[外设篇] Linux 看门狗工作原理
作者:CC下载站 日期:2023-10-11 22:05:21 浏览:38 分类:玩电脑
一、什么是看门狗?
简单来说,看门狗就是一个定时器 Watchdog Timer(WDT),是一个在软件出错时可以让 Linux 系统复位的硬件电路。以下简述一下其工作原理:
在用户空间通过看门狗程序以“喂狗”的形式不断地给 watchdog 写入数据(即通过 /dev/watchdog 特殊设备文件来通知内核的 watchdog 驱动)。当在一定时间内如果不喂狗(即没有往 watchdog 写入数据),它就执行一次系统复位,也就跳到中断向量表执行复位向量。
二、看门狗内核源码分析
在内核中提供了一套完整的驱动接口,具体如下:
wdt_open : 打开设备,程序调用 open 时进入该函数
wdt_close : 关闭设备,程序调用 close 时进入该函数
wdt_write : 写设备,若传入数据大小不为 0 则喂狗; 程序调用 write 时进入该函数
wdt_ioctl : 这个函数是最主要的,原型如下(driver/watchdog)
wdt_ioctl 驱动源码实现如下(以 w83697hf 为例):
static long wdt_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg) { void __user *argp = (void __user *)arg; int __user *p = argp; int new_timeout; static const struct watchdog_info ident = { .options = WDIOF_KEEPALIVEPING | WDIOF_SETTIMEOUT | WDIOF_MAGICCLOSE, .firmware_version = 1, .identity = "W83697HF WDT", }; switch (cmd) { case WDIOC_GETSUPPORT: if (copy_to_user(argp, &ident, sizeof(ident))) return -EFAULT; break; case WDIOC_GETSTATUS: case WDIOC_GETBOOTSTATUS: return put_user(0, p); case WDIOC_SETOPTIONS: { int options, retval = -EINVAL; if (get_user(options, p)) return -EFAULT; if (options & WDIOS_DISABLECARD) { wdt_disable(); retval = 0; } if (options & WDIOS_ENABLECARD) { wdt_enable(); retval = 0; } return retval; } case WDIOC_KEEPALIVE: wdt_ping(); break; case WDIOC_SETTIMEOUT: if (get_user(new_timeout, p)) return -EFAULT; if (wdt_set_heartbeat(new_timeout)) return -EINVAL; wdt_ping(); /* Fall */ case WDIOC_GETTIMEOUT: return put_user(timeout, p); default: return -ENOTTY; } return 0; }
简述其中重要的参数:
WDIOC_KEEPALIVE : 喂狗,类似于 write 函数功能
WDIOC_SETTIMEOUT : 设置超时值
WDIOC_GETTIMEOUT : 获取超时值
WDIOC_SETOPTIONS : 设置看门狗状态,开启(WDIOS_ENABLECARD) 或 关闭(WDIOS_DISABLECARD)
三、编写看门狗程序
#include <stdio.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <sys/ioctl.h> #include <linux/types.h> #include <linux/watchdog.h> static int open_watchdog(void) { int wtd_fd = 0; wtd_fd = open("/dev/watchdog", O_RDWR); if (wtd_fd < 0) return -1; int timeout = 60; //60s ioctl(wtd_fd, WDIOC_SETOPTIONS, WDIOS_ENABLECARD); ioctl(wtd_fd, WDIOC_SETTIMEOUT, &timeout); return wtd_fd; } static void feed_watchdog(int wtd_fd) { while (1) { ioctl(wtd_fd, WDIOC_KEEPALIVE, NULL); sleep(10); } } static int close_watchdog(int wtd_fd) { ioctl(wtd_fd, WDIOC_SETOPTIONS, WDIOS_DISABLECARD); close(wtd_fd); } int main(void) { int wtd_fd = 0; /* 打开设备 */ wtd_fd = open_watchdog(void); if (wtd_fd < 0) { printf("wtd open failed\n"); return -1; } /* 喂狗 */ feed_watchdog(wtd_fd); /* 关闭设备 */ close_watchdog(wtd_fd); return 0; }
四、关于看门狗作用的特别说明
1. 在实际应用中,一般都是不需要主动去关闭看门狗(close 或 WDIOS_DISABLECARD)的,因为关闭看门狗后它就不能工作了,也就无法实现系统复位。只有当你明确不需要看门狗功能生效时,才可主动关闭看门狗;
2. 当程序奔溃或者软重启失败后,看门狗是让系统复位的最后保障了(假如连看门狗也失效了,那就只能乖乖地拔插电源让系统重启了)。
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