Question

我想计算C中函数调用期间经过的时间，精度为1纳秒。

C中是否有可用的定时器功能？

如果是，请提供示例代码段。

伪码

Timer.Start()
foo();
Timer.Stop()
Display time elapsed in execution of foo()

环境详细信息： - 在RHEL计算机上使用gcc 3.4编译器

Answer 1

请问您使用的是哪种处理器？如果您使用的是x86处理器，则可以查看时间戳计数器（tsc）。此代码段：

#define rdtsc(low,high) \
     __asm__ __volatile__("rdtsc" : "=a" (low), "=d" (high))

将分别在low和high中放置CPU运行的周期数（它需要2 long秒;您可以将结果存储在long long int中）如下：

inline void getcycles (long long int * cycles)
{
  unsigned long low;
  long high;
  rdtsc(low,high);
  *cycles = high; 
  *cycles <<= 32; 
  *cycles |= low; 
}

请注意，这会返回CPU执行的周期数。您需要获得CPU速度，然后计算出每ns的循环次数，以获得经过的ns数。

为了做到这一点，我已经解析了/proc/cpuinfo中的“cpu MHz”字符串，并将其转换为小数。在那之后，它只是一点数学，并记住1MHz =每秒1,000,000个周期，并且有10亿ns /秒。

Answer 2

在Intel和兼容处理器上，您可以使用rdtsc指令，该指令可以轻松地包装到C代码的asm（）块中。它返回内置处理器周期计数器的值，该计数器在每个周期递增。你获得了高分辨率，这样的时间非常快。

要确定您需要校准的增量有多快 - 在固定的时间段（如5秒）内调用此指令两次。如果在将频率转换为功耗降低的处理器上执行此操作，则可能会出现校准问题。

Answer 3

使用clock_gettime(3)。有关详细信息，请键入man 3 clock_gettime。话虽如此，很少需要纳秒精度。

Answer 4

任何计时器功能都必须是特定于平台的，特别是在精度要求的情况下。

POSIX系统中的标准解决方案是gettimeofday()，但它只有几微秒的精度。

如果这是用于性能基准测试，标准方法是使测试中的代码花费足够的时间来降低精度要求。换句话说，运行测试代码一秒钟（或更长时间）。

Answer 5

c中没有定时器，保证1纳秒的精度。您可能需要查看clock()或更好的POSIX gettimeofday()

Answer 6

我不知道你是否会找到任何提供单纳秒分辨率的定时器 - 它取决于系统时钟的分辨率 - 但你可能想看看http://code.google.com/p/high-resolution-timer/。他们表示，他们可以在大多数Linux系统上提供微秒级别的分辨率，在Sun系统上提供纳秒级分辨率。

Answer 7

在这种规模上制定基准并不是一个好主意。你有足够的时间来获得最少的时间，如果你在纳秒上工作，这会导致你的结果不可靠。您可以使用平台系统调用或更大规模的boost::Date_Time [首选]。

Answer 8

你可以跑10到9次然后秒表吗？

Answer 9

如果您确定如果CPU时间为100％，则可以使用gettimeofday等标准系统调用。我可以想到很多情况，当你执行foo（）时，其他线程和进程可能会窃取CPU时间。

Answer 10

你要求的是这种方式不可能的东西。您需要硬件级别支持才能达到该级别的精度，甚至可以非常小心地控制变量。如果在运行代码时遇到中断会怎样？如果操作系统决定运行其他一些代码怎么办？

你的代码做了什么？它是否使用RAM内存？如果您的代码和/或数据是否在缓存中，该怎么办？

在某些环境中，您可以使用硬件级别计数器执行此作业，前提是您可以控制这些变量。但是，如何防止Linux中的上下文切换？

例如，在德州仪器的DSP工具（Code Composer Studio）中，您可以非常准确地分析代码，因为整个调试环境的设置使得仿真器（例如Blackhawk）接收有关每个操作运行的信息。您还可以在某些处理器中设置直接编码到芯片内部HW块中的观察点。这是有效的，因为内存通道也会路由到此调试块。

他们确实在他们的CSL（芯片支持库）中提供功能，这是您要求的，时间开销是几个周期。但这仅适用于其处理器，完全取决于从HW寄存器读取定时器值。

用于在C中查找函数调用中的已用时间的计时器

10 个答案: