Linux Kernel 中 struct rtc_time 的 tm_year 字段详解

1. struct rtc_time 的定义

在 Linux 内核中，struct rtc_time 用于表示实时时钟（RTC）时间。其定义如下：

struct rtc_time {
    int tm_sec;   /* 分钟的秒数 (0-59) */
    int tm_min;   /* 小时的分钟数 (0-59) */
    int tm_hour;  /* 自午夜起的小时数 (0-23) */
    int tm_mday;  /* 月中的某一天 (1-31) */
    int tm_mon;   /* 自一月起的月数 (0-11) */
    int tm_year;  /* 自1900年以来的年份偏移值 */
    int tm_wday;  /* 自星期日起的天数 (0-6) */
    int tm_yday;  /* 自一月一日起的天数 (0-365) */
    int tm_isdst; /* 夏令时标志 */
};

2. tm_year 的含义

• tm_year 表示年份的偏移值，其基准年份是 1900。
• 换句话说，
  • 如果 tm_year = 123，表示年份为 1900 + 123 = 2023。
  • 如果 tm_year = 0，表示年份为 1900 + 0 = 1900。

3. 使用中的注意事项

• 获取时间时：需要将 tm_year 加上 1900，转换为标准年份。
• 设置时间时：需要将标准年份减去 1900，然后赋值给 tm_year。

4. 与用户空间的交互

• 用户空间的标准库（如 glibc）中定义了类似的结构体 struct tm，其 tm_year 字段的含义与内核的 rtc_time 一致。
• 因此，内核中的 struct rtc_time 和用户空间的 struct tm 可以直接转换。

5. 实际应用示例

获取时间

struct rtc_time tm;
rtc_read_time(rtc, &tm);
int year = tm.tm_year + 1900; // 转换为标准年份
printk("Current year: %d\n", year);

设置时间

struct rtc_time tm = {
    .tm_year = 2023 - 1900,  // 转换标准年份为 tm_year 的值
    .tm_mon = 11 - 1,        // 月份，从 0 开始
    .tm_mday = 30,
    .tm_hour = 12,
    .tm_min = 0,
    .tm_sec = 0,
};
rtc_set_time(rtc, &tm);

6. 与 RTC 硬件交互

• 实时时钟硬件芯片（如 DS3231）可能以不同格式存储年份。例如，有些芯片仅存储两位数年份（如 00 表示 2000 年）。驱动程序需要将 RTC 硬件的年份格式转换为 tm_year 的格式。
• 如果硬件仅支持 20 世纪和 21 世纪的年份，驱动程序通常会根据上下文决定世纪部分。

7. 常见问题

溢出问题

• 由于 tm_year 是相对于 1900 的偏移值，其理论最大值取决于字段的类型（通常为 int）。
• 在 32 位系统中，最大年份范围可达 INT_MAX - 1900。

世纪问题

• 某些硬件仅存储两位年份，转换时需要根据当前时间或用户设置推断世纪部分。

8. 小结

• tm_year 是从 1900 开始的偏移值。
• 获取和设置时间时需进行适当的加减操作以转换为标准年份。
• 与 RTC 硬件交互时，可能需要额外处理世纪信息。