[筆記] Linux 2.6 的 MMC Core

jollen 發表於 January 20, 2007 12:06 AM

以下整理自 Jollen 筆記（非教學文件），許多地方未能清楚交待，這部份有請大家自行補齊了。本文分享給有志研究 Linux MMC 驅動程式實作（MMC Core）的朋友參考。以下分析基於 Linux 2.6.17.7，更新版本的 kernel 加入了許多 patch（例如 Linux 2.6.19 的 SDHC patch），這些更新內容不在討論之列。

續前一篇日記「Linux（open source）的 SD/MMC/SDIO 支援現況概要」所提到的，目前的 Linux SD/MMC/SDIO 「嚴格來說」，只支援 MMC 記憶卡，如果是要插上 SD 記憶卡，使用上則會有諸多限制。

由 Linux 驅動程式的角度來看，單就 MMC 的部份來分析的話，Linux 的 SD/MMC 驅動程式層包含以下實作（Kconfig）：

CONFIG_MMC
CONFIG_MMC_BLOCK

相關檔案位於 drivers/mmc/ 目錄，我們由 Makefile 來找到實作檔案：

#                                                       
# Core                                                  
#                                                       
obj-$(CONFIG_MMC)               += mmc_core.o           
                                                        
#                                                       
# Media drivers                                         
#                                                       
obj-$(CONFIG_MMC_BLOCK)         += mmc_block.o          
                                                        
#                                                       
# Host drivers                                          
#                                                       
obj-$(CONFIG_MMC_ARMMMCI)       += mmci.o               
obj-$(CONFIG_MMC_PXA)           += pxamci.o             
obj-$(CONFIG_MMC_IMX)           += imxmmc.o             
obj-$(CONFIG_MMC_SDHCI)         += sdhci.o              
obj-$(CONFIG_MMC_WBSD)          += wbsd.o               
obj-$(CONFIG_MMC_AU1X)          += au1xmmc.o            
obj-$(CONFIG_MMC_OMAP)          += omap.o               
obj-$(CONFIG_MMC_AT91RM9200)    += at91_mci.o           
                                                        
mmc_core-y := mmc.o mmc_queue.o mmc_sysfs.o

Host controller 驅動程式的部份先不討論，MMC Core API 層的實作檔案整理如下：

drivers/mmc/mmc.c：主要的 MMC command 與 protocol 實作。
drivers/mmc/mmc_queue.c：I/O Request Queue 的實作。
drivers/mmc/mmc_sysfs.c：Linux 2.6 的 kobject 與 sysfs 實作。
drivers/mmc/mmc_block.c：區塊層架構實作，即 interface to user-space 的 file operation 部份。

由此可知，MMC Core 層包含以下原始程式碼：

drivers/mmc/mmc.c
drivers/mmc/mmc_queue.c
drivers/mmc/mmc_sysfs.c

區塊層部份，mmc_block.c 以 devfs 的方式向 kernel 註冊：

static struct mmc_driver mmc_driver = {
	.drv		= {
		.name	= "mmcblk",
	},
	.probe		= mmc_blk_probe,
	.remove		= mmc_blk_remove,
	.suspend		= mmc_blk_suspend,
	.resume		= mmc_blk_resume,
};

static int __init mmc_blk_init(void)
{
	int res = -ENOMEM;

	res = register_blkdev(major, "mmc");
	if (res < 0) {
		printk(KERN_WARNING "Unable to get major %d for MMC media: %d\n",
		       major, res);
		goto out;
	}
	if (major == 0)
		major = res;

	devfs_mk_dir("mmc");
	return mmc_register_driver(&mmc_driver);

 out:
	return res;
}
...
module_init(mmc_blk_init);

mmc_register_driver() 向 MMC Core 層註冊，接著 MMC Core 再對 kobject 做註冊。學過 Linux 2.6 驅動程式的朋友都曉得，Core API 層必須呼叫 driver_register() 向 kobject 註冊為 Driver；對於底層（machine-dependent）的 host controller 驅動程式而言，則必須向 kobject 註冊為 Platform Driver。

由於 kobject 會 callback fops 的 probe method，所以 mmc_blk_probe() 函數就是 MMC 區塊層的進入點（entry point）。所以，MMC 區塊層的一切動作就要由 mmc_blk_probe() 函數看起。Linux 2.6.17.7 的 MMC 區塊層使用到大家所熟悉的 genhd.c 層。

至於 Linux 區塊層驅動程式最重要的「初始化 I/O request queue」動作，則是同樣在 mmc_blk_probe() 階段呼叫到 MMC Core 層的 mmc_init_queue() 來完成。

了解 Linux 的 MMC 整體架構後，便能開始深入研究「規格的實作」部份。

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