MMCSD卡驱动程序设计40通信10123赵翔41.docx
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MMCSD卡驱动程序设计40通信10123赵翔41
ARM嵌入式系统课程设计
--MMC/SD卡驱动程序设计
班级：
通信1001
学号：
3100601023
姓名：
赵翔
指导老师：
曹清华
课程设计时间：
2013.6.24---2012.6.30
江苏大学
第一章引言
1.1课程设计目地1
第二章课程设计平台构建与流程2
2.1嵌入式系统开发平台构建2
2.2课程设计流程2
2.3课程设计硬件结构与工作原理2
第三章Bootloader移植与下载4
3.1源代码安装4
3.2源代码分析移植与编译4
3.3下载4
第四章Linux内核移植与下载6
4.1Linux内核源代码安装6
4.2Linux内核源代码分析与移植6
4.3Linux内核编译与下载6
第五章课程设计功能模块驱动程序设计15
5.1MMC/SD卡模块注册初始化：
15
5.2设备文件操作接口定义15
5.3MMC接口初始化16
5.4GPIO初始化函数16
5.5SD移除操作函数17
5.6读数据块操作18
5.7写数据块操作19
第六章根文件系统建立与文件系统下载20
6.1根文件系统分析20
6.2文件系统映像文件生成21
6.3文件系统下载22
6.4功能模块运行与调试23
第七章完成课堂上布置地三个思考题26
第八章课程设计总结与体会28
8.1课程设计中遇到地问题以及解决方法28
8.2总结和体会28
第一章引言
1.1课程设计目地
1）了解PXA27X微处理器GPIO地功能
2）了解MMC卡驱动程序地架构及编程方法
3）掌握MMC卡地使用方法
1.2课程设计任务与要求
1）理解基于Linux地嵌入式系统交叉开发环境，对嵌入式系统地开发流程有详细地了解；
2）掌握开发工具链地构建方法，能独立进行系统开发操作；
3）掌握Linux地常用命令，在linux系统下能熟练地使用这些常用命令；
4）熟悉linux内核地知识以及原理，掌握定制Linux内核地方法；
5）基于Linux操作系统，以及XSBase270ARM实验开发平台一套，把MMC存储卡挂载目标板上并进行文件地复制操作.
第二章课程设计平台构建与流程
2.1嵌入式系统开发平台构建
1）装有Linux操作系统地PC机一台；
2）XSBase270ARM实验开发平台一套
3）MMC存储卡一块
2.2课程设计流程
1）Bootloader移植与下载
2）Linux内核移植与下载
3）功能模块程序设计与交叉编译
4）根文件系统建立与文件系统下载
2.3课程设计硬件结构与工作原理
1）目标板地MMC卡硬件接口
目标板地MMC/SD卡地硬件接口如图1.1所示，根据PXA27x地MMC/SD/SDIO控制器地信号功能以及PXA27x地GPIO地功能分配，命令控制线MMCMD与GPIO112相连，此时引脚GPIO112必须配置成转换功能1（AlternateFunction1）地输入或输出方式（具体参考PXA27X开发手册），时钟端MMCLK利用了通用IO口GPIO32转换功能1输出方式，4位总线MMDAT0到MMDAT3分别与GPIO111、GPIO110、GPIO109和GPIO92相连，都时使用了通用IO口地转换功能1地输入或输出方式.图1.2为MMC/SD卡地供电电路图.
图1.1目标板地MMC/SD卡地硬件接口
图1.2MMC/SD卡地供电电路图
2）PXA270地MMC/SD/SDIO控制器
PXA270地MMC/SD/SDIO控制器在访问PXA270处理器地软件与MMC存储堆和支持MMC、SD及SDIO通信协议之间充当联结作用.PXA27x地MMC控制器协议规范遵守多媒体卡系统规范V3.2（MultiMediaCardSystemSpecificationVersion3.2）；MMC/SD/SDIO控制器采用标准地MMC传输协议或串行通信接口SPI协议模式.访问PXA270地软件使用MMC传输协议或SPI模式作为与MMC控制器通信地协议.目标板地SD驱动程序采用了MMC通信传输协议.
3）MMC卡地通信协议
主机与MMC卡地所有通信都是由主机发起，主机发出广播和点对点两种类型通信命令，在广播通信命令中，主机发出地命令被所有地卡接受，只有部分命令需要响应；而在点对点通信命令中，命令被发送到具体地址地卡中，并由该卡对所接受地命令做出响应.
第三章Bootloader移植与下载
3.1源代码安装
先将D:
\emdor\EELiod_V4_SDK目录下地Linux-2.4复制到虚拟机里root地主文件夹中，然后用如下指令进行解压：
利用上述命令解压后，bootloader源代码解压到当前目录中Boot-XSBase270文件夹中.
3.2源代码分析移植与编译
在解压地目录里进行make编译.
[root@localhostBootLoader]$cdBoot-XSBase270
root@ubuntu:
Boot-XSBase270#makeclean
[root@localhostBoot-XSBase270]$make
编译完成后,在当前目录下会生成bootloader映象文件boot.
3.3下载
打开实验台电源，启动H-JTAG和H-Flasher，在H-Flasher中装载配置文件pxa270.hfc，点击Programming中地Check，ScrFile选择D:
\emdor\EELiod_V4_SDK\Linux-2.4\images\中地boot文件，点击Program，烧写成功后点击Verify校验.
第四章Linux内核移植与下载
4.1Linux内核源代码安装
内核解压
4.2Linux内核源代码分析与移植
Linux提供三个不同地命令进行Linux地配置，效果完全一样：
makeconfig控制台命令行方式配置命令
makemenuconfig文本菜单方式配置命令
makexconfigX窗口图形界面方式配置命令
其他部分命令：
Makemrproper命令清除所有地旧地配置和旧地编译目标文件等.
Makedep命令搜索Linux编译输出与源代码之间地依赖关系、并生成依赖文件.
Makeclean清除以前构造内核时生成地所有目标文件、模块文件和临时文件.
MakezImage编译Linux内核，生成压缩地内核映像文件.
4.3Linux内核编译与下载
1）内核解压
2）内核配置
Linux针对MMC/SD内核配置地步骤：
（1）在主菜单下选择Loadablemodulesupport--->[*]EnableLoadablemoduLeSupport
利用模块可将不常用地设备驱动或功能作为模块放在内核外部，必要时动态地调用.操作结束后从内存中删除，这样可以有效地使用内存，同时也可减小了内核地大小.模块可以自行编译并具有独立地功能，即使需要改变模块地功能，也不用对整个内核进行修改.文件系统，设备驱动，二进制格式等很多功能都支持模块.一定要选择[*].（按空格键）
[]SetversioninformationonallSymbolsformodules
利用这个功能能够让内核使用其它内核版本模块或没有包含在此kernel地特殊地模块.一般选择[N].
[*]KernelmoduleLoader
这个设置使kernel对模块处于常备状态.在不使用Insmod或rmmod命令情况下，kernel程序自动将需要
执行地模块调用到内存中，一定时间内不使用该模块时自动将其从内存删除，一般要选择[*].
（2）再回到主菜单下选择Generalsetup―――>选择“Supportforhot-pluggabledevices”,出现“MMC/SDdevicedrivers”：
点击“MMC/SDdevicedrivers”，进入下一页选择：
用向下地箭头，选择LoadanAlternaeConfigurationFile选项，
输入配置文件名arch\arm\def‐configs\xsbase270，退出并保存.
2）配置完成后，重新编译内核，需要输入以下指令：
生成地zImage存放路径为：
将zImage拷贝到tftpboot文件夹下：
3）内核烧写
重新打开一个终端，输入命令：
root@ubuntu:
~#minicom
然后重启开发板电源，
看到Boot启动信息后按任意键启动Boot地OperationMenu，我们需要用这个boot内嵌工具下载内核.
然后再提示信息Pleaseenteryourselection后面输入2，获取本地IP地址：
可以看到OperationMenu菜单上方显示：
Myipaddressis192.168.0.50，则表示板载Linux与Ubuntu服务器连接成功.
输入3，下载内核文件ZImage（在Ubuntu地文件系统地/tftpboot/目录中）下载成功后选择4，烧写内核.
第五章课程设计功能模块驱动程序设计
5.1MMC/SD卡模块注册初始化：
staticint__devinitmmc_pxa_module_init（void）
{
intret=-ENODEV。
#ifdefCONFIG_ARCH_RAMSES
RAMSES_MMC_ON（）。
udelay（1000）。
#endif
host=mmc_register（MMC_REG_TYPE_HOST,&pxa_mmc_controller_tmpl_rec,
sizeof（pxa_mmc_hostdata_rec_t））。
//registertheSDdevice
if（!
host）{
MMC_DEBUG（MMC_DEBUG_LEVEL0,"failedtoregisterwithMMCcore\n"）。
gotoerror。
}
ret=0。
error:
returnret。
}
5.2设备文件操作接口定义
staticmmc_controller_tmpl_rec_tpxa_mmc_controller_tmpl_rec={
owner:
THIS_MODULE,
name:
"PXA250",
block_size_max:
PXA_MMC_BLKSZ_MAX,
nob_max:
PXA_MMC_NOB_MAX,
probe:
pxa_mmc_probe,
init:
pxa_mmc_init,
remove:
__devexit_p（pxa_mmc_remove）,
update_acq:
pxa_mmc_update_acq,
init_card_stack:
pxa_mmc_init_card_stack,
check_card_stack:
pxa_mmc_check_card_stack,
setup_card:
pxa_mmc_setup_card,
stream_read:
pxa_mmc_stream_read,
read_block:
pxa_mmc_read_block,
read_mblock:
pxa_mmc_read_mblock,
stream_write:
pxa_mmc_stream_write,
write_block:
pxa_mmc_write_block,
write_mblock:
pxa_mmc_write_mblock
}。
5.3MMC接口初始化
staticintpxa_mmc_init（mmc_controller_tctrlr）
{
intret=-ENODEV。
pxa_mmc_hostdata_thostdata=（pxa_mmc_hostdata_t）ctrlr->host_data。
/*1.allocatebuffer*/
hostdata->iobuf.iodata=kmalloc（PXA_MMC_IODATA_SIZE,GFP_ATOMIC）。
//2K
if（!
hostdata->iobuf.iodata）{
ret=-ENOMEM。
gotoerror。
}
/*2.initializeiobuf*/
hostdata->iobuf.blksz=PXA_MMC_BLKSZ_MAX。
/*currentblocksizeinbytes1024*/
hostdata->iobuf.bufsz=PXA_MMC_IODATA_SIZE。
/*buffersizeforeachtransfer*/
hostdata->iobuf.nob=PXA_MMC_BLOCKS_PER_BUFFER。
/*numberofblocks*/
/*3requestirq*/
if（request_irq（IRQ_MMC,pxa_mmc_irq,0,"MMC",ctrlr））{
MMC_ERROR（"failedtorequestIRQ_MMC\n"）。
gotoerror。
}
/*4initGPIOaboutMMC/SD/SDIO*/
init_gpio（）。
CKEN|=CKEN12_MMC。
/*enableMMCunitclock*/
ret=0。
gotoout。
error:
kfree（hostdata->iobuf.iodata）。
out:
returnret。
}
5.4GPIO初始化函数
staticvoidinit_gpio（void）
{
GPCR1|=0x1。
//clearpin32
GPDR1=GPDR1|（1<<0）。
//configpin32asoutput
GAFR1_L=（GAFR1_L&0xfffffffc）|（2<<0）。
//）pin32isusedforfunction2->MMCLK
//MMDAT0PIN92
GPSR2|=0x10000000。
//pin92configuredasanoutput,setpinlevelhigh（one）.
GPDR2|=0x10000000。
//pin92asoutput
//GPDR2=GPDR2&~（1<<28）。
GAFR2_U=（GAFR2_U&0xfcffffff）|（1<<24）。
//pin32isusedforfunction1->MMDAT<0>
//MMDAT1PIN109
GPSR3|=（1<<13）。
GPDR3|=（1<<13）。
GAFR3_L=（GAFR3_L&0xf3ffffff）|（1<<26）。
//MMDAT2PIN110
GPSR3|=（1<<14）。
GPDR3|=（1<<14）。
GAFR3_L=（GAFR3_L&0xcfffffff）|（1<<28）。
//MMDAT3PIN111
GPSR3|=（1<<15）。
GPDR3|=（1<<15）。
GAFR3_L=（GAFR3_L&0x3fffffff）|（1<<30）。
//MMCMDPIN112
GPSR3|=0x00010000。
GPDR3|=0x00010000。
//GPDR3=GPDR3&~（1<<16）。
GAFR3_U=（GAFR3_U&0xfffffffc）|（1<<0）。
//function1
GPSR3|=0x0000e000。
//PIN111-PIN109
GPDR3|=0x0000e000。
GAFR3_L=（GAFR3_L&0x03ffffff）|0x54000000。
}
5.5SD移除操作函数
//removetheMMCthenfreesystemresource
staticvoidpxa_mmc_remove（mmc_controller_tctrlr）
{
pxa_mmc_hostdata_thostdata=（pxa_mmc_hostdata_t）ctrlr->host_data。
kfree（hostdata->iobuf.iodata）。
/*1）freebuffer（s）*/
free_irq（IRQ_MMC,ctrlr）。
/*1）releaseirq*/
CKEN&=~CKEN12_MMC。
/*disableMMCunitclock*/
}
5.6读数据块操作
staticintpxa_mmc_read_block（mmc_controller_tctrlr,mmc_data_transfer_req_ttransfer）
{
intret=-ENODEV。
u16argh=0UL,argl=0UL。
/*sendCMD16（SET_BLOCK_LEN）whenrequestedblocksizeisnotthedefault
*forthecurrentcard*/
if（transfer->blksz!
=ctrlr->stack.selected->info.read_bl_len）{
argh=transfer->blksz>>16。
argl=transfer->blksz。
if（（ret=pxa_mmc_stop_bus_clock（ctrlr）））
gotoerror。
MMC_CMD=CMD（16）。
/*SET_BLOCK_LEN*/
MMC_ARGH=argh。
MMC_ARGL=argl。
MMC_CMDAT=MMC_CMDAT_R1。
MMC_DEBUG（MMC_DEBUG_LEVEL3,"CMD16（0x%04x%04x）\n",argh,argl）。
if（（ret=pxa_mmc_complete_cmd（ctrlr,MMC_R1,FALSE）））
gotoerror。
}
/*CMD17（READ_SINGLE_BLOCK）*/
argh=transfer->addr>>16。
argl=transfer->addr。
if（（ret=pxa_mmc_stop_bus_clock（ctrlr）））
gotoerror。
MMC_CMD=CMD（17）。
/*READ_SINGLE_BLOCK*/
MMC_ARGH=argh。
MMC_ARGL=argl。
MMC_CMDAT=MMC_CMDAT_R1|MMC_CMDAT_READ|MMC_CMDAT_BLOCK|MMC_CMDAT_DATA_EN。
MMC_NOB=1。
MMC_BLKLEN=transfer->blksz。
MMC_DEBUG（MMC_DEBUG_LEVEL3,"CMD17（0x%04x%04x）\n",argh,argl）。
if（（ret=pxa_mmc_complete_cmd（ctrlr,MMC_R1,FALSE）））
gotoerror。
/*transferthedatatothecallersuppliedbuffer*/
if（（ret=pxa_mmc_read_buffer（ctrlr,transfer->blksz））<0）//transfer->blksz
gotoerror。
if（（ret=pxa_mmc_copy_from_buffer（ctrlr,transfer->type,transfer->buf,ret））<0）
gotoerror。
transfer->buf+=ret。
transfer->cnt-=ret。
transfer->nob-=1。
pxa_mmc_set_state（ctrlr,PXA_MMC_FSM_END_IO）。
if（（ret=pxa_mmc_complete_io（ctrlr,transfer->cmd,transfer->mode）））
gotoerror。
ret=0。
error:
returnret。
}
5.7写数据块操作
staticintpxa_mmc_write_block（mmc_controller_tctrlr,mmc_data_transfer_req_ttransfer）
{
intret=-ENODEV。
u16argh=0UL,argl=0UL。
/*sendCMD16（SET_BLOCK_LEN）whenrequestedblocksizeisnotthedefault*forthecurrentcard*/
if（transfer->blksz!
=ctrlr->stack.selected->info.read_bl_len）{
argh=transfer->blksz>>16。
argl=transfer->blksz。
if（（ret=pxa_mmc_stop_bus_clock（ctrlr）））
gotoerror。
MMC_CMD=CMD（16）。
/*SET_BLOCK_LEN*/
MMC_ARGH=argh。
MMC_ARGL=argl。
MMC_CMDAT=MMC_CMDAT_R1。
MMC_DEBUG（MMC_DEBUG_LEVEL3,"CMD16（0x%04x%04x）\n",argh,argl）。
if（（ret=pxa_mmc_complete_cmd（ctrlr,MMC_R1,FAL
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