遵循SD Host controller Specification協(xié)議的MMC設(shè)備驅(qū)動開發(fā)討論

1.概述

本文主要講述了U-boot的MMC DM框架驅(qū)動的移植方法。DM是Driver Model的簡稱，是U-boot的基本驅(qū)動框架。常見的MMC設(shè)備包括SD卡、eMMC存儲器等。本文討論遵循SD Host controller Specification協(xié)議的MMC設(shè)備驅(qū)動開發(fā)。

示例U-boot版本：2022.10。硬件平臺：ARM SOC。

2.原理

在U-boot中，對遵循SD Host controller Specification 協(xié)議的MMC設(shè)備有著完備的底層驅(qū)動支持。因此，移植某個特定MMC外設(shè)驅(qū)動，具體工作為調(diào)用U-boot自有的MMC底層標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動，實現(xiàn)對MMC外設(shè)的訪問和操作。

MMC驅(qū)動的工作原理 ：首先對設(shè)備樹文件xx.dts進(jìn)行解析，按照先bind后probe的順序加載MMC驅(qū)動，分別通過相應(yīng)的bind函數(shù)和probe函數(shù)完成。

U-boot啟動后，在讀取MMC設(shè)備節(jié)點的compatible字段后，找到與之匹配的U_BOOT_DRIVER，然后執(zhí)行bind函數(shù)對驅(qū)動進(jìn)行綁定，最后通過probe函數(shù)對驅(qū)動進(jìn)行激活，解析設(shè)備樹的節(jié)點屬性，對驅(qū)動進(jìn)行配置，從而使驅(qū)動具備工作條件，供上層應(yīng)用程序調(diào)用。

U-boot的命令子系統(tǒng)包含了眾多測試命令子集，其中mmc命令集可用來對MMC驅(qū)動進(jìn)行功能測試，對MMC設(shè)備進(jìn)行信息查詢和訪問操作。

3.移植方法

3.1 主要工作

向U-boot移植MMC DM框架驅(qū)動的主要工作包括：

（1）向./drivers/mmc/添加驅(qū)動文件源碼xx_sdhci .c（名稱xx由驅(qū)動開發(fā)者定義，下同）；

（2）在./drivers/mmc/Makefile添加xx_sdhci .c的編譯條目；

（3）在./drivers/mmc/Kconfig添加xx_sdhci .c的編譯配置選項；

（4）向./arch/arm/dts/xx.dts中添加MMC設(shè)備節(jié)點。

3.2 驅(qū)動源碼設(shè)計

在U-boot的MMC驅(qū)動中，有眾多設(shè)備遵循了SD Host controller Specification 協(xié)議，選取其中的Atmel SDHCI控制器驅(qū)動，講解驅(qū)動代碼的原理和設(shè)計方法，代碼路徑: ./drivers/mmc/atmel_sdhci.c。自編的驅(qū)動文件源碼xx_sdhci .c可參考atmel_sdhci.c進(jìn)行設(shè)計。

** MMC驅(qū)動包括2個核心函數(shù)，即atmel_sdhci_bind和atmel_sdhci_probe函數(shù)** 。

atmel_sdhci_bind函數(shù)用于驅(qū)動的綁定。調(diào)用了sdhci_bind函數(shù)，位于./drivers/mmc/sdhci.c；而MMC作為一種塊設(shè)備，sdhci_bind函數(shù)進(jìn)一步調(diào)用了mmc_bind函數(shù)，位于./drivers/mmc/mmc-uclass.c。

atmel_sdhci_probe函數(shù)用于驅(qū)動的激活。atmel_sdhci_probe函數(shù)的主要流程為：首先對設(shè)備樹進(jìn)行參數(shù)解析，解析出MMC控制器的工作時鐘頻率、寄存器地址、數(shù)據(jù)寬度、最高工作頻率等參數(shù)；然后通過sdhci_setup_cfg函數(shù)進(jìn)行參數(shù)配置，sdhci_setup_cfg函數(shù)位于./drivers/mmc/sdhci.c；最后調(diào)用sdhci_probe函數(shù)完成probe操作。

3.3 MMC設(shè)備樹節(jié)點

在設(shè)備樹添加MMC設(shè)備節(jié)點，節(jié)點設(shè)計方法可以參考./doc/device-tree-bindings/mmc下的文檔。

4.驗證方法

4.1編譯mmc測試工具

為編譯mmc測試工具，應(yīng)配置U-boot，使能CONFIG_CMD_MMC。

4.2驅(qū)動加載結(jié)果查詢

從本節(jié)開始，將介紹mmc測試命令的使用方法及執(zhí)行結(jié)果示例。

dm tree命令列出了DM框架驅(qū)動的加載結(jié)果。

下面xx_sdhci和mmc_blk前的Probed標(biāo)志為[+]，表示驅(qū)動已經(jīng)加載成功了。

cli>dm tree

Class Index Probed Driver Name

root 0 [ + ] root_driver root_driver

mmc 0 [ + ] xx_sdhci `-- mmc@xxxxxxxx

blk 0 [ + ] mmc_blk `-- mmc@xxxxxxxx.blk

4.3MMC設(shè)備信息查詢

下面mmc info命令輸出了SD卡的基本信息。

cli>mmc info

Manufacturer ID: 3

OEM: 5344

Name: SD32G

Bus Speed: 2000000

Mode: SD High Speed (50MHz)

Rd Block Len: 512

SD version 3.0

High Capacity: Yes

Capacity: 29.7 GiB

Bus Width: 4-bit

Erase Group Size: 512 Bytes

4.4寫操作

從DDR的0x80000000地址向SD卡的100# block位置連續(xù)寫入2個block數(shù)據(jù)。

cli>mmc write 0x80000000 100 2

2 blocks written: OK

4.5讀操作

從SD卡的100# block位置向DDR的0x90000000地址連續(xù)讀入2個block數(shù)據(jù)。

cli>mmc read 0x90000000 100 2

2 blocks read: OK