在计算机系统中，时钟是非常重要的组成部分，它不仅决定了系统的时间，也对系统的稳定性和准确性起着决定性的作用。虽然现代操作系统能够自动同步时间，但是对于需要精准控制时间的应用场景，操作系统提供的默认时钟可能无法满足需求。此时，我们需要一个更为精准的时钟工具，而adjtimex函数就是这样一种工具。

adjtimex函数是Linux内核提供的一个调节系统时钟的接口，它允许用户程序针对系统时钟进行微调，以达到更精确的控制。adjtimex函数的具体功能包括以下几个方面：

1. 系统时钟频率微调

系统时钟的频率是指每秒钟时钟发生器震荡的次数。在标准情况下，Linux系统时钟的频率为100Hz。adjtimex函数允许用户程序微调系统时钟的频率，以达到更为精确的时间控制。通过调整时钟频率，可以有效地消除时钟漂移和时钟偏差，提高系统的时间精确度。

2. 系统时钟相位微调

除了时钟频率，时钟相位也是影响时间精确度的一个重要因素。adjtimex函数允许用户程序微调时钟的相位，以使时钟与参考时钟保持同步。通过微调时钟相位，可以消除时钟摆动和时钟漂移，提高系统的时间同步性。

3. 系统时钟状态查询

adjtimex函数还允许用户程序查询系统时钟的状态，包括时钟频率、时钟相位以及时钟误差。通过查询时钟状态，用户程序可以根据实际情况对系统时钟进行调节，提高时钟的精确度和可靠性。

adjtimex函数基本用法

下面我们来看看adjtimex函数的基本用法。adjtimex函数的原型定义如下：

```c

#include

#include

int adjtimex(struct timex *buf);

```

其中，struct timex结构体定义了需要设置和查询的时钟参数，具体定义如下：

```c

struct timex {

unsigned int modes; /* 控制模式 */

long offset; /* 偏移量（微秒） */

long freq; /* 频率偏差（scaled ppm） */

long maxerror; /* 最大误差（微秒） */

long esterror; /* 估计误差（微秒） */

int status; /* PPS信号状态 */

long constant; /* PPS信号偏移 */

long precision; /* 时钟精度（微秒） */

long tolerance; /* 时钟偏差容忍度 */

struct timeval time; /* 系统时间（微秒） */

long tick; /* 时钟闸门（微秒） */

long ppsfreq; /* PPS信号频率（scaled ppm） */

long jitter; /* PPS信号抖动（微秒） */

int shift; /* 频率偏移 */

long stabil; /* 稳定性指标 */

long jitcnt; /* 抖动计数 */

long calcnt; /* 校准计数 */

long errcnt; /* 误差计数 */

long stbcnt; /* 稳定计数 */

};

```

在调用adjtimex函数时，需要设置timex结构体中的modes成员，以指定需要进行的操作。modes成员可以由以下标志位组合而成：

- ADJ_OFFSET：调节时钟偏移量

- ADJ_FREQUENCY：调节时钟频率

- ADJ_MAXERROR：设置最大误差

- ADJ_ESTERROR：设置估计误差

- ADJ_STATUS：获取或设置PPS信号状态

- ADJ_TIMECONST：设置时钟精度

- ADJ_TAI：获取或设置TAI偏移量

- ADJ_SETOFFSET：设置偏移量

- ADJ_MICRO：微秒级别的调节

- ADJ_NANO：纳秒级别的调节

- ADJ_TICK：设置时钟闸门

以下是一个示例程序，展示了如何使用adjtimex函数进行时钟微调：

```c

#include

#include

#include

#include

int main(int argc, char *argv[]) {

struct timex tx;

memset(&tx, 0, sizeof(struct timex));

tx.modes = ADJ_FREQUENCY; //只调节时钟频率

tx.freq = 100 * 4096; //设置时钟频率为100Hz

if(adjtimex(&tx) == -1) {

perror("adjtimex");

exit(1);

}

printf("sys_frequency = %ld ppm\n", tx.freq);

return 0;

}

```

在上述示例程序中，我们设置了时钟频率为100Hz，并使用adjtimex函数进行微调。程序输出了最终设置的时钟频率。需要注意的是，需要以管理员权限运行以上代码才能执行成功。

区别于adjtime函数

在Linux系统中，还有一个类似于adjtimex的函数adjtime。两者的功能有什么区别呢？

adjtime函数是用来调整系统时钟与参考时钟之间的时间误差的，用于解决时钟漂移和时钟偏差的问题。adjtime函数的原型定义如下：

```c

#include

int adjtime(const struct timeval *delta, struct timeval *olddelta);

```

其中，delta参数指定需要调整的时间量，olddelta参数返回调整前的时间量。adjtime函数的使用比较简单，以下是一个示例程序：

```c

#include

#include

#include

int main(int argc, char *argv[]) {

struct timeval delta = {0, 100000}; //调整时间量为100ms

struct timeval olddelta;

if(adjtime(&delta, &olddelta) == -1) {

perror("adjtime");

exit(1);

}

printf("delta.tv_sec = %ld, delta.tv_usec = %ld\n", delta.tv_sec, delta.tv_usec);

printf("olddelta.tv_sec = %ld, olddelta.tv_usec = %ld\n", olddelta.tv_sec, olddelta.tv_usec);

return 0;

}

```

需要注意的是，adjtime函数只能进行时间微调，无法进行时钟频率和时钟相位的微调。而adjtimex函数则可以进行更为精细的时钟控制，可以调整时钟的频率、相位和状态等参数。

总结

adjtimex函数是Linux提供的一个非常有用的时钟微调工具，它允许用户程序对系统时钟进行微调，以提高时间精确度和可靠性。在实际应用中，我们可以根据需求自行组合时钟微调参数，以达到最佳的效果。同时，我们还需要了解和熟悉时钟微调的原理和方法，以确保时钟微调的正确和安全。