如何不用Win32API得到一毫秒精度的间隔？

Question

如何不用Win32API得到一毫秒精度的间隔？由于用《变速齿轮》可以影响GetTickCount()、WM_TIMER，等计时工具，取CPU时间戳以后是可以得到最高精度的周期值，但我还必须知道CPU的频率(如果一定只有这种方法，那么CPU的频率该如何知道)！有没有什么好的解决方法呢？
                                                           谢谢！

Answer 1

用下面的代码可以取代GetTickCount()计时，而且精确到微秒char asciiLine[20], sReply[100], smsg[200];
int initialized, ret, i;
__int64 frequency,endtime,elapsed;
__int64 begintime;
BOOL qw;
double welapsed;// start time
memset(asciiLine,0,20);
initialized = QueryPerformanceFrequency( (LARGE_INTEGER *)&frequency );
qw = QueryPerformanceCounter( (LARGE_INTEGER *)&begintime );// do some work
...
// end work
QueryPerformanceCounter( (LARGE_INTEGER *)&endtime );
// determine the elapsed counts
elapsed = endtime - begintime;
// convert counts to time in seconds and return it
welapsed =(double)elapsed/ (double)frequency;
dtoan(asciiLine,welapsed,10);
// end time
sprintf(smsg, "--------总用时：%s s--------", asciiLine);

Answer 2

不好意思，我不知道"dtoan(asciiLine,welapsed,10);"中的“dtoan”是什么？有什么功能？

Answer 3

不好意思。
void dtoan(char *alpha,double val,int len)
{
char format[16];
int exp,i;
unsigned int lenx;
char *temp;
/* do we need to use exponential */
if(val < 0.0) sprintf(format,"%7.2e",val);
else          sprintf(format,"%8.2e",val);
exp=strlen(&format[7]);
exp=atoin(&format[7],exp);
if(exp+2 >len)
{ /* use e format */
lenx=len+7;
i=sizeof(char);
temp=(char near *)calloc(lenx,i);
if(val < 0.0) sprintf(format,"%c%d.%de",'%',len-1,len-5);
else          sprintf(format,"%c%d.%de",'%',len,len-4);
sprintf(temp,format,val);
lenx=strlen(temp);
i=lenx-2;
do {
if(temp[i]=='0') strcpy(&temp[i],&temp[i+1]);
else i--;
} while(i>0 && temp[i]!='e');
if(temp[i]=='e') strcpy(&temp[i],&temp[i+1]);
while (len < (int) strlen(temp))
{
i--;
strcpy(&temp[i],&temp[i+1]);
}
strcpy(alpha,temp);
free(temp);
}
else
{ /* use f format */
if(val < 0.0) sprintf(format,"%c%d.%df",'%',len-1,len-3-exp);
else          sprintf(format,"%c%d.%df",'%',len,len-2-exp);
sprintf(alpha,format,val);
}
return;
}int atoin(char *alpha,int n)
{
int val;
char format[32];
char string[32];
sprintf(format,"%c%dd",'%',n);
val=0;
if(n>32)n=32;
strncpy(string,alpha,n);
string[n]='\0';
sscanf(string,format,&val);
return (val);
}

Answer 4

zhangnanonnet(鱼欢):
     非常感谢您的回答，但是这个方法仍然无法避免《变速齿轮》的影响，希望您能帮忙处理一下。                                                             谢谢！

Answer 5

《变速齿轮》它用API钩子钩住多数的时间函数，如:GetTickCount()、QueryPerformanceCounter（）等，它一调速，就没有精度可言了！所以最好不要用API
来实现！

Answer 6

在什么地方调。。我也试试。我总觉得不应该啊。我给你的那个代码是通过CPU时钟来计算的。怎么会受到影响呢

Answer 7

我现在只知道取CPU时间戳是可以不被它修改，但我没法取得精确的一秒的间隔，算不出CPU频率，结果在“鸡与蛋的先后”问题上打转了…… :<

Answer 8

只要是Intel系列的CPU都会有一条什么指令，什么中断可以得到CPU精确频率吧
可是我汇编不熟，帮不了你你可以试试去INTEL下载4部3卷INTEL的指令白皮书来看看，
AMD的网站上还有可执行的C程序代码可以告诉你，
但是我不知道是不是通用的

Answer 9

翻了一下硬盘,找到这篇文章,应该会算了吧:)使用CPU时间戳进行高精度计时zhangyan_qd（原作）   对关注性能的程序开发人员而言，一个好的计时部件既是益友，也是良师。计时器既可以作为程序组件帮助程序员精确的控制程序进程，又是一件有力的调试武器，在有经验的程序员手里可以尽快的确定程序的性能瓶颈，或者对不同的算法作出有说服力的性能比较。在Windows平台下，常用的计时器有两种，一种是timeGetTime多媒体计时器，它可以提供毫秒级的计时。但这个精度对很多应用场合而言还是太粗糙了。另一种是QueryPerformanceCount计数器，随系统的不同可以提供微秒级的计数。对于实时图形处理、多媒体数据流处理、或者实时系统构造的程序员，善用QueryPerformanceCount/QueryPerformanceFrequency是一项基本功。本文要介绍的，是另一种直接利用Pentium CPU内部时间戳进行计时的高精度计时手段。以下讨论主要得益于《Windows图形编程》一书，第15页－17页，有兴趣的读者可以直接参考该书。关于RDTSC指令的详细讨论，可以参考Intel产品手册。本文仅仅作抛砖之用。在Intel Pentium以上级别的CPU中，有一个称为“时间戳（Time Stamp）”的部件，它以64位无符号整型数的格式，记录了自CPU上电以来所经过的时钟周期数。由于目前的CPU主频都非常高，因此这个部件可以达到纳秒(纳秒=???秒 :-))级的计时精度。这个精确性是上述两种方法所无法比拟的。在Pentium以上的CPU中，提供了一条机器指令秒RDTSCRead Time Stamp Counter）来读取这个时间戳的数字，并将其保存在EDX:EAX寄存器对中。由于EDX:EAX寄存器对恰好是Win32平台下C++语言保存函数返回值的寄存器，所以我们可以把这条指令看成是一个普通的函数调用。像这样：inline unsigned __int64 GetCycleCount()
{
   __asm RDTSC
}但是不行，因为RDTSC不被C++的内嵌汇编器直接支持，所以我们要用_emit伪指令直接嵌入该指令的机器码形式0X0F、0X31，如下：inline unsigned __int64 GetCycleCount()
{
   __asm _emit 0x0F
   __asm _emit 0x31
}以后在需要计数器的场合，可以像使用普通的Win32 API一样，调用两次GetCycleCount函数，比较两个返回值的差，像这样：unsigned long t;
t = (unsigned long)GetCycleCount();
//Do Something time-intensive ...
t -= (unsigned long)GetCycleCount();《Windows图形编程》第15页编写了一个类，把这个计数器封装起来。有兴趣的读者可以去参考那个类的代码。作者为了更精确的定时，做了一点小小的改进，把执行RDTSC指令的时间，通过连续两次调用GetCycleCount函数计算出来并保存了起来，以后每次计时结束后，都从实际得到的计数中减掉这一小段时间，以得到更准确的计时数字。但我个人觉得这一点点改进意义不大。在我的机器上实测，这条指令大概花掉了几十到100多个周期，在Celeron 800MHz的机器上，这不过是十分之一微秒的时间。对大多数应用来说，这点时间完全可以忽略不计；而对那些确实要精确到纳秒数量级的应用来说，这个补偿也过于粗糙了。这个方法的优点是：
1.高精度。可以直接达到纳秒级的计时精度（在1GHz的CPU上每个时钟周期就是一纳秒），这是其他计时方法所难以企及的。2.成本低。timeGetTime 函数需要链接多媒体库winmm.lib，QueryPerformance* 函数根据MSDN的说明，需要硬件的支持（虽然我还没有见过不支持的机器）和KERNEL库的支持，所以二者都只能在Windows平台下使用（关于DOS平台下的高精度计时问题，可以参考《图形程序开发人员指南》，里面有关于控制定时器8253的详细说明）。但RDTSC指令是一条CPU指令，凡是i386平台下Pentium以上的机器均支持，甚至没有平台的限制（我相信i386版本UNIX和Linux下这个方法同样适用，但没有条件试验），而且函数调用的开销是最小的。3.具有和CPU主频直接对应的速率关系。一个计数相当于1/(CPU主频Hz数)秒，这样只要知道了CPU的主频，可以直接计算出时间。这和QueryPerformanceCount不同，后者需要通过QueryPerformanceFrequency获取当前计数器每秒的计数次数才能换算成时间。这个方法的缺点是：
1.现有的C/C++编译器多数不直接支持使用RDTSC指令，需要用直接嵌入机器码的方式编程，比较麻烦。
2.数据抖动比较厉害。其实对任何计量手段而言，精度和稳定性永远是一对矛盾。如果用低精度的
timeGetTime来计时，基本上每次计时的结果都是相同的；而RDTSC指令每次结果都不一样，经常有几百甚至上千的差距。这是这种方法高精度本身固有的矛盾。关于这个方法计时的最大长度，我们可以简单的用下列公式计算：自CPU上电以来的秒数 = RDTSC读出的周期数 / CPU主频速率（Hz）64位无符号整数所能表达的最大数字是1.8×10^19，在我的Celeron 800上可以计时大约700年（书中说可以在200MHz的Pentium上计时117年，这个数字不知道是怎么得出来的，与我的计算有出入）。无论如何，我们大可不必关心溢出的问题。下面是几个小例子，简要比较了三种计时方法的用法与精度
//Timer1.cpp 使用了RDTSC指令的Timer类//KTimer类的定义可以参见《Windows图形编程》P15
//编译行：CL Timer1.cpp /link USER32.lib
#include 
#include "KTimer.h"
main()
{
unsigned t;
KTimer timer;
timer.Start();
Sleep(1000);
t = timer.Stop();
printf("Lasting Time: %d\n",t);
}//Timer2.cpp 使用了timeGetTime函数
//需包含，但由于Windows头文件错综复杂的关系
//简单包含比较偷懒：）
//编译行：CL timer2.cpp /link winmm.lib 
#include 
#include main()
{
DWORD t1, t2;
t1 = timeGetTime();
Sleep(1000);
t2 = timeGetTime();
printf("Begin Time: %u\n", t1);
printf("End Time: %u\n", t2);
printf("Lasting Time: %u\n",(t2-t1));
}//Timer3.cpp 使用了QueryPerformanceCounter函数
//编译行：CL timer3.cpp /link KERNEl32.lib
#include 
#include main()
{
LARGE_INTEGER t1, t2, tc;
QueryPerformanceFrequency(&tc);
printf("Frequency: %u\n", tc.QuadPart);
QueryPerformanceCounter(&t1);
Sleep(1000);
QueryPerformanceCounter(&t2);
printf("Begin Time: %u\n", t1.QuadPart);
printf("End Time: %u\n", t2.QuadPart);
printf("Lasting Time: %u\n",( t2.QuadPart- t1.QuadPart));
}////////////////////////////////////////////////
//以上三个示例程序都是测试1秒钟休眠所耗费的时间
file://测试环境：Celeron 800MHz / 256M SDRAM  
//          Windows 2000 Professional SP2
//          Microsoft Visual C++ 6.0 SP5
////////////////////////////////////////////////
以下是Timer1的运行结果，使用的是高精度的RDTSC指令
Lasting Time: 804586872以下是Timer2的运行结果，使用的是最粗糙的timeGetTime API
Begin Time: 20254254
End Time: 20255255
Lasting Time: 1001以下是Timer3的运行结果，使用的是QueryPerformanceCount API
Frequency: 3579545
Begin Time: 3804729124
End Time: 3808298836
Lasting Time: 3569712古人说，触类旁通。从一本介绍图形编程的书上得到一个如此有用的实时处理知识，我感到非常高兴。有美不敢自专，希望大家和我一样喜欢这个轻便有效的计时器。参考资料：
[YUAN 2002]Feng Yuan 著，英宇工作室 译，Windows图形编程，机械工业出版社，2002.4.，P15-17>>下面这个竟然测出了CPU的主频率：
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
   a,b,c,d : int64;
begin
   c := gettickcount;
   a := cyclecount;
   sleep(1000);
   d := gettickcount;
   b := cyclecount;
   label1.caption := 'CPU: '+floattostr((b-a)/(d-c)*1000/1000000)+' MHZ';
end;在DELPHI下试了试，感觉不错。
如果用鼠标触发，时间为46周期，用回车键的话，一般需要160个周期，看来回车过后，CPU更忙些function cyclecount:int64;
asm
  db $0f
  db $31
end;procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
begin
  caption:=inttostr(cyclecount-cyclecount);
end;

Answer 10

不论您用了一哪种方式调用了 GetTickCount() 这个API(除非自己写一个MyGetTickCount()，但该如何写呢？)，“《变速齿轮》”便毫不留情的改变了它的周期。没有一个可靠的时间，有CPU的周期也没用，问题还是集中到“可靠的时间”这个问题上了……

Answer 11

98下，变速齿轮修改了时钟中断
2000下，变速齿轮仅仅是HOOK API 98下只要你的软件比变速齿轮先运行，就可以监测中断是否被修改
2000下只要做到API不被hook就行了

Answer 12

2000下直接用Native API可能就不会被HOOK了

Answer 13

tabris17(四不象)的方法的确可以绕过变速齿轮，同时非常感谢大家的热心帮助！
                                                                      谢谢！