不同计算机上的时钟时序变化

Question

我正在 github 上开发 DMG-01（A.K.A gameboy 1989）的实现。我已经实现了 APU 和 PPU，在我的电脑（和我朋友的电脑）上（几乎）完美的计时。但是，当我运行在我朋友的一台电脑上使用模拟器时，它运行是我或我其他朋友的两倍。

同步时钟的代码（在 gameboy 和运行ning 上的 pc 之间）如下：

Clock.h 头文件：

class Clock
{
// ...
public:
    void SyncClock();

private:
    /* API::LR35902_HZ_CLOCK is 4'194'304 */
    using lr35902_clock_period = std::chrono::duration<int64_t, std::ratio<1, API::LR35902_HZ_CLOCK>>;
    static constexpr lr35902_clock_period one_clock_period{1};
    using clock = std::chrono::high_resolution_clock;

private:
    decltype(clock::now()) _last_tick{std::chrono::time_point_cast<clock::duration>(clock::now() + one_clock_period)};
};

Clock.cpp 文件

void Clock::SyncClock()
{
    // Sleep until one tick has passed.
    std::this_thread::sleep_until(this->_last_tick);

    // Use time_point_cast to convert (via truncation towards zero) back to
    // the "native" duration of high_resolution_clock
    this->_last_tick = std::chrono::time_point_cast<clock::duration>(this->_last_tick + one_clock_period);
}

在 main.cpp 中这样调用：

int main()
{
    // ...
    while (true)
    {
        // processor.Clock() returns the number of clocks it took for the processor to run the
        // current instruction. We need to sleep this thread for each clock passed.
        for (std::size_t current_clock = processor.Clock(); current_clock > 0; --current_clock)
        {
            clock.SyncClock();
        }
    }
    // ...
}

为什么在这种情况下 chrono 在其他计算机上会以不同的方式受到影响？时间是绝对的，我会理解为什么在一台电脑上，运行宁模拟器会慢，但为什么更快？我检查了我的时钟类型 (high_resolution_clock)，但我不明白为什么会这样。谢谢！

Answer 1

我想你可能运行陷入了 <chrono> 的幕后。

表达式：

clock::now() + one_clock_period

有问题。 clock 是 high_resolution_clock，通常具有 nanoseconds 分辨率。 one_clock_period 的单位是 1/4'194'304。结果表达式将是 time_point，period 为 1/8'192'000'000'000。

使用带符号的 64 位整数类型，max() 这样的精度略超过 13 天。因此，如果 clock::now() returns .time_since_epoch() 大于 13 天，_last_tick 将会溢出，并且有时可能为负数（取决于 clock::now() 是多少超过 13 天）。

要更正尝试立即将 one_clock_period 转换为 clock 的精度：

static constexpr clock::duration one_clock_period{
    std::chrono::duration_cast<clock::duration>(lr35902_clock_period{1})};

不同计算机上的时钟时序变化

Clock timing changes on different computers

c++

c++17

timing

chrono

gameboy