1.看门狗定义

Linux 自带了一个 watchdog 的实现，用于监视系统的运行，包括一个内核 watchdog module 和一个用户空间的 watchdog 程序。
内核 watchdog 模块通过 /dev/watchdog 这个字符设备与用户空间通信。用户空间程序一旦打开 /dev/watchdog 设备（俗称“开门放狗”），就会导致在内核中启动一个1分钟的定时器（系统默认时间），此后，用户空间程序需要保证在1分钟之内向这个设备写入数据（俗称“定期喂狗”），每次写操作会导致重新设定定时器。如果用户空间程序在1分钟之内没有写操作，定时器到期会导致一次系统 reboot 操作（“狗咬人了”呵呵）。通过这种机制，我们可以保证系统核心进程大部分时间都处于运行状态，即使特定情形下进程崩溃，因无法正常定时“喂狗”，Linux系统在看门狗作用下重新启动（reboot），核心进程又运行起来了。多用于嵌入式系统。

打开 /dev/watchdog 设备（“开门放狗”）：

int fd_watchdog = open("/dev/watchdog", O_WRONLY);
if(fd_watchdog == -1) {
	int err = errno;
	printf("\n!!! FAILED to open /dev/watchdog, errno: %d, %s\n", err, strerror(err));
	syslog(LOG_WARNING, "FAILED to open /dev/watchdog, errno: %d, %s", err, strerror(err));
}

每隔一段时间向 /dev/watchdog 设备写入数据（“定期喂狗”）：

//feed the watchdog
if(fd_watchdog >= 0) {
	static unsigned char food = 0;
	ssize_t eaten = write(fd_watchdog, &food, 1);
	if(eaten != 1) {
		puts("\n!!! FAILED feeding watchdog");
		syslog(LOG_WARNING, "FAILED feeding watchdog");
	}
}

关闭 /dev/watchdog 设备，通常不需要这个步骤：

close(fd_watchdog);

2. 定义详解

watchdog
简而言之，watchdog是为了保证系统正常运行，或者从死循环，死锁等异常状态退出的一种机制。

原理：

看门狗分硬件看门狗和软件看门狗。硬件看门狗是利用一个定时器电路，其定时输出连接到电路的复位端，程序在一定时间范围内对定时器清零(俗称“喂狗”)，因此程序正常工作时，定时器总不能溢出，也就不能产生复位信号。如果程序出现故障，不在定时周期内复位看门狗，就使得看门狗定时器溢出产生复位信号并重启系统。软件看门狗原理上一样，只是将硬件电路上的定时器用处理器的内部定时器代替，这样可以简化硬件电路设计，但在可靠性方面不如硬件定时器，比如系统内部定时器自身发生故障就无法检测到。

软件看门狗分为两种，用于检测soft lockup的普通软狗(基于时钟中断)，以及检测hard lockup的NMI狗（基于NMI中断）。

注1：时钟中断优先级小于NMI中断
注2：lockup，是指某段内核代码占着CPU不放。Lockup严重的情况下会导致整个系统失去响应。

soft lockup 和 hard lockup，它们的唯一区别是 hard lockup 发生在CPU屏蔽中断的情况下。

3. 软狗

单个cpu检测线程是否正常调度。

一般软狗的正常流程如下（假设软狗触发的时间为20s）

可能产生软狗的原因：
1.频繁处理硬中断以至于没有时间正常调度
2.长期处理软中断
3.对于非抢占式内核，某个线程长时间执行而不触发调度
4.以上all

4.NMI watchdog

单个CPU检测中断是否能够正常上报
当CPU处于关中断状态达到一定时间会被判定进入hard lockup

NMI检测流程：

可能产生NMI狗的原因：
1.长期处理某个硬中断
2.长时间在禁用本地中断下处理

NMI狗机制也是用一个percpu的hrtimer来喂狗，为了能够及时检测到hard lockup状态，在比中断优先级更高的NMI上下文进行检测。

5.硬狗

用于检测所有CPU是否正常运行
任何一个CPU都可以喂硬狗，当在一定时间内没有核喂狗，触发硬狗复位

硬狗检测流程：

可能产生硬狗的原因：
1.CPU（没有软狗，NMI狗触发条件）全部挂死
2.CPU之间存在硬件依赖关系，某一个CPU挂死，有软件层面的共享资源

每一个CPU上都有一个watchdog线程（线程名为watchdog/0,watchdog/1 …）