Linux Regulator Framework(1)_概述

本文深入探讨Linux Regulator框架的设计理念与软件架构,旨在控制电压与电流调节器,实现动态调节以节省能源。文章详细介绍了Regulator在电子工程中的作用、Linux内核中的接口设计以及如何确保系统的安全性和稳定性。

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1. 前言

Regulator,中文名翻译为“稳定器”,在电子工程中,是voltage regulator(稳压器)或者current regulator(稳流器)的简称,指可以自动维持恒定电压(或电流)的装置。

voltage regulator最早应用于功放电路中,主要用于滤除电源纹波(100或者120Hz)和噪声,以及避免“输出电压随负载的变化而变化”的情况。后来,随着IC级别的regulator的出现(便宜了),voltage regulator几乎存在于任何的电子设备中。例如我们常见的嵌入式设备中,基本上每一种电压,都是经过regulator输出的。

相比较voltage regulator的广泛使用,很少见到current regulator的应用场景(相信大多数的嵌入式工程师都没有接触过)。它一般存在于电流源中,除此之外,它广泛存在于近年来新兴的LED照明设备中。current regulator在LED设备中的作用主要有两个:避免驱动电流超出最大额定值,影响其可靠性;获得预期的亮度要求,并保证各个LED亮度、色度的一致性。

虽然原理比较复杂,但从设备驱动的角度看,regulator的控制应该很简单,就是输出的enable/disable、输出电压或电流的大小的控制。那么,linux kernel的regulator framework到底要做什么呢?这就是本文的目的:弄清楚regulator framework背后思考,并总结出其软件架构(和common clock framework类似,consumer/provider/core)。

注1:有关regulator的描述,参考自“http://sound.westhost.com/articles/vi-regulators.html”。

注2:kernel中有关regulator framework的介绍写的相当好(Documentation\power\regulator\*),因此本文大部分内容会参考这些文件。

2. 背后的思考

Linux regulator framework的目的很直接:提供标准的内核接口,控制系统的voltage/current regulators,并提供相应的机制,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。

看似简单的背后,有些因素不得不考虑。

1)最重要的,就是安全性:

在一个系统中,错误的regulator配置是非常危险的,严重时可以损毁硬件。而无论是regulator的使用者(consumer),还是regulator提供者(provider,即regulator driver),都不一定有足够的知识和能力,避免危险发生。因此必须从machine的角度,小心的设计regulator的输出限值(这一般由产品设计、硬件设计决定的)。

同时,一旦设计确定下来之后,这些限制必须保存在一些相对固定的地方,不能轻易地被软件修改。

最后,所有的regulator操作,必须是小心的、在可允许范围内的。

2)系统中大部分的设备,都没有动态更改regulator配置的需求,甚至连enable/disable都懒得关心的,framework需要考虑这种情况,尽量简化接口。

3)会存在同一个regulator向多个设备提供power的情况,如果这些设备的需求不同怎么办?

4)regulator之间是否可以级联?如果可以,怎么处理?

这些思考最终都会反映到软件设计上,具体可参考如下的软件架构。

3. 软件架构

基于上面的思考,regulator framework的软件架构如下:

regulator framework

除了machine之外,基本上和common clock framework的consumer/provider框架类似。

3.1 machine

machine的主要功能,是使用软件语言(struct regulator_init_data),静态的描述regulator在板级的物理现状,包括:

1)前级regulator(即该regulator的输出是另一个regulator的输入,简称supply regulator)和后级regulator(即该regulator的输入是其它regulator的输出,简称consumer regulator)。

这主要用于描述regulator在板级的级联关系,需要留意的是,它和clock不同,这种级联关系是非常确定的,以至于需要使用静态的方式描述,而不是像clock那样,在注册的时候动态指定并形成。

2)该regulator的物理限制(struct regulation_constraints),包括:

输出电压的最大值和最小值(voltage regulator); 
输出电流的最大值和最小值(current regulator); 
允许的操作(修改电压值、修改电流限制、enable、disable等等); 
输入电压是多少(当输入是另一个regulator时); 
是否不允许关闭(always_on); 
是否启动时就要打开(always_on); 
等等。 

这些限制关系到系统安全,因此必须小心配置。配置完成后,在系统运行的整个过程中,它们都不会再改变了。

3.2 driver

driver模块的功能,是从regulator driver的角度,抽象regulator设备。

1)使用struct regulator_desc描述regulator的静态信息,包括:名字、supply regulator的名字、中断号、操作函数集(struct regulator_ops)、使用regmap时相应的寄存器即bitmap等等。

2)使用struct regulator_config,描述regulator的动态信息(所谓的动态信息,体现在struct regulator_config变量都是局部变量,因此不会永久保存),包括struct regulator_init_data指针、设备指针、enable gpio等等。

3)提供regulator的注册接口(regulator_register/devm_regulator_register),该接口接受描述该regulator的两个变量的指针:struct regulator_desc和struct regulator_config,并分配一个新的数据结构(struct regulator_dev,从设备的角度描述regulator),并把静态指针(struct regulator_desc)和动态指针(struct regulator_config)提供的信息保存在其中。

4)最后,regulator driver将以为struct regulator_dev指针为对象,对regulator进行后续的操作。

3.3 consumer

consumer的功能,是从regulator consumer的角度,抽象regulator设备(struct regulator),并提供regulator操作相关的接口。包括:

3.4 core

core负责上述逻辑的具体实现,并以sysfs的形式,向用户空间提供接口。

4. 接口汇整

本节对regulator framework向各个层次提供的API做一个汇整,具体细节会在后续的文章中详细描述。

4.1 consumer模块向内核空间consumer提供的接口

regulator framework向内核空间consumer提供的接口位于“include/linux/regulator/consumer.h”中,包括regulator的获取、使能、修改等接口,如下。

1)struct regulator

struct regulator结构用于从consumer的角度抽象一个regulator,consumer不需要关心该结构的细节,当作一个句柄使用即可(类似struct clk)。

2)regulator的get/put接口

   1: struct regulator *__must_check regulator_get(struct device *dev,
   2:                                              const char *id);
   3: struct regulator *__must_check devm_regulator_get(struct device *dev,
   4:                                              const char *id);
   5: struct regulator *__must_check regulator_get_exclusive(struct device *dev,
   6:                                                        const char *id);
   7: struct regulator *__must_check devm_regulator_get_exclusive(struct device *dev,
   8:                                                         const char *id);
   9: struct regulator *__must_check regulator_get_optional(struct device *dev,
  10:                                                       const char *id);
  11: struct regulator *__must_check devm_regulator_get_optional(struct device *dev,
  12:                                                            const char *id);
  13: void regulator_put(struct regulator *regulator);
  14: void devm_regulator_put(struct regulator *regulator);

根据是否独占regulator、是否可以多次get,regulator get接口分为三类:

正常的get,非独占、可以重复get,regulator_get/devm_regulator_get;

独占性质的get,独占、不可重复get,regulator_get_exclusive/devm_regulator_get_exclusive;

optional的get,非独占、不可重复get,regulator_get_optional/devm_regulator_get_optional。

get接口的参数为id,会在下一篇文章中详细介绍。

3)supply alias相关的接口

   1: int regulator_register_supply_alias(struct device *dev, const char *id,
   2:                                     struct device *alias_dev,
   3:                                     const char *alias_id);
   4: void regulator_unregister_supply_alias(struct device *dev, const char *id);
   5:  
   6: int devm_regulator_register_supply_alias(struct device *dev, const char *id,
   7:                                          struct device *alias_dev,
   8:                                          const char *alias_id);
   9: void devm_regulator_unregister_supply_alias(struct device *dev,
  10:                                             const char *id);
  11:  
  12: int devm_regulator_bulk_register_supply_alias(struct device *dev,
  13:                                               const char *const *id,
  14:                                               struct device *alias_dev,
  15:                                               const char *const *alias_id,
  16:                                               int num_id);
  17: void devm_regulator_bulk_unregister_supply_alias(struct device *dev,
  18:                                                  const char *const *id,
  19:                                                  int num_id);

具体意义请参考下一篇文章。

4)regulator的控制、状态获取接口

   1: int __must_check regulator_enable(struct regulator *regulator);
   2: int regulator_disable(struct regulator *regulator);
   3: int regulator_force_disable(struct regulator *regulator);
   4: int regulator_is_enabled(struct regulator *regulator);
   5: int regulator_disable_deferred(struct regulator *regulator, int ms);
   6:  
   7: int regulator_can_change_voltage(struct regulator *regulator);
   8: int regulator_count_voltages(struct regulator *regulator);
   9: int regulator_list_voltage(struct regulator *regulator, unsigned selector);
  10: int regulator_is_supported_voltage(struct regulator *regulator,
  11:                                    int min_uV, int max_uV);
  12: unsigned int regulator_get_linear_step(struct regulator *regulator);
  13: int regulator_set_voltage(struct regulator *regulator, int min_uV, int max_uV);
  14: int regulator_set_voltage_time(struct regulator *regulator,
  15:                                int old_uV, int new_uV);
  16: int regulator_get_voltage(struct regulator *regulator);
  17: int regulator_sync_voltage(struct regulator *regulator);
  18: int regulator_set_current_limit(struct regulator *regulator,
  19:                                int min_uA, int max_uA);
  20: int regulator_get_current_limit(struct regulator *regulator);
  21:  
  22: int regulator_set_mode(struct regulator *regulator, unsigned int mode);
  23: unsigned int regulator_get_mode(struct regulator *regulator);
  24: int regulator_set_optimum_mode(struct regulator *regulator, int load_uA);
  25:  
  26: int regulator_allow_bypass(struct regulator *regulator, bool allow);
  27:  
  28: struct regmap *regulator_get_regmap(struct regulator *regulator);
  29: int regulator_get_hardware_vsel_register(struct regulator *regulator,
  30:                                          unsigned *vsel_reg,
  31:                                          unsigned *vsel_mask);
  32: int regulator_list_hardware_vsel(struct regulator *regulator,
  33:                                  unsigned selector);
  34:  

控制有关的包括enable、disable、电压设置、电流设置、mode设置等,其中disable又包括normal、强制、退出等类型。

状态获取包括:是否enable;是否可以改变电压;支持的电压列表;是否支持指定范围的电压;当前输出电压;当前电流限制;当前mode;等等。

更为详细的描述,请参考下一篇文章。

5)bulk型的操作(一次操作多个regulator)

   1: int regulator_bulk_register_supply_alias(struct device *dev,
   2:                                          const char *const *id,
   3:                                          struct device *alias_dev,
   4:                                          const char *const *alias_id,
   5:                                          int num_id);
   6: void regulator_bulk_unregister_supply_alias(struct device *dev,
   7:                                             const char * const *id, int num_id);
   8: int __must_check regulator_bulk_get(struct device *dev, int num_consumers,
   9:                                     struct regulator_bulk_data *consumers);
  10: int __must_check devm_regulator_bulk_get(struct device *dev, int num_consumers,
  11:                                          struct regulator_bulk_data *consumers);
  12: int __must_check regulator_bulk_enable(int num_consumers,
  13:                                        struct regulator_bulk_data *consumers);
  14: int regulator_bulk_disable(int num_consumers,
  15:                            struct regulator_bulk_data *consumers);
  16: int regulator_bulk_force_disable(int num_consumers,
  17:                            struct regulator_bulk_data *consumers);
  18: void regulator_bulk_free(int num_consumers,
  19:                          struct regulator_bulk_data *consumers);

6)notifier相关的接口

   1: int regulator_register_notifier(struct regulator *regulator,
   2:                               struct notifier_block *nb);
   3: int regulator_unregister_notifier(struct regulator *regulator,
   4:                                 struct notifier_block *nb);

如果consumer关心某个regulator的状态变化,可以通过上面接口注册一个notifier。

7)其它接口

   1: /* driver data - core doesn't touch */
   2: void *regulator_get_drvdata(struct regulator *regulator);
   3: void regulator_set_drvdata(struct regulator *regulator, void *data);

用于设置和获取driver的私有数据。

4.2 consumer模块向用户空间consumer提供的接口

用户空间程序可以通过sysfs接口,使用regulator,就像内核空间consumer一样。这些接口由“drivers/regulator/userspace-consumer.c”实现,主要包括:

sysfs目录位置:/sys/devices/platform/reg-userspace-consumer。

name,读取可以获取该regulator的名字。

state,读取,可以获取该regulator的状态(enabled/disabled);写入可以改变regulator的状态(enabled或者1使能,disabled或者0禁止)。

4.3 machine模块向regulator driver提供的接口

machine模块主要提供struct regulator_init_data、struct regulation_constraints constraints等数据结构,用于描述板级的regulator配置,具体可参考3.1中介绍。

4.4 driver模块向regulator driver提供的接口

regulator framework向regulator driver提供的接口位于“include/linux/regulator/driver.h”中,包括数据结构抽象、regulator注册等。

1)struct regulator_desc、struct regulator_config和struct regulator_dev

见3.2中的介绍。

2)regulator设备的注册接口

   1: struct regulator_dev *
   2: regulator_register(const struct regulator_desc *regulator_desc,
   3:                    const struct regulator_config *config);
   4: struct regulator_dev *
   5: devm_regulator_register(struct device *dev,
   6:                         const struct regulator_desc *regulator_desc,
   7:                         const struct regulator_config *config);
   8: void regulator_unregister(struct regulator_dev *rdev);
   9: void devm_regulator_unregister(struct device *dev, struct regulator_dev *rdev);

见3.2中的介绍。

3)其它接口,请参考后续的文章。

4.5 core模块向用户空间提供的sysfs接口

regulator设备在内核中是以regulator class的形式存在的,regulator core通过class->dev_groups的方式,提供了一些默认的attribute,包括:

name,读取可以获取该regulator的名字;

num_users,读取可获取regulator的使用者数目;

type,读取可以获取该regulator的类型(voltage或者current)。

另外,如果regulator driver需要提供更多的attribute(如状态、最大/最小电压等等),可以调用add_regulator_attributes接口,主动添加。

<think>好的,我现在需要分析用户提供的这段JavaScript代码,并解释它的功能。首先,我会通读代码,理解每个部分的作用。 这段代码定义了一个名为getQ的函数。函数一开始获取了user_nickname输入框的值,存储在userid变量中。如果userid是null或undefined,函数返回false。否则,发起一个AJAX POST请求到../services/Qxgl.ashx,传递action和id参数。请求头里有一个Authorization令牌,看起来像是某种认证信息。 成功回调函数处理返回的msg数据,遍历msg.ds数组,对每个item,通过typeid设置对应的复选框为选中状态。然后收集所有选中的复选框的值,用逗号拼接后去掉最后一个逗号,将结果填入typename输入框。 接下来,我需要确认各个部分的细节是否正确。例如,检查jQuery选择器是否正确,AJAX调用的参数是否合理,以及数据处理是否有潜在错误。比如,$.each遍历msg.ds是否正确,假设msg.ds是一个数组。另外,拼接结果时使用substring去除末尾逗号是否可靠,是否有更稳妥的方法。 还要注意可能的安全问题,比如硬编码的Authorization头,这可能存在安全风险,但用户可能已经处理了。此外,用户权限验证是否在服务端进行,这里只是前端控制,需提醒用户不能仅依赖前端验证。 最后,将这些分析整理成结构清晰的解释,分步骤说明代码的功能和潜在注意事项,确保用户能够理解每个部分的作用及可能的改进点。</think>这是一个典型的基于jQuery的AJAX请求实现,主要用于获取并设置用户权限信息。让我们分步骤解析这个函数的功能: 1. **函数定义与用户ID获取** ```javascript var getQ = function () { var userid = $('#user_nickname').val(); // 获取用户输入框的值 ``` 2. **空值校验** ```javascript if (userid == null || userid == undefined) { // 验证用户ID有效性 return false; } ``` 3. **AJAX请求配置** ```javascript $.ajax({ type: "POST", // 使用POST方法 url: "../services/Qxgl.ashx", // 后端接口地址 headers: { // 请求头认证信息 "Authorization": "0772A4AA051DDEBB393DC164B19A32E57C4FEEAB27A77820" }, ``` 4. **请求参数传递** ```javascript data: { action: "getQ", // 执行动作类型 id: userid // 传递用户ID参数 }, ``` 5. **成功回调处理** ```javascript success: function (msg) { // 遍历返回数据集 $.each(msg.ds, function (index, item) { // 根据typeid勾选对应复选框 $('#a' + item.typeid).attr("checked", true); }) // 拼接选中值 var result = ""; $("input[name='select_checkbox']:checked").each(function () { result += $(this).val() + ','; }); // 去除末尾逗号 if (result != "") { result = result.substring(0, result.lastIndexOf(',')); } // 填充到显示框 $("#typename").val(result); } ``` **功能总结**: - 这是一个用户权限查询功能 - 通过用户输入的用户名查询关联的权限配置 - 将查询结果转换为复选框勾选状态 - 汇总选中权限显示在文本框中 **潜在注意事项**: 1. 硬编码的`Authorization`头存在安全风险,建议动态生成 2. 缺少错误处理逻辑(error回调) 3. 使用字符串拼接处理结果可以考虑改用`Array.join()` 4. 权限控制不能仅依赖前端验证,必须配套后端验证 5. 对`msg.ds`的数据结构有强依赖,建议增加数据校验 6. 建议使用`.prop()`代替`.attr()`操作复选框状态
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