Android模拟器学framework和driver之battery & backlight-----1.battery in linux

在linux中battery驱动主要是去处理供电方面的东西，大家看下driver在bsp中的路径就可以知道，android模拟器使用的goldfish内核中battery驱动的位置是：

android/common/drivers/power/goldfish_battery.c

目前手机，平板电脑日益普及，在嵌入式领域battery的续航能力也一直制约着手机等嵌入式设备的发展，iphone比android手机做的好多了，希望android可以再处理上下功夫，赶超apple，废话不多说，这里battery主要是处理，电池供电、插上充电器充电、USB供电等事情的发生，还有就是一些电池的信息管理，比如说电量、温度等状态可以使用户知道。

OK，这边我们主要是使用goldfish中的battery驱动来分析一下linux中的power模块是如何工作的。

在这之前我们首先要来看一下power_supply这个device driver 子系统是如何建立的，这边我们涉及到的代码都在/common/drivers/power/下：

power_supply_core.c

power_supply_sysfs.c

goldfish_battery.c

power_supply_core.c是power_supple subsystem的核心函数，在power_supply子系统在linux启动的时候会先调用到里面的饿init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; return 0; } subsys_initcall(power_supply_class_init);
这个函数比较简单首先是在class中创建了一个power_supply的class，启动模拟器后可以看到在sys/class/下会有一个power_supply文件夹生成，然后是

power_supply_class->dev_uevent = power_supply_uevent;这句话把power_supply_uevent挂到power_supply_class的dev_uevent上，这里说明下，就是说power_supply子系统都是使用uevent机制把信息传到user space的，当battery的状态发生改变的时候会向用户空间上报一个uevent，这样的话用户空间就可以知道什么时候去抓信息。

这个power_supply_uevent是个回调函数，被定义在power_supply_sysfs.c中：

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); if (ret) return ret; prop_buf = (char *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL); if (!prop_buf) return -ENOMEM; for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(power_supply_static_attrs); j++) { struct device_attribute *attr; char *line; attr = &power_supply_static_attrs[j]; ret = power_supply_show_static_attrs(dev, attr, prop_buf); 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, "Static prop %s=%s\n", attrname, prop_buf); ret = add_uevent_var(env, "POWER_SUPPLY_%s=%s", attrname, prop_buf); kfree(attrname); if (ret) goto out; } dev_dbg(dev, "%zd dynamic props\n", psy->num_properties); 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) { /* 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); 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; }
稍微有点长，不怕，我们慢慢来分析，这里只是开头，什么都没有应该比较好分析，

我们抓重点，首先是ret = add_uevent_var(env, "POWER_SUPPLY_NAME=%s", psy->name);这句话添加了uevent的一些环境变量，这里添加了POWER_SUPPLY_NAME，接着都是些分配内存的代码，还有就是把power_supply_properties中注册的所有属性都添加成环境变量，这样的话当battery的某个属性发生变化的时候都会通报到上层让用户知道。

这里uevent我不做详细介绍，网上资料也一大堆，后面讲到jni层的时候我也会做补充用户层是如何去开启一个socket来抓kernel中的uevent的。

回到我们的power_supply_core.c中，在linux起来的时候只有调用到core中的class_init函数，其他的函数都是为我们的driver服务的，

现在我们来看下我们的goldfish_battery驱动，打开android/common/drivers/power/goldfish_battery.c，一般我喜欢先看init函数，

static int __init goldfish_battery_init(void) { return platform_driver_register(&goldfish_battery_device); }
很简单，注册了platform_driver，同学们看到了这个函数第一反应应该是去找device_register函数，以为只有这2个函数匹配了才算在linux系统中注册了platform 设备，那么在哪呢？在我们goldfish的板级文件中有注册device，这边很奇怪，其实我没有找到具体的goldfish-battery的device_register但是在板级文件中有一个pdev_bus的注册

arch/arm/mach-goldfish/pdev_bus.c

static void goldfish_pdev_worker(struct work_struct *work); static uint32_t pdev_bus_base; static uint32_t pdev_bus_irq; static LIST_HEAD(pdev_bus_new_devices); static LIST_HEAD(pdev_bus_registered_devices); static LIST_HEAD(pdev_bus_removed_devices); static DECLARE_WORK(pdev_bus_worker, goldfish_pdev_worker); static void goldfish_pdev_worker(struct work_struct *work) { int ret; struct pdev_bus_dev *pos, *n; list_for_each_entry_safe(pos, n, &pdev_bus_removed_devices, list) { list_del(&pos->list); platform_device_unregister(&pos->pdev); kfree(pos); } list_for_each_entry_safe(pos, n, &pdev_bus_new_devices, list) { list_del(&pos->list); <span style="color: rgb(255, 0, 0);">ret = platform_device_register(&pos->pdev);</span> if(ret) { printk("goldfish_pdev_worker failed to register device, %s\n", pos->pdev.name); } else { printk("goldfish_pdev_worker registered %s\n", pos->pdev.name); } list_add_tail(&pos->list, &pdev_bus_registered_devices); } }
可以看下上面这个代码中，在工作队列中遍历所有的pdev链表，调用platform_device_register把设备注册进去，之后就会调用到我们的probe函数了。

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probe函数主要还是做一些初始化，probe的意思就是探测的意思，就是试着去初始化（我是这么理解的），

static int goldfish_battery_probe(struct platform_device *pdev) { int ret; struct resource *r; struct goldfish_battery_data *data; data = kzalloc(sizeof(*data), GFP_KERNEL); if (data == NULL) { ret = -ENOMEM; goto err_data_alloc_failed; } spin_lock_init(&data->lock); data->battery.properties = goldfish_battery_props; data->battery.num_properties = ARRAY_SIZE(goldfish_battery_props); data->battery.get_property = goldfish_battery_get_property; data->battery.name = "battery"; data->battery.type = POWER_SUPPLY_TYPE_BATTERY; data->ac.properties = goldfish_ac_props; data->ac.num_properties = ARRAY_SIZE(goldfish_ac_props); data->ac.get_property = goldfish_ac_get_property; data->ac.name = "ac"; data->ac.type = POWER_SUPPLY_TYPE_MAINS; r = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0); if (r == NULL) { printk(KERN_ERR "%s: platform_get_resource failed\n", pdev->name); ret = -ENODEV; goto err_no_io_base; } data->reg_base = IO_ADDRESS(r->start - IO_START); data->irq = platform_get_irq(pdev, 0); if (data->irq < 0) { printk(KERN_ERR "%s: platform_get_irq failed\n", pdev->name); ret = -ENODEV; goto err_no_irq; } ret = request_irq(data->irq, goldfish_battery_interrupt, IRQF_SHARED, pdev->name, data); if (ret) goto err_request_irq_failed; ret = power_supply_register(&pdev->dev, &data->ac); if (ret) goto err_ac_failed; ret = power_supply_register(&pdev->dev, &data->battery); if (ret) goto err_battery_failed; platform_set_drvdata(pdev, data); battery_data = data; GOLDFISH_BATTERY_WRITE(data, BATTERY_INT_ENABLE, BATTERY_INT_MASK); return 0; err_battery_failed: power_supply_unregister(&data->ac); err_ac_failed: free_irq(data->irq, data); err_request_irq_failed: err_no_irq: err_no_io_base: kfree(data); err_data_alloc_failed: return ret; }
首先来看几个结构体，其实个人认为，linux驱动给开发人员做的很多就是填充结构体，因为基本框架linux已经实现了，我们要做的是把这个大框架填满，使这个框架有血有肉，这样才能正常工作。

首先是goldfish_battery_data 这个结构体：

struct goldfish_battery_data { uint32_t reg_base; int irq; spinlock_t lock; struct power_supply battery; struct power_supply ac; };

这个结构体中我们关注的是power_supply这个结构体，别的没什么好说的，中断啊，寄存器地址啊，自旋锁什么的。

struct power_supply { const char *name; enum power_supply_type type; enum power_supply_property *properties; size_t num_properties; char **supplied_to; size_t num_supplicants; int (*get_property)(struct power_supply *psy, enum power_supply_property psp, union power_supply_propval *val); void (*external_power_changed)(struct power_supply *psy); /* For APM emulation, think legacy userspace. */ int use_for_apm; /* private */ struct device *dev; struct work_struct changed_work; #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; #endif };

这部分我们对照着probe中的代码一起分析，主要还是填充这个结构体：

data->battery.properties = goldfish_battery_props; data->battery.num_properties = ARRAY_SIZE(goldfish_battery_props); data->battery.get_property = goldfish_battery_get_property; data->battery.name = "battery"; data->battery.type = POWER_SUPPLY_TYPE_BATTERY;
首先是对battery的属性信息的填写：

static enum power_supply_property goldfish_battery_props[] = { POWER_SUPPLY_PROP_STATUS, POWER_SUPPLY_PROP_HEALTH, POWER_SUPPLY_PROP_PRESENT, POWER_SUPPLY_PROP_TECHNOLOGY, POWER_SUPPLY_PROP_CAPACITY, };
这边电池的信息由status health present等，我们比较关注的还是电池的电量，capacity，

然后是属性的数目，不多说了，下面第三个参数比较重要 data->battery.get_property = goldfish_battery_get_property;

static int goldfish_battery_get_property(struct power_supply *psy, enum power_supply_property psp, union power_supply_propval *val) { struct goldfish_battery_data *data = container_of(psy, struct goldfish_battery_data, battery); int ret = 0; switch (psp) { case POWER_SUPPLY_PROP_STATUS: //modify charge to discharge //val->intval = GOLDFISH_BATTERY_READ(data, BATTERY_STATUS); val->intval = POWER_SUPPLY_STATUS_DISCHARGING; //-----modify end break; case POWER_SUPPLY_PROP_HEALTH: val->intval = GOLDFISH_BATTERY_READ(data, BATTERY_HEALTH); break; case POWER_SUPPLY_PROP_PRESENT: val->intval = GOLDFISH_BATTERY_READ(data, BATTERY_PRESENT); break; case POWER_SUPPLY_PROP_TECHNOLOGY: val->intval = POWER_SUPPLY_TECHNOLOGY_LION; break; case POWER_SUPPLY_PROP_CAPACITY: //modify capacity from 50 per to 20 per by Jay //val->intval = GOLDFISH_BATTERY_READ(data, BATTERY_CAPACITY); val->intval = global_brightness; //----modify end break; default: ret = -EINVAL; break; } return ret; }
驱动中就是通过这个函数去实时得到电池的信息，然后使用uevent传到user space，我们重点讲下这个函数是怎么工作的。

大家注意到这里这个函数的参数，struct power_supply *psy,
enum power_supply_property psp,
union power_supply_propval *val

第一个参数是我们最重要的data struct，第二个参数是属性的类型，选择我们要得到的属性，第三个参数就是这个属性的值是多少，比如说电池电量是百分之多少。

这个函数是被挂在power_supply结构体中的get_property上的，它是在哪被回调呢？我们先在这里打个问号，我们知道这里只是在一些结构体中填充好了我们battery的信息，至于在什么时候回调，什么时候使用，什么时候上传uevent，我们后面会讲到，留意下！！

继续回到probe函数，下面是

data->battery.name = "battery"; data->battery.type = POWER_SUPPLY_TYPE_BATTERY;
名字和类型的填写。

下面就是跟硬件相关的东西了，一般的device是会用中断的方法去触发，这里goldfish的内核使用的是PC的中断资源。

data->irq = platform_get_irq(pdev, 0); if (data->irq < 0) { printk(KERN_ERR "%s: platform_get_irq failed\n", pdev->name); ret = -ENODEV; goto err_no_irq; } ret = request_irq(data->irq, goldfish_battery_interrupt, IRQF_SHARED, pdev->name, data);
得到中断好，然后申请中断，挂好中断触发的函数，这里发生中断后会做一系列的事情，我们也先放一下，先来看看下面的power_supply注册函数：

ret = power_supply_register(&pdev->dev, &data->ac); if (ret) goto err_ac_failed; ret = power_supply_register(&pdev->dev, &data->battery); if (ret) goto err_battery_failed; platform_set_drvdata(pdev, data); battery_data = data;
power_supply_register函数在power_supply_core中被定义

int power_supply_register(struct device *parent, struct power_supply *psy) { int rc = 0; psy->dev = device_create(power_supply_class, parent, 0, psy, "%s", psy->name); if (IS_ERR(psy->dev)) { rc = PTR_ERR(psy->dev); goto dev_create_failed; } INIT_WORK(&psy->changed_work, power_supply_changed_work); rc = power_supply_create_attrs(psy); if (rc) goto create_attrs_failed; rc = power_supply_create_triggers(psy); if (rc) goto create_triggers_failed; power_supply_changed(psy); goto success; create_triggers_failed: power_supply_remove_attrs(psy); create_attrs_failed: device_unregister(psy->dev); dev_create_failed: success: return rc; }
首先是时候device_create函数在class下创建设备驱动，传入的第一个参数就是我们的power_supply class

然后是初始化了工作队列INIT_WORK(&psy->changed_work, power_supply_changed_work);

oK，我们来看下这个工作队列的回调函数，power_supply_changed_work

static void power_supply_changed_work(struct work_struct *work) { struct power_supply *psy = container_of(work, struct power_supply, changed_work); dev_dbg(psy->dev, "%s\n", __func__); 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); }
这里就是调用了2个函数，第一个 class_for_each_device(power_supply_class, NULL, psy,
__power_supply_changed_work);

它遍历了我们power_supply_class上的所有节点，用psy作为参数调用了__power_supply_changed_work函数，__power_supply_changed_work函数的作用是匹配我们的驱动

static int __power_supply_changed_work(struct device *dev, void *data) { struct power_supply *psy = (struct power_supply *)data; struct power_supply *pst = dev_get_drvdata(dev); int i; for (i = 0; i < psy->num_supplicants; i++) if (!strcmp(psy->supplied_to[i], pst->name)) { if (pst->external_power_changed) pst->external_power_changed(pst); } return 0; }
之后再调用到了我们最最最最关键的地方kobject_uevent(&psy->dev->kobj, KOBJ_CHANGE);这里就是注册了kobject uevent事件，当我们的属性发生变化的时候会把uevent传给用户空间。

所以说，调用到我们的工作队列的时候就会向用户空间上报event，这个动作被封装在

void power_supply_changed(struct power_supply *psy) { dev_dbg(psy->dev, "%s\n", __func__); schedule_work(&psy->changed_work); }
之后会被使用到。

回到我们的power_supply_register函数中

rc = power_supply_create_attrs(psy);被定义在power_supply_sysfs.c中

int power_supply_create_attrs(struct power_supply *psy) { int rc = 0; int i, j; for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(power_supply_static_attrs); i++) { rc = device_create_file(psy->dev, &power_supply_static_attrs[i]); if (rc) goto statics_failed; } for (j = 0; j < psy->num_properties; j++) { rc = device_create_file(psy->dev, &power_supply_attrs[psy->properties[j]]); if (rc) goto dynamics_failed; } goto succeed; dynamics_failed: while (j--) device_remove_file(psy->dev, &power_supply_attrs[psy->properties[j]]); statics_failed: while (i--) device_remove_file(psy->dev, &power_supply_static_attrs[i]); succeed: return rc; }
这边遍历了我们的属性数组，把每个属性在我们的驱动中声称文件系统，调用到device_create_flie函数，我们运行模拟器在power_supply/battery/下会发现我们填进去的属性值生成的所有文件。

这里介绍完毕，回到我们的goldfish驱动文件，最后就是我们的中断函数了。

static irqreturn_t goldfish_battery_interrupt(int irq, void *dev_id) { unsigned long irq_flags; struct goldfish_battery_data *data = dev_id; uint32_t status; spin_lock_irqsave(&data->lock, irq_flags); /* read status flags, which will clear the interrupt */ status = GOLDFISH_BATTERY_READ(data, BATTERY_INT_STATUS); status &= BATTERY_INT_MASK; if (status & BATTERY_STATUS_CHANGED) power_supply_changed(&data->battery); if (status & AC_STATUS_CHANGED) power_supply_changed(&data->ac); spin_unlock_irqrestore(&data->lock, irq_flags); return status ? IRQ_HANDLED : IRQ_NONE; }

这里我什么也不看只想看一句话

if (status & BATTERY_STATUS_CHANGED) power_supply_changed(&data->battery); if (status & AC_STATUS_CHANGED) power_supply_changed(&data->ac);

之前讲过，就是power_supply_changed函数触发了向用户空间上报event事件的代码。OK ，android goldfish battery驱动就讲到这边，我看android模拟器的电池老是动啊动的很是不爽所以我在get_property函数中充电状态改成了不是充电状态，然后把电池电量设置为恒定的，嘿嘿，这样的话就不会动了，哈哈。下面贴张图，有图有真相

下面一篇我们会讲到android framework中jni对驱动的封装，好累啊，一口气写完battery driver分析。