android关机充电流程、充电画面显示

关键词：android 电池关机充电 androidboot.mode charger关机充电 充电画面显示 
平台信息:
内核：linux2.6/linux3.0
系统：android/android4.0 
平台：S5PV310(samsungexynos 4210) 

作者：xubin341719(欢迎转载，请注明作者)

android 电池（一）：锂电池基本原理篇

android 电池（二）：android关机充电流程、充电画面显示

android 电池（三）：android电池系统

android电池（四）：电池 电量计(MAX17040)驱动分析篇

android电池（五）：电池 充电IC（PM2301）驱动分析篇

上一篇我们讲了锂电池的充放电的流程和电池的一些特性，这一节我们重点说一下android关机充电是怎么、充电画面显示是怎么实现的，这个在工作中也比较有用，我们开始做这一块的时候也走了不少的弯路。我记得我们做adnroid2.3的时候，关机状态和充电logo显示是在uboot中做的。应该是有两种做法，回头我再看下uboot中做画面显示那一块是怎么做的，这一节我们重点说系统中的充电logo显示。

一、android正常开机流程、关机充电流程

在写这篇文章之前我们先看两个流程：正常开机流程，关机充电系统启动流程

1、正常开机流程，按开机键。

可大致分成三部分

（1）、OS_level：UBOOT、kenrel、init这三步完成系统启动；

（2）、Android_level：这部分完成android部的初始化；

（3）、Home Screen：这部分就是我们看到的launcher部分。

2、关机充电系统启动流程

       与前面相比，这个流程只走到init这一部分，就没有往后走了，这部分我们会在后面的代码中分析。

二、关机充电逻辑硬件逻辑

1、插入DC，charger IC从硬件上唤醒系统，相当于长按开机键开机。

下面这部分是charger IC连接系统的控制部分。

三、软件逻辑。

DC插入，其实相当于关机状态下“按开机键”开机。第一步要走UBOOT、kernel 、android init这一流程。

1、UBOOT

       UBOOT启动代码我们不在这里详细分析，这里我们只要注意二个问题：

a：如何判断是DC插入；

b：设定setenv("bootargs", "androidboot.mode=charger")，androidboot.mode这个参数相当重要，这个参数决定系统是正常启动、还是关机充电状态。

Uboot/board/samsung/smdk4212/smkd4212.c

 int board_late_init (void)
 {
     int keystate = 0;
     printf("check start mode\n");
   if ((*(int *)0x10020800==0x19721212) || (*(int *)0x10020804==0x19721212)
 || (*(int *)0x10020808==0x19721212)) //（1）、检查是否有DC插入；
 {
     setenv ("bootargs", "");//（2）、没有DC插入；
   } else  {//DC插入
         int tmp=*(int *)0x11000c08;
     *(int *)0x10020800=*(int *)0x10020804=0x19721212;
     *(int *)0x11000c08=(tmp&(~0xc000))|0xc000;
     udelay(10000);
     if ((*(int *)0x11000c04 & 0x80)!=0x80 && INF_REG4_REG != 0xf) {
         setenv ("bootargs", "androidboot.mode=charger");//（3）、设定bootargs为charger状态
         printf("charger mode\n");
     } else {
         setenv ("bootargs", "");
     }
     *(int *)0x11000c08=tmp;
   }
 #ifdef CONFIG_CPU_EXYNOS4X12
     int charge_status=CheckBatteryLow();//（4）、检查电池电量；
     keystate=board_key_check();//（5）、检查按键状态；
     // fuse bootloader
     if(second_boot_info != 0) {
         boot_symbol=1;
         INF_REG2_REG =0x8;
         run_command(CONFIG_BOOTCMD_FUSE_BOOTLOADER, NULL);
     }
     if((INF_REG4_REG == 0xd)) {
         // reboot default
         char buf[10];
         sprintf(buf, "%d", CONFIG_BOOTDELAY);
         setenv ("bootdelay", buf);
         setenv ("reserved", NULL);
         saveenv();
     } else if((INF_REG4_REG == 0xe) || keystate == (0x1 | 0x2)) {//（6）、按键进入fastboot模式；
         // reboot bootloader
         boot_symbol=1;
         INF_REG2_REG =0x8;
         printf("BOOTLOADER - FASTBOOT\n");
         setenv ("reserved", "fastboot");
         setenv ("bootdelay", "0");
     } else if((INF_REG4_REG == 0xf) || keystate == (0x1 | 0x2 | 0x4)) {//（7）、按键进入recovery模式；
         // reboot recovery
         printf("BOOTLOADER - RECOVERY\n");
         boot_symbol=1;
         INF_REG2_REG =0x8;
         setenv ("reserved", CONFIG_BOOTCMD_RECOVERY);
         setenv ("bootdelay", "0");
     } else
     if(keystate == (0x1 | 0x4) || second_boot_info != 0 || partition_check()) {//（8）、按键进入卡升级模式；
         // 2nd boot
         printf("BOOTLOADER - 2ND BOOT DEVICE\n");
         boot_symbol=1;
         INF_REG2_REG =0x8;
         setenv ("bootcmd", CONFIG_BOOTCOMMAND);
         setenv ("reserved", CONFIG_BOOTCMD_FUSE_RELEASE);
         setenv ("bootdelay", "0");
     } else {//（9）、正常启动；
         // normal case
         char buf[10];
         sprintf(buf, "%d", CONFIG_BOOTDELAY);
         setenv ("bootdelay", buf);
     }
     INF_REG4_REG = 0;
     return 0;
 }

（1）、检查是否有DC插入；

 if ((*(int *)0x10020800==0x19721212) || (*(int *)0x10020804==0x19721212)
  (*(int *)0x10020808==0x19721212))

这部分检查寄存器的值。

（2）、没有DC插入；

（3）、设定bootargs为charger状态

 if ((*(int *)0x11000c04 & 0x80)!=0x80 && INF_REG4_REG != 0xf) {
         setenv ("bootargs", "androidboot.mode=charger");

这是这部分的重点，如果能过寄存器判断是DC插入，把androidboot.mode设定为charger状态。

以下这部分根据需要加入，通过判断不同的情况进入不同的功能，如fastboot\revovery…………，这部分不做详细解释。

（4）、检查电池电量；

    这个在正常开机状态下，如果检测电量太低，则不开机，这部分代码就不做分析。

（5）、检查按键状态；

      我们这个平台有几种模式:fastboot\recovery\卡升级等……

（6）、按键进入fastboot模式；

（7）、按键进入recovery模式；

（8）、按键进入卡升级模式

（9）、正常启动；

2、kernel

这部分和正常启动是一样的。

3、init

前面所有的描述其实只有一点和正常启动不太一样，那就是在UBOOT中把androidboot.mode设定为charger状态，内核正常流程启动，然后到init时要对charger这种状态处理。

system\core\init\init.c

 int main(int argc, char **argv)
 {
     ………………
     action_for_each_trigger("early-init", action_add_queue_tail);

     queue_builtin_action(wait_for_coldboot_done_action, "wait_for_coldboot_done");
     queue_builtin_action(property_init_action, "property_init");
     queue_builtin_action(keychord_init_action, "keychord_init");
     queue_builtin_action(console_init_action, "console_init");  //(1)、显示initlogo.rle，也就是android第二张图片;
     queue_builtin_action(set_init_properties_action, "set_init_properties");

     /* execute all the boot actions to get us started */
     action_for_each_trigger("init", action_add_queue_tail);

     /* skip mounting filesystems in charger mode */
     if (strcmp(bootmode, "charger") != 0) {//(2)、这里就是UBOOT中设定的bootmode，如果是charger模式，跳过下面初始化；
         action_for_each_trigger("early-fs", action_add_queue_tail);
         action_for_each_trigger("fs", action_add_queue_tail);
         action_for_each_trigger("post-fs", action_add_queue_tail);
         action_for_each_trigger("post-fs-data", action_add_queue_tail);
     }

     queue_builtin_action(property_service_init_action, "property_service_init");
     queue_builtin_action(signal_init_action, "signal_init");
     queue_builtin_action(check_startup_action, "check_startup");

     if (!strcmp(bootmode, "charger")) {//(3)、如果为charger，则调用charger.c。
         action_for_each_trigger("charger", action_add_queue_tail);
     } else {
         action_for_each_trigger("early-boot", action_add_queue_tail);
         action_for_each_trigger("boot", action_add_queue_tail);
     }
 ……………………
 }

(1)、显示initlogo.rle，也就是android第二张图片;

queue_builtin_action(console_init_action,"console_init");调用console_init_action

 static int console_init_action(int nargs, char **args)
 {
     int fd;
     char tmp[PROP_VALUE_MAX];
     if (console[0]) {
         snprintf(tmp, sizeof(tmp), "/dev/%s", console);
         console_name = strdup(tmp);
     }
     fd = open(console_name, O_RDWR);
     if (fd >= 0)
         have_console = 1;
     close(fd);
     if( load_565rle_image(INIT_IMAGE_FILE) ) {//这里定义rle文件的名称#define INIT_IMAGE_FILE "/initlogo.rle"
         fd = open("/dev/tty0", O_WRONLY);
         if (fd >= 0) {//如果没有这张图片，就显示android字样，在屏幕左上角；
             const char *msg;
                 msg = "\n"
             "\n"
             "\n"  // console is 40 cols x 30 lines
             "\n"
             "\n"
             "\n"
             "\n"
             "\n"
             "\n"
             "\n"
             "             A N D R O I D ";
             write(fd, msg, strlen(msg));
             close(fd);
         }
     }
     return 0;
 }

(2)、这里就是UBOOT中设定的bootmode，如果是charger模式，跳过下面初始化；

 /* skip mounting filesystems in charger mode */
 if (strcmp(bootmode, "charger") != 0) {
     action_for_each_trigger("early-fs", action_add_queue_tail);
     action_for_each_trigger("fs", action_add_queue_tail);
     action_for_each_trigger("post-fs", action_add_queue_tail);
     action_for_each_trigger("post-fs-data", action_add_queue_tail);
 }

(3)、如果为charger，则调用charger.c

 action_for_each_trigger("charger", action_add_queue_tail);

我们在后面细分charger这部分。

4、charger.c

这部分就是我们充电部分，充电画面显示的实现。

system\core\charger\charger.c

 int main(int argc, char **argv)
 {
 ………………
     klog_set_level(CHARGER_KLOG_LEVEL);
     dump_last_kmsg();
     LOGI("--------------- STARTING CHARGER MODE ---------------\n");

     gr_init();
     gr_font_size(&char_width, &char_height); //(1)、初始化graphics,包括buf大小；

     ev_init(input_callback, charger);//(2)初始化按键；

 fd = uevent_open_socket(64*1024, true);
     if (fd >= 0) {
         fcntl(fd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
         ev_add_fd(fd, uevent_callback, charger);
     }

     charger->uevent_fd = fd;
     coldboot(charger, "/sys/class/power_supply", "add");//(3)、创建/sys/class/power_supply结点，把socket信息通知应用层；

 ret = res_create_surface("charger/battery_fail", &charger->surf_unknown);
     if (ret < 0) {
         LOGE("Cannot load image\n");
         charger->surf_unknown = NULL;
     }
     for (i = 0; i < charger->batt_anim->num_frames; i++) {//(4)、这里是显示charger logo，res_create_surface显示图片函数；
         struct frame *frame = &charger->batt_anim->frames[i];
         ret = res_create_surface(frame->name, &frame->surface);
         if (ret < 0) {
             LOGE("Cannot load image %s\n", frame->name);
             /* TODO: free the already allocated surfaces... */
             charger->batt_anim->num_frames = 0;
             charger->batt_anim->num_cycles = 1;
             break;
         }
     }
 ev_sync_key_state(set_key_callback, charger);
     gr_fb_blank(true);

     charger->next_screen_transition = now - 1;
     charger->next_key_check = -1;
     charger->next_pwr_check = -1;
     reset_animation(charger->batt_anim);
     kick_animation(charger->batt_anim);
     event_loop(charger);//（5）、event_loop循环，电池状态，检测按键是否按下；
     return 0;

 }

(1)、初始化graphics,包括buf大小

android/bootable/recovery/minui/graphics.c

gr_init():minui/graphics.c［settty0 to graphic mode, open fb0]，设制tty0为图形模式，打开fb0;

 int gr_init(void)
 {
     gglInit(&gr_context);
     GGLContext *gl = gr_context;
     gr_init_font();
     gr_vt_fd = open("/dev/tty0", O_RDWR | O_SYNC);
     if (gr_vt_fd < 0) {
         // This is non-fatal; post-Cupcake kernels don't have tty0.
         perror("can't open /dev/tty0");

     } else if (ioctl(gr_vt_fd, KDSETMODE, (void*) KD_GRAPHICS)) {
         // However, if we do open tty0, we expect the ioctl to work.
         perror("failed KDSETMODE to KD_GRAPHICS on tty0");
         gr_exit();
         return -1;
     }
     gr_fb_fd = get_framebuffer(gr_framebuffer);
     if (gr_fb_fd < 0) {
         gr_exit();
         return -1;
     }
     get_memory_surface(&gr_mem_surface);
     fprintf(stderr, "framebuffer: fd %d (%d x %d)\n",
             gr_fb_fd, gr_framebuffer[0].width, gr_framebuffer[0].height);
         /* start with 0 as front (displayed) and 1 as back (drawing) */
     gr_active_fb = 0;
     set_active_framebuffer(0);
     gl->colorBuffer(gl, &gr_mem_surface);
     gl->activeTexture(gl, 0);
     gl->enable(gl, GGL_BLEND);
     gl->blendFunc(gl, GGL_SRC_ALPHA, GGL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
     gr_fb_blank(true);
     gr_fb_blank(false);
     return 0;

 }

(2)android/bootable/recovery/minui/events.c

ev_init():minui/events.c[open /dev/input/event*]打开 /dev/input/event*

这部分是在，充电状态下，按键操作的初始化，比如：短按显示充电logo，长按开机，初始化代码如下。

 int ev_init(ev_callback input_cb, void *data)
 {
     DIR *dir;
     struct dirent *de;
     int fd;
     dir = opendir("/dev/input");//打开驱动结点；
     if(dir != 0) {
         while((de = readdir(dir))) {
             unsigned long ev_bits[BITS_TO_LONGS(EV_MAX)];
 //            fprintf(stderr,"/dev/input/%s\n", de->d_name);
             if(strncmp(de->d_name,"event",5)) continue;
             fd = openat(dirfd(dir), de->d_name, O_RDONLY);
             if(fd < 0) continue;
             /* read the evbits of the input device */
             if (ioctl(fd, EVIOCGBIT(0, sizeof(ev_bits)), ev_bits) < 0) {
                 close(fd);
                 continue;
             }
             /* TODO: add ability to specify event masks. For now, just assume
              * that only EV_KEY and EV_REL event types are ever needed. */
             if (!test_bit(EV_KEY, ev_bits) && !test_bit(EV_REL, ev_bits)) {
                 close(fd);
                 continue;
             }
             ev_fds[ev_count].fd = fd;
             ev_fds[ev_count].events = POLLIN;
             ev_fdinfo[ev_count].cb = input_cb;
             ev_fdinfo[ev_count].data = data;
             ev_count++;
             ev_dev_count++;
             if(ev_dev_count == MAX_DEVICES) break;
         }
     }
     return 0;
 }

(3)、创建/sys/class/power_supply结点，把socket信息通知应用层

uevent_open_socket这个函数是通过kobject_uevent的方式通知的应用层，就是往一个socket广播一个消息，只需要在应用层打开socket监听NETLINK_KOBJECT_UEVENT组的消息，就可以收到了,主要是创建了socket接口获得uevent的文件描述符，然后触发/sys/class/power_supply目录及其子目录下的uevent，然后接受并创建设备节点，至此设备节点才算创建。

(4)、这里显示charger logo，res_create_surface显示图片函数；

res_create_surface:minui/resource.c[create surfaces for all bitmaps used later, include icons, bmps]

创建surface为所以的位图，包括图标、位图。  这些图片的位置为：system\core\charger\images

（5）、event_loop循环，电池状态，检测按键是否按下；

5、event_loop

       这个函数判断按键状态，DC是否插拔。如果长按开机：执行android_reboot(ANDROID_RB_RESTART,0, 0);如果拔出DC:执行android_reboot(ANDROID_RB_POWEROFF,0, 0);

 static void event_loop(struct charger *charger)
 {
     int ret;
     while (true) {
         int64_t now = curr_time_ms();//（1）、获得当前时间；
         LOGV("[%lld] event_loop()\n", now);
         handle_input_state(charger, now);//（2）、检查按键状态；
         handle_power_supply_state(charger, now);// (3)、检查DC是否拔出；
         /* do screen update last in case any of the above want to start
          * screen transitions (animations, etc)
          */
         update_screen_state(charger, now);//(4)、对按键时间状态标志位的判断，显示不同电量的充电logo;
         wait_next_event(charger, now);
     }
 }

（1）、获得当前时间；

   int64_t now = curr_time_ms();

       这个时间来判断，有没有屏幕超时，如果超时关闭屏幕充电logo显示。

（2）、检查按键状态；

 static void handle_input_state(struct charger *charger, int64_t now)
 {
     process_key(charger, KEY_POWER, now);
     if (charger->next_key_check != -1 && now > charger->next_key_check)
         charger->next_key_check = -1;
 }
 我们再看下：process_key(charger, KEY_POWER, now);
 static void process_key(struct charger *charger, int code, int64_t now)
 {
 ………………
     if (code == KEY_POWER) {
         if (key->down) {
             int64_t reboot_timeout = key->timestamp + POWER_ON_KEY_TIME;
             if (now >= reboot_timeout) {//如果长按power键，就重新启动，也就是重启开机；
                 LOGI("[%lld] rebooting\n", now);
                 android_reboot(ANDROID_RB_RESTART, 0, 0);//重启命令；
             }
     ………………
     }

     key->pending = false;
 }

（3）、检查DC是否拔出；

handle_power_supply_state(charger, now); 

 static void handle_power_supply_state(struct charger *charger, int64_t now)
 {
     if (charger->num_supplies_online == 0) {
         if (charger->next_pwr_check == -1) {
             charger->next_pwr_check = now + UNPLUGGED_SHUTDOWN_TIME;
             LOGI("[%lld] device unplugged: shutting down in %lld (@ %lld)\n",
                  now, UNPLUGGED_SHUTDOWN_TIME, charger->next_pwr_check);
         } else if (now >= charger->next_pwr_check) {
             LOGI("[%lld] shutting down\n", now);
             android_reboot(ANDROID_RB_POWEROFF, 0, 0);//如果DC拔出，则关机；
         }
 ………………
 }

(4)、对按键时间状态标志位的判断，显示不同电量的充电logo;

  update_screen_state(charger, now);

这个函数比较长了，其实做用就是：我们在状态的过程中,充电logo的电量是要增加的，比如电量是20%时，要从第一格开始闪烁；如果是80%时，则要从第三格开始闪烁，电量显示就是通过这个函数来计算实现的。

 static void update_screen_state(struct charger *charger, int64_t now)
 {
     struct animation *batt_anim = charger->batt_anim;
     int cur_frame;
     int disp_time;

     if (!batt_anim->run || now < charger->next_screen_transition)
         return;

     /* animation is over, blank screen and leave */
     if (batt_anim->cur_cycle == batt_anim->num_cycles) {
         reset_animation(batt_anim);
         charger->next_screen_transition = -1;
         gr_fb_blank(true);
         LOGV("[%lld] animation done\n", now);
         return;
     }

     disp_time = batt_anim->frames[batt_anim->cur_frame].disp_time;

     /* animation starting, set up the animation */
     if (batt_anim->cur_frame == 0) {
         int batt_cap;
         int ret;

         LOGV("[%lld] animation starting\n", now);
         batt_cap = get_battery_capacity(charger);
         if (batt_cap >= 0 && batt_anim->num_frames != 0) {
             int i;

             /* find first frame given current capacity */
             for (i = 1; i < batt_anim->num_frames; i++) {
                 if (batt_cap < batt_anim->frames[i].min_capacity)
                     break;
             }
             batt_anim->cur_frame = i - 1;

             /* show the first frame for twice as long */
             disp_time = batt_anim->frames[batt_anim->cur_frame].disp_time * 2;
         }

         batt_anim->capacity = batt_cap;
     }

     /* unblank the screen  on first cycle */
     if (batt_anim->cur_cycle == 0)
         gr_fb_blank(false);

     /* draw the new frame (@ cur_frame) */
     redraw_screen(charger);

     /* if we don't have anim frames, we only have one image, so just bump
      * the cycle counter and exit
      */
     if (batt_anim->num_frames == 0 || batt_anim->capacity < 0) {
         LOGV("[%lld] animation missing or unknown battery status\n", now);
         charger->next_screen_transition = now + BATTERY_UNKNOWN_TIME;
         batt_anim->cur_cycle++;
         return;
     }

     /* schedule next screen transition */
     charger->next_screen_transition = now + disp_time;

     /* advance frame cntr to the next valid frame
      * if necessary, advance cycle cntr, and reset frame cntr
      */
     batt_anim->cur_frame++;

     /* if the frame is used for level-only, that is only show it when it's
      * the current level, skip it during the animation.
      */
     while (batt_anim->cur_frame < batt_anim->num_frames &&
            batt_anim->frames[batt_anim->cur_frame].level_only)
         batt_anim->cur_frame++;
     if (batt_anim->cur_frame >= batt_anim->num_frames) {
         batt_anim->cur_cycle++;
         batt_anim->cur_frame = 0;

         /* don't reset the cycle counter, since we use that as a signal
          * in a test above to check if animation is over
          */
     }
 }

下面是不能容量时显示logo的函数：

 static struct frame batt_anim_frames[] = {
     {
         .name = "charger/battery_0",
         .disp_time = 750,
         .min_capacity = 0,
     },
     {
         .name = "charger/battery_1",
         .disp_time = 750,
         .min_capacity = 20,
     },
     {
         .name = "charger/battery_2",
         .disp_time = 750,
         .min_capacity = 40,
     },
     {
         .name = "charger/battery_3",
         .disp_time = 750,
         .min_capacity = 60,
     },
     {
         .name = "charger/battery_4",
         .disp_time = 750,
         .min_capacity = 80,
         .level_only = true,
     },
     {
         .name = "charger/battery_5",
         .disp_time = 750,
         .min_capacity = BATTERY_FULL_THRESH,
     },
 };