Linux看门狗管理及在DM8168芯片上的应用

空间，应用程序通过内核驱动提供的API接口(通常以打开文件或ioctl方式)，提供访问硬件设备的接口，比如打开看门狗(int fd = open(“/dev/wat chdog”，O_RDWR))。

4 Linux系统下看门狗的管理

Linux启动过程依次为U—Boot、内核及文件系统，最后是应用程序启动。在Linux系统启动过程中，启用看门狗可以有效监测系统状态，若异常导致看门狗溢出，系统会自动复位以试修复问题，从而提高系统的可靠性及健壮性。本节以DMS168开发板为例，介绍Linux各个启动阶段看门狗的管理。

4.1 U—Boot启动阶段

开发板上电后，执行U—Boot的第一条指令，然后顺序执行U—Boot启动函数。U—Boot启动内核的过程如下：

①硬件设备初始化。

②加载U—Boot第二阶段代码到RAM空间。

③设置好堆栈，跳转到start_armboot函数入口。

④start_armboot是U—Boot执行的第一个C语言函数。

⑤初始化本阶段使用的硬件设备。

⑥检测系统内存映射。

⑦将内核从Flash读取到RAM中。

⑧设置内核启动参数，然后启动硬件看门狗，通过访问控制寄存器来实现。该阶段可以设置看门狗超时溢出时间为120 s。以DM8168芯片为例(后面的代码都是基于该芯片实现)，相关代码为：

__raw_writel(0xBBBB，WDT_WSPR);

__raw_writel(0x4444，WDT_WSPR);

__raw_writel(wdt_trgr_time，WDT_WTGR);

这样如果后续的内核解压及启动出错，看门狗超时可以复位开发板以重启，重新加载内核并试图修复。

⑨完成系统初始化工作，U—Boot进入主循环程序，处理用户输入的命令。在abortboot中，关闭看门狗，向控制寄存器依次写入：

__raw_writel(0xAAAA，WDT_WSPR);

__raw_writel(0x5555，WDT_WSPR);

若收到用户中断，U—Boot自动启动的命令后，关闭看门狗，以方便用户调试U—Boot、设置内核相关参数等信息。

⑩如果没有收到用户中断命令，U—Boot会拷贝内核镜像并解压内核，开始启动内核调用。

4.2 内核启动阶段

在U—Boot加载了内核之后，系统就进入内核启动阶段，此时，看门狗的管理控制也要由内核来接管。内核启动主要包括内核自解压、注册及加载硬件驱动程序、Flash分区等。

在内核启动时，内核程序会注册硬件看门狗的驱动程序，并执行probe探针函数，此时，内核接管U—Boot阶段的看门狗，即先关闭看门狗，然后再重新打开看门狗，并加载新的超时时长，此处设置wdt_trgr_time=120 s。

__raw_writel(0xAAAA，WDT_WSPR);

__raw_writel(0x5555，WDT_WSPR);

__raw_writel(0xBBBB，WDT_WSPR);

__raw_writel(0x4444，WDT_WSPR);

__raw_writel(wdt_trgr_time，WDT_WTGR);

这样可以保证文件系统在挂载或解压出错时，看门狗没有进行喂狗操作，从而导致120 s超时后重启。

在注册完硬件驱动程序之后，内核会挂载根文件系统并进行解压。

4.3 应用程序启动阶段

文件系统启动后，用户的应用进程也会开始启动。在这个阶段，通常会创建一个独立的守护进程，来接管看门狗。守护进程启动时，首先关闭内核阶段启动的看门狗，并重新启动看门狗设置超时时长，实现接管内核阶段看门狗的功能。在看门狗启动后，守护进程可以周期性地进行喂狗操作，并通过心跳的方式同用户进程通信，在收不到用户进程的心跳包消息时，即停止喂狗操作，这样看门狗会超时溢出导致系统重启，以进行故障修复。

守护进程通过看门狗中断响应函数，实现重启系统等操作，以恢复系统可用性。

至此，Linux从U—Boot启动直到应用程序完成过程中，看门狗都有相应的启动及管理。

4.4 看门狗管理小结

Linux系统下，U—Boot启动后打开硬件看门狗，保证内核解压及启动出现异常时重启;内核启动阶段，接管U—Boot下的看门狗并设置时间，可以保证文件系统挂载、解压及启动出现异常时重启系统;在进入文件系统后，守护进程接管内核阶段的看门狗，并定期地执行喂狗操作，这样在用户进程出现异常(退出)时，守护进程可以监测到异常，停止喂狗操作，看门狗超时复位系统。嵌入式系统中，重启是从故障中修复的最简单有效的方法，通过在启动的不同阶段启用硬件看门狗，可以有效保障系统异常时重启。

5 DM8168看门狗的管理

除了前文提到的Linux系统下看门狗的基础管理，DM8168芯片的硬件看门狗外围输出引脚，可以同时支持Reset和Interrupt信号，功能更加强大。

如果只是期望看门狗超时后能重启复位板卡，参考前节提到的方法，依次在Linux启动的各个阶段启用及管理看门狗即可，因为看门狗的溢出引脚直接连接电源及复位管理模块。

此外，如