遵循SD Host controller Specification协议的MMC设备驱动开发讨论
1.概述
本文主要讲述了u-boot的mmc dm框架驱动的移植方法。dm是driver model的简称，是u-boot的基本驱动框架。常见的mmc设备包括sd卡、emmc存储器等。本文讨论遵循sd host controller specification协议的mmc设备驱动开发。
示例u-boot版本：2022.10。硬件平台：arm soc。
2.原理
在u-boot中，对遵循sd host controller specification 协议的mmc设备有着完备的底层驱动支持。因此，移植某个特定mmc外设驱动，具体工作为调用u-boot自有的mmc底层标准驱动，实现对mmc外设的访问和操作。
mmc驱动的工作原理 ：首先对设备树文件xx.dts进行解析，按照先bind后probe的顺序加载mmc驱动，分别通过相应的bind函数和probe函数完成。
u-boot启动后，在读取mmc设备节点的compatible字段后，找到与之匹配的u_boot_driver，然后执行bind函数对驱动进行绑定，最后通过probe函数对驱动进行激活，解析设备树的节点属性，对驱动进行配置，从而使驱动具备工作条件，供上层应用程序调用。
u-boot的命令子系统包含了众多测试命令子集，其中mmc命令集可用来对mmc驱动进行功能测试，对mmc设备进行信息查询和访问操作。
3.移植方法
3.1 主要工作
向u-boot移植mmc dm框架驱动的主要工作包括：（1）向./drivers/mmc/添加驱动文件源码xx_sdhci .c（名称xx由驱动开发者定义，下同）；
（2）在./drivers/mmc/makefile添加xx_sdhci .c的编译条目；
（3）在./drivers/mmc/kconfig添加xx_sdhci .c的编译配置选项；
（4）向./arch/arm/dts/xx.dts中添加mmc设备节点。
3.2 驱动源码设计
在u-boot的mmc驱动中，有众多设备遵循了sd host controller specification 协议，选取其中的atmel sdhci控制器驱动，讲解驱动代码的原理和设计方法，代码路径: ./drivers/mmc/atmel_sdhci.c。自编的驱动文件源码xx_sdhci .c可参考atmel_sdhci.c进行设计。
** mmc驱动包括2个核心函数，即atmel_sdhci_bind和atmel_sdhci_probe函数** 。
atmel_sdhci_bind函数用于驱动的绑定。调用了sdhci_bind函数，位于./drivers/mmc/sdhci.c；而mmc作为一种块设备，sdhci_bind函数进一步调用了mmc_bind函数，位于./drivers/mmc/mmc-uclass.c。
atmel_sdhci_probe函数用于驱动的激活。atmel_sdhci_probe函数的主要流程为：首先对设备树进行参数解析，解析出mmc控制器的工作时钟频率、寄存器地址、数据宽度、最高工作频率等参数；然后通过sdhci_setup_cfg函数进行参数配置，sdhci_setup_cfg函数位于./drivers/mmc/sdhci.c；最后调用sdhci_probe函数完成probe操作。
3.3 mmc设备树节点
在设备树添加mmc设备节点，节点设计方法可以参考./doc/device-tree-bindings/mmc下的文档。
4.验证方法
4.1编译mmc测试工具
为编译mmc测试工具，应配置u-boot，使能config_cmd_mmc。
4.2驱动加载结果查询
从本节开始，将介绍mmc测试命令的使用方法及执行结果示例。
dm tree命令列出了dm框架驱动的加载结果。
下面xx_sdhci和mmc_blk前的probed标志为[+]，表示驱动已经加载成功了。
cli>dm tree
class index probed driver name
root 0 [ + ] root_driver root_driver
mmc 0 [ + ] xx_sdhci `-- mmc@xxxxxxxx
blk 0 [ + ] mmc_blk `-- mmc@xxxxxxxx.blk
4.3mmc设备信息查询
下面mmc info命令输出了sd卡的基本信息。
cli>mmc info
manufacturer id: 3
oem: 5344
name: sd32g
bus speed: 2000000
mode: sd high speed (50mhz)
rd block len: 512
sd version 3.0
high capacity: yes
capacity: 29.7 gib
bus width: 4-bit
erase group size: 512 bytes
4.4写操作
从ddr的0x80000000地址向sd卡的100# block位置连续写入2个block数据。
cli>mmc write 0x80000000 100 2
2 blocks written: ok
4.5读操作
从sd卡的100# block位置向ddr的0x90000000地址连续读入2个block数据。
cli>mmc read 0x90000000 100 2
2 blocks read: ok
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mmc驱动的工作原理 ：首先对设备树文件xx.dts进行解析，按照先bind后probe的顺序加载mmc驱动，分别通过相应的bind函数和probe函数完成。
u-boot启动后，在读取mmc设备节点的compatible字段后，找到与之匹配的u_boot_driver，然后执行bind函数对驱动进行绑定，最后通过probe函数对驱动进行激活，解析设备树的节点属性，对驱动进行配置，从而使驱动具备工作条件，供上层应用程序调用。
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3.移植方法
3.1 主要工作
向u-boot移植mmc dm框架驱动的主要工作包括：（1）向./drivers/mmc/添加驱动文件源码xx_sdhci .c（名称xx由驱动开发者定义，下同）；
（2）在./drivers/mmc/makefile添加xx_sdhci .c的编译条目；
（3）在./drivers/mmc/kconfig添加xx_sdhci .c的编译配置选项；
（4）向./arch/arm/dts/xx.dts中添加mmc设备节点。
3.2 驱动源码设计
在u-boot的mmc驱动中，有众多设备遵循了sd host controller specification 协议，选取其中的atmel sdhci控制器驱动，讲解驱动代码的原理和设计方法，代码路径: ./drivers/mmc/atmel_sdhci.c。自编的驱动文件源码xx_sdhci .c可参考atmel_sdhci.c进行设计。
** mmc驱动包括2个核心函数，即atmel_sdhci_bind和atmel_sdhci_probe函数** 。
atmel_sdhci_bind函数用于驱动的绑定。调用了sdhci_bind函数，位于./drivers/mmc/sdhci.c；而mmc作为一种块设备，sdhci_bind函数进一步调用了mmc_bind函数，位于./drivers/mmc/mmc-uclass.c。
atmel_sdhci_probe函数用于驱动的激活。atmel_sdhci_probe函数的主要流程为：首先对设备树进行参数解析，解析出mmc控制器的工作时钟频率、寄存器地址、数据宽度、最高工作频率等参数；然后通过sdhci_setup_cfg函数进行参数配置，sdhci_setup_cfg函数位于./drivers/mmc/sdhci.c；最后调用sdhci_probe函数完成probe操作。
3.3 mmc设备树节点
在设备树添加mmc设备节点，节点设计方法可以参考./doc/device-tree-bindings/mmc下的文档。
4.验证方法
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为编译mmc测试工具，应配置u-boot，使能config_cmd_mmc。
4.2驱动加载结果查询
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root 0 [ + ] root_driver root_driver
mmc 0 [ + ] xx_sdhci `-- mmc@xxxxxxxx
blk 0 [ + ] mmc_blk `-- mmc@xxxxxxxx.blk
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4.4写操作
从ddr的0x80000000地址向sd卡的100# block位置连续写入2个block数据。
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2 blocks written: ok
4.5读操作
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