Linux SD/MMC/SDIO驅動分析

1、SD/MMC/SDIO概念區分

SD（SecureDigital）與 MMC（MultimediaCard）

SD 是一種 flash memory card 的標準，也就是通常常見的 SD 記憶卡，而 MMC 則是較早的一種記憶卡標準，目前已經被 SD 標準所取代。在維基百科上有至關詳細的 SD/MMC 規格說明：[http://zh.wikipedia.org/wiki/Secure_Digital]。

SDIO（SecureDigital I/O）

SDIO 是目前咱們比較關心的技術，SDIO 故名思義，就是 SD 的 I/O 接口（interface）的意思，不過這樣解釋可能還有點抽像。更具體的說明，SD 原本是記憶卡的標準，可是如今也能夠把 SD 拿來插上一些外圍接口使用，這樣的技術即是 SDIO。

因此 SDIO 自己是一種至關單純的技術，透過 SD 的 I/O 接腳來鏈接外部外圍，而且透過 SD 上的 I/O 數據接位與這些外圍傳輸數據，並且 SD 協會會員也推出很完整的 SDIO stack 驅動程序，使得 SDIO 外圍（咱們稱爲 SDIO 卡）的開發與應用變得至關熱門。

如今已經有很是多的手機或是手持裝置都支持 SDIO 的功能（SD 標準本來就是針對 mobile device 而制定），並且許多 SDIO 外圍也都被開發出來，讓手機外接外圍更加容易，而且開發上更有彈性（不須要內建外圍）。目前常見的 SDIO 外圍（SDIO 卡）有：

　　· Wi-Fi card（無線網絡卡） 

　　· CMOS sensor card（照相模塊） 

　　· GPS card 

　　· GSM/GPRS modem card 

　　· Bluetooth card 

　　·  Radio/TV card（很好玩）

SDIO 的應用將是將來嵌入式系統最重要的接口技術之一，而且也會取代目前 GPIO 式的 SPI 接口。

SD/SDIO 的傳輸模式

SD 傳輸模式有如下 3 種：

　　· SPI mode（required） 

　　· 1-bit mode 

　　·  4-bit mode

SDIO 一樣也支持以上 3 種傳輸模式。依據 SD 標準，全部的 SD（記憶卡）與 SDIO（外圍）都必須支持 SPI mode，所以 SPI mode 是「required」。此外，早期的 MMC 卡（使用 SPI 傳輸）也能接到 SD 插糟（SD slot），而且使用 SPI mode 或 1-bit mode 來讀取。

Secure digital I/Ocard，pin out

SD 的 MMCMode

SD 也能讀取 MMC 內存，雖然 MMC 標準上提到，MMC 內存不見得要支持 SPI mode（可是必定要支持 1-bit mode），可是市面上能看到的 MMC 卡其實都有支持 SPI mode。所以，咱們能夠把 SD 設定成 SPI mode 的傳輸方式來讀取 MMC 記憶卡。

SD 的 MMC Mode 就是用來讀取 MMC 卡的一種傳輸模式。不過，SD 的 MMC Mode 雖然也是使用 SPI mode，但其物理特性還是有差別的：

　　· MMC 的 SPI mode 最大傳輸速率爲 20 Mbit/s； 

　　· SD 的 SPI mode 最大傳輸速率爲 25 Mbit/s。

爲避免混淆，有時也用 SPI/MMC mode 與 SPI/SD mode 的寫法來作清楚區別

參考網站：https://www.sdcard.org/developers/overview/capacity/

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

 

2、MMC子系統介紹

MMC代碼分佈

MMC子系統代碼主要在drivers/mmc目錄下，共有三個目錄：

         Card：存放閃存卡(塊設備)的相關驅動，如MMC/SD卡設備驅動，SDIOUART；

         Host：針對不一樣主機端的SDHC、MMC控制器的驅動，這部分須要由驅動工程師來完成；

         Core：整個MMC的核心層，這部分完成不一樣協議和規範的實現，爲host層和設備驅動層提供接口函數。

MMC子系統框架

 

Linux MMC子系統主要分紅三個部分：

　　MMC核心層：完成不一樣協議和規範的實現，爲host層和設備驅動層提供接口函數。MMC核心層由三個部分組成：MMC，SD和SDIO，分別爲三類設備驅動提供接口函數；

　　Host 驅動層：針對不一樣主機端的SDHC、MMC控制器的驅動；

　　Client 驅動層：針對不一樣客戶端的設備驅動程序。如SD卡、T-flash卡、SDIO接口的GPS和wi-fi等設備驅動。

 

3、SD 總線協議

SD總線通訊是基於指令和數據比特流，起始位開始和中止位結束。SD總線通訊有三個元素：

　　Command：由host發送到卡設備，使用CMD線發送；

　　Response：從card端發送到host端，做爲對前一個CMD的相應，經過CMD線發送；

　　Data：即能從host傳輸到card，也能從card傳輸到host，經過data線傳輸。

Commands

如下是四種用於控制卡設備的指令類型，每一個command都是固定的48位長度：

　　一、broadcast commands(bc)， no response：廣播類型的指令，不須要有響應;

　　二、broadcast commands with response(bcr)：廣播類型的指令且須要響應;

　　三、addressed(point-to-point) commands(ac)：由HOST發送到指定的卡設備，沒有數據的傳輸;

　　四、address(point-to-point) data transfercommands(adtc)：由HOST發送到指定的卡設備且伴隨有數據傳輸。

指令格式：

Card register

幾個主要的寄存器：OCR,CID,CSD,RCA和SCR。

　　Operation condition register(OCR)：32位的OCR包含卡設備支持的工做電壓表；

　　Card identification number register (CID)：包含用於在卡識別階段的卡信息，包括製造商ID，產品名等；

　　Card specific data register(CSD)：CSD寄存器提供瞭如何訪問卡設備的信息，包括定義了數據格式，錯誤校驗類型，最大訪問次數，數據傳輸率等；

　　Relative card address register(RCA)：存放在卡識別階段分配的相對卡地址，缺省相對卡地址爲0000h；

　　SD card configuration register(SCR)：SCR是一個配置寄存器，用於配置SD memory card的特殊功能。

Response

全部的response都經過CMD線發送到host端，R4和R5響應類型是SDIO中特有的：

　　一、R1(normal response command)：用來響應經常使用指令；

　　二、R2(CID,CSD register)：用來響應CMD2和CMD10或CMD9，並把CID或CSD寄存器做爲響應數據；

　　三、R3(OCR register):用來響應ACMD41指令，並把OCR寄存器做爲響應數據；

　　四、R6(published RCA response)：分配相對卡地址的響應；

　　五、R7(card interface condition)：響應CMD8，返回卡支持的電壓信息；

　　六、R4(CMD5)：響應CMD5，並把OCR寄存器做爲響應數據；

　　七、R5(CMD52)：CMD52是一個讀寫寄存器的指令，R5用於CMD52的響應；

Response 格式：

***詳情請參考spec***

 

 

4、SD初始化流程

 

當host上電後，使全部的卡設備處於卡識別模式，完成設置有效操做電壓範圍，卡識別和請求卡相對地址等操做。

　　一、發送指令CMD0使卡設備處於idle狀態；

　　二、發送指令CMD8，若是卡設備有response，說明此卡爲SD2.0以上；

　　三、發送指令CMD55+ACMD41，該指令是用來探測卡設備的工做電壓是否符合host端的要求；

在發送ACMD41這類指令以前須要先發送CMD55指令，在SDIO中ACMD41指令被CMD5替代。

　　四、發送指令CMD11轉換工做電壓到1.8V；

　　五、發送指令CMD2獲取CIA；

　　六、發送指令CMD3獲取RCA(relative card address)

SD初始化分析

系統上電時，SDI控制器會去掃描總線上的全部設備，而後對掛在總線上卡設備進行初始化。進行掃描和初始化工做都是由mmc_scan函數來完成，如下是Linux驅動中初始化流程圖(感謝同事Linkin的圖)。

SDIO、SD和MMC這三者的初始化流程稍有不一樣，是向下兼容的。

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

 

5、SD卡調試關鍵點：

　　1. 上電時要延時足夠長的時間給 SD 卡一個準備過程，在個人程序裏是 5 秒，根據不一樣的卡設置不一樣的延時時間。 SD 卡初始化第一步在發送 CMD 命令以前，在片選有效的狀況下首先要發送至少 74 個時鐘，不然將有可能出現 SD 卡不能初始化的問題。

　　2. SD 卡發送復位命令 CMD0 後，要發送版本查詢命令 CMD8 ，返回狀態通常分兩種，若返回 0x01 表示此 SD 卡接受 CMD8, 也就是說此 SD 卡支持版本 2 ；若返回 0x05 則表示此 SD 卡支持版本 1 。由於不一樣版本的 SD 卡操做要求有不同的地方，因此務必查詢 SD 卡的版本號，不然也會出現 SD 卡沒法正常工做的問題。

　　3. 理論上要求發送 CMD58 得到 SD 卡電壓參數，但實際過程當中因爲事先都知道了 SD 卡的工做電壓，所以可省略這一步簡化程序。協議書上也建議儘可能不要用這個命令。

　　4. SD 卡讀寫超時時間要按照協議說明書書上的給定值 ( 讀超時： 100ms ；寫超時： 250ms) ，這個值要在程序中準確計算出來，不然將會出現不能正常讀寫數據的問題。我本身定義了一個計算公式：超時時間 =( 8/clk )*arg 。

　　5. 2GB 之內的 SD 卡 ( 標準卡 ) 和 2GB 以上的 SD 卡 ( 大容量卡 ) 在地址訪問形式上不一樣，這一點尤爲要注意，不然將會出現沒法讀寫數據的問題。如標準卡在讀寫操做時，對讀或寫命令令牌當中的地址域符初值 0x10 ，表示對第 16 個字節之後的地址單元進行操做 ( 前提是此 SD 卡支持偏移讀寫操做 ) ，而對大容量卡讀或寫命令令牌當中的地址域符初值 0x10 時，則表示對第 16 塊進行讀寫操做，並且大容量卡只支持塊讀寫操做，塊大小固定爲 512 字節，對其進行字節操做將會出錯。

　　6. 對某一塊要進行寫操做時最好先執行擦出命令，這樣寫入的速度就能大大提升。進行擦除操做時無論是標準卡仍是大容量卡都按塊操做執行，也就是一次擦除至少 512 字節。

　　7. 對標準卡進行字節操做時，起始和終止必須在一個物理扇區內，不然將不能進行讀寫操做。實際操做過程當中建議用塊操做以提升效率。無論是標準卡仍是大容量卡一個讀寫命令只能對一個塊進行操做，不容許跨物理層地址操做。

　　8. 在寫數據塊前要先寫入若干個 dummy data 字節，寫完一個塊數據時，主機要監測 MISO 數據線，若是從機處於忙狀態這根數據線會保持低電平，這樣主機就能夠根據這根數據線的狀態以決定是否發送下一個命令，在從機沒有釋放 MISO 數據線以前，主機絕對不能執行其餘命令，不然將會致使寫入的數據出錯，並且從機也不會響應主機的命令。

　　9. 在 SPI 模式下， CRC 校驗是被忽略的，但依然要求主從機發送 CRC 碼，只是數值能夠是任意值，通常主機的 CRC 碼一般設爲 0x00 或 0xFF 。

　　讀多塊操做和寫多塊操做的傳輸中止形式不同，讀多塊操做時用用命令 CMD12 終止傳輸，而寫多塊操做時用 Stop Tran Token( 中止傳輸令牌，值爲 0xFD) 終止傳輸。

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一、初始化步驟：
　　（1） 延時至少 74clock，等待SD卡內部操做完成，在MMC協議中有明確說明。
　　（2） CS低電平選中SD卡。
　　（3） 發送 CMD0 ，須要返回 0x01 ，進入 Idle 狀態
　　（4） 爲了區別SD卡是2.0仍是1.0，或是MMC卡，這裏根據協議向上兼容的原理，首先發送只有SD2.0纔有的命令CMD8，若是CMD8返回無錯誤，則初步判斷爲2.0卡，進一步發送命令循環發送 CMD55+ACMD41 ，直到返回 0x00 ，肯定SD2.0卡初始化成功，進入Ready 狀態，再發送CMD58命令來判斷是HCSD仍是SCSD，到此SD2.0卡初始化成功 。若是CMD8返回錯誤則進一步判斷爲1.0卡仍是MMC卡，循環發送CMD55+ACMD41 ，返回無錯誤，則爲SD1.0卡，到此SD1.0卡初始成功，若是在必定的循環次數下，返回爲錯誤，則進一步發送CMD1進行初始化，若是返回無錯誤，則肯定爲MMC卡，若是在必定的次數下，返回爲錯誤，則不能識別該卡，初始結束。
　　（5）CS拉高。
二、讀步驟：
　　（1） 發送 CMD17 （單塊）或 CMD18 （多塊）讀命令，返回 0x00
　　（2） 接收數據開始令牌 0xfe （或 0xfc ） + 正式數據 512Bytes + CRC 校驗 2Bytes, 默認正式傳輸的數據長度是 512Bytes ，可用 CMD16 設置塊長度。
三、 寫步驟：
　　（1） 發送 CMD24 （單塊）或 CMD25 （多塊）寫命令，返回 0x00
　　（2） 發送數據開始令牌 0xfe （或 0xfc ） + 正式數據 512Bytes + CRC 校驗 2Bytes
四、 擦除步驟：
　　（1） 發送 CMD32 ，跟一個參數來指定首個要擦除的起始地址（ SD 手冊上說是塊號）
　　（2） 發送 CMD33, ，指定最後的地址
　　（3） 發送 CMD38 ，擦除指定區間的內容
　　此 3 步順序不能顛倒。

 

6、SD卡的命令格式及解析

1.SD卡命令組成

SD卡的指令由6字節(Byte)組成，以下：

　　Byte1：0 1 x x x x x x(命令號，由指令標誌定義，如CMD39爲100111即16進制0x27，那麼完整的CMD39第一字節爲01100111，即0x27+0x40)

　　Byte2-5:Command Arguments,命令參數，有些命令沒有參數

　　Byte6:前7位爲CRC(Cyclic Redundacy Check，循環冗餘校驗)校驗位，最後一位爲中止位0

2.SD卡的命令

SD卡命令共分爲12類，分別爲class0到class11，不一樣的SDd卡，主控根據其功能，支持不一樣的命令集，以下:

　　Class0 :(卡的識別、初始化等基本命令集)

　　　　CMD0:復位SD 卡.

　　　　CMD1:讀OCR寄存器.

　　　　CMD9:讀CSD寄存器.

　　　　CMD10:讀CID寄存器.

　　　　CMD12:中止讀多塊時的數據傳輸

　　　　CMD13:讀 Card_Status 寄存器

　　Class2 (讀卡命令集):

　　　　CMD16:設置塊的長度

　　　　CMD17:讀單塊.

　　　　CMD18:讀多塊,直至主機發送CMD12爲止 .

　　Class4(寫卡命令集) :

　　　　CMD24:寫單塊.

　　　　CMD25:寫多塊.

　　　　CMD27:寫CSD寄存器 .

　　Class5 (擦除卡命令集):

　　　　CMD32:設置擦除塊的起始地址.

　　　　CMD33:設置擦除塊的終止地址.

　　　　CMD38: 擦除所選擇的塊.

　　Class6(寫保護命令集):

　　　　CMD28:設置寫保護塊的地址.

　　　　CMD29:擦除寫保護塊的地址.

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

　　class7：卡的鎖定，解鎖功能命令集

　　class8：申請特定命令集 。

　　class10 －11 ：保留

3.有關sd卡驅動和fat fs的實現用了3個文件來實現。

sdboot.c爲sd的驅動（可理解爲pdd）層，主要實現一些對sd控制器的配置以及一些基本sd命令的實現和對sd 卡的操做。

sdmmc.c實現了從sd卡讀取nk並跳到內存去運行的代碼（基本能夠理解爲sd驅動的mdd層）。

sdfat.c文件就是實現fat fs的。mdd層經過fatfs來對pdd層操做以實現讀取文件。

在整個過程當中遇到了不少問題，如今列舉以下：

　　1）sd卡初始化問題

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

    　　使能CLKCON中的SDI位。

    　　時鐘以及計算公式：SDIPRE   = PCLK/(CLK)-1;INICLK=300000；SDCLK=24000000； MMCCLK= 15000000

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

　　2）對sd卡操做問題

    　　SD卡包括：一個標識寄存器CID，一個相應地址寄存器RCA，一個其餘參數寄存器CSD。

   　　 對sd卡的操做是驅動經過sd controller來發相應的命令以達到讀寫等操做的：發送命令經過SDICmdCon[7：0]的除了開始2bit：CmdIndex放置要發送的命令號；SDICmdCon[8]開始發送命令來完成的。

    　　檢測卡的插入，直接用中斷引腳的電平來判斷。

    　　判斷插入的卡是不是sd卡，用命令cmd55和cmd41，由於mmc卡對cmd55不作迴應。

    　　命令9 就是獲取sd卡中csd寄存器的值的，該值包括不少sd卡的信息，其中就有sd卡的容量。這個值在sd卡接收到cmd9以後會以response的形式存放在sd控制器的SDI Response Register[0，1，2，3]中。在執行cmd9，cmd10等這樣的命令的時候，卡的狀態應該是不選中的，或直接在執行它們以前發送 cmd7（0）不選中卡，否則的話會timeout。

    　　用cmd17 來讀取單個block的數據，該命令要帶地址參數（該參數經過cmd3命令來獲取），而後根據SDIDSTA和SDIFSTA狀態值來從sd 控制器的SDIDAT寄存器中讀出要讀的數據。該命令與cmd9相反，在執行它以前要選中卡。讀完一個block以後要作一些善後工做，爲下次讀取作好準備，否則的話checkcmdend就要一直循環了。由於用的是每次都讀一個block，並地址要以block對齊，這樣就要考慮要讀取的地址是不是 block對齊的，長度是否夠一個block。

    　　SDIDCON這個數據控制寄存器也很重要，一些對數據的操做形式就是在這裏設置的。

　　3）fat文件系統問題

    　　根據MBR找到分區表，根據分區表找到該分區MBR[446B+4個分區表（每一個16B）+2B結束符）

    　　分區表中的第9-12字節爲該分區的啓始地址（單位沒sector），第13-16字節爲分區的長度（單位也是sector）

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

6、實例

1、概述

　　最近在研究WIFI驅動，驅動模塊爲broamd4330，基於SDIO接口，因此趁機研究了一下內核中對於SDIO設備的註冊。

　　（我使用的linux內核版本爲3.2.0    硬件爲samsung 4412）

　　在介紹內核以前，有必要先了解一下MMC  SD  SDIO三種卡，從發展歷程來看，是先有MMC卡，後來有SD卡，這兩種都是純粹的存儲卡，而SDIO是什麼呢，從字面意思理解，應該是SD+IO，也就是既有存儲功能，又有IO控制功能，不過也有純IO功能的SDIO設備（本人用到的WIFI模塊就是這種）。而且，這三種卡可使用同一個插槽，系統還能正確的識別！！，多是因爲歷史緣由，在開始有Linux的時候，還只存在mmc卡（不存在SD和SDIO卡），因此在linux系統裏面關於這三種卡的名稱通通用「mmc「來命名。

        下面來看一下CPU與WIFI模塊的物理鏈接圖

                           

      從圖上能夠看出，咱們的WIFI模塊接的是CPU上的mmc3，數據線，時鐘線以及命令線都一一對應。

　　固然在CPU一端，對於mmc3模塊，還有一個很重要的引腳--「xmmc3CDn」腳，CPU就是根據該引腳的電平高低來判斷mmc3模塊上是否有卡接入，若是電平爲低，表示有卡，若是爲高，表示無卡，筆者這裏將該引腳固定拉低。

　　同時在WIFI模塊一端，也有一個很重要的引腳--「WL_SDIO_SPI_HSCI_SEL」引腳   ，它是用來選擇模塊是工做在SD模式（低電平），仍是SPI模式（高電平），筆者這裏也將該引腳固定拉低。

　　好了，簡單的介紹了一些概念以及硬件後，仍是要回歸到程序上，從大的方面來說，MMC/SD/SDIO的驅動程序主要分爲兩大塊，主設備驅動和從設備驅動。對於上面的例子來講，CPU上的MMC3模塊就是主設備，而WIFI模塊就是從設備。該系列的博文就是分析MMC主設備在內核中的註冊，以及對於同一個mmc插槽，系統是如何區分出MMC SD 以及SDIO設備的。

 

2、host註冊過程

　　上面說到了MMC/SD/SDIO（如下簡稱MMC）的驅動從大的方面來講分爲主設備驅動和從設備驅動，那本文就來詳細的講述主設備驅動註冊的過程。

　　MMC主設備（也就是host）指的是集成於CPU內部的MMC controller，筆者用的是4412芯片，從datasheet能夠看出，裏面集成了四個MMC controller,分別是mmc0,mmc1,mmc2,mmc3。 而且從上一篇文章咱們知道，WIFI模塊是接在mmc3 這個host上面。

　　在linux系統中，將每一個host設備封裝成platform_device來逐一進行註冊。

　　對於筆者所使用的內核（3.2.0版本）來講，每個host設備所對應的platform_device文件位於目錄（$KERNEL_SOURCE）/arch/arm/plat-samsung下，分別爲dev-hsmmc.c，dev-hsmmc1.c，dev-hsmmc2.c，dev-hsmmc3.c，爲了與實際WIFI模塊對應，咱們重點進入dev-hsmmc3.c文件看一看：

 

　　從上圖能夠看出，該文件裏面定義了一個名爲s3c_device_hsmmc3的platform_device，可是定義好了的platform_device還須要有一個註冊的過程，該過程就發生在文件（$KERNEL_SOURCE）/arch/arm/mach-exynos/mach-$(BOARD).c中，其中有以下的一個函數調用：

                                           

      

　　它的行爲就是將數組skd4x12_devices裏面的每個platform_device項一一註冊進系統，而且這個數組裏面就包含了上面所定義的s3c_device_hsmmc3：

                                      

        

　　因此總結來講，系統化在初始化的時候，就已經將s3c_device_hsmmc3（也就是那個host  mmc3）註冊進了platform總線（其餘的mmc0,mmc1,mmc2都是一個道理）。

　　固然，對於熟悉platform機制的朋友來講，此時僅僅只是註冊了platform_device ，而對應的platform_driver尚未註冊。

　　下面就來講說這個platform_driver的註冊，它是在$(KERNEL_SOURCE)/drivers/mmc/host目錄下的sdhci-s3c.c文件中進行的，該文件中有以下的一個註冊函數調用：

     

　　其中的參數sdhci_s3c_driver就是上面所說的platform_driver，它也是定義在sdhci-s3c.c文件中，來看一下：

      

　　在對sdhci_s3c_driver進行註冊的過程當中，系統會根據sdhci_s3c_driver->driver.name成員變量（此處是「s3c-sdhci」）在platform_bus 總線上尋找同名字的platform_dvice（這個過程稱之爲「探測」），經過上面對s3c_device_hsmmc3的註冊分析，發現s3c_device_mmc3.name也恰好是「s3c-sdhci」,因此他倆恰好能夠配對，探測成功，同時當你們查閱s3c_device_hsmmc,s3c_device_hsmmc1以及s3c_device_hsmmc2的時候發現他們的name成員變量都是「s3c-sdhci」,，因此會有四次成功的探測，每一次探測成功，就會調用sdhci_s3c_driver.probe函數---sdhci_s3c_probe，這個函數相當重要，在整個驅動註冊過程當中起着核心做用。

　　

　　上面文章說到了探測函數sdhci_s3c_probe，如今就來仔細分析這個函數的做用：

      在分析代碼以前，先簡要的歸納一下這個函數的功能：

　　一、既然是講host的註冊，那麼首先必須構造出一個host，這個host就是經過sdhci_alloc_host函數來構造出來的，它是一個struct sdhci_host類型的結構體。同時，也經過mmc_alloc_host函數構造了一個struct mmc_host的結構體變量mmc。

　　二、初始化host的時鐘，設置host的gpio等等其餘一些「亂七八糟」的參數初始化（須要的時候再詳細分析）。

　　三、經過sdhci_add_host函數來註冊host。

　　下面重點來看sdhci_add_host函數

 

　　該函數主要是對mmc的註冊，一樣mmc也有不少的參數，先來看看他的操做函數集mmc->ops = &sdhci_ops

        

　　其中，request函數指針指向的函數用來處理host向從設備發送命令的請求，

              set_ios用來設置電源、時鐘等等之類（須要重點關注），

              get_ro用來判斷是否寫保護

 

    再來看該函數裏面的中斷註冊部分

            

　　咱們先看一下mmc_add_host這個函數，它的功能就是經過device_add函數將設備註冊進linux設備模型，最終的結果就是在sys/bus/platform/devices目錄下能見到s3c-sdhci.1,s3c-sdhci.2,s3c-sdhci.3設備節點。

　　中斷註冊函_irq的第一個參數中斷號就取自於s3c_device_hsmmc3.resource裏面的irq參數，sdhci_irq就是中斷服務程序，該中斷函數通常在插卡、拔卡或者從設備反饋給host信息時會被調用數request

 

         中斷服務程序

         

　　程序首先讀取寄存器NORINTSTSn的值，該寄存器中有兩個bit分別來表示卡的插入與拔出過程（注意，必須是動態變化過程，纔會讓相應的兩個bit置1）,那麼接下來的if語句就是從該寄存器的那兩個bit來判斷是否有卡的插入或拔出，並同時清除這兩個bit，準備下一次的檢測，緊接着就調用中斷的下半部分函數 sdhci_tasklet_card，其實這個函數也沒作什麼事情，就是判讀若是此時有卡的話就經過mmc_detect_chang函數調用mmc_rescan函數。從這個函數的名字均可以猜出個八九不離十，它的功能就是掃描所插入的卡。

 

    掃描卡的程序

      

　　這個函數咱們重點關注上述兩個地方，其實真正的掃描動做發生在函數mmc_rescan_try_freq函數裏面，該函數的第二個參數表示以什麼樣的頻率去進行掃描，那麼可選的頻率值在那個數組freqs裏面，通常當用某個頻率值掃描成功後，就直接退出了，不然，會如下一個更低的頻率值來掃描，筆者所使用的WIFI模塊就是以400KHz的頻率掃描成功的。

 

       掃描過程

      

　　該函數首先發送復位命令（不過該命令只有SDIO類型的卡纔可以識別），而後發送CMD0，讓設備進入IDLE模式，緊接着發送CMD8，獲取該卡所支持的電壓值，最後就是重點了（從1998-2003行），從所調用的各個函數名字能夠看出，它是在試探該卡是否爲SDIO? SD? MMC?

 

     那麼接下來的文章就是要分析上面的三個函數，看它是如何識別SDIO、SD、MMC的。

 

3、SDIO的識別和操做

　　從上面文章的最後，咱們知道host在掃描卡的過程當中，其識別的順序爲SDIO  SD MMC，而且從它的註釋能夠看出，這個順序是很重要的。那這篇文章，咱們就看看SDIO的識別過程，它對應的函數就是mmc_attach_sdio(host) (函數位於文件drivers/mmc/core/sdio.c)

　　這個函數大概來講作了以下的工做

　　　　一、向卡發送CMD5命令，該命令有兩個做用：

　　　　　　第一，經過判斷卡是否有反饋信息來判斷是否爲SDIO設備（只有SDIO設備纔對CMD5命令有反饋，其餘卡是沒有回饋的）；

　　　　　　第二，若是是SDIO設備，就會給host反饋電壓信息，就是說告訴host，本卡所能支持的電壓是多少多少。

　　　　二、host根據SDIO卡反饋回來的電壓要求，給其提供合適的電壓。

　　　　三、初始化該SDIO卡

　　　　四、註冊SDIO的各個功能模塊

　　　　五、註冊SDIO卡

　　對於以上功能的具體解釋，下面將結合程序娓娓道來

　　一、CMD5命令的發送

              

　　第789行的函數就是發送的CMD5命令，若是卡對該命令有回饋的話，err就是0，不然，err爲非0，直接退出了；而且須要重點說明的一點就是，該函數的最後一個參數ocr,它是存儲反饋命令的，SDIO設備對CMD5的反饋命令爲R4，下面來仔細分析一下這個R4，由於後面要用到這個R4命令。從SDIO spec文檔裏面，咱們能獲得R4命令的格式

            

　　從上圖能夠看出，該命令有48位，但咱們的ocr變量是32位的，那怎麼存儲呢？系統就去掉原命令的開頭8位以及結尾的8位，只保留中間的32爲，也就是截短後的命令格式是以下：

            

        

　　具體各位的描述以下：

　　　　C --   我還不知道

　　　　Number 0f IO functions   -- 每一個SDIO設備都有功能塊，這三位就記錄了該設備有多少個功能塊，最多7個

　　　　Memory Present – 指明該設備是純粹只有功能塊的設備，仍是同時包含了存儲空間，若是爲0就是前者，若是是1就是後者

　　　　Stuff Bits  -- 沒有實際用途通常爲0

　　　　I/O OCR – 該設備所能支持的電壓範圍（具體描述見sdio spec）

 

　　二、配置電壓

         

　　ocr就是咱們上面講的反饋命令R4（截短以後的32位），那麼ocr&0x7f的意義是什麼呢？從R4的格式就能夠看出來，其低24位就表明了所能支持的電壓範圍，咱們再來詳細的看一下這24位的OCR格式

                

　　如今應該能夠知道ocr&0x7f的意義了吧，就是擯棄那些保留的電壓範圍。

　　重點關注mmc_select_voltage

                  

　　第1080行的相與 過程就是判斷host實際所支持的電壓與card所須要的電壓是否匹配，若是匹配，那麼ocr的值就非0，不然就爲0

　　簡單介紹下第1082行的ffs函數，它的做用就是返回參數中第一個爲1的bit的位置（ffs(0)=0,ffs(1)=1,ffs(8)=4）,那麼該函數用在這裏的做用就是取出card須要的實際電壓是多少；

　　第1090行的mmc_set_ios函數裏面經過調用sdhci_set_power將host->ios.vdd所表明的電壓寫入寄存器PWRCONn中 完成那個對電壓的從新配置（想要了解更詳細的過程，請跟蹤源代碼）

 

　　三、初始化SDIO卡

               

　　第821行就是初始化SDIO卡的函數  這個函數很長，也很重要，這裏筆者就不列出其程序代碼了，只是列出其中最重要的幾條：

　　　　一、經過函數mmc_alloc_card分配一個mmc_card的變量card

　　　　二、經過讀取R4命令中的bit27（也就是Memory Present）來判斷此卡是純IO卡 ，仍是同時包含存儲功能。筆者使用的WIFI模塊爲純IO功能，因此card->type = MMC_TYPE_SDIO(這個很重要，之後會用到) （接下來重點分析MMC_TYPE_SDIO的狀況）

　　　　三、經過發送CMD3命令獲取設備的從地址（relative addr）,而且存放在變量card->rca中。筆者使用的WIFI模塊的card->rca = 1

　　　　四、經過發送CMD7，選中相應從地址的卡

　　　　五、經過調用函數mmc_set_clock設置卡工做的時鐘頻率

　　　　六、經過發送CMD52命令，設置4位數據傳輸模式

 

　　四、註冊SDIO功能模塊

             

　　847行的變量funcs存儲該SDIO卡所包含的IO功能塊的個數，851行到857行就是逐一初始化各個IO功能塊，下面來重點看一下該函數的內容:

              

　　第71行就是分配sdio_func結構體變量，該結構體存儲了功能塊的參數。

　　第75行就是給功能塊編號，編號是從1到7（由於一個SDIO設備最多隻有7個功能塊），存儲在變量func->num中

　　第78行就是讀取SDIO卡中的FBR寄存器中關於該卡的功能類型的數據，存儲在func->class變量中（具體關於FBR寄存器內容，能夠參考SDIO spec文檔）

　　第82行就是讀取SDIO卡中的CIS寄存器的內容

 

           

　　上面的程序就是將功能模塊逐個的註冊進設備模型，這裏想重點說明一下注冊的名稱（name），它是由三部分組成的，每部分之間用冒號隔開，（即 host的名稱：rca：功能塊編號)。

　　具體到筆者使用的WIFI模塊，由於其host名稱是mmc2  ,rca = 1,而且有兩個功能模塊(功能模塊編號分別是1和2)，因此在/sys/bus/sdio/devices目錄下能見到以下兩個設備名

　　　　mmc2:0001:1

　　　　mmc2:0001:2

 

　　五、註冊SDIO卡

       

　　上面的mmc_add_card函數就是註冊card了（這個card是在第3部分，初始化SDIO卡 裏面分配和定義的）

     

        

　　第259行就是給card命名，格式爲host名字：從地址,對於筆者的WIFI模塊 就是mmc2:0001

　　第261到273行就是根據card->type來分辨出card的類型，給賦予相應的字符串，筆者的WIFI模塊就是"SDIO"

　　第275行就是打印信息，具體不解釋 筆者的打印信息爲  mmc2:new high speed SDIO card at address 0001(一般能夠經過查看內核啓動信息中是否有該語句來判斷card是否被正確識別)

　　第283行 就是將card註冊進linux設備模型  註冊結果就是能夠在/sys/bus/mmc/devices目錄下見到card 的名字，筆者的就是mmc2:0001