高通看门狗驱动-MSM Watchdog

源码中的文档：

不论是软狗还是硬狗，大体思路都差不多：
准备一个定时器，定时10s，超时之后启动地球毁灭程序~~~。为了防止地球毁灭，需要时不时的将计时器的计数值清零，称为喂狗。一般看门狗定时器是无论系统跑飞还是卡死都能正常运行的，一般超时后直接拉CPU的reset引脚，让系统复位。

先看probe函数：

static int msm_watchdog_probe(struct platform_device *pdev)
{int ret;struct msm_watchdog_data *wdog_dd;struct md_region md_entry;if (!pdev->dev.of_node || !enable)return -ENODEV;wdog_dd = kzalloc(sizeof(struct msm_watchdog_data), GFP_KERNEL);if (!wdog_dd)return -EIO;ret = msm_wdog_dt_to_pdata(pdev, wdog_dd);if (ret)goto err;wdog_data = wdog_dd;wdog_dd->dev = &pdev->dev;platform_set_drvdata(pdev, wdog_dd);cpumask_clear(&wdog_dd->alive_mask);wdog_dd->watchdog_task = kthread_create(watchdog_kthread, wdog_dd,"msm_watchdog");if (IS_ERR(wdog_dd->watchdog_task)) {ret = PTR_ERR(wdog_dd->watchdog_task);goto err;}init_watchdog_data(wdog_dd);return 0;
err:kzfree(wdog_dd);return ret;
}

probe主要就是申请了msm_watchdog_data的内存，将pdev和pdata做了绑定，再通过msm_wdog_dt_to_pdata将设备树的信息获取过来。值得关注的是还创建了一个名为msm_watchdog的内核线程：

线程执行watchdog_kthread，只是创建，还没投入执行。而后继续调用init_watchdog_data继续完善核心数据结构。
从设备树获取watchdog配置：

static int msm_wdog_dt_to_pdata(struct platform_device *pdev,struct msm_watchdog_data *pdata)
{struct device_node *node = pdev->dev.of_node;struct resource *res;int ret, cpu, num_scandump_sizes;//获取看门狗的硬件内存信息res = platform_get_resource_byname(pdev, IORESOURCE_MEM, "wdt-base");if (!res)return -ENODEV;pdata->size = resource_size(res);pdata->phys_base = res->start;if (unlikely(!(devm_request_mem_region(&pdev->dev, pdata->phys_base,pdata->size, "msm-watchdog")))) {dev_err(&pdev->dev, "%s cannot reserve watchdog region\n",__func__);return -ENXIO;}pdata->base  = devm_ioremap(&pdev->dev, pdata->phys_base,pdata->size);if (!pdata->base) {dev_err(&pdev->dev, "%s cannot map wdog register space\n",__func__);return -ENXIO;}//获取狗叫和狗咬中断资源pdata->bark_irq = platform_get_irq(pdev, 0);pdata->bite_irq = platform_get_irq(pdev, 1);//获取狗叫狗咬的超时信息ret = of_property_read_u32(node, "qcom,bark-time", &pdata->bark_time);ret = of_property_read_u32(node, "qcom,pet-time", &pdata->pet_time);//获取是否喂狗时ping其他cpupdata->do_ipi_ping = of_property_read_bool(node, "qcom,ipi-ping");//获取看门狗是否再系统休眠唤醒时自动停止和恢复pdata->wakeup_irq_enable = of_property_read_bool(node,"qcom,wakeup-enable");//获取狗叫中断是否是CPU私有中断，PPI中断pdata->irq_ppi = irq_is_percpu(pdata->bark_irq);dump_pdata(pdata);return 0;
}

进一步填充watchdog data：

static void init_watchdog_data(struct msm_watchdog_data *wdog_dd)
{unsigned long delay_time;uint32_t val;u64 timeout;int ret;//申请狗叫中断if (wdog_dd->irq_ppi) {wdog_dd->wdog_cpu_dd = alloc_percpu(struct msm_watchdog_data *);if (!wdog_dd->wdog_cpu_dd) {dev_err(wdog_dd->dev, "fail to allocate cpu data\n");return;}*raw_cpu_ptr(wdog_dd->wdog_cpu_dd) = wdog_dd;ret = request_percpu_irq(wdog_dd->bark_irq, wdog_ppi_bark,"apps_wdog_bark",wdog_dd->wdog_cpu_dd);if (ret) {dev_err(wdog_dd->dev, "failed to request bark irq\n");free_percpu(wdog_dd->wdog_cpu_dd);return;}} else {ret = devm_request_irq(wdog_dd->dev, wdog_dd->bark_irq,wdog_bark_handler, IRQF_TRIGGER_RISING,"apps_wdog_bark", wdog_dd);if (ret) {dev_err(wdog_dd->dev, "failed to request bark irq\n");return;}}//将喂狗延时转换成jiffiesdelay_time = msecs_to_jiffies(wdog_dd->pet_time);//初始化min_slack_ticks[ns]wdog_dd->min_slack_ticks = UINT_MAX;wdog_dd->min_slack_ns = ULLONG_MAX;//为了写到狗叫和狗咬寄存器中，必须将设备树中ms单位的时间转成写寄存器时的单位timeout = (wdog_dd->bark_time * WDT_HZ)/1000;//狗叫时间来自于bark_time__raw_writel(timeout, wdog_dd->base + WDT0_BARK_TIME);//狗咬时间来自于bark_time + 3s__raw_writel(timeout + 3*WDT_HZ, wdog_dd->base + WDT0_BITE_TIME);//panic时，系统已经挂了，所以需要借助watchdog之手重启。wdog_dd->panic_blk.notifier_call = panic_wdog_handler;atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,&wdog_dd->panic_blk);//初始化后面会用到的变量mutex_init(&wdog_dd->disable_lock);init_waitqueue_head(&wdog_dd->pet_complete);/**这段代码主要做了以下几件事情：*1.让前面提到的watchdog_task跑起来*2.让喂狗定时器pet_timer跑起来*3.使能复位看门狗定时器，让其工作起来*/wdog_dd->timer_expired = false;wake_up_process(wdog_dd->watchdog_task);init_timer(&wdog_dd->pet_timer);wdog_dd->pet_timer.data = (unsigned long)wdog_dd;wdog_dd->pet_timer.function = pet_task_wakeup;wdog_dd->pet_timer.expires = jiffies + delay_time;add_timer(&wdog_dd->pet_timer);val = BIT(EN);if (wdog_dd->wakeup_irq_enable)val |= BIT(UNMASKED_INT_EN);__raw_writel(val, wdog_dd->base + WDT0_EN);__raw_writel(1, wdog_dd->base + WDT0_RST);wdog_dd->last_pet = sched_clock();wdog_dd->enabled = true;init_watchdog_sysfs(wdog_dd);if (wdog_dd->irq_ppi)enable_percpu_irq(wdog_dd->bark_irq, 0);if (!ipi_en)cpu_pm_register_notifier(&wdog_cpu_pm_nb);dev_info(wdog_dd->dev, "MSM Watchdog Initialized\n");
}

走到这里，整个watchdog初始化已经完成了，看看门狗定时器也愉快地跑起来了。留下了一个

pet_timer，一个内核线程watchdog_task。

先看pet_timer，pet_time到了之后，会执行pet_task_wakeup：

static void pet_task_wakeup(unsigned long data)
{struct msm_watchdog_data *wdog_dd =(struct msm_watchdog_data *)data;wdog_dd->timer_expired = true;wdog_dd->timer_fired = sched_clock();wake_up(&wdog_dd->pet_complete);
}

主要就是把在等pet_complete的进程全部唤醒起来检查条件了，搜索了源码，就是前面的watchdog_task在列队等待：

wdog_dd->watchdog_task = kthread_create(watchdog_kthread, wdog_dd, "msm_watchdog");static __ref int watchdog_kthread(void *arg)
{struct msm_watchdog_data *wdog_dd =(struct msm_watchdog_data *)arg;unsigned long delay_time = 0;//设置该进程位实时进程struct sched_param param = {.sched_priority = MAX_RT_PRIO-1};int ret, cpu;sched_setscheduler(current, SCHED_FIFO, &param);while (!kthread_should_stop()) {do {//开始在pet_complete等待，pet_timer会在超时时设置timer_expired位trueret = wait_event_interruptible(wdog_dd->pet_complete,wdog_dd->timer_expired);} while (ret != 0);wdog_dd->thread_start = sched_clock();//cpu_present_mask - has bit 'cpu' set iff cpu is populated, 就是所有已经用起来的CPU，不论是不是在线for_each_cpu(cpu, cpu_present_mask)wdog_dd->ping_start[cpu] = wdog_dd->ping_end[cpu] = 0;//ping一下其他CPU，确保其他CPU都能正常响应核间中断if (wdog_dd->do_ipi_ping)ping_other_cpus(wdog_dd);wdog_dd->timer_expired = false;if (enable) {delay_time = msecs_to_jiffies(wdog_dd->pet_time);pet_watchdog(wdog_dd);}/* Check again before scheduling* Could have been changed on other cpu*/mod_timer(&wdog_dd->pet_timer, jiffies + delay_time);}return 0;
}static void ping_other_cpus(struct msm_watchdog_data *wdog_dd)
{int cpu;cpumask_clear(&wdog_dd->alive_mask);/* Make sure alive mask is cleared and set in order */smp_mb();//遍历所有在线的cpu，在ping_start[cpu]填ping的时间，然后依次等这些CPU执行keep_alive_responsefor_each_cpu(cpu, cpu_online_mask) {if (!cpu_idle_pc_state[cpu] && !cpu_isolated(cpu)) {//把ping这个cpu的时间填进对应index，然后让cpu执行keep_alive_responsewdog_dd->ping_start[cpu] = sched_clock();smp_call_function_single(cpu, keep_alive_response,wdog_dd, 1);}}
}static void keep_alive_response(void *info)
{int cpu = smp_processor_id();struct msm_watchdog_data *wdog_dd = (struct msm_watchdog_data *)info;//将自己对应的位置1cpumask_set_cpu(cpu, &wdog_dd->alive_mask);//cpu收到IPI中断后，将收到的时间天道对应的indexwdog_dd->ping_end[cpu] = sched_clock();/* Make sure alive mask is cleared and set in order */smp_mb();
}

当所有在线的CPU都执行了keep_alive_response，接着通过pet_watchdog重置一下wathdong定时器并重新启动pet-timer。

所以，高通平台通过启动一个线程定时"ping"其他cpu的方式，确保所有在线的cpu都是活的。

那如果pet_timer定时到了，而喂狗线程得不到运行或者来不及喂狗触发狗咬是什么情况呢？
这要看看当时注册的狗叫(狗咬没注册)中断对应的句柄：

static irqreturn_t wdog_bark_handler(int irq, void *dev_id)
{struct msm_watchdog_data *wdog_dd = (struct msm_watchdog_data *)dev_id;unsigned long nanosec_rem;//获取当前时间unsigned long long t = sched_clock();//一下这段操作就是打印出上次喂狗的时间和，当前的时间。nanosec_rem = do_div(t, 1000000000);dev_info(wdog_dd->dev, "Watchdog bark! Now = %lu.%06lu\n",(unsigned long) t, nanosec_rem / 1000);nanosec_rem = do_div(wdog_dd->last_pet, 1000000000);dev_info(wdog_dd->dev, "Watchdog last pet at %lu.%06lu\n",(unsigned long) wdog_dd->last_pet, nanosec_rem / 1000);//打印上次喂狗时活着的CPU有哪些if (wdog_dd->do_ipi_ping)dump_cpu_alive_mask(wdog_dd);//触发狗咬msm_trigger_wdog_bite();panic("Failed to cause a watchdog bite! - Falling back to kernel panic!");return IRQ_HANDLED;
}static void dump_cpu_alive_mask(struct msm_watchdog_data *wdog_dd)
{static char alive_mask_buf[MASK_SIZE];//上次喂狗时，每个cpu执行keep_alive_response之后会对对应位置1scnprintf(alive_mask_buf, MASK_SIZE, "%*pb1", cpumask_pr_args(&wdog_dd->alive_mask));dev_info(wdog_dd->dev, "cpu alive mask from last pet %s\n",alive_mask_buf);
}

这么看的话，超时没有喂狗，如果有CPU能正常响应狗叫中断的话，是会打印一些信息，然后触发狗咬的，可见高通平台watchdog是直接连叫带咬的。

通过查看源码，可以了解到：

1.pet_timer是个低精度计时器，低精度定时器会在每个tick中断来时被检查，超时就触发软中断，而linux的软中断又会再中断返回时检查执行。所以只要有CPU还能响应中断pet_task_wakeup就能被执行，但是pet_task_wakeup也只是唤醒了喂狗线程而已，并没有直接去允许它，具体什么时候允许要看下次抢占点到了pet-thread能不能成功抢占cpu执行。

2.watchdog_kthread作为一个实时进程，而且优先级最高加上唤醒抢占的机制，一旦喂狗线程被加到某个CPU的就绪列队中，一般很快就会被执行并且基本没有进程可以抢占它：

https://www.cnblogs.com/shihuvini/p/9974771.html

3.所以没法喂狗会发生在以下情况：

喂狗线程所在cpu长时间关抢占，导致即使pet_timer唤醒喂狗线程但得不到执行。

喂狗线程所在的cpu频繁被中断打断，导致没法按时喂狗。

其他cpu长时间处于关中断导致无法响应ipi中断。

所有cpu长时间处于关中断导致直接触发狗咬(pet_timer无法执行，狗叫中断无法响应)。

值得一提的是，关中断其实就是关抢占，显式调用关中断之后关抢占只是为了增加抢占点罢了。

喂狗线程所在cpu的调用栈(在进程上下文ping其他cpu并喂狗)：

被喂狗进程ping的cpu的调用栈(在中断上下文响应ping)：

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