c/c++语言开发共享计算ARM Cortex-a8 BeagleBone Black上的时钟周期计数

由于沿途可能存在许多障碍，下面是如何构建内核模块和用户空间应用程序的完整指南。

工具链

首先，您需要下载并安装2个工具链：

我建议您使用Linaro ARM工具链，因为它们是免费的 ，可靠的并且针对ARM进行了优化。 在这里，您可以选择所需的工具链（在“Linaro工具链”部分中）。 在BeagleBone Black上，默认情况下你会使用little-endian架构（就像在大多数ARMv7处理器上一样），所以下载下两个档案：

下载后，将这些存档解压缩到/opt目录中。

内核来源

首先，您需要找出哪些内核源代码用于构建闪存到您板上的内核。 你可以尝试从这里弄清楚（通过你的董事会修订）。 或者您可以构建自己的内核，将其刷新到您的板上，现在您确切地知道正在使用的内核版本。

无论如何，您需要下载正确的内核源代码（与您的主板上的内核相对应）。 这些源将进一步用于构建内核模块。 如果内核版本不正确，您将在模块加载时出现“魔术不匹配”错误或类似错误。

我将使用来自kernel.org的 稳定内核源代码作为参考（至少应该足以构建模块）。

构建内核

在终端中运行下一个命令，为内核构建配置shell环境（裸机工具链）：

 $ export PATH=/opt/gcc-linaro-5.1-2015.08-x86_64_arm-eabi/bin:$PATH $ export CROSS_COMPILE=arm-eabi- $ export ARCH=arm 

使用defconfig为您的电路板配置内核（来自arch/arm/configs/ ）。 我将使用omap2plus_defconfig作为示例：

 $ make omap2plus_defconfig 

现在要么构建整个内核：

 $ make -j4 

或准备所需的内核文件来构建外部模块：

 $ make prepare $ make modules_prepare 

在第二种情况下，模块将没有依赖列表，并且可能在加载时需要使用“强制”选项。 所以首选的选择是构建整个内核。

内核模块

注意 ：我将进一步使用的代码来自这个答案 。

首先，您需要为用户空间访问启用ARM性能计数器（详情请参见此处 ）。 它只能在内核空间中完成。 以下是可用于执行此操作的模块代码和Makefile ：

perfcnt_enable.c ：

 #include  static int __init perfcnt_enable_init(void) { /* Enable user-mode access to the performance counter */ asm ("mcr p15, 0, %0, C9, C14, 0nt" :: "r"(1)); /* Disable counter overflow interrupts (just in case) */ asm ("mcr p15, 0, %0, C9, C14, 2nt" :: "r"(0x8000000f)); pr_debug("### perfcnt_enable module is loadedn"); return 0; } static void __exit perfcnt_enable_exit(void) { } module_init(perfcnt_enable_init); module_exit(perfcnt_enable_exit); MODULE_AUTHOR("Sam Protsenko"); MODULE_DESCRIPTION("Module for enabling performance counter on ARMv7"); MODULE_LICENSE("GPL"); 

Makefile ：

 ifneq ($(KERNELRELEASE),) # kbuild part of makefile CFLAGS_perfcnt_enable.o := -DDEBUG obj-m := perfcnt_enable.o else # normal makefile KDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build module: $(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules clean: $(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) clean .PHONY: module clean endif 

构建内核模块

使用上一步中配置的shell环境，让我们再导出一个环境变量：

 $ export KDIR=/path/to/your/kernel/sources/dir 

现在运行：

 $ make 

构建模块（ perfcnt_enable.ko文件）。

用户空间应用程序

在内核空间（通过内核模块）启用ARM性能计数器后，您可以在用户空间应用程序中读取其值。 以下是此类应用程序的示例。

perfcnt_test.c ：

 #include  #include  #include  static unsigned int get_cyclecount(void) { unsigned int value; /* Read CCNT Register */ asm volatile ("mrc p15, 0, %0, c9, c13, 0tn": "=r"(value)); return value; } static void init_perfcounters(int32_t do_reset, int32_t enable_divider) { /* In general enable all counters (including cycle counter) */ int32_t value = 1; /* Peform reset */ if (do_reset) { value |= 2; /* reset all counters to zero */ value |= 4; /* reset cycle counter to zero */ } if (enable_divider) value |= 8; /* enable "by 64" divider for CCNT */ value |= 16; /* Program the performance-counter control-register */ asm volatile ("mcr p15, 0, %0, c9, c12, 0tn" :: "r"(value)); /* Enable all counters */ asm volatile ("mcr p15, 0, %0, c9, c12, 1tn" :: "r"(0x8000000f)); /* Clear overflows */ asm volatile ("mcr p15, 0, %0, c9, c12, 3tn" :: "r"(0x8000000f)); } int main(void) { unsigned int overhead; unsigned int t; /* Init counters */ init_perfcounters(1, 0); /* Measure the counting overhead */ overhead = get_cyclecount(); overhead = get_cyclecount() - overhead; /* Measure ticks for some operation */ t = get_cyclecount(); sleep(1); t = get_cyclecount() - t; printf("function took exactly %d cycles (including function call)n", t - overhead); return EXIT_SUCCESS; } 

Makefile ：

 CC = gcc APP = perfcnt_test SOURCES = perfcnt_test.c CFLAGS = -Wall -O2 -static default: $(CROSS_COMPILE)$(CC) $(CFLAGS) $(SOURCES) -o $(APP) clean: -rm -f $(APP) .PHONY: default clean 

请注意，我添加了-static选项，以防您使用Android等。如果您的发行版具有常规libc，您可以删除该标志以减小结果二进制文件的大小。

构建用户空间应用程序

准备shell环境（Linux工具链）：

 $ export PATH=/opt/gcc-linaro-5.1-2015.08-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin:$PATH $ export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- 

构建应用程序：

 $ make 

输出二进制文件是perfcnt_test 。

测试