BEZEICHNUNG¶

ÜBERSICHT¶

/* Laut POSIX.1-2001, POSIX.1-2008 */
#include <sys/select.h>

/* Laut älterer Standards */
#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);

Mit Glibc erforderliche Makros (siehe feature_test_macros(7)):

pselect(): _POSIX_C_SOURCE >= 200112L

BESCHREIBUNG¶

select() kann nur Dateideskriptorennummern überwachen, die kleiner als FD_SETSIZE sind; poll(2) hat diese Einschränkung nicht. Siehe FEHLER.

Das Verhalten von select() und pselect() ist bis die folgenden drei Unterschiede identisch:

(i)

select() verwendet für Wartezeiten ein struct timeval (mit Sekunden und Mikrosekunden), während pselect() stattdessen ein struct timespec (mit Sekunden und Nanosekunden) verwendet.

(ii)

Während select() das Argument timeout ändern darf, um die verbleibende Zeit anzugeben, verändert pselect() dieses Argument nicht.

(iii)

Die Funktion select() hat keinen Parameter sigmask und verhält sich wie pselect, wenn ihr für sigmask ein NULL-Zeiger übergeben wird.

Es werden drei voneinander unabhängige Gruppen von Deskriptoren überwacht. Die in readfds aufgeführten Deskriptoren werden daraufhin beobachtet, ob neue Zeichen zum Lesen ankommen (genauer: ob eine Leseaktion nicht blockiert; insbesondere ist ein Dateideskriptor auch am Dateiende (EOF) bereit). Die Datei-Deskriptoren in writefds werden daraufhin beobachtet, ob Platz zum Schreiben verfügbar ist (ein größerer Schreibaufruf kann aber dennoch blockieren) und die Datei-Deskriptoren in exceptfds werden auf außergewöhnliche Bedingungen überwacht. (Lesen Sie die Diskussion von POLLPRI in poll(2) für Beispiele für außergewöhnliche Bedingungen.)

Wenn die Funktion beendet wird, wird jede der Dateideskriptor-Gruppen so verändert, dass sie anzeigen, welcher Deskriptor seinen Status geändert hat. (Falls Sie daher select() innerhalb einer Schleife verwenden, müssen die Gruppen vor jedem Aufruf neu initialisiert werden.)

Jede der drei Gruppen von Deskriptoren kann als NULL angegeben werden, falls für die entsprechenden Dateideskriptoren keine Klassen oder Ereignisse überwacht werden müssen.

Es werden vier Makros bereitgestellt, um mit diesen Gruppen zu arbeiten. FD_ZERO() löscht eine Gruppe, FD_SET() fügt einen Deskriptor zu einer Gruppe hinzu und FD_CLR() löscht diesen. FD_ISSET() prüft, ob der Deskriptor in der Gruppe enthalten ist. Das ist insbesondere nach einem Aufruf von select() nützlich.

nfds sollte auf die Nummer des am höchsten nummerierten Dateideskriptors in allen drei Gruppen plus 1 gesetzt werden. Der gekennzeichnete Dateideskriptor in jeder der drei Gruppen wird bis zu dieser Begrenzung geprüft (siehe aber FEHLER).

Das Argument timeout legt das Intervall fest, das select() warten sollte, bis ein Dateideskriptor bereit wird. Der Aufruf wird blockieren, bis entweder:

• ein Dateideskriptor bereit wird,
• der Aufruf durch einen Signal-Handler unterbrochen wird, oder
• die Wartezeit abläuft.

Beachten Sie, das das Intervall timeout auf die Auflösung der Systemuhr aufgerundet wird. Durch Verzögerungen beim Kernel-Scheduling kann dieser Wert nochmals etwas größer werden. Falls beide Felder der Struktur timeval gleich 0 sind, kehrt select() sofort zurück. (Das ist praktisch für Polling). Falls timeout gleich NULL ist (keine Wartezeit), kann select() auf unbestimmte Zeit blockieren.

sigmask ist ein Zeiger auf eine Signalmaske (siehe sigprocmask(2)); falls er ungleich NULL ist, ersetzt pselect() zuerst die aktuelle Signalmaske mit derjenigen, auf die sigmask weist, erledigt danach die »select«-Funktion und stellt als Letztes die ursprüngliche Signalmaske wieder her.

Abgesehen von der unterschiedlichen Genauigkeit des timeout-Arguments ist der pselect()-Aufruf

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

ist äquivalent zur atomaren Ausführung der folgenden Aufrufe:

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

Falls man auf die Verfügbarkeit eines Signals oder eines Dateideskriptors warten möchte, ist zur Vermeidung von Wettlaufsituationen (race conditions) eine atomare Prüfung erforderlich, die von pselect() erledigt wird. (Angenommen, der Signal Handler setzt einen globalen Schalter und kehrt zurück. Dann könnte eine Prüfung dieses globalen Schalters gefolgt von einem Aufruf von select() auf unbestimmte Zeit hängen, wenn das Signal zwischen der Prüfung und vor dem Aufruf von select() eintrifft. Im Gegensatz dazu ermöglicht es pselect() zuerst Signale zu blockieren, die eingetroffenen Signale abzuarbeiten und anschließend pselect() mit der gewünschten sigmask aufzurufen, um Race Conditions zu vermeiden.)

struct timeval {
    long    tv_sec;         /* Sekunden */
    long    tv_usec;        /* Mikrosekunden */
};

struct timespec {
    long    tv_sec;         /* Sekunden */
    long    tv_nsec;        /* Nanosekunden */
};

RÜCKGABEWERT¶

FEHLER¶

EBADF

In einer der Gruppen wurde ein ungültiger Dateideskriptor angegeben. (Vielleicht war es ein schon geschlossener Dateideskriptor oder einer, bei dem ein Fehler aufgetreten ist.) Lesen Sie aber auch FEHLER.

EINTR

Ein Signal wurde abgefangen; siehe signal(7).

EINVAL

nfds ist negativ oder übersteigt die Ressourcenbegrenzung RLIMIT_NOFILE (siehe getrlimit(2)).

EINVAL

Der Wert von timeout ist ungültig.

ENOMEM

Speicher für interne Tabellen konnte nicht bereitgestellt werden.

VERSIONEN¶

KONFORM ZU¶

pselect() ist in POSIX.1g und in POSIX.1-2001 und in POSIX.1-2008 definiert.

ANMERKUNGEN¶

Das Verhalten von select() und pselect() ist von dem Schalter O_NONBLOCK nicht betroffen.

Unter einigen UNIX-Systemen kann select() mit dem Fehler EAGAIN fehlschlagen, falls es dem System nicht gelingt, Kernel-interne Ressourcen zuzuweisen. Linux verwendet hierbei ENOMEM. POSIX legt diesen Fehler für poll(2) aber nicht für select() fest. Portable Anwendungen könnten in einer Schleife auf EAGAIN (wie auch auf EINTR) prüfen.

Auf Systemen, auf denen pselect() fehlt, kann ein zuverlässiges (und portableres) Abfangen von Signalen mit dem Selbst-Pipe-Trick erreicht werden. Bei dieser Technik schreibt ein Signal-Handler ein Byte in eine Pipe, dessen anderes Ende von select() im Hauptprogramm überwacht wird. (Um mögliches Blockieren beim Schreiben in eine Pipe, die voll sein könnte, oder Lesen aus einer Pipe, die leer sein könnte, zu vermeiden, wird nicht blockierende E/A beim Auslesen und Schreiben in die Pipe verwandt.)

Im Hinblick auf die beteiligten Typen ist die klassische Situation, dass zwei Felder einer Struktur timeval vom Typ long (wie gezeigt) sind und die Struktur in <sys/time.h> definiert ist. Die POSIX.1-Situation ist

struct timeval {
    time_t         tv_sec;     /* Sekunden */
    suseconds_t    tv_usec;    /* Mikrosekunden */
};

wobei die Struktur in <sys/select.h> definiert und die Datentypen time_t und suseconds_t in <sys/types.h> definiert sind.

Im Hinblick auf Prototypen ist die klassische Situation, dass <time.h> für select() eingebunden werden sollte. Die Situation unter POSIX.1 ist, dass <sys/select.h> für select() und pselect() eingebunden werden sollte.

Unter Glibc 2.0 gibt <sys/select.h> den falschen Prototyp für pselect(). Unter Glibc 2.1 bis 2.2.1 gibt er pselect(), wenn _GNU_SOURCE definiert ist. Seit Glibc 2.2.2 gelten die in ÜBERSICHT gezeigten Anforderungen.

#define POLLIN_SET  (EPOLLRDNORM | EPOLLRDBAND | EPOLLIN |
                     EPOLLHUP | EPOLLERR)
                   /* Bereit zum Lesen */
#define POLLOUT_SET (EPOLLWRBAND | EPOLLWRNORM | EPOLLOUT |
                     EPOLLERR)
                   /* Bereit zum Schreiben */
#define POLLEX_SET  (EPOLLPRI)
                   /* Außergewöhnliche Bedingung */

struct {
    const kernel_sigset_t *ss;  /* Zeiger auf Signalgruppe */
    size_t ss_len;              /* Größe (in Bytes) des Objekts,
                                   auf das durch »ss« gezeigt wird */
};

FEHLER¶

Die Implementierung der Argumente fd_set als Wert-Ergebnis-Argumente bedeutet, dass sie bei jedem Aufruf von select() neu initialisiert werden müssen. Dieser Design-Fehler wird von poll(2) vermieden, der getrennte Strukturfelder für die Ein- und Ausgabe des Aufrufs verwendet.

Laut POSIX sollte select() alle festgelegten Dateideskriptoren in den drei Dateideskriptor-Gruppen bis zur Grenze nfds-1 prüfen. Allerdings ignoriert die aktuelle Implementierung jeden Dateideskriptor in diesen Gruppen, der größer als die maximale Dateideskriptorennummer ist, die der Prozess derzeit offen hat. Laut POSIX sollte jeder solcher Dateideskriptoren, der in einer der drei Gruppen festgelegt ist, zu einem Fehler EBADF führen.

Glibc 2.0 stellte eine Version von pselect() bereit, die das Argument sigmask nicht akzeptierte.

Beginnend mit Version 2.1 stellt Glibc eine Emulation von pselect() bereit, die mittels sigprocmask(2) und select() implementiert wurde. Diese Implementierung blieb für den starken Ressourcenwettlauf verwundbar, der durch das Design von pselect() vermieden werden sollte. Moderne Versionen der Glibc verwenden den (ressourcenwettlauffreien) pselect()-Systemaufruf auf Kerneln, die ihn bereitstellen.

Unter Linux könnte select() einen Socket-Dateideskriptor als »bereit zum Lesen« melden, obwohl trotzdem ein folgendes Lesen blockiert. Dies könnte beispielsweise passieren, wenn Daten angekommen sind, aber bei genauerer Prüfung die falsche Prüfsumme haben und daher verworfen werden. Es mag andere Umstände geben, in denen ein Dateideskriptor fälschlicherweise als bereit berichtet werden könnte. Daher mag es sicherer sein, O_NONBLOCK bei Sockets zu benutzen, die nicht blockieren sollen.

Unter Linux verändert select() auch timeout falls der Aufruf durch ein Signal-Handler unterbrochen wird (d.h. den Fehler EINTR zurückliefert). Dies wird von POSIX.1 nicht erlaubt. Der Linux-Systemaufruf pselect() zeigt das gleiche Verhalten, aber der Glibc-Wrapper versteckt das Verhalten, indem er intern timeout in eine lokale Variable kopiert und diese Variable an den Systemaufruf übergibt.

BEISPIEL¶

#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;
    /* Beobachte stdin (fd 0), um zu sehen, wenn es Eingaben gibt. */
    FD_ZERO(&rfds);
    FD_SET(0, &rfds);
    /* Warte bis zu fünf Sekunden. */
    tv.tv_sec = 5;
    tv.tv_usec = 0;
    retval = select(1, &rfds, NULL, NULL, &tv);
    /* Verlassen Sie sich jetzt nicht auf den Wert von tv! */
    if (retval == -1)
        perror("select()");
    else if (retval)
        printf("Daten sind jetzt verfügbar.\n");
        /* FD_ISSET(0, &rfds) werden wahr sein. */
    else
        printf("Innerhalb von fünf Sekunden keine Daten.\n");
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

SIEHE AUCH¶

Für eine Anleitung mit Diskussionen und Beispielen lesen Sie select_tut(2).

KOLOPHON¶

ÜBERSETZUNG¶

Diese Übersetzung ist Freie Dokumentation; lesen Sie die GNU General Public License Version 3 oder neuer bezüglich der Copyright-Bedingungen. Es wird KEINE HAFTUNG übernommen.

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