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BEZEICHNUNG
hwclock - Zeituhren-Hilfswerkzeug
ÜBERSICHT
hwclock [Funktion] [Option …]
BESCHREIBUNG
hwclock ist ein Administrationswerkzeug für die verschiedenen Uhren. Es kann die aktuelle
Hardware-Uhrzeit anzeigen, die Hardware-Uhr auf eine angegebene Zeit stellen, die
Hardware-Uhr nach der Systemzeit stellen oder umgekehrt, eine Hardware-Uhr-Abweichung
ausgleichen, die Zeitskala der Systemuhr korrigieren, die Zeitzone des Kernels, die
NTP-Zeitskala und die Epoche (nur Alpha) setzen und zukünftige Hardware-Uhrwerte,
basierend auf der Abweichungsrate, vorhersagen.
Seit v2.26 gibt es wichtige Änderungen an der Funktion --hctosys, der Option --directisa
und eine neue Option --update-drift wurde hinzugefügt. Lesen Sie die entsprechenden
Beschreibungen unten.
FUNKTIONEN
Die folgenden Funktionen schließen sich gegenseitig aus, nur eine kann ausgewählt werden.
Die Vorgabe ist --show, falls keine angegeben wurde.
-a, --adjust
fügt Zeit zur Hardware-Uhr hinzu oder zieht diese ab, um eine systematische
Abweichung seit dem letzten Setzen oder Anpassen der Hardware-Uhr auszugleichen.
Siehe die nachfolgende Erklärungen unter Die Adjust-Funktion.
--getepoch
--setepoch
Diese Funktionen sind nur für Alpha-Maschinen. Sie sind nur durch den
Linux-Kernel-RTC-Treiber verfügbar.
Sie werden verwandt, um den Kernel-Wert der Hardware-Uhr-Epoche zu lesen und zu
setzen. Epoche ist das Jahr, auf dass sich der Nullwert der Hardware-Uhr bezieht.
Wenn das BIOS der Maschine zum Beispiel die Konvention verwenden, dass die
Jahreszählung in der Hardware-Uhr die Anzahl der vollen Jahre seit 1952 enthält,
dann muss der Epochenwert der Hardware-Uhr des Kernels auf 1952 gesetzt werden.
Die Funktion --setepoch benötigt die Option --epoch, um das Jahr festzulegen.
Beispiel:
hwclock --setepoch --epoch=1952
Der RTC-Treiber versucht, den korrekten Wert der Epoche zu raten, daher kann es
nicht notwendig sein, ihn anzugeben.
Dieser Epochenwert wird verwendet, wenn hwclock die Hardware-Uhr auf einer
Alpha-Maschine ausliest oder stellt. Für ISA-Maschinen verwendet der Kernel die
feste Hardware-Uhr-Epoche 1900.
--predict
sagt basierend auf der mit der Option --date angegebene Zeit und der Information in
/etc/adjtime vorher, was die Hardware-Uhr in der Zukunft anzeigen wird. Dies ist
zum Beispiel nützlich, um Abweichungen zu berücksichtigen, wenn das
Hardware-Uhr-Aufwachen (d.h. ein Alarm) eingerichtet wird. Siehe rtcwake(8).
Verwenden Sie diese Funktion nicht, falls die Hardware-Uhr durch irgendetwas
anderes als den Befehl hwclock des aktuellen Betriebssystems verändert wird, wie
dem »11-Minuten-Modus« oder durch das Starten eines anderen Betriebssystems.
-r, --show
--get
liest die Hardware-Uhr und schreibt ihre Zeit in die Standardausgabe im ISO
8601-Format. Die angezeigte Zeit ist stets die lokale Zeit, selbst wenn Sie die
Hardware-Uhr auf die Weltzeit (UTC) eingestellt haben, siehe die Option
--localtime.
Die Anzeige der Hardware-Uhrzeit ist die Vorgabe, falls keine Funktion angegeben
ist.
Die Funktion --get wendet auch Korrekturen für die Abweichung auf die eingelesene
Zeit an, basierend auf Informationen aus /etc/adjtime. Verwenden Sie diese Funktion
nicht, falls die Hardware-Uhr von irgendetwas anderem außer dem Befehl hwclock des
aktuellen Betriebssystems verändert wird, wie dem »11-Minute-Modus« oder vom
Dualstarten eines anderen Betriebssystems.
-s, --hctosys
stellt die Systemuhr aus der Hardware-Uhr. Die aus der Hardware-Uhr eingelesene
Zeit wird bezüglich der systematischen Abweichung ausgeglichen, bevor die Systemuhr
gestellt wird. Lesen Sie die Diskussion weiter unten, unter Die Adjust-Funktion.
Die Systemzeit muss in der UTC-Zeitskala gehalten werden, damit Anwendungen im
Zusammenhang mit der für das System konfigurierten Zeitzone arbeiten. Falls die
Hardware-Uhr in der lokalen Zeit gehalten wird, dann muss die daraus gelesene Zeit
in die UTC-Zeitskala verschoben werden, bevor sie zum Setzen der Systemuhr verwandt
wird. Die Funktion --hctosys erledigt dies basierend auf den Informationen in der
Datei /etc/adjtime oder aus den Befehlszeilenargumenten --localtime und --utc.
Hinweis: Es wird keine Sommerzeitanpassung durchgeführt. Siehe die Diskussion
weiter unten unter LOKAL vs. UTC.
Der Kernel hält auch einen Zeitzonenwert, die Funktion --hctosys setzt ihn auf den
für das System konfigurierten Wert. Die Systemzeitzone wird durch die
TZ-Umgebungsvariable oder die Datei /etc/localtime konfiguriert, wie tzset(3) sie
interpretieren würde. Das veraltete Feld »tz_dsttime« des Kernel-Zeitzonenwerts
wird auf Null gesetzt. Details zur ehemaligen Bedeutung dieses Feldes finden Sie in
settimeofday(2).
Wird die Funktion --hctosys durch Verwendung in einem Systemstartskript der erste
Aufrufer von settimeofday(2), dann wird über die Kernelvariable
persistent_clock_is_local der NTP-»11-Minuten-Modus« gesetzt. Falls die
Hardware-Uhr-Zeitskalenkonfiguration geändert wird, ist ein Systemneustart
notwendig, um den Kernel zu informieren. Lesen Sie die Diskussion weiter unten
unter Automatischer Abgleich der Hardware-Uhr durch den Kernel.
Dies ist eine gute Funktion für die Ausführung in einem der Startskripte des
Systems bevor die Dateisysteme im Lese-/Schreibmodus eingehängt werden.
Diese Funktion sollte niemals auf einem laufenden System verwandt werden.
Springende Systemzeit führt zu Problemen, wie fehlerhaften Dateisystemzeitstempeln.
Falls auch etwas die Hardware-Uhr geändert hat, wie NTPs »11-Minuten-Modus«, dann
wird --hctosys die Zeit durch Berücksichtigung der Abweichungsausgleichung
inkorrekt einstellen.
Die Abweichungsausgleichung kann durch Setzen des Abweichungsfaktors in
/etc/adjtime auf Null unterdrückt werden. Diese Einstellung ist dauerhaft, solange
wie die Option --update-drift nicht zusammen mit --systohc beim Herunterfahren des
Systems (oder irgendwann sonst) verwandt wird. Eine andere Möglichkeit, dies zu
unterdrücken besteht durch die Option --noadjfile beim Einsatz der Funktion
--hctosys. Eine dritte Methode besteht im Löschen der Datei /etc/adjtime. Hwclock
wird dann standardmäßig die UTC-Zeitskala für die Hardware-Uhr verwenden. Falls die
Hardware-Uhr in lokaler Zeit läuft, muss das in dieser Datei definiert werden. Dies
kann durch Aufruf von hwclock --localtime --adjust erfolgen. Wenn die Datei nicht
vorhanden ist, wird dieser Befehl nicht wirklich die Uhr anpassen sondern wird die
Datei mit der konfigurierten lokalen Zeit und einem Abweichungsfaktor von Null
anlegen.
Eine Bedingung, unter der die Abweichungskorrektur von hwclock verhindert werden
sollte, könnte beim Dualstart von mehreren Betriebssystemen vorliegen. Falls,
während diese Instanz von Linux angehalten ist, ein anderes Betriebssystem die
Hardware-Uhr stellt, dann wird die Abweichungskorrektur nach dem Start dieser
Instanz bei der Anwendung inkorrekt sein.
Damit die Abweichungskorrektur von hwclock korrekt funktioniert, ist es zwingend,
dass nichts die Hardware-Uhr ändert, während die Linux-Instanz nicht läuft.
--set setzt die Hardware-Uhr auf die durch die Option --date angegebene Zeit und
aktualisiert die Zeitstempel in /etc/adjtime. Mit der Option --update-drift wird
der Abweichungsfaktor (neu) berechnet. Versuchen Sie, die Option wegzulassen, falls
--set fehlschlägt. Siehe --update-drift unten.
--systz
Dies ist eine Alternative zu der Funktion --hctosys, die nicht die Hardware-Uhr
liest und nicht die Systemzeit setzt. Entsprechend gibt es auch keine Korrektur der
Abweichung. Sie ist für Hochfahrskripte auf Systemen mit Kerneln höher als 2.6
gedacht, bei denen Sie wissen, dass die Systemuhr bereits vom Kernel während des
Systemstarts aus der Hardware-Uhr gesetzt wurde.
Dies führt die folgenden Dinge aus, die weiter oben in der Funktion --hctosys
beschrieben sind:
• Korrigiert die Systemuhrzeitskala auf UTC wie benötigt. Anstatt aber dies durch
Setzen der Systemuhr zu erreichen, informiert hwclock einfach den Kernel und der
kümmert sich um die Änderung.
• Setzt die NTP »11-Minuten-Modus«-Zeitskala des Kernels
• Setzt die Zeitzone des Kernels
Die ersten zwei sind nur beim ersten Aufruf von settimeofday(2) nach dem
Systemstart verfügbar. Konsequenterweise ergeben diese Optionen nur bei der
Verwendung in Systemstartskripten Sinn. Falls die
Hardware-Uhr-Zeitskalenkonfiguration geändert wird, ist ein Systemneustart
notwendig, um den Kernel zu informieren.
-w, --systohc
setzt die Hardware-Uhr aus der Systemuhr und aktualisiert die Zeitstempel in
/etc/adjtime. Mit der Option --update-drift wird auch der Abweichungsfaktor (neu)
berechnet. Versuchen Sie es ohne die Option, falls --systohc fehlschlägt. Siehe
--update-drift weiter unten.
-V, --version
zeigt Versionsinformationen an und beendet das Programm.
-h, --help
zeigt einen Hilfetext an und beendet das Programm.
OPTIONEN
--adjfile=Dateiname
setzt den vorgegebenen Dateipfad /etc/adjtime außer Kraft.
--date=Datumszeichenkette
Diese Option muss zusammen mit den Funktionen --set oder --predict verwandt werden,
andernfalls wird sie ignoriert.
hwclock --set --date='16:45'
hwclock --predict --date='2525-08-14 07:11:05'
Das Argument muss in lokaler Zeit sein, selbst wenn Sie Ihre Hardware-Uhr in UTC
halten. Siehe die Option --localtime. Daher sollte das Argument keine
Zeitzoneninformationen enthalten. Es sollte auch keine relative Zeit wie »+5
minutes« sein, da hwclocks Genauigkeit von dem Zusammenhang zwischen dem Wert des
Arguments und dem Zeitpunkt, zu dem die Eingabetaste gedrückt wird, abhängt.
Sekundenbruchteile werden ohne Rückmeldung abgeschnitten. Diese Option kann viele
Zeit- und Datumsformate erkennen, aber die vorhergehenden Parameter sollten
beachtet werden.
--delay=Sekunden
Diese Option erlaubt es, die intern verwandte Verzögerung beim Setzen der Uhrzeit
zu ändern. Die Vorgabe ist 0.5 (500 ms) für rtc_cmos, für andere RTC-Typen ist die
Verzögerung 0. Falls der RTC-Typ nicht (aus Sysfs) bestimmt werden kann, dann ist
die Vorgabe aufgrund der Rückwärtskompatibilität auch 0.5.
Die Standardverzögerung von 500 ms basiert auf der häufig verwandten,
MC146818A-kompatiblen (X86-)Hardwareuhr. Die Hardwareuhr kann nur auf ganzzahlige
Zeiten plus eine halbe Sekunde gesetzt werden. Die Ganzzahlzeit ist notwendig, da
es keine Schnittstelle gibt, um Sekundenbruchteile zu setzen oder abzufragen. Die
zusätzliche halbe Sekunde Verzögerung erfolgt, da die Hardwareuhr sich auf die
folgende Sekunde genau 500 ms nach dem Setzen der neuen Zeit aktualisiert.
Unglücklicherweise ist dieses Verhalten hardwareabhängig und in einigen Fällen wird
eine andere Verzögerung benötigt.
-D, --debug
Verwenden Sie --verbose. Die Option --debug ist veraltet und kann in einer
zukünftigen Veröffentlichung einer neuen Verwendung zugeführt oder entfernt werden.
--directisa
Diese Option ist auf ISA-kompatiblen Maschinen (einschließlich X86 und X86_64 von
Bedeutung. Auf anderen Maschinen hat sie keine Auswirkungen. Diese Option weist
hwclock explizit an, E/A-Anweisungen für den Zugriff auf die Hardware-Uhr
vorzunehmen. Ohne diese Option versucht hwclock, die RTC-Gerätdatei zu verwenden,
wobei angenommen wird, dass diese mit dem Linux-RTC-Gerätetreiber läuft. Seit v2.26
wird er nicht mehr automatisch directisa verwenden, wenn der RTC-Treiber nicht
verfügbar ist. Dies führte zu unsicheren Bedingungen, die es erlaubten, dass zwei
Prozesse auf die Hardware-Uhr gleichzeitig zugreifen konnten. Direkter
Hardware-Zugriff aus dem Benutzerraum sollte nur zum Testen, zur Fehlersuche und
als letzte Rettung, wenn alle anderen Methoden fehlschlagen, verwandt werden. Siehe
die Option --rtc.
--epoch=Jahr
Diese Option ist notwendig, wenn die Funktion --setepoch verwandt wird. Das
minimale Jahr ist 1900. Das maximale ist systemabhängig (ULONG_MAX - 1).
-f, --rtc=Dateiname
Setzt den Vorgabe-RTC-Dateinamen von hwclock außer Kraft. Andernfalls wird der
erste aus der folgenden Liste (in dieser Reihenfolge) verwandt:
/dev/rtc0
/dev/rtc
/dev/misc/rtc
Für IA-64:
/dev/efirtc
/dev/misc/efirtc
-l, --localtime
-u, --utc
zeigt an, auf welche Zeitskala die Hardware-Uhr gesetzt ist.
Die Hardware-Uhr kann konfiguriert sein, entweder UTC oder die lokale Zeitskala zu
verwenden, allerdings gibt es nichts in der Uhr, das angibt, welche der Varianten
gewählt wurde. Die Optionen --localtime und --utc übergeben diese Information an
den Befehl hwclock. Falls Sie das Falsche festlegen (oder keines angeben und die
falsche Voreinstellung nehmen) werden sowohl das Setzen als auch das Lesen der
Hardware-Uhr inkorrekt sein.
Falls Sie weder --utc noch --localtime angeben, dann wird die zuletzt mit der
Setzen-Funktion (--set, --systohc oder --adjust) verwendete benutzt, wie dies in
/etc/adjtime aufgezeichnet ist. Falls die adjtime-Datei nicht existiert, wird UTC
als Vorgabe verwendet.
Hinweis: Zeitübergangs-Änderungen können inkonsistent sein, falls die Hardware-Uhr
in lokaler Zeit betrieben wird. Lesen Sie die Diskussion weiter unten unter LOKAL
vs. UTC.
--noadjfile
deaktiviert die von /etc/adjtime bereitgestellten Leistungen. hwclock liest oder
schreibt nicht in diese Datei, wenn diese Option angegeben ist. Entweder --utc oder
--localtime müssen mit dieser Option angegeben werden.
--test ändert tatsächlich nichts am System, d.h. die Uhren oder /etc/adjtime (diese Option
impliziert --verbose).
--update-drift
aktualisiert den Abweichungsfaktor der Hardware-Uhr in /etc/adjtime. Sie kann nur
zusammen mit --set oder --systohc verwandt werden.
Zwischen Einstellungen ist minimal ein Abstand von vier Stunden notwendig. Damit
werden ungültige Berechnungen vermieden. Je länger die Periode, desto präziser wird
der sich ergebende Abweichungsfaktor sein.
Diese Option wurde in v2.26 hinzugefügt, da typischerweise auf Systemen beim
Herunterfahren hwclock --systohc aufgerufen wird. Mit dem alten Verhalten würde
dabei automatisch der Abweichungsfaktor (neu) berechnet werden, wodurch mehrere
Probleme entstanden:
• Wird NTP mit einem »11-Minuten-Modus«-Kernel verwandt, würde der
Abweichungsfaktor auf fast Null verfremdet.
• Es würde nicht die Verwendung von »kalter«-Abweichungskorrektur erlauben. Bei den
meisten Konfigurationen führt die »kalte« Abweichungskorrektur zu besseren
Ergebnissen. Kalt bedeutet, wenn die Maschine ausgeschaltet ist, was eine
wesentliche Auswirkung auf den Abweichungsfaktor haben kann.
• (Neu-)Berechnung des Abweichungsfaktors bei jedem Herunterfahren führt zu
suboptimalen Ergebnissen. Führen beispielsweise kurzzeitige Bedingungen dazu,
dass die Maschine ungewöhnlich heiß wird, wäre die Abweichungsfaktorberechnung
außerhalb des Gültigkeitsbereichs.
• Signifikant erhöhte System-Runterfahrzeiten (bei v2.31 wird die RTC nicht
gelesen, wenn --update-drift nicht verwandt wird).
Die Berechnung des Abweichungsfaktors durch hwclock ist ein guter Start, aber für
optimale Ergebnisse wird wahrscheinlich die Datei /etc/adjtime direkt bearbeitet
werden müssen. Bei den meisten Konfigurationen braucht die Abweichung nicht mehr
verändert zu werden, sobald der optimale Abweichungsfaktor erstellt wurde. Daher
wurde das alte Verhalten, die Abweichung automatisch (neu) zu berechnen, geändert
und benötigt nun dafür eine Option. Lesen Sie die Diskussion weiter unten unter Die
Adjust-Funktion.
Diese Option benötigt die Hardwareuhr vor ihrem Setzen. Falls sie nicht gelesen
werden kann, wird diese Option zum Fehlschlag der Setzen-Funktion führen. Dies kann
beispielsweise passieren, falls die Hardwareuhr durch einen Stromausfall beschädigt
ist. In diesem Fall muss die Uhr zuerst ohne diese Option gesetzt werden. Abgesehen
davon, dass sie nicht funktioniert, wäre der daraus resultierende Abweichungsfaktor
sowieso ungültig.
-v, --verbose
zeigt mehr Details über die internen Vorgänge von hwclock an.
ANMERKUNGEN
Uhren in einem Linux-System
Es gibt zwei Arten von Datum-Zeit-Uhren:
Die Hardware-Uhr: Diese Uhr ist ein unabhängiges Hardware-Gerät, mit seinem eigenen
Energiebereich (Batterie, Kondensatoren, usw.), das läuft, wenn die Maschine ausgeschaltet
oder sogar vom Netz getrennt ist.
Auf einem ISA-kompatiblen System wird diese Uhr als Teil des ISA-Standards spezifiziert.
Ein Steuerprogramm kann diese Uhr nur in ganzen Sekunden stellen oder auslesen, aber es
kann auch die Signalübergänge der Ein-Sekunden-Impulse erkennen, so dass die Uhr über
virtuell unendliche Präzision verfügt.
Diese Uhr wird allgemein die Hardware-Uhr, die Echtzeituhr, die RTC, die BIOS-Uhr oder die
CMOS-Uhr genannt. Der Begriff Hardware-Uhr wurde für hwclock gewählt. Der Linux-Kernel
bezeichnet sie auch als beständige Uhr.
Einige Nicht-ISA-Systeme haben ein paar Echtzeituhren, wobei nur eine davon ihre eigene
Energieversorgung hat. Ein sehr energiesparender externer I²C- oder SPI-Uhrchip könnte mit
einer Stützbatterie als Hardware-Uhr fungieren, um eine funktionellere integrierte
Echtzeituhr zu initialisieren, die für die meisten anderen Zwecke verwendet wird.
Die Systemuhr: Diese Uhr ist Teil des Linux-Kernels und wird durch einen Timer-Interrupt
gesteuert (auf einer ISA-Maschine ist der Timer-Interrupt Teil des ISA-Standards). Sie ist
nur von Bedeutung, solange Linux auf der Maschine läuft. Die Systemzeit wird als die
Anzahl der Sekunden seit dem 1. Januar 1970 um 00:00:00 Uhr Weltzeit ausgedrückt, oder
anders formuliert, die Anzahl der seit 1969 UTC vergangenen Sekunden. Die Systemzeit ist
dennoch keine Ganzzahl. Sie hat virtuell unbegrenzte Präzision.
Die Systemzeit ist die Zeit, auf die es ankommt. Der grundlegende Zweck der Hardware-Uhr
in einem Linux-System ist die Erhaltung der Zeit, wenn Linux nicht läuft, so dass die
Systemzeit beim Systemstart daraus initialisiert werden kann. Beachten Sie, dass in DOS,
wofür der ISA-Standard entworfen wurde, die Hardware-Uhr die einzig verfügbare Echtzeituhr
ist.
Es ist wichtig, dass die Zählung der Systemzeit nicht unterbrochen wird, zum Beispiel wenn
Sie mit dem Befehl date(1) die Systemzeit setzen, während das System läuft. Sie können
dennoch im laufenden Betrieb mit der Hardware-Uhr tun, was Sie wollen, und beim nächsten
Linux-Start wird die Zeit der Hardware-Uhr entsprechend angepasst. Hinweis: Derzeit ist
dies auf den meisten Systemen nicht möglich, da beim Herunterfahren hwclock --systohc
aufgerufen wird.
Die Zeitzone des Linux-Kernels wird durch hwclock gesetzt. Aber lassen Sie sich nicht in
die Irre führen – beinahe niemand interessiert sich dafür, was der Kernel meint, in
welcher Zeitzone er sich befindet. Stattdessen müssen Programme, für die die Zeitzone
wichtig ist (um Ihnen beispielsweise die lokale Zeit anzuzeigen), fast immer einen etwas
traditionelleren Weg wählen, um die Zeitzone zu ermitteln: Sie benutzen die
TZ-Umgebungsvariable oder die Datei /etc/localtime, wie in der Handbuchseite zu tzset(3)
erklärt. Jedoch nutzen einige Programme und Teile des Linux-Kernels dessen Zeitzonenwert,
zum Beispiel Dateisysteme. Ein Beispiel hierfür ist das vfat-Dateisystem. Ist der
Zeitzonenwert im Kernel falsch gesetzt, werden vom vfat-Dateisystem falsche Zeitstempel
gemeldet und gesetzt. Ein weiteres Beispiel ist der NTP-11-Minuten-Modus-Modus des
Kernels. Falls der Zeitzonenwert des Kernels und/oder die Variable
persistent_clock_is_local falsch ist, dann wird die Hardware durch den
11-Minuten-Modus-Modus falsch gesetzt. Lesen Sie hierzu die Diskussion weiter unten, unter
Automatischer Abgleich der Hardware-Uhr durch den Kernel.
hwclock setzt den Kernel-Zeitzonenwert auf den durch die Umgebungsvariable TZ oder aus
/etc/localtime mit den Funktionen --hctosys oder --systz angegebenen Wert.
Der Zeitzonenwert des Kernels besteht aus zwei Teilen: erstens dem Feld »tz_minuteswest«,
das die Anzahl der Minuten angibt, die die lokale Zeit (nicht an Sommer-/Winterzeit
angepasst) gegenüber der Weltzeit zurückbleibt, und zweitens dem Feld »tz_dsttime«,
welches angibt, ob am entsprechenden Ort gerade Sommer- oder Winterzeit herrscht. Dieses
zweite Feld wird unter Linux nicht genutzt und wird stets auf 0 gesetzt. Siehe auch
settimeofday(2).
Zugriffsmethoden auf Hardware-Uhren
hwclock verwendet viele verschiedene Arten, die Hardware-Uhr-Werte zu ermitteln und zu
setzen. Der normale Weg besteht in E/A zu der besondere Datei des RTC-Geräts. Dabei wird
angenommen, dass diese vom RTC-Treiber betrieben wird. Auch sind Linux-Systeme, die das
RTC-Konzept mit Udev verwenden, in der Lage, mehrere Hardware-Uhren zu unterstützen. Damit
könnte die Notwendigkeit entstehen, das Vorgabe-RTC-Gerät mit der Option --rtc außer Kraft
zu setzen.
Allerdings ist diese Methode nicht immer verfügbar, da ältere Systeme über keinen
RTC-Treiber verfügen. Auf diesen Systemen hängt die Art des Zugriffs auf die Hardware-Uhr
von der Art der Systemhardware ab.
Auf einem ISA-kompatiblen System kann hwclock direkt über Ein- und Ausgaben der Ports 0x70
und 0x71 auf die CMOS-Speicherregister zugreifen, welche die Uhr darstellen. Es werden
E/A-Anweisungen verwendet, was konsequenterweise nur funktionieren kann, wenn diese mit
der effektiven Benutzerkennung des Superusers aufgerufen werden. Diese Methode kann durch
Angabe der Option --directisa festgelegt werden.
Dies ist eine recht armselige Methode, auf die Uhr zuzugreifen, vor allem deshalb, weil
Programme auf Anwenderebene generell nicht dafür bestimmt sind, direkte E/A-Vorgänge
auszuführen und Interrupts zu deaktivieren. hwclock bietet dies zum Testen, Fehlersuchen
und da es auf ISA-kompatiblen Systemen, die über keinen funktionierenden RTC-Gerätetreiber
verfügen, die einzige verfügbare Methode sein könnte.
Die Adjust-Funktion
Die Hardware-Uhr ist üblicherweise nicht sehr genau. Jedoch lässt sich die Genauigkeit
recht gut vorhersagen – sie geht jeden Tag die gleiche Zeit vor oder nach. Dies nennt man
die Systemabweichung. Mit der Funktion --adjust von hwclock können Sie die
Systemabweichung der Hardware-Uhr korrigieren.
Es funktioniert folgendermaßen: hwclock verwaltet die Datei /etc/adjtime, in der einige
historische Informationen gespeichert sind. Diese Datei wird adjtime-Datei genannt.
Nehmen wir an, Sie beginnen ohne adjtime-Datei. Sie rufen den Befehl hwclock --set auf, um
die Hardware-Uhr auf die tatsächliche aktuelle Zeit zu stellen. hwclock legt die
adjtime-Datei an und zeichnet darin die Zeit als jene der letzten Kalibrierung der Uhr
auf. Fünf Tage später geht die Uhr 10 Sekunden vor, und Sie rufen
hwclock --set --update-drift auf, um die Uhr 10 Sekunden zurückzustellen. hwclock
aktualisiert die adjtime-Datei, zeichnet wiederum die aktuelle Zeit als den Zeitpunkt der
letzten Kalibrierung auf, wobei diesmal 2 Sekunden pro Tag als systematische Abweichung
protokolliert werden. 24 Stunden später rufen Sie den Befehl hwclock --adjust auf. hwclock
befragt die adjtime-Datei und stellt fest, dass die Uhr, wenn sie nicht korrigiert wird, 2
Sekunden pro Tag vorgeht. So zieht es die 2 Sekunden von der Zeit der Hardware-Uhr ab, da
die Uhr genau 24 Stunden nicht korrigiert wurde. Die aktuelle Zeit wird auch wieder als
die Zeit der letzten Kalibrierung aufgezeichnet. Noch einmal 24 Stunden später
funktioniert der Befehl hwclock --adjust wieder auf die gleiche Weise: hwclock zieht 2
Sekunden ab und aktualisiert die adjtime-Datei mit der aktuellen Zeit als letztem
Kalibrierungszeitpunkt der Uhr.
Wenn Sie die Option --update-drift mit --set oder --systohc verwenden, wird die
automatische Abweichungsrate durch Vergleich der vollabweichungskorrigerten Hardware-Uhr
mit der jetzt gesetzten Zeit (neu) berechnet. Daraus wird die 24-Stunden-Abweichungsrate
basierend auf dem letzten kalibrierten Zeitstempel aus der Adjtime-Datei abgeleitet.
Dieser aktualisierte Abweichungsfaktor wird dann in /etc/adjtime gespeichert.
Kleinere Fehler schleichen sich beim Stellen der Hardware-Uhr ein, daher unterlässt
--adjust Korrekturen von weniger als einer Sekunde. Wenn Sie zu einem späteren Zeitpunkt
erneut die Uhr stellen wollen, wird die aufgesammelte Abweichung nun mehr als eine Sekunde
betragen und --adjust führt die Korrektur einschließlich eines Bruchanteils aus.
hwclock --hctosys verwendet auch die Adjtime-Dateidaten, um den Wert aus der Hardware-Uhr
auszugleichen, bevor es die Systemuhr stellt. Es teilt nicht die 1-Sekunden-Begrenzung von
--adjust und wird Teilsekundenabweichungen sofort korrigieren. Es ändert weder die
Hardware-Uhr noch die Adjtime-Datei. Dies könnte die Notwendigkeit von --adjust
beseitigen, außer etwas anderes auf dem System benötigt die Ausgleichung der Hardware-Uhr.
Die Datei Adjtime
Sie wurde wegen ihres früheren ausschließlichen Zwecks der Steuerung des Abgleichs so
benannt und enthält außerdem Informationen, die hwclock für spätere Aufrufe speichert.
Die adjtime-Datei verwendet folgendes Format, in ASCII:
Zeile 1: drei Zahlen, durch Leerzeichen getrennt: 1) die systematische Abweichung in
Sekunden pro Tag als dezimale Fließkommazahl; 2) die sich ergebende Anzahl der Sekunden
seit 1969 Weltzeit gemäß der letzten Anpassung oder Kalibrierung als dezimale Ganzzahl; 3)
Null (zwecks Kompatibilität zu clock(8)) als dezimale Ganzzahl.
Zeile 2: eine Zahl: die sich ergebende Anzahl der Sekunden seit 1969 Weltzeit gemäß der
letzten Kalibrierung. Dies ist Null, falls noch keine Kalibrierung ausgeführt wurde oder
eine frühere Kalibrierung fehlschlug (zum Beispiel wurde die Hardware-Uhr seit der
Kalibrierung zwar gefunden, enthielt aber keine gültige Zeit). Dies ist eine dezimale
Ganzzahl.
Zeile 3: »UTC« oder »LOCAL«. Dies gibt an, ob die Hardware-Uhr auf lokale Zeit oder
Weltzeit eingestellt ist. Sie können diesen Wert stets mit den Befehlszeilenoptionen zu
hwclock außer Kraft setzen.
Sie können eine adjtime-Datei, die früher bereits mit dem Programm clock(8) genutzt wurde,
auch mit hwclock verwenden.
Automatischer Abgleich der Hardware-Uhr durch den Kernel
Es gibt auf einigen Systemen einen weiteren Weg, die Hardware-Uhr synchron zu halten. Der
Linux-Kernel verfügt über einen Modus, in dem in Abständen von 11 Minuten die Systemzeit
in die Hardware-Uhr kopiert wird. Dieser Modus wird beim Kompilieren ausgewählt, daher
werden nicht alle Kernel über diese Fähigkeit verfügen. Dieser Modus ist sinnvoll, wenn
Sie etwas Fortschrittliches wie NTP verwenden, um die Systemuhr synchron zu halten. (NTP
bezeichnet die Synchronisation der Systemzeit entweder über einen Zeitserver im Netzwerk
oder über eine an Ihrem System angeschlossene Funkuhr, siehe RFC 1305.)
Falls der Kernel mit der Option »11-Minuten-Modus« übersetzt ist, wird er aktiv sein, wenn
sich die Uhrdisziplin des Kernels in einem synchronisierten Zustand befindet. In diesem
Zustand ist das Bit 6 (das Bit, das mit der Maske 0x0040 gesetzt wird) der Kernelvariablen
time_status nicht gesetzt. Der Wert wird als »Status«-Zeile der Befehle adjtimex --print
oder ntptime ausgegeben.
Es bedarf eines Einflusses von außen, wie des NTP-Daemons, um die Uhrdisziplin des Kernels
in einen synchronisierten Status zu bringen und damit den » 11-Minuten-Modus« zu
aktivieren. Dieser kann durch die Ausführung von allem, die die Systemuhr auf die
althergekommene Art setzt, wie hwclock --hctosys, wieder ausgeschaltet werden. Falls der
NTP-Daemon allerdings noch läuft, wird er den » 11-Minuten-Modus« beim nächsten
Synchronisieren der Systemuhr wieder einschalten.
Falls Ihr System mit aktiviertem »11-Minuten-Modus« läuft, könnte die Verwendung von
entweder --hctosys oder --systz in den Systemstartskripten notwendig sein, insbesondere
falls die Hardware-Uhr auf die lokale Zeitskala konfiguriert ist. Falls der Kernel nicht
informiert ist, unter welcher Zeitskala die Hardware-Uhr läuft, könnte er sie mit der
falschen verfremden. Der Kernel verwendet standardmäßig UTC.
Der erste Benutzerraumbefehl, der die Systemuhr setzt, informiert den Kernel, welche
Zeitskala die Hardware-Uhr verwendet. Dies passiert über die Kernelvariable
persistent_clock_is_local. Falls --hctosys oder --systz zuerst ist, wird es diese Variable
entsprechend der Adjtime-Datei oder dem geeigneten Befehlszeilenargument setzen. Beachten
Sie, dass der Einsatz dieser Fähigkeit erfordert, dass bei Änderung der
Hardware-Uhr-Zeitskalenkonfiguration ein Systemneustart zur Information des Kernels
benötigt wird.
hwclock --adjust sollte nicht zusammen mit NTPs »11-Minute-Modus« verwandt werden.
Jahrhundertwert der ISA-Hardware-Uhr
Es gibt eine Art von Standard, der das CMOS-Speicherbyte 50 auf einer ISA-Maschine als
Anzeiger für das aktuelle Jahrhundert verwendet. hwclock nutzt oder setzt dieses Byte
nicht, da es einige Maschinen gibt, die das Byte nicht auf diese Weise definieren und es
sowieso unnötig ist. Das year-of-century leistet gute Arbeit beim Ermitteln des aktuellen
Jahrhunderts.
Falls Sie einen echten Anwendungsfall für das CMOS-Century-Byte haben, kontaktieren Sie
den Betreuer von hwclock, eine Option könnte hier zweckdienlich sein.
Beachten Sie, dass dieser Abschnitt nur relevant ist, wenn Sie die »Direct ISA«-Methode
für den Zugriff auf die Hardware-Uhr verwenden. ACPI bietet eine standardisierte
Zugriffsmöglichkeit auf die Jahrhundertwerte an, sofern diese von der Hardware unterstützt
werden.
DATUM-ZEIT-KONFIGURATION
Zeit ohne externe Synchronisation erhalten
Diese Diskussion basiert auf den folgenden Annahmen:
• Es läuft nichts, das die Echtzeituhren ändert, wie ein NTP-Daemon oder ein Cron-Job.
• Die Systemzeitzone ist für die korrekte lokale Zeit konfiguriert. Siehe unten unter
POSIX kontra »KORREKT«.
• Früh während des Systemstarts wird folgendes in dieser Reihenfolge aufgerufen:
adjtimex --tick Wert --frequency Wert
hwclock --hctosys
• Während des Herunterfahrens wird folgendes aufgerufen:
hwclock --systohc
* Systeme ohne adjtimex können ntptime verwenden.
Egal, ob eine Präzisionzeit mit einem NTP-Daemon verwaltet wird oder nicht, ist es
sinnvoll, das System so konfigurieren, dass es allein eine vernünftig gute Datum-Uhrzeit
hält.
Im ersten Schritt dafür muss ein klares Verständnis des Gesamtbildes erreicht werden. Es
gibt zwei komplett getrennte Hardwaregeräte, die alleine in ihrer eigenen Geschwindigkeit
laufen und von der »korrekten« Zeit mit ihrer eigenen Rate abweichen. Die Methoden und
Software für die Abweichungskorrektur unterscheiden sich für beide. Allerdings sind die
meisten Systeme so konfiguriert, dass die beiden Uhren beim Systemstart und
-herunterfahren die Werte austauschen. Dadurch werden die Fehlerkorrekturwerte der
einzelnen Geräte zwischen beiden hin und her übertragen. Wird versucht, nur bei einem von
ihnen eine Abweichungskorrektur vorzunehmen, wird die Abweichung des anderen Geräts
darübergelegt.
Dieses Problem kann bei Konfiguration der Abweichung der Systemuhr vermieden werden, indem
die Maschine nicht heruntergefahren wird. Dies und der Tatsache, dass die gesamte
Präzision von hwclock (einschließlich der Berechnung des Abweichungsfaktors) von der
Korrektheit der Systemuhrrate abhängt, bedeutet, dass die Konfiguration der Systemuhr
zuerst erfolgen sollte.
Die Abweichung der Systemuhr wird mit den Optionen --tick und --frequency des Befehls
adjtimex(8) korrigiert. Diese zwei Optionen arbeiten zusammen: »tick« ist die grobe und
»frequency« die feine Anpassung. (Für Systeme, die kein Paket adjtimex haben, kann
eventuell stattdessen ntptime -f ppm verwandt werden.)
Einige Linux-Distributionen versuchen, die Abweichung der Systemuhr mit der
Vergleichsaktion von adjtimex automatisch zu berechnen. Der Versuch, eine abweichende Uhr
mittels einer anderen abweichenden Uhr als Referenz zu korrigieren, gleicht dem Versuch
eines Hundes, seinen eigenen Schwanz zu fangen. Es mag irgendwann von Erfolg gekrönt sein,
aber vorher ist großer Aufwand und viel Frust involviert. Diese Automatisierung mag eine
Verbesserung gegenüber keiner Konfiguration sein, aber optimale Ergebnisse zu erwarten,
wäre fehlerhaft. Eine bessere Wahl für eine manuelle Konfiguration wäre die Option --log
von adjtimex.
Es mag effizienter sein, einfach die Abweichung der Systemuhr mit sntp oder date -Ins und
einem genauen Zeitstück nachzuverfolgen und dann die Abweichung manuell zu berechnen.
Nach dem Setzen der Tick- und Frequenzwerte fahren Sie mit dem Prüfen und Verfeinern der
Anpassungen fort, bis die Systemuhr eine gute Zeit hält. Siehe adjtimex(8) für weitere
Informationen und ein Beispiel, das die manuelle Abweichungskorrektur zeigt.
Sobald der Takt der Systemuhr sauber ist, widmen Sie sich der Hardware-Uhr.
In der Regel funktioniert die kalte Abweichung in den meisten Fällen am besten. Dies
sollte sogar auf Maschinen zutreffen, die 24/7 laufen und deren normale Auszeit aus einem
Systemneustart besteht. In diesen Fällen stellt der Abweichungsfaktor kaum einen
Unterschied dar. Aber in den seltenen Fällen, in denen die Maschine für eine längere Zeit
ausgeschaltet wird, sollte die kalte Abweichung zu besseren Ergebnissen führen.
Schritte zur Berechnung der kalten Abweichung:
1 Stellen Sie sicher, dass kein NTP-Daemon beim Systemstart gestartet wird.
2 Beim Herunterfahren muss die Zeit der Systemuhr korrekt sein!
3 Fahren Sie das System herunter.
4 Lassen Sie eine ausgedehnte Zeit vergehen, ohne die Hardware-Uhr zu ändern.
5 Starten Sie das System.
6 Verwenden Sie sofort hwclock, um die korrekte Zeit zu setzen, fügen Sie dabei die Option
--update-drift hinzu.
Hinweis: Falls in Schritt 6 --systohc verwandt wird, muss davor die Systemuhr korrekt
gesetzt werden (Schritt 6a).
Die Berechnung des Abweichungsfaktors mit hwclock ist ein guter Startpunkt, aber für
optimale Ergebnisse wird es wahrscheinlich notwendig sein, dies durch direkte Bearbeitung
der Datei /etc/adjtime anzupassen. Fahren Sie fort, den Abweichungsfaktor zu testen und
verfeinern, bis die Hardware-Uhr beim Systemstart korrekt eingestellt ist. Um dies zu
überprüfen, stellen Sie erst sicher, dass die Systemzeit vor dem Herunterfahren korrekt
ist und dann verwenden Sie direkt nach dem Starten sntp oder date -Ins und eine
Präzisionsuhr.
LOKAL vs. UTC
Wird die Hardware-Uhr in der lokalen Zeitskala betrieben, führt dies zu inkonsistenten
Sommerzeitergebnissen:
• Falls Linux während des Sommer-/Winterzeitwechsels läuft, wird die in die Hardware-Uhr
geschriebene Zeit für die Änderung angepasst.
• Falls Linux NICHT während des Sommer-/Winterzeitwechsels läuft, wird die von der
Hardware-Uhr gelesene Zeit NICHT für die Änderung angepasst werden.
Die Hardware-Uhr auf einem ISA-kompatiblen System hält nur ein Datum und eine Zeit. Sie
kennt weder das Konzept der Zeitzone noch der Sommer-/Winterzeit. Daher nimmt hwclock,
wenn ihm mitgeteilt wird, dass es in lokaler Zeit läuft, an, dass es sich in der
»korrekten« lokalen Zeit befindet und führt keine Anpassungen für die aus ihr gelesene
Zeit durch.
Linux führt den Sommer-/Winterzeitwechsel nur korrekt durch, wenn die Hardware-Uhr in der
UTC-Zeitskala läuft. Dies wird Systemadministratoren erleichtert, da hwclock die lokale
Zeit für seine Ausgabe und als Argument für die Option --date verwendet.
POSIX-Systeme sind wie Linux so entwickelt, dass die Systemuhr in der UTC-Zeitskala läuft.
Der Zweck der Hardware-Uhr liegt darin, die Systemuhr zu initialisieren, daher ergibt ein
Betrieb in UTC Sinn.
Linux versucht allerdings, die Tatsache, dass sich die Hardware in der lokalen Zeitskala
befindet, zu berücksichtigen. Dies dient primär dem dualen Systemstart mit älteren
Versionen von MS Windows. Seit Windows 7 soll der Registrierungsschlüssel
RealTimeIsUniversal korrekt funktionieren, so dass die Hardware-Uhr in UTC gehalten werden
kann.
POSIX kontra »KORREKT«
Eine Diskussion der Datum/Zeit-Konfiguration wäre allerdings unvollständig, ohne Zeitzonen
zu behandeln. Dies wird gut in tzset(3) abgedeckt. Ein Punkt, für den es keine
Dokumentation gibt, ist das »korrekte« Verzeichnis der Zeitzonendatenbank, manchmal auch
tz oder Zoneinfo genannt.
Es gibt zwei getrennte Datenbanken in dem Zoneinfo-System, POSIX und »korrekt«. »Korrekt«
(jetzt Zoneinfo-leaps genannt) enthält Schaltsekunden, POSIX nicht. Um die »korrekte«
Datenbank zu verwenden, muss die Systemuhr auf (UTC + Schaltsekunden) gesetzt sein, was zu
(TAI - 10) äquivalent ist. Dies ermöglicht es, die genaue Anzahl von Sekunden zwischen
zwei Daten zu berechnen, wenn dabei ein Schaltesekundenzeitraum durchlaufen wird. Die
Systemuhr wird dann in die korrekte zivile Zeit, einschließlich UTC, umgewandelt, indem
die »korrekten« Zeitzonendateien verwandt werden, die die Schaltsekunden abziehen.
Hinweis: Diese Konfiguration wird als experimentell bezeichnet und hat bekanntermaßen
Probleme.
Um ein System zur Verwendung einer bestimmten Datenbank zu konfigurieren, müssen alle in
seinem Verzeichnis befindliche Dateien in die Wurzel von /usr/share/zoneinfo kopiert
werden. Dateien werden nie vom POSIX- oder »korrekten« Unterverzeichnis benutzt, z.B.
TZ='right/Europe/Dublin'. Diese Gepflogenheit wurde so üblich, dass die Originalentwickler
des Zoneinfo-Projekts den Systemdateibaum restrukturierten, indem sie die POSIX- und
»korrekten« Unterverzeichnisse aus dem Zoeninfo-Verzeichnis und in benachbarte
Verzeichnisse verschoben:
/usr/share/zoneinfo
/usr/share/zoneinfo-posix
/usr/share/zoneinfo-leaps
Unglücklicherweise ändern einige Linux-Distributionen dies in ihren Paketen wieder auf die
alte Struktur zurück. Daher besteht das Problem der Systemadministratoren, die in das
»korrekte« Unterverzeichnis hineingreifen, weiter fort. Dies führt dazu, dass die
Systemzeitzone konfiguriert wird, Schaltsekunden zu beachten, während die
Zoneinfo-Datenbank weiterhin so konfiguriert ist, sie auszuschließen. Wenn dann eine
Anwendung wie die »World Clock« die Zeitzonendatei South_Pole benötigt oder ein E-Mail-MTA
oder hwclock die UTC-Zeitzonen-Datei benötigen, holen sie sie von der Wurzel von
/usr/share/zoneinfo, da das so von ihnen erwartet wird. Diese Dateien schließen
Schaltsekunden aus, aber die Systemuhr berücksichtigt sie, wodurch eine falsche Umwandlung
hervorgerufen wird.
Der Versuch, Dateien aus diesen getrennten Datenbanken vermischt zu benutzen, wird nicht
funktionieren, da sie von der Systemuhr verlangen, eine andere Zeitskala zu verwenden. Die
Zoneinfo-Datenbank muss wie oben beschrieben konfiguriert werden, entweder die POSIX oder
»korrekte« zu benutzen, oder indem der Umgebungsvariablen TZDIR ein Datenbankpfad
zugewiesen wird.
EXIT-STATUS
Eine der folgenden Rückgabewerte wird zurückgeliefert:
EXIT_SUCCESS (»0« auf POSIX-Systemen)
Erfolgreiche Programmausführung.
EXIT_FAILURE (»1« auf POSIX-Systemen)
Die Aktion ist fehlgeschlagen oder die Befehlssyntax war ungültig.
UMGEBUNGSVARIABLEN
TZ Falls diese Variable gesetzt ist, hat ihr Wert gegenüber der im System
konfigurierten Zeitzone Vorrang.
TZDIR Falls diese Variable gesetzt ist, hat ihr Wert gegenüber dem im System
konfigurierten Zeitzonendatenbankverzeichnispfad Vorrang.
DATEIEN
/etc/adjtime
Die Konfiguration und die Zustandsdateien für Hwclock.
/etc/localtime
Die Systemzeitzonendatei
/usr/share/zoneinfo/
Das System-Zeitzonen-Datenbankverzeichnis
Gerätedateien, die hwclock für den Zugriff auf die Hardware-Uhr versuchen darf:
/dev/rtc0
/dev/rtc
/dev/misc/rtc
/dev/efirtc
/dev/misc/efirtc
SIEHE AUCH
date(1), adjtimex(8), gettimeofday(2), settimeofday(2), crontab(1), tzset(3)
AUTOREN
Geschrieben von Bryan Henderson, September 1996 (bryanh@giraffe-data.com), basierend auf
dem Programm clock(8) von Charles Hedrick, Rob Hooft und Harald Koenig. Im Quellcode
finden Sie die vollständige Geschichte einschließlich der Danksagungen.
VERFÜGBARKEIT
Der Befehl hwclock ist Teil des Pakets util-linux und kann von
https://www.kernel.org/pub/linux/utils/util-linux/ heruntergeladen werden.
ÜBERSETZUNG
Die deutsche Übersetzung dieser Handbuchseite wurde von Mario Blättermann
<mario.blaettermann@gmail.com>, Dr. Tobias Quathamer <toddy@debian.org> und Helge
Kreutzmann <debian@helgefjell.de> erstellt.
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