mmc子系统研究

目录结构&＃xff0c;文件介绍

mmc 子系统目录为

主要包含3个部分的内容 card core host 3个目录的内容&＃xff0c;作用分别为&＃xff1a;
card层&＃xff1a;将sd卡实现为块设备
core层&＃xff1a;实现不同的协议和规范&＃xff0c;为host层的驱动提供了接口函数
host层&＃xff1a;手动实现具体的mmc和sd设备

下面将通过代码具体介绍&＃xff0c;这几层是如何实现上述功能的

块设备驱动介绍

基本概念

1. 块设备与字符设备的区别&＃xff1a;
   字符设备按照字符流的方式被有序访问&＃xff0c;如串口和键盘就都属于字符设备&＃xff0c;如果一个硬件设备是以字符流的方式访问的话&＃xff0c;那就应该将它归于字符设备&＃xff0c;反过来&＃xff0c;如果一个设备是随机&＃xff08;无序的&＃xff09;访问的&＃xff0c;那么它就属于块设备。根本区别是它们能否可以被随机访问&＃xff0c;也就是说&＃xff0c;能否在访问设备时随意的从一个位置跳转到另一个位置。块设备只能以块为单位接受输入和返回输出&＃xff0c;而字符设备以字节为单位&＃xff0c;只能被顺序读写
   从实现角度来看&＃xff0c;字符设备的实现比较简单&＃xff0c;内核例程和用户态API一一对应&＃xff0c;这种映射关系由字符设备的file_operations维护。块设备接口则相对复杂&＃xff0c;读写API没有直接到块设备层&＃xff0c;而是直接到文件系统层&＃xff0c;然后再由文件系统层发起读写请求
2. bio 请求数据
   bio&＃xff0c;就是关于描述需要读取信息的请求&＃xff0c;很多bio合起来就是request,而管理request的就是请求队列

块设备关键步骤&＃xff1a;

1. 注册并申请门牌号&＃xff1a; register_blkdev
2. 申请仓库&＃xff1a;alloc_disk
3. 申请仓库的关卡&＃xff1a;alloc_queue
4. 注册仓库的加工处理函数&＃xff1a;blk_queue_make_request

块设备与mmc子系统之间的关系

card层

既然card层实现了块设备&＃xff0c;那么我们应该可以从代码中看到&＃xff0c;card层必须实现块设备的关键步骤
在card/block.c这个文件中分析probe函数可以得到&＃xff1a;

mmc_blk_probe(struct mmc_card *card)-->> mmc_blk_alloc(card)-->> mmc_blk_alloc_req()-->> alloc_disk(perdev_minors);-->> mmc_init_queue(&md->queue, card, &md->lock, subname)-->> blk_init_queue(mmc_request_fn, lock)-->> blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id);-->> blk_init_queue_node(rfn, lock, NUMA_NO_NODE);-->> blk_init_allocated_queue(uninit_q, rfn, lock);-->> blk_queue_make_request(q, blk_queue_bio);-->> mmc_add_disk(md)


因此可以看出card层&＃xff0c;实现了有关块设备的功能。

core层

core层实现的是tf卡的协议&＃xff1a;

int mmc_attach_sd(struct mmc_host *host)​ -->> err &＃61; mmc_sd_init_card(host, rocr, NULL);​ -->> err &＃61; mmc_sd_get_cid(host, ocr, cid, &rocr);​ -->> err &＃61; mmc_send_if_cond(host, ocr);​ -->> int mmc_send_if_cond(struct mmc_host *host, u32 ocr)​ -->> mmc_wait_for_cmd(host, &cmd, 0);​ -->> mmc_wait_for_req(host, &mrq);​ -->> __mmc_start_req(host, mrq);​ -->> mmc_start_request(host, mrq)​ -->> __mmc_start_request(host, mrq);​ -->> host->ops->request(host, mrq);​ -->> sdhci_send_command (寄存器层面的操作)​ -->> mmc_wait_for_req_done(host, mrq);


以attach 函数&＃xff0c;读取sd卡的id为例&＃xff0c;以上为函数调用关系&＃xff0c;那么sd的命令在函数
其中mmc_send_if_cond的实现为

int mmc_send_if_cond(struct mmc_host *host, u32 ocr)
{struct mmc_command cmd &＃61; {0};int err;static const u8 test_pattern &＃61; 0xAA;u8 result_pattern;/* * To support SD 2.0 cards, we must always invoke SD_SEND_IF_COND* before SD_APP_OP_COND. This command will harmlessly fail for* SD 1.0 cards.*/cmd.opcode &＃61; SD_SEND_IF_COND;cmd.arg &＃61; ((ocr & 0xFF8000) !&＃61; 0) << 8 | test_pattern;cmd.flags &＃61; MMC_RSP_SPI_R7 | MMC_RSP_R7 | MMC_CMD_BCR;err &＃61; mmc_wait_for_cmd(host, &cmd, 0); if (err)return err;if (mmc_host_is_spi(host))result_pattern &＃61; cmd.resp[1] & 0xFF;elseresult_pattern &＃61; cmd.resp[0] & 0xFF;if (result_pattern !&＃61; test_pattern)return -EIO;return 0;
}


可以看到在这里组装了&＃xff0c;cmd&＃xff0c;其中命令为SD_SEND_IF_COND

/* This is basically the same command as for MMC with some quirks. */
#define SD_SEND_RELATIVE_ADDR 3 /* bcr R6 */
#define SD_SEND_IF_COND 8 /* bcr [11:0] See below R7 */
#define SD_SWITCH_VOLTAGE 11 /* ac R1 */


这些命令即为&＃xff0c;sd卡协议的命令

host层

在core层实现的协议&＃xff0c;最终如何操作寄存器&＃xff0c;真正读取到sd卡的数据&＃xff0c;需要通过host层去实现&＃xff0c;实现的主要方式为&＃xff0c;实现static const struct mmc_host_ops这个结构体。

static const struct mmc_host_ops sdhci_ops &＃61; { .request &＃61; sdhci_request,.post_req &＃61; sdhci_post_req,.pre_req &＃61; sdhci_pre_req,.set_ios &＃61; sdhci_set_ios,.get_cd &＃61; sdhci_get_cd,.get_ro &＃61; sdhci_get_ro,.hw_reset &＃61; sdhci_hw_reset,.enable_sdio_irq &＃61; sdhci_enable_sdio_irq,.start_signal_voltage_switch &＃61; sdhci_start_signal_voltage_switch,.prepare_hs400_tuning &＃61; sdhci_prepare_hs400_tuning,.execute_tuning &＃61; sdhci_execute_tuning,.select_drive_strength &＃61; sdhci_select_drive_strength,.card_event &＃61; sdhci_card_event,.card_busy &＃61; sdhci_card_busy,
};


画图总结

vfs 请求数据mmc 处理的流程为

static int mmc_blk_issue_rw_rq(struct mmc_queue *mq, struct request *rqc)​ -->> mmc_start_req(card->host, areq, (int *) &status);​ -->> __mmc_start_data_req(host, areq->mrq);​ -->> mmc_start_request(host, mrq);​ -->> __mmc_start_request(host, mrq);​ -->> host->ops->request(host, mrq);​ -->> sdhci_send_command &＃xff08;寄存器层面的操作&＃xff09;


参考的博客

https://blog.csdn.net/t1506376703/article/details/109967119
https://blog.csdn.net/ooonebook/article/details/60883208
https://blog.csdn.net/u011013137/article/details/9092711
https://blog.csdn.net/u013836909/article/details/120913254

有待搞清楚的问题

1、vfs层通过mmc 请求数据&＃xff0c;请求完成之后&＃xff0c;是如何通知应用程序的&＃xff0c;目前查到的资料是通过block的bi_end_io回调函数实现的&＃xff0c;这个函数如何使用&＃xff0c;在代码里面哪里体现的&＃xff1f;