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一、工作流程 mmc驅(qū)動主要文件包括 drivers/mmc/card/block.c 內(nèi)核啟動時，首先執(zhí)行core/core.c的mmc_init，注冊mmc、sd總線，以及一個host class設(shè)備。接著執(zhí)行card/block.c中，申請一個塊設(shè)備。 二、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： 這里涉及三種總線 1. platform bus //MMC host controller 作為一種 platform device, 它是需要注冊到 platform bus上 的
driver/base/platform.c
struct bus_type platform_bus_type = {
.name = "platform",
.dev_attrs = platform_dev_attrs,
.match = platform_match,
.uevent = platform_uevent,
.pm = &platform_dev_pm_ops,
};
2. mmc bus type //在mmc_init()中被創(chuàng)建的.通過調(diào)用 mmc_register_bus() 來注冊 MMC 總線
drivers\mmc\core\bus.c
static struct bus_type mmc_bus_type = {
.name = "mmc",
.dev_attrs = mmc_dev_attrs,
.match = mmc_bus_match,
.uevent = mmc_bus_uevent,
.probe = mmc_bus_probe,
.remove = mmc_bus_remove,
.shutdown = mmc_bus_shutdown,
.pm = &mmc_bus_pm_ops,
};
3. sdio bus type //在mmc_init()中被創(chuàng)建的.通過調(diào)用sdio_register_bus() 來注冊 SDIO 總線
drivers\mmc\core\sdio_bus.c
static struct bus_type sdio_bus_type = {
.name = "sdio",
.dev_attrs = sdio_dev_attrs,
.match = sdio_bus_match,
.uevent = sdio_bus_uevent,
.probe = sdio_bus_probe,
.remove = sdio_bus_remove,
.pm = SDIO_PM_OPS_PTR,
};
其中mmc總線操作相關(guān)函數(shù)，由于mmc卡支持多種總數(shù)據(jù)線，如SPI、SDIO、8LineMMC而不同的總線的操作控制方式不盡相同，所以通過此結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的總線回調(diào)函數(shù)相關(guān)聯(lián)。 //總線操作結(jié)構(gòu)
struct mmc_bus_ops {
void (*remove)(struct mmc_host *);
void (*detect)(struct mmc_host *);
int (*sysfs_add)(struct mmc_host *, struct mmc_card *card);
void (*sysfs_remove)(struct mmc_host *, struct mmc_card *card);
void (*suspend)(struct mmc_host *);
void (*resume)(struct mmc_host *);
};
// mmc卡的總線操作 core/mmc.c
static const struct mmc_bus_ops mmc_ops = {
.remove = mmc_remove,
.detect = mmc_detect,
.sysfs_add = mmc_sysfs_add,
.sysfs_remove = mmc_sysfs_remove,
.suspend = mmc_suspend,
.resume = mmc_resume,
};
// sd卡的總線操作 core/sd.c
static const struct mmc_bus_ops mmc_sd_ops = {
.remove = mmc_sd_remove,
.detect = mmc_sd_detect,
.sysfs_add = mmc_sd_sysfs_add,
.sysfs_remove = mmc_sd_sysfs_remove,
.suspend = mmc_sd_suspend,
.resume = mmc_sd_resume,
};
// sdio的總線操作 core/sdio.c
static const struct mmc_bus_ops mmc_sdio_ops = {
.remove = mmc_sdio_remove,
.detect = mmc_sdio_detect,
};
關(guān)于總線操作的函數(shù)： .detect，驅(qū)動程序經(jīng)常需要調(diào)用此函數(shù)去檢測mmc卡的狀態(tài)，具體實現(xiàn)是發(fā)送CMD13命令，并讀回響應(yīng)，如果響應(yīng)錯誤，則依次調(diào)用.remove、detach_bus來移除卡及釋放總線。
三、總體架構(gòu) 1、kernel啟動時，先后執(zhí)行mmc_init()及mmc_blk_init()，以對mmc設(shè)備及mmc塊模塊進行初始化 mmc/core/core.c
static int __init mmc_init(void)
workqueue = alloc_ordered_workqueue("kmmcd", 0);//建立了一個工作隊列workqueue，這個工作隊列的作用主要是用來支持熱插拔
ret = mmc_register_bus();//注冊一個mmc總線
ret = mmc_register_host_class();//注冊了一個 mmc_host 類
ret = sdio_register_bus();//注冊了一個 sdio_bus_type
*******
mmc/card/block.c
static int __init mmc_blk_init(void)
res = register_blkdev(MMC_BLOCK_MAJOR, "mmc");//注冊一個塊設(shè)備
res = mmc_register_driver(&mmc_driver);//注冊一個mmc設(shè)備驅(qū)動
static struct mmc_driver mmc_driver =
.probe = mmc_blk_probe,
static int mmc_blk_probe(struct mmc_card *card)
mmc_set_bus_resume_policy(card->host, 1);//*host 該指針指向一個mmc主機實例，塊設(shè)備中的讀寫操作就是調(diào)用這個mmc主機的操作函數(shù)host->ops->request來實現(xiàn)對實際硬件的操作。
2、core部分會做兩件事 a -- 取得總線 b -- 檢查總線操作結(jié)構(gòu)指針bus_ops，如果為空，則重新利用各總線對端口進行掃描，檢測順序依次為：SDIO、Normal SD、MMC。當(dāng)檢測到相應(yīng)的卡類型后，就使用mmc_attach_bus()把相對應(yīng)的總線操作與host連接起來 void mmc_attach_bus(struct mmc_host *host, const struct mmc_bus_ops *ops)
{
...
host->bus_ops = ops;
...
}
3、然后在掛載mmc設(shè)備驅(qū)動時，執(zhí)行驅(qū)動程序中的xx_mmc_probe()，檢測host設(shè)備中掛載的sd設(shè)備 kernel\arch\arm\configs\msm9625_defconfig
CONFIG_MMC_MSM=y
kernel\drivers\mmc\host\Makefile
obj-(CONFIG_MMC_MSM) += msm_sdcc.o
msm_sdcc.c (drivers\mmc\host)
//系統(tǒng)初始化時掃描 platform 總線上是否有名為該SD主控制器名字"msm_sdcc"的設(shè)備，如果有， 驅(qū)動程序?qū)⒅骺刂破鲯燧d到 platform 總線上，并注冊該驅(qū)動程序
static int __init msmsdcc_init(void)
platform_driver_register(&msmsdcc_driver); //注冊 platform driver
static struct platform_driver msmsdcc_driver = {
.probe = msmsdcc_probe,
.remove = msmsdcc_remove,
.driver = {
.name = "msm_sdcc",
.pm = &msmsdcc_dev_pm_ops,
.of_match_table = msmsdcc_dt_match,
},
};
//整個設(shè)備驅(qū)動的 probe()函數(shù)，其本質(zhì)就是是為設(shè)備建立起數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并對其賦初值
//msmsdcc_probe 所有賦值中，我們重點關(guān)注從 platform_device *pdev里得到的數(shù)據(jù)，即設(shè)備樹里的數(shù)據(jù)
//platform_device *pdev是在系統(tǒng)初始化的時候掃描 platform 總線發(fā)現(xiàn)SD主控制器后所得到的數(shù)據(jù)
static int msmsdcc_probe(struct platform_device *pdev)
{
//初始化設(shè)備的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
if (pdev->dev.of_node) {
plat = msmsdcc_populate_pdata(&pdev->dev); //獲取設(shè)備樹信息
of_property_read_u32((&pdev->dev)->of_node,"cell-index", &pdev->id);
} else {
plat = pdev->dev.platform_data;
}
//為主設(shè)備控制器建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，建立kobject，并初始化等待隊列，工作隊列，以及一些控制器的配置
mmc = mmc_alloc_host(sizeof(struct msmsdcc_host), &pdev->dev); ---- 1
//實現(xiàn)設(shè)備驅(qū)動的功能函數(shù)，如mmc->ops = &pxamci_ops;
mmc->ops = &msmsdcc_ops;
//申請中斷函數(shù) request_irq()
ret = request_irq(core_irqres->start, msmsdcc_irq, IRQF_SHARED,DRIVER_NAME " (cmd)", host);
//注冊設(shè)備，即注冊kobject，建立sys文件，發(fā)送uevent等
mmc_add_host(mmc); ---- 2
//其他需求，如在/proc/driver下建立用戶交互文件等
ret = device_create_file(&pdev->dev, &host->auto_cmd21_attr);
}
4、此時probe函數(shù)會創(chuàng)建一個host設(shè)備，然后開啟一個延時任務(wù)mmc_rescan()。 1：
core/host.c
//重要函數(shù)mmc_alloc_host , 用于分配mmc_host結(jié)構(gòu)體指針的內(nèi)存空間大小
struct mmc_host *mmc_alloc_host(int extra, struct device *dev)----創(chuàng)建一個 mmc_host 和 mmc_spi_host ，且mmc_host的最后一個成員指針private指向mmc_spi_host
//建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
struct mmc_host *host;
host = kzalloc(sizeof(struct mmc_host) + extra, GFP_KERNEL);
//建立kobject
host->parent = dev;
host->class_dev.parent = dev;
host->class_dev.class = &mmc_host_class;
device_initialize(&host->class_dev);
//初始化等待隊列，工作隊列
init_waitqueue_head(&host->wq);
INIT_DELAYED_WORK(&host->detect, mmc_rescan); //建立了一個工作隊列任務(wù) structdelayed_work detect。工作隊列任務(wù)執(zhí)行的函數(shù)為mmc_rescan
//配置控制器
host->max_segs = 1;
host->max_seg_size = PAGE_CACHE_SIZE;
return host;
5、驅(qū)動掛載成功后，mmc_rescan()函數(shù)被執(zhí)行，然后對卡進行初始化（步驟后面詳細(xì)講述） core/core.c
//mmc_rescan 函數(shù)是需要重點關(guān)注的,因為SD卡協(xié)議中的檢測，以及卡識別等都是在此函數(shù)中實現(xiàn)
void mmc_rescan(struct work_struct *work)
if (host->bus_ops && host->bus_ops->detect && !host->bus_dead && !(host->caps & MMC_CAP_NONREMOVABLE)) //存在熱插拔卡，不包括emmc，調(diào)用探測函數(shù)
host->bus_ops->detect(host);
mmc_bus_put(host); //減少引用技術(shù)，就釋放
mmc_bus_get(host); //增加bus引用計數(shù)
if (host->bus_ops != NULL) {
mmc_bus_put(host); //如果卡仍然存在，減少引用計數(shù)，不必探測了
goto out;
}
if (host->ops->get_cd && host->ops->get_cd(host) == 0) //有卡，退出
goto out;
mmc_claim_host(host); //用于檢測host是否被占用，占用則退出，否則標(biāo)記成占用
if (!mmc_rescan_try_freq(host, host->f_min))
初始化卡接以下流程初始化： a、發(fā)送CMD0使卡進入IDLE狀態(tài) 假如掃描到總線上掛有有效的設(shè)備，就調(diào)用相對應(yīng)的函數(shù)把設(shè)備裝到系統(tǒng)中，mmc_attach_sdio()、mmc_attach_sd()、mmc_attach_mmc()這三個函數(shù)分別是裝載sdio設(shè)備，sd卡和mmc卡的。 在 sd卡中，驅(qū)動循環(huán)發(fā)送ACMD41、CMD55給卡，讀取OCR寄存器，成功后，依次發(fā)送CMD2(讀CID)、CMD3(得到RCA)、CMD9(讀 CSD)、CMD7(選擇卡)。后面還有幾個命令分別是ACMD41&CMD51，使用CMD6切換一些功能，如切換到高速模式。 經(jīng)過上述步驟，已經(jīng)確定當(dāng)前插入的卡是一張有效、可識別的存儲卡。然后調(diào)用mmc_add_card()把存儲卡加到系統(tǒng)中。正式與系統(tǒng)驅(qū)動連接在一起。 static int mmc_rescan_try_freq(struct mmc_host *host, unsigned freq)
host->f_init = freq; //設(shè)置某一個時鐘頻率
mmc_power_up(host); //與 mmc_power_off 類似，不過設(shè)置了啟動時需要的 ios
mmc_go_idle(host); ----1a //CMD0 ,SD卡從 inactive 到 idle
mmc_send_if_cond(host, host->ocr_avail);//檢測SD卡是否支持SD2.0
if (!mmc_attach_sd(host)) ----1b //然后對mmc或者sd發(fā)送一些命令進行探測,這里以 sd 為例
1a:
int mmc_go_idle(struct mmc_host *host)
struct mmc_command cmd = {0};
cmd.opcode = MMC_GO_IDLE_STATE; //即CMD0
cmd.arg = 0; //此命令無參數(shù)
err = mmc_wait_for_cmd(host, &cmd, 0)
int mmc_wait_for_cmd(struct mmc_host *host, struct mmc_command *cmd, int retries)
memset(cmd->resp, 0, sizeof(cmd->resp)); //調(diào)用了 mmc_start_request,
cmd->retries = retries;
mrq.cmd = cmd;
mmc_wait_for_req(host, &mrq);
void mmc_wait_for_req(struct mmc_host *host, struct mmc_request *mrq) ----重要函數(shù)
__mmc_start_req(host, mrq);
static int __mmc_start_req(struct mmc_host *host, struct mmc_request *mrq)
mmc_start_request(host, mrq);
static void mmc_start_request(struct mmc_host *host, struct mmc_request *mrq)
host->ops->request(host, mrq); //即 msmsdcc_request， MMC 核心與核HOST 層握手了
1b:
core/mmc.c
int mmc_attach_sd(struct mmc_host *host) //完成匹配，和初始化卡的功能
err = mmc_send_app_op_cond(host, 0, &ocr); ----1b1 //檢測是否是支持SD卡
host->ocr = mmc_select_voltage(host, ocr); //設(shè)置MMC電壓
err = mmc_init_card(host, host->ocr, NULL); //對mmc卡進行初始化，主要是讀取mmc卡里的一些寄存器信息，且對這些寄存器的值進行設(shè)置
err = mmc_sd_init_card(host, host->ocr, NULL); ----1b2
err = mmc_add_card(host->card); ----1b3 //調(diào)用 mmc_add_card 來把 mmc_card 掛載到 mmc_bus_type 總線去
1b1:
int mmc_send_app_op_cond(struct mmc_host *host, u32 ocr, u32 *rocr)
cmd.opcode = SD_APP_OP_COND; //ACMD41,獲取 SDcard 的允許電壓范圍值,保存在 ocr 中. 所有發(fā)送它之前需要發(fā)送 CMD_55 命令。執(zhí)行完后 card 狀態(tài)變?yōu)?READY
1b2:
static int mmc_sd_init_card(struct mmc_host *host, u32 ocr,struct mmc_card *oldcard)
err = mmc_sd_get_cid(host, ocr, cid, &rocr); //發(fā)送 CMD2 ，獲取卡的身份信息，進入到身份狀態(tài)
card = mmc_alloc_card(host, &sd_type); //分配一張 SD 類型的 card 結(jié)構(gòu)
err = mmc_send_relative_addr(host, &card->rca); //獲取卡的相對地址，注意一前卡和主機通信都采用默認(rèn)地址，現(xiàn)在有了自己的地址了，進入到 stand_by 狀態(tài)
err = mmc_sd_get_csd(host, card); ----mmc_send_csd(card, card->raw_csd);//CMD9, 獲取 CSD 寄存器的信息，包括 block 長度，卡容量等信息
err = mmc_select_card(card); //發(fā)送 CMD7, 選中目前 RADD 地址上的卡，任何時候總線上只有一張卡被選中，進入了傳輸狀態(tài)
err = mmc_sd_setup_card(host, card, oldcard != NULL);
int mmc_sd_setup_card(struct mmc_host *host, struct mmc_card *card,bool reinit)
mmc_app_send_scr(card, card->raw_scr); //發(fā)送命令 ACMD51 獲取 SRC 寄存器的內(nèi)容，進入到 SENDING-DATA 狀態(tài)
if (host->ops->get_ro(host) > 0 ) // get_ro(host) 即是 msmsdcc_get_ro
mmc_card_set_readonly(card); //是否寫保護，如果是的，將 card 狀態(tài)設(shè)置為只讀狀態(tài)
1b3:
core/bus.c
int mmc_add_card(struct mmc_card *card) // /sys/devices/msm_sdcc.2/mmc_host/mmc0
ret = device_add(&card->dev);
drivers/base/core.c
int device_add(struct device *dev)
dev_set_name(dev, "%s%u", dev->bus->dev_name, dev->id); //
bus_probe_device(dev);
void bus_probe_device(struct device *dev)
if (bus->p->drivers_autoprobe)
ret = device_attach(dev); //這樣，在總線 mmc_bus_type 中就有了 mmc 設(shè)備 mmc_card 了
***********
2:
//完成kobject的注冊，并調(diào)用 mmc_rescan，目的在于在系統(tǒng)初始化的時候就掃描SD總線查看是否存在SD卡
int mmc_add_host(struct mmc_host *host)
err = device_add(&host->class_dev);//將設(shè)備注冊進linux設(shè)備模型，最終的結(jié)果就是在 sys/bus/platform/devices 目錄下能見到 mmc 設(shè)備節(jié)點
mmc_start_host(host);
void mmc_start_host(struct mmc_host *host)
mmc_power_off(host); ----2a
mmc_detect_change(host, 0); ----2b
2a:
void mmc_power_off(struct mmc_host *host)
host->ios.power_mode = MMC_POWER_OFF; //對 ios 進行了設(shè)置
...
mmc_set_ios(host);
void mmc_set_ios(struct mmc_host *host)
host->ops->set_ios(host, ios); // set_ios 實際上就是 mmc_host_ops 的 .set_ios = msmsdcc_set_ios,
2b:
void mmc_detect_change(struct mmc_host *host, unsigned long delay)
mmc_schedule_delayed_work(&host->detect, delay); //實際上就是調(diào)用我們前面說的延時函數(shù) mmc_rescan
6、卡設(shè)備加到系統(tǒng)中后，通知mmc塊設(shè)備驅(qū)動。塊設(shè)備驅(qū)動此時調(diào)用probe函數(shù)，即mmc_blk_probe()函數(shù)，mmc_blk_probe()首 先分配一個新的mmc_blk_data結(jié)構(gòu)變量，然后調(diào)用mmc_init_queue，初始化blk隊列。然后建立一個線程 mmc_queue_thread()。
7、然后就可以進行傳輸命令和數(shù)據(jù)了 struct mmc_host_ops {
//用于SD卡命令的傳輸，比如發(fā)送和接收命令，CMD0,CMD8,ACMD41諸如此類的都是在這個函數(shù)去實現(xiàn)
void (*request)(struct mmc_host *host, struct mmc_request *req);
}
static const struct mmc_host_ops msmsdcc_ops = {
.enable = msmsdcc_enable,
.disable = msmsdcc_disable,
.pre_req = msmsdcc_pre_req,
.post_req = msmsdcc_post_req,
.request = msmsdcc_request,
.set_ios = msmsdcc_set_ios,
.get_ro = msmsdcc_get_ro,
.enable_sdio_irq = msmsdcc_enable_sdio_irq,
.start_signal_voltage_switch = msmsdcc_switch_io_voltage,
.execute_tuning = msmsdcc_execute_tuning,
.hw_reset = msmsdcc_hw_reset,
.stop_request = msmsdcc_stop_request,
.get_xfer_remain = msmsdcc_get_xfer_remain,
.notify_load = msmsdcc_notify_load,
};
/*這個函數(shù)實現(xiàn)了命令和數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，
當(dāng) CORE 部分需要發(fā)送命令或者傳輸數(shù)據(jù)時，都會調(diào)用這個函數(shù)，并傳遞 mrq 請求*/
static void msmsdcc_request(struct mmc_host *mmc, struct mmc_request *mrq)
mmc_request_done(mmc, mrq); // 如果卡不存在，就終止請求
msmsdcc_request_start(host, mrq);
static void msmsdcc_request_start (struct msmsdcc_host *host, struct mmc_request *mrq)
if ((mrq->data->flags & MMC_DATA_READ) ||host->curr.use_wr_data_pend) //判斷發(fā)送數(shù)據(jù)還是命令
msmsdcc_start_data(host, mrq->data,mrq->sbc ? mrq->sbc : mrq->cmd,0); //發(fā)送數(shù)據(jù)
else
msmsdcc_start_command(host,mrq->sbc ? mrq->sbc : mrq->cmd,0); //發(fā)送命令
static void msmsdcc_start_data(struct msmsdcc_host *host, struct mmc_data *data,struct mmc_command *cmd, u32 c)
//對某些 寄存器進行設(shè)置, 使能某些中斷， 如 pio_irqmask
...
if (is_dma_mode(host) && (datactrl & MCI_DPSM_DMAENABLE)) //采用 DMA 進行數(shù)據(jù)傳輸還是采用 FIFO 進行數(shù)據(jù)傳輸
msmsdcc_start_command_deferred(host, cmd, &c); //啟動了數(shù)據(jù)傳輸模式
else
msmsdcc_start_command(host, cmd, c)
static void msmsdcc_start_command(struct msmsdcc_host *host, struct mmc_command *cmd, u32 c)
{
msmsdcc_start_command_deferred(host, cmd, &c);
msmsdcc_start_command_exec(host, cmd->arg, c);
}
static void msmsdcc_start_command_deferred(struct msmsdcc_host *host,struct mmc_command *cmd, u32 *c)
cmd->opcode ----對應(yīng)SD卡命令 ，如 CMD0:復(fù)位SD 卡
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