linux中获取系统启动的毫秒级时间（Linux下如何计算函数的执行时间）
linux中获取系统启动的毫秒级时间（Linux下如何计算函数的执行时间）编译1#include<stdio.h> 2#include<stdlib.h> 3#include<stdint.h> 4#include<time.h> 5#include<sys/time.h> 6#include<sys/stat.h> 7#include<sys/types.h> 8#include<unistd.h> 9#include<string.h> 10 11intmain() 12{ 13intrc; 14structtimespects_start ts_end; 15 16//starttimebeforecallfunction 17rc=clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC &ts_start); 18 19printf("
关于时间操作的文章，大家还可以可以关注我之前的一篇文章《C语言操作时间函数time.ctime，实现定时执行某个任务小例子》
0、问题描述粉丝想计算一个函数的执行时间。
函数的执行时间的统计在嵌入式系统中会被频繁地用到，知识点很重要。 本文从两个方面来讨论类似的问题：
- 程序内计算一个函数的执行时间
- 计算一个程序的执行时间
我们在执行函数前后分别记录下时间戳，然后计算两个时间戳的差值即可。
我们需要借助函数clock_gettime来实现这个功能。 看下该函数的定义：
#include<time.h>
intclock_gettime(clockid_tclk_id structtimespec*tp);
可以根据需要，获取不同要求的精确时间
参数：
clk_id:
检索和设置的clk_id指定的时钟时间。
CLOCK_REALTIME:系统实时时间 随系统实时时间改变而改变 即从UTC1970-1-10:0:0开始计时 中间时刻如果系统时间被用户改成其他 则对应的时间相应改变
CLOCK_MONOTONIC:从系统启动这一刻起开始计时 不受系统时间被用户改变的影响
CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID:本进程到当前代码系统CPU花费的时间
CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID:本线程到当前代码系统CPU花费的时间
tp:
获取的时间戳会存放到该结构体变量中
structtimespec
{
time_ttv_sec;/*秒*/
longtv_nsec;/*纳秒*/
};
返回值：
成功0
失败-1，同时errno会被赋值
因为我们希望计算执行某个函数的时间，所以我们第一个参数选择CLOCK_MONOTONIC。
2. 实例1我们先来实现一个简单的程序：
1#include<stdio.h>
2#include<stdlib.h>
3#include<stdint.h>
4#include<time.h>
5#include<sys/time.h>
6#include<sys/stat.h>
7#include<sys/types.h>
8#include<unistd.h>
9#include<string.h>
10
11intmain()
12{
13intrc;
14structtimespects_start ts_end;
15
16//starttimebeforecallfunction
17rc=clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC &ts_start);
18
19printf("youcancallyourfunctionhere\n");
20
21//endtimebeforecallfunction
22rc=clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC &ts_end);
23
24printf("CLOCK_MONOTONICreports%ld. ldseconds\n"
25ts_end.tv_sec-ts_start.tv_sec ts_end.tv_nsec-ts_start.tv_nsec);
26}
19行 我们可以将自己要执行的函数放置在此处。
编译
gccruntime.c-lrt
注意需要增加动态链接库lrt，函数clock_gettime()定义于该库中。
执行结果如下：
root@ubuntu:/home/peng/zhh#./a.out
youcancallyourfunctionhere
CLOCK_MONOTONICreports0.000013689seconds
3. 实例2-更完善的一个例子
第一个实例比较简单，实际在应用中，尤其是在网络通信中，经常需要计算收发数据包的总共时间，以网络的速率。 现在我们增加功能如下：
- 检查执行函数前后的时间戳合法性，因为有时候记录的时间会比较长，会有数据溢出等问题
- 循环累加总共执行时间，计算总共执行时间，然后根据执行次数计算平均执行时间
- timespec_check()
staticinttimespec_check(structtimespec*t)
{
if((t->tv_nsec<0)||(t->tv_nsec>=1000000000))
return-1;
return0;
}
功能：
该函数检查时间戳的成员tv_nsec，该值不能小于0，也不能大于1000000000
参数：
t时间戳
返回值
成功返回0
非法返回-1
- timespec_sub()
staticvoidtimespec_sub(structtimespec*t1 structtimespec*t2)
{
if(timespec_check(t1)<0){
fprintf(stderr "invalidtime#1:%lld.%.9ld.\n"
(longlong)t1->tv_sec t1->tv_nsec);
return;
}
if(timespec_check(t2)<0){
fprintf(stderr "invalidtime#2:%lld.%.9ld.\n"
(longlong)t2->tv_sec t2->tv_nsec);
return;
}
t1->tv_sec-=t2->tv_sec;
t1->tv_nsec-=t2->tv_nsec;
if(t1->tv_nsec>=1000000000)
{//tv_nsec超过1000000000，秒需要加1
t1->tv_sec ;
t1->tv_nsec-=1000000000;
}
elseif(t1->tv_nsec<0)
{//tv_nsec小于0，秒需要减1
t1->tv_sec--;
t1->tv_nsec =1000000000;
}
}
功能：
该函数首先检查参数t1、t2合法性，然后用t1的时间减去t2的时间，并把结果存放到t1
参数：
t1:对应函数执行执行结束的时间
t2:对应函数执行之前的时间
返回值:
无
b) 实现
1#include<stdio.h>
2#include<stdlib.h>
3#include<stdint.h>
4#include<time.h>
5#include<sys/time.h>
6#include<sys/stat.h>
7#include<sys/types.h>
8#include<unistd.h>
9#include<string.h>
10
11
12staticinttimespec_check(structtimespec*t)
13{
14if((t->tv_nsec<0)||(t->tv_nsec>=1000000000))
15return-1;
16
17return0;
18}
19
20staticvoidtimespec_sub(structtimespec*t1 structtimespec*t2)
21{
22if(timespec_check(t1)<0){
23fprintf(stderr "invalidtime#1:%lld.%.9ld.\n"
24(longlong)t1->tv_sec t1->tv_nsec);
25return;
26}
27if(timespec_check(t2)<0){
28fprintf(stderr "invalidtime#2:%lld.%.9ld.\n"
29(longlong)t2->tv_sec t2->tv_nsec);
30return;
31}
32
33t1->tv_sec-=t2->tv_sec;
34t1->tv_nsec-=t2->tv_nsec;
35if(t1->tv_nsec>=1000000000)
36{
37t1->tv_sec ;
38t1->tv_nsec-=1000000000;
39}
40elseif(t1->tv_nsec<0)
41{
42t1->tv_sec--;
43t1->tv_nsec =1000000000;
44}
45}
46
47intmain()
48{
49intrc;
50intcount=10;
51longt_time_n=0;//nanosecend
52longt_time_s=0;//secnd
53structtimespects_start ts_end;
54
55
56while(count--){
57
58rc=clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC &ts_start);
59usleep(200);
60
61rc=clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC &ts_end);
62
63timespec_sub(&ts_end &ts_start);
64t_time_n =ts_end.tv_nsec;
65t_time_s =ts_end.tv_sec;
66
67#if0
68printf("CLOCK_MONOTONICreports%ld. ldseconds\n"
69ts_end.tv_sec ts_end.tv_nsec);
70#endif
71}
72printf("**Totaltime%lds %ldnsec\n" t_time_s t_time_n);
73}
编译执行如下：
root@ubuntu:/home/peng/zhh#./a.out
**Totaltime0s 9636103nsec
三、计算程序的执行时间
有时候我们还想知道执行某个程序需要多少时间，我们可以借助命令time。
1. 命令timeLinux time命令的用途，在于量测特定指令执行时所需消耗的时间及系统资源等信息。
CPU资源的统计包括实际使用时间（real time）、用户态使用时间（the process spent in user mode）、内核态使用时间（the process spent in kernel mode）。
2. 语法time[options]COMMAND[arguments]
3. 例1
1.root@ubuntu:/home/peng/zhh#timedate
2.TueFeb2303:44:27PST2021
3.
4.real0m0.001s
5.user0m0.000s
6.sys0m0.000s
- 在以上实例中，执行命令"time date"(见第1行)。
- 系统先执行命令"date"，第2行为命令"date"的执行结果。
- 第3-6行为执行命令"date"的时间统计结果，其中第4行"real"为实际时间，第5行"user"为用户CPU时间，第6行"sys"为系统CPU时间。 以上三种时间的显示格式均为MMmNN[.FFF]s。
我们也可以测试上一章我们编写的程序：
root@ubuntu:/home/peng/zhh#time./a.out
**Totaltime0s 9649603nsec avg_time=-9649603.000000
real0m0.010s
user0m0.000s
sys0m0.000s
下面我们将59行代码中的usleep(200)修改成sleep(1) 重新编译执行，10秒回打印如下执行结果：
root@ubuntu:/home/peng/zhh#time./a.out
**Totaltime10s 8178015nsec
real0m10.009s
user0m0.000s
sys0m0.000s
大家可以根据我的代码，方便地将该功能移植到自己的项目中。
想学习更多的嵌入式知识和技巧，请关注一口君：一口Linux
