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windows - 为什么 QueryPerformanceCounter 和 GetTickCount 不同步？

coder 2024-06-07 原文

当我想在 Windows XP 下编写一个像 GetTicketCount64 这样的函数时，问题就出现在这个平台上。这是我的测试代码:

uint64_t GetTickCountEx()
{
#if _WIN32_WINNT > _WIN32_WINNT_WINXP
    return GetTickCount64();
#else
    // http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/dn553408.aspx
    LARGE_INTEGER Frequency = {};
    LARGE_INTEGER Counter = {};
    BOOST_VERIFY(QueryPerformanceFrequency(&Frequency));
    BOOST_VERIFY(QueryPerformanceCounter(&Counter));

    return 1000 * Counter.QuadPart / Frequency.QuadPart;
#endif
}

for (int i = 0; ++i < 1000; Sleep(30000))
{
    const auto utc = time(nullptr); // System time
    const auto xp = GetTickCount(); // API of Windows XP SP3
    const auto ex = GetTickCountEx(); // Performance counter
    const auto diff = ex - xp;
    printf("%lld %I32u %I64u %I64u \n", utc, xp, ex, diff);
}

我无法理解以下结果。来自 this article , Angstrom 的回复似乎不正确。最后一列表明，随着时间的推移，GTC 和 GPC 的差异越来越近了! ...而且，它会在几个小时后达到零吗？

所以，我的问题是:我的 GetTickCount64 实现是否正确，为什么？

1401778679 503258484 503355416 96932
1401778709 503288484 503385374 96890
1401778739 503318484 503415354 96870
1401778769 503348484 503445289 96805
1401778799 503378484 503475274 96790
1401778829 503408484 503505272 96788
1401778859 503438484 503535245 96761
1401778889 503468500 503565210 96710
1401778919 503498500 503595143 96643
1401778949 503528500 503625137 96637
1401778979 503558500 503655100 96600
1401779009 503588500 503685069 96569
1401779039 503618500 503715069 96569
1401779069 503648500 503745006 96506
1401779099 503678500 503774951 96451
1401779129 503708500 503804958 96458
1401779159 503738500 503834943 96443
1401779189 503768500 503864911 96411
1401779219 503798500 503894792 96292
1401779249 503828500 503924759 96259
1401779279 503858500 503954607 96107
1401779309 503888500 503984607 96107
1401779339 503918500 504014392 95892
1401779369 503948500 504044362 95862

来自 coreinfo.exe 的 CPU 核心信息: Coreinfo v3.21 - 系统 CPU 和内存拓扑的转储信息 版权所有 (C) 2008-2013 Mark Russinovich Sysinternals - www.sysinternals.com

Intel(R) Core(TM) i3 CPU       M 380  @ 2.53GHz
x86 Family 6 Model 37 Stepping 5, GenuineIntel
HTT             *       Hyperthreading enabled
HYPERVISOR      -       Hypervisor is present
VMX             *       Supports Intel hardware-assisted virtualization
SVM             -       Supports AMD hardware-assisted virtualization
EM64T           *       Supports 64-bit mode

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NX              *       Supports no-execute page protection
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SMAP            -       Supports Supervisor Mode Access Prevention
PAGE1GB         -       Supports 1 GB large pages
PAE             *       Supports > 32-bit physical addresses
PAT             *       Supports Page Attribute Table
PSE             *       Supports 4 MB pages
PSE36           *       Supports > 32-bit address 4 MB pages
PGE             *       Supports global bit in page tables
SS              *       Supports bus snooping for cache operations
VME             *       Supports Virtual-8086 mode
RDWRFSGSBASE    -       Supports direct GS/FS base access

FPU             *       Implements i387 floating point instructions
MMX             *       Supports MMX instruction set
MMXEXT          -       Implements AMD MMX extensions
3DNOW           -       Supports 3DNow! instructions
3DNOWEXT        -       Supports 3DNow! extension instructions
SSE             *       Supports Streaming SIMD Extensions
SSE2            *       Supports Streaming SIMD Extensions 2
SSE3            *       Supports Streaming SIMD Extensions 3
SSSE3           *       Supports Supplemental SIMD Extensions 3
SSE4a           -       Supports Sreaming SIMDR Extensions 4a
SSE4.1          *       Supports Streaming SIMD Extensions 4.1
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XSAVE           -       Supports XSAVE/XRSTOR instructions
OSXSAVE         -       Supports XSETBV/XGETBV instructions
RDRAND          -       Supports RDRAND instruction
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DCA             -       Supports prefetch from memory-mapped device
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FFXSR           -       Supports optimized FXSAVE/FSRSTOR instruction
MONITOR         *       Supports MONITOR and MWAIT instructions
MOVBE           -       Supports MOVBE instruction
ERMSB           -       Supports Enhanced REP MOVSB/STOSB
PCLULDQ         -       Supports PCLMULDQ instruction
POPCNT          *       Supports POPCNT instruction
LZCNT           -       Supports LZCNT instruction
SEP             *       Supports fast system call instructions
LAHF-SAHF       *       Supports LAHF/SAHF instructions in 64-bit mode
HLE             -       Supports Hardware Lock Elision instructions
RTM             -       Supports Restricted Transactional Memory instructions

DE              *       Supports I/O breakpoints including CR4.DE
DTES64          *       Can write history of 64-bit branch addresses
DS              *       Implements memory-resident debug buffer
DS-CPL          *       Supports Debug Store feature with CPL
PCID            *       Supports PCIDs and settable CR4.PCIDE
INVPCID         -       Supports INVPCID instruction
PDCM            *       Supports Performance Capabilities MSR
RDTSCP          *       Supports RDTSCP instruction
TSC             *       Supports RDTSC instruction
TSC-DEADLINE    -       Local APIC supports one-shot deadline timer
TSC-INVARIANT   *       TSC runs at constant rate
xTPR            *       Supports disabling task priority messages

EIST            *       Supports Enhanced Intel Speedstep
ACPI            *       Implements MSR for power management
TM              *       Implements thermal monitor circuitry
TM2             *       Implements Thermal Monitor 2 control
APIC            *       Implements software-accessible local APIC
x2APIC          -       Supports x2APIC

CNXT-ID         -       L1 data cache mode adaptive or BIOS

MCE             *       Supports Machine Check, INT18 and CR4.MCE
MCA             *       Implements Machine Check Architecture
PBE             *       Supports use of FERR#/PBE# pin

PSN             -       Implements 96-bit processor serial number

PREFETCHW       *       Supports PREFETCHW instruction

Maximum implemented CPUID leaves: 0000000B (Basic), 80000008 (Extended).

Logical to Physical Processor Map:
*-*-  Physical Processor 0 (Hyperthreaded)
-*-*  Physical Processor 1 (Hyperthreaded)

Logical Processor to Socket Map:
****  Socket 0

Logical Processor to NUMA Node Map:
****  NUMA Node 0

Logical Processor to Cache Map:
*-*-  Data Cache          0, Level 1,   32 KB, Assoc   8, LineSize  64
*-*-  Instruction Cache   0, Level 1,   32 KB, Assoc   4, LineSize  64
*-*-  Unified Cache       0, Level 2,  256 KB, Assoc   8, LineSize  64
-*-*  Data Cache          1, Level 1,   32 KB, Assoc   8, LineSize  64
-*-*  Instruction Cache   1, Level 1,   32 KB, Assoc   4, LineSize  64
-*-*  Unified Cache       1, Level 2,  256 KB, Assoc   8, LineSize  64
****  Unified Cache       2, Level 3,    3 MB, Assoc  12, LineSize  64

最佳答案

您无法比较这两个时序源，它们在 PC 中的实现截然不同。

GetTickCount() 源自时钟节拍中断，这是一种由实时时钟生成的信号。传统上是专用芯片，最初是摩托罗拉MC146818，现在集成在南桥上。它具有 watch 中使用的那种振荡器，晶体稳定且通常以 32768 赫兹运行。该振荡器在机器电源关闭时保持运行，使用锂电池或 super 电容器供电。

所以分辨率很差，但是通过定期将时钟与时间服务器提供的时间重新同步，它变得非常准确，具有非常好的长期稳定性，大多数 Windows 机器使用 time.windows。 com。查看 GetSystemTimeAdjustment() 了解详细信息。

QueryPerformanceCounter() 使用芯片组中可用的频率源。传统上，8053 计数器以 1193182 赫兹运行。如今，HPET 定时器、HAL(硬件抽象层)允许系统集成商选择任何可用的频率源。在更便宜的设计中使用 CPU 时钟并不罕见。

所以分辨率非常高，但是不准确，并且没有机制来校准这个计时器。与报告的 QPF 相差 800 ppm 并不罕见。这个计时器应该只用于短时间间隔测量，例如分析器会使用的那种。

所以不，使用 QueryPerformanceCounter() 作为 GetTickCount64() 的替代方法并不是一个好主意，除非您可以忍受这种不准确性。从技术上讲，您可以合成自己的 64 位计数器，只要您跟踪 GetTickCount() 溢出的值即可。例如，您可以在前一个值为负而新值为正时增加类(class)计数，这表明它溢出了。唯一的要求是您经常对 GetTickCount() 进行采样以查看转换，至少每 24 天一次。

关于windows - 为什么 QueryPerformanceCounter 和 GetTickCount 不同步？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/24009263/

QueryPerformanceCounterGetTickCountSupportsinstructioninstructionswindowstiming

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