S3C2440上看門狗(Watchdog)驅(qū)動開發(fā)實例講解

嵌入式Linux之我行，主要講述和總結(jié)了本人在學(xué)習(xí)嵌入式linux中的每個步驟。一為總結(jié)經(jīng)驗，二希望能給想入門嵌入式Linux的朋友提供方便。如有錯誤之處，謝請指正。

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一、開發(fā)環(huán)境

主 機(jī)：VMWare--Fedora 9

開發(fā)板：Mini2440--64MB Nand, Kernel:2.6.30.4

編譯器：arm-linux-gcc-4.3.2

二、相關(guān)概念

1、平臺設(shè)備及平臺設(shè)備驅(qū)動：

這個在前面篇幅：S3C2440上RTC時鐘驅(qū)動開發(fā)實例講解中已經(jīng)講過了。這里只需了解一下系統(tǒng)為我們定義的看門狗(Watchdog)平臺設(shè)備及資源情況，在arch/arm/plat-s3c24xx/devs.c中，如下：

/* Watchdog */

/*定義了Watchdog平臺設(shè)備使用的資源，這些資源在驅(qū)動程序中都會用到*/

static struct resource s3c_wdt_resource[] = {

[0] = { /*Watchdog所使用IO端口資源范圍*/

.start = S3C24XX_PA_WATCHDOG,

.end = S3C24XX_PA_WATCHDOG + S3C24XX_SZ_WATCHDOG - 1,

.flags = IORESOURCE_MEM,

},

[1] = {/*Watchdog中斷資源*/

.start = IRQ_WDT,

.end = IRQ_WDT,

.flags = IORESOURCE_IRQ,

}

};

/*定義了Watchdog平臺設(shè)備*/

struct platform_device s3c_device_wdt = {

.name = "s3c2410-wdt", /*設(shè)備名稱*/

.id = -1,

.num_resources= ARRAY_SIZE(s3c_wdt_resource), /*資源數(shù)量*/

.resource = s3c_wdt_resource, /*引用上面定義的資源*/

};

EXPORT_SYMBOL(s3c_device_wdt);

2、混雜設(shè)備(misc設(shè)備)

misc設(shè)備是Linux定義的主設(shè)備號為10的特殊字符設(shè)備，因為不符合字符設(shè)備的范疇，所以被歸納為misc設(shè)備，在Linux中有很多這種設(shè)備，例如：LED設(shè)備、Watchdog設(shè)備等等，系統(tǒng)會根據(jù)設(shè)備的次設(shè)備號來區(qū)分具體是哪個設(shè)備，通常這些次設(shè)備號被定義在include/linux/miscdevice.h中。在Linux中用miscdevice結(jié)構(gòu)體來描述一個misc設(shè)備，這就意味著被定義為misc設(shè)備的驅(qū)動中就要實現(xiàn)該結(jié)構(gòu)體中的接口函數(shù)。該結(jié)構(gòu)體也定義在miscdevice.h中，如下：

struct miscdevice {

int minor;

const char *name;

const struct file_operations *fops;

struct list_head list;

struct device *parent;

struct device *this_device;

};

三、實例講解

1、Watchdog硬件結(jié)構(gòu)圖分析：

我們從結(jié)構(gòu)圖和數(shù)據(jù)手冊得知，看門狗Watchdog主要是實現(xiàn)系統(tǒng)自動復(fù)位的功能，他是利用芯片內(nèi)部的定時器，定時輸出連接到電路的復(fù)位端，程序在一定時間范圍內(nèi)對定時器清零(俗稱“喂狗”)，所以程序在正常工作時，定時器總是不能溢出，也就不能產(chǎn)生復(fù)位信號；如果程序出現(xiàn)錯誤，不在定時周期內(nèi)復(fù)位看門狗，那么定時器就會溢出而產(chǎn)生復(fù)位信號使系統(tǒng)復(fù)位。

S3C2440的Watchdog模塊提供了三個寄存器來對Watchdog進(jìn)行操作，他們分別是：定時器控制寄存器WTCON、定時器數(shù)據(jù)寄存器WTDAT和定時器計數(shù)寄存器WTCNT。注意：在對定時器數(shù)據(jù)寄存器WTDAT進(jìn)行操作時必須在定時器控制寄存器WTCON使能之前寫入一個計數(shù)目標(biāo)值，當(dāng)Watchdog使能開啟后，WTDAT中的值會自動被加載到計數(shù)寄存器WTCNT中，然后Watchdog從CPU內(nèi)部的時鐘分頻和時鐘除數(shù)因子得到一個工作周期，當(dāng)每個周期結(jié)束時計數(shù)寄存器WTCNT中的值會1，直到遞減為0時，如果還不重新往WTCNT中寫入新的計數(shù)目標(biāo)值(即“喂狗”)，則Watchdog就產(chǎn)生復(fù)位信號使系統(tǒng)復(fù)位。關(guān)于這些寄存器的功能和寄存器的各個位的操作值請參考數(shù)據(jù)手冊。

2、Watchdog驅(qū)動程序具體實現(xiàn)步驟(建立驅(qū)動文件my2440_watchdog.c)：

注意：在每步中，為了讓代碼邏輯更加有條理和容易理解，就沒有考慮代碼的順序，比如函數(shù)要先定義后調(diào)用。如果要編譯此代碼，請嚴(yán)格按照C語言的規(guī)范來調(diào)整代碼的順序。

①、依然是驅(qū)動程序的最基本結(jié)構(gòu)：Watchdog驅(qū)動的初始化和卸載部分及其他，如下：

#include

#include

#include

#include

/*Watchdog平臺驅(qū)動結(jié)構(gòu)體，平臺驅(qū)動結(jié)構(gòu)體定義在platform_device.h中，該結(jié)構(gòu)體內(nèi)的接口函數(shù)在第②、④步中實現(xiàn)*/

static struct platform_driver watchdog_driver =

{

.probe= watchdog_probe,/*Watchdog探測函數(shù)，在第②步中實現(xiàn)*/

.remove= __devexit_p(watchdog_remove),/*Watchdog移除函數(shù), 在第④步中實現(xiàn)*/

.shutdown= watchdog_shutdown,/*Watchdog關(guān)閉函數(shù)，在第④步中實現(xiàn)*/

.suspend= watchdog_suspend,/*Watchdog掛起函數(shù)，在第④步中實現(xiàn)*/

.resume= watchdog_resume,/*Watchdog恢復(fù)函數(shù)，在第④步中實現(xiàn)*/

.driver=

{

/*注意這里的名稱一定要和系統(tǒng)中定義平臺設(shè)備的地方一致，這樣才能把平臺設(shè)備與該平臺設(shè)備的驅(qū)動關(guān)聯(lián)起來*/

.name= "s3c2410-wdt",

.owner= THIS_MODULE,

},

};

static int __init watchdog_init(void)

{

/*將Watchdog注冊成平臺設(shè)備驅(qū)動*/

return platform_driver_register(&watchdog_driver);

}

static void __exit watchdog_exit(void)

{

/*注銷Watchdog平臺設(shè)備驅(qū)動*/

platform_driver_unregister(&watchdog_driver);

}

module_init(watchdog_init);

module_exit(watchdog_exit);

/*驅(qū)動程序模塊參數(shù)，如果在加載驅(qū)動模塊時沒有設(shè)定這些參數(shù)，則這些參數(shù)將采用默認(rèn)值，

這些參數(shù)在接下來的步驟中將被一一用到，參數(shù)具體作用也將在各步驟中來說明*/

module_param(tmr_margin, int, 0);

module_param(tmr_atboot, int, 0);

module_param(nowayout, int, 0);

module_param(soft_noboot,int, 0);

MODULE_LICENSE("GPL");

MODULE_AUTHOR("Huang Gang");

MODULE_DESCRIPTION("My2440 Watchdog Driver");

②、Watchdog平臺驅(qū)動結(jié)構(gòu)中探測函數(shù)watchdog_probe的實現(xiàn)。探測就意味著在系統(tǒng)總線中去檢測設(shè)備的存在，然后獲取設(shè)備有用的相關(guān)資源信息，以便我們使用這些信息。代碼如下：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

/*定義了一個用來保存watchdog的IO端口占用的IO空間和經(jīng)過虛擬映射后的內(nèi)存地址*/

static struct resource *wdt_mem;

static void __iomem *wdt_base;

/*保存watchdog中斷號，NO_IRQ宏定義在irq.h中*/

static int wdt_irqno = NO_IRQ;

/*保存從平臺時鐘隊列中獲取watchdog的時鐘*/

static struct clk *wdt_clock;

#define CONFIG_WATCHDOG_ATBOOT(0)

#define CONFIG_WATCHDOG_DEFAULT_TIME(15)

static int tmr_atboot = CONFIG_WATCHDOG_ATBOOT;

static int tmr_margin = CONFIG_WATCHDOG_DEFAULT_TIME;

static int soft_noboot;

static unsigned int wdt_count;/*用于保存經(jīng)計算后得到的計數(shù)寄存器WTCNT的計數(shù)值*/

/*申明并初始化一個自旋鎖wdt_pie_lock，對Watchdog資源進(jìn)行互斥訪問*/

static DEFINE_SPINLOCK(wdt_pie_lock);

static int __devinit watchdog_probe(struct platform_device *pdev)

{

int ret;

int started = 0;

struct resource *res;/*定義一個資源，用來保存獲取的watchdog的IO資源*/

/*在系統(tǒng)定義的watchdog平臺設(shè)備中獲取watchdog中斷號

platform_get_irq定義在platform_device.h中*/

wdt_irqno = platform_get_irq(pdev, 0);

if(wdt_irqno < 0)

{

/*獲取watchdog中斷號不成功錯誤處理

dev_err定義在device.h中，在platform_device.h中已經(jīng)引用，所以這里就不需再引用了*/

dev_err(&pdev->dev, "no irq for watchdogn");

return -ENOENT;

}

/*申請Watchdog中斷服務(wù)，這里使用的是快速中斷:IRQF_DISABLED。

中斷服務(wù)程序為:wdt_irq，將Watchdog平臺設(shè)備pdev做參數(shù)傳遞過去了*/

ret = request_irq(wdt_irqno, wdt_irq, IRQF_DISABLED, pdev->name, pdev);

if(ret)

{

/*錯誤處理*/

dev_err(dev, "IRQ%d error %dn", wdt_irqno, ret);

return ret;