以下內(nèi)容源于朱有鵬《物聯(lián)網(wǎng)大講壇》課程的學(xué)習(xí)，以及博客http://www.cnblogs.com/biaohc/p/6409197.html的學(xué)習(xí)整理，如有侵權(quán)，請告知刪除。

一、uboot與linux驅(qū)動

1、uboot是裸機(jī)程序

• 狹義的驅(qū)動的概念：操作系統(tǒng)中用來具體操控硬件的那部分代碼叫驅(qū)動。
• 裸機(jī)中沒有驅(qū)動的概念，因?yàn)闆]有操作系統(tǒng)。
• 裸機(jī)程序是直接操控硬件的，而操作系統(tǒng)中則是通過驅(qū)動來操控硬件。兩者的本質(zhì)區(qū)別是分層。

2、uboot的虛擬地址對硬件操作的影響

（1）操作系統(tǒng)下，MMU是開啟的，即linux驅(qū)動使用的都是虛擬地址。純裸機(jī)程序不會開啟MMU，全部使用物理地址。

• 這是裸機(jī)下和驅(qū)動中操控硬件的一個重要區(qū)別。

（2）uboot早期也是純物理地址工作，但是現(xiàn)在的uboot開啟了MMU做了虛擬地址映射。

• 查uboot中的虛擬地址映射表，發(fā)現(xiàn)除了0x30000000-0x3FFFFFFF映射到了0xC0000000-0xCFFFFFFF之外，其余的虛擬地址空間全是原樣映射的。
• 我們驅(qū)動中主要是操控硬件寄存器，而S5PV210的SFR都在0xExxxxxx地址空間，因此驅(qū)動中不必考慮虛擬地址。

3、uboot移植了linux驅(qū)動

（1）linux的驅(qū)動是模塊化設(shè)計(jì)。

• linux驅(qū)動本身和linux內(nèi)核不是強(qiáng)耦合的，這是linux驅(qū)動可以被uboot移植的關(guān)鍵。

（2）uboot移植了linux驅(qū)動源代碼。

• uboot是從源代碼級別去移植linux驅(qū)動的，這就是linux系統(tǒng)的開源性。

（3）uboot中的硬件驅(qū)動比linux簡單。

• linux驅(qū)動本身有更復(fù)雜的框架，需要實(shí)現(xiàn)更多的附帶功能，而uboot本質(zhì)上只是個裸機(jī)程序，uboot移植linux驅(qū)動時只是借用了linux驅(qū)動的一部分而已。

二、iNand/SD驅(qū)動解析

1、MMC驅(qū)動的初始化，是在start_armboot函數(shù)中，調(diào)用的是mmc_initialize函數(shù)

下面看一下mmc_initialize函數(shù)

（1）函數(shù)位于uboot/drivers/mmc/mmc.c。

（2）此函數(shù)主要是初始化開發(fā)板上MMC系統(tǒng)。

• SoC里的MMC控制器初始化（MMC系統(tǒng)時鐘的初始化、SFR初始化）；
• SoC里MMC相關(guān)的GPIO的初始化；
• SD卡/iNand芯片的初始化。

（3）mmc_devices，鏈表全局變量，用來記錄系統(tǒng)中所有已經(jīng)注冊的SD/iNand設(shè)備。

• 向系統(tǒng)中插入一個SD卡/iNand設(shè)備，則系統(tǒng)驅(qū)動就會向mmc_devices鏈表中插入一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示這個設(shè)備。

（4）struct mmc類型的結(jié)構(gòu)體指針

• 這個struct mmc類型的結(jié)構(gòu)體非常重要，我們說的驅(qū)動主要就是構(gòu)建這個結(jié)構(gòu)體；
• 在這個結(jié)構(gòu)體中構(gòu)建了一些列變量、函數(shù)指針等；
• 這些變量記錄了mmc的一些信息，函數(shù)指針?biāo)赶虻暮瘮?shù)是用來向sd卡中發(fā)送命令、或者發(fā)送數(shù)據(jù)、直接操作最底層的特殊功能寄存器

下面看一下cpu_mmc_init函數(shù)

（1）函數(shù)位于uboot/cpu/s5pc11x/cpu.c中，通過調(diào)用3個函數(shù)來完成。

（2）setup_hsmmc_clock，在uboot/cpu/s5pc11x/setup_hsmmc.c中，用來初始化SoC中MMC控制器中的時鐘部分的。

（3）setup_hsmmc_cfg_gpio，在uboot/cpu/s5pc11x/setup_hsmmc.c中，用來配置SoC中MMC控制器相關(guān)的GPIO的。

下面看一下setup_hsmmc_clock函數(shù)，主要是選擇時鐘源、分頻

下面看一下setup_hsmmc_cfg_gpio函數(shù)，主要是初始化相關(guān)的GPIO

下面看一下smdk_s3c_hsmmc_init函數(shù)

（1）函數(shù)位于：uboot/drivers/mmc/s3c_hsmmc.c中。

（2）函數(shù)內(nèi)部通過宏定義USE_MMCx來決定是否調(diào)用s3c_hsmmc_initialize來進(jìn)行具體的初始化操作。

下面看一下s3c_hsmmc_initialize函數(shù)

（1）函數(shù)位于：uboot/drivers/mmc/s3c_hsmmc.c中。

（2）定義并且實(shí)例化一個struct mmc類型的對象

• 即定義了一個指針，給指針分配內(nèi)存，然后填充它的各種成員，最后調(diào)用mmc_register函數(shù)來向驅(qū)動框架注冊這個mmc設(shè)備驅(qū)動。

（3）mmc_register功能是進(jìn)行mmc設(shè)備的注冊，注冊方法其實(shí)就是將當(dāng)前這個struct mmc使用鏈表連接到mmc_devices這個全局變量中去。

（4）在X210中定義了USE_MMC0和USE_MMC2

• 因此在我們的uboot初始化時，會調(diào)用2次s3c_hsmmc_initialize函數(shù)，傳遞參數(shù)分別是0和2；
• 因此完成之后系統(tǒng)中會注冊上2個mmc設(shè)備，表示當(dāng)前系統(tǒng)中有2個mmc通道在工作。平常我們說的通道0和通道2？

（5）真正的操作寄存器的函數(shù)是s3c_hsmmc_send_command、s3c_hsmmc_set_ios、s3c_hsmmc_init；

• 發(fā)送命令、發(fā)送數(shù)據(jù)、初始化三個函數(shù)；
• 這三個函數(shù)是最底層的、直接操作GPIO進(jìn)而特殊功能寄存器的函數(shù)；
• 這三個函數(shù)以及一些變量被封裝在struct mmc結(jié)構(gòu)體中，因而操作系統(tǒng)對mmc設(shè)備進(jìn)行操作的時候，到封裝以后的這個結(jié)構(gòu)體中進(jìn)行操作即可；

（6）至此cpu_mmc_init函數(shù)分析完成。

下面看一下find_mmc_device函數(shù)

（1）函數(shù)位于uboot/drivers/mmc/mmc.c中。

（2）通過mmc設(shè)備編號來在系統(tǒng)中查找對應(yīng)的mmc設(shè)備（struct mmc的對象，根據(jù)上面分析系統(tǒng)中有2個，編號分別是0和2）。

• 通過遍歷mmc_devices鏈表，去依次尋找系統(tǒng)中注冊的mmc設(shè)備，然后對比其設(shè)備編號和我們當(dāng)前要查找的設(shè)備編號，如果相同則就找到了要找的設(shè)備。
• 找到了后調(diào)用mmc_init函數(shù)來初始化它。

下面看一下mmc_init函數(shù)

（1）函數(shù)位于：drivers/mmc/mmc.c中。

（2）分析猜測這個函數(shù)應(yīng)該要進(jìn)行mmc卡的初始化了（前面已經(jīng)進(jìn)行了SoC端控制器的初始化）

（3）函數(shù)的調(diào)用關(guān)系為：

mmc_init

mmc_go_idle

mmc_send_cmd

mmc_send_if_cond

mmc_send_cmd……

（4）分析可知，mmc_init函數(shù)通過依次向mmc卡發(fā)送命令碼（CMD0、CMD2那些）來初始化SD卡/iNand內(nèi)部的控制器，以達(dá)到初始化SD卡的目的。

• 調(diào)用struct mmc 中的函數(shù)進(jìn)行了一些時序操作

（5）send_cmd函數(shù)的細(xì)節(jié)找不到……

2、總結(jié)

（1）至此整個MMC系統(tǒng)初始化結(jié)束。

（2）整個MMC系統(tǒng)初始化分為2大部分

• SoC這一端的MMC控制器的初始化，SD卡這一端卡本身的初始化。
• 前一步主要是在cpu_mmc_init函數(shù)中完成，后一部分主要是在mmc_init函數(shù)中完成。

（3）初始化完成后，使用sd卡/iNand的操作方法和mmc_init函數(shù)中初始化SD卡的操作一樣的方式。讀寫sd卡時也是通過總線向SD卡發(fā)送命令、讀取/寫入數(shù)據(jù)來完成的。

（4）順著操作追下去，到了mmc_send_cmd函數(shù)處就斷了，真正的向SD卡發(fā)送命令的硬件操作的函數(shù)找不到。這就是學(xué)習(xí)驅(qū)動的麻煩之處。

（6）struct mmc結(jié)構(gòu)體是關(guān)鍵。

• 上述兩部分初始化之間用mmc結(jié)構(gòu)體來鏈接的；
• 初始化完了后對mmc卡的常規(guī)讀寫操作也是通過mmc結(jié)構(gòu)體來鏈接的。

三、關(guān)于驅(qū)動的理解

1、驅(qū)動的關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

（1）驅(qū)動的設(shè)計(jì)中有一個關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。譬如MMC驅(qū)動的結(jié)構(gòu)體就是struct mmc。

• 這些結(jié)構(gòu)體中包含一些變量和一些函數(shù)指針，變量用來記錄驅(qū)動相關(guān)的一些屬性，函數(shù)指針用來記錄驅(qū)動相關(guān)的操作方法。
• 這些變量和函數(shù)指針加起來就構(gòu)成了驅(qū)動。驅(qū)動就被抽象為這個結(jié)構(gòu)體。

（2）一個驅(qū)動工作時主要分兩部分

• 驅(qū)動構(gòu)建（構(gòu)建一個struct mmc然后填充它）；
• 驅(qū)動運(yùn)行時（調(diào)用這些函數(shù)指針指針的函數(shù)和變量）；

2、分離思想

（1）分離思想，即在驅(qū)動中將操作方法和數(shù)據(jù)分開。

（2）操作方法就是函數(shù)，數(shù)據(jù)就是變量。

• 所謂操作方法和數(shù)據(jù)分離的意思就是，在不同的地方來存儲和管理驅(qū)動的操作方法和變量，這樣的優(yōu)勢就是驅(qū)動便于移植。

3、分層思想

（1）分層思想，是指一個整個的驅(qū)動分為好多個層次。

• 簡單理解就是驅(qū)動分為很多個源文件，放在很多個文件夾中
• 譬如本課程講的mmc的驅(qū)動涉及到drivers/mmc下面的2個文件、cpu/s5pc11x下的好幾個文件。

（2）以mmc驅(qū)動為例來分析各個文件的作用

uboot/drivers/mmc/mmc.c

• 本文件是和MMC卡操作有關(guān)的方法，譬如MMC卡設(shè)置空閑狀態(tài)的、卡讀寫數(shù)據(jù)等。
• 本文件中并沒有具體的硬件操作函數(shù)，操作最終指向的是struct mmc結(jié)構(gòu)體中的函數(shù)指針，這些函數(shù)指針是在驅(qū)動構(gòu)建的時候和真正硬件操作的函數(shù)掛接的（真正的硬件操作的函數(shù)在別的文件中）。

uboot/drivers/mmc/s3c_hsmmc.c:

• 本文件是SoC內(nèi)部MMC控制器的硬件操作的方法，譬如向SD卡發(fā)送命令的函數(shù)（s3c_hsmmc_send_command），譬如和SD卡讀寫數(shù)據(jù)的函數(shù)（s3c_hsmmc_set_ios）
• 這些函數(shù)是具體操作硬件的函數(shù)，即mmc.c中需要的那些硬件操作函數(shù)。這些函數(shù)在mmc驅(qū)動初始化構(gòu)建時（s3c_hsmmc_initialize函數(shù)中）和struct mmc掛接起來。

由上分析可知

• mmc.c和s3c_hsmmc.c構(gòu)成了一個分層，mmc.c中調(diào)用了s3c_hsmmc.中的函數(shù)，所以mmc.c在上層，s3c_hsmmc.c在下層。
• mmc.c中不涉及具體硬件的操作，s3c_hsmmc.c中不涉及驅(qū)動工程時的時序操作。
• 如果我們要把這一套mmc驅(qū)動移植到別的SoC上，那么mmc.c就不用動，修改s3c_hsmmc.c即可；
• 如果SoC沒變但是SD卡升級了，這時候只需要更換mmc.c，不需要更換s3c_hsmm。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的uboot源码——mmc驱动分析的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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