c语言 - 当我在无限循环中使用 gettimeofday() 时程序意外停止

Question

我编写了一个代码来确保while(1)循环的每个循环都需要特定的时间(在本例中为10000μS，等于0.01秒)。问题是这段代码在开始时运行良好，但不知何故在不到一分钟后停止。这就像访问 Linux 时间是有限制的。现在，我正在初始化一个布尔变量，以使这个时间计算运行一次而不是无限。由于性能随时间而变化，因此最好计算每个循环的计算时间。还有其他方法可以做到这一点吗？

void some_function(){
struct timeval tstart,tend;
while (1){
gettimeofday (&tstart, NULL);
...
Some computation
...
gettimeofday (&tend, NULL);
diff = (tend.tv_sec - tstart.tv_sec)*1000000L+(tend.tv_usec - tstart.tv_usec);
usleep(10000-diff);
}
}

Answer 1

来自 usleep 的手册页

#include <unistd.h>
int usleep(useconds_t usec);

USEC 是无符号的 int，现在猜猜当 diff 在下面行中> 10000 时会发生什么

usleep(10000-diff);

Answer 2

好吧，你为得到差异而进行的计算是错误的：

diff = (tend.tv_sec - tstart.tv_sec)*1000000L+(tend.tv_usec - tstart.tv_usec);

您正在混合不同的整数类型，缺少tv_usec可以是unsigned的数量，您正在从另一个unsigned中减去并且可能会溢出。之后，您将获得整整一秒加上大约4.0E09usec的数量。 这大约是4000秒或一个多小时。近似地。 最好检查是否有一些进位，在这种情况下，递增tv_sec，然后从tv_usec中减去10000000以获得适当的正值。

我不知道您用于struct timeval的实现，但最有可能的是tv_sec是一个time_t(甚至可以是 64 位)，而tv_usec通常只是一个unsigned32 位值，因为它不会离1000000更远。

让我说明一下...假设您已经进行了 100 毫秒的计算......而这恰好发生在一秒钟中间......你有

tstart.tv_sec = 123456789; tstart.tv_usec = 123456;
tend.tv_sec = 123456789; tend.tv_usec = 223456;  

当你减去时，它会导致：

tv_sec = 0; tv_usec = 100000;

但是，假设您已经完成了计算，而第二个更改

tstart.tv_sec = 123456789; tstart.tv_usec = 923456;
tend.tv_sec =  123456790; tend.tv_usec = 23456;

时差再次为 100 毫秒，但现在，当您计算表达式时，您会得到第一部分的 1000000(一整秒)，但是，在减去第二部分后，您会得到溢出23456 - 923456 =*=> 4294067296(*)。 所以你可以usleep(4295067296)或4295s.或1h 11m更多。 我想你没有足够的耐心等待它完成......但这是程序可能会发生的事情，具体取决于struct timeval的定义方式。

使进位工作的正确方法是重新排序求和，首先执行所有加法，然后再进行减法。 这会在同时处理signed和unsigned时强制转换为有符号整数，并防止在unsigned秒内出现负溢出。

diff = (tend.tv_sec - tstart.tv_sec) * 1000000 + tstart.tv_usec - tend.tv_usec;

解析为

diff = (((tend.tv_sec - tstart.tv_sec) * 1000000) + tstart.tv_usec) - tend.tv_usec;