SDIO 驱动框架

一、硬件知识

MMC：muti media card多媒体卡。4位或者8位带宽，52MHZ频率，从而支持50MB/s的传输速度。

SD：secure digital memery card 。在mmc的基础上发展而来，强调数据保全，可设置所存储数据权限，从而防止他人复制。

SDIO：在sd的基础上，定义了一种外设接口，增加低速标准。

二、内核MMC、SD驱动框架

driver/mmc目录下有三个子目录：card 、core、host，分别表示区块层、核心层、主机控制层。

区块层：

向文件系统、用户空间文件操作的接口，主要文件是card目录下的block.c,queue.c向它提供几个函数操作队列。

区块层的调用core目录下的core.c、sysfs.c提供的接口来识别存储卡的分区、读写存储卡等功能。

核心层：

核心层代码在core目录下，它封装了mmc/sd命令，实现mmc/sd协议，它调用主机控制器层的接口完成存储卡的识别、设置、读写等。

core.c文件由sd.c和mmc.c两个文件来支撑，core.c把mmc和sd卡的共性抽象出来，它们的差别由mmc.c、mmc_ops.c和sd.c、sd_ops.c区分。

sysfs.c是mmc、sd卡驱动程序的sysfs文件系统的实现。

主机控制层：

这层是架构相关的，它接受并处理核心层发送的mmc、sd命令，里面针对各款CPU提供一个文件。首先进行一些底层设置，比如设置sdio控制器

使用到的gpio管脚，使能控制器，注册中断处理函数，然后向核心层添加增加一个主机。这样，核心层就可以使用控制器层提供的接口来识别和

使用具体的sdio设备了。

三、重要的数据结构和注册流程

sdhci_host->mmc_host来描述主机控制器。作为一般规则，在模块的probe探测函数中（host/s3cmci.c的xxx_probe函数），调用mmc_alloc_host

分配一个mmc_host，初始化后，调用mmc_add_host将主机控制器的描述结构添加到内核，从而核心层可以使用主机控制器来控制和读写sdio设备。

Linux SD/MMC/SDIO驱动分析

一、SD/MMC/SDIO概念区分

SD（SecureDigital）与 MMC（MultimediaCard）

SD 是一种 flash memory card 的标准，也就是一般常见的 SD 记忆卡，而 MMC 则是较早的一种记忆卡标准，目前已经被 SD 标准所取代。在维基百科上有相当详细的 SD/MMC 规格说明：[http://zh.wikipedia.org/wiki/Secure_Digital]。

SDIO（SecureDigital I/O）

SDIO 是目前我们比较关心的技术，SDIO 故名思义，就是 SD 的 I/O 接口（interface）的意思，不过这样解释可能还有点抽像。更具体的说明，SD 本来是记忆卡的标准，但是现在也可以把 SD 拿来插上一些外围接口使用，这样的技术便是 SDIO。

所以 SDIO 本身是一种相当单纯的技术，透过 SD 的 I/O 接脚来连接外部外围，并且透过 SD 上的 I/O 数据接位与这些外围传输数据，而且 SD 协会会员也推出很完整的 SDIO stack 驱动程序，使得 SDIO 外围（我们称为 SDIO 卡）的开发与应用变得相当热门。

现在已经有非常多的手机或是手持装置都支持 SDIO 的功能（SD 标准原本就是针对 mobile device 而制定），而且许多 SDIO 外围也都被开发出来，让手机外接外围更加容易，并且开发上更有弹性（不需要内建外围）。目前常见的 SDIO 外围（SDIO 卡）有：

　　· Wi-Fi card（无线网络卡） 

　　· CMOS sensor card（照相模块） 

　　· GPS card 

　　· GSM/GPRS modem card 

　　· Bluetooth card 

　　·  Radio/TV card（很好玩）

SDIO 的应用将是未来嵌入式系统最重要的接口技术之一，并且也会取代目前 GPIO 式的 SPI 接口。

SD/SDIO 的传输模式

SD 传输模式有以下 3 种：

　　· SPI mode（required） 

　　· 1-bit mode 

　　·  4-bit mode

SDIO 同样也支持以上 3 种传输模式。依据 SD 标准，所有的 SD（记忆卡）与 SDIO（外围）都必须支持 SPI mode，因此 SPI mode 是「required」。此外，早期的 MMC 卡（使用 SPI 传输）也能接到 SD 插糟（SD slot），并且使用 SPI mode 或 1-bit mode 来读取。

Secure digital I/Ocard，pin out

SD 的 MMCMode

SD 也能读取 MMC 内存，虽然 MMC 标准上提到，MMC 内存不见得要支持 SPI mode（但是一定要支持 1-bit mode），但是市面上能看到的 MMC 卡其实都有支持 SPI mode。因此，我们可以把 SD 设定成 SPI mode 的传输方式来读取 MMC 记忆卡。

SD 的 MMC Mode 就是用来读取 MMC 卡的一种传输模式。不过，SD 的 MMC Mode 虽然也是使用 SPI mode，但其物理特性仍是有差异的：

　　· MMC 的 SPI mode 最大传输速率为 20 Mbit/s； 

　　· SD 的 SPI mode 最大传输速率为 25 Mbit/s。

为避免混淆，有时也用 SPI/MMC mode 与 SPI/SD mode 的写法来做清楚区别

参考网站：https://www.sdcard.org/developers/overview/capacity/

              http://www.interfacebus.com/Secure_Digital_IO_Card_Pinout.html

 

二、MMC子系统介绍

MMC代码分布

MMC子系统代码主要在drivers/mmc目录下，共有三个目录：

         Card：存放闪存卡(块设备)的相关驱动，如MMC/SD卡设备驱动，SDIOUART；

         Host：针对不同主机端的SDHC、MMC控制器的驱动，这部分需要由驱动工程师来完成；

         Core：整个MMC的核心层，这部分完成不同协议和规范的实现，为host层和设备驱动层提供接口函数。

MMC子系统框架

 

Linux MMC子系统主要分成三个部分：

　　MMC核心层：完成不同协议和规范的实现，为host层和设备驱动层提供接口函数。MMC核心层由三个部分组成：MMC，SD和SDIO，分别为三类设备驱动提供接口函数；

　　Host 驱动层：针对不同主机端的SDHC、MMC控制器的驱动；

　　Client 驱动层：针对不同客户端的设备驱动程序。如SD卡、T-flash卡、SDIO接口的GPS和wi-fi等设备驱动。

 

三、SD 总线协议

SD总线通信是基于指令和数据比特流，起始位开始和停止位结束。SD总线通信有三个元素：

　　Command：由host发送到卡设备，使用CMD线发送；

　　Response：从card端发送到host端，作为对前一个CMD的相应，通过CMD线发送；

　　Data：即能从host传输到card，也能从card传输到host，通过data线传输。

Commands

以下是四种用于控制卡设备的指令类型，每个command都是固定的48位长度：

　　1、broadcast commands(bc)， no response：广播类型的指令，不需要有响应;

　　2、broadcast commands with response(bcr)：广播类型的指令且需要响应;

　　3、addressed(point-to-point) commands(ac)：由HOST发送到指定的卡设备，没有数据的传输;

　　4、address(point-to-point) data transfercommands(adtc)：由HOST发送到指定的卡设备且伴随有数据传输。

指令格式：

Card register

几个主要的寄存器：OCR,CID,CSD,RCA和SCR。

　　Operation condition register(OCR)：32位的OCR包含卡设备支持的工作电压表；

　　Card identification number register (CID)：包含用于在卡识别阶段的卡信息，包括制造商ID，产品名等；

　　Card specific data register(CSD)：CSD寄存器提供了如何访问卡设备的信息，包括定义了数据格式，错误校验类型，最大访问次数，数据传输率等；

　　Relative card address register(RCA)：存放在卡识别阶段分配的相对卡地址，缺省相对卡地址为0000h；

　　SD card configuration register(SCR)：SCR是一个配置寄存器，用于配置SD memory card的特殊功能。

Response

所有的response都通过CMD线发送到host端，R4和R5响应类型是SDIO中特有的：

　　1、R1(normal response command)：用来响应常用指令；

　　2、R2(CID,CSD register)：用来响应CMD2和CMD10或CMD9，并把CID或CSD寄存器作为响应数据；

　　3、R3(OCR register):用来响应ACMD41指令，并把OCR寄存器作为响应数据；

　　4、R6(published RCA response)：分配相对卡地址的响应；

　　5、R7(card interface condition)：响应CMD8，返回卡支持的电压信息；

　　6、R4(CMD5)：响应CMD5，并把OCR寄存器作为响应数据；

　　7、R5(CMD52)：CMD52是一个读写寄存器的指令，R5用于CMD52的响应；

Response 格式：

***详情请参考spec***

 

四、SD初始化流程

 

当host上电后，使所有的卡设备处于卡识别模式，完成设置有效操作电压范围，卡识别和请求卡相对地址等操作。

　　1、发送指令CMD0使卡设备处于idle状态；

　　2、发送指令CMD8，如果卡设备有response，说明此卡为SD2.0以上；

　　3、发送指令CMD55+ACMD41，该指令是用来探测卡设备的工作电压是否符合host端的要求；

在发送ACMD41这类指令之前需要先发送CMD55指令，在SDIO中ACMD41指令被CMD5替代。

　　4、发送指令CMD11转换工作电压到1.8V；

　　5、发送指令CMD2获取CIA；

　　6、发送指令CMD3获取RCA(relative card address)

SD初始化分析

系统上电时，SDI控制器会去扫描总线上的所有设备，然后对挂在总线上卡设备进行初始化。进行扫描和初始化工作都是由mmc_scan函数来完成，以下是Linux驱动中初始化流程图(感谢同事Linkin的图)。

SDIO、SD和MMC这三者的初始化流程稍有不同，是向下兼容的。

转载：http://blog.csdn.net/paul_liao/article/details/7685869

 

五、SD卡调试关键点：

　　1. 上电时要延时足够长的时间给 SD 卡一个准备过程，在我的程序里是 5 秒，根据不同的卡设置不同的延时时间。 SD 卡初始化第一步在发送 CMD 命令之前，在片选有效的情况下首先要发送至少 74 个时钟，否则将有可能出现 SD 卡不能初始化的问题。

　　2. SD 卡发送复位命令 CMD0 后，要发送版本查询命令 CMD8 ，返回状态一般分两种，若返回 0x01 表示此 SD 卡接受 CMD8, 也就是说此 SD 卡支持版本 2；若返回 0x05 则表示此 SD 卡支持版本 1 。因为不同版本的 SD 卡操作要求有不一样的地方，所以务必查询 SD 卡的版本号，否则也会出现 SD 卡无法正常工作的问题。

　　3. 理论上要求发送 CMD58 获得 SD 卡电压参数，但实际过程中由于事先都知道了 SD 卡的工作电压，因此可省略这一步简化程序。协议书上也建议尽量不要用这个命令。

　　4. SD 卡读写超时时间要按照协议说明书书上的给定值 ( 读超时： 100ms ；写超时： 250ms) ，这个值要在程序中准确计算出来，否则将会出现不能正常读写数据的问题。我自己定义了一个计算公式：超时时间 =( 8/clk )*arg 。

　　5. 2GB 以内的 SD 卡 ( 标准卡 ) 和 2GB 以上的 SD 卡 ( 大容量卡 ) 在地址访问形式上不同，这一点尤其要注意，否则将会出现无法读写数据的问题。如标准卡在读写操作时，对读或写命令令牌当中的地址域符初值 0x10 ，表示对第 16 个字节以后的地址单元进行操作 ( 前提是此 SD 卡支持偏移读写操作 ) ，而对大容量卡读或写命令令牌当中的地址域符初值 0x10 时，则表示对第 16 块进行读写操作，而且大容量卡只支持块读写操作，块大小固定为 512 字节，对其进行字节操作将会出错。

　　6. 对某一块要进行写操作时最好先执行擦出命令，这样写入的速度就能大大提高。进行擦除操作时不管是标准卡还是大容量卡都按块操作执行，也就是一次擦除至少 512 字节。

　　7. 对标准卡进行字节操作时，起始和终止必须在一个物理扇区内，否则将不能进行读写操作。实际操作过程中建议用块操作以提高效率。不管是标准卡还是大容量卡一个读写命令只能对一个块进行操作，不允许跨物理层地址操作。

　　8. 在写数据块前要先写入若干个 dummy data 字节，写完一个块数据时，主机要监测 MISO 数据线，如果从机处于忙状态这根数据线会保持低电平，这样主机就可以根据这根数据线的状态以决定是否发送下一个命令，在从机没有释放 MISO 数据线之前，主机绝对不能执行其他命令，否则将会导致写入的数据出错，而且从机也不会响应主机的命令。

　　9. 在 SPI 模式下， CRC 校验是被忽略的，但依然要求主从机发送 CRC 码，只是数值可以是任意值，一般主机的 CRC 码通常设为 0x00 或 0xFF 。

　　读多块操作和写多块操作的传输停止形式不一样，读多块操作时用用命令 CMD12 终止传输，而写多块操作时用 Stop Tran Token( 停止传输令牌，值为 0xFD) 终止传输。

----------------------------------------------------------------------------------------

1、初始化步骤： 
　　（1） 延时至少 74clock，等待SD卡内部操作完成，在MMC协议中有明确说明。 
　　（2） CS低电平选中SD卡。
　　（3） 发送 CMD0 ，需要返回 0x01 ，进入 Idle 状态 
　　（4） 为了区别SD卡是2.0还是1.0，或是MMC卡，这里根据协议向上兼容的原理，首先发送只有SD2.0才有的命令CMD8，如果CMD8返回无错误，则初步判断为2.0卡，进一步发送命令循环发送 CMD55+ACMD41 ，直到返回 0x00 ，确定SD2.0卡初始化成功，进入Ready 状态，再发送CMD58命令来判断是HCSD还是SCSD，到此SD2.0卡初始化成功 。如果CMD8返回错误则进一步判断为1.0卡还是MMC卡，循环发送CMD55+ACMD41 ，返回无错误，则为SD1.0卡，到此SD1.0卡初始成功，如果在一定的循环次数下，返回为错误，则进一步发送CMD1进行初始化，如果返回无错误，则确定为MMC卡，如果在一定的次数下，返回为错误，则不能识别该卡，初始结束。 
　　（5）CS拉高。 
2、读步骤： 
　　（1） 发送 CMD17 （单块）或 CMD18 （多块）读命令，返回 0x00
　　（2） 接收数据开始令牌 0xfe （或 0xfc ） + 正式数据 512Bytes + CRC 校验 2Bytes, 默认正式传输的数据长度是 512Bytes ，可用 CMD16 设置块长度。 
3、 写步骤： 
　　（1） 发送 CMD24 （单块）或 CMD25 （多块）写命令，返回 0x00
　　（2） 发送数据开始令牌 0xfe （或 0xfc ） + 正式数据 512Bytes + CRC 校验 2Bytes
4、 擦除步骤： 
　　（1） 发送 CMD32 ，跟一个参数来指定首个要擦除的起始地址（ SD 手册上说是块号） 
　　（2） 发送 CMD33, ，指定最后的地址 
　　（3） 发送 CMD38 ，擦除指定区间的内容 
　　此 3 步顺序不能颠倒。

 

六、SD卡的命令格式及解析

1.SD卡命令组成

SD卡的指令由6字节(Byte)组成，如下：

　　Byte1：0 1 x x x x x x(命令号，由指令标志定义，如CMD39为100111即16进制0x27，那么完整的CMD39第一字节为01100111，即0x27+0x40)

　　Byte2-5:Command Arguments,命令参数，有些命令没有参数

　　Byte6:前7位为CRC(Cyclic Redundacy Check，循环冗余校验)校验位，最后一位为停止位0

2.SD卡的命令

SD卡命令共分为12类，分别为class0到class11，不同的SDd卡，主控根据其功能，支持不同的命令集，如下:

　　Class0 :(卡的识别、初始化等基本命令集)

　　　　CMD0:复位SD 卡.

　　　　CMD1:读OCR寄存器.

　　　　CMD9:读CSD寄存器.

　　　　CMD10:读CID寄存器.

　　　　CMD12:停止读多块时的数据传输

　　　　CMD13:读 Card_Status 寄存器

　　Class2 (读卡命令集):

　　　　CMD16:设置块的长度

　　　　CMD17:读单块.

　　　　CMD18:读多块,直至主机发送CMD12为止 .

　　Class4(写卡命令集) :

　　　　CMD24:写单块.

　　　　CMD25:写多块.

　　　　CMD27:写CSD寄存器 .

　　Class5 (擦除卡命令集):

　　　　CMD32:设置擦除块的起始地址.

　　　　CMD33:设置擦除块的终止地址.

　　　　CMD38: 擦除所选择的块.

　　Class6(写保护命令集):

　　　　CMD28:设置写保护块的地址.

　　　　CMD29:擦除写保护块的地址.

　　　　CMD30: Ask the card for the status of the write protection bits

　　class7：卡的锁定，解锁功能命令集

　　class8：申请特定命令集 。

　　class10 －11 ：保留

3.有关sd卡驱动和fat fs的实现用了3个文件来实现。

sdboot.c为sd的驱动（可理解为pdd）层，主要实现一些对sd控制器的配置以及一些基本sd命令的实现和对sd 卡的操作。

sdmmc.c实现了从sd卡读取nk并跳到内存去运行的代码（基本可以理解为sd驱动的mdd层）。

sdfat.c文件就是实现fat fs的。mdd层通过fatfs来对pdd层操作以实现读取文件。

在整个过程中遇到了很多问题，现在列举如下：

　　1）sd卡初始化问题

   　　 配置gpio有关sd的功能：SDCMD, SDDAT[3:0]。

    　　使能CLKCON中的SDI位。

    　　时钟以及计算公式：SDIPRE   = PCLK/(CLK)-1;INICLK=300000；SDCLK=24000000； MMCCLK= 15000000

    　　cmd0-cmd55-cmd41-cmd2-cmd3-cmd7-cmd6-cmd17

　　2）对sd卡操作问题

    　　SD卡包括：一个标识寄存器CID，一个相应地址寄存器RCA，一个其他参数寄存器CSD。

   　　 对sd卡的操作是驱动通过sd controller来发相应的命令以达到读写等操作的：发送命令通过SDICmdCon[7：0]的除了开始2bit：CmdIndex放置要发送的命令号；SDICmdCon[8]开始发送命令来完成的。

    　　检测卡的插入，直接用中断引脚的电平来判断。

    　　判断插入的卡是否是sd卡，用命令cmd55和cmd41，因为mmc卡对cmd55不做回应。

    　　命令9 就是获取sd卡中csd寄存器的值的，该值包括很多sd卡的信息，其中就有sd卡的容量。这个值在sd卡接收到cmd9之后会以response的形式存放在sd控制器的SDI Response Register[0，1，2，3]中。在执行cmd9，cmd10等这样的命令的时候，卡的状态应该是不选中的，或直接在执行它们之前发送 cmd7（0）不选中卡，不然的话会timeout。

    　　用cmd17 来读取单个block的数据，该命令要带地址参数（该参数通过cmd3命令来获取），然后根据SDIDSTA和SDIFSTA状态值来从sd 控制器的SDIDAT寄存器中读出要读的数据。该命令与cmd9相反，在执行它之前要选中卡。读完一个block之后要做一些善后工作，为下次读取做好准备，不然的话checkcmdend就要一直循环了。因为用的是每次都读一个block，并地址要以block对齐，这样就要考虑要读取的地址是否是 block对齐的，长度是否够一个block。

    　　SDIDCON这个数据控制寄存器也很重要，一些对数据的操作形式就是在这里设置的。

　　3）fat文件系统问题

    　　根据MBR找到分区表，根据分区表找到该分区MBR[446B+4个分区表（每个16B）+2B结束符）

    　　分区表中的第9-12字节为该分区的启始地址（单位没sector），第13-16字节为分区的长度（单位也是sector）

　　　 http://hjx5548.blog.163.com/blog/static/563676392009111704249875/

六、实例

一、概述

　　最近在研究WIFI驱动，驱动模块为broamd4330，基于SDIO接口，所以趁机研究了一下内核中对于SDIO设备的注册。

　　（我使用的linux内核版本为3.2.0    硬件为samsung 4412）

　　在介绍内核之前，有必要先了解一下MMC  SD  SDIO三种卡，从发展历程来看，是先有MMC卡，后来有SD卡，这两种都是纯粹的存储卡，而SDIO是什么呢，从字面意思理解，应该是SD+IO，也就是既有存储功能，又有IO控制功能，不过也有纯IO功能的SDIO设备（本人用到的WIFI模块就是这种）。并且，这三种卡可以使用同一个插槽，系统还能正确的识别！！，可能是由于历史原因，在开始有Linux的时候，还只存在mmc卡（不存在SD和SDIO卡），所以在linux系统里面关于这三种卡的名称统统用“mmc“来命名。

        下面来看一下CPU与WIFI模块的物理连接图

                           

      从图上可以看出，我们的WIFI模块接的是CPU上的mmc3，数据线，时钟线以及命令线都一一对应。

　　当然在CPU一端，对于mmc3模块，还有一个很重要的引脚--“xmmc3CDn”脚，CPU就是根据该引脚的电平高低来判断mmc3模块上是否有卡接入，如果电平为低，表示有卡，如果为高，表示无卡，笔者这里将该引脚固定拉低。

　　同时在WIFI模块一端，也有一个很重要的引脚--“WL_SDIO_SPI_HSCI_SEL”引脚   ，它是用来选择模块是工作在SD模式（低电平），还是SPI模式（高电平），笔者这里也将该引脚固定拉低。

　　好了，简单的介绍了一些概念以及硬件后，还是要回归到程序上，从大的方面来讲，MMC/SD/SDIO的驱动程序主要分为两大块，主设备驱动和从设备驱动。对于上面的例子来说，CPU上的MMC3模块就是主设备，而WIFI模块就是从设备。该系列的博文就是分析MMC主设备在内核中的注册，以及对于同一个mmc插槽，系统是如何区分出MMC SD 以及SDIO设备的。

 

二、host注册过程

　　上面说到了MMC/SD/SDIO（以下简称MMC）的驱动从大的方面来说分为主设备驱动和从设备驱动，那本文就来详细的讲述主设备驱动注册的过程。

　　MMC主设备（也就是host）指的是集成于CPU内部的MMC controller，笔者用的是4412芯片，从datasheet可以看出，里面集成了四个MMC controller,分别是mmc0,mmc1,mmc2,mmc3。 并且从上一篇文章我们知道，WIFI模块是接在mmc3 这个host上面。

　　在linux系统中，将每个host设备封装成platform_device来逐一进行注册。

　　对于笔者所使用的内核（3.2.0版本）来说，每一个host设备所对应的platform_device文件位于目录（$KERNEL_SOURCE）/arch/arm/plat-samsung下，分别为dev-hsmmc.c，dev-hsmmc1.c，dev-hsmmc2.c，dev-hsmmc3.c，为了与实际WIFI模块对应，我们重点进入dev-hsmmc3.c文件看一看：

 

　　从上图可以看出，该文件里面定义了一个名为s3c_device_hsmmc3的platform_device，但是定义好了的platform_device还需要有一个注册的过程，该过程就发生在文件（$KERNEL_SOURCE）/arch/arm/mach-exynos/mach-$(BOARD).c中，其中有如下的一个函数调用：

                                           

      

　　它的行为就是将数组skd4x12_devices里面的每一个platform_device项一一注册进系统，并且这个数组里面就包含了上面所定义的s3c_device_hsmmc3：

                                      

        

　　所以总结来说，系统化在初始化的时候，就已经将s3c_device_hsmmc3（也就是那个host  mmc3）注册进了platform总线（其他的mmc0,mmc1,mmc2都是一个道理）。

　　当然，对于熟悉platform机制的朋友来说，此时仅仅只是注册了platform_device ，而对应的platform_driver还没有注册。

　　下面就来说说这个platform_driver的注册，它是在$(KERNEL_SOURCE)/drivers/mmc/host目录下的sdhci-s3c.c文件中进行的，该文件中有如下的一个注册函数调用：

     

　　其中的参数sdhci_s3c_driver就是上面所说的platform_driver，它也是定义在sdhci-s3c.c文件中，来看一下：

      

　　在对sdhci_s3c_driver进行注册的过程中，系统会根据sdhci_s3c_driver->driver.name成员变量（此处是“s3c-sdhci”）在platform_bus 总线上寻找同名字的platform_dvice（这个过程称之为“探测”），通过上面对s3c_device_hsmmc3的注册分析，发现s3c_device_mmc3.name也刚好是“s3c-sdhci”,所以他俩刚好可以配对，探测成功，同时当大家查阅s3c_device_hsmmc,s3c_device_hsmmc1以及s3c_device_hsmmc2的时候发现他们的name成员变量都是“s3c-sdhci”,，所以会有四次成功的探测，每一次探测成功，就会调用sdhci_s3c_driver.probe函数---sdhci_s3c_probe，这个函数至关重要，在整个驱动注册过程中起着核心作用。

　　

　　上面文章说到了探测函数sdhci_s3c_probe，现在就来仔细分析这个函数的作用：

      在分析代码之前，先简要的概括一下这个函数的功能：

　　1、既然是讲host的注册，那么首先必须构造出一个host，这个host就是通过sdhci_alloc_host函数来构造出来的，它是一个struct sdhci_host类型的结构体。同时，也通过mmc_alloc_host函数构造了一个struct mmc_host的结构体变量mmc。

　　2、初始化host的时钟，设置host的gpio等等其他一些“乱七八糟”的参数初始化（需要的时候再详细分析）。

　　3、通过sdhci_add_host函数来注册host。

　　下面重点来看sdhci_add_host函数

 

　　该函数主要是对mmc的注册，同样mmc也有很多的参数，先来看看他的操作函数集mmc->ops = &sdhci_ops

        

　　其中，request函数指针指向的函数用来处理host向从设备发送命令的请求，

              set_ios用来设置电源、时钟等等之类（需要重点关注），

              get_ro用来判断是否写保护

 

    再来看该函数里面的中断注册部分

            

　　我们先看一下mmc_add_host这个函数，它的功能就是通过device_add函数将设备注册进linux设备模型，最终的结果就是在sys/bus/platform/devices目录下能见到s3c-sdhci.1,s3c-sdhci.2,s3c-sdhci.3设备节点。

　　中断注册函_irq的第一个参数中断号就取自于s3c_device_hsmmc3.resource里面的irq参数，sdhci_irq就是中断服务程序，该中断函数一般在插卡、拔卡或者从设备反馈给host信息时会被调用数request

 

         中断服务程序

         

　　程序首先读取寄存器NORINTSTSn的值，该寄存器中有两个bit分别来表示卡的插入与拔出过程（注意，必须是动态变化过程，才会让相应的两个bit置1）,那么接下来的if语句就是从该寄存器的那两个bit来判断是否有卡的插入或拔出，并同时清除这两个bit，准备下一次的检测，紧接着就调用中断的下半部分函数 sdhci_tasklet_card，其实这个函数也没做什么事情，就是判读如果此时有卡的话就通过mmc_detect_chang函数调用mmc_rescan函数。从这个函数的名字都可以猜出个八九不离十，它的功能就是扫描所插入的卡。

 

    扫描卡的程序

      

　　这个函数我们重点关注上述两个地方，其实真正的扫描动作发生在函数mmc_rescan_try_freq函数里面，该函数的第二个参数表示以什么样的频率去进行扫描，那么可选的频率值在那个数组freqs里面，一般当用某个频率值扫描成功后，就直接退出了，否则，会以下一个更低的频率值来扫描，笔者所使用的WIFI模块就是以400KHz的频率扫描成功的。

 

       扫描过程

      

　　该函数首先发送复位命令（不过该命令只有SDIO类型的卡才能够识别），然后发送CMD0，让设备进入IDLE模式，紧接着发送CMD8，获取该卡所支持的电压值，最后就是重点了（从1998-2003行），从所调用的各个函数名字可以看出，它是在试探该卡是否为SDIO? SD? MMC?

 

     那么接下来的文章就是要分析上面的三个函数，看它是如何识别SDIO、SD、MMC的。

 

三、SDIO的识别和操作

　　从上面文章的最后，我们知道host在扫描卡的过程中，其识别的顺序为SDIO  SD MMC，并且从它的注释可以看出，这个顺序是很重要的。那这篇文章，我们就看看SDIO的识别过程，它对应的函数就是mmc_attach_sdio(host) (函数位于文件drivers/mmc/core/sdio.c)

　　这个函数大概来说做了如下的工作

　　　　1、向卡发送CMD5命令，该命令有两个作用：

　　　　　　第一，通过判断卡是否有反馈信息来判断是否为SDIO设备（只有SDIO设备才对CMD5命令有反馈，其他卡是没有回馈的）；

　　　　　　第二，如果是SDIO设备，就会给host反馈电压信息，就是说告诉host，本卡所能支持的电压是多少多少。

　　　　2、host根据SDIO卡反馈回来的电压要求，给其提供合适的电压。

　　　　3、初始化该SDIO卡

　　　　4、注册SDIO的各个功能模块

　　　　5、注册SDIO卡

　　对于以上功能的具体解释，下面将结合程序娓娓道来

　　1、CMD5命令的发送

              

　　第789行的函数就是发送的CMD5命令，如果卡对该命令有回馈的话，err就是0，否则，err为非0，直接退出了；并且需要重点说明的一点就是，该函数的最后一个参数ocr,它是存储反馈命令的，SDIO设备对CMD5的反馈命令为R4，下面来仔细分析一下这个R4，因为后面要用到这个R4命令。从SDIO spec文档里面，我们能得到R4命令的格式

            

　　从上图可以看出，该命令有48位，但我们的ocr变量是32位的，那怎么存储呢？系统就去掉原命令的开头8位以及结尾的8位，只保留中间的32为，也就是截短后的命令格式是如下：

            

        

　　具体各位的描述如下：

　　　　C --   我还不知道

　　　　Number 0f IO functions   -- 每个SDIO设备都有功能块，这三位就记录了该设备有多少个功能块，最多7个

　　　　Memory Present – 指明该设备是纯粹只有功能块的设备，还是同时包含了存储空间，如果为0就是前者，如果是1就是后者

　　　　Stuff Bits  -- 没有实际用途一般为0

　　　　I/O OCR – 该设备所能支持的电压范围（具体描述见sdio spec）

 

　　2、配置电压

         

　　ocr就是我们上面讲的反馈命令R4（截短之后的32位），那么ocr&0x7f的意义是什么呢？从R4的格式就可以看出来，其低24位就代表了所能支持的电压范围，我们再来详细的看一下这24位的OCR格式

                

　　现在应该可以知道ocr&0x7f的意义了吧，就是摈弃那些保留的电压范围。

　　重点关注mmc_select_voltage

                  

　　第1080行的相与 过程就是判断host实际所支持的电压与card所需要的电压是否匹配，如果匹配，那么ocr的值就非0，否则就为0

　　简单介绍下第1082行的ffs函数，它的作用就是返回参数中第一个为1的bit的位置（ffs(0)=0,ffs(1)=1,ffs(8)=4）,那么该函数用在这里的作用就是取出card需要的实际电压是多少；

　　第1090行的mmc_set_ios函数里面通过调用sdhci_set_power将host->ios.vdd所代表的电压写入寄存器PWRCONn中 完成那个对电压的重新配置（想要了解更详细的过程，请跟踪源代码）

 

　　3、初始化SDIO卡

               

　　第821行就是初始化SDIO卡的函数  这个函数很长，也很重要，这里笔者就不列出其程序代码了，只是列出其中最重要的几条：

　　　　1、通过函数mmc_alloc_card分配一个mmc_card的变量card

　　　　2、通过读取R4命令中的bit27（也就是Memory Present）来判断此卡是纯IO卡 ，还是同时包含存储功能。笔者使用的WIFI模块为纯IO功能，所以card->type = MMC_TYPE_SDIO(这个很重要，以后会用到) （接下来重点分析MMC_TYPE_SDIO的情况）

　　　　3、通过发送CMD3命令获取设备的从地址（relative addr）,并且存放在变量card->rca中。笔者使用的WIFI模块的card->rca = 1

　　　　4、通过发送CMD7，选中相应从地址的卡

　　　　5、通过调用函数mmc_set_clock设置卡工作的时钟频率

　　　　6、通过发送CMD52命令，设置4位数据传输模式

 

　　4、注册SDIO功能模块

             

　　847行的变量funcs存储该SDIO卡所包含的IO功能块的个数，851行到857行就是逐一初始化各个IO功能块，下面来重点看一下该函数的内容:

              

　　第71行就是分配sdio_func结构体变量，该结构体存储了功能块的参数。

　　第75行就是给功能块编号，编号是从1到7（因为一个SDIO设备最多只有7个功能块），存储在变量func->num中

　　第78行就是读取SDIO卡中的FBR寄存器中关于该卡的功能类型的数据，存储在func->class变量中（具体关于FBR寄存器内容，可以参考SDIO spec文档）

　　第82行就是读取SDIO卡中的CIS寄存器的内容

 

           

　　上面的程序就是将功能模块逐个的注册进设备模型，这里想重点说明一下注册的名称（name），它是由三部分组成的，每部分之间用冒号隔开，（即 host的名称：rca：功能块编号)。

　　具体到笔者使用的WIFI模块，因为其host名称是mmc2  ,rca = 1,并且有两个功能模块(功能模块编号分别是1和2)，所以在/sys/bus/sdio/devices目录下能见到如下两个设备名

　　　　mmc2:0001:1

　　　　mmc2:0001:2

 

　　5、注册SDIO卡

       

　　上面的mmc_add_card函数就是注册card了（这个card是在第3部分，初始化SDIO卡 里面分配和定义的）

     

        

　　第259行就是给card命名，格式为host名字：从地址,对于笔者的WIFI模块 就是mmc2:0001

　　第261到273行就是根据card->type来分辨出card的类型，给赋予相应的字符串，笔者的WIFI模块就是"SDIO"

　　第275行就是打印信息，具体不解释 笔者的打印信息为  mmc2:new high speed SDIO card at address 0001(通常可以通过查看内核启动信息中是否有该语句来判断card是否被正确识别)

　　第283行 就是将card注册进linux设备模型  注册结果就是可以在/sys/bus/mmc/devices目录下见到card 的名字，笔者的就是mmc2:0001