mmap比ioremap慢

Question

我正在开发一个运行Linux2.6.37的ARM设备。我正在尽可能快地切换一个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。我试了两件事：

ioremap.

• mmap()使用

1. 直接从内核空间操作GPIO控件寄存器，无需缓存并在用户空间使用。

这两种方法都有效，但第二种方法比第一种方法慢3倍(在示波器上观察到)。我想我禁用了所有的缓存机制。

当然，我想从这两个世界中得到最好的结果:以内核空间的速度从用户空间中获得灵活性和易于开发。

有人知道为什么mmap()会比ioremap()慢吗？

这是我的密码：

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()则禁用可缓存性和缓存性。

苹果与苹果的比较是使用ioremap_strongly_ordered()代替。

Answer 2

我的猜测是，由于mmap必须检查以确保您被允许写入内存，所以它将比内核版本慢(我认为/假设内核版本不会进行这种检查--使用内核模块负责测试，直到非常确定您没有破坏程序)。

尝试从内核空间使用do_mmap (我相信这就是其中的一种)，看看比较如何。如果速度要快得多，那我是对的。如果不是，那是另外一回事。