如何利用rdtsc计算纳秒级的时间

    从奔腾系列开始，Ｉｎｔｅｌ X86 处理器中增加了一个64位的时间戳寄存器（TSC），每个经过一个时钟周期，该寄存器加1；机器重启时，该寄存器将清空。

    现在的处理器其主频都在1G以上，也就是说其时钟周期是纳秒级的（1秒/1000000000=1纳秒）。 

    那该寄存器会不会溢出呢？我们可以计算一下，假设机器的主频是3GMHz, 也就是说1秒钟包含3,000,000,000个时钟周期，每个时钟周期为0.33333纳秒，则64位寄存器溢出所需要的时间为：

         2^64 / 3000000000 ≈ 6148914691 秒 ≈71168天 ≈ 195年

因此TSC溢出基本是不可能的了。

  　　RDTSC 是一条机器指令用于读取该时间戳寄存器中的值。

 　　下面的程序就是通过在C语言调用RDTSC来得到时钟周期：

#include
#include

__int64 __declspec(naked)read_time_stamp_counter()
{
     __asm cpuid;  
     __asm rdtsc;
     __asm ret;
}

int main()

{ 
     float ticks_1, ticks_2;
     unsigned int i,j=0;
     unsigned int loop = 4000000000;

     ticks_1= (float)read_time_stamp_counter();
     for(i=0;i      {
         j++;
         j++;
     }

     ticks_2= (float)read_time_stamp_counter();
 
     printf("\ntotal ticks is : %f\n",ticks_2-ticks_1);
     printf("\ntotal ticks per loop is :%f\n", (ticks_2-ticks_1)/loop);
     printf("\ntotal time is %f seconds\n",(ticks_2 - ticks_1)/3300000000);
     return 1;
}
 

说明：
（1）子函数read_time_stamp_counter（）并没有明确的指定返回值，为什么程序中仍然可以得到正确的值？原因在于指令RDTSC将时间戳的放在EDX：EAX中，而这与C语言子函数的返回值的存放地址是一致的（参见http://blog.sina.com.cn/s/blog_5d9051c00100jcnj.html）
（2）子函数read_time_stamp_counter（）的定义中加入__deslspec(naked),是避免编译器在编译该函数时添加其他的语句，通过下面的C代码的反汇编可以看到__deslspec(naked)的作用：

（3）运行程序的计算机的CPU是3.3GHZ。

(4) 程序的运行结果如下，从中可以看出， 每个循环所耗费的时钟周期是12左右，（注意时钟周期不同于指令周期，指令周期是指执行一条指令所花费的时间，可以用时钟周期表示，一般一个指令周期等于1个或多个时钟周期）；根据时钟周期总数和CPU的主频，我们可以计算出整个循环所花费的时间大约是14.83秒。