fd_set¶

Un type de structure qui peut représenter un ensemble de descripteurs de fichier. Selon POSIX, le nombre maximal de descripteurs de fichier dans une structure fd_set est la valeur de la macro FD_SETSIZE.

Ensembles de descripteurs de fichier¶

Les paramètres principaux de select() sont trois « ensembles » de descripteurs de fichier (déclarés avec le type fd_set), qui permettent à l'appelant d'attendre trois classes d'événements sur l'ensemble de descripteurs de fichier indiqué. Chacun des paramètres de fd_set peut être indiqué comme NULL si aucun descripteur de fichier ne doit être surveillé pour la classe d'événements correspondante.

Important : lors de la sortie, chacun des ensembles de descripteurs de fichier est modifié sur place pour indiquer quels descripteurs de fichier sont actuellement « prêts ». Par conséquent, si on utilise select() dans une boucle, les ensembles doivent être réinitialisés avant chaque appel.

Le contenu d'un ensemble de descripteurs de fichier peut être manipulé en utilisant les macros suivantes :

FD_ZERO()

Cette macro efface (supprime tous les descripteurs de fichier) set. Elle doit être utilisée en tant que première étape de l'initialisation d'un ensemble de descripteurs de fichier.

FD_SET()

Cette macro ajoute le descripteur de fichier fd à set. L'ajout d'un descripteur de fichier déjà présent dans l'ensemble est sans effet et ne produit pas d'erreur.

FD_CLR()

Cette macro supprime le descripteur de fichier fd de set. La suppression d'un descripteur de fichier non présent dans l'ensemble est sans effet et ne produit pas d'erreur.

FD_ISSET()

select() modifie le contenu des ensembles en fonction des règles décrites ci-dessous. Après un appel à select(), la macro FD_ISSET() peut être utilisée pour tester si un descripteur de fichier est présent dans un ensemble. FD_ISSET() ne renvoie pas zéro si le descripteur de fichier fd est présent dans set, sinon il le renvoie.

Argument¶

Les paramètres de select() sont les suivants :

readfds

Les descripteurs de fichier de cet ensemble sont surveillés pour voir s'ils sont prêts en lecture. Un descripteur de fichier est prêt si une opération de lecture ne bloquera pas ; en particulier, le descripteur de fichier est prêt sur une fin-de-fichier.

Après que select() ait renvoyé, readfds sera vidé de tous les descripteurs de fichier sauf ceux prêts en lecture.

writefds

Les descripteurs de fichier de cet ensemble sont surveillés pour voir s'ils sont prêts en écriture. Un descripteur de fichier est prêt si une opération d'écriture ne bloquera pas. Cependant, même si un descripteur de fichier est indiqué comme inscriptible, une écriture abondante peut toujours bloquer.

Après que select() ait renvoyé, writefds() sera vidé de tous les descripteurs de fichier, sauf ceux prêts en écriture.

exceptfds

Les descripteurs de fichier de cet ensemble sont surveillés en cas de « conditions exceptionnelles ». Pour des exemples de conditions exceptionnelles, voir le point sur POLLPRI dans poll(2).

Après que select() ait renvoyé, exceptfds() sera vidé de tous les descripteurs de fichier, sauf ceux où s'est produite une condition exceptionnelle.

nfds

Ce paramètre doit être positionné sur le numéro du plus grand descripteur des trois ensembles, plus 1. Les descripteurs de fichier indiqués dans chaque ensemble sont vérifiés dans cette limite (mais voir BOGUES).

timeout

L'argument timeout est une structure timeval (décrite ci-dessous) qui 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 :

Notez que l'intervalle 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 valent zéro, select() renvoie immédiatement (c'est utile pour la scrutation).

Si timeout est indiqué comme étant NULL, select() restera bloqué dans l'attente d'un descripteur de fichier disponible :

pselect()¶

L'appel système pselect() permet à une application d'attendre de manière sécurisée un signal ou qu'un descripteur de fichier soit prêt.

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

• La fonction select() utilise un délai exprimé avec une struct timeval (en secondes et microsecondes), alors que pselect() utilise une struct timespec (en secondes et nanosecondes).
• La fonction select() peut modifier le paramètre timeout pour indiquer le temps restant. La fonction pselect() ne change pas ce paramètre.
• La fonction select() n'a pas de paramètre sigmask et se comporte comme pselect() avec une valeur NULL pour sigmask

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 (si sigmask est NULL, le masque de signaux n'est pas modifié pendant l'appel pselect()).

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);

La raison de la présence de 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 renvoie. 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 les signaux d'abord, traiter les signaux déjà reçus, puis invoquer pselect() avec le sigmask désiré, en évitant la situation de concurrence.)

Délai ¶

Le paramètre timeout de select() est une structure du type suivant :

struct timeval {


    time_t tv_sec;                /* secondes        */


    suseconds_t tv_usec;          /* microsecondes   */
};

Le paramètre correspondant à pselect() est une structure timespec(3).

Sous Linux, la fonction select() modifie timeout pour indiquer le temps non endormi ; la plupart des autres implémentations ne le font pas (POSIX.1 autorise les deux comportements). Cela 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 pour plusieurs select()s dans une boucle sans la réinitialiser. La meilleure attitude à adopter est de considérer timeout comme indéfini après le retour de select().

L'astuce du « self-pipe »¶

Sur les systèmes sans pselect, une gestion plus sûre (et plus portable) des signaux peut être obtenue en utilisant l'astuce du « self-pipe » : 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 pouvant être plein ou de la lecture dans un tube pouvant être vide, des entrées et sorties non bloquantes sont utilisées pour la lecture et l'écriture dans le tube.)

Émuler usleep(3)¶

Avant l'arrivée de usleep(3), certaines applications appelaient select() avec trois ensembles de descripteurs vides, nfds nul et un délai timeout non NULL, afin d'endormir, de manière portable, le processus avec une précision plus fine que la seconde.

Correspondance entre les notifications de select() et de poll()¶

Dans les sources du noyau Linux, nous trouvons les définitions suivantes qui montrent la correspondance entre les notifications de lisibilité, d'inscriptibilité et de condition exceptionnelle de select() et les notifications d'événements fournies par poll(2) et epoll(7) :

#define POLLIN_SET  (EPOLLRDNORM | EPOLLRDBAND | EPOLLIN |


                     EPOLLHUP | EPOLLERR)


                   /* Prêt en lecture */
#define POLLOUT_SET (EPOLLWRBAND | EPOLLWRNORM | EPOLLOUT |


                     EPOLLERR)


                   /* Prêt en écriture */
#define POLLEX_SET  (EPOLLPRI)


                   /* Condition exceptionnelle */

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 ultérieure 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.

Différences entre bibliothèque C et noyau¶

Le noyau Linux autorise les ensembles de descripteurs de fichier de n'importe quelle taille, en déterminant la taille des ensembles à vérifier à partir de la valeur de nfds. Cependant, dans l'implémentation de la glibc, le type fd_set a une taille fixe. Voir aussi les BOGUES.

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'enveloppe de la glibc.

L'appel système pselect6() de Linux modifie son argument timeout. Cependant, la fonction d'enveloppe 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 la 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 kernel_sigset_t *ss;   /* Pointeur vers un ensemble de signaux */


    size_t ss_len;               /* Taille (en octets) de l'objet vers


                                    lequel pointe 'ss' */
};

Cela permet à l'appel système d'obtenir à la fois le pointeur vers 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. Voir sigprocmask(2) pour un point sur la différence entre la vision du noyau et celle de la libc de l'ensemble de signaux.

Détails historiques sur la glibc¶

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

De la glibc 2.1 à la glibc 2.2.1, on peut définir _GNU_SOURCE afin d'obtenir la déclaration de pselect() depuis <sys/select.h>.