Uboot下USB xHCI传输速率问题

uboot：uboot 2016.07
kernel：linux 4.9.1

　　最近遇到uboot下U盘传输速率过低的问题，速度大概只有2MB/S，USB控制器是XHCI。借助USB分析仪抓包，对比kernel和uboot的数据包差异，发现kernel下每个transfer packet大小是120KB，uboot则十分的小（具体数值忘记）。针对这个现象去定位代码，确定问题点在”common/usb_storage.c”的宏定义”USB_MAX_XFER_BLK”。

#ifdef CONFIG_USB_EHCI
/*
 * The U-Boot EHCI driver can handle any transfer length as long as there is
 * enough free heap space left, but the SCSI READ(10) and WRITE(10) commands are
 * limited to 65535 blocks.
 */
#define USB_MAX_XFER_BLK    65535
#else
#define USB_MAX_XFER_BLK    20
#endif

#ifndef CONFIG_BLK
static struct us_data usb_stor[USB_MAX_STOR_DEV];
#endif

　　由上面代码可以知道USB_MAX_XFER_BLK的值只有20，那么transfer packet size为 20*512/1024=10，即只有10KB，跟kernel的120KB比起来真的小气啊！我们跟随kernel的值，将uboot的值修改为240，但考虑后到兼容OHCI等问题，增加XHCI分支。

#define USB_MAX_XFER_BLK    65535
#elif define CONFIG_USB_XHCI_HCD
#define USB_MAX_XFER_BLK    240
#else
#define USB_MAX_XFER_BLK    20
#endif

　　编译，烧入，测试，U盘的传输速度即可上到13MB/S了。

　　USB 125μs一个微帧，传输的数据量是不变的，为什么增大USB_MAX_XFER_BLK就可以增大传输速率呢？因为性价比啊！USB Storage设备在USB协议上面走的是SCSI协议，在每个transfer packet之间都会有CBW和CSW。在一定数据量的情况下，transfer packet size越小，CBW和CSW的数量就越多，这个开销不容小觑了，所以速度就慢了。

　　uboot 2018怎么改呢？还是在”common/usb_storage.c”，只不过这次我们关注宏定义”USHRT_MAX”。

#if !CONFIG_IS_ENABLED(DM_USB)
#ifdef CONFIG_USB_EHCI_HCD
    /*
     * The U-Boot EHCI driver can handle any transfer length as long as
     * there is enough free heap space left, but the SCSI READ(10) and
     * WRITE(10) commands are limited to 65535 blocks.
     */
    blk = USHRT_MAX;
#else
    blk = 20;
#endif

　　通过查询USHRT_MAX的值为0xf0，即240，我们直接使用该宏定义，还避免了魔鬼数字。修改如下：

#if !CONFIG_IS_ENABLED(DM_USB)
#ifdef CONFIG_USB_EHCI_HCD
    /*
     * The U-Boot EHCI driver can handle any transfer length as long as
     * there is enough free heap space left, but the SCSI READ(10) and
     * WRITE(10) commands are limited to 65535 blocks.
     */
    blk = USHRT_MAX;
 #elif define CONFIG_USB_XHCI_HCD
    blk = USHRT_MAX;
 #else
    blk = 20;
#endif

　　如果觉得240的13MB/S太慢了？那就把这个值改成4096吧！这个速度可以通过基于SSD的U盘测试，具体多少我也忘记了。