power_supply子系统笔记
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
框架核心文件：
ccflags-$(CONFIG_POWER_SUPPLY_DEBUG) := -DDEBUG
power_supply-y := power_supply_core.o
power_supply-$(CONFIG_SYSFS) += power_supply_sysfs.o
power_supply-$(CONFIG_LEDS_TRIGGERS) += power_supply_leds.o
obj-$(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。
struct power_supply {
const char *name; //LED名称
enum power_supply_type type; //供电类型，USB，battery，适配器？
enum power_supply_property *properties; //该供电支持的属性数组
size_t num_properties; //该供电属性个数
char **supplied_to; //可对什么供电，对系统还是OTG对外部设备
size_t num_supplicants; //
/* psy的num_properties个属性的获取/设置 */
int (*get_property)(struct power_supply *psy,
enum power_supply_property psp,
union power_supply_propval *val);
int (*set_property)(struct power_supply *psy,
enum power_supply_property psp,
const union power_supply_propval *val);
int (*property_is_writeable)(struct power_supply *psy, //属性psp是否可写，影响是否mode |= S_IWUSR，可选
enum power_supply_property psp);
void (*external_power_changed)(struct power_supply *psy);//供电改变的回调函数，可选
void (*set_charged)(struct power_supply *psy);
/* For APM emulation, think legacy userspace. */
int use_for_apm;
/* private */
struct device *dev;
struct work_struct changed_work;
spinlock_t changed_lock;
bool changed;
struct wake_lock work_wake_lock;
/* 充电中，充满等状态关联的LED */
#ifdef CONFIG_LEDS_TRIGGERS
struct led_trigger *charging_full_trig;
char *charging_full_trig_name;
struct led_trigger *charging_trig;
char *charging_trig_name;
struct led_trigger *full_trig;
char *full_trig_name;
struct led_trigger *online_trig;
char *online_trig_name;
struct led_trigger *charging_blink_full_solid_trig;
char *charging_blink_full_solid_trig_name;
#endif
};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。
static int bq2429x_usb_get_property(struct power_supply *psy,
enum power_supply_property psp,
union power_supply_propval *val)
{
struct bq2429x *bq = container_of(psy, struct bq2429x, usb);
switch (psp) {
case POWER_SUPPLY_PROP_ONLINE:
if (bq2429x_get_vbus_type(bq) == BQ2429X_VBUS_USB_CHARGER)
val->intval = 1;
else
val->intval = 0;
break;
case POWER_SUPPLY_PROP_CHARGE_TYPE:
val->intval = bq2429x_charge_type(bq);
break;
default:
return -EINVAL;
}
return 0;
}
static enum power_supply_property bq2429x_charger_props[] = {
POWER_SUPPLY_PROP_ONLINE, //外充电，哪个在线，cat属性值在线为1，否则0
POWER_SUPPLY_PROP_CHARGE_TYPE,//充电类型，USB还是WALL
};
static int bq2429x_psy_register(struct bq2429x *bq)
{
int ret;
bq->usb.name = "bq2429x-usb"; //在power_supply下显示的名字
bq->usb.type = POWER_SUPPLY_TYPE_USB;//该充电类型
bq->usb.properties = bq2429x_charger_props;//该供电支持的属性
bq->usb.num_properties = ARRAY_SIZE(bq2429x_charger_props);ni
bq->usb.get_property = bq2429x_usb_get_property;//获取属性值
bq->usb.external_power_changed = NULL;
ret = power_supply_register(bq->dev, &bq->usb);
if (ret) {
dev_err(bq->dev, "failed to register usb: %d\n", ret);
return ret;
}
bq->wall.name = "bq2429x-wall";
bq->wall.type = POWER_SUPPLY_TYPE_MAINS;
bq->wall.properties = bq2429x_charger_props;
bq->wall.num_properties = ARRAY_SIZE(bq2429x_charger_props);
bq->wall.get_property = bq2429x_wall_get_property;
bq->wall.external_power_changed = NULL;
ret = power_supply_register(bq->dev, &bq->wall);
if (ret) {
dev_err(bq->dev, "failed to register wall: %d\n", ret);
goto err_psy_wall;
}
return 0;
err_psy_wall:
power_supply_unregister(&bq->usb);
return ret;
}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。
static enum power_supply_property msm_bq_power_props[] = {
POWER_SUPPLY_PROP_CAPACITY,
POWER_SUPPLY_PROP_VOLTAGE_NOW,
};
static int bq_power_get_property(struct power_supply *psy,
enum power_supply_property psp,
union power_supply_propval *val)
{
switch (psp) {
case POWER_SUPPLY_PROP_CAPACITY: //电量百分比
val->intval = bq27541_get_battery_capacity();
break;
case POWER_SUPPLY_PROP_VOLTAGE_NOW: //电压，单位uV
val->intval = bq27541_get_battery_mvolts();
break;
default:
return -EINVAL;
}
return 0;
}
static int __devinit bq27541_register_psy(struct bq27541_device_info *bq27541_dev)
{
int retval;
/* setup & register the battery power supply */
bq27541_dev->bq_psy.name = "bq";
bq27541_dev->bq_psy.type = POWER_SUPPLY_TYPE_BATTERY; //供电类型battery
bq27541_dev->bq_psy.num_supplicants = 0;
bq27541_dev->bq_psy.properties = msm_bq_power_props;
bq27541_dev->bq_psy.num_properties = ARRAY_SIZE(msm_bq_power_props);
bq27541_dev->bq_psy.get_property = bq_power_get_property;
retval = power_supply_register(&bq27541_dev->client->dev, &bq27541_dev->bq_psy);
if (retval < 0) {
pr_err("power_supply_register bq failed rc = %d\n", retval);
goto unregister_bq;
}
return 0;
unregister_bq:
power_supply_unregister(&bq27541_dev->bq_psy);
return retval;
}
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：
//以下2个函数是power_supply_core.c中的函数
static int __init power_supply_class_init(void)
{
power_supply_class = class_create(THIS_MODULE, "power_supply");
if (IS_ERR(power_supply_class))
return PTR_ERR(power_supply_class);
power_supply_class->dev_uevent = power_supply_uevent;//设备填充env的函数指针
power_supply_init_attrs(&power_supply_dev_type);
return 0;
}
//供电状态改变的work
static void power_supply_changed_work(struct work_struct *work)
{
unsigned long flags;
struct power_supply *psy = container_of(work, struct power_supply,
changed_work);
dev_dbg(psy->dev, "%s\n", __func__);
spin_lock_irqsave(&psy->changed_lock, flags);
if (psy->changed) {
psy->changed = false;
spin_unlock_irqrestore(&psy->changed_lock, flags);
class_for_each_device(power_supply_class, NULL, psy,
__power_supply_changed_work);
power_supply_update_leds(psy);
kobject_uevent(&psy->dev->kobj, KOBJ_CHANGE);//发送uevent给android的HAL层
spin_lock_irqsave(&psy->changed_lock, flags);
}
if (!psy->changed)
wake_unlock(&psy->work_wake_lock);
spin_unlock_irqrestore(&psy->changed_lock, flags);
}
//power_supply_sysfs.c中的uevent填充env函数
int power_supply_uevent(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env)
{
struct power_supply *psy = dev_get_drvdata(dev);
int ret = 0, j;
char *prop_buf;
char *attrname;
dev_dbg(dev, "uevent\n");
if (!psy || !psy->dev) {
dev_dbg(dev, "No power supply yet\n");
return ret;
}
dev_dbg(dev, "POWER_SUPPLY_NAME=%s\n", psy->name);
ret = add_uevent_var(env, "POWER_SUPPLY_NAME=%s", psy->name); //例如 POWER_SUPPLY_NAME=bq2429x-usb
if (ret)
return ret;
prop_buf = (char *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
if (!prop_buf)
return -ENOMEM;
for (j = 0; j < psy->num_properties; j++) {
struct device_attribute *attr;
char *line;
attr = &power_supply_attrs[psy->properties[j]];
ret = power_supply_show_property(dev, attr, prop_buf);
if (ret == -ENODEV || ret == -ENODATA) {
/* When a battery is absent, we expect -ENODEV. Don't abort;
send the uevent with at least the the PRESENT=0 property */
ret = 0;
continue;
}
if (ret < 0)
goto out;
line = strchr(prop_buf, '\n');
if (line)
*line = 0;
attrname = kstruprdup(attr->attr.name, GFP_KERNEL);
if (!attrname) {
ret = -ENOMEM;
goto out;
}
dev_dbg(dev, "prop %s=%s\n", attrname, prop_buf);
/* 下面根据属性个数，env可能填充的例如
POWER_SUPPLY_ONLINE=1
POWER_SUPPLY_CHARGE_TYPE=Fast
*/
ret = add_uevent_var(env, "POWER_SUPPLY_%s=%s", attrname, prop_buf);
kfree(attrname);
if (ret)
goto out;
}
out:
free_page((unsigned long)prop_buf);
return ret;
}
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",
};