内核模块调用get_cycles()失败：未知符号，求ARM平台精确计时方案

我需要精确计时以测量工频，参考《Linux设备驱动程序》调用<linux/timex.h>里的get_cycles()函数实现，代码能编译，但执行insmod时报错：

insmod: ERROR: could not insert module ./fmod.ko: Unknown symbol in module

硬件平台为ARM架构的i.MX 6UltraLite应用处理器（Arm® Cortex®-A7内核），系统信息：

root@ts-imx6ul:/home/holden# uname -a                                            
Linux ts-imx6ul 4.1.15-g9c4c55a #2 SMP PREEMPT Wed May 3 15:57:11 PDT 2023 armvx

用到的代码：

#include <linux/module.h>       /* Needed by all modules */
#include <linux/kernel.h>       /* Needed for KERN_INFO */
#include <linux/init.h>         /* Needed for the macros */

#include <linux/timex.h>

static int __init hello_start(void)
{
    printk(KERN_INFO "Loading hello module...\n");
    printk(KERN_INFO "Hello world\n");

    cycles_t time = get_cycles();

    return 0;
}

static void __exit hello_end(void)
{
    printk(KERN_INFO "Goodbye Mr.\n");
}

module_init(hello_start);
module_exit(hello_end);

一、修复get_cycles()未知符号问题 #

get_cycles()在ARM架构下并非所有内核版本都导出为模块可用符号，针对你的场景可以直接改用Cortex-A7原生的系统计数器寄存器实现：
Cortex-A7属于ARMv7-A架构，支持读取CNTVCT_EL0寄存器获取系统周期计数，这是通用的高精度计时方式，代码示例如下：

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <asm/arch_timer.h>

static inline cycles_t my_get_cycles(void)
{
    return read_cntvct_el0();
}

static int __init hello_start(void)
{
    printk(KERN_INFO "Loading hello module...\n");
    printk(KERN_INFO "Hello world\n");

    cycles_t time = my_get_cycles();
    printk(KERN_INFO "Current cycle count: %llu\n", (unsigned long long)time);

    return 0;
}

static void __exit hello_end(void)
{
    printk(KERN_INFO "Goodbye Mr.\n");
}

module_init(hello_start);
module_exit(hello_end);
MODULE_LICENSE("GPL");

注意：需确保内核配置中CONFIG_ARM_ARCH_TIMER已启用（i.MX6UL平台默认开启该配置）。

二、其他适用于工频测量的精确计时方案 #

工频测量需要微秒级及以上精度，以下是几种可靠替代方案：

• 内核高精度定时器（hrtimer）：适合周期性计时或单次高精度延迟，精度可达纳秒级，可用于捕获信号周期。
• i.MX6UL硬件GPT定时器：直接操作平台自带的通用定时器寄存器，或使用内核提供的定时器API，实现硬件级别的精确计时。
• ktime系列函数：内核提供的ktime_get()、ktime_get_ns()等函数，返回纳秒级系统时间，适合计算时间差，示例：

#include <linux/ktime.h>

static int __init hello_start(void)
{
    ktime_t start, end;
    s64 delta_ns;

    start = ktime_get();
    // 执行需要计时的操作
    end = ktime_get();

    delta_ns = ktime_to_ns(ktime_sub(end, start));
    printk(KERN_INFO "Time elapsed: %lld ns\n", delta_ns);

    return 0;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者rich