1. 简介
MMC(MultiMediaCard)是一种用于存储数据的存储卡标准,它包含一个包括控制器和闪存芯片的集成电路。在Linux操作系统中,MMC驱动程序负责与MMC卡进行通信和管理,以实现对MMC卡的读写操作。本文将深入探索MMC Linux驱动程序的工作原理和关键组成部分。
2. MMC驱动程序架构
MMC Linux驱动程序主要由以下组件构成:
2.1. 控制器驱动
控制器驱动是负责与硬件MMC控制器进行通信的软件模块。它提供了对MMC控制器的访问接口,包括初始化控制器、发送命令和接收响应等功能。控制器驱动还需要处理中断和DMA等底层操作。
struct mmc_host {
...
};
int mmc_register_host(struct mmc_host *host);
void mmc_remove_host(struct mmc_host *host);
控制器驱动是整个MMC驱动程序的核心组件,它负责将上层的读写操作转化为底层的硬件访问。
2.2. 卡片驱动
卡片驱动是负责与MMC存储卡进行通信的软件模块。它使用控制器驱动提供的接口向存储卡发送命令和接收响应,并实现卡片擦除、读取和写入等功能。不同类型的MMC卡可能需要不同的卡片驱动。
struct mmc_card {
...
};
int mmc_attach_card(struct mmc_host *host, struct mmc_card *card);
void mmc_detach_card(struct mmc_card *card);
卡片驱动负责解析MMC卡的命令和响应,并将其转换为文件系统可以理解的格式。
2.3. 电源管理
电源管理模块负责控制MMC驱动程序对电源的管理,包括MMC卡上电、休眠和唤醒等操作。
int mmc_power_on(struct mmc_host *host);
int mmc_power_off(struct mmc_host *host);
电源管理模块确保MMC驱动程序对MMC卡的供电操作符合MMC卡的规范要求。
2.4. 容量管理
容量管理模块负责MMC驱动程序对MMC卡容量的管理,包括检测MMC卡容量、分区管理和容量扩展等功能。
int mmc_detect_capacity(struct mmc_card *card);
void mmc_partition(struct mmc_card *card);
容量管理模块需要通过与MMC卡的交互,获取MMC卡的容量信息,并对其进行管理。
3. MMC驱动程序的工作流程
MMC Linux驱动程序的工作流程如下:
3.1. 初始化
在系统启动时,MMC Linux驱动程序通过控制器驱动初始化MMC控制器,并注册驱动程序到Linux内核。
static int __init mmc_init(void)
{
struct mmc_host *host;
host = mmc_alloc_host();
if (!host)
return -ENOMEM;
...
mmc_add_host(host);
mmc_register_host(host);
return 0;
}
module_init(mmc_init);
module_exit(mmc_exit);
初始化过程中,控制器驱动负责初始化硬件控制器,卡片驱动负责初始化MMC卡,电源管理和容量管理等模块负责相应的初始化操作。
3.2. 用户空间操作
当用户在Linux操作系统中对MMC卡进行读写操作时,应用程序会使用文件系统提供的接口调用MMC驱动程序。
struct file_operations {
...
int (*read)(struct mmc_card *card, char *buf, size_t count, loff_t *offset);
int (*write)(struct mmc_card *card, const char *buf, size_t count, loff_t *offset);
...
};
用户空间操作通过文件系统接口与MMC驱动程序交互,驱动程序将用户空间操作转换为硬件操作。
3.3. 数据传输
当用户空间操作转换为硬件操作后,MMC驱动程序通过控制器驱动向MMC卡发送命令,获取响应,并进行数据传输操作。
static int mmc_transfer_data(struct mmc_card *card, char *buf, size_t count, loff_t *offset)
{
int ret;
ret = mmc_send_command(card, CMD_READ_SINGLE_BLOCK, *offset);
if (ret)
return ret;
ret = mmc_get_response(card);
if (ret)
return ret;
ret = mmc_transfer_data_blocks(card, buf, count);
if (ret)
return ret;
*offset += count;
return 0;
}
数据传输过程中,MMC驱动程序通过控制器驱动实现与MMC卡的通信,并通过卡片驱动解析命令和响应,进行数据读写。
3.4. 关闭
在系统关闭时,MMC Linux驱动程序通过控制器驱动关闭MMC控制器,释放资源。
static void __exit mmc_exit(void)
{
mmc_unregister_host(host);
mmc_remove_host(host);
mmc_free_host(host);
}
module_init(mmc_init);
module_exit(mmc_exit);
关闭过程中,控制器驱动负责关闭硬件控制器,释放相关资源。
4. 结论
本文深入探索了MMC Linux驱动程序的工作原理和关键组成部分。MMC驱动程序通过控制器驱动、卡片驱动、电源管理和容量管理等模块实现了对MMC卡的读写操作。了解MMC驱动程序的工作原理对于理解Linux操作系统中MMC卡的工作机制具有重要意义。