嵌入式Linux之我行——S3C2440上MMC/SD卡驱动实例开发讲解(二)

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嵌入式Linux之我行——S3C2440上MMC/SD卡驱动实例开发讲解(二)

2019-07-12 14:12发布生成海报

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嵌入式Linux之我行——S3C2440上MMC/SD卡驱动实例开发讲解(二) 嵌入式Linux之我行，主要讲述和总结了本人在学习嵌入式linux中的每个步骤。一为总结经验，二希望能给想入门嵌入式Linux的朋友提供方便。如有错误之处，谢请指正。

共享资源，欢迎转载：http://hbhuanggang.cublog.cn

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.
",
                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).
",
            host->real_rate/1000, ios->clock/1000);
    } 
    else 
    {
        dbg(host, dbg_conf, "powered down.
");
    }

    //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 present
", __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;
    //在s3cmci_request函数中设置的cmd_is_stop初始值为0，表示当前是命令请求
    struct mmc_command *cmd = host->cmd_is_stop ? mrq->stop : mrq->cmd;

    //清空SDI命令状态寄存器、数据状态寄存器和FIFO状态寄存器
    writel(0xFFFFFFFF, host->base + S3C2410_SDICMDSTAT);
    writel(0xFFFFFFFF, host->base + S3C2410_SDIDSTA);
    writel(0xFFFFFFFF, host->base + S3C2410_SDIFSTA);

    //如果当前这次的请求是数据请求
    if (cmd->data) 
    {
        //进入数据请求处理设置，主要是数据控制寄存器的配置
        int res = s3cmci_setup_data(host, cmd->data);

        if (res) 
        {
            //如果在数据请求设置中出现异常，则马上结束这次请求
            dbg(host, dbg_err, "setup data error %d
", res);
            cmd->error = res;
            cmd->data->error = res;

            mmc_request_done(mmc, mrq);
            return;
        }

        //判断数据处理的方式是DAM还是FIFO，在s3cmci_probe函数中初始的是0，所以没有使用DMA的方式
        if (host->dodma)
            res = s3cmci_prepare_dma(host, cmd->data);
        else
            res = s3cmci_prepare_pio(host, cmd->data);

        if (res) 
        {
            //如果请求处理数据失败则也要马上结束这次请求
            dbg(host, dbg_err, "data prepare error %d
", res);
            cmd->error = res;
            cmd->data->error = res;

            mmc_request_done(mmc, mrq);
            return;
        }
    }

    //否则这次请求是命令请求
    s3cmci_send_command(host, cmd);

    //还记得在s3cmci_probe中SDI未准备好是屏蔽了SD中断，所以这里就使能中断
    enable_irq(host->irq);
}

//数据请求处理设置，主要是数据控制寄存器的配置
static int s3cmci_setup_data(struct s3cmci_host *host, struct mmc_data *data)
{
    u32 dcon, imsk, stoptries = 3;

    /*如果不是数据处理请求则清零SDI数据控制寄存器*/
    if (!data) 
    {
        writel(0, host->base + S3C2410_SDIDCON);
        return 0;
    }

    //根据SDI模块大小寄存器描述，如果在多模块下BlkSize必须分配字大小即：BlkSize[1:0]=00
    //所以这里与上3(即：二进制的11)来判断的是单模块
    if ((data->blksz & 3) != 0) 
    {
        //如果在单模块处理的情况下，模块数大于1了，就出现异常
        if (data->blocks > 1) 
        {
            pr_warning("%s: can't do non-word sized block transfers (blksz %d)
", __func__, data->blksz);
            return -EINVAL;
        }
    }

    //循环判断数据是否正在传输中(发送或者接收)
    while (readl(host->base + S3C2410_SDIDSTA) & (S3C2410_SDIDSTA_TXDATAON | S3C2410_SDIDSTA_RXDATAON)) 
    {
        dbg(host, dbg_err, "mci_setup_data() transfer stillin progress.
");

        //如果正在传输中则立刻停止传输
        writel(S3C2410_SDIDCON_STOP, host->base + S3C2410_SDIDCON);
        //接着立刻复位整个MMC/SD时钟
        s3cmci_reset(host);

        //这里应该是起到一个延迟的效果。因为硬件停止传输到复位MMC/SD需要一点时间，而循环判断非常快。
        //如果在这个时间内硬件还处在数据传输中而没有复位好，则异常
        if ((stoptries--) == 0) 
        {
            return -EINVAL;
        }
    }

    dcon = data->blocks & S3C2410_SDIDCON_BLKNUM_MASK;

    //如果使用DMA传输，则使能SDI数据控制寄存器的DMA
    if (host->dodma)
        dcon |= S3C2410_SDIDCON_DMAEN;

    //如果设置总线宽度为4线，则使能SDI数据控制寄存器的总线宽度模式为宽总线模式(即：4线模式)
    if (host->bus_width == MMC_BUS_WIDTH_4)
        dcon |= S3C2410_SDIDCON_WIDEBUS;

    //配置SDI数据控制寄存器的数据传输模式为模块数据传输
    if (!(data->flags & MMC_DATA_STREAM))
        dcon |= S3C2410_SDIDCON_BLOCKMODE;

    if (data->flags & MMC_DATA_WRITE) 
    {
        //数据发送命令响应收到后开始数据传输
        dcon |= S3C2410_SDIDCON_TXAFTERRESP;
        //数据发送模式
        dcon |= S3C2410_SDIDCON_XFER_TXSTART;
    }

    if (data->flags & MMC_DATA_READ) 
    {
        //数据发送命令响应收到后开始数据接收
        dcon |= S3C2410_SDIDCON_RXAFTERCMD;
        //数据接收模式
        dcon |= S3C2410_SDIDCON_XFER_RXSTART;


                         
                         
     
  
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