S3C2440上MMC/SD卡驱动实例开发讲解(二)

一、开发环境

• 主  机：VMWare--Fedora 9
• 开发板：Mini2440--64MB Nand, Kernel:2.6.30.4
• 编译器：arm-linux-gcc-4.3.2

上接：S3C2440上MMC/SD卡驱动实例开发讲解(一)

6. s3cmci_ops SDI主机控制器操作接口函数功能分析：

static struct mmc_host_ops s3cmci_ops =
{
    .request = s3cmci_request,//实现host的请求处理(即：命令和数据的发送和接收)
    .set_ios = s3cmci_set_ios,//通过核心层传递过来的ios，配置host寄存器(使能时钟、总线带宽等)
    .get_ro  = s3cmci_get_ro,//通过读取GPIO端口来判断卡是否写有保护
    .get_cd  = s3cmci_card_present,//通过读取GPIO端口来判断卡是否存在
};

mmc_host_ops结构体定义了对host主机进行操作的各种方法，其定义在Core核心层的host.h中，也就是Core核心层对Host主机层提供的接口函数。这里各种方法的函数原型如下：

void  (*request)(struct mmc_host *host, struct mmc_request *req);
void  (*set_ios)(struct mmc_host *host, struct mmc_ios *ios);
int   (*get_ro)(struct mmc_host *host);
int   (*get_cd)(struct mmc_host *host);

从各函数原型上看，他们都将mmc_host结构体作为参数，所以我在刚开始的时候就说过mmc_host结构体是MMC/SD卡驱动中比较重要的数据结构。 可以这样说，他是Core层与Host层进行数据交换的载体。那么，这些接口函数何时会被调用呢？答案可以在Core层的core.c和sd.c中找到，我们可以看到如下部分代码：

static void mmc_start_request(struct mmc_host *host, struct mmc_request *mrq)
{
    ......
    host->ops->request(host, mrq);//导致s3cmci_request被调用
}

static inline void mmc_set_ios(struct mmc_host *host)
{
    ......
    host->ops->set_ios(host, ios);//导致s3cmci_set_ios被调用
}

void mmc_rescan(struct work_struct *work)
{
    ......//导致s3cmci_card_present被调用
    if (host->ops->get_cd && host->ops->get_cd(host) == 0)
            goto out;
    ......
}

static int mmc_sd_init_card(struct mmc_host *host, u32 ocr,
    struct mmc_card *oldcard)
{
    ......
    /* Check if read-only switch is active.*/
    if (!oldcard)
    {   //导致s3cmci_get_ro被调用
        if (!host->ops->get_ro || host->ops->get_ro(host) < 0)
        {
            printk(KERN_WARNING "%s: host does not "
                "support reading read-only "
                "switch. assuming write-enable.\n",
                mmc_hostname(host));
        }
        else
        {
            if (host->ops->get_ro(host) > 0)
                mmc_card_set_readonly(card);
        }
    }
    ......
}

好了，我们开始分析每个接口函数的具体实现吧，从简单的开始吧。 判断卡是否存在，如下代码：

static int s3cmci_card_present(struct mmc_host *mmc)
{
    //从mmc_host的对象中获取出s3cmci_host结构体的数据，在s3cmci_probe函数中进行关联的
    struct s3cmci_host *host = mmc_priv(mmc);
    struct s3c24xx_mci_pdata *pdata = host->pdata;
    int ret;

    //判断有无设置卡检测引脚端口，引脚在s3cmci_probe函数中已设置
    if (pdata->gpio_detect == 0)
        return -ENOSYS;

    //从设置的卡检测引脚中读出当前的电平值，来判断卡是插入存在的还是被拔出不存在的
    ret = s3c2410_gpio_getpin(pdata->gpio_detect) ? 0 : 1;
    return ret ^ pdata->detect_invert;
}

获取卡是否写有保护，其实实现跟卡检查类似，代码如下：

static int s3cmci_get_ro(struct mmc_host *mmc)
{
    //从mmc_host的对象中获取出s3cmci_host结构体的数据，在s3cmci_probe函数中进行关联的
    struct s3cmci_host *host = mmc_priv(mmc);
    struct s3c24xx_mci_pdata *pdata = host->pdata;
    int ret;

    //判断有无设置卡写保护引脚端口，引脚在s3cmci_probe函数中已设置
    if (pdata->gpio_wprotect == 0)
        return 0;

    //从设置的卡写保护引脚中读出当前的电平值，来判断卡是否写有保护
    ret = s3c2410_gpio_getpin(pdata->gpio_wprotect);

    if (pdata->wprotect_invert)
        ret = !ret;

    return ret;
}

配置host寄存器的时钟和总线宽度，代码如下：

static void s3cmci_set_ios(struct mmc_host *mmc, struct mmc_ios *ios)
{
    //从mmc_host的对象中获取出s3cmci_host结构体的数据，在s3cmci_probe函数中进行关联的
    struct s3cmci_host *host = mmc_priv(mmc);
    u32 mci_con;

    //读取SDI控制寄存器的值
    mci_con = readl(host->base + S3C2410_SDICON);

    //ios结构体参数从Core层传递过来，根据不同的电源状态来配置SDI各寄存器
    switch (ios->power_mode)
    {
        case MMC_POWER_ON:
        case MMC_POWER_UP:
            //根据开发板引脚连接情况配置SDI控制器的各信号线，包括：时钟线、命令线和四条数据线
            s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE5, S3C2410_GPE5_SDCLK);
            s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE6, S3C2410_GPE6_SDCMD);
            s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE7, S3C2410_GPE7_SDDAT0);
            s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE8, S3C2410_GPE8_SDDAT1);
            s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE9, S3C2410_GPE9_SDDAT2);
            s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE10, S3C2410_GPE10_SDDAT3);
    
            if (host->pdata->set_power)
                host->pdata->set_power(ios->power_mode, ios->vdd);
    
            break;
    
        case MMC_POWER_OFF:
        default:
            //如果电源状态为关闭或者默认情况下，关闭SDI的时钟信号
            s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPE5, 0);
            s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE5, S3C2410_GPE5_OUTP);
    
            //根据数据手册的SDICON寄存器位的介绍，此处是将整个sdmmc时钟复位
            mci_con |= S3C2440_SDICON_SDRESET;
    
            if (host->pdata->set_power)
                host->pdata->set_power(ios->power_mode, ios->vdd);
    
            break;
    }

    //设置SDI波特率预定标器寄存器以确定时钟，看其定义部分
    s3cmci_set_clk(host, ios);

    //根据SDI当前的时钟频率来设置寄存器的使能时钟位
    if (ios->clock)
        mci_con |= S3C2410_SDICON_CLOCKTYPE;
    else
        mci_con &= ~S3C2410_SDICON_CLOCKTYPE;

    //将计算好的值写回SDI控制寄存器
    writel(mci_con, host->base + S3C2410_SDICON);

    //下面只是一些调试信息，可以不要
    if ((ios->power_mode == MMC_POWER_ON) || (ios->power_mode == MMC_POWER_UP))
    {
        dbg(host, dbg_conf, "running at %lukHz (requested: %ukHz).\n",
            host->real_rate/1000, ios->clock/1000);
    }
    else
    {
        dbg(host, dbg_conf, "powered down.\n");
    }

    //设置总线宽度
    host->bus_width = ios->bus_width;
}

//设置SDI波特率预定标器寄存器以确定时钟
static void s3cmci_set_clk(struct s3cmci_host *host, struct mmc_ios *ios)
{
    u32 mci_psc;

    //根据SDI工作时钟频率范围来确定时钟预分频器值
    for (mci_psc = 0; mci_psc < 255; mci_psc++)
    {
        host->real_rate = host->clk_rate / (host->clk_div*(mci_psc+1));

        if (host->real_rate <= ios->clock)
            break;
    }

    //根据数据手册描述，SDI波特率预定标器寄存器只有8个位，所以最大值为255
    if (mci_psc > 255)
        mci_psc = 255;

    host->prescaler = mci_psc;//确定的预分频器值
    
    //将预分频器值写于SDI波特率预定标器寄存器中
    writel(host->prescaler, host->base + S3C2410_SDIPRE);

    if (ios->clock == 0)
        host->real_rate = 0;
}

MMC/SD请求处理，这是Host驱动中比较重要的一部分。请求处理的整个流程请参考(一)中的流程图，他很好的描述了一个请求是怎样从Host层发出，通过Core层提交到Card层被块设备处理的。下面看代码：

static void s3cmci_request(struct mmc_host *mmc, struct mmc_request *mrq)
{
    //从mmc_host的对象中获取出s3cmci_host结构体的数据，在s3cmci_probe函数中进行关联的
    struct s3cmci_host *host = mmc_priv(mmc);

    //s3cmci_host结构体定义的status主要是记录请求过程所处的阶段及状态，方便调试时使用
    host->status = "mmc request";
    //请求处理主要包括MMC/SD命令和数据处理，所以定义cmd_is_stop来区分是哪种请求
    host->cmd_is_stop = 0;
    //将Core层的mmc_request对象保存到Host层中以备使用
    host->mrq = mrq;

    //在开始发出一个请求前先要检测一下卡是否还存在，否则提交到了块设备层而没有请求处理的对象发生错误
    if (s3cmci_card_present(mmc) == 0)
    {
        dbg(host, dbg_err, "%s: no medium present\n", __func__);
        host->mrq->cmd->error = -ENOMEDIUM;
        mmc_request_done(mmc, mrq);//如果卡不存在则马上结束这次请求
    }
    else
    {
        s3cmci_send_request(mmc);//如果卡还存在则发出请求
    }
}

//发送请求
static void s3cmci_send_request(struct mmc_host *mmc)
{
    //从mmc_host的对象中获取出s3cmci_host结构体的数据，在s3cmci_probe函数中进行关联的
    struct s3cmci_host *host = mmc_priv(mmc);
    //取出在s3cmci_request函数中保存的mmc_request对象以使用
    struct mmc_request *mrq = host->mrq;
    //在s3cmci_request函数中设置的cmd_is_stop初始值为0，表示当前是命令请求
    struct mmc_command *cmd = host->cmd_is_stop ? mrq->stop : mrq->cmd;

    //清空SDI命令状态寄存器、数据状态寄存器和FIFO状态寄存器
    writel(0xFFFFFFFF, host->base + S3C2410_SDICMDSTAT);
    writel(0xFFFFFFFF, host->base + S3C2410_SDIDSTA);
    writel(0xFFFFFFFF, host->base + S3C2410_SDIFSTA);

    //如果当前这次的请求是数据请求
    if (cmd->data)
    {
        //进入数据请求处理设置，主要是数据控制寄存器的配置
        int res = s3cmci_setup_data(host, cmd->data);

        if (res)
        {
            //如果在数据请求设置中出现异常，则马上结束这次请求
            dbg(host, dbg_err, "setup data error %d\n", res);
            cmd->error = res;
            cmd->data->error = res;

            mmc_request_done(mmc, mrq);
            return;
        }

        //判断数据处理的方式是DAM还是FIFO，在s3cmci_probe函数中初始的是0，所以没有使用DMA的方式
        if (host->dodma)
            res = s3cmci_prepare_dma(host, cmd->data);
        else
            res = s3cmci_prepare_pio(host, cmd->data);

        if (res)
        {
            //如果请求处理数据失败则也要马上结束这次请求
            dbg(host, dbg_err, "data prepare error %d\n", res);
            cmd->error = res;
            cmd->data->error = res;

            mmc_request_done(mmc, mrq);
            return;
        }
    }

    //否则这次请求是命令请求
    s3cmci_send_command(host, cmd);

    //还记得在s3cmci_probe中SDI未准备好是屏蔽了SD中断，所以这里就使能中断
    enable_irq(host->irq);
}

//数据请求处理设置，主要是数据控制寄存器的配置
static int s3cmci_setup_data(struct s3cmci_host *host, struct mmc_data *data)
{
    u32 dcon, imsk, stoptries = 3;

    /*如果不是数据处理请求则清零SDI数据控制寄存器*/
    if (!data)
    {
        writel(0, host->base + S3C2410_SDIDCON);
        return 0;
    }

    //根据SDI模块大小寄存器描述，如果在多模块下BlkSize必须分配字大小即：BlkSize[1:0]=00
    //所以这里与上3(即：二进制的11)来判断的是单模块
    if ((data->blksz & 3) != 0)
    {
        //如果在单模块处理的情况下，模块数大于1了，就出现异常
        if (data->blocks > 1)
        {
            pr_warning("%s: can't do non-word sized block transfers (blksz %d)\n", __func__, data->blksz);
            return -EINVAL;
        }
    }

    //循环判断数据是否正在传输中(发送或者接收)
    while (readl(host->base + S3C2410_SDIDSTA) & (S3C2410_SDIDSTA_TXDATAON | S3C2410_SDIDSTA_RXDATAON))
    {
        dbg(host, dbg_err, "mci_setup_data() transfer stillin progress.\n");

        //如果正在传输中则立刻停止传输
        writel(S3C2410_SDIDCON_STOP, host->base + S3C2410_SDIDCON);
        //接着立刻复位整个MMC/SD时钟
        s3cmci_reset(host);

        //这里应该是起到一个延迟的效果。因为硬件停止传输到复位MMC/SD需要一点时间，而循环判断非常快。
        //如果在这个时间内硬件还处在数据传输中而没有复位好，则异常
        if ((stoptries--) == 0)
        {
            return -EINVAL;
        }
    }

    dcon = data->blocks & S3C2410_SDIDCON_BLKNUM_MASK;

    //如果使用DMA传输，则使能SDI数据控制寄存器的DMA
    if (host->dodma)
        dcon |= S3C2410_SDIDCON_DMAEN;

    //如果设置总线宽度为4线，则使能SDI数据控制寄存器的总线宽度模式为宽总线模式(即：4线模式)
    if (host->bus_width == MMC_BUS_WIDTH_4)
        dcon |= S3C2410_SDIDCON_WIDEBUS;

    //配置SDI数据控制寄存器的数据传输模式为模块数据传输
    if (!(data->flags & MMC_DATA_STREAM))
        dcon |= S3C2410_SDIDCON_BLOCKMODE;

    if (data->flags & MMC_DATA_WRITE)
    {
        //数据发送命令响应收到后开始数据传输
        dcon |= S3C2410_SDIDCON_TXAFTERRESP;
        //数据发送模式
        dcon |= S3C2410_SDIDCON_XFER_TXSTART;
    }

    if (data->flags & MMC_DATA_READ)
    {
        //数据发送命令响应收到后开始数据接收
        dcon |= S3C2410_SDIDCON_RXAFTERCMD;
        //数据接收模式
        dcon |= S3C2410_SDIDCON_XFER_RXSTART;
    }

    //FIFO传输的大小使用字传输类型
    dcon |= S3C2440_SDIDCON_DS_WORD;
    
    //数据传输开始
    dcon |= S3C2440_SDIDCON_DATSTART;

    //将以上配置的值写入SDI数据控制寄存器生效
    writel(dcon, host->base + S3C2410_SDIDCON);

    //配置模块大小寄存器的块大小值
    writel(data->blksz, host->base + S3C2410_SDIBSIZE);

    //出现FIFO失败SDI中断使能；数据接收CRC错误SDI中断使能；数据接收超时SDI中断使能；数据计时器为0SDI中断使能
    imsk = S3C2410_SDIIMSK_FIFOFAIL | S3C2410_SDIIMSK_DATACRC | S3C2410_SDIIMSK_DATATIMEOUT | S3C2410_SDIIMSK_DATAFINISH;
    enable_imask(host, imsk);//使能中断


    //将配置的值写入SDI中断屏蔽寄存器，使之生效
    writel(0x007FFFFF, host->base + S3C2410_SDITIMER);

    return 0;
}

//复位整个MMC/SD时钟
static void s3cmci_reset(struct s3cmci_host *host)
{
    u32 con = readl(host->base + S3C2410_SDICON);

    con |= S3C2440_SDICON_SDRESET;
    writel(con, host->base + S3C2410_SDICON);
}

//使能中断
static inline u32 enable_imask(struct s3cmci_host *host, u32 imask)
{
    u32 newmask;

    newmask = readl(host->base + host->sdiimsk);
    newmask |= imask;

    writel(newmask, host->base + host->sdiimsk);

    return newmask;
}

//屏蔽中断
static inline u32 disable_imask(struct s3cmci_host *host, u32 imask)
{
    u32 newmask;

    newmask = readl(host->base + host->sdiimsk);
    newmask &= ~imask;

    writel(newmask, host->base + host->sdiimsk);

    return newmask;
}

//清空中断屏蔽寄存器
static inline void clear_imask(struct s3cmci_host *host)
{
    writel(0, host->base + host->sdiimsk);
}

//使用DMA传输数据方式，注意：这里就不讲如何使用DMA的具体细节了，以后再讲。
//对于驱动中相关DMA操作的方法都在plat-s3c24xx/dma.c中定义了。
static int s3cmci_prepare_dma(struct s3cmci_host *host, struct mmc_data *data)
{
    int dma_len, i;
    
    //判断DMA传输的方向是读还是写
    int rw = (data->flags & MMC_DATA_WRITE) ? 1 : 0;

    //根据传输的方向来配置DMA相关寄存器
    s3cmci_dma_setup(host, rw ? S3C2410_DMASRC_MEM : S3C2410_DMASRC_HW);
    //s3c2410_dma_ctrl函数将根据标志flag来控制DMA传输的开始、停止等操作
    s3c2410_dma_ctrl(host->dma, S3C2410_DMAOP_FLUSH);

    //合并data->sg上相邻的段，映射一个发散/汇聚DMA操作

    //返回值是传送的DMA缓冲区数，可能会小于sg_len，也就是说sg_len与dma_len可能是不同。
    dma_len = dma_map_sg(mmc_dev(host->mmc), data->sg, data->sg_len,
             (rw) ? DMA_TO_DEVICE : DMA_FROM_DEVICE);

    if (dma_len == 0)
        return -ENOMEM;

    host->dma_complete = 0;//初始DMA操作的状态
    host->dmatogo = dma_len;//保存合并后的段数

    for (i = 0; i < dma_len; i++)
    {
        int res;

        //分配一个数据段管理结构体，并将各数据段穿成单向链表，以及加载一个数据段到DMA通道

        //sg_dma_address返回的是总线(DMA)的地址，sg_dma_len返回的是缓存区的长度
        res = s3c2410_dma_enqueue(host->dma, (void *) host, sg_dma_address(&data->sg[i]), sg_dma_len(&data->sg[i]));

        if (res)
        {
            s3c2410_dma_ctrl(host->dma, S3C2410_DMAOP_FLUSH);
            return -EBUSY;
        }
    }

    //开始DMA数据传输，数据传输会在接收到请求后真正开始
    s3c2410_dma_ctrl(host->dma, S3C2410_DMAOP_START);

    return 0;
}

//根据传输的方向来配置DMA相关寄存器，详细描述请查看数据手册DMA章节
static void s3cmci_dma_setup(struct s3cmci_host *host, enum s3c2410_dmasrc source)
{
    static enum s3c2410_dmasrc last_source = -1;
    static int setup_ok;

    if (last_source == source)
        return;

    last_source = source;

    //配置DMA源或者目标硬件类型和地址，这里DMA使用的是物理地址，不是虚拟地址。
    s3c2410_dma_devconfig(host->dma, source, 3, host->mem->start + host->sdidata);

    //这个判断的作用是让下面的代码只执行一次，以后不在被执行
    if (!setup_ok)
    {
        //配置DMA控制寄存器中的传输数据大小单位
        s3c2410_dma_config(host->dma, 4, 0);
        //设置DMA回调函数为s3cmci_dma_done_callback，当一段数据传输完后该函数被调用
        s3c2410_dma_set_buffdone_fn(host->dma, s3cmci_dma_done_callback);
        s3c2410_dma_setflags(host->dma, S3C2410_DMAF_AUTOSTART);
        setup_ok = 1;
    }
}

 

//DMA回调函数, 当一段数据传输完后该函数被调用
static void s3cmci_dma_done_callback(struct s3c2410_dma_chan *dma_ch, void *buf_id, int size,
                 enum s3c2410_dma_buffresult result)
{
    struct s3cmci_host *host = buf_id;//这个s3cmci_host类型的参数是在s3c2410_dma_enqueue的时候传递进来的

    unsigned long iflags;
    u32 mci_csta, mci_dsta, mci_fsta, mci_dcnt;

    mci_csta = readl(host->base + S3C2410_SDICMDSTAT);//命令状态寄存器的值
    mci_dsta = readl(host->base + S3C2410_SDIDSTA);//数据状态寄存器的值
    mci_fsta = readl(host->base + S3C2410_SDIFSTA);//FIFO状态寄存器的值
    mci_dcnt = readl(host->base + S3C2410_SDIDCNT);//数据保留计数器寄存器的值

    spin_lock_irqsave(&host->complete_lock, iflags);

    //如果DMA返回错误，则调到错误处理处进行错误处理
    if (result != S3C2410_RES_OK)
    {
        goto fail_request;
    }

    host->dmatogo--; //合并data->sg上相邻后的段数递减

    
    //如果合并的段数不为0，即所有的段还没有处理完
    if (host->dmatogo)
    {
        goto out;
    }

    //否则，标识这次DMA操作真正完成了
    host->complete_what = COMPLETION_FINALIZE;

out:
    //切换到中断底半部执行
    tasklet_schedule(&host->pio_tasklet);
    spin_unlock_irqrestore(&host->complete_lock, iflags);
    return;

fail_request:
    host->mrq->data->error = -EINVAL;
    host->complete_what = COMPLETION_FINALIZE;
    //如果DMA请求失败，则屏蔽SDI中断
    writel(0, host->base + host->sdiimsk);
    goto out;
}

//使用FIFO传输数据方式。具体操作就是调用do_pio_write往FIFO中填充数据，当64字节的FIFO少于33字节时就会产生中断；
//或者是从SD读数据，则先使能中断，当FIFO多于31字节时时，则会调用中断服务程序，中断服务程序中将会调用do_pio_read读出FIFO的数据。
static int s3cmci_prepare_pio(struct s3cmci_host *host, struct mmc_data *data)
{
    //跟DMA类似，这里同样要判断FIFO传输的方向是读还是写
    int rw = (data->flags & MMC_DATA_WRITE) ? 1 : 0;

    host->pio_sgptr = 0;
    host->pio_bytes = 0;
    host->pio_count = 0;
    host->pio_active = rw ? XFER_WRITE : XFER_READ;//记录FIFO操作状态共三种:读、写和无操作，定义在驱动头文件中

    if (rw) //写
    {
        //FIFO写操作
        do_pio_write(host);
        //使能中断。根据数据手册SDI中断屏蔽寄存器的描述，当发送FIFO半填满就产生SDI中断
        enable_imask(host, S3C2410_SDIIMSK_TXFIFOHALF);
    }
    else //读
    {
        //使能中断。根据数据手册SDI中断屏蔽寄存器的描述，当接收FIFO半填满或者接收FIFO有最后数据就产生SDI中断
        enable_imask(host, S3C2410_SDIIMSK_RXFIFOHALF | S3C2410_SDIIMSK_RXFIFOLAST);
    }

    return 0;
}

//FIFO写操作(即填充FIFO)
static void do_pio_write(struct s3cmci_host *host)
{
    void __iomem *to_ptr;
    int res;
    u32 fifo;
    u32 *ptr;

    //SDI数据寄存器的虚拟地址
    to_ptr = host->base + host->sdidata;

    //检查FIFO中当前的剩余空间
    while ((fifo = fifo_free(host)) > 3)
    {
        if (!host->pio_bytes)
        {
            //从分散***列表中获取要写的数据缓存，这里主要是获取缓存的长度和开始地址
            res = get_data_buffer(host, &host->pio_bytes, &host->pio_ptr);
            if (res)
            {
                host->pio_active = XFER_NONE;
                return;
            }
        }

        //如果FIFO剩余空间比这一次要写入的数据段长度要大
        if (fifo >= host->pio_bytes)
            fifo = host->pio_bytes;
        else
            fifo -= fifo & 3;

        host->pio_bytes -= fifo;//更新还剩下没写完的缓存长度
        host->pio_count += fifo;
        fifo = (fifo + 3) >> 2;//将字节数转化为字数
        ptr = host->pio_ptr;
        
        while (fifo--)//写入FIFO
            writel(*ptr++, to_ptr);
            
        host->pio_ptr = ptr;//更新当前地址指针的位置

    }

    //FIFO半填满时发生MMC/SD中断
    enable_imask(host, S3C2410_SDIIMSK_TXFIFOHALF);
}

//FIFO读操作
static void do_pio_read(struct s3cmci_host *host)
{
    int res;
    u32 fifo;
    u32 *ptr;
    u32 fifo_words;
    void __iomem *from_ptr;

    //设置SDI波特率预定标器寄存器的值
    writel(host->prescaler, host->base + S3C2410_SDIPRE);

    //SDI数据寄存器的虚拟地址
    from_ptr = host->base + host->sdidata;

    //检测FIFO中当前的数据个数
    while ((fifo = fifo_count(host)))
    {
        if (!host->pio_bytes)
        {
            //从分散***列表中获取要读数据缓存，这里主要是获取缓存的长度和开始地址的指针位置
            res = get_data_buffer(host, &host->pio_bytes, &host->pio_ptr);
            if (res)
            {
                host->pio_active = XFER_NONE;
                host->complete_what = COMPLETION_FINALIZE;
                return;
            }
        }

        //如果FIFO中当前的数据个数比这一次要读出的数据段长度要大
        if (fifo >= host->pio_bytes)
            fifo = host->pio_bytes;
        else
            fifo -= fifo & 3;

        host->pio_bytes -= fifo;//更新还剩下没读完的缓存长度
        host->pio_count += fifo;
        fifo_words = fifo >> 2;//将字节数转化为字数
        ptr = host->pio_ptr;
        
        while (fifo_words--)//从FIFO中读出数据
            *ptr++ = readl(from_ptr);
            
        host->pio_ptr = ptr;//更新当前地址指针的位置


        //如果fifo中的数据非字对齐则读取非对齐部分
        if (fifo & 3)
        {
            u32 n = fifo & 3;
            u32 data = readl(from_ptr);
            u8 *p = (u8 *)host->pio_ptr;

            while (n--)
            {
                *p++ = data;
                data >>= 8;
            }
        }
    }

    //请求的数据已读完
    if (!host->pio_bytes)
    {
        res = get_data_buffer(host, &host->pio_bytes, &host->pio_ptr);
        if (res)
        {
            host->pio_active = XFER_NONE;
            host->complete_what = COMPLETION_FINALIZE;
            return;
        }
    }

    //接收FIFO半满或者接收FIFO有最后数据时发生MMC/SD中断
    enable_imask(host, S3C2410_SDIIMSK_RXFIFOHALF | S3C2410_SDIIMSK_RXFIFOLAST);
}

//检测FIFO中当前的数据个数
static inline u32 fifo_count(struct s3cmci_host *host)
{
    //读取SDI FIFO状态寄存器
    u32 fifostat = readl(host->base + S3C2410_SDIFSTA);

    //FIFO中的数据个数是保存在寄存器的0-6位，所以与上S3C2410_SDIFSTA_COUNTMASK得出数据个数值
    //S3C2410_SDIFSTA_COUNTMASK定义在regs-sdi.h中为：0x7f，即：1111111
    fifostat &= S3C2410_SDIFSTA_COUNTMASK;
    return fifostat;
}

//检查FIFO中当前的剩余空间
static inline u32 fifo_free(struct s3cmci_host *host)
{
    //这里跟检测FIFO中当前的数据个数是一样的
    u32 fifostat = readl(host->base + S3C2410_SDIFSTA);

    fifostat &= S3C2410_SDIFSTA_COUNTMASK;
    return 63 - fifostat;//用FIFO的总容量-FIFO中当前的数据个数=剩余空间
}

//MMC/SD核心为mrq->data成员分配了一个struct scatterlist的表，用来支持分散***，
//使用这种方法，使物理上不一致的内存页，被组装成一个连续的数组，避免了分配大的缓冲区的问题
static inline int get_data_buffer(struct s3cmci_host *host, u32 *bytes, u32 **pointer)
{
    struct scatterlist *sg;

    //FIFO当前的操作状态验证
    if (host->pio_active == XFER_NONE)
        return -EINVAL;

    //MMC/SD请求及数据有效性验证
    if ((!host->mrq) || (!host->mrq->data))
        return -EINVAL;

    //数据缓存的入口有没有超过分散列表的范围
    if (host->pio_sgptr >= host->mrq->data->sg_len)
        return -EBUSY;

    //从分散***列表中获取一段数据缓存
    sg = &host->mrq->data->sg[host->pio_sgptr];

    *bytes = sg->length;//该段数据缓存的长度
    *pointer = sg_virt(sg);//该段数据缓存的入口地址(为虚拟地址)，相当于一个游标的意思

    host->pio_sgptr++;//准备下一段数据缓存的入口

    return 0;
}

//以上三段代码是对发送数据请求处理的，下面是发送命令请求
static void s3cmci_send_command(struct s3cmci_host *host, struct mmc_command *cmd)
{
    u32 ccon, imsk;

    //出现CRC状态错误|命令响应超时|接收命令响应|命令发出|响应CRC校验失败时，将产生SDI中断
    imsk = S3C2410_SDIIMSK_CRCSTATUS | S3C2410_SDIIMSK_CMDTIMEOUT |
        S3C2410_SDIIMSK_RESPONSEND | S3C2410_SDIIMSK_CMDSENT |
        S3C2410_SDIIMSK_RESPONSECRC;

    //将值写入SDI中断屏蔽寄存器中
    enable_imask(host, imsk);

    //判断请求所处在何种状态
    if (cmd->data)
        //如果有数据传输，则设当前任务为完成数据传输且接收命令响应状态
        host->complete_what = COMPLETION_XFERFINISH_RSPFIN;
    else if (cmd->flags & MMC_RSP_PRESENT)
        host->complete_what = COMPLETION_RSPFIN;
    else
        //命令发送状态
        host->complete_what = COMPLETION_CMDSENT;

    //设置命令参数寄存器
    writel(cmd->arg, host->base + S3C2410_SDICMDARG);

    ccon = cmd->opcode & S3C2410_SDICMDCON_INDEX;
    ccon |= S3C2410_SDICMDCON_SENDERHOST | S3C2410_SDICMDCON_CMDSTART;//命令操作开始

    if (cmd->flags & MMC_RSP_PRESENT)
        ccon |= S3C2410_SDICMDCON_WAITRSP;//主设备等待响应

    if (cmd->flags & MMC_RSP_136)
        ccon |= S3C2410_SDICMDCON_LONGRSP;//主设备接收一个136位长的响应


    //设置命令控制寄存器，开始命令的传输
    writel(ccon, host->base + S3C2410_SDICMDCON);
}

7. s3cmci_irq_cd SDI的卡检测中断服务功能

//当MMC/SD卡插入卡槽时引发的中断
static irqreturn_t s3cmci_irq_cd(int irq, void *dev_id)
{
    //这个dev_id参数是申请中断时传递过来的
    struct s3cmci_host *host = (struct s3cmci_host *)dev_id;

    //调用核心层中的方法将将struct delayed_work detect加入共享工作队列，
    //其处理函数为核心层中的mmc_rescan方法，用于卡的识别并初始化。
    mmc_detect_change(host->mmc, msecs_to_jiffies(500));

    return IRQ_HANDLED;
}

8. s3cmci_irq SDI的中断服务功能。我们从第6小节中对MMC/SD各种请求处理的代码中和(一)中“命令、数据发送流程图”中可以看出，在这个中断服务中将要处理很多请求相关的事情。但对于中断服务来说，这样会严重影响系统的性能，所以这正是为什么要在驱动中实现中断的底半部机制。下面看代码进行分析。

//MMC/SD卡中断服务程序
static irqreturn_t s3cmci_irq(int irq, void *dev_id)
{
    //dev_id参数是申请中断的时候传递过来的s3cmci_host结构体，void类型的指针可以存放任何的数据类型
    struct s3cmci_host *host = dev_id;
    struct mmc_command *cmd;
    u32 mci_csta, mci_dsta, mci_fsta, mci_dcnt, mci_imsk;
    u32 mci_cclear, mci_dclear;
    unsigned long iflags;

    //关中断并保持状态字
    spin_lock_irqsave(&host->complete_lock, iflags);

    //分别读命令状态、数据状态、数据保留计数器、FIFO状态、中断屏蔽寄存器的值
    mci_csta = readl(host->base + S3C2410_SDICMDSTAT);
    mci_dsta = readl(host->base + S3C2410_SDIDSTA);
    mci_dcnt = readl(host->base + S3C2410_SDIDCNT);
    mci_fsta = readl(host->base + S3C2410_SDIFSTA);
    mci_imsk = readl(host->base + host->sdiimsk);
    mci_cclear = 0;
    mci_dclear = 0;

    //如果当前没有请求状态或者请求已经完成了，则恢复中断什么都不做
    if ((host->complete_what == COMPLETION_NONE) || (host->complete_what == COMPLETION_FINALIZE))
    {
        host->status = "nothing to complete";
        clear_imask(host);
        goto irq_out;
    }

    //如果核心层无MMC/SD请求，则恢复中断什么都不做
    if (!host->mrq)
    {
        host->status = "no active mrq";
        clear_imask(host);
        goto irq_out;
    }

    //获取当前发送命令有无完成
    cmd = host->cmd_is_stop ? host->mrq->stop : host->mrq->cmd;

    //如果发送命令完成了，则恢复中断什么都不做
    if (!cmd)
    {
        host->status = "no active cmd";
        clear_imask(host);
        goto irq_out;
    }

    //判断在数据传输状态时使用的传输方式
    if (!host->dodma)
    {
        //不是DMA传输。如果是FIFO写，则切换到底半部去进行FIFO的写操作
        if ((host->pio_active == XFER_WRITE) && (mci_fsta & S3C2410_SDIFSTA_TFDET))
        {
            disable_imask(host, S3C2410_SDIIMSK_TXFIFOHALF);
            tasklet_schedule(&host->pio_tasklet);
            host->status = "pio tx";
        }

        //如果是FIFO读，则切换到底半部去进行FIFO的读操作
        if ((host->pio_active == XFER_READ) && (mci_fsta & S3C2410_SDIFSTA_RFDET))
        {
            disable_imask(host, S3C2410_SDIIMSK_RXFIFOHALF | S3C2410_SDIIMSK_RXFIFOLAST);
            tasklet_schedule(&host->pio_tasklet);
            host->status = "pio rx";
        }
    }

    //命令响应超时
    if (mci_csta & S3C2410_SDICMDSTAT_CMDTIMEOUT)
    {
        dbg(host, dbg_err, "CMDSTAT: error CMDTIMEOUT\n");
        cmd->error = -ETIMEDOUT;
        host->status = "error: command timeout";
        goto fail_transfer;
    }

    //命令发送结束
    if (mci_csta & S3C2410_SDICMDSTAT_CMDSENT)
    {
        if (host->complete_what == COMPLETION_CMDSENT)
        {
            host->status = "ok: command sent";
            goto close_transfer;
        }

        mci_cclear |= S3C2410_SDICMDSTAT_CMDSENT;
    }

    //收到命令响应，CRC校验失败
    if (mci_csta & S3C2410_SDICMDSTAT_CRCFAIL)
    {
        if (cmd->flags & MMC_RSP_CRC)
        {
            if (host->mrq->cmd->flags & MMC_RSP_136)
            {
                dbg(host, dbg_irq, "fixup: ignore CRC fail with long rsp\n");
            } else {
                /* note, we used to fail the transfer
                 * here, but it seems that this is just
                 * the hardware getting it wrong.
                 *
                 * cmd->error = -EILSEQ;
                 * host->status = "error: bad command crc";
                 * goto fail_transfer;
                */
            }
        }

        mci_cclear |= S3C2410_SDICMDSTAT_CRCFAIL;
    }

    //收到命令响应，响应结束
    if (mci_csta & S3C2410_SDICMDSTAT_RSPFIN)
    {
        //如果当前任务是完成，接收命令响应
        if (host->complete_what == COMPLETION_RSPFIN)
        {
            host->status = "ok: command response received";
            goto close_transfer;//停止传输

        }
        
        //当前任务是完成数据传输和接收命令响应
        if (host->complete_what == COMPLETION_XFERFINISH_RSPFIN)
            //标记当前任务为完成数据传输
            host->complete_what = COMPLETION_XFERFINISH;

        //清除收到命令响应标志
        mci_cclear |= S3C2410_SDICMDSTAT_RSPFIN;
    }

    if (!cmd->data)
        goto clear_status_bits;

    //FIFO失败
    if (mci_fsta & S3C2440_SDIFSTA_FIFOFAIL)
    {
        dbg(host, dbg_err, "FIFO failure\n");
        host->mrq->data->error = -EILSEQ;
        host->status = "error: 2440 fifo failure";
        goto fail_transfer;
    }

    //接收CRC错误
    if (mci_dsta & S3C2410_SDIDSTA_RXCRCFAIL)
    {
        dbg(host, dbg_err, "bad data crc (outgoing)\n");
        cmd->data->error = -EILSEQ;
        host->status = "error: bad data crc (outgoing)";
        goto fail_transfer;
    }

    //发送数据后，CRC状态错误
    if (mci_dsta & S3C2410_SDIDSTA_CRCFAIL)
    {
        dbg(host, dbg_err, "bad data crc (incoming)\n");
        cmd->data->error = -EILSEQ;
        host->status = "error: bad data crc (incoming)";
        goto fail_transfer;
    }

    //数据/忙接收超时
    if (mci_dsta & S3C2410_SDIDSTA_DATATIMEOUT)
    {
        dbg(host, dbg_err, "data timeout\n");
        cmd->data->error = -ETIMEDOUT;
        host->status = "error: data timeout";
        goto fail_transfer;
    }

    //数据计数器为0，和本次请求的全部数据传输结束
    if (mci_dsta & S3C2410_SDIDSTA_XFERFINISH)
    {
        //如果当前任务是完成数据传输则结束数据传输
        if (host->complete_what == COMPLETION_XFERFINISH)
        {
            host->status = "ok: data transfer completed";
            goto close_transfer;
        }

        //如果当前任务是完成数据传输和接收命令响应
        if (host->complete_what == COMPLETION_XFERFINISH_RSPFIN)
            //标记当前任务为完成 接收命令响应
            host->complete_what = COMPLETION_RSPFIN;

        //清除数据传输完标志
        mci_dclear |= S3C2410_SDIDSTA_XFERFINISH;
    }

 //清除状态字
clear_status_bits:
    writel(mci_cclear, host->base + S3C2410_SDICMDSTAT);
    writel(mci_dclear, host->base + S3C2410_SDIDSTA);

    goto irq_out;

//传输失败
fail_transfer:
    host->pio_active = XFER_NONE;

//传输结束
close_transfer:
    host->complete_what = COMPLETION_FINALIZE;

    clear_imask(host);
    tasklet_schedule(&host->pio_tasklet);

    goto irq_out;

irq_out:
    dbg(host, dbg_irq, "csta:0x%08x dsta:0x%08x fsta:0x%08x dcnt:0x%08x status:%s.\n",
     mci_csta, mci_dsta, mci_fsta, mci_dcnt, host->status);

    //开中断并恢复状态字
    spin_unlock_irqrestore(&host->complete_lock, iflags);
    return IRQ_HANDLED;
}

//MMC/SD卡中断底半部程序
static void pio_tasklet(unsigned long data)
{
    //data参数是在s3cmci_probe中的tasklet_init的时候传递过来的
    struct s3cmci_host *host = (struct s3cmci_host *) data;

    //在执行底半部程序的时候屏蔽中断
    disable_irq(host->irq);

    //判断如果当前存在FIFO的写状态，则进行FIFO的写操作
    if (host->pio_active == XFER_WRITE)
        do_pio_write(host);

    //判断如果当前存在FIFO的读状态，则进行FIFO的读操作
    if (host->pio_active == XFER_READ)
        do_pio_read(host);

    //判断如果当前的请求状态为完成状态，则准备进行完成请求处理
    if (host->complete_what == COMPLETION_FINALIZE)
    {
        //清空中断屏蔽寄存器
        clear_imask(host);
        
        //FIFO状态验证
        if (host->pio_active != XFER_NONE)
        {
            if (host->mrq->data)
                host->mrq->data->error = -EINVAL;
        }

        //完成请求处理
        finalize_request(host);
    }
    else
        //当前请求状态为其他，则使能中断继续请求处理
        enable_irq(host->irq);
}

//完成请求处理
static void finalize_request(struct s3cmci_host *host)
{
    struct mmc_request *mrq = host->mrq;
    struct mmc_command *cmd = host->cmd_is_stop ? mrq->stop : mrq->cmd;
    int debug_as_failure = 0;

    //如果当前请求状态不为完成状态，则为错误
    if (host->complete_what != COMPLETION_FINALIZE)
        return;

    if (!mrq)
        return;

    if (cmd->data && (cmd->error == 0) && (cmd->data->error == 0))
    {
        if (host->dodma && (!host->dma_complete))
        {
            dbg(host, dbg_dma, "DMA Missing!\n");
            return;
        }
    }

    //读响应寄存器
    cmd->resp[0] = readl(host->base + S3C2410_SDIRSP0);
    cmd->resp[1] = readl(host->base + S3C2410_SDIRSP1);
    cmd->resp[2] = readl(host->base + S3C2410_SDIRSP2);
    cmd->resp[3] = readl(host->base + S3C2410_SDIRSP3);

    writel(host->prescaler, host->base + S3C2410_SDIPRE);

    if (cmd->error)
        debug_as_failure = 1;

    if (cmd->data && cmd->data->error)
        debug_as_failure = 1;

    dbg_dumpcmd(host, cmd, debug_as_failure);

    //清空命令参数、数据配置、命令配置、中断屏蔽寄存器
    writel(0, host->base + S3C2410_SDICMDARG);
    writel(S3C2410_SDIDCON_STOP, host->base + S3C2410_SDIDCON);
    writel(0, host->base + S3C2410_SDICMDCON);
    writel(0, host->base + host->sdiimsk);

    if (cmd->data && cmd->error)
        cmd->data->error = cmd->error;

    //有数据请求，有传输停止命令，数据传输命令已发送
    if (cmd->data && cmd->data->stop && (!host->cmd_is_stop))
    {
        host->cmd_is_stop = 1;
        s3cmci_send_request(host->mmc);//传输停止命令

        return;
    }

    if (!mrq->data)
        goto request_done;

    //计算已传输的数据量
    if (mrq->data->error == 0)
    {
        mrq->data->bytes_xfered = (mrq->data->blocks * mrq->data->blksz);
    }
    else
    {
        mrq->data->bytes_xfered = 0;
    }

    if (mrq->data->error != 0)
    {
        if (host->dodma)
            s3c2410_dma_ctrl(host->dma, S3C2410_DMAOP_FLUSH);

        //清除和复位FIFO状态寄存器
        writel(S3C2440_SDIFSTA_FIFORESET | S3C2440_SDIFSTA_FIFOFAIL, host->base + S3C2410_SDIFSTA);
    }

//完成请求
request_done:
    host->complete_what = COMPLETION_NONE;
    host->mrq = NULL;
    mmc_request_done(host->mmc, mrq);
}

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