电源管理入门4子系统reset

2023年 10月 14日 73.8k 0

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之前的文章电源管理入门-1关机重启详解介绍了整机SoC的重启也可以说是reset,那么子系统的reset,例如某个驱动(网卡、USB等)或者某个子系统(NPU、ISP等运行在独立的M核或者R核上的AI系统),这些零碎模块的reset就需要用另外一种机制,Linux提供了reset framework框架,我们可以使用这个框架对子系统reset,然后操作硬件CRU寄存器进行硬件的reset操作。

考虑到安全的因素对CRU寄存器的操作可以放在:

  • ATF里面的BL31(通过SMC指令)
  • 或者放到SCP里面(通过Linux-SCMI-》SCP)里面进行。

本小节先介绍下Linux里面的通用reset框架,下篇介绍arm-scmi到SCP进行CRU硬件操作的实现。

1. 简介

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复杂SoC内部有很多具有独立功能的硬件模块,例如CPU cores、GPU cores、USB控制器、MMC控制器、等等,出于功耗、稳定性等方面的考虑,有些SoC在内部为这些硬件模块设计了复位信号(reset signals),软件可通过寄存器(一般1个bit控制1个硬件)控制这些硬件模块的复位状态。

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例如有3个软件I2C/EMMC/IPC都有复位某个硬件模块的需求,那么要写三个复位操作代码。

  • 这些代码可以进行抽象出来一个独立的软件框架-reset framework,
  • 这样软件使用者(consumer:I2C/EMMC/IPC)直接使用硬件模块的名字,就可以对硬件进行复位。
  • 一个模块硬件的复位实现为单独的reset driver(provider),只用实现一次就可以了。

再次说明了,解决复杂问题的普遍方法就是抽象,而Linux内核可以说是玩得一手好抽象,也是操作系统的必备技能。

2. consumer-驱动软件

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对于硬件驱动来的需求来说,就是复位某个硬件,在驱动代码里面可以通过硬件的名字进行复位,这个名字对应设置放在了dts文件中,例如:

i2c0: i2c@0xA1006000 {
        compatible = "arch64,a10-i2c";
        reg = ;
        interrupt-parent = ;
        interrupts = ;
        clock-frequency = ;
        resets = ;
        reset-names = "i2c0";
        status = "disabled";
};

&rst:使用rst驱动,0x50:寄存器偏移,11:使用那个bit
进行复位的时候,在驱动软件里面加上

    i2c_dev->i2c_rst =
            devm_reset_control_get(i2c_dev->dev, "i2c0");

static int i2c_reset_assert(struct reset_control *rstc)
{
        int rc = 0;
        rc = reset_control_assert(rstc);
        if (rc < 0) {
                pr_err("%s: failedn", __func__);
                return rc;
        }

        return rc;
}
static int i2c_reset_assert(struct reset_control *rstc)
{
        int rc = 0;
        rc = reset_control_assert(rstc);
        if (rc i2c_rst );
                udelay(1);
                i2c_reset_release(i2c_dev->i2c_rst );

}

i2c_dev->i2c_rst是一个reset_control的结构体

struct reset_control {
    struct reset_controller_dev *rcdev;
    struct list_head list;
    unsigned int id;
    struct kref refcnt;
    bool acquired;
    bool shared;
    bool array;
    atomic_t deassert_count;
    atomic_t triggered_count;
};

上面i2c驱动作为consumer调用了reset framework提供的API函数(include/linux/reset.h),如下:

/* 通过reset_control_get或者devm_reset_control_get获得reset句柄 */ 
struct reset_control *reset_control_get(struct device *dev, const char *id);    
void reset_control_put(struct reset_control *rstc);                             
struct reset_control *devm_reset_control_get(struct device *dev, const char *id);

/* 通过reset_control_reset进行复位,或者通过reset_control_assert使设备处于复位生效状态,通过reset_control_deassert使复位失效 */ 
reset_control_deassert(struct reset_control *rstc)//解复位
reset_control_assert(struct reset_control *rstc)//复位
reset_control_reset(struct reset_control *rstc)//先复位,延迟一会,然后解复位

3. provider-reset驱动

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3.1 整体介绍

reset驱动是一个独立驱动,为其他驱动提供硬件复位的服务。
首先在dts里面设置.compatible这样驱动就可以加载了,如下定义了rst驱动:

        rst: reset-controller {
                compatible = "arch64,a10-reset";
                #reset-cells = ;
                reg = ;
        };

上述是一个reset控制器的节点,0x91000000是寄存器基址,0x1000是映射大小。#reset-cells代表引用该reset时需要的cells个数。

然后就是reset驱动的实现,reset驱动编写的基本步骤:

  • 实现struct reset_control_ops结构体中的.reset、.assert、.deassert、.status函数
  • 分配struct reset_controller_dev结构体,填充ops、owner、nr_resets等成员内容
  • 调用reset_controller_register函数注册reset设备
  • 首先定义platform_driver:

    static const struct of_device_id a10_reset_dt_ids[] = {
            { .compatible = "hobot,a10-reset", },
            { },
    };
    static struct platform_driver a10_reset_driver = {
            .probe  = a10_reset_probe,
            .driver = {
                    .name       = KBUILD_MODNAME,
                    .of_match_table = a10_reset_dt_ids,
            },
    };
    
    static int __init a10_reset_init(void)
    {
        return platform_driver_register(&a10_reset_driver);
    }
    

    系统初始化,dts中配置了此reset驱动,就会调用a10_reset_probe

    static int a10_reset_probe(struct platform_device *pdev)
    {
            struct a10_reset_data *data;
            struct resource *res;
            struct device *dev = &pdev->dev;
            struct device_node *np = dev->of_node;
            u32 modrst_offset;
    
            /*
             * The binding was mainlined without the required property.
             * Do not continue, when we encounter an old DT.
             */
            if (!of_find_property(pdev->dev.of_node, "#reset-cells", NULL)) {
                    dev_err(&pdev->dev, "%s missing #reset-cells propertyn",
                            pdev->dev.of_node->full_name);
                    return -EINVAL;
            }
    
            data = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*data), GFP_KERNEL);
            if (!data)
                    return -ENOMEM;
    
            res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
            data->membase = devm_ioremap_resource(&pdev->dev, res);
            if (IS_ERR(data->membase))
                    return PTR_ERR(data->membase);
    
            spin_lock_init(&data->lock);
    
            data->rcdev.owner = THIS_MODULE;
            data->rcdev.nr_resets = a10_MAX_NR_RESETS;
            data->rcdev.ops = &a10_reset_ops;
            data->rcdev.of_node = pdev->dev.of_node;
            data->rcdev.of_xlate = a10_reset_of_xlate;
            data->rcdev.of_reset_n_cells = 2;
    
            return devm_reset_controller_register(dev, &data->rcdev);
    }
    

    data->rcdev的定义如下:

    struct reset_controller_dev{
        const struct reset_control_ops *ops;//复位控制操作函数
        struct list_head list;//全局链表,复位控制器注册后挂载到全局链表
        struct list_head reset_control_head;//各个模块复位的链表头
        struct device *dev;int of_reset_n_cells;//dts中引用时,需要几个参数
            
        //通过dts引用的参数,解析复位控制器中相应的参数
        int (*of_xlate)(struct reset_controller_dev *rcdev, const struct of_phandle_args *reset_spec);unsigned int nr_resets;//复位设备个数
    }
    
    • ops提供reset操作的实现,基本上是reset provider的所有工作量。
    • of_xlate和of_reset_n_cells用于解析consumer device dts node中的“resets = ; ”节点,如果reset controller比较简单(仅仅是线性的索引),可以不实现,使用reset framework提供的简单版本----of_reset_simple_xlate即可。
    • nr_resets,该reset controller所控制的reset信号的个数。

    a10_reset_ops定义了reset framework的回调函数,对具体寄存器位进行操作

    //reset可控制设备完成一次完整的复位过程。
    //assert和deassert分别控制设备reset状态的生效和失效。
    static const struct reset_control_ops a10_reset_ops = {
            .assert     = a10_reset_assert,
            .deassert   = a10_reset_deassert,
            .status     = a10_reset_status,
    };
    
    static int a10_reset_assert(struct reset_controller_dev *rcdev,
            unsigned long id)
    {
            void __iomem    *regaddr;
            uint32_t reg_val, offset;
            unsigned long flags;
            u8 bit;
            struct a10_reset_data *data = to_a10_reset_data(rcdev);
    
            if (rcdev == NULL || id lock, flags);
            offset = (id & RESET_REG_OFFSET_MASK) >> RESET_REG_OFFSET_SHIFT;
            regaddr = data->membase + offset;
    
            reg_val = readl(regaddr);
            bit = (id & RESET_REG_BIT_MASK);
            reg_val |= BIT(bit);
            writel(reg_val, regaddr);
    
            spin_unlock_irqrestore(&data->lock, flags);
    
            return 0;
    }
    
    static int a10_reset_deassert(struct reset_controller_dev *rcdev,
            unsigned long id)
    {
            void __iomem    *regaddr;
            uint32_t reg_val, offset;
            unsigned long flags;
            u8 bit;
            struct a10_reset_data *data = to_a10_reset_data(rcdev);
    
            if (rcdev == NULL || id lock, flags);
            offset = (id & RESET_REG_OFFSET_MASK) >> RESET_REG_OFFSET_SHIFT;
            regaddr = data->membase + offset;
    
            reg_val = readl(regaddr);
            bit = (id & RESET_REG_BIT_MASK);
            reg_val &= ~(BIT(bit));
            writel(reg_val, regaddr);
    
            spin_unlock_irqrestore(&data->lock, flags);
            return 0;
    }
    static int a10_reset_status(struct reset_controller_dev *rcdev,
            unsigned long id)
    {
            return 0;
    }
    

    3.2 reset复位API说明

    devm_reset_control_get

    struct reset_control *devm_reset_control_get(struct device *dev, const char *id)
    •	作用:获取相应的reset句柄
    •	参数:
    ○	 dev:指向申请reset资源的设备句柄
    ○	 id:指向要申请的reset资源名(字符串),可以为NULL
    •	返回:
    ○	 成功:返回reset句柄
    ○	 失败:返回NULL
    

    reset_control_deassert

    int reset_control_deassert(struct reset_control *rstc)
    •	作用:对传入的reset资源进行解复位操作
    •	参数:
    ○	 rstc:指向申请reset资源的设备句柄
    •	返回:
    ○	 成功:返回0
    ○	 失败:返回错误码
    

    reset_control_assert

    int reset_control_assert(struct reset_control *rstc)
    •	作用:对传入的reset资源进行复位操作。
    参数和返回值与reset_control_deassert相同
    

    reset_control_reset

    int reset_control_reset(struct reset_control *rstc)
    •	作用:对传入的reset资源先进行复位操作,然后等待5us,再进行解复位操作。
    •	相当于执行了一遍reset_control_assert后,然后delay一会,再调用reset_control_deassert
    

    后记:

    使用markdown写中文发现段落行首空格实在不好搞,然后调研了很多牛人写的中文博客发现行首不用空格的很多,咱们这里为了方便书写,也不要行首空格了。毕竟工具是服务人的,规则都是在变化的。

    电源管理这个专栏其实比较小众,大伙并不是那么爱看,我就先多写几篇存着,到时一块推送,避免公共资源的浪费,节省点大家的时间。有时候我也划开微信看看直播和视频号,发现很多无脑的直播,比如河边钢筋磨石头、在家转大棍子,什么科目三,感觉这些都有人看,这么无脑,我就算写点垃圾文字也比这强的吧,也有可能人看视频就是为了无脑休息下。

    “啥都懂一点,啥都不精通,

    干啥都能干,干啥啥不是,

    专业入门劝退,堪称程序员杂家”。

    后续会继续更新,纯干货分析,欢迎分享给朋友,欢迎评论交流!

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