linux下统计代码执行时间

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统计函数或某一段代码的运行时间在软件开发中常常遇到。透过运行时间可分析出函数或程序段的运行效率和性能，从而有针对性的对代码进行优化。

在unix环境中，常常用binutils（GNU二进制工具集）中的gprof工具来查看函数运行时间。但本文的重点是自己编写代码实现函数或程序段运行时间的统计。下面进行详细描述。

实现原理

实现原理很简单，在函数或程序段开始运行前，记录开始时间。运行完成后，记录结束时间。把结束时间与开始时间相减，得到总的运行时间。

通常情况下，函数或程序段运行时间比较短暂，一般为us或ms级别。为得到比较准确的运行时间，通常做法是：重复N次运行函数或程序段，得到N次运行的总时间T。单次运行时间 = T / N。N越大，得到的运行时间越准确。

现在的问题是如何获取开始和和结束时间，而且时间的精度要达到us级。

gettimeofday()函数

gettimeofday()函数用于取得当前的时间，时间精度可达到us级别。

头文件：#include <sys/time.h>

函数原型：int gettimeofday(struct timeval * tv, struct timezone * tz);

函数说明：gettimeofday()函数会把目前的时间由tv所指的结构体返回，当地时区的信息则放到tz所指的结构体中。

timeval结构体定义：
    struct timeval {
        time_t      tv_sec;
        suseconds_t tv_usec;
    };

timezone结构体定义：
    struct timezone {
        int tz_minuteswest; /* 和Greenwich差了多少分钟 */
        int tz_dsttime;     /* 日光节约时间的状态 */
    };

上述两个结构体都定义在/usr/include/sys/time.h文件中。tz_dsttime所代表的状态如下：

DST_NONE：不使用
    DST_USA：美国
    DST_AUST：澳洲
    DST_WET：西欧
    DST_MET：中欧
    DST_EET：东欧
    DST_CAN：加拿大
    DST_GB：大不列颠
    DST_RUM：罗马尼亚
    DST_TUR：土耳其
    DST_AUSTALT：澳洲（1986年以后）

函数返回值：成功返回0，失败返回-1，错误码存于errno。

程序示例

下面的代码展示了如何使用gettimeofday()函数来统计函数或某一段代码的运行时间。

/*
 * Test function run time.
 */

#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>

void func(void)
{
    double c = 2.5641321, d = 0.00158;
    double val = 0.0;

    for (int i = 0; i < 1000000; i++)
    {
        val += (c * c) + (d * d) + (2 * c * d);
    }

    return;
}

int main(int argc, char **argv)
{
    struct timeval tpstart, tpend;
    float timeuse;

    gettimeofday(&tpstart, NULL);

    func();

    gettimeofday(&tpend, NULL);
    timeuse = 1000000 * (tpend.tv_sec - tpstart.tv_sec) + tpend.tv_usec - tpstart.tv_usec;
    timeuse /= 1000000;

    printf("Used Time: %f seconds\n", timeuse);

    return  0;
}

这种方法，不仅适用于linux程序，也适用于eCos应用程序。

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