MinGW localtime_r 在一个时区工作，在另一个时区失败

Posted 2023-03-24

【中文标题】MinGW localtime_r 在一个时区工作，在另一个时区失败

【英文标题】：MinGW localtime_r works in one time zone, fails in another

【发布时间】：2020-01-13 02:08:24

【问题描述】：

我有以下文件 test.c:

 #define _POSIX_THREAD_SAFE_FUNCTIONS
 #include <time.h>
 #include <stdio.h>
 #include <string.h>
 #include <stdint.h>
 #include <inttypes.h>

 int main(int argc,char**argv) 
    struct tm t1, t2, t3;
    time_t w1, w2, w3;
    memset(&t1,0,sizeof(struct tm));
    memset(&t2,0,sizeof(struct tm));
    memset(&t3,0,sizeof(struct tm));
    w1 = 0;
    errno = 0;
    localtime_r(&w1,&t1);
    printf("localtime_r: errno=%d\n",errno);
    errno = 0;
    w2 = mktime(&t1);
    printf("mktime: errno=%d result=%" PRId64 "\n",errno,((int64_t)w2));
    errno = 0;
    localtime_r(&w2,&t2);
    printf("localtime_r: errno=%d\n",errno);
    errno = 0;
    w3 = mktime(&t2);
    printf("mktime: errno=%d result=%" PRId64 "\n",errno,((int64_t)w3));
    errno = 0;
    localtime_r(&w3,&t3);
    printf("localtime_r: errno=%d\n",errno);
    printf("sizeof(time_t)=%" PRId64 "\n", ((int64_t)sizeof(time_t)));
    printf("W1=%" PRId64 " W2=%" PRId64 " W3=%" PRId64 "\n",((int64_t)w1),((int64_t)w2),((int64_t)w3));
    printf("Y1=%d Y2=%d Y3=%d\n",t1.tm_year,t2.tm_year,t3.tm_year);
    return 0;
 

我是这样编译的：

i686-w64-mingw32-gcc -D__MINGW_USE_VC2005_COMPAT=1 -o test.exe test.c

注意，i686-w64-mingw32-gcc --version 报告 8.3-win32 20190406 这是在 Ubuntu 19.04 的 Docker 映像中运行的，使用 MinGW 版本 Ubuntu 19.04（它说版本 6.0.0-3）。

我有一个 Windows 10 虚拟机（版本 1809 OS Build 17763.379）。 默认情况下，时区设置为美国太平洋时间 (UTC-8)。 我将 test.exe 复制到此 VM 并在那里运行。

打印出来：

localtime_r: errno=0
mktime: errno=0 result=0
localtime_r: errno=0
mktime: errno=0 result=0
localtime_r: errno=0
sizeof(time_t)=8
W1=0 W2=0 W3=0
Y1=69 Y2=69 Y3=69

这是预期的结果。 （在 1970 年 1 月 1 日的 UTC 午夜，UTC-8 仍然是 1969 年。）

我将 Windows 时区更改为 UTC+10（堪培拉、墨尔本、悉尼）。 再次运行它。它打印：

localtime_r: errno=0
mktime: errno=0 result=47244640256
localtime_r: errno=22
mktime: errno=22 result=4294967295
localtime_r: errno=0
sizeof(time_t)=8
W1=0 W2=47244640256 W3=4294967295
Y1=70 Y2=-1 Y3=206

似乎 mktime() 调用在 UTC+10 时区返回无效值，但在 UTC-8 时区返回正确值 0。

为什么这段代码在一个时区工作，在另一个时区中断？

注意，这只是-D__MINGW_USE_VC2005_COMPAT=1启用的问题 64 位时间_t。如果我忽略它，这意味着 32 位 time_t，那么代码 在两个时区工作。 （但是，32 位 time_t 不是一个好主意，因为它会在 2038 年中断，而距离现在不到 20 年。）

【问题讨论】：

如果你使用：printf("W1=%lld W2=%lld W3=%lld\n",((long long) w1),((long long) w2),((long long) w3)); 呢？

@SanderDeDycker 谢谢，你是对的。 %d 是错误的 printf 格式，因为它是 64 位值。打算用调整后的代码更新我的问题，这样做后问题看起来有点不同。

注：47244640256 == 0xB00000000，肯定是一个错误值。我怀疑问题被简化为为什么w2 = mktime(&t1); 行为不稳定。在mktime() 之前和之后打印t1 的全部内容可能是说明性的。也许之前的localtime_r(&w1,&t1); 将垃圾放入t1 - 还是mktime(&t1); 是错误的？

可能是 mktime 返回一个 32 位的值（即 0x00000000），但调用者需要一个 64 位的值（添加 0xB 垃圾）？ IE。这可能是abi不匹配吗？或者 iow ：实现mktime 的库是否也使用-D__MINGW_USE_VC2005_COMPAT=1 或等效项构建？

@SanderDeDycker 谢谢，我现在才这样做。

【参考方案1】：

我找出了问题的原因。 Sander De Dycker 的建议是，mktime 返回一个 32 位值，这是正确的。

问题基本上是这样的：MSVCRT 定义了三个mktime 函数：_mktime32 用于 32 位 time_t，_mktime64 用于 64 位 time_t，_mktime 是 _mktime32 的旧别名。

_mingw.h 在 32 位代码中执行 #define _USE_32BIT_TIME_T，除非您通过 #define __MINGW_USE_VC2005_COMPAT 禁用它。一旦有了#define __MINGW_USE_VC2005_COMPAT，localtime_s 就被定义为调用_localtime64_s 的内联函数。而#define _POSIX_THREAD_SAFE_FUNCTIONS 将localtime_r 定义为调用localtime_s 的内联函数。但是，mktime 仍然是 32 位的。要获得 64 位 mktime，您还需要 #define __MSVCRT_VERSION__ 0x1400（或更高版本）。一旦你这样做了，mktime 就变成了一个调用_mktime64 的内联函数。在此之前，mktime 是一个普通函数声明，它链接到旧版 32 位 mktime。

所以#define __MINGW_USE_VC2005_COMPAT 1 没有#define __MSVCRT_VERSION__ 0x1400（或-D 等效项）给你一个localtime_r 和64 位time_t，但是mktime 和32 位time_t，显然不会工作。更糟糕的是，mktime 符号的实际实现是返回一个 32 位的time_t，但函数声明是针对 64 位的time_t，这就是导致高 32 位出现垃圾的原因.

关于不同时区的差异行为，我没有完整的解释，但我认为原因可能如下：当你有一个函数实际上返回一个 32 位值但不正确时被定义为返回一个 64 位值，返回值的高 32 位将保存先前计算遗留下来的随机垃圾数据。因此，之前计算中的任何差异或代码路径略有不同，都可能导致不同的随机垃圾。对于 UTC-8 时区，无论出于何种原因，随机垃圾恰好为零，因此代码（尽管它不正确）实际上是有效的。使用 UTC+10 时区，随机垃圾结果非零，这会导致其余代码停止工作。