记一次有趣的hwclock写RTC的PermissionDenied错误

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环境说明

  无

前言

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  稍微接触过嵌入式板卡的，基本都知道嵌入式板卡里面有个功能叫做RTC。在Linux里面，有几个概念比较重要，它们分别是系统时间和硬件时钟。对于系统时间的话，大家都了解的比较多，我们在各种界面上看到的时间都是系统时间，我们在CLI里面，用date命令操作的时间就是系统时间，我们的系统时间可以通过网络同步或者说RTC同步。

  此外，还有一个硬件时钟功能，这个功能就是RealTimeClock，它主要是用纽扣电池来维护一个硬件时钟，主要是用来同步时钟用的。例如，我们的设备怎么在没有网络的情况下，每次上电开机都能够得到真实时间，就需要靠RTC功能。对于RTC来说，在Linux里面，我们一般使用hwclock命令来对他做相关的操作，例如设置硬件时钟，例如从硬件时钟中得到真实时间，并设置到系统时钟等等。

一个奇怪的错误

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  上面我们提到了hwclock，最近，我们常用的一个板卡，其是Android系统，我们在交付给客户的时候，发现了一个奇怪的问题，我们执行hwclock失败了，而且错误还是Permission Deniend，熟悉linux的朋友可能都经常看到这个错误，它就是权限错误。下面是我们执行此命令的环境和错误：

  有人立马就会想到是不是我们没有用root用户来执行的原因，从上图可知，并不是这样的，这个错误远远没有想象的那么简单，但是也没有那么复杂。

深入分析相关源码

  首先，在Android里面，hwclock是来至于一个叫做toybox的库，大概在external/toybox/toys/other/hwclock.c，其中关于设置硬件时钟时的核心代码段如下：

if (toys.optflags & FLAG_w) {     /* The value of tm_isdst is positive if daylight saving time is in effect,      * zero if it is not and negative if the information is not available.      * todo: so why isn't this negative...? */     tm.tm_isdst = 0;     xioctl(fd, RTC_SET_TIME, &tm); } 

  看到这里，我们明白，必须要到内核源码才能够得到我们想要的答案。

  通过RTC_SET_TIME，在内核代码的drivers/rtc/rtc-dev.c里面，我们找到了第一处可能导致出现Permission Deniend的地方，代码如下：

static long rtc_dev_ioctl(struct file *file,                 unsigned int cmd, unsigned long arg) {     int err = 0;     struct rtc_device *rtc = file->private_data;     const struct rtc_class_ops *ops = rtc->ops;     struct rtc_time tm;     struct rtc_wkalrm alarm;     void __user *uarg = (void __user *) arg;      err = mutex_lock_interruptible(&rtc->ops_lock);     if (err)             return err;      /* check that the calling task has appropriate permissions         * for certain ioctls. doing this check here is useful         * to avoid duplicate code in each driver.         */     switch (cmd) {     case RTC_EPOCH_SET:     case RTC_SET_TIME:             if (!capable(CAP_SYS_TIME))                     err = -EACCES;             break;      case RTC_IRQP_SET:             if (arg > rtc->max_user_freq && !capable(CAP_SYS_RESOURCE))                     err = -EACCES;             break;      case RTC_PIE_ON:             if (rtc->irq_freq > rtc->max_user_freq &&                             !capable(CAP_SYS_RESOURCE))                     err = -EACCES;             break;     }          //...... } 

  这里产生权限拒绝的原因是由于Linux Capability，因此我们首要的是检查我们的hwclock有没有CAP_SYS_TIME能力，我们通过prctl + PR_CAPBSET_READ 来获取hwclock有没有这个能力（当然，这里可以有很多的其他方式来确定，我这里用最简单的方法来确定），在hwclock源码中添加如下代码段：

  int ret = prctl(PR_CAPBSET_READ, CAP_SYS_TIME);   if (ret < 0)           perror("sky: prctl PR_CAPBSET_READ");    printf("has CAP_SYS_TIME %dn", ret);  

  运行结果如下图：