spi: add support for pre-cooking messages
authorMark Brown <broonie@kernel.org>
Mon, 26 Feb 2024 17:54:12 +0000 (17:54 +0000)
committerMark Brown <broonie@kernel.org>
Mon, 26 Feb 2024 17:54:12 +0000 (17:54 +0000)
commit786115655f4d9167bd855872bd55b0a37321806e
tree5c852bd5b4898e59c12d7d9333b75a736e153830
parente63aef9c9121e5061cbf5112d12cadc9da399692
parent7dba2adb063bcf7a293eacb88980e0975b1fb1fd
spi: add support for pre-cooking messages

Merge series from David Lechner <dlechner@baylibre.com>:

This is a follow-up to [1] where it was suggested to break down the
proposed SPI offload support into smaller series.

This takes on the first suggested task of introducing an API to
"pre-cook" SPI messages. This idea was first discussed extensively in
2013 [2][3] and revisited more briefly 2022 [4].

The goal here is to be able to improve performance (higher throughput,
and reduced CPU usage) by allowing peripheral drivers that use the
same struct spi_message repeatedly to "pre-cook" the message once to
avoid repeating the same validation, and possibly other operations each
time the message is sent.

This series includes __spi_validate() and the automatic splitting of
xfers in the optimizations. Another frequently suggested optimization
is doing DMA mapping only once. This is not included in this series, but
can be added later (preferably by someone with a real use case for it).

To show how this all works and get some real-world measurements, this
series includes the core changes, optimization of a SPI controller
driver, and optimization of an ADC driver. This test case was only able
to take advantage of the single validation optimization, since it didn't
require splitting transfers. With these changes, CPU usage of the
threaded interrupt handler, which calls spi_sync(), was reduced from
83% to 73% while at the same time the sample rate (frequency of SPI
xfers) was increased from 20kHz to 25kHz.

[1]: https://lore.kernel.org/linux-spi/20240109-axi-spi-engine-series-3-v1-1-e42c6a986580@baylibre.com/T/
[2]: https://lore.kernel.org/linux-spi/E81F4810-48DD-41EE-B110-D0D848B8A510@martin.sperl.org/T/
[3]: https://lore.kernel.org/linux-spi/39DEC004-10A1-47EF-9D77-276188D2580C@martin.sperl.org/T/
[4]: https://lore.kernel.org/linux-spi/20220525163946.48ea40c9@erd992/T/