eMMC驱动分析

作者：Aningsk ，本作品采用知识共享署名-非商业性使用-相同方式共享 3.0 未本地化版本许可协议进行许可。 

 

基于ATMEL-sama5d3芯片与Linux-3.6.9内核。

 

 

SD卡系列简介

这些都是网上找出来的，权当作为开场白了。

 

MMC卡全称Multi Media Card，由西门子公司和SanDisk公司1997年推出的多媒体记忆卡标准。MMC卡尺寸为32mm x24mm x 1.4mm，它将存贮单元和控制器一同做到了卡上，智能的控制器使得MMC保证兼容性和灵活性。MMC卡具有MMC和SPI两种工作模式，MMC模式是默认工作模式，具有MMC的全部特性。而SPI模式则是MMC协议的一个子集，主要用于低速系统。

 

SD卡全称Secure Digital Memory Card，由松下、东芝和SanDisk公司于1999年8月共同开发的新一代记忆卡标准，已完全兼容MMC标准。SD卡比MMC卡多了一个进行数据著作权保护的暗号认证功能，读写速度比MMC卡快4倍。尺寸为32mm x 24mm x2.1mm，长宽和MMC卡一样，只是比MMC卡厚了0.7mm，以容纳更大容量的存贮单元。SD卡与MMC卡保持向上兼容，也就是说，MMC卡可以被新的设有SD卡插槽的设备存取，但是SD卡却不可以被设有MMC插槽的设备存取。

 

SDIO全称Secure Digital Input and Output Card，SDIO是在SD标准上定义了一种外设接口，它使用SD的I/O接口来连接外围设备，并通过SD上的I/O数据接口与这些外围设备传输数据。现在已经有很多手持设备支持SDIO功能，而且许多SDIO外设也被开发出来，目前常见的SDIO外设有：WIFI Card、GPS Card、 Bluetooth Card等等。

 

eMMC全称Embedded Multi MediaCard，是MMC协会所制定的内嵌式存储器标准规格，主要应用于智能手机和移动嵌入式产品等。eMMC是一种嵌入式非易失性存储系统，由闪存和闪存控制器两部分组成，它的一个明显优势是在封装中集成了一个闪存控制器，它采用JEDEC标准BGA封装，并采用统一闪存接口管理闪存。eMMC结构由一个嵌入式存储解决方案组成，带有MMC接口、快闪存储设备及主控制器，所有这些由一个小型BGA封装。由于采用标准封装，eMMC也很容易升级，并不用改变硬件结构。

 

 

 

MMC/SD通信协议

卡的状态与模式：

工作条件检测：

发送CMD0(reset)；

发送CMD8，用于取得SD卡支持的工作电压。

在版本2.0中，发送ACMD41，必须先发送CMD8，有应答则是高容量SD卡。

ACMD41是给卡的控制器一个识别卡是否能在给定电压下工作的机制。

 

卡根据CMD8的参数检测控制器的电压，如果电压不可以，卡处于Idle状态；如果电压可以，发送回执(check voltage, check pattern)，控制器分析回传的CMD8参数校验是否可以在给定的电压下工作。

 

在ACMD41之后，控制器与卡之间的工作电压将确定。

 

初始化：

开始于收到ACMD41。

响应CMD8的卡为SDHC卡，ACMD41的HCS部分为1；不响应CMD8的则是普通SD卡；

作为ACMD41的回应，SDHC卡会带有CCS=1。

 

控制器发送CMD2，处于Ready状态的卡，发送自己的CID作为响应，然后卡进入Identification状态。

 

控制器发送CMD3，SD卡会发送一个相对地址（RCA）作为响应。卡进入等待状态。

 

数据传输模式：

CMD7：选择某个卡进入Transfer状态。

CMD9：获取卡的CSD(card specific data)，包括块长度、卡的容量等。

CMD12：停止命令。

CMD17：块读命令。

CMD18：多块读命令。

ACMD51：发送scr(SD Configuration Register)

CMD24：块写命令。

CMD25：多块写命令。

CMD32：擦除的起始地址。

CMD33：擦除的截止地址。

CMD38：擦除命令。

 

仅仅看SPEC上的通信协议可能略有枯燥，结合代码就比较好理解了。关于SD卡的初始化过程参见：http://www.cnblogs.com/fengeryi/p/3469782.html

这个博客详细描述了SD卡的初始化（mmc_sd_init_card()）。MMC卡的初始化是mmc_init_card()，大致过程相似，比SD卡的函数长不少，但实际的代码干的事情貌似比SD的那些简单一些。这里我们用到的是MMC卡，它的初始化后面会涉及到的。

 

 

关于eMMC的原理图部分：

现在的内核使用设备树文件，来描述ARM平台上的相关硬件设备资源。对于设备树（Device Tree）这个东西资料还不是很多，网上有宋宝华写的有关设备树的文章，挺值得参考的。

按我自己的理解，设备树文件就是用一种类似于C语言的东西来描述具体平台相关的硬件资源。这些文件使用特定的编译器编译为.dtb文件，在uboot加载内核的时候，将dtb文件提供给内核，内核便获知了具体的硬件设置；而不再是以前那样，各种各样的硬件信息统统编译进内核。

 

所使用的硬件资源，来自于设备树文件sama5d3.dtsi（arch/arm/boot/dts/sama5d3.dtsi）

与MMC设置有关的寄存器地址：0xf0000000；长度0x600。中断号21，触发模式：4（上升沿触发）。中断优先级为0 。拥有的DMA资源是dma0，寄存器的配置为0x10002200 。

关于设备树文件含义的一些说明，在源码目录中的Document/devicetree/bindings/下有TXT类型的描述文档。

 

 

 

MMC驱动的层次结构

 

CARD层    具体的块设备驱动

CORE层    为card层提供操作接口，为host层注册提供机制

HOST层    MMC/SD/SDIO的控制器驱动层

 

我觉得之所以将整个的驱动分为三层，是为了驱动能够更好的移植到其他的硬件平台上去。CARD层是通用的MMC块设备驱动，这些代码只要是Linux都可以用的；而HOST层里的代码则是与具体平台有关的，进去看文件与函数的名字就可以猜到——我们这里HOST层中的函数常常是"atmci"开头，意思是ATMEL的媒体控制接口，这是因为我们的平台是ATMEL的ARM芯片；而CORE层，则是提供了MMC/SD的核心机制，并且为CARD层屏蔽了HOST层中具体硬件的差异。基于这些有但不完全的原因，MMC/SD的驱动自然而然的分出了三层，也就是drivers/mmc下的三个文件夹。

 

 

Linux内核中的面向对象的思想与实现

在个人学习Linux驱动的过程中，感觉如果只是按照一个一个函数的调用，不断的来回跳，即便是能看懂单个函数的意思，对于整个体系依然是云里雾里，不知内核写了神马东西。若是按照面向对象的思想去理解这些代码，我发现内核的东西就比较容易懂了。

内核虽然是用面向过程的C语言写出来的，但处处体现着面向对象的思想，甚至可以称为一种编程哲学（PS.那些把内核写出来的牛人们，实在太牛了）。Linux不仅仅把设备全部抽象为文件，这种宏观的抽象对象的方法在内核代码里也是比比皆是。个人感觉看代码是在自己脑子里把程序要处理的东西，都抽象为一件件具体的物品，对理解内核代码的来龙去脉，很有帮助。

 

Linux内核中用面向过程的C语言实现了面向对象的程序架构。一种面向对象的语言，拥有三方面的特性：封装、继承、多态。Linux内核用C语言的基本特性实现了这三种面向对象的特性：使用结构体实现了封装；而某一结构体成员中含有其他结构体的实例，这样实现了一个结构体对另一个结构体的继承；多态的实现则是使用了成员是函数指针的结构体，通过对该结构体中同一个函数指针赋不同的值，调用同一个成员，实际上就会调用不同的函数。当然这些只是我个人的理解了，不一定完全正确。

 

这种编程思想在驱动中的实现，则主要体现在驱动中对"总线""驱动""设备"这三种结构体处理上：

可以看出来，在驱动的整体框架代码中都是在描述这三个结构体的关系，而功能的实现常常被封装起来。

各种的驱动（device_driver）继承于device_driver结构体；

各种的设备（device）继承于device结构体；

各种的总线（bus）都是bus_type的实例化。

而上述这些都是直接或间接继承于基类kobject。Linux内核通过对kobject的操作，实现了对各部分（包括设备、驱动等）的管理。

 

驱动与设备在内核中的管理通过总线来实现，对于内核来说，驱动和设备是平级的，因为他们在内核看来都是一个个的继承于kobject的结构体。这一点与我们平常感觉驱动是依附在设备上的直观感觉不同。因为这些都是在代码里体现的，都是虚拟的0与1，驱动和设备以及总线，在内核看来自然差不多了，都是kobject。

在驱动或设备进行probe时，都是沿着总线上的设备和驱动进行匹配的。Linux使用总线的概念来管理设备与驱动的功用。总线就是挂着一串有着相似功用的东西的一根线，同种类的设备与驱动是挂在同一根总线上的，就像拴在一根线上的蚂蚱。在内核看来：这一根上拴的都是绿蚂蚱，那一根上拴的都是黄蚂蚱……想找哪一种蚂蚱，就把哪根线扯出来，再具体看自己是想要上面具体的哪一只蚂蚱。

初始化过程中，添加一个设备主要的工作是初始化继承于device的设备结构体，并把它添加到对应的总线上去。在总线上将去匹配挂在该总线上的驱动。

添加一个驱动的过程与此类似。

 

 

MMC/SD驱动的流程

在Linux启动过程中，加载的有关MMC的模块有3个，分别来自：

/drivers/mmc/core/core.c中的subsys_initcall（优先级4）

/drivers/mmc/card/block.c中的module_init（宏定义来自device_initcall）（优先级6）

/drivers/mmc/host/atmel-mci.c中的late_initcall（优先级7）

优先级的数字越小越是优先。描述各种加载优先级的宏，定义在include/linux/init.h中。

在core.c的init中注册了mmc_bus_type总线。

在block.c的init中调用了mmc_blk_init() → mmc_bus_register_driver()，向mmc_bus_type总线注册了mmc的块设备驱动，并有去尝试probe的动作；但是驱动并没有匹配到设备，因为此时对应的设备还没有注册到总线上，Linux此时并不知道设备的存在，因为到此late_initcall还没有执行到，所以并没有进行probe。

在atmel-mci.c的init调用了platform_driver_register()，完成主机的驱动与设备的注册，之后的一系列操作调用到了mmc_attach_mmc() → mmc_add_card()向总线注册了卡设备，并匹配到了之前的卡驱动。后面会继续详细说的。

在代码里可以看到，整个MMC的驱动涉及了两个总线：platform_bus_type总线和mmc_bus_type总线。因为内核将MMC/SD卡控制器抽象为一个platform总线设备，将MMC/SD卡（块设备）抽象为mmc总线设备。

 

插曲：{

嗯，上面说到了好多次"总线"，这里再补充说明一下：这"总线"并不是实实在在存在的物理上的电路线；当然对于I2C、SPI等类型的设备，它们有自己的i2c_bus_type和spi_bus_type，它们也的确有看得见摸得着的、用于连接控制器与物理设备的电线存在；但是内核是不理会任何电气特性的，内核认得的东西都是虚拟抽象出来的概念对象。I2C、SPI使用不同方式进行通信，内核对这些不同的方式（通信协议）有不同的处理与管理的方法，因此归纳为不同的"总线"，这个"总线"的概念与物理的"电线"没有逻辑依赖关系。

我看宋宝华的《Linux设备驱动开发详解》有关于platform的讲解，但是我一些内容理解有偏差："在S3C6410处理器中，把内部集成的I2C、RTC、SPI、LCD、看门狗等控制器都归纳为platform_device"。我当时看了，以为platform总线是比i2c总线更为广泛的概念：i2c总线来自于platform总线。但是当我接触的sama5d3的Linux代码时，发现我之前理解的那样是有问题的，platform总线与i2c总线都是struct bus_type类型的实例，是平级的。Linux引入platform总线是为了描述那些不属于常见总线（常见的，比如i2c、spi等等）的设备的一种虚拟总线。

不过，对于"平级"的说法，是我这个初学者的个人看法哈~我发现在Linux启动的时候对platform总线是有"特别照顾"的，Linux启动时，系统会加载属于platform总线的设备。是不是i2c这样平台上自带的设备也会搭载这个顺风车？我就不是很清楚了，因为我还没有研究过Linux的I2C驱动。个人感觉应该会，毕竟都是平台（platform）上自带的嘛~那么《Linux设备驱动开发详解》我理解的没错只是因为知识不够，所以理解不透啦~！哈哈~我是新手啊~求别喷呀。

}

 

 

 

 

整个代码运行的大致流程如下：

从控制器的INIT到块设备的probe。橙色方框描述的是要依赖的一些功能。

下面开始一段一段的说了……

 

 

函数atmci_init() 

（drivers/mmc/host/atmel-mci.c）

在这里的初始化直接对platform_driver的控制器驱动进行了probe。

下面将调用到platfrom_driver_register()。向platform总线注册驱动。凡是在总线注册了的驱动或设备，才是内核所能操作的。这其实是依赖有关于kobject的k_list。

platform_driver_probe() 与 platform_driver_register()

一般来说设备是不能被热插拔的，所以可以将probe()函数放在init中，来节省driver运行时候的内存开销。

一个驱动注册用platform_driver_probe()，在功能和使用上与platform_driver_register()是一样的。唯一的区别是它不能被以后其他的设备probe。也就是说，这个驱动只能和一个设备绑定。而这些的实现就是上图529——534行的代码，可以看看上面的那段注释。

 

 

函数platform_driver_register() 

（drivers/base/platform.c）

将struct platform_driver类型的drv中的driver（struct device_driver类型）的probe成员、remove成员、shutdown成员，填入platform驱动的函数；然后调用driver_register()函数，将驱动注册到总线。

就是将drv变成platform driver。（重载了platform的操作函数，之后的调用者只管使用，并不关心是哪种总线的驱动。）

 

 

函数driver_register()

将驱动添加到总线。

在driver_register()中主要的就是调用：

    bus_add_driver(drv);

完成驱动向总线的添加。这方面的实现主要是：

    driver_attach(drv);

在总线的设备列表（klist_devices）中遍历，尝试匹配这个驱动。

如果driver_probe_device()返回0，并且dev→driver被设置，就是找到了这个驱动匹配的设备。（这是我翻译的上图中的一句注释）

 

 

函数bus_for_each_dev()

 

可以看出该函数里面最终是调用了__driver_attach(dev,data)

 

dev来自于klist_devices的设备；

data就是drv。

 

那这里之前都是注册driver的，运行到这里要在总线上为driver匹配device了。这里是找到设备的，因为我当时打印的Log发现能够继续向下运行，没见有找不到设备的样子。那么这个dev是什么时候加到总线上的？我当时找了很久，没找到。也的确不是前面涉及的那些代码添加的设备，是在Linux系统加载的时候把platform设备加到对应的总线上的。

在init/main.c中

kernel_init()→do_basic_setup()→driver_init()→platform_bus_init()初始化platform总线。在这里目前只找到这些可以确定的信息了。

 

在这个函数中，将由__driver_attach(dev, drv)来具体地实现设备与驱动的匹配。

 

 

函数__driver_attach() 

（drivers/base/dd.c）

driver_match_device(drv, dev)中调用了drv→bus→match(dev, drv)。

这个match是platform_match()进行设备名字与驱动名字的比较，相同或者drv→bus→match为空将返回1。

如果dev→driver之前没有被设置，将执行driver_probe_device()。

 

__driver_attach()

→ driver_probe_device()

→ really_probe()

{

…

if(dev→bus →probe){

ret = dev→bus→probe(dev);

…

} else if {

ret = drv→probe(dev);

…

}

…

}

在这里将会执行drv→probe(dev)（这个probe在platform_driver_register()中被赋值）即platform_drv_probe()，这个函数中调用的其实是drv→probe(dev)。在这里的probe就是atmci_probe()了。

 

以上调用过程的总结：

在最开始传入的是struct platform_driver *atmci_driver（代表了MMC/SD控制器驱动）。然后使用由Linux kernel提供的platform机制对改驱动进行注册。

完成系统内的注册后，将交给atmci_probe()来处理具体平台相关的工作。

 

这里对probe函数的处理，就类似于面向对象的"重载"。因为不管是什么样的platform驱动都会调用platform_drv_probe()，此处则是重载到了atmci_probe()。

 

 

 

函数atmci_probe()

这个函数的操作主要是围绕struct atmel_mci *host展开的。这个结构体的含义应该是对控制器状态的描述。

可以分为两段：

第一段是获取资源。第二段是初始化slot。

 

获取内存资源；

从设备树的节点里读取信息到platform_data；

设置引脚模式；

获取中断资源；

初始化struct atmel_mci host中的锁和队列；

设置中断处理函数、数据传输方式，等。

 

atmci_init_slot()函数：设置硬件的相关信息，最后用这些信息初始化struct mmc_host *mmc硬件（表示mmc的控制器）。

主要包含mmc_alloc_host()为控制器结构体分配空间，并初始化控制器结构体；

和mmc_add_host()初始化host硬件。

 

 

 

函数mmc_add_host()

 

在atmci_probe()中调用的atmci_init_slot()，其前半段是获取资源设置相关信息，即函数mmc_alloc_host()。后半段则是使用这些信息去初始化MMC控制器的硬件，使之能够工作，即mmc_add_host()函数。

 

在mmc_add_host()中主要起作用的是mmc_start_host()

 

 

函数mmc_detect_change() 

（drivers/mmc/core/core.c）

当有卡插入或移除时，应调用这个函数，MMC层将确定现有的卡正常工作，并且初始化新插入的卡。

最主要的是mmc_schedule_delayed_work(&host→detect, delay)

→ queue_delayed_work(workqueue, work, delay)

→ queue_work(wq, &dwork→work)

 

mmc_schedule_delayed_work(&host→detect, delay)的意思是，把&host→detect作为一个work传给了queue_delayed_work()。

 

这个函数将一个工作（work）添加到workqueue这个工作队列中。

 

在工作队列中，不久将会调用host→detect描述的函数。

 

那这个detect指向的是哪一个函数？在mmc_alloc_host()中有：

INIT_DELAYED_WORK(&host→detect, mmc_rescan);

含义为：初始化一个工作mmc_rescan，由detect指向它。

 

所以在工作队列workqueue中mmc_rescan()函数将被执行。在这个函数中将调用mmc_rescan_try_freq()，接下来将会是卡的检测与初始化。

 

以上阶段的总结：

struct atmci_mci 代表了MMC控制器的接口状态。并非内核中MMC控制器本身，而是其parent device。

在内核看来每一个卡槽（slot）由一个MMC控制器（struct mmc_host）来代表。嗯嗯，我是这样理解的。

 

 

函数mmc_rescan()

调用函数mmc_rescan_try_freq() （drivers/mmc/core/core.c）

首先发送CMD0，即mmc_go_idle()；

然后发送CMD8，即mmc_send_if_cond()；（其实后面还会在发送这些命令的。）

 

接下来依次探测SDIO、SD、MMC。

我们这里是eMMC，所以进入mmc_attach_mmc()：

 

函数mmc_attach_mmc() 

（drivers/mmc/core/mmc.c）

mmc_init_card()对一个卡（struct mmc_card card）进行初始化。

mmc_add_card()将卡设备添加到内核。

 

 

函数mmc_init_card()

下面的两个图是极简版的代码（原版的代码好像有460多行，挺长的），有好多重要的东西省掉了，仅仅是为了结合代码标注一下CMD。

 

CMD0：让卡进入idle状态。

CMD1：让卡发送OCR。

CMD2：向卡询问CID。

CMD3：设置卡的相对地址。

CMD9：获取卡的CSD。

CMD7：选择一个卡。

CMD8：获取扩展的CSD。

主机与卡之间的协调设置。（如：分区、掉电通知、高速等等）

CMD6：为选定的卡修改模式或更改EXT_CSD。（这个命令在mmc_switch()中的，上面的图中被省略了。）

 

总之，mmc_init_card()完成了对卡的应有的全部初始化工作，包括传输速度、总线宽度等等，但是要更改这些设置是不在这个函数中改的，这里全都是MMC/SD卡协议的落实。真正要改的话是在HOST层中改一些数据，而不是在这里的CORE层中改。在后面会说到如何更改传输速度和总线宽度的。

 

 

函数mmc_add_card() 

（drivers/mmc/core/bus.c）

mmc_init_card()之后，调用mmc_add_card()，作用是将这个card设备添加到内核，内部调用了device_add将card→dev添加到内核中。

device_add(&card→dev)

→ bus_probe_device(dev)

→ device_attach(dev)

→ bus_for_each_drv(dev→bus, NULL, dev, __device_attach)

 

__device_attach()与之前的__driver_attach()基本一样。

我们传入的dev是&card→dev，这个在mmc_alloc_card()中被赋值为mmc_bus_type。（mmc.c-866; bus.c-250）

如前面所说的那样，在上图中的driver_match_device()将调用dev的match函数（mmc_bus_match()）而这个函数始终返回1（里面什么都没写，除了一句"return 1;"）。

 

所以执行driver_probe_device()。这里将调用really_probe()执行mmc_bus_type结构体中的probe成员（mmc_bus_probe()）。

 

 

函数mmc_bus_probe() 

（drivers/mmc/core/bus.c）

在to_mmc_driver()，将返回含有dev→driver的mmc_driver的指针。这个结构体中的probe()则是mmc_blk_probe()函数。

在mmc_dev_to_card()，将返回含有dev的mmc_card的指针。

 

在这个始终返回1的match，可以看出：挂在这条总线上的driver都会如此运行，也就是说都会来执行mmc_blk_probe()函数。（之所以要始终返回1，是为了，全部的设备都去匹配MMC的块设备驱动。）

 

现在，则是由CORE层转入了CARD层了。 struct mmc_driver， mmc_blk_probe()都是在 drivers/mmc/card/block.c中定义的。

 

  

 

函数mmc_blk_probe() 

（drivers/mmc/card/block.c）

mmc_blk_alloc()为块设备分配空间，并初始化请求队列。

mmc_add_disk()中调用了add_disk()l函数，说明之前一定有alloc_disk和初始化队列的动作。

其中因为调用了add_disk()，磁盘设备将被"激活"，并随时会调用它提供的方法。

请求队列就是在mmc_blk_alloc()函数完成的。而其中的主要成分就是mmc_blk_alloc_req()。

 

 

函数mmc_blk_alloc_req() 

（drivers/mmc/card/block.c）

下图红线标注的依次是：

allco_disk()分配gendisk结构体；

初始化请求队列；

绑定请求函数。

下面是初始化major、fops、queue等。

 

MMC卡驱动走的块设备驱动的套路：

1.alloc_disk()分配了gendisk结构体。并初始化了major，fops，queue。

2.mmc_init_queue()初始化了队列，并将mmc_blk_issue_rq()绑定为请求函数。

3.调用add_disk()将块设备加到内核。

 

 

 

函数add_disk() 

由mmc_add_disk()调用的内核函数。

其完成的任务：

1.验证设备号。     blk_alloc_devt(&disk→part0, &devt);

2.注册bolck_device     register_disk(disk);

3.注册请求队列     blk_register_queue(disk);

 

mmc_blk_probe()

→ mmc_blk_alloc()

→ mmc_blk_alloc_req()

→ alloc_disk()

& mmc_init_queue()

& mmc_add_disk()

→ add_disk()

 

add_disk()的调用标志着一个块设备驱动将被激活。

MMC驱动的加载过程也到此结束。

 

以上阶段的总结：

 

 

对卡插入的支持

函数atmci_init_slot() （drivers/mmc/host/atmel-mci.c）

在中断处理函数atmci_detect_interrupt()中，调用了mod_timer()，这个函数会重新注册定时器到内核，而不管定时器函数是否被运行过。在注册定时器到内核的函数setup_timer()中的回调函数（atmci_detect_change()）中，最终调用了mmc_detect_change()。如前所述，此函数会引起函数mmc_rescan()的调用，这个函数就是检测卡是否插入的。

也就是说，detect引脚有中断，就会重新注册定时器到内核，经过一段时间，将运行定时器的回调函数，最终进行了插卡的检测。

不过我们这里是eMMC，是直接焊在板子上的，不会有什么插卡的动作；在这里只是提一下。

 

 

MMC/SD卡读写

 

读写在内核中的处理层次

过程概述：

Linux系统调用（SCI）的实现机制，实际上是多路汇聚以及分解。汇聚点是0x80中断入口，所有的系统调用从用户空间汇聚到0x80中断，中断处理程序运行时，将根据不同的系统调用号分别处理。

例如，当调用read时，库函数在保存read的SCI号及参数后，陷入0x80中断。这时库函数的工作结束，从用户空间进入到内核空间。

0x80中断处理程序，根据系统调用号查询系统调用表。

以read为例，read对应的是sys_read，传递参数并运行sys_read。

 

最终将一个请求（request）传递给块设备驱动处理。

对应的块设备处理函数为mmc_blk_issue_rq()（drivers/mmc/card/block.c 在上文提到过，被绑定的请求函数）

请求的调用层次，见下图（图中第一项多写了一个"e"）：

 

驱动层上的读写

（将会对上图进行一些说明）

在函数mmc_blk_alloc_req中，调用的mmc_init_queue拉起了一个内核线程，这个线程主要的作用是把上层IO的request一个个地向具体的driver发送。

这个线程叫做"mmcdq"，函数mmc_queue_thread是实际做事情的。

线程mmcqd的工作非常简单，在blk_fetch_request(q)获取一个request后，最终通过调用mq→issue_fn(mq, req)向底层发送request。

这个函数便是mmc_blk_issue_rq。大部分request通过

ret = mmc_blk_issue_rw_rq(mq, req);

来发送。

之后会调用到mmc的core部分。

mmc_blk_issue_rw_rq()

→ mmc_start_req()

→ __mmc_start_req()

→ mmc_start_request()

→ host→ops→request(host, mrq)

== atmci_request()

→ atmci_queue_request(host, slot, mrq)

→ atmci_start_request(host, slot)

 

函数atmci_request() （drivers/mmc/host/atmel-mci.c）

atmci_request()

→ atmci_queue_request()

→ atmci_start_request()

 

如上图所示在atmel-mci.c, atmci_probe()中就对DMA操作函数进行准备了。

对atmci_start_request()的过程画了一个流程图：

 

 

以上过程的总结：

 

 

修改MMC的传输速度

 

函数atmci_init_slot() （drivers/mmc/host/atmel-mci.c）

 

 

关于时钟 55MHz与44MHz

（因为发现软件上设置的是55MHz，实际测出来是44MHz）

mmc_set_clock()→atmci_set_ios()。52MHz最终由atmci_set_ios()处理。

这是cpu的spec上的相关说明，其中：

{CLKDIV, CLKODD} + 2 == (CLKDIV * 2 + CLKODD) + 2

 

drivers/mmc/host/atmel-mci.c

atmci_set_ios()

上图红线标出的三个宏定义为：

#define DIV_ROUND_UP(n, d)    (((n) + (d) - 1) / (d))

#define ATMCI_MR_CLKDIV(x)    ((x) << 0)

#define ATMCI_MR_CLKODD(x)    ((x) << 16)

那么，接下来我们按照代码中的描述，自己计算一下：

(132M + 52M - 1) / 52M = 3

clkdiv = 3 - 2 = 1

1 >> 1 = 0

1 & 1 = 1

mode_reg = (0 << 0) | (1 << 16)

所以写入HSMCI_MR寄存器的是：CLKODD置1；CLKDIV是00000000。

根据cpu的spec，得：

CLKDIV * 2 + CLKODD + 2 

= 0 * 2 + 1 + 2

= 3 （3分频）

132MHz / 3 = 44MHz

 

所以传入的52MHz，实际获得的是44MHz。之前低速的26MHz，实际获得的是22MHz。

在atmci_set_ios()中的这些处理，是因为bus_hz具体是多少，写程序的人是不知道的，这个是由具体的硬件来决定的（在这里就是132MHz）。所以，不能保证设置52MHz，硬件就能真的分频出52MHz，于是设计了上面的运算：根据实际的总线时钟大小（132MHz），和软件中设定的时钟（52/26MHz）；计算出一个接近设定的时钟，而且能由总线时钟分频出来的一个值（44/22MHz）。

 

 

我在更改过程中遇到的一些错误

 

错误1

drivers/mmc/core/mmc.c

mmc_init_card()

 

导致不能启动。

我刚开始改的时候，直接去找时钟在哪里设定的，然后去改那个值。就做出了上图的更改，这样是片面的；因为52MHz同时需要对高速的支持，控制器与卡之间也要保持协调。

 

 

错误2

高速8bit模式下，数据传输可能出错（windows循环冗余检查出错）

出现条件：线路与示波器测试头接触时，很可能出现。这个错误只会出现在硬件测量的时候，如果安静地让它去复制，就不会出错，一切正常。

在4bit模式下的数据传输过程中没有出现这个情况。

解决方法：CPU的HSMCI_CFG寄存器HSMODE置位。

 

 

 

嗯嗯，这个驱动就这样粗略地整理完了……

 

Aningsk

2014-5-13