VxWorks中如何实现时间同步
作者:佚名
上传时间:2023-05-19
运行软件:Wind River
软件版本:VxWorks 7.0
版权申诉
在嵌入式领域,时间同步是非常重要的一项功能。本示例展示了如何在VxWorks系统下使用NTP协议实现时间同步。使用NTP协议可以从网络时间服务器上获取时间信息进行同步。
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <time.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#define NTP_PORT 123
#define NTP_MAX_LI_VN_MODE 0x1C
#define NTP_MAX_STRATUM 15
#define NTP_MAX_POLL 10
#define NTP_MIN_PRECISION -20
#define NTP_MAX_PRECISION 20
#define NTP_MAX_DELAY 0.1
#define NTP_BIND_TIMEOUT_SEC 3
#define NTP_MANAGE_INTERVAL_SEC 5
#define NTP_TIME_EPOCH_OFFSET 2208988800ull
static void ntpManageTask(int arg1, int arg2, int arg3, int arg4, int arg5, int arg6, int arg7, int arg8, int arg9, int arg10);
static BOOL ntpBind(int *pSockFd);
static BOOL ntpGetServerAddr(int sockFd, struct sockaddr_in *pServerAddr, char *pServerName);
static BOOL ntpBuildQuery(char *pQuery, int queryLen);
static BOOL ntpParseReply(char *pReply, int replyLen, struct timespec *pTimeStamp);
static BOOL ntpUpdateLocalTime(struct timespec *pTimeStamp);
//启动时间同步管理任务
void ntpStartSync(void)
{
taskSpawn("tNtpSync", NTP_TASK_PRIORITY, NTP_TASK_OPTIONS,
NTP_TASK_STACK_SIZE, (FUNCPTR)ntpManageTask,
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0);
}
//时间同步管理任务
static void ntpManageTask(int arg1, int arg2, int arg3, int arg4, int arg5, int arg6, int arg7, int arg8, int arg9, int arg10)
{
struct timespec ts;
int sockFd;
struct sockaddr_in serverAddr;
char serverName[NTP_SERVER_NAME_LEN];
memset(&ts, 0, sizeof(ts));
//创建NTP套接字并绑定
if (FALSE == ntpBind(&sockFd)) {
goto TASK_EXIT;
}
//设置服务器名称
strncpy(serverName, NTP_SERVER_DEFAULT, sizeof(serverName));
while (1) {
//获取服务器地址
if (FALSE == ntpGetServerAddr(sockFd, &serverAddr, serverName)) {
goto TASK_EXIT;
}
//构建NTP报文查询服务器时间
if (FALSE == ntpBuildQuery(NTP_QUERY_DEFAULT, sizeof(NTP_QUERY_DEFAULT))) {
goto TASK_EXIT;
}
//发送查询报文并解析响应报文
if (FALSE == ntpParseReply(NTP_REPLY_DEFAULT, sizeof(NTP_REPLY_DEFAULT), &ts)) {
goto TASK_EXIT;
}
//更新本地时间
if (FALSE == ntpUpdateLocalTime(&ts)) {
goto TASK_EXIT;
}
//更新下一次同步的服务器名称
strncpy(serverName, NTP_SERVER_DEFAULT, sizeof(serverName));
//等待下一次同步时间
taskDelay(NTP_MANAGE_INTERVAL_SEC * sysClkRateGet());
}
TASK_EXIT:
printf("NTP manage task exit.\n");
if (sockFd >= 0) {
close(sockFd);
}
}
//绑定NTP套接字
static BOOL ntpBind(int *pSockFd)
{
struct sockaddr_in sockAddr;
struct timeval timeVal;
fd_set fdSet;
int sockFd = -1;
int ret = -1;
//创建NTP套接字
sockFd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
if (sockFd < 0) {
printf("create NTP socket fail, errno=%d.\n", errno);
return FALSE;
}
timeVal.tv_sec = NTP_BIND_TIMEOUT_SEC;
timeVal.tv_usec = 0;
FD_ZERO(&fdSet);
FD_SET(sockFd, &fdSet);
//设置套接字绑定超时时间
setsockopt(sockFd, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &timeVal, sizeof(timeVal));
memset(&sockAddr, 0, sizeof(sockAddr));
sockAddr.sin_family = AF_INET;
sockAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
sockAddr.sin_port = htons(NTP_PORT);
//绑定NTP套接字
ret = bind(sockFd, (struct sockaddr *)&sockAddr, sizeof(sockAddr));
if (ret < 0) {
printf("bind NTP socket fail, errno=%d.\n", errno);
close(sockFd);
return FALSE;
}
*pSockFd = sockFd;
return TRUE;
}
//获取服务器地址
static BOOL ntpGetServerAddr(int sockFd, struct sockaddr_in *pServerAddr, char *pServerName)
{
struct hostent *pHostEnt;
BOOL isNumeric;
in_addr_t serverAddr;
int ret;
//判断服务器名称为IP地址的情况
isNumeric = inet_pton(AF_INET, pServerName, &serverAddr);
if (isNumeric) {
pServerAddr->sin_addr.s_addr = serverAddr;
} else {
//查询DNS服务器获取IP地址
pHostEnt = gethostbyname(pServerName);
if (NULL == pHostEnt) {
printf("get NTP server address fail, errno=%d.\n", errno);
return FALSE;
}
memcpy(&pServerAddr->sin_addr, pHostEnt->h_addr_list[0], pHostEnt->h_length);
}
//设置服务器套接字地址族和端口号
pServerAddr->sin_family = AF_INET;
pServerAddr->sin_port = htons(NTP_PORT);
return TRUE;
}
//构建NTP报文查询服务器时间
static BOOL ntpBuildQuery(char *pQuery, int queryLen)
{
uint8_t *pPacket = (uint8_t *)pQuery;
struct timespec ts;
time_t secs;
uint32_t frac;
int ret;
//校验报文长度
if (queryLen != NTP_QUERY_LEN) {
printf("invalid query length.\n");
return FALSE;
}
//构建64位的NTP时间戳
clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts);
secs = ts.tv_sec + NTP_TIME_EPOCH_OFFSET;
frac = (uint64_t)ts.tv_nsec * ((uint32_t)1 << 32) / 1000000000;
//填充NTP报文头部
pPacket[0] = NTP_MAX_LI_VN_MODE;
pPacket[1] = NTP_MAX_STRATUM;
pPacket[2] = NTP_MAX_POLL;
pPacket[3] = NTP_MIN_PRECISION;
memcpy(pPacket + 4, &precision, sizeof(precision));
memcpy(pPacket + 8, &delay, sizeof(delay));
memcpy(pPacket + 12, &pcs, sizeof(pcs));
memcpy(pPacket + 16, &ocs, sizeof(ocs));
ret = htonl((uint32_t)secs);
memcpy(pPacket + 40, &ret, sizeof(ret));
ret = htonl((uint32_t)frac);
memcpy(pPacket + 44, &ret, sizeof(ret));
return TRUE;
}
//解析NTP响应报文
static BOOL ntpParseReply(char *pReply, int replyLen, struct timespec *pTimeStamp)
{
struct timespec ts;
uint8_t *pPacket = (uint8_t *)pReply;
uint32_t secPart;
uint32_t fracPart;
int ret;
//校验报文长度
if (replyLen != NTP_REPLY_LEN) {
printf("invalid reply length.\n");
return FALSE;
}
//解析服务器返回的NTP时间戳
memcpy(&secPart, pPacket + 40, sizeof(secPart));
memcpy(&fracPart, pPacket + 44, sizeof(fracPart));
ts.tv_sec = ntohl(secPart) - NTP_TIME_EPOCH_OFFSET;
ts.tv_nsec = ((uint64_t)ntohl(fracPart) * 1000000000) >> 32;
*pTimeStamp = ts;
return TRUE;
}
//更新本地时间
static BOOL ntpUpdateLocalTime(struct timespec *pTimeStamp)
{
struct timespec ts;
int ret;
clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts);
ts.tv_sec = pTimeStamp->tv_sec;
ts.tv_nsec = pTimeStamp->tv_nsec;
//设置系统时间
ret = clock_settime(CLOCK_REALTIME, &ts);
if (ret < 0) {
printf("set system time fail, errno=%d.\n", errno);
return FALSE;
}
return TRUE;
}
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