最近一个项目中需要在VxWorks下使用一个高精度实时时钟,要求精度为1ms,溢 出时间大于5小时。VxWorks提供系统时钟,该时钟在操作系统启动后开始计数,精度为1个tick,可以通过tickGet()获取当前计数值。因为 系统时钟默认工作频率为60Hz,则1个tick相当于16.7ms,不符号我们的精度要求。虽然可以通过sysClkRateSet(1000),把精度提高到1ms,但1kHz的系统时钟中断频率会使得CPU的开销大增。考虑到像nanoSleep()这样的应用其计时精度可以达到纳秒级,CPU中肯定有相应的ns级的时钟提供。项目使用的硬件平台为PC104,处理器为300MHz X86兼容CPU,在VxWorks函数手册(vxworks_os_libraries_api_reference)中察看CPU相关的函数库,果然在pentiumALib.h中找到pentiumTscGet32()、pentiumTscGet64()、pentiumTscReset() 这3个API可以对CPU中内建的TSC进行操作。TSC即Time Stamp Counter,为Pentium系列CPU提供的64位时戳计数器,该计数器在CPU上电或复位后每个指令周期计数一次,Intel保证TSC的溢出周 期大于10年。像我们使用的300MHz的CPU,其TSC精度约为33ns,溢出周期约为19303年,这完全符合我们项目的要求。

但令人faint的 是,在downloadable project中包括了pentiumALib.h这个头文件后项目竟然不能编译通过!无奈之下仔细察看手册中对TSC相关函数的说明,手册曰:这三个函数都是通过汇编实现的,要读TSC寄存器只需使用RDTSC这条指令,它会将TSC的当前值低32位放入EAX寄存器,高32位放入EDX寄存器。那我岂不只要在我的应用程序中插入这么一段汇编就可以了,关键是怎么在VxWorks下使用C语言跟汇编混合编程呢?还好以前看过一点《Linux内核源代码情景分析》,在上册的第一章中就有关于GCC中C语言汇编混合编程的介绍,而VxWorks使用的编译器正是GCC!

那不妨就来试一试吧,于是有了下面的代码:

  1. /*****************getTsc - Get TSC count*************************************
  2. 获取TSC(时戳计数器)计数值,将计数器高位存入pHi,低位存入pLo** RETURNS: N/A
  3. ****************************************************************************/
  4. void getTsc(unsigned int *pHi, unsigned int *pLo)
  5. {
  6. unsigned int hi, lo;
  7. __asm__ __volatile__("rdtsc\n movl %%eax, %0\n movl %%edx, %1":"=b"(lo),"=c"(hi)::"memory");
  8. *pHi = hi;
  9. *pLo = lo;
  10. }
  11. /****************getTsc - Get the lower half of TSC count***************
  12. 获取TSC(时戳计数器)低32位计数值** RETURNS: TSC低32位计数值
  13. ***********************************************************************/
  14. unsigned int getTsc32(void)
  15. {
  16. unsigned int tmp;
  17. __asm__ __volatile__("rdtsc\n movl %%edx, %0":"=c"(tmp)::"memory");
  18. return tmp;
  19. }

如果使用PowerPC平台,PowerPC提供的TB(Time Base)寄存器类似于Pentium的TSC,VxALib中提供vxTimeBaseSet() 和 vxTimeBaseGet()两个函数来对TB寄存器进行读写操作。

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