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LINUX MMC 子系统分析(五)MMC driver模块分析

ahcoder 2025-06-09 19:44 1 浏览

前面我们介绍了MMC 子系统驱动模型、mmc host模块，本篇主要介绍MMC Driver模块，在前面几篇文章中，我们已经说明mmc 子系统已实现mmc driver，即针对所有的mmc card（除 sdio设备外，包括mmc/sd/tf等存储卡），均可以使用该mmc driver。

下面我们分析下mmc 子系统为何实现了统一的mmc driver，主要有如下几点：

1. Mmc host已提供了访问mmc card的方法（mmc_host->request）；
2. mmc/emmc/sd等协议规范均已定义mmc card（包括mmc/sd/tf等存储卡）支持的命令格式以及状态流转机制、寄存器定义等信息，因此可使用统一的驱动程序实现对所有厂家的card通信（这是由协议规范规定的，比如针对nandflash驱动模块，也不需要为nandflash设备实现特定驱动，因其协议规范也规定了nandflash需要支持的操作及通信格式等等）

基于以上几点，并不需要针对各厂家的mmc card，实现特殊的mmc driver，因此mmc 子系

统实现了统一的mmc driver；

本次介绍的内容包括如下几点：

一、相关的数据结构及关联说明

二、mmc driver的probe/remove

相关的数据结构及关联说明

针对mmc driver而言，相关的数据结构包括mmc_driver、device_driver、device、

mmc_card、mmc_part、mmc_blk_data、mmc_queue、gendisk、request_queue等；

其中mmc_driver为一个mmc card驱动的抽象；device_driver、device为linux设备驱动模型相关的数据结构（该模块已在前面的文章中介绍，此处不再赘述）；gendisk、request_queu、request_fn为块设备模型相关的数据结构（此处不展开）；mmc_blk_data、mmc_queue主要用于实现mmc block device的通用块层与mmc host之间进行数据传输；而mmc_card则为mmc_driver所要驱动的外设。

这些数据结构之间的关联如下图所示，它们的关联关系说明如下：

1. Mmc_driver与mmc_card，通过借助设备-总线-驱动模型的数据结构（device_driver、device）及接口，实现绑定与解绑操作；
2. 针对mmc card，通过mmc_part可定义该mmc card的分区个数及分区大小等内容（mmc card中extended CSD寄存器中存储分区信息，当通过mmc rescan查找到mmc card时，会通过读取该寄存器的值，获取mmc card的分区信息）；
3. mmc_blk_data用于抽象mmc block device信息，这其中包括mmc_queue、request_queue、gendisk这些数据结构；

在完成mmc_driver与mmc_card的绑定过程中，在调用mmc_driver->probe进行设备探测时，则进行mmc block device的创建，针对每一个分区，均执行如下操作：

1. 创建mmc_blk_data类型的变量，即为每一个分区均创建对应的通用块设备（gendisk类型）；
2. 创建mmc_queue，并为其创建对应的线程及处理接口（主要用于处理来自块I/O子系统的请求）；
3. 针对对mmc_queue，为其创建request_queue及其请求方法mmc_request_fn，并与gendisk进行关联；
4. 将gendisk注册至块I/O子系统中，从而将本分区对应的通用块设备注册至块设备对应的bdev_map中，类似于字符设备的cdev_map；

本数据结构体包括了mmc driver 子系统、设备-总线-驱动模型、块设备驱动模型、mmc host子系统这几个模块。针对mmc driver的probe而言，也就是完成如下图的数据结构间的关联（remove接口即解除这些数据结构间的关联）。

mmc_driver 数据结构

该数据结构主要包含了device_driver类型的成员，并定义了probe、remove、suspend、resume四个函数指针；这四个函数指针的功能与device_driver中对应的函数指针时对应的。

struct mmc_card数据结构

该数据结构已在上一篇文章中说明，此处不再赘述；

struct mmc_part数据结构

该数据结构用于描述一个mmc card 分区，主要包括分区大小、分区的类型、分区名称、是否为只读分区等信息。mmc card中extended CSD寄存器中存储分区信息，当通过mmc rescan查找到mmc card时，会通过读取该寄存器的值，获取mmc card的分区信息

struct mmc_blk_data数据结构

该数据结构用于抽象一个mmc card 分区对应的block device的数据信息，其中包括：

1. 该分区对应的通用磁盘设备gendisk，用于将该分区注册至块设备层，以便应用程序可通过块设备I/O访问该分区；
2. mmc_queue用于抽象mmc 块设备的请求队列，该数据结构中包括了块设备请求队列成员（request_queue及其访问方法，用于处理块I/O层的数据请求信息，并实现将请求分发给mmc host，进而完成与mmc card的数据通信）；
3. 链表成员part用于将该mmc card所有分区对应的mmc_blk_data变量链接至一起；
4. force_ro、power_ro_lock主要用于描述该分区对应块设备的设备属性信息。

struct mmc_queue数据结构

该数据结构用于描述块设备I/O的request请求，该数据结构包含的内容如下：

1. card用于指向该队列对应的mmc_card；
2. thread用于描述该mmc_queue对应的线程，该线程主要用于处理所有从块I/O层下发的请求（request_queue）；
3. request_queue类型的变量用于向块I/O层注册request_queue及其请求方法，以便块I/O层可以将上层的数据请求下发至mmc block层；
4. issue_fn用于mmc block层将数据请求下发给mmc host层，由mmc host层继续实现数据请求的处理。

Mmc block层的块I/O请求处理

Mmc block层主要借助mmc_queue类型的变量实现块i/o请求，mmc block层提供了块i/o请求处理的线程。块i/o层接口层通过调用mmc block层的request方法（即request_queue->request_fn，即mmc_request_fn接口），该方法通过调用wake_up_process接口，唤醒mmc block层的块i/o处理线程，该线程处理接口则调用mq->issue_fn进行i/o请求的分发，即调用mmc_blk_issue_rq接口，该接口通过一系统的接口调用，最终即调用mmc_host->ops->request，通过mmc_host提供的方法，实现与mmc_card的通信操作。Mmc block层的块i/o处理流程如下所示。

mmc driver的probe/remove

上面介绍了mmc driver层相关的数据结构，通过这些数据结构间的关联图，基本上对mmc driver 的probe/remove接口也

有了一定的了解，而mmc driver的probe/remove接口，也就是完成上述数据结构间的关联的建立与消除。

mmc_driver的定义如注册

mmc_driver的定义如下，该driver的名称为“mmcblk”,主要实现了probe/remove接口以及suspend/resume接口（这两个接口主要用于电源管理）。

mmc_driver与mmc_card的绑定流程

mmc_driver与mmc_card借助设备-总线-驱动模型提供的接口完成，mmc_driver与mmc_card绑定，并执行mmc_driver->probe接口。mmc_driver、mmc_card、mmc_bus之间的绑定流程如下所示：

1. 通过driver_register与device_register，从而完成mmc_driver、mmc_card、mmc_bus之间的绑定。

（当mmc rescan一个mmc card后，则会创建mmc card，并同时调用device_register，将该mmc_card注册至mmc_bus中，并触发__device_attach，从而完成mmc_card与mmc_driver的绑定，并调用mmc_driver->probe，即调用mmc_blk_probe接口，实现mmc block device的创建及注册流程。）

mmc_blk_probe

mmc_blk_probe实现的功能如下：

针对该mmc card的每一个分区，均执行如下操作：

1. 为每一个分区，创建对应的通用磁盘设备gendisk；
2. 设置gendisk的fops为mmc_bdops；
3. 为每一个通用磁盘设备，均创建request_queue及其处理方法；
4. 为该通用磁盘设备创建mmc block块i/o请求机制；
5. 将该分区对应的通用磁盘设备注册至块设备i/o中，以便应用层可通过块设备访问该mmc card 分区。

mmc_driver与mmc_card的解绑流程

当mmc card rescan机制，检测到mmc card移除后，在mmc card release的过程中，即调用device_unregiser接口，完成解绑流程，从而触发mmc_blk_remove接口的调用，完成解绑操作。而mmc_blk_remove接口的主要功能如下：

针对每一个mmc card分区，均执行如下操作：

1. 将该分区对应的mmc 块请求处理机制删除；
2. 将该分区对应的通用磁盘设备从块设备模块中移除；
3. 解除mmc_card与mmc_host的关联；

以上即为本篇文章的主要内容，本篇文章主要说明mmc_driver与mmc_card的绑定与解绑流程，并说明了mmc block device的创建与删除流程等内容，本章的内容不需要驱动开发人员进行更改，这些内容均为mmc子系统实现，此处主要用于帮助我们理解mmc子系统。

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