x86处理器中的时间源

Question

有人知道可以用来测量时间的x86指令吗？导致任务切换的定时器是否可通过软件访问？

Answer 1

在x86平台上测量时间的方法：

• 实时时钟-你的操作系统的时间和日期的来源。1秒精度。标准PC中唯一可以用来测量绝对时间的时间源。
• 8254计数器/计时器 --一种标准的计数器/定时器芯片，自PC问世以来就出现在主板上(现在是芯片组内的一个功能块)。这是IRQ0的传统来源，它是在大多数较老的OSes中执行任务切换的定时器中断。
• RDTSC组装指令-计数CPU时钟周期。有关使用细节，请参阅Anon发布的答案。对于x86上的时间源来说，这几乎是你能找到的最高精度。然而，它有一些问题的准确性。如果您正在编写程序集，也是最方便的选项。
• RDTSCP汇编指令-类似于RDTSC，但是序列化的，这解决了RDTSC的一些准确性问题。只在最新的处理器上找到。
• HPET -围绕个人电脑的核心二重奏时代推出。打算取代值得尊敬的8254。现代OSes将使用它作为任务调度中断(Vista及更高版本)
• 芯片组中的专有定时器--一些芯片组有专门的定时器，用于电源管理和多媒体功能。有时，您可以为自己的应用程序征用这些，假设您正在处理的是一个固定功能的嵌入式系统，而不是一个通用的PC。

请注意，并不是所有这些选项都可供您使用，具体取决于操作系统和硬件。如果您在现代操作系统(Windows，Linux)下运行，它将根据自己的计时需要控制8254/HPET，因此您将无法使用它们。

在现代操作系统下，通常最好使用操作系统提供的定时功能.操作系统开发人员可能已经解决了许多问题，如果您尝试使用它，您将独自遇到这些问题。(请注意，操作系统可以提供多个定时功能。选择适合您的应用程序的。)

Answer 2

您可以使用rdtsc.Just从现值中扣除以前的值来计算时间差。

将处理器的时间戳计数器(64位MSR)的当前值加载到EDX:EAX寄存器中。EDX寄存器用MSR的高阶32位加载，EAX寄存器用低阶32位加载。(在支持Intel 64体系结构的处理器上，每个RAX和RDX的高级32位都被清除。)

这是实现此指令的C代码 :-

unsigned long long int rdtsc(void)
{
   unsigned long long int x;
   unsigned a, d;

   __asm__ volatile("rdtsc" : "=a" (a), "=d" (d));

   return ((unsigned long long)a) | (((unsigned long long)d) << 32);;
}

Answer 3

下面是执行此操作的FORTRAN可调用例程：

汇编程序指令RDTSC返回一个64位整数，即自年点开始的CPU时钟计数数。如果FORTRAN有64位整数，则参数KOUNT被声明为整数*8，否则声明为由两个32位整数*4组成的数组。

所以在你的FORTRAN程序中

CALL TIMERR(KOUNT)

在开始时，保存KOUNT的值，然后在末尾重复。然后减去两个64位值来确定经过的时间。我通常只费心减去两个较低的单词，因为我的时间通常小于2^32系统时钟。

它也可以从C呼叫，但我不会说C。

; C This assembler routine looks to FORTRAN like this:
;       SUBROUTINE TIMERR(KOUNT)
;       INTEGER*4 KOUNT(2);  or INTEGER*8 KOUNT
;       ...get a 64-but system time value into KOUNT......
;       RETURN
;       END
;
.Code
_TIMERR@4: RDTSC
         Push Eax
    Push Ecx
    Push Edx
    Mov Ecx, [Esp + 16]
    Mov [Ecx], Eax
    Mov [Ecx + 4], Edx
    Pop Edx
    Pop Ecx
    Pop Eax
    Ret 4