Измерение коротких временных интервалов в C на Ubuntu / VMware

Я пытаюсь измерить короткие промежутки времени, порядка нескольких миллисекунд. Это оказывается нетривиальной задачей, поскольку вездесущая функция time() работает с точностью до целых секунд. После некоторых исследований я пришел к четырем методам, показанным в примере кода ниже:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <sys/time.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    clock_t t0, t1;
    double dt0;

    struct timespec t2, t3;
    double dt1;

    struct timespec t4, t5;
    double dt2;

    struct timeval t6, t7;
    double dt3;

    volatile long long i;

    t2.tv_sec = 0;
    t2.tv_nsec = 0;
    clock_settime(CLOCK_MONOTONIC, &t2);
    clock_settime(CLOCK_REALTIME,  &t2);

    t0 = clock();
    clock_gettime(CLOCK_REALTIME,  &t2);
    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &t4);
    gettimeofday(&t6, NULL);

    getchar();
    for (i=0; i<1e9; i++) {};

    gettimeofday(&t7, NULL);
    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &t5);
    clock_gettime(CLOCK_REALTIME,  &t3);
    t1 = clock();

    dt0 = (double) (t1 - t0) / CLOCKS_PER_SEC;
    dt1 = (double) (t3.tv_nsec - t2.tv_nsec) / 1e9;
    dt2 = (double) (t5.tv_nsec - t4.tv_nsec) / 1e9;
    dt3 = (double) (t7.tv_usec - t6.tv_usec) / 1e6;

    printf("1. clock():          [0]=%10.0f, [1]=%10.0f, [1-0]=%10.6f sec\n", (double) t0, (double) t1, dt0);
    printf("2. clock_gettime(R): [2]=%10ld, [3]=%10ld, [3-2]=%10f sec\n", (long) t2.tv_nsec, (long) t3.tv_nsec, dt1);
    printf("3. clock_gettime(M): [2]=%10ld, [3]=%10ld, [3-2]=%10f sec\n", (long) t4.tv_nsec, (long) t5.tv_nsec, dt2);
    printf("4. gettimeofday():   [4]=%10ld, [5]=%10ld, [5-4]=%10f sec\n", (long) t6.tv_usec, (long) t7.tv_usec, dt3);

    return 0;
}

Затем я скомпилировал и запустил его:

gcc -lrt -o timer.e timer.c; time ./timer.e

Я использовал вызов getchar(), чтобы ввести пару секунд задержки, чтобы увидеть разницу между реальным и пользовательским отчетами времени, и результат был таков:

1. clock():          [0]=         0, [1]=   3280000, [1-0]=  3.280000 sec
2. clock_gettime(R): [2]= 823922476, [3]= 478650549, [3-2]= -0.345272 sec
3. clock_gettime(M): [2]= 671137949, [3]= 325864897, [3-2]= -0.345273 sec
4. gettimeofday():   [4]=    823924, [5]=    478648, [5-4]= -0.345276 sec

real    0m6.659s
user    0m3.280s
sys     0m0.010s

Как видите, единственным значимым результатом является корреляция между методом 1 и пользовательским временем, сообщаемым командой time.

В связи с этим возникает несколько вопросов: 1. Почему результаты 2-4 бессмысленны? 2. Как измерить реальное время, затраченное на выполнение программы, как реальное число time сообщает?

Мое окружение - Ubuntu 10.04 LTS 64-bit на VMware под Windows 7 на ноутбуке HP на базе AMD.