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驱动开发硬核特训 │ 深度解析 fixed regulator 驱动与 regulator_ops

backend 2025/5/6 8:21:38

一、引言：本次目标

本篇聚焦于：

Regulator 子系统基础概念
设备树节点与驱动代码的对应关系
regulator_desc、regulator_ops、regulator_dev 的完整讲解
驱动端的实际注册与管理流程

通过一个实际案例，系统掌握 regulator 子系统 的全貌。

二、Regulator 子系统概述

Linux 的 Regulator 子系统 是电源管理领域的重要基础设施。

核心目的：

抽象各类供电资源（BUCK、LDO、固定电源、开关）
统一标准化的 enable/disable/set_voltage 接口
集中管理电源状态（包括 suspend/resume 生命周期）

特点总结：

项目	描述
子系统作用	统一管理硬件供电资源
管理对象	各种电压输出单元（BUCK/LDO/fixed/开关）
上层使用	标准 API，无需关心硬件细节
配置来源	设备树、驱动

三、设备树配置实例分析

以 reg_pcie0 节点为例：

reg_pcie0: regulator-pcie {compatible = "regulator-fixed";regulator-name = "MPCIE_3V3";regulator-min-microvolt = <3300000>;regulator-max-microvolt = <3300000>;gpio = <&gpio2 6 GPIO_ACTIVE_HIGH>;enable-active-high;regulator-always-on;
};

🔵 各字段对应关系：

设备树属性	意义	对应 `regulator_desc` 成员/使用位置
compatible	匹配 fixed.c 驱动	驱动匹配表 `fixed_of_match`
regulator-name	电源名字	desc.name
regulator-min-microvolt / max-microvolt	输出电压范围	desc.fixed_uV
gpio	控制开关的 GPIO 引脚	regulator_config.ena_gpiod
enable-active-high	高电平打开	gpiod_flags 设置
regulator-always-on	始终保持开启	regulator constraints

四、核心结构体讲解

4.1 regulator_desc —— 电源描述器（静态信息）

struct regulator_desc {const char *name;const struct regulator_ops *ops;enum regulator_type type;int n_voltages;int fixed_uV;const char *supply_name;unsigned int enable_time;unsigned int off_on_delay;...
};

🔵 作用：

描述电源的所有静态信息
注册 regulator_dev 时使用
仅初始化一次，之后只读

🔵 与设备树映射表：

成员	来源（设备树属性）	含义
name	regulator-name	电源名称
fixed_uV	regulator-min-microvolt / regulator-max-microvolt	输出电压（如果是固定值）
supply_name	vin-supply 或 input-supply	输入电源名字（可选）
enable_time	startup-delay-us	开启所需时间（微秒）
off_on_delay	off-on-delay-us	关机后到再开机所需等待时间

注意：ops 不直接来源设备树，而是根据驱动逻辑决定绑定哪个 regulator_ops 结构体！

4.2 regulator_ops —— 电源操作集（动态行为接口）

struct regulator_ops {int (*enable)(struct regulator_dev *rdev);int (*disable)(struct regulator_dev *rdev);int (*is_enabled)(struct regulator_dev *rdev);int (*set_voltage)(struct regulator_dev *rdev, int min_uV, int max_uV);...
};

🔵 作用：

定义电源的实际操作方法
驱动根据硬件特点实现不同版本

🔵 fixed.c 示例：

ops 名称	适用场景	主要实现
fixed_voltage_ops	单纯固定电压，不可控	空实现
fixed_voltage_clkenabled_ops	通过 clock 控制供电	调用 clk_prepare_enable/disable
fixed_voltage_domain_ops	通过 PM domain 控制供电	调用 dev_pm_genpd_set_performance_state

4.3 regulator_dev —— 电源实例（运行时状态管理）

struct regulator_dev {struct device dev;const struct regulator_desc *desc;int use_count;...
};

🔵 作用：

代表一个实际存在于系统的电源设备
内含状态（是否使能，用了几次）
提供对外统一接口

五、驱动注册流程梳理

以 fixed.c 为例，总结驱动注册完整路径：

platform_driver 匹配 "regulator-fixed"
执行 reg_fixed_voltage_probe
调用 of_get_fixed_voltage_config 解析设备树
创建并初始化 regulator_desc
调用 devm_regulator_register
核心 subsystem 接管，生成 regulator_dev
驱动注册完成

最终，这个 regulator 可以被其他模块通过标准 API 控制。

六、完整调用链（开启电源示例）

假设某驱动调用：

regulator_enable(my_regulator);

系统内部执行链路：

regulator_enable()↓
_find_regulator_dev()↓
调用 rdev->desc->ops->enable()↓
具体 enable 实现（如 gpiod_set_value 或 clk_prepare_enable）

核心理解： 标准接口 -> 驱动特定实现 -> 硬件动作。

七、整体总结大表

层次	内容	作用
设备树 (.dts)	描述供电需求、参数	提供设备静态配置
regulator_desc	转换并记录供电参数	提供给核心子系统
regulator_ops	提供实际控制方法	驱动定义
regulator_dev	实际电源实例，记录状态	统一管理，供系统调用