inux下ARM处理器对16位FPGA的访问问题 处理器, 操作系统, 接口

yuchengze

有一个朋友在调试arm和FPGA接口的时候碰到了一个奇怪的问题，向我寻求帮助。问题描述：
arm使用s3c2440，fpga和arm的接口为16位，使用地址线，片选线为ncs3，操作系统使用linux-2.4
测试程序为：test.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);
}
程序说明：因为linux下对不能对物理绝对地址进行访问，需要使用mmap函数进行内存映射；
编译方法：arm-linux-gcc -o test test.c
该程序在运行的时候不能正确的向fpga的地址内部写入16位的shor类型，经过逻辑分析仪观察，发现在向16位的地址空间写入0x5678的时候，实际上是向fpga内部写了两次，一次是:0x5656，另外一次是0x7878；同理，当写0x1234的时候，也是分为两次写入的：一次是0x1212，另外一次是0x3434。
如果将上述程序修改一下，在ads下直接编译运行，程序能够成功。这说明程序是没有问题的，fpga对arm的接口时序也应该是没有问题的。
这让我困惑不已。
明明是一个16位的short类型，arm和fpga的接口也是16位的，为什么要分为两次送入，看来是编译器的问题，准备使用反汇编的工具看看源代码。在ads下，可以直接看到反汇编后的代码，在linux下，
发现arm-linux-objdump工具也可以对目标代码进行反汇编：用法为
arm-linux-objdump -d -t test >aa
使用>aa重定向将输出信息打印到文件中：
    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]
   通过反汇编，果然看到了使用了两条strb的指令将一个16位的数据分为两个8bit的数据送出；
   strb指令：从源寄存器将一个8bit的数据送到存储器，该字节为源寄存器的低8位。
    问题找到了，如何将一个16位的数据一次性的输出呢，在网络搜索了一下，发现有一篇文章也谈到了这个问题

     只要在编译的时候指明-march=armv4选项即可：
使用下面的命令重新编译：
arm-linux-gcc -march=armv4 -o test test.c
反汇编后得到的指令为：
    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：从源寄存器将一个16bit的数据送到存储器，该字节为源寄存器的低16位。