Linux嵌入式(ARM)中的低内存吞吐量

Question

我正在使用ARM926EJS.我在内存复制测试中的内存速度提高了20%,没有Linux(就像入门可执行文件一样).但是在linux中,同样的代码运行速度慢了20%.

代码是

 
/// Below code just performs burst mode memcopy test.        
void asmcpy(void *a, void *b, int iSize)
{
   do
  {
    asm volatile (
             "ldmia %0!, {r3-r10} \n\t"
             "stmia %0!, {r3-r10} \n\t"
             :"+r"(a), "+r"(b)
             :
             :"r"(r3),"r"(r4),"r"(r5),"r"(r6),"r"(r7),"r"(r8),"r"(r9),"r"(r10)
             );
  }while(size--)
}

我确认没有其他进程在Linux上占用CPU时间.(我使用time命令检查了这一点,它显示实时与usr时间相同 )

请告诉我linux有什么问题？

感谢和问候.

添加:

我的测试代码是

int main()
{
  int a[320 * 120], b[320 * 120];

 for(int i=0; i != 10000; i++)
 {
   /// Size is divided by 8 because our memcpy function performs 8 integer load stores in the iteration
   asmcpy(a, b, (320 * 120) / 8);
 }
}

Getting Started可执行文件是一个bin文件,它使用串行端口发送到RAM,并通过跳转到RAM中的该地址直接执行.(不需要操作系统)

添加.

我没有在其他处理器上看到这样的性能差异.他们使用的是SD RAM,这款处理器使用的是DDR Ram.这可能是一个原因吗？

添加.启动代码时未启用数据缓存,并且在Linux模式下启用了数据缓存,因此理想情况下,所有数据都应缓存并在没有任何RAM延迟的情况下进行访问,但Linux仍然慢20%.

补充:我的微控制器是LPC3250.两个测试都在相同的外部DDR RAM上进行了测试.

Answer 1

这个芯片有一个MMU,所以Linux很可能用它来管理内存.也许只是启用它会引入一些性能影响.此外,Linux使用延迟内存分配策略,仅在首次命中时将内存页分配给进程.如果您正在复制大量内存,MMU将生成页面错误,要求内核在循环内部分配页面.在低端处理器上,所有这些上下文切换都会导致缓存刷新并引入明显的减速.

如果您的系统足够小,请尝试使用无MMU版本的Linux(如uClinux).也许它会让你使用性价比更低的芯片.在嵌入式系统上,每一分钱都很重要.

更新:一些额外的细节:

每个Linux进程都有它自己的内存映射,首先它只包含内核和(可能)可执行代码.所有其余的线性4GB(32位)似乎都可用,但没有分配RAM页面.一旦读取或写入未分配的内存地址,MMU就会发出页面错误信号并切换到内核.内核看到它仍然有很多空闲的RAM页面,所以选择一个,将它分配给故障点并返回到你的代码,完成中断的指令.下一个不会失败,因为整个页面(通常是4KB)已经分配; 但是稍后会进行一些迭代,它会击中另一个未分配的空间,MMU将再次调用内核.