linux MMC framework(1) - 基本框架

了解 linux mmc framework.

1.概述

MMC：(Multi Media Card)由西门子公司和首推CF的SanDisk于1997年推出的多媒体记忆卡标准。
SD：(Secure Digital Memory Card)由日本松下、东芝及美国SanDisk公司于1999年8月共同开发研制的新一代记忆卡标准，已完全兼容MMC标准。
SDIO：(Secure Digital Input and Output Card)安全数字输入输出卡。SDIO是在SD标准上定义了一种外设接口，通过SD的I/O接脚来连接外围设备，并且通过SD上的 I/O数据接位与这些外围设备进行数据传输。是目前较热门的技术，如下图中的一些设备：GPS、相机、Wi-Fi、调频广播、条形码读卡器、蓝牙等。
MCI：MCI是Multimedia Card Interface的简称，即多媒体卡接口。上述的MMC,SD,SDI卡定义的接口都属于MCI接口。MCI这个术语在驱动程序中经常使用，很多文件，函数名字都包括”mci”。

1.1.MMC/SD/SDIO卡的区别：

1.2.MMC 子系统

Linux中，将包括MMC、SD、SDIO统称为MMC子系统。MMC子系统从功能上可分为三个层次：

HOST：针对不同主机的驱动程序，这一部分需要根据自己的特定平台来完成。
CORE：这是整个MMC的核心层，这部分完成了不同协议和规范的实现，并且为HOST层的驱动提供接口函数。
CARD：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SD卡如何实现为块设备的。(这部分代码合到core目录下)；

2.软件架构

MMC framework软件架构如下面所示：

MMC framework分别有“从左到右”和“从下到上”两种层次结构：

1>.从左到右

MMC协议是一个总线协议，因此包括Host controller、Bus、Card三类实体（从左到右）。相应的，MMC framework抽象出了host、bus、card三个软件实体，以便和硬件一一对应：

host，负责驱动Host controller，提供诸如访问card的寄存器、检测card的插拔、读写card等操作方法。从设备模型的角度看，host会检测卡的插入，并向bus注册MMC card设备；
bus，是MMC bus的虚拟抽象，以标准设备模型的方式，收纳MMC card（device）以及对应的MMC driver（driver）；
card，抽象具体的MMC卡，由对应的MMC driver驱动（从这个角度看，可以忽略MMC的技术细节，只需关心一个个具有特定功能的卡设备，如存储卡、WIFI卡、GPS卡等等）。

2>.从下到上

MMC framework从下到上有3个层次：

MMC core位于中间，是MMC framework的核心实现，负责抽象host、bus、card等软件实体，负责向底层提供统一、便利的编写Host controller driver的API；
MMC host controller driver位于底层，基于MMC core提供的框架，驱动具体的硬件（MMC controller）；
MMC card driver位于最上面，负责驱动MMC core抽象出来的虚拟的card设备，并对接内核其它的framework（例如块设备、TTY、wireless等），实现具体的功能。

3.工作流程

标注：card driver驱动移到drivers/mmc/core/block.c

4.mmc framework代码模块

card：
- block.c：为每个mmc设备向block子系统注册为一个块设备，并实现块设备的ops。为每个块设备创建一个request queue, 通过add_disk将磁盘添加到系统中，block子系统就可以对mmc设备进行操作。实现了请求处理函数，同时启动线程来处理block层发下来的request请求
- queue.c：实现request queue的创建、销毁，创建request queue的处理线程
core
- core.c：是整个mmc子系统的核心，对上承接mmc子系统的block层，主要提取实现了requset相关的公有操作接口；对下承接具体的控制器，主要提取host ios相关的初始化配置接口，以及bus_type相关的操作，同时为host提供了相关的接口。
- bus.c:定义mmc_bus_type 总线；
- sdio_bus.c：定义sdio_bus_type总线；
- mmc.c: 实现了mmc_bus_type的mmc_ops，规约了eMMC卡的初始化流程；
- sd.c: 实现了mmc_bus_type的mmc_sd_ops，规约了SD卡的初始化流程；
- sdio.c: 实现了mmc_bus_type的mmc_sdio_ops，规约了SDIO卡的初始化流程；
- mmc_ops.c：定义了eMMC卡相关的一系列操作接口，如go idle,设置电压，设置速率模式
- sd_ops.c: 定义了SD卡相关的一系列操作接口
- sdio_ops.c: 定义了SDIO卡相关的一系列操作接口
- host.c:是对控制器的共有操作进行抽象
host
- xxx-mmc_c：host controller驱动

5.内核关键代码流程图

如上所示：

1).start_kernel是kernel的入口函数，调用流程：

start_kernel
->setup_arch->unflatten_device_tree//将dts文件解析成设备树->rest_init->do_initcalls->arch_initcall_sync(of_platform_default_populate_init); ->of_platform_populate->of_platform_bus_create->->of_platform_device_create_pdata->->device_add //此处会创建并注册xxx_mmc platform_device

2).subsys_initcall(mmc_init)注册总线

mmc_init主要完成mmc bus, mmc host class以及sdio bus的创建

3).mmc_blk_init向mmc bus注册mmc_driver

通过drivers/mmc/core/block.c中的module_init(mmc_blk_init)，完成了mmc_driver向mmc bus的注册

4).向platform bus注册xxx_mmc platform_driver

通过drivers/mmc/host/xxx_mmc.c中module_init(owl_mmc_init)完成xxx_mmc platfrom driver向platform bus的注册；

5).执行mmc_blk_probe

xxx_mmc_probe的执行最终会触发mmc card的创建和注册，触发mmc_blk_probe的执行；
xxx_mmc_probe会通过mmc_alloc_host并通过mmc_add_host初始化，最终通过mmc_detect_change完成mmc card的创建和注册，这样就会触发mmc_blk_probe的执行.

xxx_mmc_probe->
->mmc_alloc_host->mmc_add_host->->mmc_start_host->

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