RK3399平台开发系列讲解（驱动篇）Regulator Framework

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📢 要简单介绍下系统的Regulator Framework。

Regulator翻译为”调节器”，分为电压调节器(voltage regulator)和电流调节器(current regulator)，是电源管理的底层基础设施之一，在内核中regulator实际是个抽象出来的概念。

在linux中regulator Framework框架设计，控制系统中某些设备的电压/电流供应，并且在系统运行的过程中，动态改变regulators的输出，以达到省电的目的。 该Regulator框架为各种使用电源的设备(consumer)提供统一接口，允许获取电压，限制电压，使能和关闭电源等操作，也提供了Regulator驱动接口， 允许注册电源提供者(provider)并向内核提供操作函数等。

Linux Regulator Framework整体分为四个部分，分别是machine(regulator硬件制约，映射关系等)，regulator(理解为regulator driver)， consumer(regulator的使用者，服务对象)，sys-class-regulator(用户空间接口)。

一、Regulator驱动

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Regulator驱动主要是电源提供者(provider)注册和通过相关操作函数，电源提供者(provider)是PMIC等。下面介绍下注册接口函数和数据结构：

struct regulator_desc结构体用来描述一个独立的PMIC提供的每个调节器，一个静态描述。

struct regulator_desc {
    const char *name;
    const char *supply_name;
    const char *of_match;
    const char *regulators_node;
    /*..................*/
    int id;

    unsigned n_voltages;
    const struct regulator_ops *ops;
    int irq;
    enum regulator_type type;
    struct module *owner;
    unsigned int min_uV;
    unsigned int uV_step;
    unsigned int ramp_delay;
    /*..................*/
};
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上面结构体有省略，详细请看内核源码/include/linux/regulator/driver.h，有详细的注释。

• name: Regulator的名字
• supply_name :该regulator parent的name，在级联时使用
• of_match：匹配设备树中的regulator名字
• regulators_node：自动从DTS中解析init_data
• id：regulator的标识
• n_voltages ：regulator可用的选择器输出数量，固定输出电压，应将n_voltage设置为1
• ops：一组操作函数，回调函数，用来操作电源管理，注册regulator资源，会指定
• type： 表示regulator是电压调节器还是电流调节器。
• min_uV： 表示regulator输出的最小电压
• ramp_delay ： 电压改变后稳定下来所需时间

struct regulator_dev *regulator_register(struct regulator_desc *regulator_desc,
                                     const struct regulator_config *config);

void regulator_unregister(struct regulator_dev *rdev);
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regulator_register函数是注册regulator的接口，传入regulator_desc和regulator_config两个结构体参数，regulator_desc描述regulator以及相关操作函数， regulator_config主要包含一些调节器描述的可变元素和一些约束，一种安全限制等。返回一个regulator_dev结构体，该结构体是一个抽象的描述对regulator，如下(有省略)：

struct regulator_dev {
    const struct regulator_desc *desc;
    int exclusive;
    u32 use_count;
    u32 open_count;
    u32 bypass_count;

    /* lists we belong to */
    struct list_head list; /* list of all regulators */

    /* lists we own */
    struct list_head consumer_list; /* consumers we supply */

    struct coupling_desc coupling_desc;

    struct blocking_notifier_head notifier;
    struct mutex mutex; /* consumer lock */
    struct task_struct *mutex_owner;
    int ref_cnt;
    struct module *owner;
    struct device dev;
    struct regulation_constraints *constraints;
    struct regulator *supply;       /* for tree */
    const char *supply_name;
    struct regmap *regmap;

    struct delayed_work disable_work;
    int deferred_disables;
    void *reg_data;         /* regulator_dev data */
    /*..................*/
};
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• list：regulator链表。
• consumer_list:该regulator下所有的consumer。
• notifier: regulator的通知链，用于给consumer通知event。
• constraints：结构体regulation_constraints结构对regulator施加的一些的限制，是一种安全限制。结构体如下(有省略)：

struct regulation_constraints {

    const char *name;

    /*电压输出范围 */
    int min_uV;
    int max_uV;

    int uV_offset;

    /* 电流输出范围 */
    int min_uA;
    int max_uA;
    int ilim_uA;

    int system_load;

    /* used for coupled regulators */
    int max_spread;

    /* 标志对这个regulator有效的操作模式*/
    unsigned int valid_modes_mask;

    /* regulator有效的操作 */
    unsigned int valid_ops_mask;

    /* regulator input voltage - only if supply is another regulator */
    int input_uV;

    /*.......................*/

    /* 约束标志位 */
    unsigned always_on:1;   /* 当系统开启时，regulator不会关闭 */
    unsigned boot_on:1;     /* bootloader/firmware enabled regulator */
    unsigned apply_uV:1;    /* 当电压最大值等于最小值，使能约束，是固定的电压*/
    unsigned ramp_disable:1; /* disable ramp delay */
    unsigned soft_start:1;  /* ramp voltage slowly */
    unsigned pull_down:1;   /* pull down resistor when regulator off */
    unsigned over_current_protection:1; /* auto disable on over current */
}
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该结构体是一个安全限制，比如是电压调节器，限制了电压的输出范围等，这些一般在设备树描述，比如min_uA对应设备树的“regulator-min-microvolt”属性。

二、consumer接口函数

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consumer是regulator提供服务的对象，使用者。每个consumer都有个结构体：

struct regulator {
    struct device *dev;
    struct list_head list;
    unsigned int always_on:1;
    unsigned int bypass:1;
    int uA_load;
    struct regulator_voltage voltage[REGULATOR_STATES_NUM];
    const char *supply_name;
    struct device_attribute dev_attr;
    struct regulator_dev *rdev;      //关联的regulator
    struct dentry *debugfs;
};
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常见的consumer接口函数:

/*获取和释放*/
struct regulator *regulator_get(struct device*dev, const char *id);

void regulator_put(struct regulator *regulator);

/*使能和关闭*/
int regulator_enable(regulator);

int regulator_disable(regulator);

/*设置regulator的电压，获得regulator的电压状态*/
int regulator_set_voltage(regulator, min_uVmax_uV)
int regulator_get_voltage(regulator);

int regulator_set_current_limit(regulator, min_uA, max_uA);

/*操作模式控制和状态*/
int regulator_set_optimum_mode(struct regulator*regulator,int load_uA);

int regulator_set_mode(struct regulator*regulator, unsigned int mode);

unsigned int regulator_get_mode(struct regulator*regulator);
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三、用户空间sysfs接口

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切换到/sys/class/regulator目录下。

可以看到该目录有我们注册的regulator，并且都是链接文件，指向平台设备下的具体文件。 我们切换到一个regulator.14(tcs4525)目录下，可以看到一系列文件：

• state 表示该regulator，可以是’enabled’、’disabled’、’unknown’几种状态。
• type 表示regulator的类型，是电压、电流等，即：’voltage’、’current’、’unknown’
• microvolts 表示输出的电压，min_microvolts和max_microvolts就表示可以输出的电压范围
• num_users 表示使用改regulator的consumer数量
• opmode 操作模式，一般是’normal’