MeowOS-SDK/sdk/CLOCK_ABI.md

SDK 时钟 ABI 说明（meow_ui_time_ms 真机故障的根因与修复）

面向对象：维护 SDK / 工具链 / 重链 App 的人。结论先行：这不是 SDK 代码写错， 是 zig 0.17 自带 musl 在 mipsel 上的 time64 ABI 自相矛盾；修复落在 SDK 链上 （patch_v2/sdk/meow_ui_time.c + 链接期强定义），改后需重编 meow_ui.a 并重链四 App。

1. 现象（真机）

M10 抓到的日志首列（meow_ui_time_ms()，64 位）可拆成：

6607363222717682072  → lo=1135000 hi=1538396632
8754846870717682072  → lo=1135000 hi=2038396632
18138485921460348192 → lo=1140000 hi=4223195352

• 低 32 位 = 开机秒数 × 1000，恒为 1000 的倍数 → 毫秒位丢失；
• 高 32 位每次调用随机、无单调性。

同进程另一份取时（旧容器编的 core）正常 → 问题只在「zig 0.17 编的那部分」。

2. 根因链（三段证据）

2.1 zig 头文件：time_t 是 64 位，struct timespec 16 字节

<zig lib>/libc/include/mips-linux-musl/bits/alltypes.h：

#define _REDIR_TIME64 1
#define __USE_TIME_BITS64 1
typedef _Int64 time_t;                       /* 无条件 64 位 */
struct timespec { time_t tv_sec; ...; long tv_nsec; ... };   /* tv_sec@0(8B)、tv_nsec@8 */

include/generic-musl/time.h 因此在 _REDIR_TIME64 下把 clock_gettime 重定向到 __clock_gettime64。用该链编译的 C 代码一律按「16 字节、tv_sec 8 字节」取数 （patch_v2/sdk/meow_ui.a(meow_ui_gfx.o) 的旧 meow_ui_time_ms 反汇编：lw 0x10/0x14 取 tv_sec、lw 0x18 取 tv_nsec，正是这个布局）。

2.2 zig 的 clang 给 mipsel 预定义了 __ILP32__

$ echo | zig cc --target=mipsel-linux-musleabi -dM -E - | grep __ILP32__
#define __ILP32__ 1

（arm-linux-musleabi 同样为 1；x86-linux-musl / aarch64 为 0。容器里的 gcc 对 mips o32 不定义 __ILP32__。）

2.3 musl 的 time64 回退分支被这句 !__ILP32__ 整体编译掉

<zig lib>/libc/musl/src/time/clock_gettime.c：

#if defined(SYS_clock_gettime64) && !defined(__ILP32__)
        ... __syscall(SYS_clock_gettime64, clk, ts);      /* 4403 */
        ... 失败(ENOSYS) 再 __syscall(SYS_clock_gettime, clk, ts32);   /* 4263 + 宽度转换 */
#else
        r = __syscall(SYS_clock_gettime, clk, ts);        /* 直接把 8 字节 time32 写进调用者缓冲 */
#endif

这句 !__ILP32__ 本意只排除 x32（__ILP32__ 是 x32 的标记），但 clang 把它当成 「32 位数据模型」的通名。于是 zig 的 mipsel libc 走进 #else： __clock_gettime64 实际执行 SYS_clock_gettime(4263)，只写 8 字节 { int32 tv_sec; int32 tv_nsec; }。

证据（反汇编，当前 zig 0.17 静态链接的探针）：

0002576c <__clock_gettime64>:
  257c8:  addiu $2,$zero,0x10a7     ; 4263 = SYS_clock_gettime（time32）
  257cc:  syscall                    ; $5 直接是调用者的 16 字节 struct 指针，无 4403 尝试、无转换

同一符号在旧容器产物 patch_v2/ncm_app/ncm（已入库，gcc 构建）里是：

115748: addiu $2,$zero,0x1133      ; 4403 = SYS_clock_gettime64
11574c: syscall
...
115774: addiu $2,$zero,0x10a7      ; ENOSYS 后回退 4263，写入本地 ts32
...
        ; 再把 ts32 升成 64 位写回调用者（tv_sec=tv_sec、tv_nsec=tv_nsec）

两者对比即根因：头文件 ABI（64 位 time_t）与 libc 实现 ABI（32 位 time32）不一致。

2.4 数值解释（为什么「低 32 = 秒×1000、高 32 随机」）

libc 把 {sec, nsec} 当两个 int32 写进 16 字节缓冲的前 8 字节；SDK 按 64 位读：

tv_sec  = sec | (nsec << 32)           // 低字正确、高字=纳秒
tv_nsec = 缓冲偏移 8 的未初始化值        // 毫秒项≈0
result  = tv_sec*1000 + tv_nsec/1e6
        = sec*1000 + (nsec*1000 mod 2^32)<<32 + 垃圾/1e6

• 低 32 位只剩 sec*1000（nsec 项左移 32 位不落到低字）→ 恒为 1000 的倍数；
• 高 32 位 = nsec*1000 mod 2^32 → 每次随机、不单调；
• tv_nsec 来自越界读 → 通常是小值/0（真机上恰好 0，所以没有额外尾数）。

3. 修复（patch_v2/sdk/meow_ui_time.c）

1. 取数走内核 o32 ABI：meow_ui_time_ms() 用 syscall(SYS_clock_gettime32, CLOCK_MONOTONIC, &{int32 sec; int32 nsec;})， 再 meow_time_ms_from_parts(sec, nsec) 升成 64 位毫秒。完全不依赖 libc 头声明的 struct timespec 宽度 —— 即使将来 zig 修好（或换回容器链），内核 time32 入口始终存在。
2. 链接期修 libc 入口：同一 TU 强定义 __clock_gettime / __clock_gettime64 （musl 的 time()、gettimeofday()、__timedwait_cp()（pthread 定时等待）内部都调 __clock_gettime）。应用链接顺序是 ... meow_ui.a ... -lc，归档先解析符号，libc 里那份 坏实现（及其 VDSO 前导）不会被拉入 —— 用 nm 验证链接产物里没有 cgt_init/__vdsosym， 且 __time64/__timedwait_cp 的 jal 指向本 TU 的实现。
3. 睡眠入口一并修正（同源缺陷）：__nanosleep_time64 / __clock_nanosleep(_time64) 先按 time32 转换再发 SYS_nanosleep/SYS_clock_nanosleep，rem 再扩回 64 位。 修复前 zig libc 把 16 字节 time64 结构直接交给 time32 系统调用，内核读到的 nsec 恒为 0 → SDK 里 usleep(16000)（帧节拍、输入轮询、IME 冷却）全部变成忙等空转。
4. 去掉四处重复的 now_ms()：meow_ui_gfx.c / meow_ui_sys.c / meow_ui_input.c / meow_cachegov.c 统一调 meow_ui_time_ms()（cachegov 保留宿主测试注入桩）。
5. 构建脚本 build_sdk.sh 的 OBJS 增加 meow_ui_time；宿主单测 test_meow_time.c 固定换算边界与「单调且前进」；探针 tools/clock_abi_probe.c 用于宿主/真机一眼验收。
6. M16 续修同源入口（同一 TU，#if MEOW_TIME32_KERNEL_ABI 限定 mips o32）： __timedwait_cp/__timedwait（futex 相对超时）、__timerfd_settime64/ __timerfd_gettime64/timerfd_create、__clock_settime64。换算逻辑抽成平台无关的 meow_time32_{rel,abs}_from_parts() / itimerspec 转换（meow_ui_internal.h）， 宿主 test_meow_time64.c 直接覆盖。清单、逐项证据与未修项配方见 §6/§7。

非 mips 目标（宿主单测、aarch64 宿主）走普通 clock_gettime，行为不变。

4. 验证

宿主：

cd patch_v2/sdk
gcc -Os -Wall -Wextra -I. -Iinclude -c meow_ui_time.c -o /tmp/meow_ui_time.o
gcc -Os -Wall -Wextra -I. -Iinclude test_meow_time.c /tmp/meow_ui_time.o -o /tmp/test_meow_time
/tmp/test_meow_time        # == PASS ==（换算边界 + 单调前进）

交叉：

bash patch_v2/sdk/build_sdk_host.sh --verify     # 成员清单/架构自检 + 0 warning
llvm-objdump -d meow_ui.a(meow_ui_time.o)        # meow_ui_time_ms: syscall 4263, lw 0x18 取 nsec、sra 扩展 tv_sec

链接期接管（用真实归档链一个探针，检查符号来源）：

# 不应出现 libc 的 VDSO 前导（cgt_init/__vdsosym）→ libc 的取时实现未被拉入
strings -a clock_abi_probe_sdk | grep -c __vdso        # 期望 0
llvm-nm   clock_abi_probe_sdk | grep -E 'clock_gettime|nanosleep'
# __time64 / __timedwait_cp 的 jal 应指向本 TU 的 __clock_gettime；睡眠走 SYS_nanosleep(4166)/clock_nanosleep(4265)

探针 tools/clock_abi_probe.c（宿主 gcc 或 mipsel 交叉；加 -DMEOW_PROBE_WITH_SDK 并链 meow_ui.a 可同时验收 meow_ui_time_ms）：把 struct timespec 预填 0xAA 后取时， 若偏移 8..11 仍是 0xAA 即说明 libc 只写了 8 字节（ABI 不一致），退出码 2。

真机（塔台批准后）：日志首列应连续、出现非整千差；meow_ui_time_ms() 两次取样差 = 真实毫秒。 本次设备已离线，真机确认待办。

5. 影响面

• SDK 内：meow_ui_time_ms() 及其上层 —— 动画 tween（meow_ui_anim.c）、滚动/fling （meow_ui_scroll.c/meow_select.c）、IME 冷却（meow_ui_ime.c）、状态栏动画 （meow_ui_gfx.c）、通知 TTL（meow_ui_notify.c）、输入层 tick/启动冷却 （meow_ui_input.c）、cachegov 回退窗口（meow_cachegov.c）、日志首列（meow_ui_log.c）。
• App 侧：on_tick 入参 now、meow_anim_*、以及任何自行调用 meow_ui_time_ms() 的 App（hello/reader/files/ncm…）。
• 产物：meow_ui.a 变更 → 需重编并重链四 App（ncm/reader/files/hello）； time()/gettimeofday() 的修正也在同一份归档里生效（链接期覆盖）。
• 同步等待（M16）：pthread_cond_timedwait / sem_timedwait / pthread_join 超时 / aio_suspend / 非 PI 的 pthread_mutex_timedlock/rwlock timed 的相对超时按真实剩余 时间生效（不再「亚秒即超时」）。SDK 侧直接受益者是 meow_ui_audio.c 的 5 处条件等待 （:312/:351/:417/:431/:499）。 timerfd_*、clock_settime 一并修正（当前无调用方）。
• 真机写入红线未触碰；本单只改 SDK 源与文档/测试。

6. 同源入口全量清点（M16）

M16 把 zig 0.17 musl 源里所有 #if defined(SYS_*_time64) && !defined(__ILP32__) 守卫 逐条编译、反汇编核对（zig cc --target=mipsel-linux-musleabi），结论如下。 「回退分支」= __ILP32__ 被定义时实际编译进去的代码。

6.1 受损（回退分支把 time64 结构直传 time32 系统调用）

musl 源（守卫行）	入口	回退分支实际行为	状态
thread/__timedwait.c:14	futex 相对超时 → pthread_cond_timedwait / sem_timedwait / pthread_join 超时 / aio_suspend / 非 PI pthread_mutex_timedlock / rwlock timed	__syscall_cp(SYS_futex=4238, …, to)，to 是 16B time64 结构；内核只读前 8B：tv_nsec 落在 tv_sec 高半字（恒 0）→ 亚秒等待变 0（立即 ETIMEDOUT）、整秒等待丢纳秒	M16 已接管
linux/timerfd.c:14	timerfd_settime	32B itimerspec 直传 SYS_timerfd_settime32=4323；内核按 16B 读 → value.tv_sec 读到调用者的 interval.tv_nsec，value.tv_nsec 读到填充字节	M16 已接管
linux/timerfd.c:42	timerfd_gettime	4322 只写 16B，调用者按 32B 解 → 字段串位	M16 已接管
time/clock_settime.c:9	clock_settime	16B 直传 SYS_clock_settime32=4262 → nsec 恒 0	M16 已接管
signal/sigtimedwait.c:10	sigtimedwait	16B 直传 SYS_rt_sigtimedwait=4197	未修（SDK/App 未用，§7.3 配方）
ipc/semtimedop.c:19	semtimedop	16B 直传 SYS_ipc=4117（IPCOP_semtimedop）	未修（未用）
time/timer_settime.c:13	timer_settime	32B itimerspec 直传 4258	未修（未用）
time/timer_gettime.c:11	timer_gettime	4259 只写 16B	未修（未用）
stat/utimensat.c:15	utimensat（futimens 同源）	times[2]（32B）直传 4316	未修（仅 ncm 宿主 bench/测试出现）
network/recvmmsg.c:21	recvmmsg	16B timeout 直传 4335	未修（未用）
mq/mq_timedsend.c:10	mq_timedsend	16B 直传 4273	未修（未用）
thread/pthread_mutex_timedlock.c:8	PI 互斥量的 timedlock 快路径	16B 直传 4238（FUTEX_LOCK_PI）	未修（非 PI 走已修的 __timedwait；SDK/App 不用 PI 互斥量）

唯一在用的受害者是 futex：meow_ui_audio.c（5 处，:312/:351/:417/:431/:499）、 meow_audiod、ncm 播放线程都用 pthread_cond_timedwait，修复前「剩 0.4s」会被内核当成 {0,0} 立即超时 → 音频环形缓冲 的等待退化成忙轮询。

6.2 不受影响（回退分支自己做了宽度转换）——纠正 M11 §6 的猜测

musl 源	证据
select/pselect.c:15	回退分支 syscall_cp(SYS_pselect6=4301, …, (long[]){s, ns}, …)：o32 的 long=4B → 正好 8B time32
select/ppoll.c:14	同上（4302）。反汇编 __ppoll_time64：lw 0x0/0x8 读 16B 结构 → sw 成栈上两字 → addiu $4,$zero,0x10ce(4302)
select/select.c:28	mips 无 SYS_select，走 (long[]){s,ns} + 4301；同 pselect
linux/clock_adjtime.c:40	回退分支保留 if (sizeof(time_t) > sizeof(long))，构造 long 版 struct ktimex
misc/getrusage.c:9	同上宽度分支（dest = &ru_maxrss - 4*sizeof(long) + 回填）
linux/wait4.c:11	同上宽度分支

M11 §6 把 pselect/ppoll 列为「未验证」是保守估计；本次逐条反汇编确认它们本来就是对的， 不需要接管（也就没有可修的低风险项）。

7. 接管机制与未修项配方（M16）

7.1 符号名不是 API 名：_REDIR_TIME64 把调用点改了名

zig 的 alltypes.h 无条件 _REDIR_TIME64=1，头文件里每个受影响 API 都有一行 __REDIR(x, __x_time64)（generic-musl/*.h）。应用里写 timerfd_settime(...)，编译出来 引用的是 __timerfd_settime64。所以接管必须定义重定向后的符号：

API	应用引用的符号	libc 该 .o 还定义（必须一并接管，否则重复定义）
timerfd_settime/gettime	__timerfd_settime64 / __timerfd_gettime64	timerfd_create
clock_settime	__clock_settime64	（无）
内部 __timedwait_cp	__timedwait_cp	__timedwait、__eintr_valid_flag（弱）

只定义 __timedwait_cp 是不行的：libc 的 __timedwait.o 会因 __timedwait 未解析被 拉入，与本文的重定义撞车。实测：

ld.lld: error: duplicate symbol: __timedwait_cp
>>> defined at ovr2.c
>>> defined at __timedwait.c:34 (.../musl/src/thread/__timedwait.c:34)

7.2 为什么链接期接管有效

• 「hidden」不阻止静态链接接管：lld 按归档顺序解析，meow_ui_time.o 先于 libc.a 参与， libc 内部对 __timedwait_cp 的引用就绑到本文（实测 jal 0x…<__timedwait_cp>）。
• 前提是 meow_ui_time.o 被拉入：SDK/App 都引用 meow_ui_time_ms()，且 clock_gettime 被重定向到 __clock_gettime64（本文也定义），所以它总会被拉入。若将来把本 TU 的 接管符号拆到没人引用的新 TU，接管会静默失效。
• __eintr_valid_flag 给弱定义，libc signal/sigaction.c 的强定义优先（同时链 sigaction 实测不冲突）。
• 取消点语义不重写：__timedwait_cp 仍调 libc 的 __syscall_cp，ECANCELED/EINTR 处理逐行照抄 musl。
• 结构宽度前提：本 TU 与被接管入口的调用者必须用同一套 zig 头（time_t 8B、 struct timespec 16B）。当前四 App 与 launcher 都用 zig-mipsel-cc 编译 （$SYSROOT/lib 只有 libz.a，libc 来自 zig 内置 musl），前提成立；若将来换链， 必须整链替换、不能混用。

7.3 未修项的配方（同一模式，约 10 行/项）

1. 在 meow_ui_time.c 的 mips 分支里定义 __<api>_time64（或该 API 的重定向名）；
2. 入参展成 meow_time64_spec / meow_time64_itimerspec，调 meow_time32_rel_from_parts()（超时类，饱和）或 meow_time32_abs_from_parts() （绝对时刻类，越界回 ENOTSUP）；
3. 发 SYS_<api>_time32（或 SYS_<api> 的 time32 号），输出再反向展开；
4. 同一 .o 里 libc 定义的所有符号一起接管（见 7.1 表），否则重复定义；
5. 宿主单测补边界，交叉反汇编确认结构宽度与 syscall 号。

不建议顺手全改：这些 API 当前零调用（全仓 grep 只有 ncm 的宿主 bench/测试用 utimensat）， 每多接管一个就多一份「转换写错 → 静默写坏文件时间/信号等待」的面；优先级应按「谁先被 App 用」来定。根治仍是上游：换容器旧链（gcc 不定义 __ILP32__）编 SDK，或修补 zig 内置 musl 的 !__ILP32__ 守卫（本意只排除 x32）。

8. M16 验证

宿主（aarch64 Termux，gcc）：

cd patch_v2/sdk
gcc -Os -Wall -Wextra -I. -Iinclude -c meow_ui_time.c -o /tmp/m.o     # 0 warning
gcc -Os -Wall -Wextra -I. -Iinclude test_meow_time64.c /tmp/m.o -o /tmp/t && /tmp/t
gcc -Os -Wall -Wextra -I. -Iinclude test_meow_time.c   /tmp/m.o -o /tmp/t0 && /tmp/t0

• test_meow_time64（新，23 项）：相对/绝对换算边界（INT32_MAX±1、INT64_MAX、负值）、 itimerspec 四字段不串位与越界原子性，以及「同一块 16B 内存按内核 o32 只读 8B」的 before/after 模拟（0.4s → {0,0} 立即超时；2.3s → 2s 整）。
• test_meow_time（M11 回归）：换算边界 + 单调前进，仍 PASS。

交叉：

bash patch_v2/sdk/build_sdk_host.sh --verify    # 76 成员、全 MIPS32r2、0 warning

反汇编（本单新增/改写的入口）：

符号	syscall 号	缓冲宽度证据
__timedwait_cp	0x108e = 4238 SYS_futex	超时在栈上 8B（addiu $18,$sp,0x20 + sw $18,0x10($sp)），不再直传 16B 结构
__timerfd_settime64	0x10e3 = 4323 timerfd_settime32	从调用者 32B 结构读 0x0/0x4/0x8/0x10/0x14/0x18，打包成栈上 16B
__timerfd_gettime64	0x10e2 = 4322	内核只写栈上 16B，再按字段展开到调用者 32B
__clock_settime64	0x10a6 = 4262 clock_settime32	8B {int32 sec, int32 nsec}

链接期（真实 meow_ui.a + 探针，顺序同 App：probe.o meow_ui.a … -lc）：

llvm-objdump -d probe_sdk | sed -n '/<__pthread_cond_timedwait_time64>:/,/^$/p' | grep jal.__timedwait
#   cd930: jal 0x419e8 <__timedwait_cp>    ← 绑到 meow_ui.a 里的实现
llvm-nm probe_sdk | grep -c __timedwait_cp # 1（libc 那份未被拉入）

真机验证仍待设备（本单未碰真机）：pthread_cond_timedwait 传 100ms 超时的等待应真的等 约 100ms 再超时，而不是立即返回。