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Linux reset framework

作者：wowo 发布于：2017-9-1 10:46 分类：电源管理子系统

1. 前言

大家都知道，复杂IC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IC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。

Linux kernel为了方便设备驱动的编写，抽象出一个简单的软件框架----reset framework，为reset的provider提供统一的reset资源管理手段，并为reset的consumer（各个硬件模块）提供便捷、统一的复位控制API。

reset framework的思路、实现和使用都非常简单、易懂（参考kernel有关的API--include/linux/reset-controller.h、include/linux/reset.h可知），不过麻雀虽小，五脏俱全，通过它可以加深对Linux kernel的设备模型、驱动框架、分层设计、provider/consumer等设计思想的理解，因此本文将对其进行一个简单的罗列和总结。

2. 从consumer的角度看

从某一个硬件模块的驱动设计者来看，他的要求很简单：我只是想复位我的硬件，而不想知道到底用什么手段才能复位（例如控制哪个寄存器的哪个bit位，等等）。

这个要求其实体现了软件设计（甚至是任何设计）中的一个最最质朴的设计理念：封装和抽象。对设备驱动来说，它期望看到是“reset”这个通用概念，用这个通用概念去发号施令的话，这个驱动就具备了通用性和可移植性（无论在周围的环境如何变化，“reset”本身不会变化）。而至于怎么reset，是通过寄存器A的bit m，还是寄存器B的bit n，则是平台维护者需要关心的事情（就是本文的reset provider）。

看到这样的要求，Linux kernel说：OK，于是reset framework出场，提供了如下的机制（基于device tree）：

1）首先，提供描述系统中reset资源的方法（参考下面第3章的介绍），这样consumer可以基于这种描述在自己的dts node中引用所需的reset信号。

2）然后，consumer设备在自己的dts node中使用“resets”、“reset-names”等关键字声明所需的reset的资源，例如^[1]（“resets”字段的具体格式由reset provider决定”）：

device {                                                               
        resets = <&rst 20>;                                            
        reset-names = "reset";                                         
};

3）最后，consumer driver在需要的时候，可以调用下面的API复位自己（具体可参考“include/linux/reset.h“）：

3-a）只有一个reset信号的话，可以使用最简单的device_reset API

int device_reset(struct device *dev);

3-b）如果需要更为复杂的控制（例如有多个reset信号、需要控制处于reset状态的长度的等），可以使用稍微复杂的API

/* 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 */
int reset_control_reset(struct reset_control *rstc);                           
int reset_control_assert(struct reset_control *rstc);                          
int reset_control_deassert(struct reset_control *rstc);

3. 从provider的角度看

kernel为reset provider提供的API位于“include/linux/reset-controller.h”中，很简单，无非就是：创建并填充reset controller设备（struct reset_controller_dev），并调用相应的接口（reset_controller_register/reset_controller_unregister）注册或者注销之。

reset controller的抽象也很简单：

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。

其它字段内部使用，provider不需要关心。

struct reset_control_ops也比较单纯，如下：

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。

4. 参考文档

[1] Documentation/devicetree/bindings/reset/reset.txt

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标签: Linux Kernel 内核 framework reset