Linux Watchdog 是 Linux 系统中的一个重要机制，用于监测系统运行情况并在系统锁死或死机时进行相应的处理。它可以通过硬件电路或软件定时器来实现。

1. Watchdog 的基本工作原理

当 Watchdog 启动后（即 /dev/watchdog 设备被打开），如果在设定的时间间隔内没有对 /dev/watchdog 执行写操作，硬件 Watchdog 电路或软件定时器就会重新启动系统。在 Linux 内核下，Watchdog 的基本工作原理如下：

• Watchdog 设备：/dev/watchdog 是一个字符设备节点，主设备号为 10，从设备号为 130。它是与 Watchdog 相关的设备节点。
• Watchdog 驱动：Linux 内核提供了各种类型的 Watchdog 硬件电路的驱动，同时也提供了基于定时器的纯软件 Watchdog 驱动。这些驱动的源码位于内核源码树的 drivers/char/watchdog/ 目录下。

2. Watchdog 的工作方式

Linux Watchdog 可以通过两种方式实现：内核 Watchdog 和用户空间 Watchdog。

2.1 内核 Watchdog

内核 Watchdog 主要用于检测 Lockup 的情况。Lockup 是指某段内核代码占用 CPU 不放，导致系统失去响应。Lockup 有两种类型：软 Lockup 和硬 Lockup。

• 软 Lockup：指 CPU 被内核代码占用，无法执行其他进程。软 Lockup 的检测原理是为每个 CPU 核心注册一个名为 watchdog 的内核线程，当该线程在设定的时间内没有得到执行时，就表示发生了软 Lockup。软 Lockup 的检测是通过高精度计时器和中断处理例程实现的。
• 硬 Lockup：指 CPU 在屏蔽中断的情况下发生 Lockup。硬 Lockup 的检测是通过 NMI（非可屏蔽中断）实现的，NMI 是一种即使在内核代码中设置了屏蔽所有中断的情况下仍然能被响应的中断。硬 Lockup 的检测是通过检查 NMI 中断是否能够被响应来判断的。

2.2 用户空间 Watchdog

用户空间 Watchdog 主要用于监测用户程序的运行情况。用户空间 Watchdog 通常是一个独立的守护进程，定期检查用户程序的运行状态，并在发现异常情况时采取相应的措施，如重启程序或系统。

3. Watchdog 的应用场景

Linux Watchdog 在以下场景中发挥重要作用：

• 嵌入式系统：在嵌入式系统中，Watchdog 可以监测系统运行状态，一旦系统出现死机或锁死的情况，Watchdog 可以及时重启系统，保证系统的可靠性。
• 服务器和数据中心：在服务器和数据中心环境中，Watchdog 可以监测关键服务的运行状态，一旦服务出现异常情况，Watchdog 可以及时采取措施，如重启服务或通知管理员。
• 安全系统：在安全系统中，Watchdog 可以监测系统的运行状态，一旦系统被攻击或出现异常情况，Watchdog 可以及时采取措施，如断开网络连接或重启系统。

总之，Linux Watchdog 是一个重要的系统监测机制，可以保证系统的稳定性和可靠性，在各种应用场景中发挥重要作用。

Learn more:

1. Linux Watchdog 机制_linux 看门狗中断处理函数-CSDN博客
2. linux下的watchdog | xqk的博客
3. watchdog机制 - 随风飘落的雨滴 - 博客园