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Linux reset子系统 - BSP-路人甲
来源：cnblogs　　作者：BSP-路人甲　　时间：2023/7/19 9:23:51　　对本文有异议
文章代码分析基于linux-5.19.13，架构基于aarch64（ARM64）。

1. 前言

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。

2. 前言

reset子系统也分为了consumer和provider，结构体关系如下：

3. consumer

对于一个具体的硬件模块，它的要求很简单：复位我的硬件模块，而不必关注具体复位的手段（例如控制哪个寄存器的哪个bit位，等等）。

Linux kernel基于device tree提供了对应的reset framework：

  1. 首先，提供描述系统中reset资源的方法（参考provider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("resets"字段的具体格式由reset provider决定)：

  1. device {
  2.   resets = <&rst 20>;
  3.   reset-names = "reset"; 
  4. };
  5. This represents a device with a single reset signal named "reset".
  7. bus { 
  8.   resets = <&rst 10> <&rst 11> <&rst 12> <&rst 11>;
  9.   reset-names = "i2s1", "i2s2", "dma", "mixer"; 
  10. };
  11. This represents a bus that controls the reset signal of each of four sub- ordinate devices. Consider for example a bus that fails to operate unless no child device has reset asserted.
  1. 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"）：
  • 只有一个reset信号的话，可以使用最简单的device_reset API
  1. static inline int __must_check device_reset(struct device *dev)
  • 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
  1. /* 通过reset_control_get或者devm_reset_control_get获得reset句柄 */
  2. struct reset_control *reset_control_get(struct device *dev, const char *id);                             
  3. struct reset_control *devm_reset_control_get(struct device *dev, const char *id);
  5. /* 通过reset_control_put释放reset句柄 */
  6. void reset_control_put(struct reset_control *rstc);  
  8. /* 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 */
  9. int reset_control_reset(struct reset_control *rstc);   /先复位，延迟一会，然后解复位                        
  10. int reset_control_assert(struct reset_control *rstc);  //复位                       
  11. int reset_control_deassert(struct reset_control *rstc);//解复位

4. provider

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 //注册reset_controller
  • reset_controller_unregister //注销reset_controller

reset controller的抽象也很简单：

  1. /**
  2.  * struct reset_controller_dev - reset controller entity that might
  3.  *                               provide multiple reset controls
  4.  * @ops: a pointer to device specific struct reset_control_ops
  5.  * @owner: kernel module of the reset controller driver
  6.  * @list: internal list of reset controller devices
  7.  * @reset_control_head: head of internal list of requested reset controls
  8.  * @dev: corresponding driver model device struct
  9.  * @of_node: corresponding device tree node as phandle target
  10.  * @of_reset_n_cells: number of cells in reset line specifiers
  11.  * @of_xlate: translation function to translate from specifier as found in the
  12.  *            device tree to id as given to the reset control ops, defaults
  13.  *            to :c:func:`of_reset_simple_xlate`.
  14.  * @nr_resets: number of reset controls in this reset controller device
  15.  */
  16. struct reset_controller_dev {
  17. 	const struct reset_control_ops *ops;//ops提供reset操作的实现，基本上是reset provider的所有工作量。
  18. 	struct module *owner;
  19. 	struct list_head list;////全局链表，复位控制器注册后挂载到全局链表
  20. 	struct list_head reset_control_head;////各个模块复位的链表头
  21. 	struct device *dev;
  22. 	struct device_node *of_node;
  23. 	int of_reset_n_cells;////用于解析consumer device dts node中的“resets = <>; ”节点,指示dts中引用时，需要几个参数
  24. 	int (*of_xlate)(struct reset_controller_dev *rcdev,
  25. 			const struct of_phandle_args *reset_spec);//用于解析consumer device dts node中的“resets = <>; ”节点
  26. 	unsigned int nr_resets;//该reset controller所控制的reset信号的个数
  27. };

struct reset_control_ops也比较单纯，如下：

  1. /**
  2.  * struct reset_control_ops - reset controller driver callbacks
  3.  *
  4.  * @reset: for self-deasserting resets, does all necessary
  5.  *         things to reset the device
  6.  * @assert: manually assert the reset line, if supported
  7.  * @deassert: manually deassert the reset line, if supported
  8.  * @status: return the status of the reset line, if supported
  9.  */
  10. struct reset_control_ops {
  11. 	int (*reset)(struct reset_controller_dev *rcdev, unsigned long id);   //控制设备完成一次完整的复位过程
  12. 	int (*assert)(struct reset_controller_dev *rcdev, unsigned long id);  //控制设备reset状态的生效
  13. 	int (*deassert)(struct reset_controller_dev *rcdev, unsigned long id);//控制设备reset状态的失效。
  14. 	int (*status)(struct reset_controller_dev *rcdev, unsigned long id);  //复位状态查询
  15. };

5. reset驱动的设备树描述总结

5.1 对于provider

  1. reset:reset-controller{
  2.   compatible = "xx,xx-reset";
  3.   reg = <0x0 0x30390000 0x0 0x10000>;
  4.   #reset-cells = <1>;
  5. };

上述是一个reset控制器的节点，0x30390000 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。

5.2 对于consumer

例如，#reset-cells = <1>; 则正确引用为：

  1. mmc:mmc@0x12345678{
  2.     ......
  3.     resets = <&reset  0>;//0代表reset设备id，id是自定义的，但是不能超过reset驱动中指定的设备个数
  4.     ......
  5. };

6. 开源reset驱动实例

6.1 实例1(比较容易理解)

设备树： arch/arm/boot/dts/imx7d.dtsi

  1. 	pcie: pcie@0x33800000 {
  2. 		compatible = "fsl,imx7d-pcie", "snps,dw-pcie";
  4. 		....
  6. 		resets = <&src IMX7_RESET_PCIEPHY>,
  7. 			 <&src IMX7_RESET_PCIE_CTRL_APPS_EN>;
  8. 		reset-names = "pciephy", "apps";
  9. 		status = "disabled";
  10. 	};

驱动代码： drivers/reset/reset-imx7.c

  1. ...
  3. struct imx7_src {
  4. 	struct reset_controller_dev rcdev;
  5. 	struct regmap *regmap;
  6. };
  8. enum imx7_src_registers {
  9. 	SRC_A7RCR0		= 0x0004,
  10. 	SRC_M4RCR		= 0x000c,
  11. 	SRC_ERCR		= 0x0014,
  12. 	SRC_HSICPHY_RCR		= 0x001c,
  13. 	SRC_USBOPHY1_RCR	= 0x0020,
  14. 	SRC_USBOPHY2_RCR	= 0x0024,
  15. 	SRC_MIPIPHY_RCR		= 0x0028,
  16. 	SRC_PCIEPHY_RCR		= 0x002c,
  17. 	SRC_DDRC_RCR		= 0x1000,
  18. };
  20. struct imx7_src_signal {
  21. 	unsigned int offset, bit;
  22. };
  24. static const struct imx7_src_signal imx7_src_signals[IMX7_RESET_NUM] = {
  25. 	[IMX7_RESET_A7_CORE_POR_RESET0] = { SRC_A7RCR0, BIT(0) },
  26. 	[IMX7_RESET_A7_CORE_POR_RESET1] = { SRC_A7RCR0, BIT(1) },
  27. 	[IMX7_RESET_A7_CORE_RESET0]     = { SRC_A7RCR0, BIT(4) },
  28. 	[IMX7_RESET_A7_CORE_RESET1]	= { SRC_A7RCR0, BIT(5) },
  29. 	[IMX7_RESET_A7_DBG_RESET0]	= { SRC_A7RCR0, BIT(8) },
  30. 	[IMX7_RESET_A7_DBG_RESET1]	= { SRC_A7RCR0, BIT(9) },
  31. 	...
  32. };
  34. static struct imx7_src *to_imx7_src(struct reset_controller_dev *rcdev)
  35. {
  36. 	return container_of(rcdev, struct imx7_src, rcdev);
  37. }
  39. static int imx7_reset_set(struct reset_controller_dev *rcdev,
  40. 			  unsigned long id, bool assert)
  41. {
  42. 	struct imx7_src *imx7src = to_imx7_src(rcdev);
  43. 	const struct imx7_src_signal *signal = &imx7_src_signals[id];
  44. 	unsigned int value = assert ? signal->bit : 0;
  46. 	switch (id) {
  47. 	case IMX7_RESET_PCIEPHY:
  48. 		/*
  49. 		 * wait for more than 10us to release phy g_rst and
  50. 		 * btnrst
  51. 		 */
  52. 		if (!assert)
  53. 			udelay(10);
  54. 		break;
  56. 	case IMX7_RESET_PCIE_CTRL_APPS_EN:
  57. 		value = (assert) ? 0 : signal->bit;
  58. 		break;
  59. 	}
  61. 	return regmap_update_bits(imx7src->regmap,
  62. 				  signal->offset, signal->bit, value);
  63. }
  65. static int imx7_reset_assert(struct reset_controller_dev *rcdev,
  66. 			     unsigned long id)
  67. {
  68. 	return imx7_reset_set(rcdev, id, true);
  69. }
  71. static int imx7_reset_deassert(struct reset_controller_dev *rcdev,
  72. 			       unsigned long id)
  73. {
  74. 	return imx7_reset_set(rcdev, id, false);
  75. }
  77. static const struct reset_control_ops imx7_reset_ops = {
  78. 	.assert		= imx7_reset_assert,
  79. 	.deassert	= imx7_reset_deassert,
  80. };
  82. static int imx7_reset_probe(struct platform_device *pdev)
  83. {
  84. 	struct imx7_src *imx7src;
  85. 	struct device *dev = &pdev->dev;
  86. 	struct regmap_config config = { .name = "src" };
  88. 	imx7src = devm_kzalloc(dev, sizeof(*imx7src), GFP_KERNEL);
  89. 	if (!imx7src)
  90. 		return -ENOMEM;
  92. 	imx7src->regmap = syscon_node_to_regmap(dev->of_node);
  93. 	if (IS_ERR(imx7src->regmap)) {
  94. 		dev_err(dev, "Unable to get imx7-src regmap");
  95. 		return PTR_ERR(imx7src->regmap);
  96. 	}
  97. 	regmap_attach_dev(dev, imx7src->regmap, &config);
  99. 	imx7src->rcdev.owner     = THIS_MODULE;
  100. 	imx7src->rcdev.nr_resets = IMX7_RESET_NUM;
  101. 	imx7src->rcdev.ops       = &imx7_reset_ops;
  102. 	imx7src->rcdev.of_node   = dev->of_node;
  104. 	return devm_reset_controller_register(dev, &imx7src->rcdev);
  105. }
  107. static const struct of_device_id imx7_reset_dt_ids[] = {
  108. 	{ .compatible = "fsl,imx7d-src", },
  109. 	{ /* sentinel */ },
  110. };
  112. static struct platform_driver imx7_reset_driver = {
  113. 	.probe	= imx7_reset_probe,
  114. 	.driver = {
  115. 		.name		= KBUILD_MODNAME,
  116. 		.of_match_table	= imx7_reset_dt_ids,
  117. 	},
  118. };
  119. builtin_platform_driver(imx7_reset_driver);

6.2 实例2(在gpio子系统中嵌套reset子系统)

设备树： arc/arm64/boot/dts/myzr/myimx8mm.dts

  1. &pcie0{
  2. 	pinctrl-names = "default";
  3. 	pinctrl-0 = <&pinctrl_i2c4_pcieclk>, <&pinctrl_gpio1_pciendis>, <&pinctrl_sd2_pciewake>, <&pinctrl_sai2_pcienrst>;
  4. 	disable-gpio = <&gpio1 5 GPIO_ACTIVE_LOW>;
  5. 	reset-gpio = <&gpio4 21 GPIO_ACTIVE_LOW>;
  6. 	ext_osc = <1>;
  7. 	status = "okay";
  8. };

驱动代码： drivers/reset/gpio-reset.c

  1. ...
  3. struct gpio_reset_data {
  4. 	struct reset_controller_dev rcdev;
  5. 	unsigned int gpio;
  6. 	bool active_low;
  7. 	s32 delay_us;
  8. 	s32 post_delay_ms;
  9. };
  11. static void gpio_reset_set(struct reset_controller_dev *rcdev, int asserted)
  12. {
  13. 	struct gpio_reset_data *drvdata = container_of(rcdev,
  14. 			struct gpio_reset_data, rcdev);
  15. 	int value = asserted;
  17. 	if (drvdata->active_low)
  18. 		value = !value;
  20. 	gpio_set_value_cansleep(drvdata->gpio, value);
  21. }
  23. static int gpio_reset(struct reset_controller_dev *rcdev, unsigned long id)
  24. {
  25. 	struct gpio_reset_data *drvdata = container_of(rcdev,
  26. 			struct gpio_reset_data, rcdev);
  28. 	if (drvdata->delay_us < 0)
  29. 		return -ENOSYS;
  31. 	gpio_reset_set(rcdev, 1);
  32. 	udelay(drvdata->delay_us);
  33. 	gpio_reset_set(rcdev, 0);
  35. 	if (drvdata->post_delay_ms < 0)
  36. 		return 0;
  38. 	msleep(drvdata->post_delay_ms);
  39. 	return 0;
  40. }
  42. static int gpio_reset_assert(struct reset_controller_dev *rcdev,
  43. 		unsigned long id)
  44. {
  45. 	gpio_reset_set(rcdev, 1);
  47. 	return 0;
  48. }
  50. static int gpio_reset_deassert(struct reset_controller_dev *rcdev,
  51. 		unsigned long id)
  52. {
  53. 	gpio_reset_set(rcdev, 0);
  55. 	return 0;
  56. }
  58. static struct reset_control_ops gpio_reset_ops = {
  59. 	.reset = gpio_reset,
  60. 	.assert = gpio_reset_assert,
  61. 	.deassert = gpio_reset_deassert,
  62. };
  64. static int of_gpio_reset_xlate(struct reset_controller_dev *rcdev,
  65. 			       const struct of_phandle_args *reset_spec)
  66. {
  67. 	if (WARN_ON(reset_spec->args_count != 0))
  68. 		return -EINVAL;
  70. 	return 0;
  71. }
  73. static int gpio_reset_probe(struct platform_device *pdev)
  74. {
  75. 	...
  77. 	drvdata = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*drvdata), GFP_KERNEL);
  79. 	...
  81. 	drvdata->rcdev.of_node = np;
  82. 	drvdata->rcdev.owner = THIS_MODULE;
  83. 	drvdata->rcdev.nr_resets = 1;                  ////该reset controller所控制的reset信号的个数
  84. 	drvdata->rcdev.ops = &gpio_reset_ops;          //ops提供reset操作的实现。
  85. 	drvdata->rcdev.of_xlate = of_gpio_reset_xlate; 
  86. 	reset_controller_register(&drvdata->rcdev);    //注册reset controller
  88. 	return 0;
  89. }
  91. static int gpio_reset_remove(struct platform_device *pdev)
  92. {
  93. 	struct gpio_reset_data *drvdata = platform_get_drvdata(pdev);
  95. 	reset_controller_unregister(&drvdata->rcdev);
  97. 	return 0;
  98. }
  100. static struct of_device_id gpio_reset_dt_ids[] = {
  101. 	{ .compatible = "gpio-reset" },
  102. 	{ }
  103. };
  105. #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
  106. static int gpio_reset_suspend(struct device *dev)
  107. {
  108. 	pinctrl_pm_select_sleep_state(dev);
  110. 	return 0;
  111. }
  112. static int gpio_reset_resume(struct device *dev)
  113. {
  114. 	pinctrl_pm_select_default_state(dev);
  116. 	return 0;
  117. }
  118. #endif
  120. static const struct dev_pm_ops gpio_reset_pm_ops = {
  121. 	SET_LATE_SYSTEM_SLEEP_PM_OPS(gpio_reset_suspend, gpio_reset_resume)
  122. };
  124. static struct platform_driver gpio_reset_driver = {
  125. 	.probe = gpio_reset_probe,
  126. 	.remove = gpio_reset_remove,
  127. 	.driver = {
  128. 		.name = "gpio-reset",
  129. 		.owner = THIS_MODULE,
  130. 		.of_match_table = of_match_ptr(gpio_reset_dt_ids),
  131. 		.pm = &gpio_reset_pm_ops,
  132. 	},
  133. };
  135. static int __init gpio_reset_init(void)
  136. {
  137. 	return platform_driver_register(&gpio_reset_driver);
  138. }
  139. arch_initcall(gpio_reset_init);
  141. static void __exit gpio_reset_exit(void)
  142. {
  143. 	platform_driver_unregister(&gpio_reset_driver);
  144. }
  145. ...

7. reset驱动的实质

操作soc对应的reset寄存器，以实现内核IP的复位，或者操作gpio管脚的电平，间接复位接到该pin脚的从设备。

参考

[1] Documentation/devicetree/bindings/reset/reset.txt
[2] Linux reset framework
[2] Linux reset子系统及驱动实例

原文链接：https://www.cnblogs.com/jianhua1992/p/17396492.html

 友情链接：直通硅谷 　点职佳 　北美留学生论坛

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