Correct spelling.
[dragonfly.git] / usr.sbin / zic / Theory
1 @(#)Theory      7.6
2
3
4 ----- Outline -----
5
6         Time and date functions
7         Names of time zone regions
8         Time zone abbreviations
9
10
11 ----- Time and date functions -----
12
13 These time and date functions are upwards compatible with POSIX.1,
14 an international standard for Unix-like systems.
15 As of this writing, the current edition of POSIX.1 is:
16
17   Information technology --Portable Operating System Interface (POSIX (R))
18   -- Part 1: System Application Program Interface (API) [C Language]
19   ISO/IEC 9945-1:1996
20   ANSI/IEEE Std 1003.1, 1996 Edition
21   1996-07-12
22
23 POSIX.1 has the following properties and limitations.
24
25 *       In POSIX.1, time display in a process is controlled by the
26         environment variable TZ.  Unfortunately, the POSIX.1 TZ string takes
27         a form that is hard to describe and is error-prone in practice.
28         Also, POSIX.1 TZ strings can't deal with other (for example, Israeli)
29         daylight saving time rules, or situations where more than two
30         time zone abbreviations are used in an area.
31
32         The POSIX.1 TZ string takes the following form:
33
34                 stdoffset[dst[offset],date[/time],date[/time]]
35
36         where:
37         
38         std and dst
39                 are 3 or more characters specifying the standard
40                 and daylight saving time (DST) zone names.
41         offset
42                 is of the form `[-]hh:[mm[:ss]]' and specifies the
43                 offset west of UTC.  The default DST offset is one hour
44                 ahead of standard time.
45         date[/time],date[/time]
46                 specifies the beginning and end of DST.  If this is absent,
47                 the system supplies its own rules for DST, and these can
48                 differ from year to year; typically US DST rules are used.
49         time
50                 takes the form `hh:[mm[:ss]]' and defaults to 02:00.
51         date
52                 takes one of the following forms:
53                 Jn (1<=n<=365)
54                         origin-1 day number not counting February 29
55                 n (0<=n<=365)
56                         origin-0 day number counting February 29 if present
57                 Mm.n.d (0[Sunday]<=d<=6[Saturday], 1<=n<=5, 1<=m<=12)
58                         for the dth day of week n of month m of the year,
59                         where week 1 is the first week in which day d appears,
60                         and `5' stands for the last week in which day d appears
61                         (which may be either the 4th or 5th week).
62
63 *       In POSIX.1, when a TZ value like "EST5EDT" is parsed,
64         typically the current US DST rules are used,
65         but this means that the US DST rules are compiled into each program
66         that does time conversion.  This means that when US time conversion
67         rules change (as in the United States in 1987), all programs that
68         do time conversion must be recompiled to ensure proper results.
69
70 *       In POSIX.1, there's no tamper-proof way for a process to learn the
71         system's best idea of local wall clock.  (This is important for
72         applications that an administrator wants used only at certain times--
73         without regard to whether the user has fiddled the "TZ" environment
74         variable.  While an administrator can "do everything in UTC" to get
75         around the problem, doing so is inconvenient and precludes handling
76         daylight saving time shifts--as might be required to limit phone
77         calls to off-peak hours.)
78
79 *       POSIX.1 requires that systems ignore leap seconds.
80
81 These are the extensions that have been made to the POSIX.1 functions:
82
83 *       The "TZ" environment variable is used in generating the name of a file
84         from which time zone information is read (or is interpreted a la
85         POSIX); "TZ" is no longer constrained to be a three-letter time zone
86         name followed by a number of hours and an optional three-letter
87         daylight time zone name.  The daylight saving time rules to be used
88         for a particular time zone are encoded in the time zone file;
89         the format of the file allows U.S., Australian, and other rules to be
90         encoded, and allows for situations where more than two time zone
91         abbreviations are used.
92
93         It was recognized that allowing the "TZ" environment variable to
94         take on values such as "America/New_York" might cause "old" programs
95         (that expect "TZ" to have a certain form) to operate incorrectly;
96         consideration was given to using some other environment variable
97         (for example, "TIMEZONE") to hold the string used to generate the
98         time zone information file name.  In the end, however, it was decided
99         to continue using "TZ":  it is widely used for time zone purposes;
100         separately maintaining both "TZ" and "TIMEZONE" seemed a nuisance;
101         and systems where "new" forms of "TZ" might cause problems can simply
102         use TZ values such as "EST5EDT" which can be used both by
103         "new" programs (a la POSIX) and "old" programs (as zone names and
104         offsets).
105
106 *       To handle places where more than two time zone abbreviations are used,
107         the functions "localtime" and "gmtime" set tzname[tmp->tm_isdst]
108         (where "tmp" is the value the function returns) to the time zone
109         abbreviation to be used.  This differs from POSIX.1, where the elements
110         of tzname are only changed as a result of calls to tzset.
111
112 *       Since the "TZ" environment variable can now be used to control time
113         conversion, the "daylight" and "timezone" variables are no longer
114         needed.  (These variables are defined and set by "tzset"; however, their
115         values will not be used by "localtime.")
116
117 *       The "localtime" function has been set up to deliver correct results
118         for near-minimum or near-maximum time_t values.  (A comment in the
119         source code tells how to get compatibly wrong results).
120
121 *       A function "tzsetwall" has been added to arrange for the system's
122         best approximation to local wall clock time to be delivered by
123         subsequent calls to "localtime."  Source code for portable
124         applications that "must" run on local wall clock time should call
125         "tzsetwall();" if such code is moved to "old" systems that don't
126         provide tzsetwall, you won't be able to generate an executable program.
127         (These time zone functions also arrange for local wall clock time to be
128         used if tzset is called--directly or indirectly--and there's no "TZ"
129         environment variable; portable applications should not, however, rely
130         on this behavior since it's not the way SVR2 systems behave.)
131
132 *       These functions can account for leap seconds, thanks to Bradley White
133         (bww@k.cs.cmu.edu).
134
135 Points of interest to folks with other systems:
136
137 *       This package is already part of many POSIX-compliant hosts,
138         including BSD, HP, Linux, Network Appliance, SCO, SGI, and Sun.
139         On such hosts, the primary use of this package
140         is to update obsolete time zone rule tables.
141         To do this, you may need to compile the time zone compiler
142         `zic' supplied with this package instead of using the system `zic',
143         since the format of zic's input changed slightly in late 1994,
144         and many vendors still do not support the new input format.
145
146 *       The Unix Version 7 "timezone" function is not present in this package;
147         it's impossible to reliably map timezone's arguments (a "minutes west
148         of GMT" value and a "daylight saving time in effect" flag) to a
149         time zone abbreviation, and we refuse to guess.
150         Programs that in the past used the timezone function may now examine
151         tzname[localtime(&clock)->tm_isdst] to learn the correct time
152         zone abbreviation to use.  Alternatively, use
153         localtime(&clock)->tm_zone if this has been enabled.
154
155 *       The 4.2BSD gettimeofday function is not used in this package.
156         This formerly let users obtain the current UTC offset and DST flag,
157         but this functionality was removed in later versions of BSD.
158
159 *       In SVR2, time conversion fails for near-minimum or near-maximum
160         time_t values when doing conversions for places that don't use UTC.
161         This package takes care to do these conversions correctly.
162
163 The functions that are conditionally compiled if STD_INSPIRED is defined
164 should, at this point, be looked on primarily as food for thought.  They are
165 not in any sense "standard compatible"--some are not, in fact, specified in
166 *any* standard.  They do, however, represent responses of various authors to
167 standardization proposals.
168
169 Other time conversion proposals, in particular the one developed by folks at
170 Hewlett Packard, offer a wider selection of functions that provide capabilities
171 beyond those provided here.  The absence of such functions from this package
172 is not meant to discourage the development, standardization, or use of such
173 functions.  Rather, their absence reflects the decision to make this package
174 contain valid extensions to POSIX.1, to ensure its broad
175 acceptability.  If more powerful time conversion functions can be standardized,
176 so much the better.
177
178
179 ----- Names of time zone rule files -----
180
181 The names of this package's installed time zone rule files are chosen to
182 help minimize possible future incompatibilities due to political events.
183 Ordinarily, names of countries are not used, to avoid incompatibilities
184 when countries change their name (e.g. Zaire->Congo) or
185 when locations change countries (e.g. Hong Kong from UK colony to China).
186
187 Names normally have the form AREA/LOCATION, where AREA is the name
188 of a continent or ocean, and LOCATION is the name of a specific
189 location within that region.  North and South America share the same
190 area, `America'.  Typical names are `Africa/Cairo', `America/New_York',
191 and `Pacific/Honolulu'.
192
193 Here are the general rules used for choosing location names,
194 in decreasing order of importance:
195
196         Use only valid Posix file names.  Use only Ascii letters, digits, `.',
197                 `-' and `_'.  Do not exceed 14 characters or start with `-'.
198                 E.g. prefer `Brunei' to `Bandar_Seri_Begawan'.
199         Include at least one location per time zone rule set per country.
200                 One such location is enough.
201         If all the clocks in a country's region have agreed since 1970,
202                 don't bother to include more than one location
203                 even if subregions' clocks disagreed before 1970.
204                 Otherwise these tables would become annoyingly large.
205         If a name is ambiguous, use a less ambiguous alternative;
206                 e.g. many cities are named San Jose and Georgetown, so
207                 prefer `Costa_Rica' to `San_Jose' and `Guyana' to `Georgetown'.
208         Keep locations compact.  Use cities or small islands, not countries
209                 or regions, so that any future time zone changes do not split
210                 locations into different time zones.  E.g. prefer `Paris'
211                 to `France', since France has had multiple time zones.
212         Use traditional English spelling, e.g. prefer `Rome' to `Roma', and
213                 prefer `Athens' to the true name (which uses Greek letters).
214                 The Posix file name restrictions encourage this rule.
215         Use the most populous among locations in a country's time zone,
216                 e.g. prefer `Shanghai' to `Beijing'.  Among locations with
217                 similar populations, pick the best-known location,
218                 e.g. prefer `Rome' to `Milan'.
219         Use the singular form, e.g. prefer `Canary' to `Canaries'.
220         Omit common suffixes like `_Islands' and `_City', unless that
221                 would lead to ambiguity.  E.g. prefer `Cayman' to
222                 `Cayman_Islands' and `Guatemala' to `Guatemala_City',
223                 but prefer `Mexico_City' to `Mexico' because the country
224                 of Mexico has several time zones.
225         Use `_' to represent a space.
226         Omit `.' from abbreviations in names, e.g. prefer `St_Helena'
227                 to `St._Helena'.
228
229 The file `zone.tab' lists the geographical locations used to name
230 time zone rule files.
231
232 Older versions of this package used a different naming scheme,
233 and these older names are still supported.
234 See the file `backwards' for most of these older names
235 (e.g. `US/Eastern' instead of `America/New_York').
236 The other old-fashioned names still supported are
237 `WET', `CET', `MET', `EET' (see the file `europe'),
238 and `Factory' (see the file `factory').
239
240
241 ----- Time zone abbreviations -----
242
243 When this package is installed, it generates time zone abbreviations
244 like `EST' to be compatible with human tradition and POSIX.1.
245 Here are the general rules used for choosing time zone abbreviations,
246 in decreasing order of importance:
247
248         Use abbreviations that consist of 3 or more upper-case Ascii letters,
249                 except use "___" for locations while uninhabited.
250                 Posix.1 requires at least 3 characters, and the restriction to
251                 upper-case Ascii letters follows most traditions.
252                 Previous editions of this database also used characters like
253                 ' ' and '?', but these characters have a special meaning to
254                 the shell and cause commands like
255                         set `date`
256                 to have unexpected effects.  In theory, the character set could
257                 be !%./@A-Z^_a-z{}, but these tables use only upper-case
258                 Ascii letters (and "___").
259         Use abbreviations that are in common use among English-speakers,
260                 e.g. `EST' for Eastern Standard Time in North America.
261                 We assume that applications translate them to other languages
262                 as part of the normal localization process; for example,
263                 a French application might translate `EST' to `HNE'.
264         For zones whose times are taken from a city's longitude, use the
265                 traditional xMT notation, e.g. `PMT' for Paris Mean Time.
266                 The only name like this in current use is `GMT'.
267         If there is no common English abbreviation, abbreviate the English
268                 translation of the usual phrase used by native speakers.
269                 If this is not available or is a phrase mentioning the country
270                 (e.g. ``Cape Verde Time''), then:
271
272                 When a country has a single or principal time zone region,
273                         append `T' to the country's ISO code, e.g. `CVT' for
274                         Cape Verde Time.  For summer time append `ST';
275                         for double summer time append `DST'; etc.
276                 When a country has multiple time zones, take the first three
277                         letters of an English place name identifying each zone
278                         and then append `T', `ST', etc. as before;
279                         e.g. `VLAST' for VLAdivostok Summer Time.
280
281 Application writers should note that these abbreviations are ambiguous
282 in practice: e.g. `EST' has a different meaning in Australia than
283 it does in the United States.  In new applications, it's often better
284 to use numeric UTC offsets like `-0500' instead of time zone
285 abbreviations like `EST'; this avoids the ambiguity.