c++ - 不同计算机上的时钟时序变化

Question

我正在我的 github 上为 DMG-01(A.K.A gameboy 1989)开发一个实现。我已经实现了 APU 和 PPU，在我的电脑(和我 friend 的电脑)上(几乎)完美的计时。但是，当我在我 friend 的一台电脑上运行模拟器时，它的运行速度是我或其他 friend 的两倍。

同步时钟(在 gameboy 和运行它的 pc 之间)的代码如下:

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)};
};

时钟.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

我认为您可能遇到了 <chrono> 的溢出问题.

表达式:

clock::now() + one_clock_period

有问题。 clock是high_resolution_clock , 这很常见 nanoseconds解析度。 one_clock_period单位为 1/4'194'304 .结果表达式将是 time_point用period的 1/8'192'000'000'000 .

使用带符号的 64 位整数类型，max()这样的精度略高于 13 天。所以如果clock::now()返回 .time_since_epoch()大于 13 天，_last_tick将溢出，有时可能为负(取决于 clock::now() 超过 13 天的数量)。

要正确尝试类型转换 one_clock_period精确到 clock立即:

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