SDIO驱动的命令从何玩起？

SDIO 卡

SDIO 卡是在 SD 内存卡接口的基础上发展起来的接口， SDIO 接口兼容以前的 SD 内存卡，并且可以连接 SDIO 接口的设备，目前根据 SDIO 协议的 SPEC ， SDIO 接口支持的设备总类有蓝牙，网卡，电视卡等。

SDIO 协议是由 SD 卡的协议演化升级而来的，很多地方保留了 SD 卡的读写协议，同时 SDIO 协议又在 SD 卡协议之上添加了 CMD52 和 CMD53 命令。由于这个， SDIO 和 SD 卡规范间的一个重要区别是增加了低速标准，低速卡的目标应用是以最小的硬件开始来支持低速 I/O 能力。低速卡支持类似调制解调器 , 条形码扫描仪和 GPS 接收器等应用。高速卡支持网卡，电视卡还有“组合”卡等，组合卡指的是存储器 +SDIO 。

SDIO 和 SD 卡的 SPEC 间的又一个重要区别是增加了低速标准。 SDIO 卡只需要 SPI 和 1 位 SD 传输模式。低速卡的目标应用是以最小的硬件开支来支持低速 I/O 能力，低速卡支持类似 MODEM ，条形扫描仪和 GPS 接收器等应用。对组合卡来说，全速和 4BIT 操作对卡内存储器和 SDIO 部分都是强制要求的。

在非组合卡的 SDIO 设备里，其最高速度要只有达到 25M ，而组合卡的最高速度同 SD 卡的最高速度一样，要高于25M 。

SDIO 总线

SDIO 总线和 USB 总线类似， SDIO 总线也有两端，其中一端是主机（ HOST ）端，另一端是设备端（ DEVICE ），采用 HOST-
DEVICE 这样的设计是为了简化 DEVICE 的设计，所有的通信都是由 HOST 端发出命令开始的。在 DEVICE 端只要能解溪 HOST 的命令，就可以同 HOST 进行通信了。

SDIO 的 HOST 可以连接多个 DEVICE ，如下图所示 :

这个是同 SD 的总线一样的 , 其中有如下的几种信号

1. CLK 信号 :HOST 给 DEVICE 的时钟信号 .

2. CMD 信号：双向的信号，用于传送命令和反应。

3. DAT0-DAT3 信号 : 四条用于传送的数据线。

4. VDD 信号 : 电源信号。

5. VSS1 ， VSS2: 电源地信号。

在 SDIO 总线定义中 ,DAT1 信号线复用为中断线。在 SDIO 的 1BIT 模式下 DAT0 用来传输数据， DAT1 用作中断线。在 SDIO 的 4BIT 模式下 DAT0-DAT3 用来传输数据，其中 DAT1 复用作中断线。

SDIO 命令：

SDIO 总线上都是 HOST 端发起请求，然后 DEVICE 端回应请求。其中请求和回应中会数据信息。

1. Command: 用于开始传输的命令，是由 HOST 端发往 DEVICE 端的。其中命令是通过 CMD 信号线传送的。

2. Response: 回应是 DEVICE 返回的 HOST 的命令，作为 Command 的回应。也是通过

CMD 线传送的。

3. Data: 数据是双向的传送的。可以设置为 1 线模式，也可以设置为 4 线模式。数据是通过 DAT0-DAT3 信号线传输的。

　　 SDIO 的每次操作都是由 HOST 在 CMD 线上发起一个 CMD ，对于有的 CMD ， DEVICE 需要返回 Response ，有的则不需要。

对于读命令，首先 HOST 会向 DEVICE 发送命令，紧接着 DEVICE 会返回一个握手信号，此时，当 HOST 收到回应的握手信号后，会将数据放在 4 位的数据线上，在传送数据的同时会跟随着 CRC 校验码。当整个读传送完毕后， HOST 会再次发送一个命令，通知 DEVICE 操作完毕， DEVICE 同时会返回一个响应。

对于写命令，首先 HOST 会向 DEVICE 发送命令，紧接着 DEVICE 会返回一个握手信号，此时，当 HOST 收到回应的握手信号后，会将数据放在 4 位的数据线上，在传送数据的同时会跟随着 CRC 校验码。当整个写传送完毕后， HOST 会再次发送一个命令，通知 DEVICE 操作完毕， DEVICE 同时会返回一个响应。

SDIO 的寄存器：

SDIO 卡的设备驱动 80% 的任务就是操作 SDIO 卡上的有关寄存器。 SDIO 卡最多允许有 7 个功能（ function ） ,这个同其功能号是对应的（ 0 ～ 7 ） , 每个功能都对应一个 128K 字节大小的寄存器，这个见下面的图。功能号之所以取值范围是 1~7 ，而没有包含 0 ，是因为功能 0 并不代表真正的功能，而代表 CIA 寄存器，即 Common
I/O Area ，这个纪录着 SDIO 卡的一些基本信息和特性，并且可以改写这些寄存器。其中地址 0x1000~0x17fff 是 SDIO 卡的 CIS 区域，就是基本信息区域， Common
Information Structure 。初始化的时候读取并配对 SDIO 设备。

这些寄存器的详细分区已经其对应的功能，在开发过程中都是需要仔细研读的，这些都在协议的 SPEC 中都有详细说明，这里就不在罗索了。

CMD52 命令：

SDIO 设备为了和 SD 内存卡兼容， SD 卡所有 Command 和 Response 完全兼容，同时加入了一些新的 Command 和Response 。例如，初始化 SD 内存卡使用 ACMD41 ，而 SDIO 卡设备则用 CMD5 通知 DEVICE 进行初始化。

但二者最重要的区别是， SDIO 卡比 SD 内存卡多了 CMD52 和 CMD53 命令，这两个命令可以方便的访问某个功能的某个地址寄存器。

CMD52 命令是 IO_RW_DIRECT 命令的简称，其命令格式如下

首先第一位为 0, 表明是起始位，第二位为传输方向，这里为 1 ，代表方向为 HOST 向 DEVICE 设备传送，其后 6 位为命令号，这里是 110100b ，用十进制表示为 52 ， CMD52 的名字也由此而来。紧接着是读写标志位。

然后是操作的功能号。也就是 function 　 number 。如果为 0 则指示为 CCCR 寄存器组。

紧接着是寄存器地址，用 17 指示，由于功能寄存器有 128K 地址， 17 位正好能寻址。

再下来 8 位 Write
data or Staff Bits 的意思是说，如果当前为写操作，则为数据，否则 8 位为填充位。无意义。

最后 7 位为 CRC 校验码。最后一位为结束位 0 。

对于 CMD52 的 Response 是 48 位，命令格式如下：

总结下， CMD52 是由 HOST 发往 DEVICE 的，它必须有 DEVICE 返回来的 Response 。 CMD52 不需要占用DAT 线，读写的数据是通过 CMD52 或者 Response 来传送。每次 CMD52 只能读或者写一个 byte ．

CMD53 命令：

CMD52 每次只能读写一个字节，因为有了 CMD53 对读写进行了扩展， CMD53 允许每次读写多个字节或者多个块(BLOCK) 。 CMD53 的命令格式如下：

第一位是 1, 为开始位，然后是一位方向位，总是 1 ，代表方向为 HOST 向 DEVICE 设备传送，其后 6 位为命令号，这里是 110101b ，用十进制表示为 53 ， CMD53 的名字也由此而来。

然后是 1 位的读写标志。接着是 3 位功能号，这个同 CMD52 都是相同的。 Block 　 Mode 如果 1 代表是块传输模式，否则为字节传输模式。

OP
Code 为操作位，如果是 0 ，代表数据往固定的位置读写，如果 1 代表是地质增量读写。例如，对地址 0 固定读写16 个字节，相当于 16 次读写的地址 0 ，而对地址 0 增量读写 16 个字节，相当于读写 0~15 地址的数据。

然后是 17 位的地址寄存器，可以寻址到 128K 字节的地址，然后是 9 位的读写的计数，对于字节读取，读写大小就是这个计数，而对于块读写，读写的大小是计数乘以块的大小。

随后的 7 位为 CRC 校验码。最后一位为 1 。

当读写操作是块操作的时候，块的大小是可以通过设置 FBR 中的相关寄存器来设置。

同 CMD52 命令不同的是， CMD53 没有返回的命令的，这里判断是否 DEVICE 设备读写完毕是需要驱动里面自己判断的，一般有 2 个方法， 1. 设置相应的读写完毕中断。如果 DEVICE 设备读写完毕，则对 HOST 设备发送中断。 2.HOST 设备主动查询 DEVICE 设备是否读写完毕，可以通过 CMD 命令是否有返回来判断是否 DEVICE 是否读写完毕。

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了解了SDIO总线命令的基础知识，下面看一个具体的基于s3c2440平台的mmc/sd卡驱动实例，会用到sd卡的命令字，对sdio的命令字道理也是差不多的：

发现了两篇讲SD/MMC卡驱动的文章，觉得不错，转了过来，谢谢原作者

文一：FROM：http://blog.chinaunix.net/u2/69999/showart_734099.html

关于linux 2.6 mmc/sd驱动

linux 2.6 中的mmc/sd驱动分为以下几方面的内容

1. sysfs 层的总线类型处理: 注册一组 mmc 类型处理函数, 标志为 "mmc"

具体在mmc_sysfs.c文件中实现

2. mmc/sd 快设备管理:注册一个块设备和一组 mmc 总线类型的 driver 子函数, 实现块设备的队列管理等

drivers/mmc/mmc_block.c

3. mmc/sd host管理: 实现 host 的管理

. drivers/mmc/mmc.c：主要的 MMC command 與 protocol
實作。

4. 针对特定的mcu实现一个host驱动实例:主要是注册一个 host实体,中断处理函数,io设置函数,请求处理函数等

以上1.2.3基本是不需要修改的,需要处理的就是 4.要做的工作.当有卡插入时,由4中实现的插卡中断激活卡初始化程序和总线探测函数. 由mmc总线探测函数会调用块设备的探测函数,在卡设备探测函数中会初始化块设备的请求队列和注册一个gendisk实体(以后文件系统会通过 gendisk实体访问 mmc 块设备),同时在sysfs中建立真正的 mmc/sd 设备.块设备通过具体的 host 注册的io设置函数和请求函数与具体的host通讯.

后面的文章将具体对几个部分进行分析

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文二：

FROM：http://blog.chinaunix.net/u1/42456/showart_516030.html

最近要让s3c2440在linux2.6.18上 支持4G的SD卡.

原文地址:http://linux4u.wikidot.com/mmc-controller-driver

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linux-2.6.2x的mmc驱动与linux-2.6.1x的mmc驱动的区别

在linux-2.6.2x中，mmc驱动用到的block_device_operations结构已重新定义，请看：

linux-2.6.1x:

struct block_device_operations {
int (*open) (struct inode *, struct file *);
int (*release) (struct inode *, struct file *);
int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned, unsigned long);
int (*media_changed) (struct gendisk *);
int (*revalidate_disk) (struct gendisk *);
struct module *owner;
};

[/code]

linux-2.6.2x

struct block_device_operations {
int (*open) (struct inode *, struct file *);
int (*release) (struct inode *, struct file *);
int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned, unsigned long);
long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned, unsigned long);
long (*compat_ioctl) (struct file *, unsigned, unsigned long);
int (*direct_access) (struct block_device *, sector_t, unsigned long *);
int (*media_changed) (struct gendisk *);
int (*revalidate_disk) (struct gendisk *);
int (*getgeo)(struct block_device *, struct hd_geometry *);
struct module *owner;
};

[/code]

注意到新版本的block驱动接口结构增加了gntgeo成员，使调用者可以直接调用此函数获得设备的几何结构。

工作流程：

mmc驱动主要文件包括

drivers/mmc/card/block.c

drivers/mmc/card/queue.c

drivers/mmc/core/core.c

drivers/mmc/core/host.c

drivers/mmc/core/

内核启动时，首先执行core/core.c的mmc_init，注册mmc、sd总线，以及一个host class设备。接着执行card/block.c中，申请一个块设备。

数据结构：

mmc总线操作相关函数，由于mmc卡支持多种总数据线，如SPI、SDIO、8LineMMC，而不同的总线的操作控制方式不尽相同，所以通过此结构与相应的总线回调函数相关联。

//总线操作结构
struct mmc_bus_ops {
void (*remove)(struct mmc_host *);
void (*detect)(struct mmc_host *);
int (*sysfs_add)(struct mmc_host *, struct mmc_card *card);
void (*sysfs_remove)(struct mmc_host *, struct mmc_card *card);
void (*suspend)(struct mmc_host *);
void (*resume)(struct mmc_host *);
};
//  mmc卡的总线操作 core/mmc.c
static const struct mmc_bus_ops mmc_ops = {
.remove = mmc_remove,
.detect = mmc_detect,
.sysfs_add = mmc_sysfs_add,
.sysfs_remove = mmc_sysfs_remove,
.suspend = mmc_suspend,
.resume = mmc_resume,
};
// sd卡的总线操作 core/sd.c
static const struct mmc_bus_ops mmc_sd_ops = {
.remove = mmc_sd_remove,
.detect = mmc_sd_detect,
.sysfs_add = mmc_sd_sysfs_add,
.sysfs_remove = mmc_sd_sysfs_remove,
.suspend = mmc_sd_suspend,
.resume = mmc_sd_resume,
};
// sdio的总线操作 core/sdio.c
static const struct mmc_bus_ops mmc_sdio_ops = {
.remove = mmc_sdio_remove,
.detect = mmc_sdio_detect,
};

[/code]

关于总线操作的函数：

.detect，驱动程序经常需要调用此函数去检测mmc卡的状态，具体实现是发送CMD13命令，并读回响应，如果响应错误，则依次调用.remove、detach_bus来移除卡及释放总线。

总体架构：

kernel启动时，先后执行mmc_init()及mmc_blk_init()，以对mmc设备及mmc块模块进行初始化。

然后在挂载mmc设备驱动时，执行驱动程序中的xx_mmc_probe()，检测host设备中挂载的sd设备。此时probe函数会创建一个host设备，然后开启一个延时任务mmc_rescan()。

驱动挂载成功后，mmc_rescan()函数被执行，然后对卡进行初始化（步骤后面详细讲述）。

假如扫描到总线上挂有有效的设备，就调用相对应的函数把设备装到系统中，mmc_attach_sdio()、mmc_attach_sd()、mmc_attach_mmc()这三个函数分别是装载sdio设备，sd卡和mmc卡的。

在 sd卡中，驱动循环发送ACMD41、CMD55给卡，读取OCR寄存器，成功后，依次发送CMD2(读CID)、CMD3(得到RCA)、CMD9(读 CSD)、CMD7(选择卡)。后面还有几个命令分别是ACMD41&CMD51，使用CMD6切换一些功能，如切换到高速模式。

经过上述步骤，已经确定当前插入的卡是一张有效、可识别的存储卡。然后调用mmc_add_card()把存储卡加到系统中。正式与系统驱动连接在一起。

卡设备加到系统中后，通知mmc块设备驱动。块设备驱动此时调用probe函数，即mmc_blk_probe()函数，mmc_blk_probe()首先分配一个新的mmc_blk_data结构变量，然后调用mmc_init_queue，初始化blk队列。然后建立一个线程 mmc_queue_thread()。

　　

mmc_rescan：mmc_rescan()函数是在驱动装载的时候，由驱动xx_mmc_probe()调用 mmc_alloc_host()时启动的一个延时任务。 xx_mmc_probe()->mmc_alloc_host()->INIT_DELAYED_WORK(&host->detect, mmc_rescan);

当

core部分

１、取得总线

２、检查总线操作结构指针bus_ops，如果为空，则重新利用各总线对端口进行扫描，检测顺序依次为：SDIO、Normal SD、MMC。当检测到相应的卡类型后，就使用mmc_attach_bus()把相对应的总线操作与host连接起来。

void mmc_attach_bus(struct mmc_host *host, const struct mmc_bus_ops *ops)
{
...
host->bus_ops = ops;
...
}

[/code]

３、初始化卡接以下流程初始化：

a、发送CMD0使卡进入IDLE状态

b、发送CMD8，检查卡是否SD2.0。SD1.1是不支持CMD8的，因此在SD2.0 Spec中提出了先发送CMD8，如响应为无效命令，则卡为SD1.1，否则就是SD2.0（请参考SD2.0 Spec）。

c、发送CMD5读取OCR寄存器。

d、发送ACMD55、CMD41，使卡进入工作状态。MMC卡并不支持ACMD55、CMD41，如果这步通过了，则证明这张卡是SD卡。

e、如果d步骤错误，则发送CMD1判断卡是否为MMC。SD卡不支持CMD1，而MMC卡支持，这就是SD和MMC类型的判断依据。

f、如果ACMD41和CMD1都不能通过，那这张卡恐怕就是无效卡了，初始化失败。