30

我正在使用一个名为 i.MX515 的基于 ARM Cortex-A8 的处理器。有 linux Ubuntu 9.10 发行版。我正在运行一个用 C 编写的非常大的应用程序,并且我正在使用gettimeofday();函数来测量我的应用程序所花费的时间。

main()

{

gettimeofday(start);
....
....
....
gettimeofday(end);

}

这种方法足以查看我的应用程序的哪些块花费了多少时间。但是,现在,我正在尝试非常彻底地优化我的代码,使用 gettimeofday() 计算时间的方法,我看到连续运行之间有很多波动(在我的优化之前和之后运行),所以我不能确定实际的执行时间,从而影响我的改进。

谁能建议我该怎么做?

如果通过访问循环计数器(在 ARM 网站上为 Cortex-M3 建议的想法),任何人都可以指出一些代码,这些代码为我提供了访问Cortex-A8 上的定时器寄存器所必须遵循的步骤?

如果这种方法不是很准确,那么请提出一些替代方案。

谢谢


跟进

跟进1:在Code Sorcery上编写了以下程序,生成了可执行文件,当我尝试在板上运行时,我得到-非法指令消息:(

static inline unsigned int get_cyclecount (void)
{
    unsigned int value;
    // Read CCNT Register
    asm volatile ("MRC p15, 0, %0, c9, c13, 0\t\n": "=r"(value));
    return value;
}

static inline 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, 0\t\n" :: "r"(value));

    // enable all counters:
    asm volatile ("MCR p15, 0, %0, c9, c12, 1\t\n" :: "r"(0x8000000f));

    // clear overflows:
    asm volatile ("MCR p15, 0, %0, c9, c12, 3\t\n" :: "r"(0x8000000f));
}



int main()
{

    /* enable user-mode access to the performance counter*/
asm ("MCR p15, 0, %0, C9, C14, 0\n\t" :: "r"(1));

/* disable counter overflow interrupts (just in case)*/
asm ("MCR p15, 0, %0, C9, C14, 2\n\t" :: "r"(0x8000000f));

    init_perfcounters (1, 0);

    // measure the counting overhead:
    unsigned int overhead = get_cyclecount();
    overhead = get_cyclecount() - overhead;

    unsigned int t = get_cyclecount();

    // do some stuff here..
    printf("\nHello World!!");

    t = get_cyclecount() - t;

    printf ("function took exactly %d cycles (including function call) ", t - overhead);

    get_cyclecount();

    return 0;
}

跟进2:我已经写信给飞思卡尔寻求支持,他们给我回了以下回复和一个程序(我不太明白)

以下是我们现在可以为您提供的帮助:我正在向您发送附加的代码示例,该示例使用 UART 发送流,从您的代码来看,您似乎没有正确初始化 MPU。

(hash)include <stdio.h>
(hash)include <stdlib.h>

(hash)define BIT13 0x02000

(hash)define R32   volatile unsigned long *
(hash)define R16   volatile unsigned short *
(hash)define R8   volatile unsigned char *

(hash)define reg32_UART1_USR1     (*(R32)(0x73FBC094))
(hash)define reg32_UART1_UTXD     (*(R32)(0x73FBC040))

(hash)define reg16_WMCR         (*(R16)(0x73F98008))
(hash)define reg16_WSR              (*(R16)(0x73F98002))

(hash)define AIPS_TZ1_BASE_ADDR             0x70000000
(hash)define IOMUXC_BASE_ADDR               AIPS_TZ1_BASE_ADDR+0x03FA8000

typedef unsigned long  U32;
typedef unsigned short U16;
typedef unsigned char  U8;


void serv_WDOG()
{
    reg16_WSR = 0x5555;
    reg16_WSR = 0xAAAA;
}


void outbyte(char ch)
{
    while( !(reg32_UART1_USR1 & BIT13)  );

    reg32_UART1_UTXD = ch ;
}


void _init()
{

}



void pause(int time) 
{
    int i;

    for ( i=0 ; i < time ;  i++);

} 


void led()
{

//Write to Data register [DR]

    *(R32)(0x73F88000) = 0x00000040;  // 1 --> GPIO 2_6 
    pause(500000);

    *(R32)(0x73F88000) = 0x00000000;  // 0 --> GPIO 2_6 
    pause(500000);


}

void init_port_for_led()
{


//GPIO 2_6   [73F8_8000] EIM_D22  (AC11)    DIAG_LED_GPIO
//ALT1 mode
//IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_EIM_D22  [+0x0074]
//MUX_MODE [2:0]  = 001: Select mux mode: ALT1 mux port: GPIO[6] of instance: gpio2.

 // IOMUXC control for GPIO2_6

*(R32)(IOMUXC_BASE_ADDR + 0x74) = 0x00000001; 

//Write to DIR register [DIR]

*(R32)(0x73F88004) = 0x00000040;  // 1 : GPIO 2_6  - output

*(R32)(0x83FDA090) = 0x00003001;
*(R32)(0x83FDA090) = 0x00000007;


}

int main ()
{
  int k = 0x12345678 ;

    reg16_WMCR = 0 ;                        // disable watchdog
    init_port_for_led() ;

    while(1)
    {
        printf("Hello word %x\n\r", k ) ;
        serv_WDOG() ;
        led() ;

    }

    return(1) ;
}
4

4 回答 4

52

访问性能计数器并不困难,但您必须从内核模式启用它们。默认情况下,计数器被禁用。

简而言之,您必须在内核中执行以下两行。作为可加载模块或仅在 board-init 中的某处添加两行都可以:

  /* enable user-mode access to the performance counter*/
  asm ("MCR p15, 0, %0, C9, C14, 0\n\t" :: "r"(1));

  /* disable counter overflow interrupts (just in case)*/
  asm ("MCR p15, 0, %0, C9, C14, 2\n\t" :: "r"(0x8000000f));

一旦你这样做了,循环计数器将开始为每个循环递增。寄存器溢出不会引起注意,不会引起任何问题(除非它们可能会弄乱您的测量)。

现在你想从用户模式访问循环计数器:

我们从一个读取寄存器的函数开始:

static inline unsigned int get_cyclecount (void)
{
  unsigned int value;
  // Read CCNT Register
  asm volatile ("MRC p15, 0, %0, c9, c13, 0\t\n": "=r"(value));  
  return value;
}

您很可能还想重置和设置分隔线:

static inline 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, 0\t\n" :: "r"(value));  

  // enable all counters:  
  asm volatile ("MCR p15, 0, %0, c9, c12, 1\t\n" :: "r"(0x8000000f));  

  // clear overflows:
  asm volatile ("MCR p15, 0, %0, c9, c12, 3\t\n" :: "r"(0x8000000f));
}

do_reset将循环计数器设置为零。就这么简单。

enable_diver将启用 1/64 周期分频器。如果没有设置此标志,您将测量每个周期。启用它后,计数器每 64 个周期增加一次。如果您想测量会导致计数器溢出的长时间,这很有用。

如何使用它:

  // init counters:
  init_perfcounters (1, 0); 

  // measure the counting overhead:
  unsigned int overhead = get_cyclecount();
  overhead = get_cyclecount() - overhead;    

  unsigned int t = get_cyclecount();

  // do some stuff here..
  call_my_function();

  t = get_cyclecount() - t;

  printf ("function took exactly %d cycles (including function call) ", t - overhead);

应该适用于所有 Cortex-A8 CPU ..

哦 - 还有一些注意事项:

使用这些计数器,您将测量两次调用之间的确切时间,以get_cyclecount()包括在其他进程或内核中花费的所有内容。无法将测量限制在您的进程或单个线程中。

打电话get_cyclecount()也不是免费的。它将编译为单个 asm 指令,但从协处理器移动会停止整个 ARM 流水线。开销非常高,可能会影响您的测量。幸运的是,开销也是固定的,所以你可以测量它并从你的时间中减去它。

在我的示例中,我对每次测量都这样做了。在实践中不要这样做。两次调用之间迟早会发生中断,并进一步扭曲您的测量。我建议您在空闲系统上测量几次开销,忽略所有外部因素并改用固定常数。

于 2010-07-14T21:50:29.833 回答
1

您需要在优化前后使用性能分析工具来分析您的代码。

Acct是一个命令行和一个函数,您可以使用它来监控您的资源。您可以通过 Google 搜索更多关于由 acct 生成的 dat 文件的使用和查看。

我将使用其他开源性能分析工具更新这篇文章。

Gprof是另一个这样的工具。请检查文档是否相同。

于 2010-07-14T15:02:54.197 回答
1

现在已经过去了几年,扩展尼尔斯的答案!- 访问这些计数器的一种简单方法是使用 gator 构建内核。然后,它会报告用于Streamline的计数器值,Streamline是 ARM 的性能分析工具。

它将在时间线上显示每个函数(为您提供系统执行情况的高级概述),准确显示执行所需的时间,以及它占用的 CPU 百分比。您可以将此与您设置的每个计数器的图表进行比较,以收集和跟踪 CPU 密集型任务直至源代码级别。

Streamline 适用于所有 Cortex-A 系列处理器。

于 2014-04-07T11:17:10.260 回答
0

我曾在具有指令级模拟器的 ARM7 工具链中工作。在其中运行应用程序可以为各个行和/或 asm 指令提供时间。这对于给定例程的微优化非常有用。不过,这种方法可能不适合整个应用程序/整个系统的优化。

于 2010-07-14T15:09:15.857 回答