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Comprendre la Résolution de gettimeofday() sous Linux : Est-elle Garantie d’être Précise au Microseconde ?

Lors du développement d’applications qui nécessitent une temporisation précise, telles que des jeux ou des logiciels intensifs en performances, le choix des fonctions de temporisation peut avoir un impact significatif sur la fiabilité des performances de l’application. Dans ce billet de blog, nous allons examiner une question courante rencontrée par les développeurs : gettimeofday() est-elle garantie d’avoir une résolution en microsecondes ?

Le Problème : Portabilité et Précision de la Température

Lorsque vous tentez de porter un jeu de l’API Win32 à Linux, la précision dans la mesure du temps peut devenir délicate. L’implémentation originale utilise QueryPerformanceCounter, qui fournit une temporisation haute résolution. Dans le processus de portage de cette fonctionnalité, vous vous tournez vers gettimeofday(), qui peut délivrer le temps en microsecondes depuis l’époque Unix. Cependant, vous aimeriez comprendre si l’utilisation de cette fonction est portable et fiable à travers différents systèmes Linux.

Le Défi de l’Implémentation

Dans votre code, vous avez implémenté la méthode suivante pour utiliser gettimeofday() afin d’émuler QueryPerformanceCounter:

BOOL QueryPerformanceCounter(LARGE_INTEGER* performanceCount)
{
    gettimeofday(&currentTimeVal, NULL);
    performanceCount->QuadPart = (currentTimeVal.tv_sec - startTimeVal.tv_sec);
    performanceCount->QuadPart *= (1000 * 1000);
    performanceCount->QuadPart += (currentTimeVal.tv_usec - startTimeVal.tv_usec);

    return true;
}

Bien que cette méthode vous donne une variable 64 bits qui contient le nombre de microsecondes depuis le démarrage du processus, il est essentiel d’explorer plus en profondeur les limitations de gettimeofday().

La Vérité sur la Résolution de gettimeofday()

La résolution de gettimeofday() est souvent mal comprise. La fonction peut en effet fournir des mesures de temps, mais il y a des caveats critiques :

  • Limitations de Résolution : Sur les systèmes Linux standards, la résolution de gettimeofday() est généralement 10 microsecondes. Cela signifie que bien qu’elle puisse fournir des valeurs en microsecondes, la précision peut ne pas être fiable.
  • Interférence Système : La temporisation peut être affectée par divers facteurs, y compris :
    • Processus en Cours : Des processus d’arrière-plan qui ajustent l’horloge système peuvent entraîner des sauts dans le temps.
    • NTP (Protocole de Temps Réseau) : Si configuré, le NTP peut ajuster l’heure système, affectant la sortie de gettimeofday().

Ces problèmes amènent à la conclusion que la réponse à la question originale est non, gettimeofday() ne peut pas être fiable pour des mesures précises et cohérentes en microsecondes sur tous les systèmes.

Une Meilleure Alternative : Utiliser clock_gettime()

Pour garantir une temporisation plus fiable dans vos applications Linux, envisagez d’utiliser clock_gettime(). Cette fonction offre plusieurs avantages par rapport à gettimeofday() :

Avantages de clock_gettime()

  1. Tempérage Plus Précis :

    • Vous pouvez utiliser CLOCK_MONOTONIC pour obtenir un temps qui n’est pas sujet aux modifications provenant des mises à jour de l’horloge système, ce qui en fait un choix idéal pour mesurer des intervalles de temps.

  2. Réduction des Problèmes avec les Systèmes Multicœurs :

    • Elle gère mieux le chronométrage dans des environnements avec plusieurs processeurs et minimise les perturbations que les réglages externes de l’horloge peuvent imposer.

Prochaines Étapes : Implémenter clock_gettime()

Pour remplacer gettimeofday(), vous pouvez réécrire votre fonction de temporisation comme ceci :

#include <time.h>

BOOL QueryPerformanceCounter(LARGE_INTEGER* performanceCount)
{
    struct timespec ts;
    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
    performanceCount->QuadPart = ts.tv_sec * 1000000 + ts.tv_nsec / 1000; // Convertir en microsecondes

    return true;
}

Ressource Supplémentaire

Pour des informations plus détaillées, envisagez de consulter la page de manuel pour clock_gettime()—elle détaille les différentes horloges disponibles et leurs utilisations : page de manuel clock_gettime().

Conclusion

Lors du développement d’applications ou de jeux multiplateformes, connaître les limitations des fonctions de temporisation est crucial. Bien que gettimeofday() puisse être un choix courant pour obtenir l’heure actuelle, sa fiabilité peut faiblir dans des circonstances spécifiques. En adoptant clock_gettime(), vous pouvez atténuer bon nombre de ces problèmes et garantir un comportement de temporisation plus cohérent qui est essentiel pour les applications sensibles aux performances.

Maintenant que vous comprenez les subtilités de l’utilisation de gettimeofday() et les avantages de passer à clock_gettime(), vous pouvez prendre une décision éclairée pour votre projet de portage sur Linux.