Linux MMC framework2：基本组件之host

声明：本文很多内容和思路参考了http://www.wowotech.net/comm/mmc_host_driver.html，对原作者表示感谢！

1.前言

本文是Linux MMC framework的第二篇，将介绍host对象的基本结构和相应的操作

2.主要数据结构和API

2.1 struct mmc_host

Elemete Name	struct mmc_host
Path	include/linux/mmc/host.h
Responsiblities	mmc core使用struct mmc_host来抽象mmc host controller
Attributions	parent : struct device *类型，指向该mmc host的父设备，一般为注册此mmc_host的platform device class_dev：一个struct device类型的变量，是该MMC host在设备模型中作为一个“设备”的体现。当然，人如其名，该设备从属于某一个class（mmc_host_class） index：该mmc_host的索引号，因为有可能有多个mmc host controller ops：struct mmc_host_ops *类型的指针，包含了此mmc_host所有的操作函数集，见struct mmc_host_ops结构体描述 f_min、f_max、f_init，该MMC host支持的时钟频率范围，最小频率、最大频率以及初始频率 ocr_avail：通常的OCR电压范围 ocr_avail_sdio、ocr_avail_sd、ocr_avail_mmc：sdio sd mmc特定的电压范围 pm_notify：struct notifier_block类型，电源管理相关的notify max_current_330/max_current_300/max_current_180：支持的最大电流 mmcid： caps：host所具备的能力 caps2：host所具备的其它功能 pm_caps：mmc_pm_flag_t类型，支持的pm特性 clk_requests： clk_delay： clk_gated：clk是否已经开启了 clk_gate_work：struct delayed_work类型 clk_old： clk_lock：spinlock_t 类型，对clk相关临界资源保护 clk_gate_mutex：struct mutex，保护clk gate的排它锁 clkgate_delay_attr：struct device_attribute类型 clkgate_delay： max_seg_size：一个segment最大为多少字节 max_segs：最多支持多少segments unused： max_req_size：一个request的最大字节个数 max_blk_size：一个mmc block的最大大小 max_blk_count：一个request的最大block数目 max_discard_to：最大的discard超时时间（ms） lock：spinlock_t类型mmc的互斥保护 ios：struct mmc_ios类型，当前的io总线设置 ocr：当前的操作电压设置 use_spi_crc: claimed:host排他声明 bus_dead:总线是否被释放 removed:host是否被移除了 rescan_disable：是否禁用卡检测，一般初始时禁用，ready后才使能 rescan_entered：用于非可移除式设备 card：struct mmc_card *类型，用于连接到这个host的设备 wq：wait_queue_head_t类型，work队列 claimer：struct task_struct *类型，host声明的task claim_cnt："claim" nesting count detect:struct delayed_work 类型，用于检测卡的work线程 detect_wake_lock：struct wake_lock detect_change：card detect flag slot：struct mmc_slot类型; bus_ops：struct mmc_bus_ops *类型， current bus driver bus_refs：reference counter bus_resume_flags： sdio_irqs： sdio_irq_thread：struct task_struct *类型 sdio_irq_pending： sdio_irq_thread_abort：atomic_t类型 pm_flags：mmc_pm_flag_t 类型，请求的pm特性 led：struct led_trigger *类型 regulator_enabled：regulator状态 supply：struct mmc_supply类型 debugfs_root：struct dentry *类型，用于在debugfs中显示相应节点 areq：struct mmc_async_req *类型，  /* active async req */ context_info：struct mmc_context_info类型，; /* async synchronization info */ fail_mmc_request：struct fault_attr类型 actual_clock：Actual HC clock rate slotno：used for sdio acpi binding private:一个0长度的数组，可以在mmc_alloc_host时指定长度，由host controller driver自行支配
Operations	struct mmc_host *mmc_alloc_host(int extra, struct device *dev) 分配一个mmc_host结构体，并对其进行初始化 int mmc_add_host(struct mmc_host *host) 将host device注册进设备驱动模型，并做host硬件的初始化，向PM core 注册notify, 在本函数完成之前，必须能保证host可以使用 void mmc_remove_host(struct mmc_host *host) 将host device从设备驱动模型移除，并将所有的卡与bus切断连接，向pm core注销notify，将mmc bus掉电 void mmc_free_host(struct mmc_host *host) 释放mmc_host结构体 int mmc_power_save_host(struct mmc_host *host) 对host掉电处理 int mmc_power_restore_host(struct mmc_host *host) 恢复host上电 void mmc_detect_change(struct mmc_host *host, unsigned long delay) 检测mmc卡的状态 void mmc_request_done(struct mmc_host *host, struct mmc_request *mrq) mmc host在处理完一次request后需要调用此函数来进行后处理 static inline void mmc_signal_sdio_irq(struct mmc_host *host) void sdio_run_irqs(struct mmc_host *host); int mmc_regulator_get_ocrmask(struct regulator *supply) 返回支持的操作电压范围 int mmc_regulator_set_ocr(struct mmc_host *mmc, struct regulator *supply, unsigned short vdd_bit); 设置regulator以匹配操作电压 int mmc_regulator_set_vqmmc(struct mmc_host *mmc, struct mmc_ios *ios) int mmc_regulator_get_supply(struct mmc_host *mmc) 通过device tree获取vcc和vccq int mmc_pm_notify(struct notifier_block *notify_block, unsigned long mode, void *unused) 用于pm在suspend时做卡移除操作 static inline int mmc_card_is_removable(struct mmc_host *host) 卡是否被移除 static inline int mmc_card_keep_power(struct mmc_host *host) 卡在suspend时是否仍然保持供电 static inline int mmc_card_wake_sdio_irq(struct mmc_host *host) sdio中断来时是否会唤醒休眠的系统 static inline int mmc_host_cmd23(struct mmc_host *host) 是否支持CMD23 static inline int mmc_boot_partition_access(struct mmc_host *host) 是否支持从boot分区访问 static inline int mmc_host_uhs(struct mmc_host *host) 返回host支持的访问速率 static inline int mmc_host_packed_wr(struct mmc_host *host) static inline int mmc_card_hs(struct mmc_card *card) static inline int mmc_card_uhs(struct mmc_card *card) static inline bool mmc_card_hs200(struct mmc_card *card) static inline bool mmc_card_ddr52(struct mmc_card *card) static inline bool mmc_card_hs400(struct mmc_card *card) void mmc_retune_timer_stop(struct mmc_host *host) static inline void mmc_retune_needed(struct mmc_host *host) static inline void mmc_retune_recheck(struct mmc_host *host)

2.2 struct mmc_host_ops

Elemete Name	struct mmc_host_ops
Path	include/linux/mmc/host.h
Responsiblities	主要包含了host contrller 所需要实现的操作
Attributions	post_req/pre_req：是为了支持双buffer的请求(一个请求正在处理，同时准备另一个请求) request：用来处理一次transfer request 如下的函数可能会sleep，不能在中断上下文中调用： set_ios： get_ro:获取卡的读写状态，返回0表示可读写卡，返回1表示只读卡，返回-ENOSYS表示不支持，返回其它的负值表示其它错误发生 get_cd:返回0表示卡未连接，返回1表示卡有连接，返回-ENOSYS表示不支持，返回其它的负值表示其它错误发生 enable_sdio_irq： init_card： start_signal_voltage_switch： card_busy： execute_tuning：根据SD和eMMC卡的不同，调节tuning命令操作码值 select_drive_strength：设定驱动能力 hw_reset：对device执行reset操作 card_event： multi_io_quirk
Operations

2.3 struct mmc_ios

Elemete Name	struct mmc_ios
Path	include/linux/mmc/host.h
Responsiblities
Attributions	clock: vdd: bus_mode:command输出模式，opendrain or pushpull chip_select:用于SPI片选 power_mode：power supply mode bus_width: timing:时序 signal_voltage：信号电压 drv_type:
Operations

3. 主要流程

3.1 mmc_add_host

mmc_add_host->

　　mmc_start_host->

　　　　mmc_detect_change->

　　　　　　mmc_rescan->

　　　　　　　　mmc_rescan_try_freq->

　　　　　　　　　　mmc_attach_mmc

• mmc_add_host

一般在xxx_mmc_probe中执行mmc_add_host来对sd进行注册并完成相应的初始化

• mmc_start_host

mmc_start_host会调用mmc_detect_change会启动detect的work线程来做mmc检测，对应的线程处理函数为mmc_rescan

• mmc_rescan

对一些边界情况进行处理：
a)如果卡检测禁用了，则直接退出；
b)如果是不可移除的卡，如贴片的eMMC;，则只检测一次退出；
c)如果定义了总线的bus_ops->detect函数，则执行之；

如果host的bus被移除了，就为用户空间准备一把超时锁，为做相关处理争取时间；
调用mmc_bus_put来尝试释放总线，即将host->bus_ops 标记为 NULL；
如果host->bus_ops 不为NULL，说明卡在线，已经扫描过，直接退出；
通过调用host->ops->get_cd来获取卡在线状态，如果不在线作相应处理：mmc_power_off和mmc_release_host；
除去上面几种特殊情况，说明是首次扫描卡，则通过调用mmc_rescan_try_freq进行卡扫描

• mmc_rescan_try_freq

将按照如下的几种频率来对卡进行扫描：
static const unsigned freqs[] = { , , ,  };
mmc_power_up：主要分两阶段MMC_POWER_UP完成给卡的上电，MMC_POWER_ON完成时钟设置以及对模块CLK EN的使能;
mmc_hw_reset_for_init：对卡做reset（主要是对eMMC卡）；
sdio_reset：发送CMD52给SDIO卡作reset，SD/eMMC会忽略这个命令；
mmc_go_idle:发送CMD0,命令的flags一般包括了response类型和CMD类型，对于非SPI模式需要将D3设置为高电平，以防进入SPI模式；arg为0，进入IDLE模式。
这里是按照如下的顺序来进行扫描：SDIO   SD  MMC
以emmc检测为例，因此扫描时会调用回调mmc_attach_mmc()

• mmc_attach_mmc

主要完成card的初始化（一般是identification mode下），并通过mmc_add_card将mmc_card注册到mmc bus，这样就触发了执行前文所述的mmc_blk_probe函数

TODO