嵌入式Linux驱动案例之一

前几天解决一个嵌入式Linux驱动问题，做为一个案例进行记录。

   本案例是一个CPU通过LocalBus总线访问外围一个设备，具体设备是一个DSP器件，在实际应用中，性能要求很高，对数据访问速度提出比较高的要求。既然是通过LocalBus总线来访问，实际上也就是在CPU的IO寻址空间。原来的做法是通过ioremap的方式将这个空间进行重映射，然后CPU对其进行读写访问。读取DSP的一个数据需要经过写地址，读数据两个步骤。

   现象描述：

        发现无论如何，在写完地址之后一定要等待一段时间，或者一定要先读取一下DSP的Ready寄存器。这个操作在大数据处理时消耗相当可观，而实际应用上对性能要求很高，这个等待或者读取Ready寄存器的动作必须清除。

原因分析：

      本系统中采用的CPU是Powerpc，对LocalBus进行读写操作，那么读和写操作两个之间进行切换是有一个过程的，先写后读，转换太快可能写会不成功，问题的根本是驱动中采用的是ioremap之后的操作方式。

解决方法：

    改变ioremap的方式，使用Linux 内核中对IO的操作接口out和in的方式。调用函数为in_be16和out_le16。定义如下：

inline void out_8(volatile unsigned char *addr, int val)
{
__asm__ __volatile__("stb%U0%X0 %1,%0; sync"
    : "=m" (*addr) : "r" (val));
}


 inline unsigned in_le16(const volatile u16 *addr)
{
unsigned ret;


__asm__ __volatile__("lhbrx %0,0,%1; twi 0,%0,0; isync"
    : "=r" (ret) : "r" (addr), "m" (*addr));


return ret;
}

可以看出是用汇编实现的，其中有一个指令sync，表示同步操作。应该是类似于cache操作的原理，加上同步操作之后数据可以完成读和写的全部操作过程。

经过修改，问题得到解决，不需要等待也不需要在写和读的切换过程中增加其它操作。最后，整个系统比原来使用ioremap的方式在实时性上有很大的提高，而且CPU占用率大大降低。

总结：

    在Linux驱动开发中，对于IO的操作应该使用内核提供的IO接口函数，最好是参照内核其它驱动的例子，平时多阅读内核代码是最好的学习方法。