为什么 clock() returns -1 在 C 中

Question

我正在尝试使用 "time.h" 库中的 clock() 函数实现错误处理程序。嵌入式系统（Colibri IMX7 - M4 处理器）中的代码运行s。该函数用于监视特定范围内的电流值，如果电流值不正确，该函数应该return 一个错误消息。

该函数将查看错误是否发生，在第一个运行中，它将第一次出现的错误保存在 clock_t 中作为参考，然后在下一个 [=33] 中=]s 如果错误仍然存在，它将使用 clock() 将当前时间与之前的参考进行比较，看看它是否会比特定时间长。

问题是函数 clock() 总是 returning -1。我应该怎么做才能避免这种情况？另外，为什么我不能将 clock_t 变量声明为静态变量（例如 static clock_t start_t = clock()?

请看下面的功能：

bool CrossLink_check_error_LED_UV_current_clock(int current_state, int current_at_LED_UV)
{
    bool has_LED_UV_current_deviated = false;
    static int current_number_of_errors_Current_LED_CANNON = 0;
    clock_t startTimeError = clock();

    const int maximum_operational_current_when_on = 2000;
    const int minimum_turned_on_LED_UV_current = 45;     
    
    if( (current_at_LED_UV > maximum_operational_current_when_on)
      ||(current_state!=STATE_EMITTING && (current_at_LED_UV > minimum_turned_on_LED_UV_current))
      ||(current_state==STATE_EMITTING && (current_at_LED_UV < minimum_turned_on_LED_UV_current)) ){
        current_number_of_errors_Current_LED_CANNON++;
        if(current_number_of_errors_Current_LED_CANNON > 1) {
            if (clock() - startTimeError > 50000){ // 50ms
                has_LED_UV_current_deviated = true;
                PRINTF("current_at_LED_UV: %d", current_at_LED_UV);
                if(current_state==STATE_EMITTING){
                    PRINTF(" at state emitting");
                }
                PRINTF("\n\r");
            }
        }else{
            if(startTimeError == -1){
                startTimeError = clock();
            }
        }
    }else{
        startTimeError = 0;
        current_number_of_errors_Current_LED_CANNON = 0;
    }
    return has_LED_UV_current_deviated;
}

编辑：我之前忘了提到，但我们使用 GCC 9.3.1 arm-none-eabi 编译器和 CMake 来构建可执行文件。我们有一个嵌入式系统（由 Toradex 制造的 Colibri IMX7），由 2 个 A7 处理器组成，运行是我们的 Linux（更直观的界面）和用于控制我们设备的程序运行s 在没有 OS 的 M4 处理器中，只是纯裸机。

Answer 1

对于c标准库中提供的很多函数，如果安装了文档（通常是随编译器安装的），可以在[=22]中使用man命令查看文档=].使用 man clock，它告诉我：

NAME
       clock - determine processor time

SYNOPSIS
       #include <time.h>

       clock_t clock(void);

DESCRIPTION
       The clock() function returns an approximation of processor time used by the program.

RETURN VALUE
       The  value  returned  is  the  CPU time used so far as a clock_t; to get the number of seconds used, divide by
       CLOCKS_PER_SEC.  If the processor time used is not available or its value cannot be represented, the  function
       returns the value (clock_t) -1.

etc.

这告诉我们 -1 表示处理器时间 (CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID) 不可用。解决方案是使用 CLOCK_MONOTONIC 代替。我们可以 select 我们想要使用的时钟 clock_gettime.

timespec clock_time;

if (clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &clock_time)) {
    printf("CLOCK_MONOTONIC is unavailable!\n");
    exit(1);
}

printf("Seconds: %d Nanoseconds: %ld\n", clock_time.tv_sec, clock_time.tv_nsec);

Answer 2

回答你问题的第二部分：

static clock_t start_time = clock();

是不允许的，因为函数 clock() 的 return 值直到运行时才知道，但在 C 中，静态变量的初始值设定项必须是 compile-time 常量。

你可以这样写：

static clock_t start_time = 0;

if (start_time == 0)
{
  start_time = clock();
}

但这可能适合也可能不适合在这种情况下使用，具体取决于零是否是函数的合法 return 值。如果可以的话，你需要这样的东西：

static bool start_time_initialized = false;
static clock_t start_time;

if (!start_time_initialized)
{
  start_time_initialized = true;
  start_time = clock();
}

只有当你不能同时拥有这个函数运行的两个副本时，以上才是可靠的（它不是re-entrant）。

如果您有可用的 POSIX 库，您可以使用 pthread_once_t 来执行与上述 bool 相同的操作，但采用 re-entrant 方式。有关详细信息，请参阅 man pthread_once。

请注意，C++ 允许在此区域中使用更复杂的选项，但您已经询问过 C。

另请注意，将“开始时间”缩写为 start_t 是一个非常糟糕的主意，因为后缀 _t 表示“类型”，只能用于类型名称。

Answer 3

最后的问题是，由于我们运行我们的代码是在裸机上运行的，所以 clock() 函数无法正常工作。我们最终在我们发现的 M4 处理器上使用了一个内部计时器，所以现在一切都很好。感谢您的回答。

为什么 clock() returns -1 在 C 中

Why does clock() returns -1 in C

gcc

bare-metal

m4

imx7

arm-none-eabi-gcc