power

现在的手机平板供电系统变得比以前的嵌入式设备复杂了，要考虑USB、AC和battery的供电，同时USB和AC还要充电，这一系列功能一般由电源管理芯片完成。Android设备使用的供电系统使用的是sys文件系统的固定位置，对应的硬件抽象层是android标准的直接接口，内核中使用的是power_supply框架，对芯片驱动填充好power_supply结构体，再进行注册即可。而我们在开发android设备初期的时候，充电和电量计给我们带来不小的麻烦，常见麻烦是：I2C通信失败（I2C总线上设备上电逻辑问题），电量显示不准（I2C读写函数处理问题），充电电流电压设置等。

概况

下面先给给感性认识的图：下图是从网上看到的结构图，此处我们重点在驱动层。

下图是华为mate7供电系统类型：

下图是华为mate7电池系统属性和uevent上报的值：

问：android怎么知道当前是什么供电，充电中与否？

答：uevent机制（实质是net_link方式的socket）（广泛应用于hotplug），充电插入与断开时，内核通过发送uevent信息，告诉android。

问：android如何知道各种参数并更新的？

答：通过kobject_uevent发送通知给上层，上层读取sys相关文件属性

驱动框架

power_supply驱动头文件#include <linux/power_supply.h>

框架核心文件：

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1. ccflags-$(CONFIG_POWER_SUPPLY_DEBUG) := -DDEBUG  
2.   
3. power_supply-y              := power_supply_core.o  
4. power_supply-$(CONFIG_SYSFS)        += power_supply_sysfs.o  
5. power_supply-$(CONFIG_LEDS_TRIGGERS)    += power_supply_leds.o  
6.   
7. obj-$(CONFIG_POWER_SUPPLY)  += power_supply.o  

由Makefile可见，power_supply.o目标是由3个核心文件组成。

power_supply_core.c主要提供psy的注册/注销，psy基本属性的设置（调用的是注册时传入的函数指针回调进行设置），还有供电改变power_supply_changed发送kobject_uevent给android的HAL层。

power_supply_sysfs.c顾名思义就是负责sysfs文件系统下的属性文件，主要负责，power_supply下的各种属性结点的show和store，还有填充uevent的信息。

power_supply_leds.c提供了充电，点亮满等trigger的注册，还有根据电池不同状态和容量时，执行LED动作。

struct power_supply是注册LED设备的基本数据结构，在注册的时候，需要适当填充好该结构体成员。

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1. struct power_supply {  
2.     const char *name;   //LED名称  
3.     enum power_supply_type type;    //供电类型，USB，battery，适配器？  
4.     enum power_supply_property *properties; //该供电支持的属性数组  
5.     size_t num_properties;  //该供电属性个数  
6.   
7.     char **supplied_to;     //可对什么供电，对系统还是OTG对外部设备  
8.     size_t num_supplicants; //  
9.     /* psy的num_properties个属性的获取/设置 */  
10.     int (*get_property)(struct power_supply *psy,  
11.                 enum power_supply_property psp,  
12.                 union power_supply_propval *val);  
13.     int (*set_property)(struct power_supply *psy,  
14.                 enum power_supply_property psp,  
15.                 const union power_supply_propval *val);  
16.     int (*property_is_writeable)(struct power_supply *psy,  //属性psp是否可写，影响是否mode |= S_IWUSR，可选  
17.                      enum power_supply_property psp);  
18.     void (*external_power_changed)(struct power_supply *psy);//供电改变的回调函数，可选  
19.     void (*set_charged)(struct power_supply *psy);  
20.   
21.     /* For APM emulation, think legacy userspace. */  
22.     int use_for_apm;  
23.   
24.     /* private */  
25.     struct device *dev;  
26.     struct work_struct changed_work;  
27.     spinlock_t changed_lock;  
28.     bool changed;  
29.     struct wake_lock work_wake_lock;  
30.     /* 充电中，充满等状态关联的LED */  
31. #ifdef CONFIG_LEDS_TRIGGERS  
32.     struct led_trigger *charging_full_trig;  
33.     char *charging_full_trig_name;  
34.     struct led_trigger *charging_trig;  
35.     char *charging_trig_name;  
36.     struct led_trigger *full_trig;  
37.     char *full_trig_name;  
38.     struct led_trigger *online_trig;  
39.     char *online_trig_name;  
40.     struct led_trigger *charging_blink_full_solid_trig;  
41.     char *charging_blink_full_solid_trig_name;  
42. #endif  
43. };  

该结构体中提供几个properties，你的get_property函数就得提供几个对应的get操作值，set_property函数一般用的不多（如用的话，property_is_writeable函数需要提供对应属性需要能return 1）；

external_power_changed函数指针会在power_supply_changed被外部调用时执行；

set_charged函数指针会在供电为电池类型驱动中调用power_supply_set_battery_charged时执行；

至于其中的led部分要加入config选项，

使用LED的trigger，你的LED设备也需要注册，详见我的LED子系统文章。当你注册psy时，power_supply_register会去调用power_supply_create_triggers去创建trigger（battery类型的psy创建"%s-charging-or-full"（%s代表psy->name下同），"%s-charging"，"%s-full"，"%s-charging-blink-full-solid"四个trigger；而其他类型的psy只建立"%s-online"一个trigger），之后你在注册psy设备时，

在调用void power_supply_update_leds(struct power_supply *psy)时会触发去执行关联的LED设备。

以现在开发的平板充电为例：充电芯片bq24296，通过USB和AC适配器（USB-WALL）充电。

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1. static int bq2429x_usb_get_property(struct power_supply *psy,  
2.                 enum power_supply_property psp,  
3.                 union power_supply_propval *val)  
4. {  
5.     struct bq2429x *bq = container_of(psy, struct bq2429x, usb);  
6.   
7.     switch (psp) {  
8.     case POWER_SUPPLY_PROP_ONLINE:  
9.         if (bq2429x_get_vbus_type(bq) == BQ2429X_VBUS_USB_CHARGER)  
10.             val->intval = 1;  
11.         else  
12.             val->intval = 0;  
13.         break;  
14.     case POWER_SUPPLY_PROP_CHARGE_TYPE:  
15.         val->intval = bq2429x_charge_type(bq);  
16.         break;  
17.     default:  
18.         return -EINVAL;  
19.     }  
20.   
21.     return 0;  
22. }  
23.   
24. static enum power_supply_property bq2429x_charger_props[] = {  
25.     POWER_SUPPLY_PROP_ONLINE,   //外充电，哪个在线，cat属性值在线为1，否则0  
26.     POWER_SUPPLY_PROP_CHARGE_TYPE,//充电类型，USB还是WALL  
27. };  
28.   
29. static int bq2429x_psy_register(struct bq2429x *bq)  
30. {  
31.     int ret;  
32.   
33.     bq->usb.name = "bq2429x-usb";    //在power_supply下显示的名字  
34.     bq->usb.type = POWER_SUPPLY_TYPE_USB;//该充电类型  
35.     bq->usb.properties = bq2429x_charger_props;//该供电支持的属性  
36.     bq->usb.num_properties = ARRAY_SIZE(bq2429x_charger_props);ni   
37.     bq->usb.get_property = bq2429x_usb_get_property;//获取属性值  
38.     bq->usb.external_power_changed = NULL;  
39.   
40.     ret = power_supply_register(bq->dev, &bq->usb);  
41.     if (ret) {  
42.         dev_err(bq->dev, "failed to register usb: %d\n", ret);  
43.         return ret;  
44.     }  
45.   
46.     bq->wall.name = "bq2429x-wall";  
47.     bq->wall.type = POWER_SUPPLY_TYPE_MAINS;  
48.     bq->wall.properties = bq2429x_charger_props;  
49.     bq->wall.num_properties = ARRAY_SIZE(bq2429x_charger_props);  
50.     bq->wall.get_property = bq2429x_wall_get_property;  
51.     bq->wall.external_power_changed = NULL;  
52.   
53.     ret = power_supply_register(bq->dev, &bq->wall);  
54.     if (ret) {  
55.         dev_err(bq->dev, "failed to register wall: %d\n", ret);  
56.         goto err_psy_wall;  
57.     }  
58.   
59.     return 0;  
60.   
61. err_psy_wall:  
62.     power_supply_unregister(&bq->usb);  
63.     return ret;  
64. }  

两种供电注册方式如上，至于如何设置充电输入输出的电压电流大小，一般应芯片而异，此处bq24296充电芯片会根据插入的供电类型，发送一个中断给CPU，CPU再去读取充电芯片的对应寄存器判断充电类型，再去设置充电参数，这个一般在插入充电器线的时候就完成了。这段代码之后，在机器中显示效果如下：

平板的电池电量为例：bq27541为电池电量管理芯片，android手机电池状态信息如电量电压都是来自这的。

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1. static enum power_supply_property msm_bq_power_props[] = {  
2.     POWER_SUPPLY_PROP_CAPACITY,  
3.     POWER_SUPPLY_PROP_VOLTAGE_NOW,  
4. };  
5.   
6. static int bq_power_get_property(struct power_supply *psy,  
7.                     enum power_supply_property psp,  
8.                     union power_supply_propval *val)  
9. {  
10.     switch (psp) {  
11.     case POWER_SUPPLY_PROP_CAPACITY:    //电量百分比  
12.         val->intval = bq27541_get_battery_capacity();  
13.         break;  
14.     case POWER_SUPPLY_PROP_VOLTAGE_NOW: //电压，单位uV  
15.         val->intval = bq27541_get_battery_mvolts();  
16.         break;  
17.   
18.     default:  
19.         return -EINVAL;  
20.     }  
21.     return 0;  
22. }  
23.   
24. static int __devinit bq27541_register_psy(struct bq27541_device_info *bq27541_dev)  
25. {  
26.     int retval;  
27.   
28.     /* setup & register the battery power supply */  
29.     bq27541_dev->bq_psy.name = "bq";  
30.     bq27541_dev->bq_psy.type = POWER_SUPPLY_TYPE_BATTERY;    //供电类型battery  
31.     bq27541_dev->bq_psy.num_supplicants = 0;  
32.     bq27541_dev->bq_psy.properties = msm_bq_power_props;  
33.     bq27541_dev->bq_psy.num_properties = ARRAY_SIZE(msm_bq_power_props);  
34.     bq27541_dev->bq_psy.get_property = bq_power_get_property;  
35.   
36.     retval =  power_supply_register(&bq27541_dev->client->dev, &bq27541_dev->bq_psy);  
37.   
38.     if (retval < 0) {  
39.         pr_err("power_supply_register bq failed rc = %d\n", retval);  
40.         goto unregister_bq;  
41.     }  
42.   
43.     return 0;  
44.   
45. unregister_bq:  
46.     power_supply_unregister(&bq27541_dev->bq_psy);  
47.   
48.     return retval;  
49. }  

以上代码是注册电池供电设备，此处只支持上报电池容量和电池电压，在系统中显示如下:

不管是充电还是电池，android都是通过属性的读写来完成的，它会扫描/sys/class/power_supply下的所有文件，并按照type值来分类为USB,Battery还是MAINS等，这样android就可以直接读取电池相关信息。但是如果有2个电池power_supply我还没看过上层是以谁为准，第一个么？，有空再看看。

那么USB插上，拔下或者状态的改变到底是如何让android知道的呢？

前面提到了用uevent的确是这样。power_supply_core.c提供了函数void power_supply_changed(struct power_supply *psy)，这个函数调用后，就会把当前psy属性的所有值发送给android。

那么对于不同的psy发送的附加内容什么，谁填充的，填充的格式是什么？

在power_supply_sysfs.c中，power_supply_uevent函数负责填充，填充格式由其下函数add_uevent_var完成，当你调用power_supply_changed，就会把你当前psy的所有属性值发送给android的HAL，uevent相关函数代码片如下：

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1. //以下2个函数是power_supply_core.c中的函数  
2. static int __init power_supply_class_init(void)  
3. {  
4.     power_supply_class = class_create(THIS_MODULE, "power_supply");  
5.   
6.     if (IS_ERR(power_supply_class))  
7.         return PTR_ERR(power_supply_class);  
8.   
9.     power_supply_class->dev_uevent = power_supply_uevent;//设备填充env的函数指针  
10.     power_supply_init_attrs(&power_supply_dev_type);  
11.   
12.     return 0;  
13. }  
14.     //供电状态改变的work  
15. static void power_supply_changed_work(struct work_struct *work)  
16. {  
17.     unsigned long flags;  
18.     struct power_supply *psy = container_of(work, struct power_supply,  
19.                         changed_work);  
20.   
21.     dev_dbg(psy->dev, "%s\n", __func__);  
22.   
23.     spin_lock_irqsave(&psy->changed_lock, flags);  
24.     if (psy->changed) {  
25.         psy->changed = false;  
26.         spin_unlock_irqrestore(&psy->changed_lock, flags);  
27.   
28.         class_for_each_device(power_supply_class, NULL, psy,  
29.                       __power_supply_changed_work);  
30.   
31.         power_supply_update_leds(psy);  
32.   
33.         kobject_uevent(&psy->dev->kobj, KOBJ_CHANGE);//发送uevent给android的HAL层  
34.         spin_lock_irqsave(&psy->changed_lock, flags);  
35.     }  
36.     if (!psy->changed)  
37.         wake_unlock(&psy->work_wake_lock);  
38.     spin_unlock_irqrestore(&psy->changed_lock, flags);  
39. }  
40.   
41.   
42. //power_supply_sysfs.c中的uevent填充env函数  
43. int power_supply_uevent(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env)  
44. {  
45.     struct power_supply *psy = dev_get_drvdata(dev);  
46.     int ret = 0, j;  
47.     char *prop_buf;  
48.     char *attrname;  
49.   
50.     dev_dbg(dev, "uevent\n");  
51.   
52.     if (!psy || !psy->dev) {  
53.         dev_dbg(dev, "No power supply yet\n");  
54.         return ret;  
55.     }  
56.   
57.     dev_dbg(dev, "POWER_SUPPLY_NAME=%s\n", psy->name);  
58.   
59.     ret = add_uevent_var(env, "POWER_SUPPLY_NAME=%s", psy->name);    //例如 POWER_SUPPLY_NAME=bq2429x-usb  
60.     if (ret)  
61.         return ret;  
62.   
63.     prop_buf = (char *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);  
64.     if (!prop_buf)  
65.         return -ENOMEM;  
66.   
67.     for (j = 0; j < psy->num_properties; j++) {  
68.         struct device_attribute *attr;  
69.         char *line;  
70.   
71.         attr = &power_supply_attrs[psy->properties[j]];  
72.   
73.         ret = power_supply_show_property(dev, attr, prop_buf);  
74.         if (ret == -ENODEV || ret == -ENODATA) {  
75.             /* When a battery is absent, we expect -ENODEV. Don't abort; 
76.                send the uevent with at least the the PRESENT=0 property */  
77.             ret = 0;  
78.             continue;  
79.         }  
80.   
81.         if (ret < 0)  
82.             goto out;  
83.   
84.         line = strchr(prop_buf, '\n');  
85.         if (line)  
86.             *line = 0;  
87.   
88.         attrname = kstruprdup(attr->attr.name, GFP_KERNEL);  
89.         if (!attrname) {  
90.             ret = -ENOMEM;  
91.             goto out;  
92.         }  
93.   
94.         dev_dbg(dev, "prop %s=%s\n", attrname, prop_buf);  
95.         /* 下面根据属性个数，env可能填充的例如 
96.             POWER_SUPPLY_ONLINE=1 
97.             POWER_SUPPLY_CHARGE_TYPE=Fast 
98.         */  
99.         ret = add_uevent_var(env, "POWER_SUPPLY_%s=%s", attrname, prop_buf);  
100.         kfree(attrname);  
101.         if (ret)  
102.             goto out;  
103.     }  
104.   
105. out:  
106.     free_page((unsigned long)prop_buf);  
107.   
108.     return ret;  
109. }  

power_supply发送的uevent都是KOBJ_CHANGE，其它定义如下：

static const char *kobject_actions[] = {
       [KOBJ_ADD] =            "add",
       [KOBJ_REMOVE] =           "remove",
       [KOBJ_CHANGE] =            "change",
       [KOBJ_MOVE] =         "move",
       [KOBJ_ONLINE] =             "online",
       [KOBJ_OFFLINE] =     "offline",
};