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一、程序介绍
本程序是基于OpenHarmony标准系统编写的平台驱动案例:Watchdog。
目前已在凌蒙派-RK3568开发板跑通。详细资料请参考官网:https://gitee.com/Lockzhiner-Electronics/lockzhiner-rk3568-openharmony/tree/master/samples/b10_platform_device_watchdog。
详细资料请参考官网:
- Watchdog平台驱动开发
- Watchdog应用程序开发
由于开发板只有1个Watchdog,且已被OpenHarmony内部占用,本案例只能让读者熟悉Watchdog相关接口以及应用,无法应用呈现。
二、基础知识
1、Watchdog简介
看门狗(Watchdog),又称看门狗计时器(Watchdog timer),是一种硬件计时设备。一般有一个输入、一个输出,输入叫做喂狗,输出连接到系统的复位端。当系统主程序发生错误导致未及时清除看门狗计时器的计时值时,看门狗计时器就会对系统发出复位信号,使系统从悬停状态恢复到正常运作状态。
系统正常工作的时候,每隔一段时间输出一个信号到喂狗端,给看门狗清零,这个操作就叫做喂狗。如果超过规定的时间不喂狗,看门狗定时超时,就会给出一个复位信号到系统,使系统复位。
2、Watchdog驱动开发
(1)Watchdog驱动开发接口
为了保证上层在调用Watchdog接口时能够正确的操作Watchdog控制器,核心层在//drivers/hdf_core/framework/support/platform/include/watchdog/watchdog_core.h中定义了以下钩子函数,驱动适配者需要在适配层实现这些函数的具体功能,并与钩子函数挂接,从而完成适配层与核心层的交互。
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】
};
WatchdogMethod成员的钩子函数功能说明:
(2)Watchdog驱动开发步骤
Watchdog模块适配HDF框架包含以下四个步骤:
- 实例化驱动入口。
- 配置属性文件。
- 实例化Watchdog控制器对象。
- 驱动调试。
我们以///drivers/hdf_core/adapter/khdf/linux/platform/watchdog/watchdog_adapter.c为例(该watchdog驱动是建立于Linux Watchdog子系统基础上创建)。
驱动实例化驱动入口
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驱动入口开发参考:
struct HdfDriverEntry g_hdfWdtchdog = {
.moduleVersion = 1,
.moduleName = "HDF_PLATFORM_WATCHDOG", // 【必要且与HCS文件中里面的moduleName匹配】
.Bind = HdfWdtBind, // 见Bind参考
.Init = HdfWdtInit, // 见Init参考
.Release = HdfWdtRelease, // 见Release参考
};
HDF_INIT(g_hdfWdtchdog); // 调用HDF_INIT将驱动入口注册到HDF框架中
配置属性文件
完成驱动入口注册之后,需要在device_info.hcs文件中添加deviceNode描述。deviceNode信息与驱动入口注册相关。本例以一个Watchdog控制器为例,如有多个器件信息,则需要在device_info文件增加对应的deviceNode描述。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,比如Watchdog设备号,需要在watchdog_config.hcs文件中增加对应的器件属性。
在//vendor/lockzhiner/rk3568/hdf_config/khdf/device_info/device_info.hcs文件中添加deviceNode描述:
device_watchdog :: device { // 设备节点
device0 :: deviceNode { // 驱动的DeviceNode节点
policy = 2; // 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】用于指定驱动名称,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】驱动对外发布服务的名称,必须唯一。
deviceMatchAttr = "rockchip_rk3568_watchdog_0"; // 【必要】用于配置控制器私有数据,必须和驱动私有数据配置表watchdog_config.hcs中的match_attr值保持一致。
}
}
在//vendor/lockzhiner/rk3568/hdf_config/khdf/platform/rk3568_watchdog_config.hcs文件配置器件属性,其中配置参数如下:
root {
platform {
watchdog_config {
template watchdog_device {
serviceName = "HDF_PLATFORM_WATCHDOG_0";
match_attr = "";
id = 0;
}
device_0x12050000 :: watchdog_device {
id = 0;
match_attr = "rockchip_rk3568_watchdog_0";
}
}
}
}
实例化Watchdog控制器对象
完成驱动入口注册之后,下一步就是以核心层WatchdogCntlr对象的初始化为核心,包括驱动适配者自定义结构体(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)。
WatchdogCntlr成员钩子函数结构体WatchdogMethod的实例化,其他成员在Init和Bind函数中初始化。
// 钩子函数实例化
static struct WatchdogMethod g_wdtMethod = {
.getStatus = WdtAdapterGetStatus, // 获取看门狗状态
.start = WdtAdapterStart, // 启动看门狗
.stop = WdtAdapterStop, // 停止看门狗
.setTimeout = WdtAdapterSetTimeout, // 设置看门狗超时时间
.getTimeout = WdtAdapterGetTimeout, // 获取看门狗超时时间
.feed = WdtAdapterFeed, // 喂狗函数
.getPriv = WdtOpenFile,
.releasePriv = WdtAdapterClose,
};
驱动调试
建议先在Linux下修改确认,再移植到OpenHarmony。
3、Watchdog应用开发
看门狗(Watchdog),又称看门狗计时器(Watchdog timer),是一种硬件计时设备。一般有一个输入、一个输出,输入叫做喂狗,输出连接到系统的复位端。当系统主程序发生错误导致未及时清除看门狗计时器的计时值时,看门狗计时器就会对系统发出复位信号,使系统从悬停状态恢复到正常运作状态。
Watchdog接口定义了看门狗操作的通用方法集合,包括:
- 打开/关闭看门狗设备
- 启动/停止看门狗设备
- 设置/获取看门狗设备超时时间
- 获取看门狗设备状态
- 喂狗
(1)接口说明
Watchdog模块提供的主要接口如表1所示,具体API详见//drivers/hdf_core/framework/include/platform/watchdog_if.h。
Watchdog驱动API接口功能介绍如下所示:
WatchdogOpen
在操作看门狗之前,需要调用WatchdogOpen打开看门狗设备,一个系统可能有多个看门狗,通过看门狗ID号来打开指定的看门狗设备。
DevHandle WatchdogOpen(int16_t wdtId, DevHandle *handle);
WatchdogOpen参数定义如下:
WatchdogOpen返回值定义如下:
WatchdogClose
当所有操作完毕后,调用WatchdogClose关闭打开的看门狗设备。
void WatchdogClose(DevHandle handle);
WatchdogClose参数定义如下:
WatchdogStart
启动看门狗。
int32_t WatchdogStart(DevHandle handle);
WatchdogStart参数定义如下:
WatchdogStart返回值定义如下:
WatchdogStop
停止看门狗。
int32_t WatchdogStop(DevHandle handle);
WatchdogStop参数定义如下:
WatchdogStop返回值定义如下:
WatchdogSetTimeout
设置超时时间。
int32_t WatchdogSetTimeout(DevHandle *handle, uint32_t seconds);
WatchdogSetTimeout参数定义如下:
WatchdogSetTimeout返回值定义如下:
WatchdogGetTimeout
获取超时时间。
int32_t WatchdogGetTimeout(DevHandle *handle, uint32_t *seconds);
WatchdogGetTimeout参数定义如下:
WatchdogGetTimeout返回值定义如下:
WatchdogGetStatus
获取看门狗状态。
int32_t WatchdogGetStatus(DevHandle handle, int32_t *status);
WatchdogGetStatus参数定义如下:
WatchdogGetStatus返回值定义如下:
WatchdogFeed
喂狗。
int32_t WatchdogFeed(DevHandle handle);
WatchdogFeed参数定义如下:
WatchdogFeed返回值定义如下:
(2)开发流程
使用Watchdog设备的一般流程如下图所示:
三、程序解析
1、准备工作
无
2、Linux内核解析
(1)创建Linux内核Git
请参考《OpenHarmony如何为内核打patch》(即Git仓库的//docs/OpenHarmony如何为内核打patch.docx)。
(2)修改设备树Watchdog配置
修改//arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568.dtsi(即该目录是指已打Patch后的Linux内核,不是OpenHarmony主目录),定义Watchdog启用,具体如下所示:
wdt: watchdog@fe600000 {
compatible = "snps,dw-wdt";
reg = ;
clocks = , ;
clock-names = "tclk", "pclk";
interrupts = ;
status = "okay";
};
该部分为默认启动看门狗。
(3)创建内核patch
请参考《OpenHarmony如何为内核打patch》(即Git仓库的//docs/OpenHarmony如何为内核打patch.docx)。
(4)替换OpenHarmony的内核patch
将制作出的kernel.patch替换到//kernel/linux/patches/linux-5.10/rk3568_patch/kernel.patch即可。
(5)开启watchdog内核配置
在//kernel/linux/config/linux-5.10/arch/arm64/configs/rk3568_standard_defconfig(即该目录为OpenHarmony主目录),开启watchdog的hdf驱动,具体如下所示:
CONFIG_DRIVERS_HDF_PLATFORM_WATCHDOG=y
3、OpenHarmony配置树配置
(1)device_info.hcs
//vendor/lockzhiner/rk3568/hdf_config/khdf/device_info/device_info.hcs已定义好,具体如下:
device_watchdog :: device {
device0 :: deviceNode {
policy = 2;
priority = 20;
permission = 0644;
moduleName = "HDF_PLATFORM_WATCHDOG";
serviceName = "HDF_PLATFORM_WATCHDOG_0";
deviceMatchAttr = "rockchip_rk3568_watchdog_0";
}
}
注意:
- device0:watchdog一般只需要1个设备节点即可。
- policy: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。
- moduleName:用于指定驱动名称,该字段的值必须和驱动入口结构的moduleName值一直,表示该节点对应。于//drivers/hdf_core/adapter/khdf/linux/platform/watchdog/watchdog_adapter.c,该驱动是对接Linux Watchdog子系统。
- deviceMatchAttr:用于配置控制器私有数据,必须和驱动私有数据配置表watchdog_config.hcs中的match_attr值保持一致
(2)Watchdog_config.hcs
在//vendor/lockzhiner/rk3568/hdf_config/khdf/platform/watchdog_config.hcs,具体内容如下:
root {
platform {
watchdog_config {
template watchdog_device {
serviceName = "HDF_PLATFORM_WATCHDOG_0";
match_attr = "";
id = 0;
}
device_0x12050000 :: watchdog_device {
id = 0;
match_attr = "rockchip_rk3568_watchdog_0";
}
}
}
}
注意:
- id:表示Linux系统中watchdog的设备号(即/dev/watchdog0)。
- match_attr:必须与之前的device_info.hcs一致。
4、OpenHarmony Watchdog平台驱动
在//drivers/hdf_core/adapter/khdf/linux/platform/watchdog/watchdog_adapter.c已编写对接Linux Watchdog驱动的相关代码,具体内容如下:
struct HdfDriverEntry g_hdfWdtchdog = {
.moduleVersion = 1,
.moduleName = "HDF_PLATFORM_WATCHDOG",
.Bind = HdfWdtBind,
.Init = HdfWdtInit,
.Release = HdfWdtRelease,
};
HDF_INIT(g_hdfWdtchdog);
该部分代码不细述,感兴趣的读者可以去详读。
5、应用程序
(1)Watchdog_test.c
Watchdog相关头文件如下所示:
#include "watchdog_if.h" // watchdog标准接口头文件
主函数负责看门狗相关操作。
其中,打开看门狗操作源代码具体如下:
// 打开看门狗设备
ret = WatchdogOpen(m_watchdog_id, handle);
if (ret != 0) {
PRINT_ERROR("WatchdogOpen failed and ret = %dn", ret);
goto out;
}
if (handle == NULL) {
PRINT_ERROR("WatchdogOpen failed and handle is nulln");
goto out;
}
......
设置和获取看门狗超时时间操作源代码如下所示:
// 设置超时时间
ret = WatchdogSetTimeout(handle, m_watchdog_timeout);
if (ret != 0) {
PRINT_ERROR("WatchdogSetTimeout failed and ret = %dn", ret);
goto out;
}
printf("WatchdogSetTimeout Successful and Watchdog timeout = %dn", m_watchdog_timeout);
// 获取超时时间
ret = WatchdogGetTimeout(handle, &timeout);
if (ret != 0) {
PRINT_ERROR("WatchdogGetTimeout failed and ret = %dn", ret);
goto out;
}
printf("WatchdogGetTimeout Successful and Watchdog timeout = %dn", timeout);
启动看门狗操作,如下所示:
// 启动看门狗
ret = WatchdogStart(handle);
if (ret != 0) {
PRINT_ERROR("WatchdogStart failed and ret = %dn", ret);
goto out;
}
查看看门狗相关状态,如下所示:
// 获取看门狗状态,是否启动
status = WATCHDOG_STOP;
ret = WatchdogGetStatus(handle, &status);
if (ret != 0) {
PRINT_ERROR("WatchdogGetStatus failed and ret = %dn", ret);
goto out;
}
printf("WatchdogGetStatus Successful and Watchdog status = %d, WATCHDOG_START = %d, WATCHDOG_STOP = %dn",
status, WATCHDOG_START, WATCHDOG_STOP);
喂狗和停止喂狗操作,如下所示:
// 喂狗
for (i = 0; i < m_watchdog_feed_count; i++) {
sleep(m_watchdog_feed);
printf("Watchdog: feed number = %d and feed time = %dn", i, m_watchdog_feed);
ret = WatchdogFeed(handle);
if (ret != 0) {
PRINT_ERROR("WatchdogFeed failed and ret = %dn", ret);
goto out;
}
}
// 停止喂狗
ret = WatchdogStop(handle);
if (ret != 0) {
PRINT_ERROR("WatchdogStop failed and ret = %dn", ret);
goto out;
}
关闭喂狗,如下所示:
WatchdogClose(handle);
(2)BUILD.gn
编写应用程序的BUILD.gn,具体内容如下:
import("//build/ohos.gni")
import("//drivers/hdf_core/adapter/uhdf2/uhdf.gni")
print("samples: compile rk3568_watchdog_test")
ohos_executable("rk3568_watchdog_test") {
sources = [ "watchdog_test.c" ]
include_dirs = [
"$hdf_framework_path/include",
"$hdf_framework_path/include/core",
"$hdf_framework_path/include/osal",
"$hdf_framework_path/include/platform",
"$hdf_framework_path/include/utils",
"$hdf_uhdf_path/osal/include",
"$hdf_uhdf_path/ipc/include",
"//base/hiviewdfx/hilog/interfaces/native/kits/include",
"//third_party/bounds_checking_function/include",
]
deps = [
"$hdf_uhdf_path/platform:libhdf_platform",
"$hdf_uhdf_path/utils:libhdf_utils",
"//base/hiviewdfx/hilog/interfaces/native/innerkits:libhilog",
]
cflags = [
"-Wall",
"-Wextra",
"-Werror",
"-Wno-format",
"-Wno-format-extra-args",
]
part_name = "product_rk3568"
install_enable = true
}
(3)参与应用程序编译
编辑//vendor/lockzhiner/rk3568/samples/BUILD.gn,开启编译选项。具体如下:
"b10_platform_device_watchdog/app:rk3568_watchdog_test"
四、程序编译
建议使用docker编译方法,运行如下:
hb set -root .
hb set
# 选择lockzhiner下的rk3568编译分支。
hb build -f
五、运行结果
运行如下:
# rk3568_Watchdog_test
Watchdog Params:
watchdog id = 0
watchdog timeout sec = 5
watchdog feed sec = 1
watchdog feed count = 5
../../vendor/lockzhiner/rk3568/samples/b10_platform_device_watchdog/app/watchdog_test.c, main, 121, error: WatchdogOpen failed and ret = -16
WatchdogClose Successful
#
注意:
(1)WatchdogOpen返回值为-16,查看//drivers/hdf_core/framework/include/utils/hdf_base.h,具体如下:
/**
* @brief Enumerates HDF return value types.
*/
typedef enum {
HDF_SUCCESS = 0, /**< The operation is successful. */
HDF_FAILURE = -1, /**< Failed to invoke the OS underlying function. */
HDF_ERR_NOT_SUPPORT = -2, /**< Not supported. */
HDF_ERR_INVALID_PARAM = -3, /**< Invalid parameter. */
HDF_ERR_INVALID_OBJECT = -4, /**< Invalid object. */
HDF_ERR_MALLOC_FAIL = -6, /**< Memory allocation fails. */
HDF_ERR_TIMEOUT = -7, /**< Timeout occurs. */
HDF_ERR_THREAD_CREATE_FAIL = -10, /**< Failed to create a thread. */
HDF_ERR_QUEUE_FULL = -15, /**< The queue is full. */
HDF_ERR_DEVICE_BUSY = -16, /**< The device is busy. */
HDF_ERR_IO = -17, /**< I/O error. */
HDF_ERR_BAD_FD = -18, /**< Incorrect file descriptor. */
HDF_ERR_NOPERM = -19, /**< No permission. */
......
} HDF_STATUS;
如此可知,watchdog被其他程序占用。
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