linux时间和API

0 前言

PHC 是 PTP 硬件时钟，用于高精度时间同步（纳秒级）。 RTC 是 主板硬件时钟，用于基础时间维护（毫秒级）。 通过 ls /sys/class/ptp/ 和 ethtool -T eth0 可检查 PHC 支持

1 时间

1.1 硬件时间(RTC时间)

# 查询硬件时间
hwclock --show

# 将系统时间设置为硬件时间
hwclock --systohc

# 将硬件时间设置为系统时间
hwclock --hctosys

1.2 系统时间(UTC时间)

# 查询系统时间（UTC）
date -u

# 查询本地时间（由系统时间UTC和时区共同决定）
date

1.3 本地时间

# 查询本地时间（由系统时间UTC和时区共同决定）
date

1.4 PHC时间

install linuxptp tools and run phc_ctl

sudo apt install linuxptp

sudo phc_ctl /dev/ptp1 get
phc_ctl[31856.285]: clock time is 1751998409.995321853 or Wed Jul  9 02:13:29 2025

2 API

2.1 C Stype API

数据类型	说明
time_t	从纪元起的时间类型
tm	日历时间类型
timespec∗	以秒和纳秒表示的时间
clock_t	进程运行时间

• tm是日历类型，因为它其中包含了年月日等信息. 通过gmtime，localtime和mktime函数可以将time_t和tm类型互相转换
• 考虑到时区的差异，因此存在gmtime和localtime两个函数

2.2 CPP11

chrono库：C++ 11中新增API，增加了时间点，时长和时钟等相关接口

时钟

为了满足不同类型的需求，C++11 chrono库中包含了三种类型的时钟，它们的说明如下：

• system_clock 系统时钟
• steady_clock 单调时钟，不会被调整
• high_resolution_clock 拥有可用的最短嘀嗒周期的时钟

system_clock 的时间来源是系统时钟，而系统时间随时都可能被调整。所以如果你需要计算两个时间点的时间差，这不是一个好的选择。因为如果两次时间差中间系统时间被调整了，其结果就没有意义了。

steady_clock会保证单调性。它就好像物理时间只会向前移动，无法减少。它最适合用来度量间隔。

high_resolution_clock 表示实现提供的拥有最小计次周期的时钟。它可以是 system_clock 或 steady_clock 的别名，也可能是第三个独立时钟。

这三个时钟类有一些共同的成员

成员名	类型/说明
now()	静态成员函数，返回当前时间，类型为 clock::time_point
time_point	成员类型，当前时钟的时间点类型，见下文“时间点”
duration	成员类型，时钟的时长类型
rep	成员类型，时钟的 tick 类型，等同于 clock::duration::rep
period	成员类型，时钟的单位，等同于 clock::duration::period
is_steady	静态成员类型，是否是稳定时钟，对于 steady_clock 该值一定为 true

system_clock与另外两个clock不一样的地方在于，它还提供了两个静态函数用来与std::time_t来回转换

名称	说明
to_time_t	转换系统时钟时间点为 std::time_t
from_time_t	转换 std::time_t 到系统时钟时间点

auto now = chrono::system_clock::now();
time_t time = chrono::system_clock::to_time_t(now);
cout << "Now is: " << ctime(&time) << endl;

时长

auto timestamp = now.time_since_epoch().count();

这里time_since_epoch()的返回值是类型是时间长度（duration类型），即从纪元起点到now对应时间点间的时间长度。时间长度类型可以通过count()转化为数值类型，方便进一步在其他代码中使用

时间点

时间点中包含了时钟和时长两个信息

const std::chrono::time_point<std::chrono::steady_clock> start =
        std::chrono::steady_clock::now();

references

1. https://zh.cppreference.com/w/c/header/time.html
2. https://en.cppreference.com/w/cpp/header/ctime.html
3. https://zh.cppreference.com/w/cpp/header/chrono.html
4. https://paul.pub/cpp-date-time/
5. https://getiot.tech/linux-command/phc_ctl/
6. https://linuxkernel.org.cn/doc/html/latest/driver-api/ptp.html
7. https://blog.csdn.net/Dontla/article/details/133975639