1. 硬件初始化
本文章不会对全志控制器的具体寄存器做详细的分析，只会关注接口封装或者设置时一般的流程或者共性的东西，详细的寄存器意义大家可以查阅数据手册或者源码理解。
控制器的硬件初始化主要包括以下三个方面：
- 引脚复用!!!：需要设置引脚寄存器，将其设置为SD引脚使用，否则你可能调试半天发现时钟也没有，数据也没有，到底咋回事啊（来自某位同事的亲身经历）!!!但是由于我们这次使用的开发板uboot已经将SD卡引脚复用初始化好了，为了简单起见，我们就不再去重复设置引脚复用了。
- 时钟初始化：需要设置时钟树打开SD模块时钟输入，在全志D1芯片中就是设置ccu模块。
- 控制器复位和初步设置：一般需要复位控制器，然后做一些基础的设置。
我们首先需要对ccu操作封装出两个接口，一个是使能控制器时钟输入，一个是设置具体的时钟频率，如下所示：
/*
* ccu.c
*
* Created on: Apr 26, 2022
* Author: gewenbin
*/
#define __SYLIXOS_KERNEL
#include <SylixOS.h>
#include <linux/compat.h>
#define CCU_REG_BASE (0x02001000)
#define CCU_REG_SMHC0_CLK (CCU_REG_BASE + 0x830)
#define CCU_REG_SMHC_BUS (CCU_REG_BASE + 0x84c)
void ccu_smhc0_bus_gate_enable (int enable)
{
u32 val;
val = readl(CCU_REG_SMHC_BUS);
if (enable) {
// de assert smhc0
writel(val | (1 << 16), CCU_REG_SMHC_BUS);
usleep(100);
// smhc0 gate pass
writel(val | (1 << 0), CCU_REG_SMHC_BUS);
} else {
// smhc0 gate mask
writel(val & (~(1 << 0)), CCU_REG_SMHC_BUS);
}
}
int ccu_smhc0_clock_set (unsigned int hz)
{
unsigned int pll, pll_hz, div, n;
if (hz <= 24000000) {
pll = (0 << 24); // select HOSC
pll_hz = 24000000;
} else {
pll = (2 << 24); // select PLL_PERI(2X)
pll_hz = 1200000000; // PLL_PERI(2X) default 1.2GHz
}
div = pll_hz / hz;
if (pll_hz % hz)
div++;
n = 0;
while (div > 16) {
n++;
div = (div + 1) / 2;
}
if (n > 3) {
_PrintFormat("mmc0 error cannot set clock to %d\n", hz);
return -1;
}
writel((1 << 31) | pll | (n << 8) | (div << 0), CCU_REG_SMHC0_CLK);
return 0;
}
设置时钟频率的代码是直接参考的uboot下的sd驱动，由于D1的ccu比较简单，大家自行查阅手册理解代码。同样复位控制器和设置基础初始化代码封装为 sunxi_mmc0_init 供外部使用：
void sunxi_mmc0_init(void)
{
u32 rval;
// TODO:初始化引脚复用
// 初始化时钟
ccu_smhc0_bus_gate_enable(1);
ccu_smhc0_clock_set(24000000);
// 复位控制器
writel(SUNXI_MMC_GCTRL_RESET, ®->gctrl);
usleep(1000);
// 使能 NEWTIMING
rval = readl(®->ntsr);
writel(rval | SUNXI_MMC_NTSR_MODE_SEL_NEW, ®->width);
// 不使用 DDR 模式
rval = readl(®->gctrl);
rval &= ~SUNXI_MMC_GCTRL_DDR_MODE;
writel(rval, ®->gctrl);
}
2. 控制器线宽设置
设置线宽比较简单，根据手册设置对应的寄存器即可：
void sunxi_mmc0_buswidth_set(int width)
{
switch (width) {
case SDARG_SETBUSWIDTH_8:
writel(0x2, ®->width);
break;
case SDARG_SETBUSWIDTH_4:
writel(0x1, ®->width);
break;
case SDARG_SETBUSWIDTH_1:
writel(0x0, ®->width);
break;
}
}
参数为SD协议栈传下来的线宽值宏。
3. 控制器时钟频率设置
时钟频率设置代码同样参考uboot，如下所示：
static int mmc_update_clk(void)
{
unsigned int cmd;
unsigned long expire = API_TimeGet() + LW_MSECOND_TO_TICK_1(2000);
cmd = SUNXI_MMC_CMD_START |
SUNXI_MMC_CMD_UPCLK_ONLY |
SUNXI_MMC_CMD_WAIT_PRE_OVER;
writel(cmd, ®->cmd);
while (readl(®->cmd) & SUNXI_MMC_CMD_START) {
if (API_TimeGet() > expire)
return -1;
}
/* clock update sets various irq status bits, clear these */
writel(readl(®->rint), ®->rint);
return 0;
}
int sunxi_mmc0_clock_set(int hz)
{
unsigned rval = readl(®->clkcr);
/* Disable Clock */
rval &= ~SUNXI_MMC_CLK_ENABLE;
writel(rval, ®->clkcr);
if (mmc_update_clk())
goto error;
/* Set mod_clk to new rate */
ccu_smhc0_clock_set(hz);
/* Clear internal divider */
rval &= ~SUNXI_MMC_CLK_DIVIDER_MASK;
writel(rval, ®->clkcr);
// calibration
writel(SUNXI_MMC_CAL_DL_SW_EN, ®->samp_dl);
/* Re-enable Clock */
rval |= SUNXI_MMC_CLK_ENABLE;
writel(rval, ®->clkcr);
if (mmc_update_clk())
goto error;
return 0;
error:
SD_ERR("mmc_update_clk error!\r\n");
return -1;
}
uboot采用的策略是不在sd控制器本身进行分频，而是直接在ccu时钟源处分出正确的频率，所以需要调用 ccu_smhc0_clock_set 设置好时钟源频率。
4.命令和数据传输
4.1 SylixOS SD传输消息
SylixOS下SD传输命令和数据都是通过 LW_SD_MESSAGE 数据结构来描述的：
typedef struct lw_sd_message {
LW_SD_COMMAND *SDMSG_psdcmdCmd; /* 发送命令 */
LW_SD_DATA *SDMSG_psddata; /* 数据传输属性 */
LW_SD_COMMAND *SDMSG_psdcmdStop; /* 停止命令 */
UINT8 *SDMSG_pucRdBuffer; /* 请求缓冲(读缓冲) */
UINT8 *SDMSG_pucWrtBuffer; /* 请求缓冲(写缓冲) */
} LW_SD_MESSAGE, *PLW_SD_MESSAGE;
- SDMSG_psdcmdCmd：用于描述发送的命令信息，使用 LW_SD_COMMAND 数据结构，这个数据结构下面在详细讲解。
- SDMSG_psddata：如果传输需要携带数据，用于描述数据的大小和读写方向信息，通过LW_SD_DATA 数据结构描述。
- SDMSG_psdcmdStop：描述停止命令信息。
- SDMSG_pucRdBuffer：如果是读数据传输，此成员记录SD协议栈中数据缓冲区的地址。
- SDMSG_pucWrtBuffer：如果是写数据传输，此成员记录SD协议栈中数据缓冲区的地址。
不同于uboot或者linux下的数据结构，SylixOS下如果有数据传输，其上层协议栈的缓冲区地址是放在LW_SD_MESSAGE 数据结构中记录的，而不是记录在LW_SD_DATA 中。
SylixOS下的SD命令是通过LW_SD_COMMAND 来描述的：
typedef struct lw_sd_command {
UINT32 SDCMD_uiOpcode; /* 操作码(命令) */
UINT32 SDCMD_uiArg; /* 参数 */
UINT32 SDCMD_uiResp[4]; /* 应答(有效位最多128位) */
UINT32 SDCMD_uiFlag; /* 属性位标 (命令和应答属性) */
UINT32 SDCMD_uiRetry;
} LW_SD_COMMAND, *PLW_SD_COMMAND;
- SDCMD_uiOpcode：命令码，用于表示是SD协议中规定的哪种命令。
- SDCMD_uiArg：如果命令带有参数，用于保存参数值。
- SDCMD_uiResp：如果命令有应答，用于保存设备应答值。
- SDCMD_uiFlag：属性标志。
- SDCMD_uiRetry：如果传输错误，重试次数。
SylixOS下的SD数据是通过 LW_SD_DATA 来描述的：
typedef struct lw_sd_data {
UINT32 SDDAT_uiBlkSize;
UINT32 SDDAT_uiBlkNum;
UINT32 SDDAT_uiFlags;
} LW_SD_DATA, *PLW_SD_DATA;
#define SD_DAT_WRITE (1 << 8)
#define SD_DAT_READ (1 << 9)
#define SD_DAT_STREAM (1 << 10)
- SDDAT_uiBlkSize：传输扇区大小，一般为512。
- SDDAT_uiBlkNum：传输扇区个数。
- SDDAT_uiFlags：属性标志，比较是读还是写操作等。
SylixOS下的这些数据结构都能在uboot下或者linux下找到对应功能的数据结构，在实际驱动移植时做对应的替换即可。
4.2 数据传输方式
全志SMHC支持DMA描述符和FIFO两种方式传输数据，本教程为了简单起见，采用cpu读写fifo的方式来传输数据，对外封装出 sunxi_mmc0_xfer 接口使用，将SD协议栈传下来的SD消息解析并设置对应的控制器寄存器，具体的代码请参见https://pan.baidu.com/s/15r0SD4ASu-j7K-vnuCEq_w?pwd=4x8j。
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