android 电池（二）：android关机充电流程、充电画面显示

关键词：android电池关机充电androidboot.mode charger关机充电充电画面显示
平台信息:
内核：linux2.6/linux3.0
系统：android/android4.0
平台：S5PV310(samsungexynos 4210)

作者：xubin341719(欢迎转载，请注明作者)

欢迎指正错误，共同学习、共同进步！！

android 电池（一）：锂电池基本原理篇

android 电池（二）：android关机充电流程、充电画面显示

android 电池（三）：android电池系统

android电池（四）：电池电量计(MAX17040)驱动分析篇

android电池（五）：电池充电IC（PM2301）驱动分析篇

上一篇我们讲了锂电池的充放电的流程和电池的一些特性，这一节我们重点说一下android关机充电是怎么、充电画面显示是怎么实现的，这个在工作中也比较有用，我们开始做这一块的时候也走了不少的弯路。我记得我们做adnroid2.3的时候，关机状态和充电logo显示是在uboot中做的。应该是有两种做法，回头我再看下uboot中做画面显示那一块是怎么做的，这一节我们重点说系统中的充电logo显示。

一、android正常开机流程、关机充电流程

在写这篇文章之前我们先看两个流程：正常开机流程，关机充电系统启动流程

1、正常开机流程，按开机键。

可大致分成三部分

（1）、OS_level：UBOOT、kenrel、init这三步完成系统启动；

（2）、Android_level：这部分完成android部的初始化；

（3）、Home Screen：这部分就是我们看到的launcher部分。

2、关机充电系统启动流程

与前面相比，这个流程只走到init这一部分，就没有往后走了，这部分我们会在后面的代码中分析。

二、关机充电逻辑硬件逻辑

1、插入DC，charger IC从硬件上唤醒系统，相当于长按开机键开机。

下面这部分是charger IC连接系统的控制部分。

三、软件逻辑。

DC插入，其实相当于关机状态下“按开机键”开机。第一步要走UBOOT、kernel 、android init这一流程。

1、UBOOT

UBOOT启动代码我们不在这里详细分析，这里我们只要注意二个问题：

a：如何判断是DC插入；

b：设定setenv("bootargs", "androidboot.mode=charger")，androidboot.mode这个参数相当重要，这个参数决定系统是正常启动、还是关机充电状态。

Uboot/board/samsung/smdk4212/smkd4212.c

int board_late_init (void){int keystate = 0;printf("check start mode\n");  if ((*(int *)0x10020800==0x19721212) || (*(int *)0x10020804==0x19721212)|| (*(int *)0x10020808==0x19721212)) //（1）、检查是否有DC插入；{    setenv ("bootargs", "");//（2）、没有DC插入；  } else  {//DC插入int tmp=*(int *)0x11000c08;    *(int *)0x10020800=*(int *)0x10020804=0x19721212;    *(int *)0x11000c08=(tmp&(~0xc000))|0xc000;udelay(10000);if ((*(int *)0x11000c04 & 0x80)!=0x80 && INF_REG4_REG != 0xf) {setenv ("bootargs", "androidboot.mode=charger");//（3）、设定bootargs为charger状态printf("charger mode\n");} else {setenv ("bootargs", "");}*(int *)0x11000c08=tmp;  }#ifdef CONFIG_CPU_EXYNOS4X12int charge_status=CheckBatteryLow();//（4）、检查电池电量；keystate=board_key_check();//（5）、检查按键状态；// fuse bootloaderif(second_boot_info != 0) {boot_symbol=1;INF_REG2_REG =0x8;run_command(CONFIG_BOOTCMD_FUSE_BOOTLOADER, NULL);}if((INF_REG4_REG == 0xd)) {// reboot defaultchar buf[10];sprintf(buf, "%d", CONFIG_BOOTDELAY);setenv ("bootdelay", buf);setenv ("reserved", NULL);saveenv();} else if((INF_REG4_REG == 0xe) || keystate == (0x1 | 0x2)) {//（6）、按键进入fastboot模式；// reboot bootloaderboot_symbol=1;INF_REG2_REG =0x8;printf("BOOTLOADER - FASTBOOT\n");setenv ("reserved", "fastboot");setenv ("bootdelay", "0");} else if((INF_REG4_REG == 0xf) || keystate == (0x1 | 0x2 | 0x4)) {//（7）、按键进入recovery模式；// reboot recoveryprintf("BOOTLOADER - RECOVERY\n");boot_symbol=1;INF_REG2_REG =0x8;setenv ("reserved", CONFIG_BOOTCMD_RECOVERY);setenv ("bootdelay", "0");} elseif(keystate == (0x1 | 0x4) || second_boot_info != 0 || partition_check()) {//（8）、按键进入卡升级模式；// 2nd bootprintf("BOOTLOADER - 2ND BOOT DEVICE\n");boot_symbol=1;INF_REG2_REG =0x8;setenv ("bootcmd", CONFIG_BOOTCOMMAND);setenv ("reserved", CONFIG_BOOTCMD_FUSE_RELEASE);setenv ("bootdelay", "0");} else {//（9）、正常启动；// normal casechar buf[10];sprintf(buf, "%d", CONFIG_BOOTDELAY);setenv ("bootdelay", buf);}INF_REG4_REG = 0;return 0;}

（1）、检查是否有DC插入；

  if ((*(int *)0x10020800==0x19721212) || (*(int *)0x10020804==0x19721212)|| (*(int *)0x10020808==0x19721212))

这部分检查寄存器的值。

（2）、没有DC插入；

（3）、设定bootargs为charger状态

if ((*(int *)0x11000c04 & 0x80)!=0x80 && INF_REG4_REG != 0xf) {setenv ("bootargs", "androidboot.mode=charger");

这是这部分的重点，如果能过寄存器判断是DC插入，把androidboot.mode设定为charger状态。

以下这部分根据需要加入，通过判断不同的情况进入不同的功能，如fastboot\revovery…………，这部分不做详细解释。

（4）、检查电池电量；

这个在正常开机状态下，如果检测电量太低，则不开机，这部分代码就不做分析。

（5）、检查按键状态；

我们这个平台有几种模式:fastboot\recovery\卡升级等……

（6）、按键进入fastboot模式；

（7）、按键进入recovery模式；

（8）、按键进入卡升级模式

（9）、正常启动；

2、kernel

这部分和正常启动是一样的。

3、init

前面所有的描述其实只有一点和正常启动不太一样，那就是在UBOOT中把androidboot.mode设定为charger状态，内核正常流程启动，然后到init时要对charger这种状态处理。

system\core\init\init.c

int main(int argc, char **argv){    ………………    action_for_each_trigger("early-init", action_add_queue_tail);    queue_builtin_action(wait_for_coldboot_done_action, "wait_for_coldboot_done");    queue_builtin_action(property_init_action, "property_init");    queue_builtin_action(keychord_init_action, "keychord_init");    queue_builtin_action(console_init_action, "console_init");  //(1)、显示initlogo.rle，也就是android第二张图片;    queue_builtin_action(set_init_properties_action, "set_init_properties");    /* execute all the boot actions to get us started */    action_for_each_trigger("init", action_add_queue_tail);    /* skip mounting filesystems in charger mode */    if (strcmp(bootmode, "charger") != 0) {//(2)、这里就是UBOOT中设定的bootmode，如果是charger模式，跳过下面初始化；        action_for_each_trigger("early-fs", action_add_queue_tail);        action_for_each_trigger("fs", action_add_queue_tail);        action_for_each_trigger("post-fs", action_add_queue_tail);        action_for_each_trigger("post-fs-data", action_add_queue_tail);    }    queue_builtin_action(property_service_init_action, "property_service_init");    queue_builtin_action(signal_init_action, "signal_init");    queue_builtin_action(check_startup_action, "check_startup");    if (!strcmp(bootmode, "charger")) {//(3)、如果为charger，则调用charger.c。        action_for_each_trigger("charger", action_add_queue_tail);    } else {        action_for_each_trigger("early-boot", action_add_queue_tail);        action_for_each_trigger("boot", action_add_queue_tail);    }……………………}

(1)、显示initlogo.rle，也就是android第二张图片;

queue_builtin_action(console_init_action,"console_init");调用console_init_action

static int console_init_action(int nargs, char **args){    int fd;    char tmp[PROP_VALUE_MAX];    if (console[0]) {        snprintf(tmp, sizeof(tmp), "/dev/%s", console);        console_name = strdup(tmp);    }    fd = open(console_name, O_RDWR);    if (fd >= 0)        have_console = 1;    close(fd);    if( load_565rle_image(INIT_IMAGE_FILE) ) {//这里定义rle文件的名称#define INIT_IMAGE_FILE"/initlogo.rle"        fd = open("/dev/tty0", O_WRONLY);        if (fd >= 0) {//如果没有这张图片，就显示android字样，在屏幕左上角；            const char *msg;                msg = "\n"            "\n"            "\n"  // console is 40 cols x 30 lines            "\n"            "\n"            "\n"            "\n"            "\n"            "\n"            "\n"            "             A N D R O I D ";            write(fd, msg, strlen(msg));            close(fd);        }    }    return 0;}

(2)、这里就是UBOOT中设定的bootmode，如果是charger模式，跳过下面初始化；

    /* skip mounting filesystems in charger mode */    if (strcmp(bootmode, "charger") != 0) {        action_for_each_trigger("early-fs", action_add_queue_tail);        action_for_each_trigger("fs", action_add_queue_tail);        action_for_each_trigger("post-fs", action_add_queue_tail);        action_for_each_trigger("post-fs-data", action_add_queue_tail);    }

(3)、如果为charger，则调用charger.c

action_for_each_trigger("charger", action_add_queue_tail);

我们在后面细分charger这部分。

4、charger.c

这部分就是我们充电部分，充电画面显示的实现。

system\core\charger\charger.c

int main(int argc, char **argv){………………    klog_set_level(CHARGER_KLOG_LEVEL);    dump_last_kmsg();    LOGI("--------------- STARTING CHARGER MODE ---------------\n");    gr_init();    gr_font_size(&char_width, &char_height); //(1)、初始化graphics,包括buf大小；    ev_init(input_callback, charger);//(2)初始化按键；   fd = uevent_open_socket(64*1024, true);    if (fd >= 0) {        fcntl(fd, F_SETFL, O_NONBLOCK);        ev_add_fd(fd, uevent_callback, charger);    }    charger->uevent_fd = fd;    coldboot(charger, "/sys/class/power_supply", "add");//(3)、创建/sys/class/power_supply结点，把socket信息通知应用层；    ret = res_create_surface("charger/battery_fail", &charger->surf_unknown);    if (ret < 0) {        LOGE("Cannot load image\n");        charger->surf_unknown = NULL;    }    for (i = 0; i < charger->batt_anim->num_frames; i++) {//(4)、这里是显示charger logo，res_create_surface显示图片函数；        struct frame *frame = &charger->batt_anim->frames[i];        ret = res_create_surface(frame->name, &frame->surface);        if (ret < 0) {            LOGE("Cannot load image %s\n", frame->name);            /* TODO: free the already allocated surfaces... */            charger->batt_anim->num_frames = 0;            charger->batt_anim->num_cycles = 1;            break;        }    }ev_sync_key_state(set_key_callback, charger);    gr_fb_blank(true);    charger->next_screen_transition = now - 1;    charger->next_key_check = -1;    charger->next_pwr_check = -1;    reset_animation(charger->batt_anim);    kick_animation(charger->batt_anim);    event_loop(charger);//（5）、event_loop循环，电池状态，检测按键是否按下；    return 0;}

(1)、初始化graphics,包括buf大小

android/bootable/recovery/minui/graphics.c

gr_init():minui/graphics.c［settty0 to graphic mode, open fb0]，设制tty0为图形模式，打开fb0;

int gr_init(void){    gglInit(&gr_context);    GGLContext *gl = gr_context;    gr_init_font();    gr_vt_fd = open("/dev/tty0", O_RDWR | O_SYNC);    if (gr_vt_fd < 0) {        // This is non-fatal; post-Cupcake kernels don't have tty0.        perror("can't open /dev/tty0");    } else if (ioctl(gr_vt_fd, KDSETMODE, (void*) KD_GRAPHICS)) {        // However, if we do open tty0, we expect the ioctl to work.        perror("failed KDSETMODE to KD_GRAPHICS on tty0");        gr_exit();        return -1;    }    gr_fb_fd = get_framebuffer(gr_framebuffer);    if (gr_fb_fd < 0) {        gr_exit();        return -1;    }    get_memory_surface(&gr_mem_surface);    fprintf(stderr, "framebuffer: fd %d (%d x %d)\n",            gr_fb_fd, gr_framebuffer[0].width, gr_framebuffer[0].height);        /* start with 0 as front (displayed) and 1 as back (drawing) */    gr_active_fb = 0;    set_active_framebuffer(0);    gl->colorBuffer(gl, &gr_mem_surface);    gl->activeTexture(gl, 0);    gl->enable(gl, GGL_BLEND);    gl->blendFunc(gl, GGL_SRC_ALPHA, GGL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);    gr_fb_blank(true);    gr_fb_blank(false);    return 0;}

(2)android/bootable/recovery/minui/events.c

ev_init():minui/events.c[open /dev/input/event*]打开 /dev/input/event*

这部分是在，充电状态下，按键操作的初始化，比如：短按显示充电logo，长按开机，初始化代码如下。

int ev_init(ev_callback input_cb, void *data){    DIR *dir;    struct dirent *de;    int fd;    dir = opendir("/dev/input");//打开驱动结点；    if(dir != 0) {        while((de = readdir(dir))) {            unsigned long ev_bits[BITS_TO_LONGS(EV_MAX)];//            fprintf(stderr,"/dev/input/%s\n", de->d_name);            if(strncmp(de->d_name,"event",5)) continue;            fd = openat(dirfd(dir), de->d_name, O_RDONLY);            if(fd < 0) continue;            /* read the evbits of the input device */            if (ioctl(fd, EVIOCGBIT(0, sizeof(ev_bits)), ev_bits) < 0) {                close(fd);                continue;            }            /* TODO: add ability to specify event masks. For now, just assume             * that only EV_KEY and EV_REL event types are ever needed. */            if (!test_bit(EV_KEY, ev_bits) && !test_bit(EV_REL, ev_bits)) {                close(fd);                continue;            }            ev_fds[ev_count].fd = fd;            ev_fds[ev_count].events = POLLIN;            ev_fdinfo[ev_count].cb = input_cb;            ev_fdinfo[ev_count].data = data;            ev_count++;            ev_dev_count++;            if(ev_dev_count == MAX_DEVICES) break;        }    }    return 0;}

(3)、创建/sys/class/power_supply结点，把socket信息通知应用层

uevent_open_socket这个函数是通过kobject_uevent的方式通知的应用层，就是往一个socket广播一个消息，只需要在应用层打开socket监听NETLINK_KOBJECT_UEVENT组的消息，就可以收到了,主要是创建了socket接口获得uevent的文件描述符，然后触发/sys/class/power_supply目录及其子目录下的uevent，然后接受并创建设备节点，至此设备节点才算创建。

(4)、这里显示charger logo，res_create_surface显示图片函数；

res_create_surface:minui/resource.c[create surfaces for all bitmaps used later, include icons, bmps]

创建surface为所以的位图，包括图标、位图。这些图片的位置为：system\core\charger\images

（5）、event_loop循环，电池状态，检测按键是否按下；

5、event_loop

这个函数判断按键状态，DC是否插拔。如果长按开机：执行android_reboot(ANDROID_RB_RESTART,0, 0);如果拔出DC:执行android_reboot(ANDROID_RB_POWEROFF,0, 0);

static void event_loop(struct charger *charger){    int ret;    while (true) {        int64_t now = curr_time_ms();//（1）、获得当前时间；        LOGV("[%lld] event_loop()\n", now);        handle_input_state(charger, now);//（2）、检查按键状态；        handle_power_supply_state(charger, now);// (3)、检查DC是否拔出；         /* do screen update last in case any of the above want to start         * screen transitions (animations, etc)         */        update_screen_state(charger, now);//(4)、对按键时间状态标志位的判断，显示不同电量的充电logo;         wait_next_event(charger, now);    }}

（1）、获得当前时间；

int64_t now = curr_time_ms();

这个时间来判断，有没有屏幕超时，如果超时关闭屏幕充电logo显示。

（2）、检查按键状态；

static void handle_input_state(struct charger *charger, int64_t now){    process_key(charger, KEY_POWER, now);    if (charger->next_key_check != -1 && now > charger->next_key_check)        charger->next_key_check = -1;}我们再看下：process_key(charger, KEY_POWER, now);static void process_key(struct charger *charger, int code, int64_t now){………………    if (code == KEY_POWER) {        if (key->down) {            int64_t reboot_timeout = key->timestamp + POWER_ON_KEY_TIME;            if (now >= reboot_timeout) {//如果长按power键，就重新启动，也就是重启开机；                LOGI("[%lld] rebooting\n", now);                android_reboot(ANDROID_RB_RESTART, 0, 0);//重启命令；            }………………    }    key->pending = false;}

（3）、检查DC是否拔出；

handle_power_supply_state(charger, now);

static void handle_power_supply_state(struct charger *charger, int64_t now){    if (charger->num_supplies_online == 0) {        if (charger->next_pwr_check == -1) {            charger->next_pwr_check = now + UNPLUGGED_SHUTDOWN_TIME;            LOGI("[%lld] device unplugged: shutting down in %lld (@ %lld)\n",                 now, UNPLUGGED_SHUTDOWN_TIME, charger->next_pwr_check);        } else if (now >= charger->next_pwr_check) {            LOGI("[%lld] shutting down\n", now);            android_reboot(ANDROID_RB_POWEROFF, 0, 0);//如果DC拔出，则关机；        } ………………}

(4)、对按键时间状态标志位的判断，显示不同电量的充电logo;

update_screen_state(charger, now);

这个函数比较长了，其实做用就是：我们在状态的过程中,充电logo的电量是要增加的，比如电量是20%时，要从第一格开始闪烁；如果是80%时，则要从第三格开始闪烁，电量显示就是通过这个函数来计算实现的。

static void update_screen_state(struct charger *charger, int64_t now){    struct animation *batt_anim = charger->batt_anim;    int cur_frame;    int disp_time;    if (!batt_anim->run || now < charger->next_screen_transition)        return;    /* animation is over, blank screen and leave */    if (batt_anim->cur_cycle == batt_anim->num_cycles) {        reset_animation(batt_anim);        charger->next_screen_transition = -1;        gr_fb_blank(true);        LOGV("[%lld] animation done\n", now);        return;    }    disp_time = batt_anim->frames[batt_anim->cur_frame].disp_time;    /* animation starting, set up the animation */    if (batt_anim->cur_frame == 0) {        int batt_cap;        int ret;        LOGV("[%lld] animation starting\n", now);        batt_cap = get_battery_capacity(charger);        if (batt_cap >= 0 && batt_anim->num_frames != 0) {            int i;            /* find first frame given current capacity */            for (i = 1; i < batt_anim->num_frames; i++) {                if (batt_cap < batt_anim->frames[i].min_capacity)                    break;            }            batt_anim->cur_frame = i - 1;            /* show the first frame for twice as long */            disp_time = batt_anim->frames[batt_anim->cur_frame].disp_time * 2;        }        batt_anim->capacity = batt_cap;    }    /* unblank the screen  on first cycle */    if (batt_anim->cur_cycle == 0)        gr_fb_blank(false);    /* draw the new frame (@ cur_frame) */    redraw_screen(charger);    /* if we don't have anim frames, we only have one image, so just bump     * the cycle counter and exit     */    if (batt_anim->num_frames == 0 || batt_anim->capacity < 0) {        LOGV("[%lld] animation missing or unknown battery status\n", now);        charger->next_screen_transition = now + BATTERY_UNKNOWN_TIME;        batt_anim->cur_cycle++;        return;    }    /* schedule next screen transition */    charger->next_screen_transition = now + disp_time;    /* advance frame cntr to the next valid frame     * if necessary, advance cycle cntr, and reset frame cntr     */    batt_anim->cur_frame++;    /* if the frame is used for level-only, that is only show it when it's     * the current level, skip it during the animation.     */    while (batt_anim->cur_frame < batt_anim->num_frames &&           batt_anim->frames[batt_anim->cur_frame].level_only)        batt_anim->cur_frame++;    if (batt_anim->cur_frame >= batt_anim->num_frames) {        batt_anim->cur_cycle++;        batt_anim->cur_frame = 0;        /* don't reset the cycle counter, since we use that as a signal         * in a test above to check if animation is over         */    }}

下面是不能容量时显示logo的函数：

static struct frame batt_anim_frames[] = {    {        .name = "charger/battery_0",        .disp_time = 750,        .min_capacity = 0,    },    {        .name = "charger/battery_1",        .disp_time = 750,        .min_capacity = 20,    },    {        .name = "charger/battery_2",        .disp_time = 750,        .min_capacity = 40,    },    {        .name = "charger/battery_3",        .disp_time = 750,        .min_capacity = 60,    },    {        .name = "charger/battery_4",        .disp_time = 750,        .min_capacity = 80,        .level_only = true,    },    {        .name = "charger/battery_5",        .disp_time = 750,        .min_capacity = BATTERY_FULL_THRESH,    },};

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