使用 CPU 计数器与 gettimeofday？

Question

我想使用 Linux 分析 C 中的一些代码。我通常只做通常的gettimeofday() 功能，它们易于安装、易于理解且可移植。有人问我为什么不使用 CPU 计数器或 RDTSC 来分析代码，但虽然我知道 RDTSC 可能更精确，但我不能赞成或反对其中一个。所以，我的问题是：在其他条件相同的情况下，人们会使用通常的时间函数或 RDTSC 来分析代码吗？

Answer 1

CPU 计数器和挂钟是用于不同目的的不同工具。

何时使用挂钟：

当您想以标准时间单位（例如秒）测量时间时。如果您想测量 X 任务需要多长时间，请使用挂钟。

例子：

• clock()
• gettimeofday()
• clock_gettime(2)
• 等等...

何时使用 RDTSC：

如果您希望以尽可能高的精度测量两个不同任务的相对时间，那么 RDTSC 可能是合适的。

RDTSC 测量自 CPU 启动以来经过的伪周期数。通常（但不总是），这等于处理器的 CPU 时钟速度。但是，如果不根据挂钟实际测量，就很难确定“每秒滴答声”的确切数量。

但是，RDTSC 的开销与时间函数的开销一样低。因此，当您将一种实现与另一种实现进行比较以确定哪个实现更快时，它非常适合微优化。 （相对于它需要多少绝对时间）

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其他注意事项：

• 在大多数情况下，使用挂钟可以很好地完成大多数基准测试目的。所以 RDTSC 的使用非常有限。尽可能坚持使用标准化函数。
• 高精度挂钟通常在 RDTSC 之上实现。因此，如果您尝试使用 RDTSC 对挂钟时间进行高精度测量，那么您只是在重新发明轮子。

_{附带说明一下，我使用 RDTSC 来查看 RNG 并作为我的超频基准测试的反作弊措施。}

Answer 2

对于大多数用途，我会使用clock_gettime。正如其他人所说，gettimeofday 已过时，其分辨率太低，无法测量低于 10000 个周期范围内的时间。请注意，clock_gettime 可能有系统调用开销（内核进入/退出成本）反映在您采取的差异中，但在现代 x86_64 Linux 系统上，clock_gettime 实际上完全在用户空间中运行并使用rdtsc在引擎盖下，所以它最终只是rdtsc 的一个更便携、更简洁的抽象版本。