Dotaz: Problém s časovou smyčkou (while)

[Coorey]

Ahoj, mám takový problém s časováním smyčky. Jde o to, že potřebuji zavolat funkci na zrhuba určitý čas v rozmezí 3-50 sekund. K časování využívám systémovou funkci tzv. CurrentTick(), která do proměnné uloží čas v ms. Problém je, že při přetečení čísla 65536 (65s) začne počítat znova od 0. Navíc nelze restartovat - nebo aspoň nevím jak.

Problém jsem "vyřešil" následovně, ale sem tam nastane chyba a funkci vrátí okamžitě. Nevím kde je chyba.

void funkce1(int chTime) // chTime - jak dlouho má cykl běžet. { unsigned int t0 = CurrentTick(); // začatek cyklu - neměnná hodnota unsigned int t1 = CurrentTick(); // aktuální doba cyklu unsigned int overFlow = 0; // detekuje přeteceni CurrentTick

while((t0+chTime)>(t1+overFlow)) { // ZDE BUDE KÓD, KTERÝ CHCI ČASOVAT // 1 CYKLUS MŮŽE TRVAT AŽ 2s

t1=CurrentTick(); // aktualizace času smyčky - "aktuální čas" if(t1 < t0) // kontrola proti přetečení { overFlow = 65535; } } }

Odpovědi

[Coorey]

Příloha:

• code.png (54977 bytů)

Za ten paskvil ve formátování se omlouvám. Přidám radši fotku do přílohy.

[Michal Kubeček]

time(2), gettimeofday(2), alarm(2), setitimer(2), …

Ten kód je celkově dost problematický, není třeba jasné, kde přesně se vzala magická konstanta 65535 (není to spíš 65536?) a počítá se jen s jedním přetečením. Pokud "vrátí okamžitě" znamená, že se cyklus neprovede ani jednou, šlo by to vysvětlit např. tím, že překladač prohodil pořadí těch dvou inicializací a t1 se inicializovala na 65535, ale t0 už na nulu. V každém případě je nesmysl na začátku CurrentTick() (Co to vůbec je? Standardní systémová funkce určitě ne.) volat dvakrát, spíš použijte pro t1 hodnotu, kterou už máte v t0.

[Michal Kubeček]

šlo by to vysvětlit např. tím, že překladač prohodil pořadí těch dvou inicializací

Nejspíš nešlo. Tím, že je tam volání funkce, tak to udělat nemůže. Jedině že by ta funkce byla inline a prováděla něco jako čtení z nějaké globální proměnné, kterou cosi na pozadí aktualizuje.

Na druhou stranu si lze snadno představit, jak by cyklus neskončil nikdy: pokud se t0 inicializuje na nulu, podmínka "t1 < t0" nebude nikdy splněná a přetečení nedetekujete.

[Coorey]

Ano, správně tam má být 65536.

Ohledně toho CurrenTick() - tohle je programované pro řídicí jednotku robota. Prostě mi vrací dobu trvání v ms. Je dost možný, že to funguje jak ty říkáš, že to provádí jen čtení z nějaké té globální proměnné, ale v principu by to nemělo vadit. Nicméně bohužel nic lepšího použít nemůžu (žádné standardní knihovny nemam k dispozici).

To rozmezí ve, kterém chci časovat je max 50... takže nepočítám přetečení 2x.

Kdyby se t0 inicializovalo na 0 (což je pouze před započetím časového cyklu), vůbec by to nevadilo, vlastně by to byl ideální případ. Jelikož max časování je jak jsem psal 50 sekund.

[Michal Kubeček]

ale v principu by to nemělo vadit

Může, protože pak překladači nic nebrání ty dvě inicializace prohodit. Proto existují věci jako bariéry, abyste mu v tom zabránil. V každém případě ale není sebemenší důvod při inicializaci tu funkci volat dvakrát, prostě použijte stejnou hodnotu pro obě proměnné, je to jednodušší a nebudete riskovat překvapení.

Kdyby se t0 inicializovalo na 0 (což je pouze před započetím časového cyklu), vůbec by to nevadilo, vlastně by to byl ideální případ. Jelikož max časování je jak jsem psal 50 sekund.

Holt si asi každý musí natlouct sám, aby pochopil, jakou trvanlivost tyhle skryté předpoklady mají a jak nepříjemné je pak hledat chyby, které se začnou objevovat, když jednoho dne přestanou platit (v době, kdy už jste dávno zapomněl, kde všude jste to předpokládal). Pokud mermomocí trváte na tom, že to nechcete napsat pořádně, tak aspoň kontrolujte ten argument, ať aspoň víte proč, až to "bouchne".

[Coorey]

No jestli vážně překladač to může vzít v pořadí: t1 a až pak t0. Docela by to vysvětlovalo proč to někdy skončí okamžitě. Díky, tohle by mě nikdy nenapadlo.

No uznávám, že lepší by bylo if(t1 <= t0) a následně overFlow inkrementovat o 65536 kvůli vícenásobnému přetečení.

[Michal Kubeček]

Tím si nepomůžete, protože jestli cyklus může trvat 2 sekundy, můžete se jedním skokem dostat až skoro na 2000. Vás přece nezajímá, jestli je nová hodnota menší než t0, pro vás je spíš důležité, jestli je menší než minulá hodnota t1 (pokud se můžeme spolehnout, že vám to během jednoho cyklu nenaskočí o 65536 a víc).

[Michal Kubeček]

Ještě jedna praktická rada:

Ohledně toho CurrenTick() - tohle je programované pro řídicí jednotku robota.

Pokud se dotaz týká nějakého velmi specifického prostředí, kde nelze použít běžné nástroje a obraty, je dobré na to hned na začátku upozornit.

[.]

Pokud použiješ 16-bitovou proměnnou, tak se ti bude protáčet stejně jako ten timer a rozdíl bude sedět (65535 + 1 = 0, 0 - 65535 = 1).

uint16_t t0 = CurrentTick();
while (chTime > 0)
{
	...
	
	uint16_t t1 = CurrentTick();
	chTime -= t1 - t0;
	t0 = t1;
}

[Andrej]

Nějak divně tam inicializuješ ty časové proměnné. Když si normálně v běžném userspace naimplementuju CurrentTicks(), daří se mi to vyzkoušet takhle:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <inttypes.h>

static const size_t BILLION = 1000000000;
static const size_t MILLION = 1000000;
static const uint32_t TIME_MASK = 0xffff;
static const uint32_t TIME_MAX = TIME_MASK + 1;
static const struct timespec PAUSE = {
  .tv_sec = 0,
  .tv_nsec = 500000000,
};

static uint32_t CurrentTick() {
  struct timespec ts;
  if (clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts)) {
    perror("clock error");
    exit(1);
  }
  const uint64_t ns = (uint64_t)ts.tv_sec * BILLION +
                      (uint64_t)ts.tv_nsec;
  return (uint32_t)(ns / MILLION) & TIME_MASK;
}

static void funkce1(int chTime) {
  if (chTime > 0) {
    uint32_t t0 = CurrentTick();
    do {

      /* Tady začíná časovaný kód. */
      printf("\tZbývá: %d ms, CurrentTick: %u ms\n", chTime, t0);
      struct timespec remaining;
      if (nanosleep(&PAUSE, &remaining))
        while (nanosleep(&remaining, &remaining));
      /* Tady končí časovaný kód. */

      const uint32_t t1 = CurrentTick();
      chTime -= t1 > t0 ? t1 - t0 : TIME_MAX - t0 + t1;
      t0 = t1;
    } while (chTime > 0);
  }
}

int main() {
  const int times_sec[] = {1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 65, 66, 99};
  for (size_t i = 0; i < sizeof(times_sec) / sizeof(int); ++i) {
    printf("Spouštím časovač na %d s.\n", times_sec[i]);
    funkce1(1000 * times_sec[i]);
  }
  return 0;
}

Tohle^^^ si můžeš rovnou spustit, sledovat, kdy čas přeteče, a zkoušet různé alternativy. Klíčové je, jak se v tom cyklu aktualizuje uplynulý čas.

Pokud by jedna iterace toho časovacího kódu trvala déle než 65536 milisekund, bude samozřejmě tohle řešení nepoužitelné a časování by se muselo řešit jinak.