linux -gettimeofday()的分辨率是否保证为微秒?

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我正在将一个最初为Win32 API编写的游戏移植到Linux(很好,是将Win32端口的OS X端口移植到Linux)。

我已经实施QueryPerformanceCounter自过程启动以来,通过提供uSeconds:

BOOL QueryPerformanceCounter(LARGE_INTEGER* performanceCount)
{
    gettimeofday(&currentTimeVal, NULL);
    performanceCount->QuadPart = (currentTimeVal.tv_sec - startTimeVal.tv_sec);
    performanceCount->QuadPart *= (1000 * 1000);
    performanceCount->QuadPart += (currentTimeVal.tv_usec - startTimeVal.tv_usec);

    return true;
}

加上QueryPerformanceFrequency()给定常数1000000作为频率,效果很好在我的机器上,给我一个64位变量,其中包含uSeconds自程序启动以来。

所以这是便携式的吗?我不想发现以某种方式或类似方式编译内核时,它的工作原理有所不同。我可以将它移植到Linux以外的其他软件上,这很好。

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也许。但是你有更大的问题。gettimeofday()如果系统上的某些进程更改了计时器(例如ntpd),则可能导致错误的计时。但是,在“普通” Linux上,我相信gettimeofday()是10us。因此,它可以根据系统上运行的进程向前和向后跳转,也可以在时间上跳转。有效地回答了您的问题。

你应该看看clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC)定时间隔。由于诸如多核系统和外部时钟设置之类的问题,它遇到的问题更少。

另外,看看clock_getres()功能。

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英特尔处理器的高分辨率,低开销时序

如果您使用的是Intel硬件,请按照以下方法读取CPU实时指令计数器。它会告诉您自处理器启动以来执行的CPU周期数。这可能是您可以用来进行性能评估的最细粒度的计数器。

请注意,这是CPU周期数。在Linux上,您可以从/ proc / cpuinfo获取CPU速度,然后除以秒数。将其转换为双精度非常方便。

当我在盒子上运行它时,我得到

11867927879484732
11867927879692217
it took this long to call printf: 207485

这是英特尔开发人员指南提供大量细节。

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

inline uint64_t rdtsc() {
    uint32_t lo, hi;
    __asm__ __volatile__ (
      "xorl %%eax, %%eax\n"
      "cpuid\n"
      "rdtsc\n"
      : "=a" (lo), "=d" (hi)
      :
      : "%ebx", "%ecx");
    return (uint64_t)hi << 32 | lo;
}

main()
{
    unsigned long long x;
    unsigned long long y;
    x = rdtsc();
    printf("%lld\n",x);
    y = rdtsc();
    printf("%lld\n",y);
    printf("it took this long to call printf: %lld\n",y-x);
}
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@伯纳德:

我不得不承认,您的大多数例子都是直截了当的。它确实可以编译,但是似乎可以正常工作。这对SMP系统或SpeedStep安全吗?

这是个好问题……我认为代码还可以。从实际的角度来看,我们每天都在我的公司中使用它,并且我们运行在各种各样的盒子上,从2到8个内核。当然是YMMV等,但是它似乎是一种可靠且开销低的方法(因为它不会使上下文切换到系统空间)。

通常它是如何工作的:

  • 声明代码块为汇编程序(并且是易失性的,因此优化程序将使其保持独立)。
  • 执行CPUID指令。除了获取一些CPU信息(我们不做任何事情)之外,它还同步CPU的执行缓冲区,以使时序不受乱序执行的影响。
  • 执行rdtsc(读取时间戳)执行。这将获取自重置处理器以来执行的机器周期数。这是一个64位的值,因此,以当前的CPU速度,它将每194年左右一次。有趣的是,在原始的Pentium参考中,他们注意到它每5800年左右就出现一次。
  • 最后两行将寄存器中的值存储到变量hi和lo中,并将其放入64位返回值中。

具体说明:

  • 乱序执行会导致不正确的结果,因此我们执行“ cpuid”指令,该指令除了为您提供有关cpu的信息外,还会同步任何乱序指令的执行。

  • 大多数操作系统在启动时都会同步CPU上的计数器,因此答案在几纳秒内就可以了。

  • 休眠注释可能是正确的,但实际上,您可能并不关心休眠边界的时间安排。

  • 关于速度变化:较新的Intel CPU补偿速度变化并返回调整后的计数。我快速浏览了我们网络上的某些设备,发现只有一个没有它的设备:运行某些旧数据库服务器的Pentium 3。 (这些是linux机器,所以我检查了:grep constant_tsc / proc / cpuinfo)

  • 我不确定AMD CPU,主要是Intel商店,尽管我知道我们的一些低级系统专家对AMD进行了评估。

希望这能满足您的好奇心,这是一个有趣且(IMHO)尚未充分研究的编程领域。您知道Jeff和Joel在谈论程序员是否应该了解C吗?我对他们大喊:“嘿,忘记那些高级C东西了。如果您想知道计算机在做什么,则应该学习汇编程序!”

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Wine实际上是使用gettimeofday()实现QueryPerformanceCounter()的,众所周知,它可以使许多Windows游戏在Linux和Mac上运行。

开始http://source.winehq.org/source/dlls/kernel32/cpu.c#L312

导致http://source.winehq.org/source/dlls/ntdll/time.c#L448

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因此,它明确表示微秒,但表示系统时钟的分辨率未指定。我想在这种情况下,分辨率意味着将如何增加最小的数量?

数据结构被定义为以微秒为度量单位,但这并不意味着时钟或操作系统实际上能够精确地进行测量。

就像其他人建议的那样,gettimeofday()这很不好,因为设置时间可能会导致时钟偏斜并影响您的计算。clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC)是你想要的clock_getres()会告诉您时钟的精度。

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gettimeofday()的实际分辨率取决于硬件体系结构。英特尔处理器以及SPARC机器均提供可测量微秒的高分辨率计时器。其他硬件体系结构则取决于系统的计时器,该计时器通常设置为100 Hz。在这种情况下,时间分辨率将不太准确。

我从得到这个答案高分辨率时间测量和计时器,第一部分

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这个答案提到时钟调整问题。使用C ++ 11在C ++ 11中解决了保证滴答单位的问题和调整时间的问题。<chrono>图书馆。

时钟std::chrono::steady_clock保证不会被调整,而且它会以相对于实时的恒定速度前进,因此SpeedStep之类的技术一定不能影响它。

您可以通过转换为以下类型之一来获得类型安全单元std::chrono::duration专业化,例如std::chrono::microseconds。使用此类型时,刻度值使用的单位没有任何歧义。但是,请记住,时钟不一定具有此分辨率。您可以将持续时间转换为阿秒,而实际上并不需要精确的时钟。

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根据我的经验以及通过互联网阅读的内容,答案是“不”,不能保证。它取决于CPU速度,操作系统,Linux的风格等。

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在SMP系统中,读取RDTSC并不可靠,因为每个CPU都维护自己的计数器,并且不能保证每个计数器都相对于另一个CPU同步。

我可能建议尝试clock_gettime(CLOCK_REALTIME)。 posix手册指示应在所有兼容的系统上实施。它可以提供十亿分之一秒的计数,但是您可能需要检查一下clock_getres(CLOCK_REALTIME)在系统上查看实际分辨率是多少。

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上一个问题:
php -Flat file databases