linux下ARM處理器對(duì)16位FPGA的訪問問題

　　有一個(gè)朋友在調(diào)試arm和FPGA接口的時(shí)候碰到了一個(gè)奇怪的問題，向我尋求幫助。

　　問題描述：

　　arm使用s3c2440，fpga和arm的接口為16位，使用地址線，片選線為ncs3，操作系統(tǒng)使用linux-2.4

　　測(cè)試程序?yàn)椋簍est.c

　　#define FPGA_Address 0x18000000

　　int main( )

　　{

　　unsigned char *sp;

　　unsigned short mem;

　　int memfd;

　　memfd=open ("/dev/mem",O_RDWR);

　　sp=(unsigned char *)mmap(0,10000,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,memfd,FPGA_Address);

　　*(unsigned short*)(sp+0x20c)=0x5678;

　　*(unsigned short*)(sp+0x20e)=0x1234;

　　munmap(sp,10000);

　　close(memfd);

　　}

　　程序說明：因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/linux">linux下對(duì)不能對(duì)物理絕對(duì)地址進(jìn)行訪問，需要使用mmap函數(shù)進(jìn)行內(nèi)存映射;

　　編譯方法：arm-linux-gcc -o test test.c

　　該程序在運(yùn)行的時(shí)候不能正確的向fpga的地址內(nèi)部寫入16位的shor類型，經(jīng)過邏輯分析儀觀察，發(fā)現(xiàn)在向16位的地址空間寫入0x5678的時(shí)候，實(shí)際上是向fpga內(nèi)部寫了兩次，一次是:0x5656，另外一次是0x7878;同理，當(dāng)寫0x1234的時(shí)候，也是分為兩次寫入的：一次是0x1212，另外一次是0x3434。

　　如果將上述程序修改一下，在ads下直接編譯運(yùn)行，程序能夠成功。這說明程序是沒有問題的，fpga對(duì)arm的接口時(shí)序也應(yīng)該是沒有問題的。

　　這讓我困惑不已。

　　明明是一個(gè)16位的short類型，arm和fpga的接口也是16位的，為什么要分為兩次送入，看來是編譯器的問題，準(zhǔn)備使用反匯編的工具看看源代碼。在ads下，可以直接看到反匯編后的代碼，在linux下，

　　發(fā)現(xiàn)arm-linux-objdump工具也可以對(duì)目標(biāo)代碼進(jìn)行反匯編：用法為

　　arm-linux-objdump -d -t test >aa

　　使用>aa重定向?qū)⑤敵鲂畔⒋蛴〉轿募校?/p>

　　841c: e50b0010 str r0, [fp, -#16]

　　8420: e3a03f83 mov r3, #524 ; 0x20c

　　8424: e51b2010 ldr r2, [fp, -#16]

　　8428: e0833002 add r3, r3, r2

　　842c: e3a02078 mov r2, #120 ; 0x78

　　8430: e3a01056 mov r1, #86 ; 0x56

　　8434: e5c32000 strb r2, [r3]

　　8438: e5c31001 strb r1, [r3, #1]

　　843c: e3a03f83 mov r3, #524 ; 0x20c

　　8440: e2833002 add r3, r3, #2 ; 0x2

　　8444: e51b2010 ldr r2, [fp, -#16]

　　8448: e0833002 add r3, r3, r2

　　844c: e3a02034 mov r2, #52 ; 0x34

　　8450: e3a01012 mov r1, #18 ; 0x12

　　8454: e5c32000 strb r2, [r3]

　　8458: e5c31001 strb r1, [r3, #1]

　　通過反匯編，果然看到了使用了兩條strb的指令將一個(gè)16位的數(shù)據(jù)分為兩個(gè)8bit的數(shù)據(jù)送出;

　　strb指令：從源寄存器將一個(gè)8bit的數(shù)據(jù)送到存儲(chǔ)器，該字節(jié)為源寄存器的低8位。

　　問題找到了，如何將一個(gè)16位的數(shù)據(jù)一次性的輸出呢，在網(wǎng)絡(luò)搜索了一下，發(fā)現(xiàn)有一篇文章也談到了這個(gè)問題

　　http://blog.csdn.net/liuqx/archive/2008/10/18/3094962.aspx

　　只要在編譯的時(shí)候指明-march=armv4選項(xiàng)即可：

　　使用下面的命令重新編譯：

　　arm-linux-gcc -march=armv4 -o test test.c

　　反匯編后得到的指令為：

　　8494: e3a02c56 mov r2, #22016 ; 0x5600

　　8498: e2822078 add r2, r2, #120 ; 0x78

　　849c: e1a01002 mov r1, r2

　　84a0: e1c310b0 strh r1, [r3]

　　84a4: e3a03f83 mov r3, #524 ; 0x20c

　　84a8: e2833002 add r3, r3, #2 ; 0x2

　　84ac: e51b2010 ldr r2, [fp, -#16]

　　84b0: e0833002 add r3, r3, r2

　　84b4: e3a02c12 mov r2, #4608 ; 0x1200

　　84b8: e2822034 add r2, r2, #52 ; 0x34

　　84bc: e1a01002 mov r1, r2

　　84c0: e1c310b0 strh r1, [r3]

　　strh指令：從源寄存器將一個(gè)16bit的數(shù)據(jù)送到存儲(chǔ)器，該字節(jié)為源寄存器的低16位。