[mmc subsystem] mmc core（第五章）——card相关模块（mmc type card）
孔梓
mmc subsystem系列（持续更新中）：
[mmc subsystem] 概念与框架
[mmc subsystem] mmc core（第一章）——概述
[mmc subsystem] mmc core（第二章）——数据结构和宏定义说明
[mmc subsystem] mmc core（第三章）——bus模块说明
[mmc subsystem] mmc core（第四章）——host模块说明
[mmc subsystem] mmc core（第五章）——card相关模块（mmc type card）
[mmc subsystem] mmc core（第六章）——mmc core主模块
建议先参考《[mmc subsystem] 概念与框架》和《[mmc subsystem] mmc core（第一章）——概述》对整体有一个了解。
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零、说明（重要，需要先搞清楚概念有助于后面的理解）
1、mmc core——card相关模块为对应card实现相应的操作，包括初始化操作、以及对应的总线操作集合。负责和对应card协议层相关的东西。
主要包括三种类型的card，分别是mmc type card、sd type card和sdio type card。
这里先学习mmc type card。后续再学习sd type card。
对应代码：
drivers/mmc/core/mmc.c（提供接口），
drivers/mmc/core/mmc-ops.c（提供和mmc type card协议相关的操作），
drivers/mmc/core/mmc-ops.h
2、另外，这里继续强调一下mmc的概念
mmc core是指mmc subsystem的核心实现，这里的mmc是表示mmc总线、接口、设备相关的一种统称，可以理解为一种软件架构。
而mmc type card则是指mmc卡或者emmc。
总之，这里的mmc是两种概念概念，需要自己先消化一下。
3、mmc总线和mmc_bus
在本文里面这两个是不同的概念。
mmc_bus是指mmc core抽象出来的虚拟总线，和mmc设备对应的硬件总线无关，是一种软件概念。
而本文的mmc总线是一种物理概念，是实际的总线，是和host controller直接相关联的。
一、API总览
1、mmc type card匹配相关
- mmc_attach_mmc
提供给mmc core主模块使用，用于绑定card到host bus上（也就是card和host的绑定）。
通过mmc_host获取mmc type card信息，初始化mmc_card，并进行部分驱动，最后将其注册到mmc_bus上。
原型：int mmc_attach_mmc(struct mmc_host *host)2、mmc type card协议相关操作
mmc_ops提供了部分和mmc type card协议相关操作，这些操作会在mmc.c中mmc的初始化过程中被使用到。
建议先简单了解一下mmc协议的内容。后续会进行总结。
mmc_go_idle
发送CMD0指令，GO_IDLE_STATE
使mmc card进入idle state。
虽然进入到了Idle State，但是上电复位过程并不一定完成了，这主要靠读取OCR的busy位来判断，而流程归结为下一步。mmc_send_op_cond
发送CMD1指令，SEND_OP_COND
这里会设置card的工作电压寄存器OCR，并且通过busy位（bit31）来判断card的上电复位过程是否完成，如果没有完成的话需要重复发送。
完成之后，mmc card进入ready state。mmc_all_send_cid
这里会发送CMD2指令，ALL_SEND_CID
广播指令，使card回复对应的CID寄存器的值。在这里就相应获得了CID寄存器的值了，存储在cid中。
完成之后，MMC card会进入Identification State。mmc_set_relative_addr
发送CMD3指令，SET_RELATIVE_ADDR
设置该mmc card的关联地址为card->rca，也就是0x0001
完成之后，该MMC card进入standby模式。mmc_send_csd
发送CMD9指令，MMC_SEND_CSD
要求mmc card发送csd寄存器，存储到card->raw_csd中，也就是原始的csd寄存器的值。
此时mmc card还是处于standby statemmc_select_card & mmc_deselect_cards
发送CMD7指令，SELECT/DESELECT CARD
选择或者断开指定的card
这时卡进入transfer state。后续可以通过各种指令进入到receive-data state或者sending-data state依次来进行数据的传输mmc_get_ext_csd
发送CMD8指令，SEND_EXT_CSD
这里要求处于transfer state的card发送ext_csd寄存器，这里获取之后存放在ext_csd寄存器中
这里会使card进入sending-data state，完成之后又退出到transfer state。mmc_switch
发送CMD6命令，MMC_SWITCH
用于设置ext_csd寄存器的某些bitmmc_send_status
发送CMD13命令，MMC_SEND_STATUS
要求card发送自己当前的状态寄存器mmc_send_cid
发送CMD10命令，MMC_SEND_CID
要求mmc card回复cid寄存器mmc_card_sleepawake
发送CMD5命令，MMC_SLEEP_AWAKE
使card进入或者退出sleep state，由参数决定。关于sleep state是指card的一种状态，具体参考emmc 5.1协议。
先结合协议理解上述几个mmc type card的操作函数有助于理解后续mmc card的初始化代码。具体参考第五节。
二、数据结构
1、mmc_ops & mmc_ops_unsafe
struct mmc_bus_ops表示mmc host在总线上的操作集合，由host的card 设备来决定，mmc type card、sd type card相应的操作集合是不一样的。
mmc_ops和mmc_ops_unsafe则表示mmc type card所属的host对于总线的操作集合。
static const struct mmc_bus_ops mmc_ops = {
.awake = mmc_awake,
.sleep = mmc_sleep,
.remove = mmc_remove,
.detect = mmc_detect,
.suspend = NULL,
.resume = NULL,
.power_restore = mmc_power_restore,
.alive = mmc_alive,
.change_bus_speed = mmc_change_bus_speed,
};
static const struct mmc_bus_ops mmc_ops_unsafe = {
.awake = mmc_awake, // 使mmc总线上的mmc type card退出sleep state
.sleep = mmc_sleep, // 使mmc总线的mmc type card进入sleep state
.remove = mmc_remove, // 释放mmc type card
.detect = mmc_detect, // 检测mmc总线的mmc type card是否拔出
.suspend = mmc_suspend, // suspend掉mmc总线上的mmc type card，注意不仅仅会使card进入sleep state，还会对clock以及mmc cache进行操作
.resume = mmc_resume, // resume上mmc总线上的mmc type card
.power_restore = mmc_power_restore, // 恢复mmc总线上的mmc type card的电源状态
.alive = mmc_alive, // 检测mmc总线上的mmc type card状态是否正常
.change_bus_speed = mmc_change_bus_speed, // 修改mmc总线时钟频率
};mmc_ops_unsafe和mmc_ops的区别在于是否实现suspend和resume方法。
对于card不可移除的host来说，需要使用mmc_ops_unsafe这个mmc_bus_ops来支持suspend和resume。
之所以在上述注释中不断说明mmc总线，是为了强调应该和mmc_bus虚拟总线区分开来，这里的mmc总线是物理概念、是和host controller直接相关联的。
2、mmc_type
struct device_type mmc_type中为mmc_card定义了很多属性，可以在sysfs中进行查看。
/sys/class/mmc_host/mmc0/mmc0:0001
或者/sys/bus/mmc/devices/mmc0:0001下可以查看到如下属性
block cid csd date driver enhanced_area_offset enhanced_area_size erase_size fwrev hwrev
manfid name oemid power preferred_erase_size prv raw_rpmb_size_mult rel_sectors
runtime_pm_timeout serial subsystem type ueventmmc_type对应实现如下：
static struct device_type mmc_type = {
.groups = mmc_attr_groups,
};
static const struct attribute_group *mmc_attr_groups[] = {
&mmc_std_attr_group,
NULL,
};
static struct attribute_group mmc_std_attr_group = {
.attrs = mmc_std_attrs,
};
MMC_DEV_ATTR(cid, "%08x%08x%08x%08x\n", card->raw_cid[0], card->raw_cid[1],
card->raw_cid[2], card->raw_cid[3]);
MMC_DEV_ATTR(csd, "%08x%08x%08x%08x\n", card->raw_csd[0], card->raw_csd[1],
card->raw_csd[2], card->raw_csd[3]);
//...................略过一些
MMC_DEV_ATTR(raw_rpmb_size_mult, "%#x\n", card->ext_csd.raw_rpmb_size_mult);
MMC_DEV_ATTR(rel_sectors, "%#x\n", card->ext_csd.rel_sectors);
static struct attribute *mmc_std_attrs[] = {
&dev_attr_cid.attr,
&dev_attr_csd.attr,
&dev_attr_date.attr,
&dev_attr_erase_size.attr,
&dev_attr_preferred_erase_size.attr,
&dev_attr_fwrev.attr,
&dev_attr_hwrev.attr,
//.....................略过一些
&dev_attr_rel_sectors.attr,
NULL,
};补充说明，可以发现这些信息都是从mmc_card的cid寄存器和ext_csd寄存器中读取的。
三、接口代码说明
1、mmc_attach_mmc实现
用于通过mmc_host获取mmc type card信息，初始化mmc_card，并进行部分驱动，最后将其注册到mmc_bus上。
主要工作：
- 设置总线模式
- 选择一个card和host都支持的最低工作电压
- 对于不同type的card，相应mmc总线上的操作协议也可能有所不同。所以需要设置相应的总线操作集合（mmc_host->bus_ops）
- 初始化card使其进入工作状态（mmc_init_card）
- 为card构造对应的mmc_card并且注册到mmc_bus中（mmc_add_card，具体参考《mmc core——bus模块说明》）
代码如下：
int mmc_attach_mmc(struct mmc_host *host)
{
int err;
u32 ocr;
BUG_ON(!host);
WARN_ON(!host->claimed);
/* Set correct bus mode for MMC before attempting attach */
/* 在尝试匹配之前，先设置正确的总线模式 */
if (!mmc_host_is_spi(host))
mmc_set_bus_mode(host, MMC_BUSMODE_OPENDRAIN);
/* 获取card的ocr寄存器 */
err = mmc_send_op_cond(host, 0, &ocr);
// 发送CMD1命令（MMC_SEND_OP_COND），并且参数为0
// 这里获取OCR（Operation condition register）32位的OCR包含卡设备支持的工作电压表，存储到ocr变量中
// 如果Host的IO电压可调整，那调整前需要读取OCR。为了不使卡误进入Inactive State，可以给MMC卡发送不带参数的CMD1，这样可以仅获取OCR寄存器，而不会改变卡的状态。
/* 对于不同type的card，相应mmc总线上的操作协议也可能有所不同 */
/* 所以这里设置mmc_host的总线操作集合，为mmc_ops_unsafe或者mmc_ops，上述已经说明 */
mmc_attach_bus_ops(host);
// 设置host->bus_ops，也就是会为host的bus选择一个操作集，对于non-removable的host来说，这里对应应该为mmc_ops_unsafe
/* 为card选择一个HOST和card都支持的最低电压 */
if (host->ocr_avail_mmc)
host->ocr_avail = host->ocr_avail_mmc; // 选择mmc的可用ocr值作为host的ocr_avail值
if (ocr & 0x7F) {
ocr &= ~0x7F; // 在标准MMC协议中，OCR寄存器的bit6-0位是属于保留位，并不会使用，所以这里对应将其清零
}
host->ocr = mmc_select_voltage(host, ocr); // 通过OCR寄存器选择一个HOST和card都支持的最低电压
/* 调用mmc_init_card初始化该mmc type card，这里是核心函数，后续会继续说明 */
err = mmc_init_card(host, host->ocr, NULL); // 初始化该mmc type card，并为其分配和初始化一个对应的mmc_card
if (err)
goto err;
/* 将分配到的mmc_card注册到mmc_bus中 */
mmc_release_host(host); // 先释放掉host，可能是在mmc_add_card中会获取这个host
err = mmc_add_card(host->card);
// 调用到mmc_add_card，将card注册到设备驱动模型中。
// 这时候该mmc_card就挂在了mmc_bus上，会和mmc_bus上的block这类mmc driver匹配起来。具体再学习mmc card driver的时候再说明。
mmc_claim_host(host); // 再次申请host
if (err)
goto remove_card;
/* clock scaling相关的东西，这里暂时先不关心 */
mmc_init_clk_scaling(host);
register_reboot_notifier(&host->card->reboot_notify);
return 0;
remove_card:
mmc_release_host(host);
mmc_remove_card(host->card);
mmc_claim_host(host);
host->card = NULL;
err:
mmc_detach_bus(host);
pr_err("%s: error %d whilst initialising MMC card\n",
mmc_hostname(host), err);
return err;
}重点说明
（1）在attach过程中，有一个很重要的函数mmc_init_card，第四节就要围绕这个函数进行展开。
（2）调用了mmc_add_card之后mmc_card就挂在了mmc_bus上，会和mmc_bus上的block（mmc_driver）匹配起来。相应block（mmc_driver）就会进行probe，驱动card，实现card的实际功能（也就是存储设备的功能）。会对接到块设备子系统中。具体在学习mmc card driver的时候再说明。
四、mmc type card内部核心代码说明
1、mmc_init_card
在第三节中，可以看出mmc_attach_mmc中的一个核心函数就是mmc_init_card，用于对mmc type card进行实质性的初始化，并为其分配和初始化一个对应的mmc_card。这部分和协议相关，需要先学习一下mmc协议。
主要工作
- 根据协议初始化mmc type card，使其进入相应状态（standby state）
- 为mmc type card构造对应mmc_card并进行设置
- 从card的csd寄存器以及ext_csd寄存器获取card信息并设置到mmc_card的相应成员中
- 根据host属性以及一些需求修改ext_csd寄存器的值
- 设置mmc总线时钟频率以及位宽
代码如下
static int mmc_init_card(struct mmc_host *host, u32 ocr,
struct mmc_card *oldcard)
{
// struct mmc_host *host：该mmc card使用的host
// ocr：表示了host要使用的电压，在mmc_attach_mmc中，已经得到了一个HOST和card都支持的最低电压 struct mmc_card *card;
int err = 0;
u32 cid[4];
u32 rocr;
u8 *ext_csd = NULL;
BUG_ON(!host);
WARN_ON(!host->claimed);
/* Set correct bus mode for MMC before attempting init */
if (!mmc_host_is_spi(host))
mmc_set_bus_mode(host, MMC_BUSMODE_OPENDRAIN); // 设置总线模式为开漏模式
/* 根据mmc协议从mmc总线上选中一张card（协议的初始化流程） */
mmc_go_idle(host);
// 发送CMD0指令，GO_IDLE_STATE
// 使mmc card进入idle state。
// 虽然进入到了Idle State，但是上电复位过程并不一定完成了，这主要靠读取OCR的busy位来判断，而流程归结为下一步。
/* The extra bit indicates that we support high capacity */
err = mmc_send_op_cond(host, ocr | (1 << 30), &rocr);
// 发送CMD1指令，SEND_OP_COND
// 这里会设置card的工作电压寄存器OCR，并且通过busy位（bit31）来判断card的上电复位过程是否完成，如果没有完成的话需要重复发送。
// 完成之后，mmc card进入ready state。
/*
* Fetch CID from card.
*/
if (mmc_host_is_spi(host))
err = mmc_send_cid(host, cid);
else
err = mmc_all_send_cid(host, cid);
// 这里会发送CMD2指令，ALL_SEND_CID
// 广播指令，使card回复对应的CID寄存器的值。在这里就相应获得了CID寄存器的值了，存储在cid中。
// 完成之后，MMC card会进入Identification State。
if (oldcard) {
。。。
} else {
/* 调用mmc_alloc_card分配一个mmc_card并进行部分设置 */
card = mmc_alloc_card(host, &mmc_type);
// 为card配分一个struct mmc_card结构体并进行初始化，在mmc_type中为mmc定义了大量的属性。
// 具体参考“《mmc core——bus模块说明》——》mmc_alloc_card”
card->type = MMC_TYPE_MMC; // 设置card的type为MMC_TYPE_MMC
card->rca = 1; // 设置card的RCA地址为1
memcpy(card->raw_cid, cid, sizeof(card->raw_cid)); // 将读到的CID存储到card->raw_cid，也就是原始CID值中
card->reboot_notify.notifier_call = mmc_reboot_notify;
host->card = card; // 将mmc_card和mmc_host 进行关联
}
/* 设置card RCA地址 */
if (!mmc_host_is_spi(host)) {
err = mmc_set_relative_addr(card);
// 发送CMD3指令，SET_RELATIVE_ADDR
// 设置该mmc card的关联地址为card->rca，也就是0x0001
// 完成之后，该MMC card进入standby模式。
mmc_set_bus_mode(host, MMC_BUSMODE_PUSHPULL);
// 设置总线模式为MMC_BUSMODE_PUSHPULL
}
/* 从card的csd寄存器以及ext_csd寄存器获取信息并设置到mmc_card的相应成员中 */
if (!oldcard) {
/*
* Fetch CSD from card.
*/
err = mmc_send_csd(card, card->raw_csd);
// 发送CMD9指令，MMC_SEND_CSD
// 要求mmc card发送csd寄存器，存储到card->raw_csd中，也就是原始的csd寄存器的值。
// 此时mmc card还是处于standby state
err = mmc_decode_csd(card);
// 解析raw_csd，获取到各个bit的值并设置到card->csd中的相应成员上
err = mmc_decode_cid(card);
// 解析raw_cid，获取到各个bit的值并设置到card->cid中的相应成员上
}
/*
* Select card, as all following commands rely on that.
*/
if (!mmc_host_is_spi(host)) {
err = mmc_select_card(card);
// 发送CMD7指令，SELECT/DESELECT CARD
// 选择或者断开指定的card
// 这时卡进入transfer state。后续可以通过各种指令进入到receive-data state或者sending-data state依次来进行数据的传输
}
if (!oldcard) {
err = mmc_get_ext_csd(card, &ext_csd);
// 发送CMD8指令，SEND_EXT_CSD
// 这里要求处于transfer state的card发送ext_csd寄存器，这里获取之后存放在ext_csd寄存器中
// 这里会使card进入sending-data state，完成之后又退出到transfer state。
card->cached_ext_csd = ext_csd; // 将ext_csd原始值存储到card->cached_ext_csd，表示用来保存ext_csd的一块缓存，可能还没有和card的ext_csd同步
err = mmc_read_ext_csd(card, ext_csd); // 解析ext_csd的值，获取到各个bit的值并设置到card->ext_csd中的相应成员上
if (!(mmc_card_blockaddr(card)) && (rocr & (1<<30)))
mmc_card_set_blockaddr(card);
/* Erase size depends on CSD and Extended CSD */
mmc_set_erase_size(card); // 设置card的erase_size，扇区里面的擦除字节数，读出来是512K
if (card->ext_csd.sectors && (rocr & MMC_CARD_SECTOR_ADDR))
mmc_card_set_blockaddr(card);
}
/* 根据host属性以及一些需求修改ext_csd寄存器的值 */
/*
* If enhanced_area_en is TRUE, host needs to enable ERASE_GRP_DEF
* bit. This bit will be lost every time after a reset or power off.
*/
if (card->ext_csd.enhanced_area_en ||
(card->ext_csd.rev >= 3 && (host->caps2 & MMC_CAP2_HC_ERASE_SZ))) {
err = mmc_switch(card, EXT_CSD_CMD_SET_NORMAL,
EXT_CSD_ERASE_GROUP_DEF, 1,
card->ext_csd.generic_cmd6_time);
// 发送CMD6命令，MMC_SWITCH
// 用于设置ext_csd寄存器的某些bit
// 当enhanced_area_en 被设置的时候，host需要去设置ext_csd寄存器中的EXT_CSD_ERASE_GROUP_DEF位为1
}
if (card->ext_csd.part_config & EXT_CSD_PART_CONFIG_ACC_MASK) {
card->ext_csd.part_config &= ~EXT_CSD_PART_CONFIG_ACC_MASK;
err = mmc_switch(card, EXT_CSD_CMD_SET_NORMAL, EXT_CSD_PART_CONFIG,
card->ext_csd.part_config,
card->ext_csd.part_time);
// 发送CMD6命令，MMC_SWITCH
// 用于设置ext_csd寄存器的某些bit
// 设置ext_csd寄存器中的EXT_CSD_CMD_SET_NORMAL位为EXT_CSD_PART_CONFIG
card->part_curr = card->ext_csd.part_config &
EXT_CSD_PART_CONFIG_ACC_MASK;
}
if ((host->caps2 & MMC_CAP2_POWEROFF_NOTIFY) &&
(card->ext_csd.rev >= 6)) {
err = mmc_switch(card, EXT_CSD_CMD_SET_NORMAL,
EXT_CSD_POWER_OFF_NOTIFICATION,
EXT_CSD_POWER_ON,
card->ext_csd.generic_cmd6_time);
// 发送CMD6命令，MMC_SWITCH
// 用于设置ext_csd寄存器的某些bit
// 设置ext_csd寄存器中的EXT_CSD_POWER_OFF_NOTIFICATION位为EXT_CSD_POWER_ON
}
/* 设置mmc总线时钟频率以及位宽 */
err = mmc_select_bus_speed(card, ext_csd); // 激活host和card都支持的最大总线速度
//.........这里过滤掉一些设置ext_csd的代码
if (!oldcard) {
if (card->ext_csd.bkops_en) {
INIT_DELAYED_WORK(&card->bkops_info.dw,
mmc_start_idle_time_bkops);
// 如果emmc支持bkops的话，就初始化card->bkops_info.dw工作为mmc_start_idle_time_bkops
}
}
return 0;
}后续会有一篇文章《结合log分析emmc初始化过程中的命令流程》来说明上述mmc_init_card的实际流程。
2、mmc_ops_unsafe相关函数实现
选择几个重点的进行说明：
static const struct mmc_bus_ops mmc_ops_unsafe = {
.awake = mmc_awake, // 使mmc总线上的mmc type card退出sleep state
.sleep = mmc_sleep, // 使mmc总线的mmc type card进入sleep state
.remove = mmc_remove, // 释放mmc type card
.detect = mmc_detect, // 检测mmc总线的mmc type card是否拔出
.suspend = mmc_suspend, // suspend掉mmc总线上的mmc type card，注意不仅仅会使card进入sleep state，还会对clock以及mmc cache进行操作
.resume = mmc_resume, // resume上mmc总线上的mmc type card
.power_restore = mmc_power_restore, // 恢复mmc总线上的mmc type card的电源状态
.alive = mmc_alive, // 检测mmc总线上的mmc type card状态是否正常
.change_bus_speed = mmc_change_bus_speed, // 修改mmc总线时钟频率
};
/**********************使mmc总线上的mmc type card退出sleep state************************/
static int mmc_awake(struct mmc_host *host)
{
//...
if (card && card->ext_csd.rev >= 3) { // 判断版本是否大于3
err = mmc_card_sleepawake(host, 0);
// 发送CMD5指令，MMC_SLEEP_AWAKE，参数为0，表示退出sleep state.（如果参数为1就是进入sleep state）
// 完成之后，该MMC card从sleep state进入standby模式。
}
//...
}
/**********************检测mmc总线的mmc type card是否拔出************************/
static void mmc_detect(struct mmc_host *host)
{
int err;
mmc_rpm_hold(host, &host->card->dev);
mmc_claim_host(host);
/* 检测card是否被拔出 */
err = _mmc_detect_card_removed(host);
mmc_release_host(host);
/*
* if detect fails, the device would be removed anyway;
* the rpm framework would mark the device state suspended.
*/
/* card并没有被拔出，说明出现异常了，标记card的rpm状态为suspend */
if (!err)
mmc_rpm_release(host, &host->card->dev);
/* card确实被拔出，正常释放card */
if (err) {
mmc_remove(host);
mmc_claim_host(host);
mmc_detach_bus(host);
mmc_power_off(host);
mmc_release_host(host);
}
}
/********************** 修改mmc总线时钟频率************************/
/**
* mmc_change_bus_speed() - Change MMC card bus frequency at runtime
* @host: pointer to mmc host structure
* @freq: pointer to desired frequency to be set
*
* Change the MMC card bus frequency at runtime after the card is
* initialized. Callers are expected to make sure of the card's
* state (DATA/RCV/TRANSFER) beforing changing the frequency at runtime.
*/
static int mmc_change_bus_speed(struct mmc_host *host, unsigned long *freq)
{
int err = 0;
struct mmc_card *card;
mmc_claim_host(host);
/*
* Assign card pointer after claiming host to avoid race
* conditions that may arise during removal of the card.
*/
card = host->card;
if (!card || !freq) {
err = -EINVAL;
goto out;
}
/* 确定出一个可用频率 */
if (mmc_card_highspeed(card) || mmc_card_hs200(card)
|| mmc_card_ddr_mode(card)
|| mmc_card_hs400(card)) {
if (*freq > card->ext_csd.hs_max_dtr)
*freq = card->ext_csd.hs_max_dtr;
} else if (*freq > card->csd.max_dtr) {
*freq = card->csd.max_dtr;
}
if (*freq < host->f_min)
*freq = host->f_min;
/* 根据实际要设置的频率值来设置时钟 */
if (mmc_card_hs400(card)) {
err = mmc_set_clock_bus_speed(card, *freq);
if (err)
goto out;
} else {
mmc_set_clock(host, (unsigned int) (*freq));
}
/* 对于hs200来说，修改完频率之后需要执行execute_tuning来选择一个合适的采样点 */
if (mmc_card_hs200(card) && card->host->ops->execute_tuning) {
/*
* We try to probe host driver for tuning for any
* frequency, it is host driver responsibility to
* perform actual tuning only when required.
*/
mmc_host_clk_hold(card->host);
err = card->host->ops->execute_tuning(card->host,
MMC_SEND_TUNING_BLOCK_HS200);
mmc_host_clk_release(card->host);
if (err) {
pr_warn("%s: %s: tuning execution failed %d. Restoring to previous clock %lu\n",
mmc_hostname(card->host), __func__, err,
host->clk_scaling.curr_freq);
mmc_set_clock(host, host->clk_scaling.curr_freq); // 采样失败，设置回原来的时钟频率
}
}
out:
mmc_release_host(host);
return err;
}五、mmc ops接口说明
1、说明
- mmc_ops提供了部分和mmc type card协议相关操作，这些操作会在mmc.c中mmc的初始化过程中被使用到。
- 这些操作都会发起mmc请求，因此会调用mmc core主模块的mmc请求API，会在mmc core中进行说明。
- 建议先简单了解一下mmc协议的内容。后续会进行总结。
2、代码说明
以下说明比较典型和比较特殊的接口
- mmc_send_status（典型）
发送CMD13命令，MMC_SEND_STATUS
要求card发送自己当前的状态寄存器
int mmc_send_status(struct mmc_card *card, u32 *status)
{
int err;
struct mmc_command cmd = {0};
BUG_ON(!card);
BUG_ON(!card->host);
/* 主要是根据对应命令构造struct mmc_command */
cmd.opcode = MMC_SEND_STATUS; // 设置命令操作码opcode，这里设置为MMC_SEND_STATUS，也就是CMD13
if (!mmc_host_is_spi(card->host))
cmd.arg = card->rca << 16; // 设置命令的对应参数，这里设置为card的RCA地址
cmd.flags = MMC_RSP_SPI_R2 | MMC_RSP_R1 | MMC_CMD_AC; // 设置请求的一些标识，包括命令类型，response类型等等
/* 调用mmc_wait_for_cmd发送命令请求并且等待命令处理完成。 */
err = mmc_wait_for_cmd(card->host, &cmd, MMC_CMD_RETRIES);
if (err)
return err;
/* NOTE: callers are required to understand the difference
* between "native" and SPI format status words!
*/
/* 对response的处理 */
if (status)
*status = cmd.resp[0]; // 依照协议，response[0]存储了status，因此这里提取cmd.resp[0]
return 0;
}
mmc_go_idle、mmc_select_card、mmc_all_send_cid、mmc_set_relative_addr、mmc_send_cxd_native等等的实现方法和其类似。主要差异在于命令的构造区别以及对response的数据的处理。
- mmc_send_op_cond（特殊）
发送CMD1指令，SEND_OP_COND
在idle状态时，向卡传送Host支持的电压范围，卡回复OCR的值以及上电复位的状态。如果发送的电压参数为0，则卡仅传回OCR的值，并不进行判断。如果发送的电压参数存在，则和卡本身的OCR对比，若不符合，则卡进入Inactive State，符合，则返回OCR寄存器的值。
其实和典型的接口类似，但是其特殊之处在于需要通过busy位（bit31）来判断card的上电复位过程是否完成，如果没有完成的话需要重复发送。
int mmc_send_op_cond(struct mmc_host *host, u32 ocr, u32 *rocr)
{
struct mmc_command cmd = {0};
int i, err = 0;
BUG_ON(!host);
/* 主要是根据对应命令构造struct mmc_command */
cmd.opcode = MMC_SEND_OP_COND;
cmd.arg = mmc_host_is_spi(host) ? 0 : ocr;
cmd.flags = MMC_RSP_SPI_R1 | MMC_RSP_R3 | MMC_CMD_BCR;
/* 需要判断status的busy（bit31）来判断上电复位是否完成，如果没有完成的话需要重复发送。 */
for (i = 100; i; i--) {
err = mmc_wait_for_cmd(host, &cmd, 0);
if (err)
break;
/* if we're just probing, do a single pass */
if (ocr == 0) // ocr为0，说明只是读取ocr寄存器的值，不进行判断
break;
/* otherwise wait until reset completes */
if (mmc_host_is_spi(host)) {
if (!(cmd.resp[0] & R1_SPI_IDLE))
break;
} else {
if (cmd.resp[0] & MMC_CARD_BUSY)
break;
// 如果发送的电压参数存在，则和卡本身的OCR对比，若不符合，则卡进入Inactive State，符合，则返回OCR寄存器的值。
// 同时，需要判断OCR寄存器的busy位来判断上电复位是否完成。
}
err = -ETIMEDOUT;
mmc_delay(10);
}
if (rocr && !mmc_host_is_spi(host))
*rocr = cmd.resp[0];
return err;
}- mmc_send_ext_csd
发送CMD8指令，SEND_EXT_CSD
这里要求处于transfer state的card发送ext_csd寄存器，这里获取之后存放在ext_csd寄存器中
这里会使card进入sending-data state，完成之后又退出到transfer state。
特殊之处在于涉及到了DATA线上的数据传输，会调用到内部接口mmc_send_cxd_data。
如下：
int mmc_send_ext_csd(struct mmc_card *card, u8 *ext_csd)
{
return mmc_send_cxd_data(card, card->host, MMC_SEND_EXT_CSD,
ext_csd, 512);
}
static int
mmc_send_cxd_data(struct mmc_card *card, struct mmc_host *host,
u32 opcode, void *buf, unsigned len)
{
struct mmc_request mrq = {NULL};
struct mmc_command cmd = {0};
struct mmc_data data = {0};
struct scatterlist sg;
void *data_buf;
int is_on_stack;
is_on_stack = object_is_on_stack(buf);
if (is_on_stack) {
/*
* dma onto stack is unsafe/nonportable, but callers to this
* routine normally provide temporary on-stack buffers ...
*/
data_buf = kmalloc(len, GFP_KERNEL);
if (!data_buf)
return -ENOMEM;
} else
data_buf = buf;
/* 因为涉及到了data线上的数据传输，需要构造mmc_request请求 */
mrq.cmd = &cmd; // 设置mmc_request请求中的命令包
mrq.data = &data; // 设置mmc_request请求中的数据包
/* 主要是根据对应命令构造struct mmc_command */
cmd.opcode = opcode;
cmd.arg = 0;
cmd.flags = MMC_RSP_SPI_R1 | MMC_RSP_R1 | MMC_CMD_ADTC;
/* 主要是根据对应命令的数据包来构造struct mmc_data */
data.blksz = len;
data.blocks = 1;
data.flags = MMC_DATA_READ;
data.sg = &sg;
data.sg_len = 1;
sg_init_one(&sg, data_buf, len);
if (opcode == MMC_SEND_CSD || opcode == MMC_SEND_CID) {
data.timeout_ns = 0;
data.timeout_clks = 64;
} else
mmc_set_data_timeout(&data, card);
/* 发起mmc请求并且等待mmc_request处理完成 */
mmc_wait_for_req(host, &mrq);
if (is_on_stack) {
memcpy(buf, data_buf, len);
kfree(data_buf);
}
if (cmd.error)
return cmd.error;
if (data.error)
return data.error;
return 0;
}- mmc_switch
发送CMD6命令，MMC_SWITCH
用于设置ext_csd寄存器的某些bit。
特殊之处在于：在__mmc_switch中会发起CMD6命令，会导致card进入programming state，因此，在__mmc_switch中必须去获取card的status，直到card退出programming state。这部分就是通过CMD13来实现的。
int mmc_switch(struct mmc_card *card, u8 set, u8 index, u8 value,
unsigned int timeout_ms)
{
return __mmc_switch(card, set, index, value, timeout_ms, true, false);
}
int __mmc_switch(struct mmc_card *card, u8 set, u8 index, u8 value,
unsigned int timeout_ms, bool use_busy_signal,
bool ignore_timeout)
{
int err;
struct mmc_command cmd = {0};
unsigned long timeout;
u32 status;
BUG_ON(!card);
BUG_ON(!card->host);
/* 主要是根据对应命令构造struct mmc_command */
cmd.opcode = MMC_SWITCH;
cmd.arg = (MMC_SWITCH_MODE_WRITE_BYTE << 24) |
(index << 16) |
(value << 8) |
set;
cmd.flags = MMC_CMD_AC;
if (use_busy_signal)
cmd.flags |= MMC_RSP_SPI_R1B | MMC_RSP_R1B;
else
cmd.flags |= MMC_RSP_SPI_R1 | MMC_RSP_R1;
cmd.cmd_timeout_ms = timeout_ms;
cmd.ignore_timeout = ignore_timeout;
/* 调用mmc_wait_for_cmd发送命令请求并且等待命令处理完成。 */
err = mmc_wait_for_cmd(card->host, &cmd, MMC_CMD_RETRIES);
if (err)
return err;
/* No need to check card status in case of unblocking command */
if (!use_busy_signal)
return 0;
/* 调用mmc_send_status发送CMD13获取card status，等待card退出programming state。 */
timeout = jiffies + msecs_to_jiffies(MMC_OPS_TIMEOUT_MS);
do {
err = mmc_send_status(card, &status);
if (err)
return err;
if (card->host->caps & MMC_CAP_WAIT_WHILE_BUSY)
break;
if (mmc_host_is_spi(card->host))
break;
/* Timeout if the device never leaves the program state. */
if (time_after(jiffies, timeout)) {
pr_err("%s: Card stuck in programming state! %s\n",
mmc_hostname(card->host), __func__);
return -ETIMEDOUT;
}
} while (R1_CURRENT_STATE(status) == R1_STATE_PRG);
if (mmc_host_is_spi(card->host)) {
if (status & R1_SPI_ILLEGAL_COMMAND)
return -EBADMSG;
} else {
if (status & 0xFDFFA000)
pr_warning("%s: unexpected status %#x after "
"switch", mmc_hostname(card->host), status);
if (status & R1_SWITCH_ERROR)
return -EBADMSG;
}
return 0;
}后续会有一篇文章《结合log分析emmc初始化过程中的命令流程》来说明上述mmc_init_card的实际流程。
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