Linux 驱动开发之WIFI设备分析3（基于Linux6.6）---SDIO接口WiFi介绍

一、SDIO相关基础知识解析

1、SDIO接口

SDIO 故名思义，就是 SD 的 I/O 接口（interface）的意思，不过这样解释可能还有点抽像。更具体的说明，SD 本来是记忆卡的标准，但是现在也可以把 SD 拿来插上一些外围接口使用，这样的技术便是 SDIO。

所以 SDIO 本身是一种相当单纯的技术，透过 SD 的 I/O 接脚来连接外部外围，并且透过 SD 上的 I/O 数据接位与这些外围传输数据，而且 SD 协会会员也推出很完整的 SDIO stack 驱动程序，使得 SDIO 外围（我们称为SDIO 卡）的开发与应用变得相当热门。

现在已经有非常多的手机或是手持装置都支持 SDIO 的功能（SD 标准原本就是针对 mobile device 而制定），而且许多 SDIO 外围也都被开发出来，让手机外接外围更加容易，并且开发上更有弹性（不需要内建外围）。目前常见的 SDIO 外围（SDIO 卡）有：

· Wi-Fi card（无线网络卡） 

· CMOS sensor card（照相模块） 

· GPS card 

· GSM/GPRS modem card 

· Bluetooth card 

SDIO 的应用将是未来嵌入式系统最重要的接口技术之一，并且也会取代目前 GPIO 式的 SPI 接口。

2、SDIO总线

      SDIO总线 和 USB总线 类似，SDIO也有两端，其中一端是HOST端，另一端是device端。所有的通信都是由HOST端 发送 命令 开始的，Device端只要能解析命令，就可以相互通信。

CLK信号:HOST给DEVICE的 时钟信号，每个时钟周期传输一个命令。

CMD信号：双向 的信号，用于传送 命令 和 反应。

DAT0-DAT3 信号:四条用于传送的数据线。

VDD信号:电源信号。

VSS1，VSS2:电源地信号。

3、SDIO热插拔原理

方法：设置一个 定时器检查 或 插拔中断检测

硬件：假如GPG10（EINT18）用于SD卡检测

GPG10 为高电平 即没有插入SD卡

GPG10为低电平  即插入了SD卡

4、SDIO命令

SDIO总线上都是HOST端发起请求，然后DEVICE端回应请求。sdio命令由6个字节组成。

a -- Command:用于开始传输的命令，是由HOST端发往DEVICE端的。其中命令是通过CMD信号线传送的。

b -- Response:回应是DEVICE返回的HOST的命令，作为Command的回应。也是通过CMD线传送的。

c -- Data:数据是双向的传送的。可以设置为1线模式，也可以设置为4线模式。数据是通过DAT0-DAT3信号线传输的。

SDIO的每次操作都是由HOST在CMD线上发起一个CMD，对于有的CMD，DEVICE需要返回Response，有的则不需要。

对于读命令，首先HOST会向DEVICE发送命令，紧接着DEVICE会返回一个握手信号，此时，当HOST收到回应的握手信号后，会将数据放在4位的数据线上，在传送数据的同时会跟随着CRC校验码。当整个读传送完毕后，HOST会再次发送一个命令，通知DEVICE操作完毕，DEVICE同时会返回一个响应。

对于写命令，首先HOST会向DEVICE发送命令，紧接着DEVICE会返回一个握手信号，此时，当HOST收到回应的握手信号后，会将数据放在4位的数据线上，在传送数据的同时会跟随着CRC校验码。当整个写传送完毕后，HOST会再次发送一个命令，通知DEVICE操作完毕，DEVICE同时会返回一个响应。

二、SDIO接口驱动

前面讲到，SDIO接口的wifi，首先，它是一个sdio的卡的设备，然后具备了wifi的功能，所以SDIO接口的WiFi驱动就是在wifi驱动外面套上了一个SDIO驱动的外壳，

在 Linux 内核中，设备驱动的设计通常遵循分层结构，即将不同层次的功能进行模块化，以便于管理、扩展和维护。主要的设计思想包括：

1. 硬件抽象层：提供对不同硬件设备的统一接口，使得上层软件不需要直接与硬件打交道。硬件的细节和实现被封装在较低层，驱动程序仅关心上层所需的接口。

2. 分离硬件与操作系统的依赖：驱动程序不仅要能在不同的硬件上运行，还要与操作系统的其他部分进行适配和配合。因此，硬件相关的代码和操作系统核心代码应当分离，减少耦合。

3. 设备类型抽象：不同种类的设备（如块设备、字符设备、网络设备等）会有不同的处理方式，驱动程序通过在内核中对设备进行类型化，来实现设备与操作系统的松耦合。

下面先分析SDIO接口驱动的实现，看几个重要的数据结构（用于核心层与主机驱动层 的数据交换处理）。

include/linux/mmc/host.h 

struct mmc_host     用来描述卡控制器

struct mmc_card     用来描述卡

struct mmc_driver  用来描述 mmc 卡驱动

struct sdio_func      用来描述 功能设备

struct mmc_host_ops   用来描述卡控制器操作接口函数功能，用于从 主机控制器层向 core 层注册操作函数，从而将core 层与具体的主机控制器隔离。也就是说 core 要操作主机控制器，就用这个 ops 当中给的函数指针操作，不能直接调用具体主控制器的函数。

2.1、编写Host层驱动

例：drivers/mmc/host/s3cmci.c

MODULE_DEVICE_TABLE(platform, s3cmci_driver_ids);
 
static struct platform_driver s3cmci_driver = {
	.driver	= {
		.name	= "s3c-sdi",
		.probe_type = PROBE_PREFER_ASYNCHRONOUS,
		.of_match_table = s3cmci_dt_match,
	},
	.id_table	= s3cmci_driver_ids,
	.probe		= s3cmci_probe,
	.remove		= s3cmci_remove,
	.shutdown	= s3cmci_shutdown,
};
 
module_platform_driver(s3cmci_driver);
 
s3cmci_probe(struct platform_device *pdev)
{
	//....
	struct mmc_host *mmc;
	mmc = mmc_alloc_host(sizeof(struct s3cmci_host), &pdev->dev);  //分配mmc_host结构体
 
	//.....
}
 
/*注册中断处理函数s3cmci_irq,来处理数据收发过程引起的各种中断*/
request_irq(host->irq, s3cmci_irq, 0, DRIVER_NAME, host) //注册中断处理函数s3cmci_irq
 
/*注册中断处理s3cmci_irq_cd函数,来处理热拨插引起的中断，中断触发的形式为上升沿、下降沿触发*/
request_irq(host->irq_cd, s3cmci_irq_cd,IRQF_TRIGGER_RISING |IRQF_TRIGGER_FALLING, DRIVER_NAME, host)
 
mmc_add_host(mmc);  //initialise host hardware //向MMC core注册host驱动
----> device_add(&host->class_dev); //添加设备到mmc_bus_type总线上的设备链表中
----> mmc_start_host(host); //启动mmc host
 
/*MMC drivers should call this when they detect a card has been inserted or removed.检测sd卡是否插上或移除*/
 ---->mmc_detect_change(host, 0);
 
/*Schedule delayed work in the MMC work queue.调度延时工作队列*/
 mmc_schedule_delayed_work(&host->detect, delay);
AI写代码

搜索host->detected得到以下信息：

drivers/mmc/core/host.c

NIT_DELAYED_WORK(&host->detect, mmc_rescan);
 
mmc_rescan(struct work_struct *work)
---->mmc_bus_put(host);//card 从bus上移除时，释放它占有的总线空间
 
/*判断当前mmc host
AI写代码