Question

我正在开发运行Linux 2.6.37的ARM设备。我试图尽可能快地切换IO引脚。我制作了一个小内核模块和一个用户空间应用程序。我尝试了两件事：

使用ioremap直接从内核空间处理GPIO控制寄存器。
mmap() GPIO控制寄存器无需缓存并在用户空间中使用它们。

两种方法都有效，但第二种方法比第一种方法慢3倍（在示波器上观察）。我想我禁用了所有缓存机制。

当然，我希望获得两个世界中最好的一个：从内核空间的速度来看，用户空间的灵活性和易开发性。

有人知道为什么mmap()可能比ioremap()慢吗？

这是我的代码：

内核模块代码

static int ti81xx_usmap_mmap(struct file* pFile, struct vm_area_struct* pVma)
{
  pVma->vm_flags |= VM_RESERVED;
  pVma->vm_page_prot = pgprot_noncached(pVma->vm_page_prot);

  if (io_remap_pfn_range(pVma, pVma->vm_start, pVma->vm_pgoff,
                          pVma->vm_end - pVma->vm_start, pVma->vm_page_prot))
     return -EAGAIN;

  pVma->vm_ops = &ti81xx_usmap_vm_ops;
  return 0;
}

static void ti81xx_usmap_test_gpio(void)
{
  u32* pGpIoRegisters = ioremap_nocache(TI81XX_GPIO0_BASE, 0x400);
  const u32 pin = 1 << 24;
  int i;

  /* I should use IO read/write functions instead of pointer deferencing, 
   * but portability isn't the issue here */

  pGpIoRegisters[OMAP4_GPIO_OE >> 2] &= ~pin;    /* Set pin as output*/

  for (i = 0; i < 200000000; ++i)
  {
     pGpIoRegisters[OMAP4_GPIO_SETDATAOUT >> 2] = pin;
     pGpIoRegisters[OMAP4_GPIO_CLEARDATAOUT >> 2] = pin;
  }

  pGpIoRegisters[OMAP4_GPIO_OE >> 2] |= pin;    /* Set pin as input*/

  iounmap(pGpIoRegisters);
}

用户空间应用程序代码

int main(int argc, char** argv)
{
   int file, i;
   ulong* pGpIoRegisters = NULL;
   ulong pin = 1 << 24;

   file = open("/dev/ti81xx-usmap", O_RDWR | O_SYNC);

   if (file < 0)
   {
      printf("open failed (%d)\n", errno);
      return 1;
   }


   printf("Toggle from kernel space...");
   fflush(stdout);

   ioctl(file, TI81XX_USMAP_IOCTL_TEST_GPIO);

   printf(" done\n");    

   pGpIoRegisters = mmap(NULL, 0x400, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, file, TI81XX_GPIO0_BASE);
   printf("Toggle from user space...");
   fflush(stdout);

   pGpIoRegisters[OMAP4_GPIO_OE >> 2] &= ~pin;

   for (i = 0; i < 30000000; ++i)
   {
      pGpIoRegisters[OMAP4_GPIO_SETDATAOUT >> 2] = pin;
      pGpIoRegisters[OMAP4_GPIO_CLEARDATAOUT >> 2] = pin;
   }

   pGpIoRegisters[OMAP4_GPIO_OE >> 2] |= pin;

   printf(" done\n");
   fflush(stdout);
   munmap(pGpIoRegisters, 0x400);    

   close(file);    
   return 0;
}

Answer 1

这是因为ioremap_nocache（）仍然在VM映射中启用CPU写缓冲区，而pgprot_noncached（）则禁用了可缓冲性和可缓存性。

苹果与苹果的比较将改为使用ioremap_strongly_ordered（）。

Answer 2

我的猜测是，因为mmap必须检查以确保你写入你可以写入的内存，它会比内核版本慢（我认为/假设没有做那种检查 - 使用内核模块，你负责测试，直到你确定你没有破坏它为止。

尝试使用do_mmap（我相信是那个）从内核空间使用mmap，看看它是如何比较的。如果速度相对较快，那我就是对的。如果不是，那就是别的了。

mmap比ioremap慢

内核模块代码

用户空间应用程序代码

2 个答案: