[置顶] Android系统SD驱动浅析



    首次出关于SD方面的驱动文章，网上也很少有这方面的文章，所以我分享几篇关于SD的文章来引导刚出道的朋友们，咱们一起努力！

    大家都说MTK简单，但我个人做过高通平台一年时间，然后转而做MTK平台，感觉还是能学到东西的，代码并不比所谓的高通简单，只是它做的好，封装的好，所以做这块驱动可能开发者做的事情没高通多，所以大家觉得容易，学不到东西。但只要自己对技术执着，深入到架构的实现，还是能学到很多的。我要让大家有这样一个思想，我们做MTK平台的不比做其他任何平台的差。

一. SD卡的基本知识：

 SD卡有9个pin脚（micro-SD为8个，少一个接地pin脚），如图所示，

   SD的数据传输方式有两种，普通SD模式和SPI模式，以SD模式为例，9个pin脚分别是VDD,VSS,CLK，以及我们需要关注的一根指令线CMD，4根数据线DAT0~DAT3。

分类：

• 按存储大小，普通SD卡（<=2GB，支持FAT12/FAT16），HCSD卡(>2GB,<=32GB，支持FAT32)
• 按体积大小，普通SD卡，mini-SD卡，micro-SD卡（TF卡）

速度

• 默认模式: 12.5MB/s
• 高速模式: 25MB/s

关于SD驱动的基础知识：

MMC/SD介绍及SDI主机控制器

  首先我们来理清几个概念：
1.MMC：(Multi Media Card)由西门子公司和首推CF的SanDisk于1997年推出的多媒体记忆卡标准。
2.SD：(Secure Digital Memory Card)由日本松下、东芝及美国SanDisk公司于1999年8月共同开发研制的新一代记忆卡标准，已完全兼容MMC标准。
3.SDIO：(Secure Digital Input and Output Card)安全数字输入输出卡。SDIO是在SD标 准上定义了一种外设接口，通过SD的I/O接脚来连接外围设备，并且通过SD上的 I/O数据接位与这些外围设备进行数据传输。是目前较热门的技术，如下图中的一些设备：GPS、相机、Wi-Fi、调频广播、条形码读卡器、蓝牙等。

二. SD卡在MTK6573中的架构

       涉及到的文件有：mediatek/platform/mt6573/kernel/drivers/mmc-host/sd.c

                                       mediatek/platform/mt6573/kernel/drivers/mmc-host/mt6573_sdc.c

        下面就整个驱动的流程过一下：

         系统起来的时候执行 static int __init mt6573_sd_init(void) 在这个函数里最重要的是执行platform_driver_register(&mt6573_sd_driver)，即注册到内核的虚拟总线上，注册的原则是把驱动mt6573_sd_driver各参数进行初始化。

          下面进入变量mt6573_sd_driver各成员的初始化。其中最重要的成员是mt6573_sd_probe的执行。当在虚拟platform总线上driver和device的名字"mt6573-sd"相匹配时即执行probe函数。

下面先看看文件mt6573_sdc.c中的static struct platform_device

mt6573_device_sd[] =
{
    {
        .name           = "mt6573-sd",
        .id             = 0,
        .num_resources  = ARRAY_SIZE(mt6573_resource_sd0),
        .resource       = mt6573_resource_sd0,
        .dev = {
            .platform_data = &mt6573_sd0_hw,
        },
    },

     从这个结构体可以得出platform_device和platform_driver的name是相同的，所以会遍历到执行probe函数，这个结构体中有个重要的参数mt6573_sd0_hw，这个成员即是SD卡的初始状态值：

struct mt6573_sd_host_hw mt6573_sd0_hw = {
    .clk_src        = MSDC_CLKSRC_98MHZ,
    .cmd_edge       = EDGE_RISING,
    .data_edge      = EDGE_RISING,
    .cmd_odc        = MSDC_ODC_8MA,
    .data_odc       = MSDC_ODC_8MA,
    .cmd_slew_rate  = MSDC_ODC_SLEW_SLOW,
    .data_slew_rate = MSDC_ODC_SLEW_SLOW,
    .cmd_pull_res   = MSDC_PULL_RES_23K,
    .dat_pull_res   = MSDC_PULL_RES_23K,
    .clk_pull_res   = MSDC_PULL_RES_23K,
    .rst_wp_pull_res= MSDC_PULL_RES_23K,
    .data_pins      = 4,
    .data_offset    = 0,
    .flags          = MSDC_SYS_SUSPEND | MSDC_HIGHSPEED | MSDC_CD_PIN_EN,
};

这个相当于SD卡的私有数据。

来分析下mt6573_sd_probe(struct platform_device *pdev)

hw   = (struct mt6573_sd_host_hw*)pdev->dev.platform_data; //这个函数相当于hw =mt6573_sd0_hw 红色字体的变量是等价的

    reg  = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);       //申请驱动的内存
    dma  = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_DMA, 0);     //申请驱动的DMA空间
    irq  = platform_get_irq(pdev, 0);                        //中断申请
    cirq = platform_get_irq(pdev, 1);                     //插卡外部中断申请
    mmc->ops        = &mt6573_sd_ops;   //SD卡的处理函数，这个也是重点，等下再进入分析

    mmc->f_min      = HOST_MIN_SCLK;
    mmc->f_max      = HOST_MAX_SCLK;                 //SD卡的工作时钟

    ................
    tasklet_init(&host->card_tasklet, mt6573_sd_tasklet_card, (ulong)host);
    tasklet_init(&host->fifo_tasklet, mt6573_sd_tasklet_fifo, (ulong)host);
    tasklet_init(&host->dma_tasklet, mt6573_sd_tasklet_dma, (ulong)host);

    这三个函数是中断处理下半部分别是处理识别卡/卡传输数据的buffer/卡传输数据的DMA通道。
    mt6573_sd_init_hw(host, dma);                                                        //具体SD卡的硬件寄存器参数的设置

        if (hw->flags & MSDC_CD_PIN_EN) {
        if (hw->request_cd_eirq) {                    
            hw->request_cd_eirq(mt6573_sd_cd_eirq, (void*)host);
        } else {
            mt65xx_irq_set_sens(cirq, MT65xx_EDGE_SENSITIVE);
            ret = request_irq((unsigned int)cirq, (irq_handler_t)mt6573_sd_cd_irq, 0, DRV_NAME, host);
            if (ret)
                goto free_irq;
        }
    }

这一段是热插拔识别SD卡的重要函数，做热插拔这里必须实现。   

platform_set_drvdata(pdev, mmc);                      //把mmc的数据挂到pdev私有数据下

    ret = mmc_add_host(mmc);                                  //把mmc加载到主控制器队列里面去

    ret = misc_register(&msdc_em_dev[host->id]);    //建立SD卡的另外ops的设置，等下也做分析

    static struct miscdevice msdc_em_dev[] = {
    {
        .minor    = MISC_DYNAMIC_MINOR,
        .name    = "mt6573-sd0",
        .fops    = &msdc_em_fops,
    },

    从中可以看出主要是为了处理msdc_em_fops，点进去，

    static struct file_operations msdc_em_fops = {
    .owner        = THIS_MODULE,
    .unlocked_ioctl    = mt6573_sd_ioctl,
    .open        = mt6573_sd_open,
    };

即分别实现了ioctl 和 open。

    刚说要分析mt6573_sd_ops,点进去看，

     static struct mmc_host_ops mt6573_sd_ops = {
    .request         = mt6573_sd_request,                                     //SD卡实现通信的请求，这个函数很重要，等下再分析
    .set_ios         = mt6573_sd_set_ios,                                      //SD卡的时钟，电压，数据通道等设置   
    .get_ro          = mt6573_sd_card_readonly,                         //实现SD卡的只读形式
    .get_cd          = mt6573_sd_card_inserted,                         //实现SD卡插入函数
    .enable_sdio_irq = mt6573_sd_enable_sdio_irq,            //SD卡中断的使能
};

    即分别实现了上述各函数。

重点来看看函数：

static void mt6573_sd_request(struct mmc_host *mmc, struct mmc_request *mrq)
{

     struct mt6573_sd_host *host = mmc_priv(mmc);            //host为mmc的私有值


      if (!is_card_present(host) || host->power_mode == MMC_POWER_OFF) {
     ..........
    }                                    //判断又没SD卡插入以及SD电源开了没

    if ((host->id ==0) || (host->id == 1)) {
        MSG(OPS, "Enable SD host/card working ability!\n");
        clr_device_working_ability(clock_id[host->id], SLOW_IDLE_STATE);
        clr_device_working_ability(clock_id[host->id], DEEP_IDLE_STATE);
    }                                    //设置host时钟，card的时钟保持工作状态

       msdc_set_bksz(data->blksz);         //设置SD卡的block数据大小
       msdc_clr_fifo();           //传输之前先清空fifo缓冲区的数据

      if (dma) {                //判断用DMA方式还是FIFO方式来传输数据
            msdc_dma_on();
            msdc_fifo_irq_off();
        } else {
            msdc_dma_off();
            msdc_fifo_irq_on();

         }

        if (mt6573_sd_send_command(host, cmd, polling, CMD_TIMEOUT) != 0)

         这个函数是向SD卡发送指令，进入这个函数是一系列SD卡的指令分类处理，具体参照SD的手册看这部分代码，我个人就没怎么仔细研究啦。

         if (cmd->opcode == SD_IO_RW_EXTENDED) {
            if (cmd->arg & 0x08000000) {
                /* SDIO workaround for CMD53 multiple block transfer */
                if (data->blocks > 1) {
                    struct mmc_command abort;
                    memset(&abort, 0, sizeof(struct mmc_command));
                    abort.opcode = SD_IO_RW_DIRECT;
                    abort.arg    = 0x80000000;            /* write */
                    abort.arg   |= 0 << 28;               /* function 0 */
                    abort.arg   |= SDIO_CCCR_ABORT << 9;  /* address */
                    abort.arg   |= 0;                     /* abort function 0 */
                    abort.flags  = (unsigned int)-1;
                    (void)mt6573_sd_send_command(host, &abort, 1, CMD_TIMEOUT);
                }
            } else {
                /* SDIO workaround for CMD53 multiple byte transfer, which
                 * is not 4 byte-alignment
                 */
                if (data->blksz % 4) {
                    /* The delay is required and tunable. The delay time must
                     * be not too small. Currently, it is tuned to 25us.(CHECKME)
                     */
                    udelay(25);
                    msdc_reset();
                }
            }

           这一段主要是读写的函数了，是否工作在cmd53模式下。

            这样整个request函数分析完了，整体感觉就是先设置SD参数，然后向SD发指令，等待SD应答。应答后以何种方式来传送数据，数据是怎样传送滴。等等。

下面分享一篇关于SD卡驱动的文章，这文章还是非常的不错！

http://www.linuxidc.com/Linux/2011-02/32646.htm