
    494. }  
    495.   
    496. //驱动移除是执行  
    497. static void __exit watchdog_exit(void)  
    498. {  
    499.     platform_driver_unregister(&s3c2410wdt_driver);//移除设备  
    500. }  
    501.   
    502. module_init(watchdog_init);  
    503. module_exit(watchdog_exit);  
    504.   
    505. MODULE_AUTHOR("Yan Ming");  
    506. MODULE_DESCRIPTION("S3C2410 Watchdog Device Driver");  
    507. MODULE_LICENSE("GPL");  
    508. MODULE_ALIAS_MISCDEV(WATCHDOG_MINOR);  


    设置默认不是重启机器,而是执行中断函数,当不喂狗,计数器减到0,点亮LED,然后喂狗,重新计数。

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