Linux内核regulator架构和编写

来源：互联网发布：木门 erp 源码编辑：程序博客网时间：2024/04/30 02:32

电源种类介绍

（百度百科）LDO是low dropout regulator，意为低压差线性稳压器，是相对于传统的线性稳压器来说的。传统的线性稳压器，如78xx系列的芯片都要求输入电压要比输出电压高出2v~3V以上，否则就不能正常工作。但是在一些情况下，这样的条件显然是太苛刻了，如5v转3.3v,输入与输出的压差只有1.7v，显然是不满足条件的。针对这种情况，才有了LDO类的电源转换芯片。Ldo适合电压要求比较稳,但是功率不是很大的设备。

BUCK电路，降压式变换电路。就是一种DC-DC转换器，简单的讲就是通过震荡电路将一直流电压转变为一高频电源，然后通过脉冲变压器、整流滤波回路输出需要的直流电压，类似于开关电源

数据结构

structregulator_dev {

structregulator_desc *desc;

structlist_head list; // regulator通过此结构挂到regulator_list链表中

structlist_head consumer_list; //此regulator负责供电的设备列表

structregulation_constraints *constraints;

structregulator *supply; 父regulator的指针

};

regulator_list全局变量每注册一个regulator都会挂到这里

regulator_map_list全局变量每注册一个consumer都会挂到这里

编写驱动的步骤

概述

内核里pmu驱动和regulator驱动大多是混合在一起写的，很不好。比如把regulator_init_data放到platform的driver data里传进去。

一般来讲，一款soc会有配套有限数量的pmu。regulator作为pmu的抽象层。供电线路分为pmu直接供电和mtcmos供电。mtcmos也是pmu的一路作为父电源进行供电，但是mtcmos是soc片上的供电线路。比如mtcmos用pmu的一路buck供电，但是usb，sd，pcie分别用了3路mtcmos进行供电。

每路供电节点都是一个regulator。如果不考虑mtcmos情况，通常都是一级供电。也就是说，从pmu出来一个regulator下面挂接的就是consumer，而不是多个regulator级联。

如果出现级联的regulator，可以在regulator_desc的supply_name字段设置上级regulator。

推荐的写法是，regulator本身用什么实质内容都没有的platform dev和driver注册，在probe里注册regulator。只有regulator ops才会调用真正的pmu驱动。这样实现了适配层和具体驱动分离的原则。

自定义regulator id格式

regulator_desc有一个成员是id。这个id在区分不同的regulator里没有什么作用，因为regulator都是通过name字符串来查找和区分的。id的作用集中表现在ops函数指针数组里。一个PMU芯片通常有多路供电，但是一类供电（如buck）使用同一组ops函数指针数组通常是相同的。但是实际不同的regulator设置的寄存器和方法是有差异的。所以通过id进行区分。通常把id作为offset使用。把寄存器和操作方法放到数组里，这样利用id从数组得到信息，避免了使用大量的if和switch case语句。

struct regulator_desc {

const char*name;

const char*supply_name;

int id;

…

};

更优化的一些方法可以是，id的有些bit表示pmu或者regulator本身的信息索引，而另外一些bit表示偏移。这样，一个系列的多个PMU芯片可能复用同一套regulator适配层代码。操作信息可以按照 func[pmu_id][offset]二位数组进行。这些使用方法都是灵活的。

获得id的函数

int rdev_get_id(struct regulator_dev *rdev)

{

returnrdev->desc->id;

}

step1 准备ops

虽然arm soc pmu通常多达几十路供电，但是ops数量不多，一般一类设备同用一组ops函数，常见的类别有buck ops和ldo ops。ops函数的入参是(struct regulator_dev *)，所以可以根据regulator_dev得到具体的id信息，进行不同的寄存器操作。

int offset = rdev_get_id(rdev);

理论上讲，一个pmu所有的regulator可以用同一组ops，然后用id区分操作。另一个极端是每个regulator用一组不同的ops。不过为了代码复用和解耦合，通常是一类regulator用一组ops。

例子：

static structregulator_ops max8660_ldo5_ops = {

.list_voltage = max8660_ldo5_list,

.set_voltage = max8660_ldo5_set,

.get_voltage = max8660_ldo5_get,

};

step2 准备consumer

代码例子：

static struct regulator_consumer_supplylp3974_buck3_consumer[] = {

REGULATOR_SUPPLY("vdet", "s5p-sdo"),

REGULATOR_SUPPLY("vdd_reg", "0-003c"),

};

consumer指的是regulator树上的叶子节点。regulator_consumer_supply数组作为为regulator_init_data的成员。

consumer的名字是需要提供给各模块使用的，如上面代码的“vdet”。所以如果是系列soc的代码，最好这个名字不能带有pmu芯片型号或者soc型号，因为同样的模块，如usb控制器，很可能系列soc上的都一样，驱动也是复用的。不可能每换个soc就全盘适配regulator。所以这种情况下最好命名为”myregulator-usb”之类。这样换了pmu或者soc，只要用regulator_get(dev, ”myregulator-usb”)总能适应各种情况，就不需要修改驱动。

step3 准备regulator_desc

注意regulator_register的时候，regulator_desc和regulator_init_data是一一匹配的。所以regulator_desc数组和regulator_init_data数组的顺序要保持一致。

static structregulator_desc regulators[] = {

{

.name = "LDO2",

.id = MAX8998_LDO2,

.ops = &max8998_ldo_ops,

.type =REGULATOR_VOLTAGE,

.owner = THIS_MODULE,

}, {

.name = "LDO3",

.id = MAX8998_LDO3,

.ops = &max8998_ldo_ops,

.type = REGULATOR_VOLTAGE,

.owner = THIS_MODULE,

}, {

另外还有一种写法，可以用用定义的枚举作为index，按顺序填写数组。只要regulator_desc数组和regulator_init_data数组都用同样的枚举做index，那肯定是一一匹配的。

static structregulator_desc regulators[] = {

[REG0] = {

.name = "LDO2",

.id = MAX8998_LDO2,

.ops = &max8998_ldo_ops,

.type = REGULATOR_VOLTAGE,

.owner = THIS_MODULE,

[REG1] = {

.name = "LDO3",

.id = MAX8998_LDO3,

.ops = &max8998_ldo_ops,

.type = REGULATOR_VOLTAGE,

.owner = THIS_MODULE,

}, {

step4 准备regulator_init_data

有的驱动程序将 regulator_init_data放入platform_data，不推荐。Regulator应该和pmu的驱动程序分开。只需要在ops里调用pmu的操作函数就可以。

regulator_init_data应该也是结构体数组，和regulator_desc结构体数组一一匹配。

注意constraints的name字段在查找regulator的时候，有比regulator_desc更高的优先级。不推荐在constraints写name。

其中的一段如下。

static struct regulator_init_data lp3974_buck3_data ={

.constraints = {

.name = "VCC_1.8V",

.min_uV = 1800000,

.max_uV = 1800000,

.apply_uV = 1,

.always_on = 1,

.state_mem = {

.enabled = 1,

.num_consumer_supplies = ARRAY_SIZE(lp3974_buck3_consumer),

.consumer_supplies = lp3974_buck3_consumer,

};

step5 准备注册regulator

最简单的platform注册就可以，只需要在probe里把regulator都注册上。

static int my_regulator_probe (struct platform_device*pdev)

{

int i；

for(i = 0;i < MAX ; i ++)

{

regulator_register(&regulator_desc[i], &pdev->dev,regulator_init_data[i], NULL, NULL);

}

static struct platform_device my_regulator_dev = {

.name =“my_regulator”,

};

static struct platform_driver my_regulator_driver = {

.driver ={

.name= " my_regulator ",

.owner= THIS_MODULE,

.probe =my_regulator_probe,

.remove =__devexit_p(my_regulator__remove),

};

在module_init里注册device和driver就可以。

platform_device_register(&my_regulator_dev)

platform_driver_register(&my_regulator_driver);

regulator使用

总体来说就是先调用regulator_get供电节点的名字，得到regulator指针，然后调用ops函数集。举例如下：

regulator = regulator_get(dev, “my_usb”)；

就会返回usb名字供电的regulator。

打开和关闭校准器（regulator）API如下。

int regulator_enable(regulator);

int regulator_disable(regulator);

还有其他一些函数，参见struct regulator_ops。常见的有

struct regulator_ops {

/* get/setregulator voltage */

int(*set_voltage) (struct regulator_dev *, int min_uV, int max_uV,

unsigned *selector);

int(*get_voltage) (struct regulator_dev *);

/* get/setregulator current */

int(*set_current_limit) (struct regulator_dev *,

int min_uA, int max_uA);

int(*get_current_limit) (struct regulator_dev *);

/*enable/disable regulator */

int(*enable) (struct regulator_dev *);

int(*disable) (struct regulator_dev *);

int(*is_enabled) (struct regulator_dev *);

};

内核代码分析

注册regulator，包括设置supply和consumer

/**

*regulator_register - register regulator

*@regulator_desc: 就是regulator_desc

* @dev:

* @init_data: 就是regulator_init_data

* @driver_data:用户私有信息，不推荐，设置为NULL就可以

* @of_node:device tree可以设置regulator的树状结构，先不考虑).

struct regulator_dev *regulator_register(structregulator_desc *regulator_desc,

structdevice *dev, const struct regulator_init_data *init_data,

void*driver_data, struct device_node *of_node)

{

// 编写驱动只要提供regulator_desc和regulator_init_data就可以，分配regulator_dev结构在这里

rdev =kzalloc(sizeof(struct regulator_dev), GFP_KERNEL);

//初始化regulator_dev结构

// 设置constraints

ret =set_machine_constraints(rdev, constraints);

// 如果此regulator有父regulator，设置父regulator. 优先选init_data

if(init_data && init_data->supply_regulator)

supply= init_data->supply_regulator;

else if(regulator_desc->supply_name)

supply= regulator_desc->supply_name;

if(supply) {

//用name字符串在regulator_list查找，如果找到，就把本regulator加入到上级的consumer_list

r =regulator_dev_lookup(dev, supply);

ret= set_supply(rdev, r);

...

}

首先检查regulator_map_list全局变量里有没有冲突或者重复的。如果没有为consumer申请struct regulator_map，

然后设置regulator_map的regulator设置为本regulator，同时用regulator_map记录父子信息，

并且把regulator_map加入到regulator_map_list全局变量里。

if(init_data) {

for(i = 0; i < init_data->num_consumer_supplies; i++) {

ret= set_consumer_device_supply(rdev,

init_data->consumer_supplies[i].dev_name,

init_data->consumer_supplies[i].supply);

}

//将本regulator加入到全局regulator_list

list_add(&rdev->list,&regulator_list);

}

regulator_desc和regulator_init_data的name重复字段

Regulator的name在struct regulator_init_data的constraints->name字段可以定义，也可以在regulator_desc的name字段定义。但是constraints->name优先级更高。

regulator_register-》regulator_dev_lookup-》rdev_get_name里代码如下：

static const char *rdev_get_name(struct regulator_dev*rdev)

{

if(rdev->constraints && rdev->constraints->name)

returnrdev->constraints->name;

else if(rdev->desc->name)

returnrdev->desc->name;

else

return"";

}

static LIST_HEAD(regulator_list); //所有regulator都注册在这个链表里

上级电源supply重复字段

除了name，regulator_desc->supply_name和regulator_init_data->supply_regulator也是重复的，都是指向上级regulator的指针，regulator_init_data优先级更高，可以在regulator_register里看到代码如下

if (init_data &&init_data->supply_regulator)

supply= init_data->supply_regulator;

else if(regulator_desc->supply_name)

supply= regulator_desc->supply_name;

0 0