Linux 系统时间变更通知

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14
2014

Linux 系统时间变更通知

本文来自依云's Blog，转载请注明。

每一次，系统从挂起状态恢复，系统日志里总会多这么几行：

systemd[1]: Time has been changed
crond[324]: time disparity of 698 minutes detected

一个来自 systemd，一个来自 dcron，都是说系统时间改变了。那么它们是怎么知道系统时间改变的呢？

dcron 的代码很少，所以很快就可以找到。因为 dcron 每一次的睡眠时长它自己知道，所以当它再次从睡眠状态醒来，发现时间变化特别大时，它就会察觉到。也就是说，小的变化它会察觉不到的。

systemd 呢？这家伙一直在使用 Linux 新加特性，比如上次发现的 prctl 的 PR_SET_CHILD_SUBREAPER 功能。这次它也没有让我失望，它使用了 timerfd 的一个鲜为人知的标志位——TFD_TIMER_CANCEL_ON_SET。timerfd 是 Linux 2.6.25 引入的特性，而TFD_TIMER_CANCEL_ON_SET这个标志位则据说 Linux 3.0 引入的，但是到目前为止（man-pages 3.61），手册里没有提到它，系统头文件里也没有它。

这个标志位是干什么的呢？其实很简单，是当系统时钟被重设时向程序发送通知，包括通过系统调用设置系统时间，以及系统从硬件时钟更新时间时。当事件发生时，在该 timerfd 上的读取操作会返回 -1 表示失败，而 errno 被设置成ECANCELED。下边是一个简单的演示程序，在系统时间变化时打印一条消息：

#include<unistd.h>
#include<sys/timerfd.h>
#include<stdbool.h>
#include<stdint.h>
#include<errno.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#define TIME_T_MAX (time_t)((1UL << ((sizeof(time_t) << 3) - 1)) - 1)
#ifndef TFD_TIMER_CANCEL_ON_SET
#  define TFD_TIMER_CANCEL_ON_SET (1 << 1)
#endif

int main(int argc, char **argv){
  int fd;
  struct itimerspec its = {
    .it_value.tv_sec = TIME_T_MAX,
  };
  fd = timerfd_create(CLOCK_REALTIME, TFD_CLOEXEC);
  if(fd < 0){
    perror("timerfd_create");
    exit(1);
  }
  if(timerfd_settime(fd, TFD_TIMER_ABSTIME|TFD_TIMER_CANCEL_ON_SET,
        &its, NULL) < 0) {
    perror("timerfd_settime");
    exit(1);
  }
  uint64_t exp;
  ssize_t s;
  while(true){
    s = read(fd, &exp, sizeof(uint64_t));
    if(s == -1 && errno == ECANCELED){
      printf("time changed.\n");
    }else{
      printf("meow? s=%zd, exp=%lu\n", s, exp);
    }
  }
  return 0;
}

编译并运行该程序，然后拿 date 命令设置时间试试吧 =w= 当然记得用虚拟机哦，因为系统时间乱掉的时候会发生不好的事情喵～