SDIO设备的扫描
本文对sdio设备的扫描过程主要是结合sdio命令进行,对于sdio控制器的上电,复位,clock的初始化等不做详细介绍。Linux内核中扫描sdio设备涉及的代码包含在下面目录中:kernel\drivers\mmc\core。
A、 sdio设备扫描从mmc_rescan函数开始,mmc_rescan函数中分别使用400k、300k、200k,100k的速率调用mmc_rescan_try_freq进行扫描,只要扫描到了设备,就会退出扫描。所以如果400k速率时扫描到了sdio设备,后面3种速率的扫描就不需要再执行。
B、 mmc_rescan_try_freq函数中,先进行sdio_reset,命令如下:
cmd,Arg:0xc00, Cmd:52 /* 读取寄存器06h */
cmd,Arg:0x80000c08, Cmd:52 /* 寄存器06h RES (复位)bit写1 */
可以看到这两个命令都没有回应,这是因为sdio设备刚上电时处于initialization state,对于cmd52命令是不响应的,在这种情况下,这两个命令对sdio设备也是没有任何作用的。如果当前sdio设备处于commond state或transfer state,需要重新扫描sido设备,这两个命令就起作用了,会对sdio设备进行复位;
C、 mmc_go_idle把卡从sd mode切换到spi mode;
cmd,Arg:0x0, Cmd:0 /* 该命令不需要应答 */
这个命令对sd卡来说,作用是切换到idle状态,但对sdio设备来说,就是用于从sd mode切换到spi mode。同时这个命令要起作用,传输时CS管脚还必须要拉低,但在sd mode传输时,CS(对应DATA[3])管脚没有拉低,所以该命令在sd mode传输时也是不起作用的,只有在SPI mode传输时才会起作用。
D、 mmc_send_if_cond
cmd,Arg:0x1aa, Cmd:8
该命令对sdio设备为可选命令,可以不用实现。
从初始化开始到这个命令,对于重新上电了并使用sd mode的sdio设备来说,都是不起作用的,但这些命令的目的是为了兼容sd卡、emmc的扫描,及sdio设备在不同状态、不同模式时的扫描使用。
接下来就是调用mmc_attach_sdio进行实际的sdio设备扫描及初始化。
E、 mmc_attach_sdio函数中,先进行mmc_send_io_op_cond获取配置;
cmd,Arg:0x0, Cmd:5 /* 获取OCR及配置 */
cmd resp, 0:0x20ffff00, 1:0x3f
/* resp中已经把所有数据右移8bit(去掉CRC7和E bit) */
从response中,可以知道,该sdio设备配置:
Functions: 2个(function1, function2);
Memory Present::0 该设备不包含sd memory,sdio设备类型为MMC_TYPE_SDIO;
OCR: ffff00(详细定义见“表14 OCR Values for CMD5”)
获取完配置后,接着调用mmc_sdio_init_card进行sdio设备初始化;
F、 mmc_sdio_init_card函数中,先mmc_send_io_op_cond对sdio设备配置;
cmd,Arg:0x1018000, Cmd:5 /* 设置OCR及请求切换到1.8V */
cmd resp, 0:0xa0ffff00, 1:0x3f /* 回应Card is ready to operate,并不支持切换到1.8V */
response发现sdio设备不支持1.8V,后面不会进行1.8V的切换;同时该sdio设备不支持sd memory,也不需要进行sd memory的相关初始化。
G、 mmc_send_relative_addr获取sdio设备的RCA;
cmd,Arg:0x0, Cmd:3 /* cmd3获取RCA */
0:0x10000, 1:0x3 /* RCA值为1 */
H、 mmc_select_card通过RCA选择sdio设备;
cmd,Arg:0x10000, Cmd:7 /* cmd7的参数只有[31:16]为RCA,其它无效 */
cmd resp, 0:0x1e00, 1:0x7 /* response为Status Register */
response bit[12:9]值为0Fh:CURRENT_STATE,
For an I/O only card, the current state shall be fixed at a value of 0Fh.
I、 sdio_read_cccr读取cccr、Card Capability寄存器:
cmd,Arg:0x0, Cmd:52 /* 读取寄存器cccr */
cmd resp, 0:0x1032, 1:0x34
response bit[13:12] IO_CURRENT_STATE: 0x01,cmd state
response bit[7:4] sdio version: 0x3,version 2.00
response bit[3:0] CCCR Format Version: 0x2 version 2.00
cmd,Arg:0x1000, Cmd:52 /* 读取Card Capability寄存器 */
cmd resp, 0:0x1002, 1:0x34
response bit[1] Support Multiple Block Transfer: 0x1 支持
根据CCCR Format Version >= 2.0,再读取12h(Power Control),13h(Bus Speed Select)寄存器;
cmd,Arg:0x2400, Cmd:52 /* 读取12h(Power Control) */
cmd resp, 0:0x1001, 1:0x34
response bit[0] Support Master Power Control:
The total card power may exceed 720mW
cmd,Arg:0x2600, Cmd:52 /* 读取13h(Bus Speed Select) */
cmd resp, 0:0x1001, 1:0x34
response bit[0] Support High-Speed: 0x1,支持;
response bit[4:2] Bus Speed Select: 0x0,默认{BANNED}最佳高速率25MHz;
J、 sdio_read_common_cis读取CIS;
先读取Common CIS Pointer
cmd,Arg:0x1200, Cmd:52 /* 读寄存器9 */
cmd resp, 0:0x1070, 1:0x34
cmd,Arg:0x1400, Cmd:52 /* 读寄存器A */
cmd resp, 0:0x1010, 1:0x34
cmd,Arg:0x1600, Cmd:52 /* 读寄存器B */
cmd resp, 0:0x1000, 1:0x34
从3个response中得到Common CIS Pointer:0x1070;
接着从地址0x1070读取CIS数据。
内核代码只解析tuple code为0x15(cistpl_vers_1),0x20(cistpl_manfid), 0x22(cistpl_funce),其中0x22(cistpl_funce)中只解析type为0x0(cistpl_funce_common)、type为0x1(cistpl_funce_func)的数据。至于其它的CIS数据,在后续设备驱动代码中回重新再读一次,再由设备驱动使用。在这里只列出0x20(cistpl_manfid)的读取。
cmd,Arg:0x20e000, Cmd:52 /* 读取寄存器0x1070 */
cmd resp, 0:0x1020, 1:0x34 /* 返回tuple code:0x20 */
cmd,Arg:0x20e200, Cmd:52 /* 读取寄存器0x1071 */
cmd resp, 0:0x1004, 1:0x34 /* 返回tuple 长度:0x04 */
cmd,Arg:0x20e400, Cmd:52 /* 读取寄存器0x1072 */
cmd resp, 0:0x10d0, 1:0x34 /* 返回vendor id低8bit:0xd0 */
cmd,Arg:0x20e600, Cmd:52 /* 读取寄存器0x1073 */
cmd resp, 0:0x1002, 1:0x34 /* 返回vendor id高8bit:0x02 */
cmd,Arg:0x20e800, Cmd:52 /* 读取寄存器0x1074 */
cmd resp, 0:0x10a6, 1:0x34 /* 返回device id低8bit:0xa6 */
cmd,Arg:0x20ea00, Cmd:52 /* 读取寄存器0x1075 */
cmd resp, 0:0x10a9, 1:0x34 /* 返回device id高8bit:0xa9 */
从上面的读取值,vendor id:0x02d0, device id:0xa9a6;
接着读取function 0的cis.blksize,cis.max_dtr。
当读到tuple code为0x00时,表示没有tuple内容,继续往下读,当读到tuple code为0xFF时,表示整个CIS内容结束了。
K、 接着sdio_enable_hs切换到high-speed;
cmd,Arg:0x2600, Cmd:52 /* 读取寄存器0x13 */
cmd resp, 0:0x1001, 1:0x34 /* 支持high-speed */
cmd,Arg:0x80002603, Cmd:52 /* 设置寄存器0x13,{BANNED}最佳高速率50MHz */
cmd resp, 0:0x1003, 1:0x34
L、 设置控制器clock,调用sdio_enable_4bit_bus设置sdio设备bus width,再设置控制器的bus width;
cmd,Arg:0xe00, Cmd:52 /* 读取寄存器0x7 */
cmd resp, 0:0x1040, 1:0x34 /* 支持8bit模式,当前为1bit模式 */
cmd,Arg:0x80000e42, Cmd:52 /* 写寄存器0x7,设置为4bit模式 */
cmd resp, 0:0x1042, 1:0x34
到这里,mmc_sdio_init_card初始化完成,接下来进行sdio设备 function的初始化,function的初始化由sdio_init_func函数完成,每一个function调用一次。这里扫描的sdio设备有2个function,会调用2次sdio_init_func。
M、 sdio_init_func函数中先sdio_read_fbr,读取fbr;
cmd,Arg:0x20000, Cmd:52
/* 读取寄存器0x100,即function 1的fbr寄存器0 */
cmd resp, 0:0x1000, 1:0x34
response bit[6] 0x0:不支持CSA;
response bit[3:0] 0x0:
No SDIO standard interface supported by this function;
N、 接着调用sdio_read_func_cis读取function的CIS;
读取function的CIS与前面sdio_read_common_cis读取CIS是一样的流程,只是读取CIS的地址不同,CIS的内容也不同而已。
其中一个很重要的参数是:func->max_blksize;
同时如果读到vendor id,device id,就保存在function的结构中,若没读到,就从card->cis.vendor、card->cis.device(sdio_read_common_cis读出来的)copy过来,
到这里,sdio设备的扫描就完成了,接着会调用mmc_add_card增加sdio设备,调用sdio_add_func增加function设备,这样整个扫描过程就完成了。
O、 在sdio_add_func的时候,会触发设置function的block size;
这里只是初始化设置function的block size,在sdio设备驱动实际运行时,还会重新设置该值。
cmd,Arg:0x80022040, Cmd:52 /* 写寄存器110,function1 fbr的0x10 */
cmd resp, 0:0x1040, 1:0x34
cmd,Arg:0x80022200, Cmd:52 /* 写寄存器110,function1 fbr的0x11 */
cmd resp, 0:0x1000, 1:0x34
上面命令设置function1的block size大小为64byte;
cmd,Arg:0x80042000, Cmd:52 /* 写寄存器210,function2 fbr的0x10 */
cmd resp, 0:0x1000, 1:0x34
cmd,Arg:0x80042202, Cmd:52 /* 写寄存器210,function2 fbr的0x10 */
cmd resp, 0:0x1002, 1:0x34
上面命令设置function2的block size大小为512byte;
到此,linux内核中整个sdio设备的扫描就完成了,如果已经注册了对应sdio id的驱动,就会调用驱动的probe进行设备的初始化。
从整个扫描过程看,没有使用到data线,所以如果sdio设备初始化的时候,能检测到设备,但初始化失败,很大可能那就是data线出问题了。
附:
? sdio扫描函数调用过程:
mmc_rescan->
mmc_rescan_try_freq->
sdio_reset->(cmd52,cmd52)
mmc_go_idle->(cmd0)
mmc_send_if_cond->(cmd8)
mmc_attach_sdio->
mmc_send_io_op_cond->(cmd5)
mmc_sdio_init_card->
mmc_send_io_op_cond->(cmd5)
mmc_send_relative_addr->(cmd3)
mmc_select_card->(cmd7)
sdio_read_cccr->(cmd52…)
sdio_read_common_cis->(cmd52…)
sdio_enable_hs->
mmc_sdio_switch_hs->(cmd52…)
sdio_enable_4bit_bus->
sdio_enable_wide->(cmd52…)
sdio_init_func->
sdio_read_fbr->(cmd52…)
sdio_read_func_cis->(cmd52…)
mmc_add_card->
sdio_add_func->
? sd扫描函数调用过程:
mmc_rescan->
mmc_rescan_try_freq->
sdio_reset->(cmd52…)
mmc_go_idle->(cmd0)
mmc_send_if_cond->(cmd8)
mmc_attach_sdio->
mmc_send_io_op_cond->(cmd5)
mmc_attach_sd->
mmc_send_app_op_cond->(cmd55,acmd41)
mmc_sd_init_card->
mmc_sd_get_cid->
mmc_go_idle->(cmd0)
mmc_send_if_cond->(cmd8)
mmc_send_app_op_cond->(cmd55,acmd41 4次)
mmc_all_send_cid->(cmd2)
mmc_send_relative_addr->(cmd3)
mmc_sd_get_csd->
mmc_send_csd->
mmc_send_cxd_native->(cmd9)
mmc_select_card->(cmd7)
mmc_sd_setup_card->
mmc_app_send_scr->(cmd55,acmd51)
mmc_read_ssr->
mmc_app_sd_status->(cmd55,acmd13)
mmc_read_switch->
mmc_sd_switch->(cmd6)
mmc_sd_switch_hs->
mmc_sd_switch->(cmd6)
mmc_app_set_bus_width->(cmd55,acmd6)
mmc_add_card->
? emmc扫描函数调用过程(没抓到数据包,根据代码流程整理,仅供参考):
mmc_rescan->
mmc_rescan_try_freq->
sdio_reset->(cmd52…)
mmc_go_idle->(cmd0)
mmc_send_if_cond->(cmd8)
mmc_attach_sdio->
mmc_send_io_op_cond->(cmd5)
mmc_attach_sd->
mmc_send_app_op_cond->(cmd55,acmd41)
mmc_attach_mmc->
mmc_send_op_cond->(cmd1)
mmc_init_card->
mmc_go_idle->(cmd0)
mmc_send_op_cond->(cmd1)
mmc_all_send_cid->(cmd2)
mmc_set_relative_addr->(cmd3)
mmc_send_csd->(cmd9)
mmc_select_card->(cmd7)
mmc_get_ext_csd->(cmd8)
……?
mmc_add_card->