src/KM_tai.cpp

   1 /*
   2
   3 THIS IS A SUBSET OF THE FULL LIBTAI. CHANGES HAVE BEEN MADE TO SUIT
   4 LIBKUMU STYLE AND TYPE CONVENTIONS. ALL BUGS BELONG TO JOHN HURST.
   5 THE FOLLOWING IS FOR ATTRIBUTION, THANK YOU MR. BERNSTEIN FOR WRITING
   6 AND DISTRIBUTING SUCH GREAT SOFTWARE:
   7
   8 libtai 0.60, alpha.
   9 19981013
  10 Copyright 1998
  11 D. J. Bernstein, djb@pobox.com
  12 http://pobox.com/~djb/libtai.html
  13
  14
  15 libtai is a library for storing and manipulating dates and times.
  16
  17 libtai supports two time scales: (1) TAI64, covering a few hundred
  18 billion years with 1-second precision; (2) TAI64NA, covering the same
  19 period with 1-attosecond precision. Both scales are defined in terms of
  20 TAI, the current international real time standard.
  21
  22 libtai provides an internal format for TAI64, struct tai, designed for
  23 fast time manipulations. The tai_pack() and tai_unpack() routines
  24 convert between struct tai and a portable 8-byte TAI64 storage format.
  25 libtai provides similar internal and external formats for TAI64NA.
  26
  27 libtai provides struct caldate to store dates in year-month-day form. It
  28 can convert struct caldate, under the Gregorian calendar, to a modified
  29 Julian day number for easy date arithmetic.
  30
  31 libtai provides struct caltime to store calendar dates and times along
  32 with UTC offsets. It can convert from struct tai to struct caltime in
  33 UTC, accounting for leap seconds, for accurate date and time display. It
  34 can also convert back from struct caltime to struct tai for user input.
  35 Its overall UTC-to-TAI conversion speed is 100x better than the usual
  36 UNIX mktime() implementation.
  37
  38 This version of libtai requires a UNIX system with gettimeofday(). It
  39 will be easy to port to other operating systems with compilers
  40 supporting 64-bit arithmetic.
  41
  42 The libtai source code is in the public domain.
  43
  44 */
  45
  46   /*! \file    KM_tai.cpp
  47     \version $Id: KM_tai.cpp,v 1.5 2012/03/07 17:30:52 mikey Exp $
  48     \brief   portable time functions
  49   */
  50
  51 #include <KM_tai.h>
  52 #ifdef KM_WIN32
  53 #include <time.h>
  54 #else
  55 #include <sys/time.h>
  56 #endif
  57
  58 //
  59 void
  60 caldate_frommjd(Kumu::TAI::caldate* cd, i32_t day)
  61 {
  62   assert(cd);
  63   i32_t year, month, yday;
  64
  65   year = day / 146097L;
  66   day %= 146097L;
  67   day += 678881L;
  68   while (day >= 146097L) { day -= 146097L; ++year; }
  69
  70   /* year * 146097 + day - 678881 is MJD; 0 <= day < 146097 */
  71   /* 2000-03-01, MJD 51604, is year 5, day 0 */
  72
  73   year *= 4;
  74   if (day == 146096L) { year += 3; day = 36524L; }
  75   else { year += day / 36524L; day %= 36524L; }
  76   year *= 25;
  77   year += day / 1461;
  78   day %= 1461;
  79   year *= 4;
  80
  81   yday = (day < 306);
  82   if (day == 1460) { year += 3; day = 365; }
  83   else { year += day / 365; day %= 365; }
  84   yday += day;
  85
  86   day *= 10;
  87   month = (day + 5) / 306;
  88   day = (day + 5) % 306;
  89   day /= 10;
  90   if (month >= 10) { yday -= 306; ++year; month -= 10; }
  91   else { yday += 59; month += 2; }
  92
  93   cd->year = year;
  94   cd->month = month + 1;
  95   cd->day = day + 1;
  96 }
  97
  98 //
  99 static ui32_t times365[4] = { 0, 365, 730, 1095 } ;
 100 static ui32_t times36524[4] = { 0, 36524UL, 73048UL, 109572UL } ;
 101 static ui32_t montab[12] =
 102 { 0, 31, 61, 92, 122, 153, 184, 214, 245, 275, 306, 337 } ;
 103 /* month length after february is (306 * m + 5) / 10 */
 104
 105 //
 106 i32_t
 107 caldate_mjd(const Kumu::TAI::caldate* cd)
 108 {
 109   assert(cd);
 110   i32_t y, m, d;
 111
 112   d = cd->day - 678882L;
 113   m = cd->month - 1;
 114   y = cd->year;
 115
 116   d += 146097L * (y / 400);
 117   y %= 400;
 118
 119   if (m >= 2) m -= 2; else { m += 10; --y; }
 120
 121   y += (m / 12);
 122   m %= 12;
 123   if (m < 0) { m += 12; --y; }
 124
 125   d += montab[m];
 126
 127   d += 146097L * (y / 400);
 128   y %= 400;
 129   if (y < 0) { y += 400; d -= 146097L; }
 130
 131   d += times365[y & 3];
 132   y >>= 2;
 133
 134   d += 1461L * (y % 25);
 135   y /= 25;
 136
 137   d += times36524[y & 3];
 138
 139   return d;
 140 }
 141
 142
 143 //
 144 void
 145 caltime_utc(Kumu::TAI::caltime* ct, const Kumu::TAI::tai* t)
 146 {
 147   assert(ct&&t);
 148   Kumu::TAI::tai t2 = *t;
 149   ui64_t u = t2.x + 58486;
 150   i32_t s = (i32_t)(u % ui64_C(86400));
 151
 152   ct->second = (s % 60); s /= 60;
 153   ct->minute = s % 60; s /= 60;
 154   ct->hour = s;
 155
 156   u /= ui64_C(86400);
 157   caldate_frommjd(&ct->date,/*XXX*/(i32_t) (u - ui64_C(53375995543064)));
 158
 159   ct->offset = 0;
 160 }
 161
 162 //
 163 void
 164 caltime_tai(const Kumu::TAI::caltime* ct, Kumu::TAI::tai* t)
 165 {
 166   assert(ct&&t);
 167   i32_t day, s;
 168
 169   /* XXX: check for overflow? */
 170
 171   day = caldate_mjd(&ct->date);
 172
 173   s = ct->hour * 60 + ct->minute;
 174   s = (s - ct->offset) * 60 + ct->second;
 175
 176   t->x = day * ui64_C(86400) + ui64_C(4611686014920671114) + (i64_t)s;
 177 }
 178
 179 //
 180 void
 181 Kumu::TAI::tai::now()
 182 {
 183 #ifdef KM_WIN32
 184   SYSTEMTIME st;
 185   ::GetSystemTime(&st);
 186   TAI::caltime ct;
 187   ct.date.year = st.wYear;
 188   ct.date.month = st.wMonth;
 189   ct.date.day = st.wDay;
 190   ct.hour = st.wHour;
 191   ct.minute = st.wMinute;
 192   ct.second = st.wSecond;
 193   caltime_tai(&ct, this);
 194 #else
 195   struct timeval now;
 196   gettimeofday(&now, 0);
 197   x = ui64_C(4611686018427387914) + (ui64_t)now.tv_sec;
 198 #endif
 199 }
 200
 201
 202 //
 203 const Kumu::TAI::tai&
 204 Kumu::TAI::tai::operator=(const Kumu::TAI::caltime& rhs)
 205 {
 206   caltime_tai(&rhs, this);
 207   return *this;
 208 }
 209
 210 //
 211 const Kumu::TAI::caltime&
 212 Kumu::TAI::caltime::operator=(const Kumu::TAI::tai& rhs)
 213 {
 214   caltime_utc(this, &rhs);
 215   return *this;
 216 }
 217
 218
 219 //
 220 // end KM_tai.cpp
 221 //