Linux中的时间和时间管理

Coordinated Universal Time（UTC）：协调世界时，又称为世界标准时间，也就是大家所熟知的格林威治标准时间（Greenwich Mean Time，GMT）。比如，中国内地的时间与UTC的时差为+8，也就是UTC+8。美国是UTC-5。

 

Epoch（新纪元）被定义为协调世界时（也成为UTC或格林尼治标准时间或者GMT）的1970年1月1日的午夜0:00。

Calendar time 是自Epoch以来所经过的秒数。

 

time_t (即long)

 

#ifndef _TIME_T_DEFINED

typedef long time_t; /* time value */

#define _TIME_T_DEFINED /* avoid multiple defines of time_t */

#endif

 

头文件:：time.h

函数原型：time_t  time(time_t *timer)

功能：获取当前系统时间

 

tm

 

#ifndef _TM_DEFINED
struct tm {
        int tm_sec;     /* 秒 – 取值区间为[0,59] */
        int tm_min;     /* 分 - 取值区间为[0,59] */
        int tm_hour;    /* 时 - 取值区间为[0,23] */
        int tm_mday;    /* 一个月中的日期 - 取值区间为[1,31] */
        int tm_mon;     /* 月份（从一月开始，0代表一月） - 取值区间为[0,11] */
        int tm_year;    /* 年份，其值等于实际年份减去1900 */
        int tm_wday;    /* 星期 – 取值区间为[0,6]，其中0代表星期天，1代表星期一，以此类推 */
        int tm_yday;    /* 从每年的1月1日开始的天数 – 取值区间为[0,365]，其中0代表1月1日，1代表1月2日，以此类推 */
        int tm_isdst;   /* 夏令时标识符，实行夏令时的时候，tm_isdst为正。不实行夏令时的进候，tm_isdst为0；不了解情况时，tm_isdst()为负。*/
        };
#define _TM_DEFINED
#endif

 

struct tm * gmtime(const time_t *timep) // covert time_t to GMT

 

char * asctime(const struct tm *tm) // converts the broken-down time value tm into a string with the same format as ctime().

 

char * ctime(const time_t *timep)

 

struct tm * localtime(const time_t *timep)

 

我们可以通过asctime()函数和ctime()函数将时间以固定的格式显示出来，两者的返回值都是char*型的字符串。返回的时间格式为：
星期几 月份 日期 时:分:秒 年\n\0
例如：Wed Jan 02 02:03:55 1980\n\0

 

size_t

无符号整数的C / C + +类型，stddef.h头文件

经测试发现，在32位系统中size_t是4字节的，而在64位系统中，size_t是8字节的，这样利用该类型可以增强程序的可移植性。

 

自定义时间格式

size_t strftime(

  char *strDest,

  size_t maxsize,

  const char *format,

  const struct tm *timep

)

我们可以根据format指向字符串中格式命令把timep中保存的时间信息放在strDest指向的字符串中，最多向strDest中存放maxsize个字符。该函数返回向strDest指向的字符串中放置的字符数。

%a 星期几的简写 
%A 星期几的全称 
%b 月分的简写 
%B 月份的全称 
%c 标准的日期的时间串 
%C 年份的后两位数字 
%d 十进制表示的每月的第几天 
%D 月/天/年 
%e 在两字符域中，十进制表示的每月的第几天 
%F 年-月-日 
%g 年份的后两位数字，使用基于周的年 
%G 年分，使用基于周的年 
%h 简写的月份名 
%H 24小时制的小时 
%I 12小时制的小时
%j 十进制表示的每年的第几天 
%m 十进制表示的月份 
%M 十时制表示的分钟数 
%n 新行符 
%p 本地的AM或PM的等价显示 
%r 12小时的时间 
%R 显示小时和分钟：hh:mm 
%S 十进制的秒数 
%t 水平制表符 
%T 显示时分秒：hh:mm:ss 
%u 每周的第几天，星期一为第一天 （值从0到6，星期一为0）
%U 第年的第几周，把星期日做为第一天（值从0到53）
%V 每年的第几周，使用基于周的年 
%w 十进制表示的星期几（值从0到6，星期天为0）
%W 每年的第几周，把星期一做为第一天（值从0到53） 
%x 标准的日期串 
%X 标准的时间串 
%y 不带世纪的十进制年份（值从0到99）
%Y 带世纪部分的十制年份 
%z，%Z 时区名称，如果不能得到时区名称则返回空字符。
%% 百分号

#include <stdio.h>
#include <time.h>

void main( void )
{
        struct tm *newtime;
        char buf[128];
        time_t time;
        time( &time); // time=time(NULL);
        newtime=localtime(&time);
        strftime( buf, 128, "Today is %A, day %d of %B in the year %Y.\n", newtime);
        printf(buf);
}

运行结果：
Today is Saturday, day 30 of July in the year 2005.

 

 

 #include <stdlib.h>

 int system(const char *command);

 

计算时间差

NAME
       difftime - calculate time difference

SYNOPSIS
       #include <time.h>

       double difftime(time_t time1, time_t time0);

单位为秒。

 

分解转化时间

time_t mktime(struct tm *tm);

 

 

Linux kernel time

kernel/include/linux/time.h

#ifndef _STRUCT_TIMESPEC
#define _STRUCT_TIMESPEC
struct  timespec {
              __kernel_time_t tv_sec;   /* seconds */
              long  tv_nsec;  /* nanoseconds */
};
#endif

struct timeval {
             __kernel_time_t  tv_sec;  /* seconds */
             __kernel_suseconds_t tv_usec; /* microseconds */
};

source/arch/x86/include/asm/posix_types_32.h

typedef long  __kernel_time_t;

typedef long  __kernel_suseconds_t;

 

当系统启动时，内核通过读取RTC（实时时钟）来初始化实际的时间，该时间存放在 xtime变量中。

xtime是内核中的全局变量：extern struct  timespec xtime;

 

节拍率（tick rate）：一秒内系统产生多少次时钟中断，内核中用HZ表示。

#define HZ 1000 // i386

 

节拍（tick）：两次时钟中断的间隔时间。

 

全局变量 jiffies用来记录自系统启动以来产生的节拍的总数。定义于<linux/jiffies.h>

extern unsigned long volatile jiffies;

volatile指示编译器每次访问变量时都从主内存中获得，而不是通过寄存器中的变量别名来访问。

系统自启动以来的运行时间=jiffies/HZ，单位为秒。

 

内核代码

 

asmlinkage long sys_time(time_t __user *tloc);
asmlinkage long sys_stime(time_t __user *tptr);
asmlinkage long sys_gettimeofday(struct timeval __user *tv,
    struct timezone __user *tz);
asmlinkage long sys_settimeofday(struct timeval __user *tv,
    struct timezone __user *tz);

 

在source/include/linux/types.h中，有众多内核类型的定义。

typedef int  __kernel_ timer_t;

typedef __kernel_timer_t timer_t;

 

参考： http://www.cnblogs.com/Wiseman/archive/2005/10/24/260576.html （有例子）