C++/Mex 包装器为在 WinXP 下的 Matlab 添加了微秒分辨率计时器

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引言

对于任何对性能感兴趣的 Matlab 用户来说，缺乏具有微秒分辨率的精确计时器是一个主要缺点。在 Linux 下，有可用的内核补丁提供此功能，但在 Windows 下，只能使用毫秒分辨率。幸运的是，Keith Wansbrough 将他的 TSCtime 包 投入公共领域，从而在 Visual C++ 下为 C/C++ 程序提供精确计时。

Mex 包装器实现

该项目包含一个 Mex 包装器函数，用于从 Matlab 内部访问 Keith Wansbrough 的 TSCtime 高精度时间测量函数。Matlab 通过调用编译此项目文件生成的 mex_tsctimer.dll 来实现这一点。

此 DLL 支持的封装的 TSCtime 函数包括

• recalibrate();
• gethectonanotime_first();
• gethectonanotime_last();

从 Matlab 传递一个参数来选择要调用所需的 TSCtime 函数的封装函数，从而避免为每个函数创建单独的 DLL 文件。

void mexFunction( int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[]) {
  const char     str[]="Function 'mexeval' not defined for variables of class";
  char           errMsg[100];
  //
  const mxArray *in_data;
  int            select = 0;
  //
  ULONGLONG      t_meas = 0;
  double        *outArray;

  //mexPrintf("executing mex_tsctimer(%d)\n", nrhs);
  //
  if(nrhs==0) {
    sprintf(errMsg,"%s '%s'\n",str,"double");
    mexErrMsgTxt(errMsg);
  }
  else { // causes MATLAB to execute the string as an expression
    //
    in_data = prhs[0];
    select = (int)(mxGetScalar(prhs[0]));
    //mexPrintf("%d selects %s\n", select, msg[select]);
    //
         if (select == 0) recalibrate();
      else if (select == 1) t_meas = gethectonanotime_first();
      else if (select == 2) t_meas = gethectonanotime_last();
    //
    plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1,1,mxREAL);
    outArray = mxGetPr(plhs[0]);
    outArray[0] = ((double)t_meas)/1e7;
    //
    //mexPrintf("measured time %f = %f\n", outArray[0], ((double)t_meas)/1e7);
    //
  }
}

安装 Matlab DLL

只需将 mex_tsctimer.dll 复制到您的 Matlab 安装目录，或者将 Release 目录添加到您的 Windows 路径中，您就可以开始使用计时器了。

在 Matlab 中的用法

在使用 Matlab 或 C/C++ 中的 TSCtime 函数之前，您需要使用 Keith 提供的 TSCcal 实用程序校准计时器。

再次，对于那些对 Keith 代码的细节感兴趣的人，请参考他网站上的优秀解释 网站。

此实用程序将特定于您平台的计时器校准数据写入 Windows 注册表，随后 TSCtime 例程读取该数据以校正用户应用程序中测量的计时信息。

这是一个使用 DLL 在 Matlab 中测量稀疏矩阵与向量乘法的运行时间的示例

smvm_start = mex_tsctimer(1); % TSCtime : gethectonanotime_first()
b = A*x;                      % code whose execution time you want to measure
end_smvm= mex_tsctimer(2);    % TSCtime : gethectonanotime_last()
run_time= end_smvm-smvm_start;