WatchDog

概述

看门狗（Watchdog），又叫看门狗计时器（Watchdog timer），是一种硬件的计时设备，在HDF框架中，Watchdog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。

图 1 Watchdog独立服务模式结构图

接口说明

WatchdogMethod定义：

struct WatchdogMethod {
  int32_t (*getStatus)(struct WatchdogCntlr *wdt, int32_t *status);
  int32_t (*setTimeout)(struct WatchdogCntlr *wdt, uint32_t seconds);
  int32_t (*getTimeout)(struct WatchdogCntlr *wdt, uint32_t *seconds);
  int32_t (*start)(struct WatchdogCntlr *wdt);
  int32_t (*stop)(struct WatchdogCntlr *wdt);
  int32_t (*feed)(struct WatchdogCntlr *wdt);
  int32_t (*getPriv)(struct WatchdogCntlr *wdt); //【可选】如果WatchdogCntlr 中的priv成员存在，则按需实例化
  void (*releasePriv)(struct WatchdogCntlr *wdt);//【可选】
};

表 1 WatchdogMethod成员的回调函数功能说明

开发步骤

Watchdog模块适配HDF框架的三个环节是配置属性文件，实例化驱动入口，以及实例化核心层接口函数。

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watchdog_config.hcs器件属性文件。

3. 实例化Watchdog控制器对象：

   • 初始化WatchdogCntlr成员。

   • 实例化WatchdogCntlr成员WatchdogMethod。

     说明： 实例化WatchdogCntlr成员WatchdogMethod，其定义和成员说明见接口说明。

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，例如挂载后的信息反馈，超时时间设置的成功与否等。

开发实例

下方将以watchdog_hi35xx.c为示例，展示需要厂商提供哪些内容来完整实现设备功能。

1. 驱动开发首先需要实例化驱动入口，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。

   Watchdog驱动入口参考：

   struct HdfDriverEntry g_watchdogDriverEntry = {
   .moduleVersion = 1,
   .Bind = Hi35xxWatchdogBind,           //见Bind参考
   .Init = Hi35xxWatchdogInit,           //见Init参考
   .Release = Hi35xxWatchdogRelease,     //见Release参考
   .moduleName = "HDF_PLATFORM_WATCHDOG",//【必要且与HCS文件中里面的moduleName匹配】
   };
   HDF_INIT(g_watchdogDriverEntry);//调用HDF_INIT将驱动入口注册到HDF框架中
   

2. 完成驱动入口注册之后，下一步请在device_info.hcs文件中添加deviceNode信息，并在 watchdog_config.hcs 中配置器件属性。deviceNode信息与驱动入口注册相关，器件属性值与核心层WatchdogCntlr 成员的默认值或限制范围有密切关系。

   本例只有一个Watchdog控制器，如有多个器件信息，则需要在device_info文件增加deviceNode信息，以及在watchdog_config文件中增加对应的器件属性。

   • device_info.hcs 配置参考。

     root {
       device_info {
         match_attr = "hdf_manager";
         device_watchdog :: device { // 设备节点
           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 = 20;          // 驱动启动优先级
             permission = 0644;      // 驱动创建设备节点权限
             moduleName = "HDF_PLATFORM_WATCHDOG";             
             // 【必要】驱动名称，该字段的值必须和驱动入口结构的moduleName值一致
             serviceName = "HDF_PLATFORM_WATCHDOG_0";          
             // 【必要且唯一】驱动对外发布服务的名称
             deviceMatchAttr = "hisilicon_hi35xx_watchdog_0";  
             // 【必要】驱动私有数据匹配的关键字，必须和驱动私有数据配置表中的match_attr值相等
           } 
         }
       }
     }
     

   • watchdog_config.hcs 配置参考。

     root {
       platform {
         template watchdog_controller {//【必要】模板配置，继承该模板的节点如果使用模板中的默认值，则节点字段可以缺省
           id = 0;
           match_attr = "";
           regBase = 0x12050000;       //【必要】地址映射需要
           regStep = 0x1000;           //【必要】地址映射需要
         }
         controller_0x12050000 :: watchdog_controller {//【必要】是作为设备驱动私有数据匹配的关键字
           match_attr = "hisilicon_hi35xx_watchdog_0"; //【必要】必须和device_info.hcs中的deviceMatchAttr值一致
           }
           //存在多个 watchdog 时【必须】添加，否则不用
           ...  
         }
     }
     

3. 完成驱动入口注册之后，最后一步就是以核心层WatchdogCntlr对象的初始化为核心，包括厂商自定义结构体（传递参数和数据），实例化WatchdogCntlr成员WatchdogMethod（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watchdog_config.hcs文件中的数值会被HDF读入通过DeviceResourceIface来初始化结构体成员，其中一些重要数值也会传递给核心层WatchdogCntlr对象，例如索引、管脚数等。

     struct Hi35xxWatchdog {
       struct WatchdogCntlr wdt;       //【必要】是链接上下层的载体，具体描述见下面
       OsalSpinlock lock;
       volatile unsigned char *regBase;//【必要】地址映射需要
       uint32_t phyBase;               //【必要】地址映射需要
       uint32_t regStep;               //【必要】地址映射需要
     };
     //WatchdogCntlr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 WatchdogCntlr {
       struct IDeviceIoService service;//驱动服务
       struct HdfDeviceObject *device; //驱动设备
       OsalSpinlock lock;              //此变量在HDF核心层被调用来实现自旋锁功能
       struct WatchdogMethod *ops;     //接口回调函数
       int16_t wdtId;                  //WDG设备的识别id
       void *priv;                     //存储指针
     };
     

   • WatchdogCntlr成员回调函数结构体WatchdogMethod的实例化，其他成员在Init和Bind函数中初始化。

     static struct WatchdogMethod g_method = {
         .getStatus = Hi35xxWatchdogGetStatus,
         .start = Hi35xxWatchdogStart,
         .stop = Hi35xxWatchdogStop,
         .setTimeout = Hi35xxWatchdogSetTimeout,
         .getTimeout = Hi35xxWatchdogGetTimeout,
         .feed = Hi35xxWatchdogFeed,
     };
     

   • Init函数和Bind函数参考

     入参：

     HdfDeviceObject :HDF框架给每一个驱动创建的设备对象，用来保存设备相关的私有数据和服务接口。

     返回值：

     HDF_STATUS相关状态 （下表为部分展示，如需使用其他状态，可见//drivers/framework/include/utils/hdf_base.h中HDF_STATUS 定义）。

     表 2 Init函数和Bind函数入参和返回值

     状态(值)	问题描述
     HDF_ERR_INVALID_OBJECT	找不到 WDG 设备
     HDF_ERR_MALLOC_FAIL	内存分配失败
     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：

     初始化自定义结构体对象，初始化WatchdogCntlr成员，调用核心层WatchdogCntlrAdd函数。

     //一般而言，Init函数需要根据入参(HdfDeviceObject对象)的属性值初始化Hi35xxWatchdog结构体的成员，
     //但本例中是在bind函数中实现的
     static int32_t Hi35xxWatchdogInit(struct HdfDeviceObject *device)
     {
     (void)device;
     return HDF_SUCCESS;
     }
     
     static int32_t Hi35xxWatchdogBind(struct HdfDeviceObject *device)
     {
     int32_t ret;
     struct Hi35xxWatchdog *hwdt = NULL;
     ...
     hwdt = (struct Hi35xxWatchdog *)OsalMemCalloc(sizeof(*hwdt));//Hi35xxWatchdog 结构体的内存申请
     ...
     hwdt->regBase = OsalIoRemap(hwdt->phyBase, hwdt->regStep);   //地址映射
     ...
     hwdt->wdt.priv = (void *)device->property;//【可选】此处是将设备属性的内容赋值给priv成员，但后续没有调用 priv 成员，
                                                 // 如果需要用到priv成员，需要额外实例化WatchdogMethod的getPriv和releasePriv成员函数
     hwdt->wdt.ops = &g_method;                //【必要】将实例化后的对象赋值给ops成员，就可以实现顶层调用WatchdogMethod成员函数
     hwdt->wdt.device = device;                //【必要】这是为了方便HdfDeviceObject与WatchdogcCntlr相互转化
     ret = WatchdogCntlrAdd(&hwdt->wdt);       //【必要】调用此函数初始化核心层结构体，返回成功信号后驱动才完全接入平台核心层
     if (ret != HDF_SUCCESS) {                 //不成功的话，需要释放Init函数申请的资源
         OsalIoUnmap((void *)hwdt->regBase);
         OsalMemFree(hwdt);
         return ret;
     }    
     return HDF_SUCCESS;
     }
     

   • Release函数参考

     入参：

     HdfDeviceObject :HDF框架给每一个驱动创建的设备对象，用来保存设备相关的私有数据和服务接口。

     返回值：

     无。

     函数说明：

     该函数需要在驱动入口结构体中赋值给Release，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。该函数中需包含释放内存和删除控制器等操作。所有强制转换获取相应对象的操作前提是在Init函数中具备对应赋值的操作。

     static void Hi35xxWatchdogRelease(struct HdfDeviceObject *device)
     {
     struct WatchdogCntlr *wdt = NULL;
     struct Hi35xxWatchdog *hwdt = NULL;
     ...
     wdt = WatchdogCntlrFromDevice(device);//这里会通过service成员将HdfDeviceObject转化为WatchdogCntlr
                                             //return (device == NULL) ? NULL : (struct WatchdogCntlr *)device->service;
     if (wdt == NULL) {
         return;
     }
     WatchdogCntlrRemove(wdt);                //核心层函数，实际执行wdt->device->service = NULL以及cntlr->lock的释放
     hwdt = (struct Hi35xxWatchdog *)wdt;  //这里将WatchdogCntlr转化为HimciHost
     if (hwdt->regBase != NULL) {            //解除地址映射
         OsalIoUnmap((void *)hwdt->regBase);
         hwdt->regBase = NULL;
     }
     OsalMemFree(hwdt);                    //释放厂商自定义对象占用的内存
     }