如何找出Linux内核是否会在月底插入闰秒

假设我的程序在正确configuration的linux机器上运行以处理闰秒 。 如何configuration完成（NTP，configuration文件）不应该与这个问题有关。

实际上，内核会在本月的UTC结束时再插入一秒或跳过一秒钟。 这对gettimeofday（2）读取的时间值有影响。 UTC的最后一个UTC秒是重复的或跳过的。 这里列出了闰秒的时间读数示例。

我的问题：如何在C / C ++程序中找出在月底发生的闰秒，以及在哪个方向上。 那么如何在linux上实现以下function？

int leap_seconds_scheduled_for_end_of_month() { if (/*kernel_will_insert_extra_second?*/) return 1; if (/*kernel_will_skip_over_last_second?*/) return -1; return 0; }

如果月末远未来，结果不正确。 （对于我的目的来说远远大于2秒）答案在最后一秒之前的一个可能的闰秒（即UTC的最后一天的23:59:58）之前必须是正确的（*）。 如果我了解到闰秒发生之后是不够的，因为我必须提前做好准备。

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用C ++超时input

无需安装额外的软件包即可获得毫秒级的时间？

我一直试图在sysfs或procfs中find任何闰秒指示符，但迄今为止一直不成功。

（*）当然，如果内核本身在发生之前仅仅知道闰秒的一小部分，例如由于整个上个月的NTP服务中断，那么答案就不可能是正确的。 没关系。

一个timepec在tv_nsec字段中可以有超过1秒的纳秒时间吗？

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内核保留一个标志，该标志定义在当前（UTC）日结束时是否添加（或删除）闰秒。 在支持的地方，当闰秒还剩下不到一天的时候，它由ntpd设置。

因此，假设（a）你的ntp守护进程从它的源头获得它的注意，并且（b）你的ntp守护进程正确地确定你的内核支持这个标志，你基本上可以通过检查这个标志来得到一天的闰秒警告。

我不认为这个标志是通过sysfs或procfs暴露的; 但是通过adjtimex系统调用很容易从C中检索：

#include <sys/timex.h> #include <stdio.h> int main(int argc,char **argv) { struct timex buf; int res; buf.modes = 0; res = adjtimex(&buf); if(res < 0) { perror("Error calling adjtimex"); return 1; } printf("clock status: %in",res); return 0; }

结果是1或2，如果闰秒正在运行，由adjtimex（2）给出：

成功时，adjtimex（）返回时钟状态：

#define TIME_OK 0 /* clock synchronized */ #define TIME_INS 1 /* insert leap second */ #define TIME_DEL 2 /* delete leap second */ #define TIME_OOP 3 /* leap second in progress */ #define TIME_WAIT 4 /* leap second has occurred */ #define TIME_BAD 5 /* clock not synchronized */

AFAIK，内核不会预先安排闰秒预告。 这些知识由NTP守护进程维护，当系统时钟发生变化时， ntpd发出adjtimex（2）系统调用来调整系统时钟。

捅你的ntpd守护进程：

$ /usr/sbin/ntpq -c 'lassoc' -c "mrv &1 &999 leap,srcadr,stratum" ind assid status conf reach auth condition last_event cnt =========================================================== 1 5159 80a3 yes no none reject unreachable 10 2 5160 968a yes yes none sys.peer sys_peer 8 srcadr=LOCAL(0),leap=00,stratum=10 srcadr=timeserver.example.com,stratum=4

当你看到“01”跳跃时，你将有一个飞跃。 对于你的ntp服务器配置的每个源码，“srcaddr”这一行将会重复，所以你可能有多个条目，那里（我的例子返回虚拟本地系统cl

因此，对于一个C ++解决方案，你必须做一个丑陋的/usr/sbin/ntpq fork / exec，并捕获输出，或者挖掘ntpq使用的套接字协议与NTP守护进程对话，自己来抓取守护进程的响应。

感谢Sam Varshavchik和richvdh，他们都为这个问题提供了非常有用的答案。 昨天晚上，闰秒已经发生了，现在我使用在几台计算机上运行的两种方法来读取示例。

为了便于阅读，我将数据发布在单独的答案中，而不是评论。 下面的C程序已经被用来读取时间，并确定是否会发生闰秒：

#include <stdio.h> #include <sys/time.h> #include <time.h> #include <string.h> #include <sys/timex.h> #include <unistd.h> /* This C function implements Sam Varshavchik's method */ int leap_seconds_scheduled_for_end_of_month() { char ntpq_output[1024]; /* The path to ntpq might have to be adjusted for your system */ FILE * ntpq_stream = popen("/usr/bin/ntpq -c lassoc -c 'mrv &1 &999 leap,stratum'","r"); memset(ntpq_output,1024); fread(ntpq_output,1,1022,ntpq_stream); pclose(ntpq_stream); /* This finds the first leap=xx occurrence in ntpq's output. If multiple upstream ntp servers are configured,there will be one line of text for each of them. It would be good to check that the stratum=xx value in the same line is not 16 (which means invalid). If it is,better use the leap=xx value from another output line. Not done here for simplicity. */ char * leap_bits = strstr(ntpq_output,"leap="); if (leap_bits == NULL) return 0; leap_bits += 5; if (leap_bits[0] == '0' && leap_bits[1] == '1') return 1; if (leap_bits[0] == '1' && leap_bits[1] == '0') return -1; return 0; } /* This function prints the following data in a single line of text: gettimeofday,clock_gettime for CLOCK_MONOTONIC,adjtimex (richvdh's solution),and Sam's solution */ print_current_data() { struct timeval tv = {0,0}; gettimeofday(&tv,NULL); printf("%u.%06u ",(unsigned)tv.tv_sec,(unsigned)tv.tv_usec); struct timespec ts = {0,0}; clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC,&ts); printf("%u.%09u ",(unsigned)ts.tv_sec,(unsigned)ts.tv_nsec); struct timex buf; buf.modes = 0; printf("%d ",adjtimex(&buf)); printf("%2dn",leap_seconds_scheduled_for_end_of_month()); } /* main just calls print_current_data repeatedly. If we are far away from the leap second,it sleeps between printouts to reduce the ammount of data. */ int main(int argc,char ** argv) { /* this is the time_t value for the second after the 2015 leap second */ time_t post_leap = 1435708800; for(;;) { time_t Now = time(NULL); print_current_data(); if (Now < (post_leap-60)) { sleep(30); } else if (Now < (post_leap - 10)) { sleep(5); } else if (Now < (post_leap - 2)) { usleep(500000); } else if (Now <= (post_leap + 1)) { } else if (Now > (post_leap + 120)) { return 0; } else if (Now > (post_leap + 1)) { usleep(500000); } } return 0; }

这里是昨晚的数据。 为了不淹没你的数据，我只在前后插入一行有趣的改变发生，并指出[…跳过到xxx]的省略。

每个数据行包含以下字段：

gettimeofday，clock_gettime（CLOCK_MONOTONIC），adjtimex（richvdh的解决方案）和Sam的解决方案（调用ntpq和parse输出）。

系统1：使用内核3.0.62运行Linaro 13.04的Cubieboard

ntp包是版本1：4.2.6.p3 + dfsg-1ubuntu5

$ ./print_leap 1435703927.419452 7971483.087902293 1 1 [... skipping to the second before the leap second] 1435708798.992813 7976354.661146951 1 1 1435708799.014143 7976354.682476687 1 1 [... skipping to the leap second] 1435708799.982292 7976355.650624344 1 1 1435708799.007776 7976355.676111361 3 1 [... skipping to the second after the leap second] 1435708799.985337 7976356.653668890 3 1 1435708800.007414 7976356.675746846 4 1 [... skipping to a change in the adjtimex reading] 1435708844.685062 7976401.353401529 4 1 1435708845.204844 7976401.873191115 0 1 [... skipping to the last programmatic reading] 1435708921.124692 7976477.793033504 0 1

在闰秒后约4.5小时手动检查，萨姆的方法也回到0。

系统2：运行Debian 8的Cubieboard 2，内核为3.4.107-cubietruck

ntp包是版本1：4.2.6.p5 + dfsg-7

$ ./print_leap 1435703847.373559 948687.514617591 1 1 [... skipping to the second before the leap second] 1435708798.998980 953639.139771365 1 1 1435708799.028375 953639.169165960 1 1 [... skipping to the leap second] 1435708799.986449 953640.127238940 1 1 1435708799.020017 953640.160809364 3 1 [... skipping to the second after the leap second] 1435708799.984912 953641.125702281 3 1 1435708800.012875 953641.153666113 4 1 [... skipping to the last programmatic reading] 1435708921.268660 953762.409472677 4 1 $ ./print_leap # manual reading several hours later 1435725362.080253 970203.221195342 0 0

系统3：使用内核3.12.35 +运行Raspbian 7的RaspBerrypi模型B.

ntp包是版本1：4.2.6.p5 + dfsg-2 + deb7u1

$ ./print_leap 1435704085.032222 313606.064883453 1 1 [... skipping to the second before the leap second] 1435708798.969855 318320.002146274 1 1 1435708799.040573 318320.072865002 1 1 [... skipping to the leap second] 1435708799.996887 318321.029180271 1 1 1435708799.071282 318321.103573880 3 1 [... skipping to the second after the leap second] 1435708799.945609 318321.977898784 3 1 1435708800.017116 318322.049407486 4 1 [... skipping to the last programmatic reading] 1435708921.136882 318443.169189210 4 1 $ ./print_leap # manual reading several hours later 1435732962.263988 342484.296617478 0 0

系统4：运行Ubuntu 15.04的Intel NUC DN2820，内核为3.19.0-20-generic

ntp包是版本1：4.2.6.p5 + dfsg-3ubuntu6

注意闰秒开始时的小故障：

nuc@nuc1:~$ ./print_leap 1435703986.534020 1305198.740735208 1 1 [... skipping to the second before the leap second] 1435708798.991478 1310011.198081950 1 1 1435708799.000905 1310011.207509156 1 1 [... skipping to the leap second] 1435708799.989309 1310012.195913702 1 1 1435708800.000738 1310012.207343097 1 1 1435708799.016079 1310012.222683886 3 1 [... skipping to the second after the leap second] 1435708799.999616 1310013.206220581 3 1 1435708800.012446 1310013.219050861 4 1 [... skipping to the last programmatic reading] 1435708921.047985 1310134.254602197 4 1 nuc@nuc1:~$ ./print_leap # manual reading several hours later 1435725807.234545 1327020.441295352 0 0

系统5：运行Ubuntu 14.04的Intel NUC DN2820，内核3.13.0-53-generic

ntp包是版本1：4.2.6.p5 + dfsg-3ubuntu2.14.04.3

nuc@nuc2:~$ ./print_leap 1435704031.137881 323125.995674014 1 1 [... skipping to the second before the leap second] 1435708798.995646 327893.853350053 1 1 1435708799.007936 327893.865640804 1 1 [... skipping to the leap second] 1435708799.995589 327894.853293338 1 1 1435708799.007527 327894.865231774 3 1 [... skipping to the second after the leap second] 1435708799.998111 327895.855815619 3 1 1435708800.013461 327895.871165134 4 1 [... skipping to the last programmatic reading] 1435708921.282149 328017.139858311 4 1 nuc@nuc2:~$ ./print_leap # manual reading several hours later 1435725557.303859 344653.161689304 0 0

系统6：运行Ubuntu 14.04的联想E330笔记本电脑，内核为3.13.0-55-generic

ntp包是版本1：4.2.6.p5 + dfsg-3ubuntu2.14.04.3

注意闰秒结束后的不一致。

$ ./print_leap 1435706912.426035 82874.419021628 1 1 [... skipping to the second before the leap second] 1435708798.929115 84760.922063075 1 1 1435708799.013439 84761.006388727 1 1 [... skipping to the leap second] 1435708799.981243 84761.974190967 1 1 1435708799.049374 84762.042323977 3 1 [... skipping to the second after the leap second] 1435708799.913464 84762.906413341 3 1 1435708800.000183 84762.993132942 3 1 1435708800.477323 84763.470272391 4 1 [... skipping to a change in the ntpq reading] 1435708840.094271 84803.087225581 4 1 1435708840.618538 84803.611493081 4 0 [... skipping to the last programmatic reading] 1435708921.042020 84884.034975833 4 0 $ ./print_leap # manual reading several hours later 1435724912.944500 100875.937487693 0 0

系统7：运行Ubuntu 14.04，内核为3.13.0-53-generic的AMD Phenom cpu的戴尔服务器

ntp包是版本1：4.2.6.p5 + dfsg-3ubuntu2.14.04.3

注意闰秒开始和结束时的故障

$ ./print_leap 1435704125.933343 2210517.393979537 1 1 [... skipping to the second before the leap second] 1435708798.998012 2215190.458598770 1 1 1435708799.002893 2215190.463480413 1 1 [... skipping to the leap second] 1435708799.994690 2215191.455273816 1 1 1435708800.001917 2215191.462501431 1 1 1435708799.013505 2215191.474092236 3 1 [... skipping to the second after the leap second] 1435708799.992212 2215192.452796670 3 1 1435708800.000210 2215192.460794341 3 1 1435708800.006819 2215192.467403224 4 1 [... skipping to the last programmatic reading] 1435708921.323808 2215313.784400730 4 1 $ ./print_leap # manual reading several hours later 1435726838.319240 2233230.779876616 0 0

系统8：运行Debian 6的虚拟服务器，使用主机的内核2.6.32-028stab094.3

客人系统中没有安装ntp软件包。 NTP可能运行在主机上，也可能不运行。 主机为访客系统提供时间。

$ ./print_leap sh: /usr/bin/ntpq: No such file or directory 1435704206.353115 114299811.979591258 1 0 [... skipping to the second before the leap second] sh: /usr/bin/ntpq: No such file or directory 1435708798.994303 114304404.620727643 1 0 sh: /usr/bin/ntpq: No such file or directory 1435708799.000291 114304404.626715249 1 0 [... skipping to the leap second] sh: /usr/bin/ntpq: No such file or directory 1435708799.999445 114304405.625868168 1 0 sh: /usr/bin/ntpq: No such file or directory 1435708799.004273 114304405.630696209 3 0 [... skipping to the second after the leap second] sh: /usr/bin/ntpq: No such file or directory 1435708799.998234 114304406.624656721 3 0 sh: /usr/bin/ntpq: No such file or directory 1435708800.003723 114304406.630146580 4 0 [... skipping to the last programmatic reading] sh: /usr/bin/ntpq: No such file or directory 1435708921.185876 114304527.812316105 4 0 $ ./print_leap # manual reading several hours later sh: /usr/bin/ntpq: No such file or directory 1435727243.250130 114322849.876607481 0 0

系统9：运行Debian 8的虚拟服务器，使用主机的内核2.6.32-37-pve

客人系统中没有安装ntp软件包。 NTP可能运行在主机上，也可能不运行。 主机为访客系统提供时间。

$ ./print_leap sh: 1: /usr/bin/ntpq: not found 1435704263.521402 627240.363389922 1 0 [... skipping to the second before the leap second] sh: 1: /usr/bin/ntpq: not found 1435708798.991150 631775.833122648 1 0 sh: 1: /usr/bin/ntpq: not found 1435708799.062267 631775.904240598 1 0 [... skipping to the leap second] sh: 1: /usr/bin/ntpq: not found 1435708799.986215 631776.828187732 1 0 sh: 1: /usr/bin/ntpq: not found 1435708799.061678 631776.903650529 3 0 [... skipping to the second after the leap second] sh: 1: /usr/bin/ntpq: not found 1435708799.987007 631777.828979335 3 0 sh: 1: /usr/bin/ntpq: not found 1435708800.061094 631777.903067236 4 0 [... skipping to the last programmatic reading] sh: 1: /usr/bin/ntpq: not found 1435708921.380148 631899.222124765 4 0 $ ./print_leap # manual reading several hours later sh: 1: /usr/bin/ntpq: not found 1435727152.545742 650130.387735253 0 0

NTP公共池问题

NTP池中的一些服务器没有公布闰秒 。 在运气有点不好的情况下，如果池中的所有上游服务器都无法公布闰秒，则永远不会知道。 因此，如果本地应用程序需要闰秒警告，则必须通知您的本地NTP守护程序使用配置文件的闰秒。

毛刺/不一致

当顺序查询当前时间和当前闰秒状态时，由于两次函数调用之间经过的时间很明显，值可能不一致。

然而，观察到调用之间所经过的时间无法解释的其他不一致之处。 两台计算机（系统4和7）已经开始了闰秒，由gettimeofday返回1435708800的时间值，然后在下一个读数中转回到1435708799。 两台计算机，系统6和7，在闰秒后开始秒，其中adjtimex值仍然表示我们在闰秒之内。

结论

这两种建议的方法都可以达到这个目的：预先知道在正确配置的Linux系统上是否会出现闰秒。

这种先进知识使应用程序能够确定CLOCK_REALTIME和CLOCK_MONOTONIC之间的差异，然后在闰秒附近使用CLOCK_MONOTONIC来确定时间。

如果没有做这种准备，没有任何方法可以帮助确定闰秒附近的时间。 但这不是我所要求的。

这两种方法都需要额外的知识，即闰秒只会在UTC月份结束时进行精确计划。 从上个月的NTP闰秒警告似乎在下一个UTC月份的前几分钟被淹没。 因此，只有在UTC月末在不久的将来才能解释。