linux sd卡驱动分析，基于mini2440，sdio mmc sd卡驱动编1

1. 硬件基础：

SD/MMC/SDIO 概念区分概要

SD （Secure Digital ）与 MMC （Multimedia Card ）

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。

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。

SD 的 MMC Mode

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。

2.MMC 子系统的基本框架结构：

很遗憾，内核没有为我们提供关于MMC 子系统的文档，在谷歌上搜索了很多，也没有找到相关文章。只能自己看代码分析了，可能有很多理解不对的地方，希望研究过这方面的朋友多邮件交流一下。

MMC 子系统的代码在kernel/driver/MMC 下，目前的MMC 子系统支持一些形式的记忆卡：SD,SDIO,MMC. 由于笔者对SDIO 的规范不是很清楚，后面的分析中不会涉及。MMC 子系统范围三个部分：

HOST 部分是针对不同主机的驱动程序，这一部是驱动程序工程师需要根据自己的特点平台来完成的。

CORE 部分: 这是整个MMC 的核心存，这部分完成了不同协议和规范的实现，并为HOST 层的驱动提供了接口函数。

CARD 部分：因为这些记忆卡都是块设备，当然需要提供块设备的驱动程序，这部分就是实现了将你的SD 卡如何实现为块设备的。

3.HOST 层分析：

HOST 层实现的就是我们针对特定主机的驱动程序，这里以mini2440 的s3cmci.c 为例子进行分析，我们先采用platform_driver_register(&s3cmci_2440_driver) 注册了一个平台设备，接下来重点关注probe 函数。在这个函数总，我们与CORE 的联系是通过下面三句实现的。首先分配一个mmc_host 结构体，注意sizeof(struct s3cmci_host) ，这样就能在mmc_host 中找到了s3cmci_host ，嵌入结构和被嵌入的结构体能够找到对方在Linux 内核代码中的常用技术了。接下来为mmc->pos 赋值， s3cmci_ops 结构实现了几个很重要的函数，待会我一一介绍。中间还对mmc 结构的很多成员进行了赋值，最后将mmc 结构加入到MMC 子系统，mmc_alloc_host ，以及mmc_add_host 的具体做了什么事情，我们在下节再分析，这三句是些MMC 层驱动必须包含的。

mmc = mmc_alloc_host(sizeof(struct s3cmci_host), &pdev->dev);

mmc->ops = &s3cmci_ops;

……………

s3cmci_ops 中包含了四个函数：

static struct mmc_host_ops s3cmci_ops = {

       .request  = s3cmci_request,

       .set_ios   = s3cmci_set_ios,

       .get_ro          = s3cmci_get_ro,

       .get_cd          = s3cmci_card_present,

};

我们从简单的开始分析 , 这些函数都会在 core 部分被调用：

s3cmci_get_ro: 这个函数通过从 GPIO 读取，来判断我们的卡是否是写保护的

s3cmci_card_present ： 这个函数通过从 GPIO 读取来判断卡是否存在

s3cmci_set_ios ： s3cmci_set_ios(struct mmc_host *mmc, struct mmc_ios *ios)

依据核心层传递过来的 ios ，来设置硬件 IO, 包括引脚配置，使能时钟，和配置总线带宽。

s3cmci_request ： 这个 函数是最主要，也最复杂的函数，实现了命令和数据的发送和接收，

当 CORE 部分需要发送命令或者传输数据时，都会调用这个函数，并传递 mrq 请求。

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

{

       struct s3cmci_host *host = mmc_priv(mmc);

       host->status = "mmc request";

       host->cmd_is_stop = 0;

       host->mrq = mrq;

 

       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，就终止请求

       } else

              s3cmci_send_request(mmc);

}

接下来看 s3cmci_send_request(mmc) ：

这个函数先判断一下请求时传输数据还是命令， 如果是数据的话：

先调用 s3cmci_setup_data 来对 S3C2410_SDIDCON 寄存器进行设置，然后设置 SDITIMER 寄存器这就设置好了总线宽度，是否使用 DMA, ，并启动了数据传输模式，并且使能了下面这些中断：

imsk = S3C2410_SDIIMSK_FIFOFAIL | S3C2410_SDIIMSK_DATACRC |

              S3C2410_SDIIMSK_DATATIMEOUT | S3C2410_SDIIMSK_DATAFINISH;

解析来判断是否是采用 DMA 进行数据传输还是采用 FIFO 进行数据传输

if (host->dodma)

/      because host->dodma           = 0,so we don't use it

                     res = s3cmci_prepare_dma(host, cmd->data);// 准备 DMA 传输，

              else