// 周期実行試験プログラム

// 設定個所： Pentium 以降のCPUの場合 USE_RDTSC を #define する
//
// 試験条件  main()
// A) 処理の性質
//       1) Dummy(定数);   処理量の変動がない
//       2) Dummy(乱数);   処理量が変動する
// B) 休眠時間の算出法
//       1) 特定時間休眠＝処理量の変動があまりない場合
//       2) 現在時間を元に休眠量を算定
//       3) 一旦 usleep することで、休眠量計算の精度向上
//
// プログラム引数:
//   実行時に引数があった場合、それを周期とする

#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>
#include <math.h>
#include <signal.h>

// Pentium 以降なら #define
//#define USE_RDTSC

// 現在の時間／分解能を得る
#ifdef USE_RDTSC

#define TickPerMSEC 461.93e3
inline unsigned long long int GetTick(void)
{
  unsigned int h,l;
  /* read Pentium cycle counter */
  __asm__(".byte 0x0f,0x31"
          :"=a" (l),
          "=d" (h));
  return ((unsigned long long int)h<<32)|l;
}

#else   // not pentium

#define TickPerMSEC 1.0e3
inline unsigned long long int GetTick(void)
{
  struct timeval tv;
  gettimeofday(&tv,NULL);
  return (unsigned long long int)tv.tv_sec*1000000+tv.tv_usec;
}

#endif

// 周期時間計測
#define DATALEN 10000
unsigned long long period_last=0;
unsigned long long period_rec[DATALEN];
int period_c=0,period_f=0;

void CycleProfiler(void)
{
  unsigned long long now;
  now=GetTick();
  if(period_last==0) 
    {
      period_last=now;
      return;
    }
  period_rec[period_c]=now-period_last;
  period_c++;
  if(period_c>=DATALEN)
    { 
      period_c-=DATALEN;
      period_f=1;
    }
  period_last=now;
}

void WriteCycleProfiler(char *filename)
{
  FILE *fp;
  int i,j=0;
  fp=fopen(filename,"w");
  if(fp==NULL)
    return;
  if(period_f)
    {
      for(i=period_c;i<DATALEN;i++,j++)
	fprintf(fp,"%d\t%lf\n",j,period_rec[i]/TickPerMSEC);
    }
  for(i=0;i<period_c;i++,j++)
    fprintf(fp,"%d\t%lf\n",j,period_rec[i]/TickPerMSEC);
  fclose(fp);
}


// ダミーロード
void Dummy(int r)
{
  int i;
  double a=1;

  for(i=0;i<500*r;i++)
    a=sin(cos(a));
}

void handler(int t)
{
  WriteCycleProfiler("cprof.xy");
  exit(0);
}



int main(int argc,char **argv)
{
  int w=5,nw=1;
  unsigned long long st,now;

  signal(SIGHUP,handler);
  signal(SIGINT,handler);
  signal(SIGQUIT,handler);

  if(argc>1)
    w=atoi(argv[1]);

  while(1)
    {
      if(nw>0)
	usleep(nw*1000);
      CycleProfiler();
      st=GetTick();
      //Dummy(1); // 処理量普遍
      Dummy(random()%3+1); // 処理量変化
      now=GetTick();

      // 方法０：固定休眠：処理時間が変動しない場合はこれでもよい
      nw=w-1;
      // 方法１：処理にかかった時間から休眠時間を逆算
      nw=w-(now-st)/TickPerMSEC;
      // 方法２：ギリギリのところの精度を向上
      usleep(10);    // 一旦休眠
      now=GetTick();  // タイマ割り込み直後の可能性大
      nw=w-(now-st)/TickPerMSEC-0.2;
    }
};