regulator:电源调节器——给外设供稳定电压

🔨 整理中 · 这一篇讲 regulator(电源调节器) 子系统——给 SoC/CPU/外设提供稳定电压的硬件(典型 PMIC)的内核框架。素材以 6.19 源码 + kernel.org regulator 文档为权威。它比 platform/i2c 复杂,分 producer/consumer/machine 三角色。

做什么

SoC 和外设需要稳定电压才能工作,且很多场景要动态调电压(CPU 调频时配套调压——CPUFreq DVFS、省电时降压、外设不工作时关电)。这些电压由 regulator(电压调节芯片,典型 PMIC 如高通 PMIC、TI TPS、Richtek)提供。内核 regulator 子系统(drivers/regulator/)统一管理这套,分三个角色:谁提供电压(producer/regulator driver)、谁用电压(consumer/外设驱动)、板子上怎么接(machine/约束)。这一篇拆这三角色 + 最常用的 consumer API。

要了解什么

一、三角色:producer / consumer / machine

producer(regulator driver):给"PMIC 上每个 LDO/DCDC/Buck"写驱动,填 struct regulator_desc(电压范围/可调档位/enable 回调) → 注册成 regulator_dev。一个 PMIC 上常有十几个 regulator(每个管一路电),都注册成独立的 regulator_dev。
consumer:用电源的驱动(USB 控制器要 3.3V、SD 卡要 1.8/3.3V 切换)。不直接碰硬件,通过 regulator_get/regulator_enable/regulator_set_voltage 这套 consumer API 操作。
machine:板级配置(设备树)描述"哪个 regulator 给哪个外设供电"——<dev>-supply = <&vcc_usb>;,把 consumer 名映射到具体 regulator_dev。

三层解耦:producer 管硬件、consumer 只用名字要电源、machine 把名字接到具体硬件。换 PMIC 只改 machine + producer,consumer 不动。

二、consumer API(最常用,绝大多数驱动只碰这套)

struct regulator *vcc = devm_regulator_get(dev, "vcc");   /* consumer.h:155,从设备树 vcc-supply 拿 */
regulator_enable(vcc);                                     /* 上电 */
regulator_set_voltage(vcc, 1800000, 3300000);              /* 设 1.8V-3.3V 之间 */
u32 v = regulator_get_voltage(vcc);                        /* 当前电压(uV) */
regulator_disable(vcc);                                    /* 下电 */

设备树里:

dts

mysensor@48 {
    compatible = "vndr,sensor";
    reg = <0x48>;
    vcc-supply = <&ldo3>;          /* vcc 消费 ldo3 这个 regulator */
    vdd-supply = <&vdd_io>;        /* 可消费多个 */
};

devm_regulator_get(dev, "vcc") 找 vcc-supply 属性指向的 regulator_dev、返回一个 struct regulator * 句柄(consumer 侧)。然后 enable/disable/set_voltage 通过这个句柄操作。

三、用途:DVFS / 省电 / 外设供电

CPU DVFS(Dynamic Voltage-Frequency Scaling):CPU 调频(CPUFreq)时配套调压——高频要高压、低频可低压,搭配省电。regulator 子系统和 CPUFreq 联动(cpufreq driver 调 regulator_set_voltage)。
外设省电:外设不工作时关它的 regulator(整条电源切断,比"待机"更省电)。
上电时序:复杂 SoC 启动要按顺序给多路上电、复位——regulator + reset 控制器配合实现。

四、`struct regulator_dev` + `regulator_desc`(producer 侧,简述)

PMIC 驱动给每路 LDO/DCDC 填 struct regulator_desc(include/linux/regulator/driver.h)——电压范围(n_voltages/min_uV/uV_step/linear_ranges)、ops(enable/disable/get_voltage/set_voltage/set_mode...)、of_map_mode 等;devm_regulator_register(dev, &desc, &config) 注册成 regulator_dev。这部分由 PMIC 厂商驱动写(drivers/regulator/tps*.c/qcom_smd-regulator.c 等),普通外设驱动只当 consumer。

动手试试

ls /sys/class/regulator/、cat /sys/class/regulator/regulator.*//name/state/type/microvolts 看所有 regulator + 当前电压状态
宿主机 cat /sys/class/regulator/*/name | sort -u 看 PMIC 提供了多少路
读一个 regulator consumer 用法:任意需要供电的驱动(drivers/i2c/、drivers/mmc/)里 devm_regulator_get + regulator_enable
读 PMIC producer:drivers/regulator/ 下简单驱动(如 fixed.c 固定电压 regulator)看 regulator_desc/ops
思考题:为什么 regulator 分 producer/consumer/machine 三层,而不让 consumer 直接调 producer?(提示:解耦 + 换 PMIC 不改 consumer)

延伸阅读

源码(本仓库 third_party/linux/,6.19.9):include/linux/regulator/consumer.h(regulator_get :153/devm_regulator_get :155/regulator_enable/disable/set_voltage/get_voltage);producer 侧 include/linux/regulator/driver.h(regulator_dev/regulator_desc/regulator_ops);machine include/linux/regulator/machine.h(regulator_init_data/约束);core drivers/regulator/core.c/core.c;PMIC 驱动 drivers/regulator/*.c。
kernel.org:regulator、Documentation/devicetree/bindings/regulator/。
关联本站:10 platform/11 dts regulator 通过设备树 <name>-supply 接;DVFS 关联 CPUFreq(子系统专题);PMIC 常挂 I2C。

做什么 ​

要了解什么 ​

一、三角色:producer / consumer / machine ​

二、consumer API(最常用,绝大多数驱动只碰这套) ​

三、用途:DVFS / 省电 / 外设供电 ​

四、struct regulator_dev + regulator_desc(producer 侧,简述) ​

动手试试 ​

延伸阅读 ​