ARM Cortex A7在内核模式下返回PMCCNTR = 0,在用户模式下返回非法指令(即使在PMUSERENR = 1之后)

Question

我想在Raspberry Pi 2上读取循环计数寄存器(PMCCNTR),它有一个ARM Cortex A7内核.我为它编译了一个内核模块,如下所示:

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>

int init_module()
{
  volatile u32 PMCR, PMUSERENR, PMCCNTR;

  // READ PMCR
  PMCR = 0xDEADBEEF;
  asm volatile ("mrc p15, 0, %0, c9, c12, 0\n\t" : "=r" (PMCR));
  printk (KERN_INFO "PMCR = %x\n", PMCR);

  // READ PMUSERENR 
  PMUSERENR = 0xDEADBEEF;
  asm volatile ("mrc p15, 0, %0, c9, c14, 0\n\t" : "=r" (PMUSERENR));
  printk (KERN_INFO "PMUSERENR = %x\n", PMUSERENR);

  // WRITE PMUSERENR = 1
  asm volatile ("mcr p15, 0, %0, c9, c14, 0\n\t" : : "r" (1));

  // READ PWMUSERENR AGAIN
  asm volatile ("mrc p15, 0, %0, c9, c14, 0\n\t" : "=r" (PMUSERENR));
  printk (KERN_INFO "PMUSERENR = %x\n", PMUSERENR);

  // READ PMCCNTR
  PMCCNTR = 0xDEADBEEF;
  asm volatile ("mrc p15, 0, %0, c9, c13, 0\n\t" : "=r" (PMCCNTR));
  printk (KERN_ALERT "PMCCNTR = %x\n", PMCCNTR);
  return 0;
}

void cleanup_module()
{
}

MODULE_LICENSE("GPL");

之后insmod,我观察到以下情况/var/log/kern.log:

PMCR = 41072000
PMUSERENR = 0
PMUSERENR = 1
PMCCNTR = 0

当我尝试从用户模式读取PMCCNTR时,即使PMUSERENR设置为1,我也会收到非法指令.

为什么PMCCNTR在内核模式下读为0,在用户模式下读为非法指令？还有其他我需要做的事情,我没有做到启用PMCCNTR吗？

更新1

部分解决了.多核问题的解决方案是这样调用on_each_cpu:

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>

static void enable_ccnt_read(void* data)
{
  // WRITE PMUSERENR = 1
  asm volatile ("mcr p15, 0, %0, c9, c14, 0\n\t" : : "r" (1));
}

int init_module()
{
  on_each_cpu(enable_ccnt_read, NULL, 1);
  return 0;
}

void cleanup_module()
{
}

MODULE_LICENSE("GPL");

我现在可以从userland读取PMCCNTR:

#include <iostream>

unsigned ccnt_read ()
{
  volatile unsigned cc;
  asm volatile ("mrc p15, 0, %0, c9, c13, 0" : "=r" (cc));
  return cc;
}

int main() {
  std::cout << ccnt_read() << std::endl;
}

要在特定核心上运行userland程序,您可以这样使用taskset(例如,在核心2上运行):

$ taskset -c 2 ./ccnt_read
0

PMCCNTR仍未递增.他们需要以某种方式"开启".

Answer 1

这是后人的工作解决方案:

内核模块:

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>

static void enable_ccnt_read(void* data)
{
  // PMUSERENR = 1
  asm volatile ("mcr p15, 0, %0, c9, c14, 0" :: "r"(1));

  // PMCR.E (bit 0) = 1
  asm volatile ("mcr p15, 0, %0, c9, c12, 0" :: "r"(1));

  // PMCNTENSET.C (bit 31) = 1
  asm volatile ("mcr p15, 0, %0, c9, c12, 1" :: "r"(1 << 31));
}

int init_module()
{
  on_each_cpu(enable_ccnt_read, NULL, 1);
  return 0;
}

void cleanup_module()
{
}

MODULE_LICENSE("GPL");

客户端程序:

#include <iostream>

unsigned ccnt_read ()
{

  volatile unsigned cc;
  asm volatile ("mrc p15, 0, %0, c9, c13, 0" : "=r" (cc));
  return cc;
}

int main() {
  std::cout << ccnt_read() << std::endl;
}

Answer 2

您所做的是启用计数器的用户级访问。您还没有启用计数器。除了启用访问之外，您还必须对 PMCNTENSET 的第 31 位（C 位）进行编程以启用计数。这与您的 on_each_cpu() 更改一起应该启用您正在寻找的功能。

需要注意的是：如果进程在 CCNT 读取之间迁移到不同的核心，您的测量结果将会混乱。