没有函数原型所引发的奇怪问题

目的是要：

1、设计实验测量打开一个文件需要花费的时间；

2、设计实验验证，打开在kernel被缓冲的文件名的时间，要短于打开一个不在kernel中被缓冲的文件。

实现方法则是在程序中调用open()函数，调用前和调用后分别获取时间，然后将两个时间值相减获得打开一个文件的时间。考虑到open()执行的时间非常的短，通常的用于获取时间的函数的粒度显然不够，所以，用了x86架构都会有的一个时钟周期计数器，这个计数器会记录从开机到当前时刻的CPU时钟周期数，保存在CPU中的一个64位寄存器里。

 

首先，来看实现的几个用于获取时钟周期计数器值的函数（文件cyccounter.c中），获取时钟周期计数器的值还需要用内联汇编：

#include

#include

 

/* Initialize the cycle counter */

static unsigned cyc_hi = 0;

static unsigned cyc_lo = 0;

 

/* Set *hi and *lo to the high and low order bits of the cycle counter.

 * Implementation requires assembly code to use rdtsc instruction.

 */

void access_counter(unsigned *hi, unsigned *lo){

  asm("rdtsc;movl %%edx,%0; movl %%eax,%1" /* Read cycle counter */

      : "=r"(*hi), "=r"(*lo)

      : /* No input */

      : "edx", "eax");

}

 

 

void start_counter(void){

  access_counter(&cyc_hi, &cyc_lo);

}

 

/* Return the number of cycles since the last call to start_counter */

double

get_counter(double *ures){

  unsigned ncyc_hi, ncyc_lo;

  unsigned hi, lo;

  double result;

 

  /* Get cycle counter */

  access_counter(&ncyc_hi, &ncyc_lo);

 

  /* Do double precision subtraction */

  if(ncyc_lo < cyc_lo){

    lo = UINT_MAX - cyc_lo + ncyc_lo;

    ncyc_hi --;

  }

  lo = ncyc_lo - cyc_lo;

  hi = ncyc_hi - cyc_hi;

  result = (double)hi * ( 1 << 30) * 4 + lo;

  if(result < 0){

    fprintf(stderr, "Error: counter returns neg value: %.0f\n", result);

  }

  *ures = result;

  return result;

}

 

然后来看主函数中测量文件打开时间的代码（文件opentime.c中）：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include "opentime.h"

 

int

main(int argc, const char *argv[]){

  int openfd1, openfd2, openfd3;

  double result, reresult;

 

  start_counter();

  openfd1 = open(argv[1], O_RDONLY);

  if(openfd1 < 0){

    printf("open file failed: %s.\n", strerror(errno));

    exit(1);

  }

  reresult = get_counter(&result);

  printf("The time is: %.0f clock cycles.\n", result);

  printf("Return result: %.0f\n", reresult);

 

  start_counter();

  openfd2 = open(argv[1], O_RDONLY);

  if(openfd2 < 0){

    printf("open file failed: %s.\n", strerror(errno));

    exit(1);

  }

  reresult = get_counter(&result);

  printf("The time is: %.0f clock cycles\n", result);

  printf("Return result: %.0f\n", reresult);

 

  start_counter();

  openfd3 = open(argv[1], O_RDONLY);

  if(openfd3 < 0){

    printf("open file failed: %s.\n", strerror(errno));

    exit(1);

  }

  reresult = get_counter(&result);

  printf("The time is: %.0f clock cycles.\n", result);

  printf("Return result: %.0f\n", reresult);

 

  printf("\n");

  close(openfd1);

  close(openfd2);

  close(openfd3);

  return 0;

}

 

opentime.h文件中保存了几个函数的函数原型，在没有声明get_counter()函数原型的时候，总是出现一些莫名其妙的错误。下面是此时执行这一段程序的输出：

The time is: 26460 clock cycles.

Return result: -1076250560

The time is: 5712 clock cycles

Return result: -1076250560

The time is: 1944 clock cycles.

Return result: -1076250560

在主函数中接收的get_counter()函数返回值分明都莫名其妙。C语言中，一个函数默认的未声明原型的情况下会返回int型值，就像一个函数声明时不提供参数列表的话，会被认为接收一个int型参数一样。

 

在声明了函数原型之后，就一切OK了：

The time is: 30144 clock cycles.

Return result: 30144

The time is: 6480 clock cycles

Return result: 6480

The time is: 2220 clock cycles.

Return result: 2220

另外的一个教训是，打开gcc的-Wall选项，这些错误确实都还是挺容易查出来的。未声明函数原型，打开gcc的-Wall选项之后，gcc有输出：

opentime.c: In function ‘main’:

opentime.c:22: 警告：隐式声明函数 ‘get_counter’