SELECT

Manuel du programmeur Linux (2)
31 janvier 2014

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NOM

select, pselect, FD_CLR, FD_ISSET, FD_SET, FD_ZERO - Multiplexage d'entrées-sorties synchrones  

SYNOPSIS

/* D'après POSIX.1-2001 */


#include <sys/select.h>

/* D'après les standards précédents */


#include <sys/time.h>


#include <sys/types.h>


#include <unistd.h>

int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
           fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

void FD_CLR(int fd, fd_set *set);


int  FD_ISSET(int fd, fd_set *set);


void FD_SET(int fd, fd_set *set);


void FD_ZERO(fd_set *set);

#include <sys/select.h>

int pselect(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
            fd_set *exceptfds, const struct timespec *timeout,
            const sigset_t *sigmask);

Exigences de macros de test de fonctionnalités pour la glibc (consultez feature_test_macros(7)) :

pselect() : _POSIX_C_SOURCE >= 200112L || _XOPEN_SOURCE >= 600  

DESCRIPTION

select() et pselect() permettent à un programme de surveiller plusieurs descripteurs de fichier, en attendant qu'au moins l'un de ces descripteurs soit « prêt » pour une certaine classe d'opérations d'entrée-sortie. Un descripteur de fichier est considéré comme prêt s'il est possible d'effectuer l'opération correspondante (par exemple read(2)) sans bloquer.

select() et pselect() ont un comportement identique, avec trois différences :

(i)

La fonction select() utilise un délai exprimé avec une struct timeval (secondes et microsecondes), alors que pselect() utilise une struct timespec (secondes et nanosecondes).

(ii)

La fonction select() peut modifier le paramètre timeout pour indiquer le temps restant. La fonction pselect() ne change pas ce paramètre.

(iii)

La fonction select() n'a pas de paramètre sigmask et se comporte comme pselect() avec une valeur NULL pour sigmask

Il y a trois ensembles indépendants de descripteurs surveillés simultanément. Ceux de l'ensemble readfds seront surveillés pour vérifier si des caractères deviennent disponibles en lecture. Plus précisément, on vérifie si un appel système de lecture ne bloquera pas --- en particulier un descripteur en fin de fichier sera considéré comme prêt. Les descripteurs de l'ensemble writefds seront surveillés pour vérifier si une écriture ne bloquera pas. Ceux de exceptfds seront surveillés pour l'occurrence de conditions exceptionnelles. En sortie, les ensembles sont modifiés pour indiquer les descripteurs qui ont changé d'état. Chacun des trois ensemble de descripteurs peut être NULL si aucun descripteur de fichier ne doit être surveillé pour cette classe d'événements.

Quatre macros sont disponibles pour la manipulation des ensembles. FD_ZERO() efface un ensemble. FD_SET() ajoute et FD_CLR() supprime un descripteur dans un ensemble. FD_ISSET() vérifie si un descripteur est contenu dans un ensemble, principalement utile après le retour de select().

nfds est le numéro du plus grand descripteur des 3 ensembles, plus 1.

L'argument timeout précise la durée de l'intervalle pendant lequel select() restera bloqué dans l'attente d'un descripteur de fichier disponible. L'appel restera bloqué jusqu'à ce que l'un des événements suivants se produise :

*

un descripteur de fichier est prêt;

*

l'appel système a été interrompu par l'arrivée d'un signal avant qu'une connexion valide ne survienne ; ou bien

*

le délai maximal expire.

Notez que timeout est arrondi selon la granularité de l'horloge du système, et un retard d'ordonnancement du noyau peut entraîner un léger dépassement de la durée de blocage. Si les deux champs de la structure timeval sont nuls alors select() retourne immédiatement. (Ce qui sert pour des surveillances en polling). Si le timeout est NULL (aucune limite), select() peut bloquer indéfiniment

sigmask est un pointeur sur un masque de signaux (consultez sigprocmask(2)). S'il n'est pas NULL, alors pselect() remplace d'abord le masque de signaux en cours par celui indiqué dans sigmask, puis invoque la fonction « select », et enfin restaure le masque de signaux à nouveau.

Mise à part la différence de précision de l'argument timeout, l'appel pselect() suivant :

    ready = pselect(nfds, &readfds, &writefds, &exceptfds,
                    timeout, &sigmask);

est équivalent à exécuter de façon atomique les appels suivants :

    sigset_t origmask;

    pthread_sigmask(SIG_SETMASK, &sigmask, &origmask);
    ready = select(nfds, &readfds, &writefds, &exceptfds, timeout);
    pthread_sigmask(SIG_SETMASK, &origmask, NULL);

L'idée derrière pselect() est que pour l'attente d'un événement, que ce soit un signal ou une condition sur un descripteur, un test atomique est nécessaire pour éviter les situations de concurrence. (Supposons que le gestionnaire de signaux active un drapeau global et revienne. Alors un test de ce drapeau, suivi d'un appel select() peut bloquer indéfiniment si le signal arrive juste après le test mais avant l'appel. À l'inverse, pselect() permet de bloquer le signal d'abord, traiter les signaux déjà reçus, puis invoquer pselect() avec le sigmask, désiré, en évitant la situation de blocage.)  

Délai maximal

Les structures temporelles concernées sont définies dans <sys/time.h> comme ceci :

struct timeval {
    long    tv_sec;         /* secondes      */
    long    tv_usec;        /* microsecondes */
};

et

struct timespec {
    long    tv_sec;         /* secondes     */
    long    tv_nsec;        /* nanosecondes */
};

(Toutefois, voir plus loin les versions POSIX.1-2001.)

Certaines applications appellent select() avec trois ensembles de descripteurs vides, nfds nul, et un délai timeout non nul, afin d'endormir, de manière portable, le processus avec une précision plus fine que la seconde.

Sous Linux, la fonction select() modifie timeout pour indiquer le temps restant mais la plupart des autres implémentations ne le font pas (POSIX.1-2001 autorise les deux comportements). Ceci pose des problèmes à la fois pour porter sur d'autres systèmes du code développé sous Linux qui utilise cette valeur de timeout modifiée, et pour porter sous Linux du code qui réutilise plusieurs fois la struct timeval sans la réinitialiser. La meilleure attitude à adopter est de considérer timeout comme indéfini après le retour de select().  

VALEUR RENVOYÉE

En cas de réussite select() et pselect() renvoient le nombre de descripteurs dans les trois ensembles de descripteurs renvoyés (c'est-à-dire le nombre total de bits à 1 dans readfds, writefds et exceptfds) qui peut être nul si le délai d’expiration a été atteint avant que quoi que ce soit d'intéressant ne se produise. Elles renvoient -1 en cas d’échec, auquel cas errno contient le code d'erreur ; les ensembles de descripteurs de fichier ne sont pas modifiés et timeout n’est plus défini.  

ERREURS

EBADF

Un descripteur de fichier invalide était dans l'un des ensembles. (Peut-être un descripteur déjà fermé, ou sur lequel une erreur s'est produite.)

EINTR

Un signal a été intercepté ; consultez signal(7).

EINVAL

nfds est négatif ou la valeur contenue dans timeout est invalide.

ENOMEM

Pas assez de mémoire pour le noyau.

 

VERSIONS

pselect() a été ajouté à Linux dans le noyau 2.6.16. Précédemment, pselect() était émulé dans la glibc (mais voir la section BOGUES).  

CONFORMITÉ

select() est conforme à POSIX.1-2001 et BSD 4.4 (la fonction select() est apparue dans BSD 4.2). Généralement portable depuis ou vers des systèmes non-BSD supportant des clones de la couche sockets BSD (y compris les variantes du System V). Néanmoins, sachez que les variantes du System V définissent une variable de timeout avant le retour alors que les variantes BSD ne le font pas.

pselect() est défini dans POSIX.1g, et dans POSIX.1-2001.  

NOTES

Un ensemble fd_set est un tampon de taille fixe. Exécuter FD_CLR() ou FD_SET() avec fd négatif ou supérieur ou égal à FD_SETSIZE résultera en un comportement indéfini. Plus encore, POSIX demande que fd soit un descripteur de fichier valide.

En ce qui concerne les types impliqués, la situation classique est que les deux champs de la structure timeval soient de type « long » (comme ci-dessus), et que la structure soit définie dans <sys/time.h>. La situation avec POSIX.1-2001 est

struct timeval {
    time_t         tv_sec;     /* secondes */
    suseconds_t    tv_usec;    /* microsecondes */
};

avec la structure définie dans <sys/select.h> et les types de données time_t et suseconds_t définis dans <sys/types.h>.

Concernant les prototypes, on demande classiquement l'inclusion de <time.h> pour select(). Avec POSIX.1-2001, on préfère inclure <sys/select.h> pour select() et pselect().

Les bibliothèques libc4 et libc5 n'avaient pas d'en-tête <sys/select.h>, mais avec les glibc 2.0 et suivantes le fichier existe. Pour la glibc 2.0, le prototype de pselect() est toujours erroné. Avec la glibc 2.1 à 2.2.1 le prototype de pselect() est fourni si la constante _GNU_SOURCE est définie avant l'inclusion. Depuis la glibc 2.2.2, les exigences sont celles indiquées dans le SYNOPSIS.  

Programmes multithreadés

Si un descripteur de fichier surveillé par select() est fermé dans un autre thread, le résultat est indéterminé. Sur certains systèmes UNIX, select() débloque et termine, avec une indication que le descripteur de fichier est prêt (une opération entrée/sortie ultérieur risque d'échouer avec une erreur, sauf si le descripteur de fichier a été réouvert entre le moment où select() termine et l'exécution des opérations entrée/sortie). Sur Linux (et d'autres systèmes), la fermeture du descripteur de fichier dans un autre thread n'a aucun effet sur select(). En résumé, toute application qui s'appuie sur un comportement particulier dans ce scénario doit être considérée comme boguée.  

Notes sur Linux

L'interface pselect() décrite dans cette page est implémentée par la glibc. L'appel système Linux sous-jacent est appelé pselect6(). Cet appel système a un comportement quelque peu différent de la fonction d'enrobage de la glibc.

L'appel système pselect6() de Linux modifie son argument timeout. Cependant, la fonction d'enrobage de la glibc cache ce comportement en utilisant une variable locale pour l'argument timeout qui est passé à l'appel système. Par conséquent, la fonction pselect() de glibc ne modifie pas son paramètre timeout, ce qui est le comportement prescrit par POSIX.1-2001.

Le dernier argument de l'appel système pselect6() n'est pas un pointeur sigset_t *, mais une structure de la forme suivante :

struct {
    const sigset_t *ss;     /* pointeur vers l'ensemble de signaux */
    size_t          ss_len; /* taille (en octet) de l'objet pointé
                               par 'ss' */
};

Cela permet à l'appel système d'obtenir à la fois le pointeur à l'ensemble de signaux et sa taille, tout en permettant à la plupart des architectures de ne prendre en charge qu'un maximum de 6 arguments pour un appel système.  

BOGUES

Glibc 2.0 fournissait une version de pselect() qui n'avait pas d'argument sigmask.

À partir de la version 2.1, la glibc fournissait une émulation de pselect() implémentée avec sigprocmask(2) et select(). Cette implémentation était vulnérable à la condition de concurrence que pselect() était conçu pour éviter. Les versions récentes de la glibc utilisent l'appel système pselect() (sans risque de concurrence) si le noyau le fournit.

Sur les systèmes sans pselect, une gestion plus sûre (et plus portable) des signaux peut être obtenue en utilisant un tube : un gestionnaire de signal écrit un octet dans un tube dont select() dans le programme principal surveille l'autre extrémité. (Pour éviter la possibilité de blocage lors de l'écriture dans un tube peut-être plein, ou la lecture dans un tube peut-être vide, des entrées et sorties non bloquantes sont utilisées pour la lecture et l'écriture dans le tube.)

Sous Linux, select() peut signaler un descripteur de fichier socket comme « prêt à lire » alors qu'une lecture suivante bloque. Cela peut, par exemple, survenir lorsque des données sont arrivées mais, après vérification, ont une mauvaise somme de contrôle et sont rejetées. Cela peut également arriver dans d'autres circonstances. Aussi, il est plus sûr d'utiliser O_NONBLOCK sur des sockets qui ne devraient pas bloquer.

Sous Linux, select() modifie également timeout si l'appel est interrompu par un gestionnaire de signaux (code d'erreur EINTR). Ceci est interdit par POSIX.1-2001. L'appel système pselect() de Linux se comporte de la même façon, mais la glibc cache cette particularité en copiant timeout vers une variable locale, et en passant cette variable à l'appel système.  

EXEMPLE

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int
main(void)
{
    fd_set rfds;
    struct timeval tv;
    int retval;

    /* Surveiller stdin (fd 0) en attente d'entrées */
    FD_ZERO(&rfds);
    FD_SET(0, &rfds);

    /* Attends jusqu'à 5 secondes. */
    tv.tv_sec = 5;
    tv.tv_usec = 0;

    retval = select(1, &rfds, NULL, NULL, &tv);
    /* Considérer tv comme indéfini maintenant ! */

    if (retval == -1)
        perror("select()");
    else if (retval)
        printf("Des données sont disponibles maintenant\n");
        /* FD_ISSET(0, &rfds) est alors vrai. */
    else
        printf("Aucune donnée durant les cinq secondes.\n");

    exit(EXIT_SUCCESS);
}

 

VOIR AUSSI

accept(2), connect(2), poll(2), read(2), recv(2), send(2), sigprocmask(2), write(2), epoll(7), time(7)

Pour un tutoriel avec des exemples, consultez select_tut(2).  

COLOPHON

Cette page fait partie de la publication 3.66 du projet man-pages Linux. Une description du projet et des instructions pour signaler des anomalies peuvent être trouvées à l'adresse http://www.kernel.org/doc/man-pages/.  

TRADUCTION

Depuis 2010, cette traduction est maintenue à l'aide de l'outil po4a <http://po4a.alioth.debian.org/> par l'équipe de traduction francophone au sein du projet perkamon <http://perkamon.alioth.debian.org/>.

Christophe Blaess <http://www.blaess.fr/christophe/> (1996-2003), Alain Portal <http://manpagesfr.free.fr/> (2003-2006). Julien Cristau et l'équipe francophone de traduction de Debian (2006-2009).

Veuillez signaler toute erreur de traduction en écrivant à <perkamon-fr@traduc.org>.

Vous pouvez toujours avoir accès à la version anglaise de ce document en utilisant la commande « LC_ALL=C man <section> <page_de_man> ».

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Time: 21:52:35 GMT, July 12, 2014