time() 和 gettimeofday() 之间的区别以及为什么会导致段错误

Question

我正在尝试测量系统调用的时间量，并尝试在此程序中使用time(0) 和gettimeofday()，但每当我使用gettimeofday() 时，它都会出现段错误。我想我可以使用time(0)，但我想知道为什么会这样。我知道你们可以看看它，看看问题所在。请不要对我大喊大叫！

我想获取时间，但不想将其保存在任何地方。

我已经尝试了所有我能想到的代码组合，但我在这里粘贴了最简单的版本。我是 C 和 Linux 的新手。我查看了 .stackdump 文件，但它对我来说毫无意义。

GetRDTSC 在 util.h 中，它确实是 rdtsc()，正如人们所预料的那样。现在它设置为 10 次迭代，但稍后循环将运行 1000 次，没有printf。

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include "util.h"

int main() {

    int i;
    uint64_t cycles[10];

    for (i = 0; i < 10; ++i) {

         // get initial cycles
         uint64_t init = GetRDTSC();

         gettimeofday(); // <== time(0) will work here without a seg fault.

         // get cycles after
         uint64_t after = GetRDTSC();   

         // save cycles for each operation in an array
         cycles[i] = after - init;

         printf("%i\n", (int)(cycles[i]));
    }  
}

Answer 1

短版

gettimeofday() 需要一个指向struct timeval 的指针来填充时间数据。

所以，例如，你会做这样的事情：

#include <sys/time.h>
#include <stdio.h>
int main() {  
    struct timeval tv;
    gettimeofday(&tv, NULL); // timezone should be NULL
    printf("%d seconds\n", tv.tv_secs);
    return 0;
}

长版

真正的问题是 gcc 会自动在您的系统上包含vdso，其中包含系统调用gettimeofday 的符号。考虑这个程序（整个文件）：

int main() {
  gettimeofday();
  return 0;
}

默认情况下，gcc 会编译这个没有警告。如果您检查它所链接的符号，您会看到：

ternus@event-horizon ~> gcc -o foo foo.c
ternus@event-horizon ~> ldd foo
        linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffff33fe000)
        libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f56a5255000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f56a562b000)

您只是碰巧使用了一个具有已定义符号的函数，但没有原型，就无法知道它应该有多少命令行参数。

如果你用-Wall编译它，你会看到：

ternus@event-horizon ~> gcc -Wall -o foo foo.c
foo.c: In function ‘main’:
foo.c:2:3: warning: implicit declaration of function ‘gettimeofday’ [-Wimplicit-function-declaration]

当然，当您尝试运行它时，它会出现段错误。有趣的是，它会在内核空间出现段错误（这是在 MacOS 上）：

cternus@astarael ~/foo> gcc -o foo -g foo.c
cternus@astarael ~/foo> gdb foo
GNU gdb 6.3.50-20050815 (Apple version gdb-1822) (Sun Aug  5 03:00:42 UTC 2012)
[etc]

(gdb) run
Starting program: /Users/cternus/foo/foo
Reading symbols for shared libraries +.............................. done

Program received signal EXC_BAD_ACCESS, Could not access memory.
Reason: KERN_INVALID_ADDRESS at address: 0x0000000000000001
0x00007fff87eeab73 in __commpage_gettimeofday ()

现在考虑这个程序（同样，没有头文件）：

typedef struct {
  long tv_sec;
  long tv_usec;
} timeval;

int main() {
  timeval tv;
  gettimeofday(&tv, 0);
  return 0;
}

这将编译并运行得很好——没有段错误。您已经为它提供了它所期望的内存位置，尽管仍然没有提供 gettimeofday 原型。

更多信息：

Can anyone understand how gettimeofday works?

Is there a faster equivalent of gettimeofday?

The POSIX gettimeofday specification