IC - reset子系统

简介

• 复杂的IC（SOC）内部有多个拥有独立功能的硬件模块，例如：cpu cores，tpu cores以及wdt，usb，mmc等各种外设。
• 出于IC稳定性（异常后可恢复）等方面的考虑，SOC中会设计专门的reset电路，负责各个硬件模块的复位，在内部为硬件模块设计复位信号（reset signals），软件可通过寄存器控制硬件模块的复位。

SOC 示例

• SOC（xx181x）的reset系统，比较复杂，设计了三个层级，主要功能：

1. 外设模块的复位。
2. CPU、TPU核的复位。
3. 系统整体的复位。

使用

• Reset系统实现比较复杂，但是暴露给用户使用的方式比较简单，一般是提供多个寄存器，每个寄存器以1 bit控制一个ip的复位，因此对于某个ip的复位只有两个操作：

1. 复位，往控制该ip的特定bit写0
2. 解复位，往控制该ip的特定bit写1

• 先复位，延时一会，解复位，ip就能够复位成功。
• SOC（xx181x）也提供了另外一套寄存器，同样以1 bit控制一个ip的复位，不同的是：复位时只需要往该bit写0，不需要再解复位（往该bit写1），ip就能复位成功。

适配

1. dts配置

• 需要在dts中配置reset-controller

/ {
    ...
    rst: reset-controller {
        compatible = "xxxxxx,reset";
        reg = <0x0 0x03003000 0x0 0x10>;
    };
    ...
}

• 其它ip reset配置

#include 

/{
    ...
    watchdog0: wd@0x3010000 {
        ...
        resets = <&rst RST_WDT>;
        reset-names = "rst_wdt";
    };
    ...
}

• 说明：

1. xxx-resets.h是uboot和linux中，各个ip的reset id定义，如下：

#define RST_MAINRST_AP          0
#define RST_SECONDRST_AP        1
#define RST_DDR                 2
#define RST_H264C               3
#define RST_WDT                 4

2. <&rst RST_WDT> 中的RST_WDT是引用头文件中的reset id，填具体的数字也可以，如下：

resets = <&rst 4>;

uboot

• reset id定义

file: u-boot-2021.10/include/dt-bindings/reset/xxx-resets.h

• 驱动实现

file: u-boot-2021.10/drivers/reset/reset-xxx.c

• 驱动中reset接口使用
• uboot下有一套和linux类似的接口，使用略。

Linux

reset-controller驱动实现

• reset id定义

//file: linux_5.10/include/dt-bindings/reset/xxx-resets.h

• 驱动接口定义

struct reset_control_ops{
    int (*reset)(struct reset_controller_dev *rcdev, unsigned long id);//复位+解复位
    int (*assert)(struct reset_controller_dev *rcdev, unsigned long id);//复位
    int (*deassert)(struct reset_controller_dev *rcdev, unsigned long id);//解复位
    int (*status)(struct reset_controller_dev *rcdev, unsigned long id);//复位状态查询
}

• 驱动核心接口（assert、deassert）实现

//file: linux_5.10/drivers/reset/reset-xxx.c

static int xx_reset_assert(struct reset_controller_dev *rcdev,
                              unsigned long id)
{
    // 将reset id转换为对应的 寄存器和bit，对该bit写0。
    // soc xx181x实现
    int bank = id / 32;
    int offset = id % 32;
    
    spin_lock_irqsave(&data->lock, flags);
    // 将该bit置 0
    reg = readl(data->membase + (bank * 4));
    writel(reg & ~BIT(offset), data->membase + (bank * 4));

    spin_unlock_irqrestore(&data->lock, flags);

    return 0;
}

static int xx_reset_deassert(struct reset_controller_dev *rcdev,
                                unsigned long id)
{
    // 将reset id转换为对应的 寄存器和bit，对该bit写1。
    // soc xx181x实现同上，置0改为置1
    return 0;
}

static const struct reset_control_ops bm_reset_ops = {
    .assert         = xxx_reset_assert,
    .deassert       = xxx_reset_deassert,
};

reset framework core(provider)

• reset 主逻辑以及API实现

// file: drivers/reset/core.c
struct reset_control {
    struct reset_controller_dev *rcdev;
    struct list_head list;
    unsigned int id;
    struct kref refcnt;
    bool shared;
    bool array;
    atomic_t deassert_count;
    atomic_t triggered_count;
};
...

• consumer使用的头文件(接口定义)

// file: include/linux/reset.h

// 获取reset handle
struct reset_control *devm_reset_control_get(struct device *dev, const char *id);

devm_reset_control_get_exclusive：查找并获取reset_control的独占引用（不能与其他驱动程序共享）。
devm_reset_control_get_shared：查找并获取reset_control的共享引用（可以与另一个驱动程序共享）。
devm_reset_control_get：与 devm_reset_control_get_exclusive 相同。
devm_reset_control_get_optional：与 devm_reset_control_get 相同，只是引用名称是可选的。
devm_reset_control_get_optional_exclusive：与devm_reset_control_get_exclusive 相同，只是引用名称是可选的。
devm_reset_control_get_optional_shared：与devm_reset_control_get_shared 相同，只是引用名称是可选

// reset 操作
int reset_control_reset(struct reset_control *rstc); //复位 + 解复位操作
int reset_control_assert(struct reset_control *rstc); //复位
int reset_control_deassert(struct reset_control *rstc); //解复位

其它驱动（consumer）使用

• 示例

  struct reset_control *reset;
  int ret; 

  // 1. get handle
  reset = devm_reset_control_get_exclusive(&pdev->dev, NULL);
  if (IS_ERR(reset)) {
    …
  } 

  // 2. 复位
  ret = reset_control_assert(reset);
  if (ret) {
    …
  }
  
  udelay(2);
  // 3. 解复位
  reset_control_deassert(reset);

• 也可以根据dts中的reset-name获取handle

reset = devm_reset_control_get(&pdev->dev, "rst_wdt");
if (IS_ERR(reset)) {
  …
}