mmc: sunxi: Increase MMIO FIFO read performance
authorAndre Przywara <andre.przywara@arm.com>
Wed, 5 May 2021 10:33:40 +0000 (11:33 +0100)
committerAndre Przywara <andre.przywara@arm.com>
Sat, 10 Jul 2021 00:22:09 +0000 (01:22 +0100)
commit9faae5457f5221f2f036153399ab38f37114a871
tree9952d17890ab81cbe6be4625def33ff3d6c448f6
parentb5dd39c96e10a794a5ba8e858ad0da2b0ac70191
mmc: sunxi: Increase MMIO FIFO read performance

To avoid the complexity of DMA operations (with chained descriptors), we
use repeated MMIO reads and writes to the SD_FIFO_REG, which allows us
to drain or fill the MMC data buffer FIFO very easily.

However those MMIO accesses are somewhat costly, so this limits our MMC
performance, to between 17 and 22 MB/s, but down to 9.5 MB/s on the H6
(partly due to the lower AHB1 frequency).

As it turns out we read the FIFO status register after *every* word we
read or write, which effectively doubles the number of MMIO accesses,
thus effectively more than halving our performance.

To avoid this overhead, we can make use of the FIFO level bits, which are
in the very same FIFO status registers.
So for a read request, we now can collect as many words as the FIFO
level originally indicated, and only then need to update the status
register.

We don't know for sure the size of the FIFO (and it seems to differ
across SoCs anyway), so writing is more fragile, which is why we still
use the old method for that. If we find a minimum FIFO size available on
all SoCs, we could use that, in a later optimisation.

This patch increases the eMMC read speed on a Pine64-LTS from about
22MB/s to 44 MB/s. SD card reads don't gain that much, but with 23 MB/s
we now reach the practical limit for 3.3V SD cards.
On the H6 we double our transfer speed, from 9.5 MB/s to 19.7 MB/s.

Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@arm.com>
arch/arm/include/asm/arch-sunxi/mmc.h
drivers/mmc/sunxi_mmc.c