2021年10月25日 | S3C2440上MMC/SD卡驱动分析（二）

下面的文章主要是转载的，先记录下自己的经验。

MMC/SD驱动有两种模式：FIFO和DMA。在代码中两种方式都予以了实现，在make menuconfig时候，可以选择是使用fifo方式还是DMA方式。其中FIFO方式就是 向FIFO寄存器写入和读取。FIFO模式刚开始不太明白，FIFO就是起到缓存的作用，可以提高响应速度。具体在代码的操作中，写入时就是将要发送的数据用while循环依次写入FIFO寄存器的地址（只是一个寄存器），硬件上的实现使得我们虽然写入时都是写入了FIFO寄存器（它是FIFO的起始），但是多个数据在FIFO中依次排列的，这里应该用到了移位器和锁存器。 读取时也是相同的，只读FIFO寄存器，就可以将FIFO中的寄存器都读出来。

另外，FIFO是配合中断来使用的，中断可以进行配置，当FIFO empty、half full、full的时候都可以产生中断。在有些硬件上面，可以直接设置FIFO的trigger level，就是指收到多少字节之后产生中断。

此外，MMC对应的FIFO是64bytes的。接收和发送各有一个FIFO，可以分开配置。另外，串口也有FIFO。

最后，代码中实现了的DMA方式不能正常工作，目前我还不知道怎么修改。DMA 发送发送data时候，会打印错误：buffer load timeout

一、开发环境

主  机：VMWare--Fedora 9

开发板：Mini2440--64MB Nand, Kernel:2.6.30.4

编译器：arm-linux-gcc-4.3.2

上接：S3C2440上MMC/SD卡驱动实例开发讲解(一)

6. s3cmci_ops SDI主机控制器操作接口函数功能分析：

static struct mmc_host_ops s3cmci_ops = 

{

    .request = s3cmci_request,//实现host的请求处理(即：命令和数据的发送和接收)

    .set_ios = s3cmci_set_ios,//通过核心层传递过来的ios，配置host寄存器(使能时钟、总线带宽等)

    .get_ro  = s3cmci_get_ro,//通过读取GPIO端口来判断卡是否写有保护

    .get_cd  = s3cmci_card_present,//通过读取GPIO端口来判断卡是否存在

};

mmc_host_ops结构体定义了对host主机进行操作的各种方法，其定义在Core核心层的host.h中，也就是Core核心层对Host主机层提供的接口函数。这里各种方法的函数原型如下：

void  (*request)(struct mmc_host *host, struct mmc_request *req);

void  (*set_ios)(struct mmc_host *host, struct mmc_ios *ios);

int   (*get_ro)(struct mmc_host *host);

int   (*get_cd)(struct mmc_host *host);

从各函数原型上看，他们都将mmc_host结构体作为参数，所以我在刚开始的时候就说过mmc_host结构体是MMC/SD卡驱动中比较重要的数据结构。 可以这样说，他是Core层与Host层进行数据交换的载体。那么，这些接口函数何时会被调用呢？答案可以在Core层的core.c和sd.c中找到，我们可以看到如下部分代码：

static void mmc_start_request(struct mmc_host *host, struct mmc_request *mrq)

{

    ......

    host->ops->request(host, mrq);//导致s3cmci_request被调用

}

static inline void mmc_set_ios(struct mmc_host *host)

{

    ......

    host->ops->set_ios(host, ios);//导致s3cmci_set_ios被调用

}

void mmc_rescan(struct work_struct *work)

{

    ......//导致s3cmci_card_present被调用

    if (host->ops->get_cd && host->ops->get_cd(host) == 0)

            goto out;

    ......

}

static int mmc_sd_init_card(struct mmc_host *host, u32 ocr,

    struct mmc_card *oldcard)

{

    ......

    /* Check if read-only switch is active.*/

    if (!oldcard) 

    {   //导致s3cmci_get_ro被调用

        if (!host->ops->get_ro || host->ops->get_ro(host) < 0) 

        {

            printk(KERN_WARNING "%s: host does not "

                "support reading read-only "

                "switch. assuming write-enable.n",

                mmc_hostname(host));

        } 

        else 

        {

            if (host->ops->get_ro(host) > 0)

                mmc_card_set_readonly(card);

        }

    }

    ......

}

好了，我们开始分析每个接口函数的具体实现吧，从简单的开始吧。 判断卡是否存在，如下代码：

static int s3cmci_card_present(struct mmc_host *mmc)

{

    //从mmc_host的对象中获取出s3cmci_host结构体的数据，在s3cmci_probe函数中进行关联的

    struct s3cmci_host *host = mmc_priv(mmc);

    struct s3c24xx_mci_pdata *pdata = host->pdata;

    int ret;

    //判断有无设置卡检测引脚端口，引脚在s3cmci_probe函数中已设置

    if (pdata->gpio_detect == 0)

        return -ENOSYS;

    //从设置的卡检测引脚中读出当前的电平值，来判断卡是插入存在的还是被拔出不存在的

    ret = s3c2410_gpio_getpin(pdata->gpio_detect) ? 0 : 1;

    return ret ^ pdata->detect_invert;

}

获取卡是否写有保护，其实实现跟卡检查类似，代码如下：

static int s3cmci_get_ro(struct mmc_host *mmc)

{

    //从mmc_host的对象中获取出s3cmci_host结构体的数据，在s3cmci_probe函数中进行关联的

    struct s3cmci_host *host = mmc_priv(mmc);

    struct s3c24xx_mci_pdata *pdata = host->pdata;

    int ret;

    //判断有无设置卡写保护引脚端口，引脚在s3cmci_probe函数中已设置

    if (pdata->gpio_wprotect == 0)

        return 0;

    //从设置的卡写保护引脚中读出当前的电平值，来判断卡是否写有保护

    ret = s3c2410_gpio_getpin(pdata->gpio_wprotect);

    if (pdata->wprotect_invert)

        ret = !ret;

    return ret;

}

配置host寄存器的时钟和总线宽度，代码如下：

static void s3cmci_set_ios(struct mmc_host *mmc, struct mmc_ios *ios)

{

    //从mmc_host的对象中获取出s3cmci_host结构体的数据，在s3cmci_probe函数中进行关联的

    struct s3cmci_host *host = mmc_priv(mmc);

    u32 mci_con;

    //读取SDI控制寄存器的值

    mci_con = readl(host->base + S3C2410_SDICON);

    //ios结构体参数从Core层传递过来，根据不同的电源状态来配置SDI各寄存器

    switch (ios->power_mode) 

    {

        case MMC_POWER_ON:

        case MMC_POWER_UP:

            //根据开发板引脚连接情况配置SDI控制器的各信号线，包括：时钟线、命令线和四条数据线

            s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE5, S3C2410_GPE5_SDCLK);

            s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE6, S3C2410_GPE6_SDCMD);

            s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE7, S3C2410_GPE7_SDDAT0);

            s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE8, S3C2410_GPE8_SDDAT1);

            s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE9, S3C2410_GPE9_SDDAT2);

            s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE10, S3C2410_GPE10_SDDAT3);

            if (host->pdata->set_power)

                host->pdata->set_power(ios->power_mode, ios->vdd);

            break;

        case MMC_POWER_OFF:

        default:

            //如果电源状态为关闭或者默认情况下，关闭SDI的时钟信号

            s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPE5, 0);

            s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE5, S3C2410_GPE5_OUTP);

            //根据数据手册的SDICON寄存器位的介绍，此处是将整个sdmmc时钟复位

            mci_con |= S3C2440_SDICON_SDRESET;

            if (host->pdata->set_power)

                host->pdata->set_power(ios->power_mode, ios->vdd);

            break;

    }

    //设置SDI波特率预定标器寄存器以确定时钟，看其定义部分

    s3cmci_set_clk(host, ios);

    //根据SDI当前的时钟频率来设置寄存器的使能时钟位

    if (ios->clock)

        mci_con |= S3C2410_SDICON_CLOCKTYPE;

    else

        mci_con &= ~S3C2410_SDICON_CLOCKTYPE;

    //将计算好的值写回SDI控制寄存器

    writel(mci_con, host->base + S3C2410_SDICON);

    //下面只是一些调试信息，可以不要

    if ((ios->power_mode == MMC_POWER_ON) || (ios->power_mode == MMC_POWER_UP)) 

    {

        dbg(host, dbg_conf, "running at %lukHz (requested: %ukHz).n",

            host->real_rate/1000, ios->clock/1000);

    } 

    else 

    {

        dbg(host, dbg_conf, "powered down.n");

    }

    //设置总线宽度

    host->bus_width = ios->bus_width;

}

//设置SDI波特率预定标器寄存器以确定时钟

static void s3cmci_set_clk(struct s3cmci_host *host, struct mmc_ios *ios)

{

    u32 mci_psc;

    //根据SDI工作时钟频率范围来确定时钟预分频器值

    for (mci_psc = 0; mci_psc < 255; mci_psc++) 

    {

        host->real_rate = host->clk_rate / (host->clk_div*(mci_psc+1));

        if (host->real_rate <= ios->clock)

            break;

    }

    //根据数据手册描述，SDI波特率预定标器寄存器只有8个位，所以最大值为255

    if (mci_psc > 255)

        mci_psc = 255;

    host->prescaler = mci_psc;//确定的预分频器值

    //将预分频器值写于SDI波特率预定标器寄存器中

    writel(host->prescaler, host->base + S3C2410_SDIPRE);

    if (ios->clock == 0)

        host->real_rate = 0;

}

MMC/SD请求处理，这是Host驱动中比较重要的一部分。请求处理的整个流程请参考(一)中的流程图，他很好的描述了一个请求是怎样从Host层发出，通过Core层提交到Card层被块设备处理的。下面看代码：

static void s3cmci_request(struct mmc_host *mmc, struct mmc_request *mrq)

{

    //从mmc_host的对象中获取出s3cmci_host结构体的数据，在s3cmci_probe函数中进行关联的

    struct s3cmci_host *host = mmc_priv(mmc);

    //s3cmci_host结构体定义的status主要是记录请求过程所处的阶段及状态，方便调试时使用

    host->status = "mmc request";

    //请求处理主要包括MMC/SD命令和数据处理，所以定义cmd_is_stop来区分是哪种请求

    host->cmd_is_stop = 0;

    //将Core层的mmc_request对象保存到Host层中以备使用

    host->mrq = mrq;

    //在开始发出一个请求前先要检测一下卡是否还存在，否则提交到了块设备层而没有请求处理的对象发生错误

    if (s3cmci_card_present(mmc) == 0) 

    {

        dbg(host, dbg_err, "%s: no medium presentn", __func__);

        host->mrq->cmd->error = -ENOMEDIUM;

        mmc_request_done(mmc, mrq);//如果卡不存在则马上结束这次请求

    } 

    else

    {

        s3cmci_send_request(mmc);//如果卡还存在则发出请求

    }

}

//发送请求

static void s3cmci_send_request(struct mmc_host *mmc)

{

    //从mmc_host的对象中获取出s3cmci_host结构体的数据，在s3cmci_probe函数中进行关联的

    struct s3cmci_host *host = mmc_priv(mmc);

    //取出在s3cmci_request函数中保存的mmc_request对象以使用

    struct mmc_request *mrq = host->mrq;