一、eMMC概述
eMMC（Embedded MultiMediaCard）是一种嵌入式多媒体卡，是一种基于NAND Flash的闪存卡标准，由JEDEC（电子设备工程联合委员会）订立和发布。eMMC集成了NAND Flash、闪存控制器和eMMC协议接口，以BGA（球栅阵列）形式封装，具有体积小、功耗低、容量大、性能稳定等优点，广泛应用于智能手机、平板电脑等消费类电子设备中。
二、Linux内核对eMMC的支持
Linux内核为eMMC存储设备提供了全面的支持，通过内建的驱动程序和文件系统，实现对eMMC设备的高效管理和访问。在Linux 3.14及以后的版本中，对eMMC的支持得到了进一步加强，提供了更加完善的驱动程序、文件系统支持和命令队列管理。
1. 驱动程序结构
Linux内核中的eMMC驱动框架主要由三个部分组成：card层、core层和host层，分别位于drivers/mmc/目录下。
- card层：将eMMC/SD实现为块设备，向文件系统层、用户空间提供文件操作的接口。主要文件包括
block.c和queue.c，提供操作队列块设备的驱动程序。 - core层：核心代码层，封装了MMC/SD命令，实现了不同协议和规范（MMC/SD）的兼容，为host层驱动提供接口函数，同时也调用主机控制器层的接口完成存储卡的识别、设置、读写等操作。
- host层：主机控制器驱动（通讯接口），对接硬件，需要根据自己的芯片修改。Linux内核使用
struct mmc_host来描述一个eMMC主机控制器，该结构体包含了硬件相关的一系列参数、宏和方法。
2. 关键结构体
- struct mmc_host：描述一个eMMC主机控制器，包含了硬件相关的参数、操作接口等。
- struct mmc_card：表示连接到
mmc_host的mmc设备。 - struct mmc_host_ops：定义了
mmc_host的操作接口，包括与mmc card通信的接口（如发送和接收命令）、卡检测等。 - struct mmc_request：封装了一次传输请求，包括读写MMC卡的命令、数据以及请求完成后的回调函数。
- struct mmc_ios：描述mmc总线的配置，如时钟、总线、电源等。
3. 初始化与工作流程
eMMC的初始化和工作流程大致如下：
- 分配并初始化mmc_host：通过
mmc_alloc_host分配一个struct mmc_host类型的变量，并根据MMC host控制器的硬件特性填充其各个字段。 - 注册mmc_host：使用
mmc_add_host将初始化好的mmc_host注册到MMC core中。 - 执行读写操作：通过
mmc_host_ops中的request函数发送读写命令和数据，具体实现会使用DMA（直接存储器访问）进行高效的数据传输。
三、eMMC的优势与应用
eMMC相较于传统的NAND Flash存储方案，具有以下几个显著优势：
- 简化系统存储设计：统一的协议接口使得eMMC产品更容易兼容不同的开发环境，降低了开发复杂度。
- 高性能：内置了缓存、磨损均衡等功能，提高了读写速度和稳定性。
- 低功耗：集成的闪存控制器和优化的电源管理策略，使得eMMC在功耗方面表现优异。
四、总结
Linux内核对eMMC的全面支持，为嵌入式系统提供了强大的存储解决方案。通过内建的驱动程序、优化的文件系统和高效的命令队列管理，Linux系统能够充分发挥eMMC的性能优势，为用户提供流畅和高效的使用体验。随着Linux系统在嵌入式领域的广泛应用，对eMMC的支持将会变得越来越重要，推动嵌入式系统存储技术的进一步发展。
