Provided by: manpages-pl-dev_0.7-2_all 
NAZWA
select, pselect, FD_CLR, FD_ISSET, FD_SET, FD_ZERO - synchroniczne zwielokrotnianie
wejście/wyjście
SKŁADNIA
/* Zgodnie z POSIX.1-2001, POSIX.1-2008 */
#include <sys/select.h>
/* Zgodnie z wcześniejszymi standardami */
#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);
Wymagane ustawienia makr biblioteki glibc (patrz feature_test_macros(7)):
pselect(): _POSIX_C_SOURCE >= 200112L
OPIS
select() i pselect() umożliwiają programowi monitorowanie wielu deskryptorów plików i
oczekiwanie aż jeden lub więcej deskryptorów będzie "gotowy" na wykonanie pewnej klasy
operacji wejścia/wyjścia (np. możliwy odczyt). Deskryptor pliku jest uważany za gotowy,
jeżeli możliwe jest wykonanie odpowiadającej operacji wejścia/wyjścia (np. read(2) bez
blokowania lub odpowiednio małe write(2)).
select() może monitorować wyłącznie numery deskryptorów plików mniejsze niż FD_SETSIZE;
poll(2) nie posiada tego ograniczenia. Zob. BŁĘDY.
Funkcjonalność funkcji select() i pselect() jest identyczna, jeśli pominąć trzy różnice:
(i) Funkcja select() używa dla parametru timeout typu struct timeval (z sekundami i
mikrosekundami), podczas gdy pselect() używa typu struct timespec (z sekundami i
nanosekundami).
(ii) Funkcja select() może aktualizować parametr timeout, aby wskazać, jak dużo czasu
minęło. Funkcja pselect() nie zmienia tego parametru.
(iii) Funkcja select() nie przyjmuje parametru sigmask i zachowuje się, jak pselect()
wywołane z NULL-em przekazanym w sigmask.
Podglądane są trzy niezależne zestawy deskryptorów. Te, które są wymienione w readfds,
będą obserwowane w celu dowiedzenia się, czy nie ma tam jakichś znaków dostępnych do
czytania (dokładniej, aby dowiedzieć się, czy read nie spowoduje zablokowania, deskryptor
pliku jest również przygotowany na koniec pliku). Deskryptory wymienione w writefds będą
obserwowane w celu dowiedzenia się, czy jest dostępna przestrzeń do zapisu (choć duże
zapisy wciąż mogą być blokowane), a deskryptory wymienione w exceptfds będą obserwowane w
celu dowiedzenia się, czy nie ma na nich wyjątku. Przy wyjściu, zbiory te są modyfikowane,
wskazując, które z deskryptorów zmieniły status. Każdy z tych trzech zbiorów deskryptorów
plików może być przekazany jako NULL, jeżeli dla żadnego deskryptora pliku na ma potrzeby
obserwowania odpowiedniej klasy zdarzeń.
Do obsługi tych zbiorów udostępnione są cztery makra: FD_ZERO() czyści zbiór; FD_SET() i
FD_CLR() dodają lub usuwają ze zbioru podany deskryptor; FD_ISSET() sprawdza, czy
deskryptor jest częścią zbioru. Jest to przydatne po zakończeniu select().
nfds jest najwyższym numerem deskryptora z wszystkich trzech zbiorów plus 1.
Argument timeout określa interwał, który powinien blokować select(), czekając na gotowość
deskryptora plików. Wywołanie będzie skutkowało blokadą do momentu aż:
* deskryptor pliku stanie się dostępny
* lub wywołanie zostanie przerwane procedurą obsługi sygnału
* albo wywołanie przeterminuje się
Proszę zauważyć, że interwał zostanie zaokrąglony w górę do dokładności zegara, a
występowanie opóźnienia planisty jądra oznacza, że ten interwał może być nieznacznie
przekroczony. Jeśli oba pola struktury timeval mają wartość zero, select() zakończy pracę
natychmiast jest to przydatne w uwspólnianiu). Jeśli timeout jest równe NULL (brak czasu
przeterminowania), select() może blokować w nieskończoność.
sigmask jest wskaźnikiem do maski sygnałów (zobacz sigprocmask(2)). Jeśli nie jest równe
NULL, to pselect() najpierw zastępuje bieżącą maskę sygnałów maską wskazywaną przez
sigmask, a następnie wywołuje funkcję "select", a po jej zakończeniu odtwarza oryginalną
maskę sygnałów.
Poza różnicą w precyzji argumentu timeout, następujące wywołanie pselect():
ready = pselect(nfds, &readfds, &writefds, &exceptfds,
timeout, &sigmask);
jest odpowiednikiem niepodzielnego wykonania następujących funkcji:
sigset_t origmask;
pthread_sigmask(SIG_SETMASK, &sigmask, &origmask);
ready = select(nfds, &readfds, &writefds, &exceptfds, timeout);
pthread_sigmask(SIG_SETMASK, &origmask, NULL);
Idea pselect() polega na tym, że gdy chce się oczekiwać na zdarzenie będące sygnałem lub
czymś na deskryptorze pliku, potrzebny jest atomowy test zapobiegający sytuacjom wyścigu.
(Przypuśćmy, że procedura obsługi sygnału ustawia globalny znacznik i kończy działanie.
Wówczas, test tego znacznika globalnego, po którym następuje wywołanie select() może
wisieć w nieskończoność, gdyby sygnał przybył natychmiast po teście, ale przed wywołaniem.
Inaczej mówiąc, pselect zezwala na, najpierw, zablokowanie sygnałów, następnie obsłużenie
dostarczonych sygnałów, aby wreszcie wywołać pselect() z pożądanym sigmask, unikając
wyścigu).
Przeterminowanie
Struktury czasu, których to dotyczy, są zdefiniowane w <sys/time.h> i wyglądają
następująco
struct timeval {
long tv_sec; /* sekundy */
long tv_usec; /* mikrosekundy */
};
i
struct timespec {
long tv_sec; /* sekundy */
long tv_nsec; /* nanosekundy */
};
(Jednakże zobacz poniżej uwagi dotyczące POSIX.1).
Niektóre programy wywołują select() z wszystkimi trzema zbiorami pustymi, z nfds równym
zeru i niezerowym timeout. Jest to całkiem przenośny sposób pauzowania z dokładnością
subsekundową.
Pod Linuksem funkcja select() modyfikuje timeout, aby odzwierciedlić ilość nieprzespanego
czasu; większość innych implementacji tego nie robi (POSIX.1 dopuszcza oba te zachowania).
Powoduje to problemy, zarówno gdy kod linuksowy odczytujący timeout zostanie przeniesiony
na inne systemy operacyjne, jak i gdy kod przeniesiony pod Linuksa z innych systemów używa
ponownie struktury timeval dla wielu wywołań select() w pętli, bez powtórnej inicjacji.
Prosimy rozważyć traktowanie wartości timeout jako niezdefiniowanej po zakończeniu funkcji
select().
WARTOŚĆ ZWRACANA
Po pomyślnym zakończeniu, select() i pselect() zwracają liczbę deskryptorów w zbiorach
deskryptorów (to jest całkowitę liczbę bitów ustawioną w readfds, writefds, exceptfds).
Może ona być zerowa, jeśli nastąpi przeterminowanie, nim coś ciekawego się zdarzy. Po
błędzie, zwracane jest -1 i odpowiednio ustawiane errno aby wskazać błąd; zbiory
deskryptorów nie są modyfikowane, a timeout staje się niezdefiniowane.
BŁĘDY
EBADF W jednym ze zbiorów przekazano niepoprawny deskryptor pliku (Być może deskryptor
ten został już zamknięty lub wystąpił na nim inny błąd).
EINTR Przechwycono sygnał, patrz signal(7).
EINVAL nfds jest ujemne lub przekracza limit zasobów RLIMIT_NOFILE (zob. getrlimit(2)).
EINVAL Wartość timeout jest nieprawidłowa.
ENOMEM Nie można było przydzielić pamięci dla wewnętrznych tablic.
WERSJE
pselect() został dodany w wersji 2.6.16 jądra Linuksa. Wcześniej pselect() był emulowany w
glibc (patrz również BŁĘDY IMPLEMENTACJI).
ZGODNE Z
select() jest zgodny z POSIX.1-2001, POSIX.1-2008 i BSD 4.4 (funkcja select() pojawiła się
pierwotnie w BSD 4.2). W ogólności jest przenośne do/z systemów nie-BSD wspierających
sklonowaną warstwę gniazd BSD (włączając warianty Systemu V). Jednakże należy zauważyć, że
warianty Systemu V zasadniczo ustawiają zmienną timeout przed zakończeniem, ale wariant
BSD tego nie robi.
pselect() jest zdefiniowany w POSIX.1g, w POSIX.1-2001 i w POSIX.1-2008.
UWAGI
fd_set jest buforem o stałym rozmiarze. Wykonanie FD_CLR() lub FD_SET() z ujemną wartością
fd albo z wartością większą lub równą FD_SETSIZE spowoduje zachowanie niezdefiniowane.
Ponadto POSIX wymaga, by fd był prawidłowym deskryptorem pliku.
Na niektórych innych systemach Uniksowych select() może zwrócić błąd EAGAIN jeśli
systemowi nie uda się przydzielić wewnątrzjądrowych zasobów, zamiast ENOMEM, tak jak robi
to Linux. POSIX przewiduje ten błąd dla poll(2), lecz nie dla select(). Przenośne programy
mogą chcieć sprawdzać EAGAIN w pętli, tak jak dla EINTR.
Jeśli chodzi o używane typy, klasyczna sytuacja polega na tym, że oba pola struktury
timeval są typu long (jak pokazano powyżej), a sama struktura jest zdefiniowana w
<sys/time.h>. W POSIX.1 wygląda to następująco:
struct timeval {
time_t tv_sec; /* sekundy */
suseconds_t tv_usec; /* mikrosekundy */
};
przy czym struktura jest zdefiniowana w <sys/select.h>, a typy time_t i suseconds_t
zdefiniowano w <sys/types.h>.
Jeśli chodzi o prototypy opisywanych funkcji, to klasyczna sytuacja polega na tym, że dla
select() należy włączyć <time.h>, natomiast sytuacja z POSIX.1 polega na tym, że dla
select() i pselect() należy włączyć <sys/select.h>.
W glibc 2.0 <sys/select.h> udostępnia bezwarunkowo błędny prototyp dla pselect(). W glibc
2.1 aż do 2.2.1 udostępnia on pselect(), jeżeli zdefiniowane jest _GNU_SOURCE. Od glibc
2.2.2 wymagania są takie, jak pokazano powyżej w rozdziale SKŁADNIA.
Aplikacje wielowątkowe
Jeśli deskryptor plików monitorowany przez select() zostanie zamknięty w innym wątku, to
rezultat jest nieokreślony. Na niektórych systemach uniksowych select() odblokuje go i
powróci wskazując, że dany deskryptor plików jest gotowy (kolejne operacje wyjścia/wyjścia
prawdopodobnie zakończą się błędem, chyba że otwarty zostanie inny deskryptor plików w
czasie pomiędzy powrotem select() a wykonanie operacji wejścia/wyjścia. W systemie Linux
(i części innych) zamknięcie deskryptora pliku w innym wątku nie wpłynie na select().
Podsumowując, każda aplikacja polegająca na konkretnym zachowaniu w takim przypadku musi
być uznana za błędną.
Różnice biblioteki C/jądra
Jądro Linux pozwala deskryptorowi pliku ustawić dowolny rozmiar, na podstawie długości
zestawów do sprawdzenia z wartości nfds. Jednak w implementacji glibc, typ fd_set ma stały
rozmiar. Zob. też BŁĘDY.
Interfejs pselect() opisany w niniejszym podręczniku jest zaimplementowany w glibc.
Stojące za nim linuksowe wywołanie systemowe nazywa się pselect6(). Cechuje go nieco inne
zachowanie od opisywanej funkcji opakowującej glibc.
Wywołanie systemowe pselect6() pod Linuksem modyfikuje argument timeout. Jednakże funkcja
glibc ukrywa to zachowanie przez użycie dla argumentu timeout lokalnej zmiennej, która
jest przekazywana do wywołania systemowego. Dlatego pselect() z glibc nie zmienia
argumentu timeout, co jest zachowaniem wymaganym przez POSIX.1-2001.
Ostatnim argumentem wywołania systemowego pselect6() nie jest wskaźnik sigset_t * lecz
struktura postaci:
struct {
const sigset_t *ss; /* Pointer to signal set */
size_t ss_len; /* Size (in bytes) of object pointed
to by 'ss' */
};
Pozwala to wywołaniu systemowemu pobrać oba wskaźniki do zestawu sygnałowego wraz z
rozmiarem, biorąc pod uwagę, że większość architektur obsługuje maksymalnie 6 argumentów
do wywołania systemowego.
BŁĘDY IMPLEMENTACJI
POSIX pozwala implementacji zdefiniować górny limit zakresu deskryptorów plików, które
można podać w zestawie deskryptora pliku, rozgłaszany stałą FD_SETSIZE. Jądro Linux nie
wymusza stałego limitu, lecz implementacja glibc czyni fd_set typem o stałym rozmiarze, z
FD_SETSIZE zdefiniowanym jako 1024 i makrami FD_*() działającymi zgodnie z tym limitem.
Aby monitorować deskryptory plików większe niż 1023, należy w zamian użyć poll(2).
Glibc 2.0 dostarczała wersję pselect(), która nie przyjmowała argumentu sigmask.
Od wersji 2.1 glibc dostarczał emulację pselect(), która była zaimplementowana przy użyciu
sigprocmask(2) i select(). Implementacja ta pozostaje podatna na wiele błędów wyścigów
(race conditions), których uniknięcie stanowiło ideę funkcji pselect(). Nowsze wersje
glibc używają (wolnego od wyścigów) wywołania systemowego, jeśli tylko jądro dostarcza
takiego wywołania.
W systemach, które nie mają pselect() niezawodne (i bardziej przenośne) przechwytywanie
sygnałów można osiągnąć, używając sztuczki w postaci "potoku do siebie". W tej technice
procedura obsługi sygnału zapisuje bajt do potoku, którego drugi koniec jest monitorowany
przez select() w głównym programie. Aby uniknąć możliwego zablokowania przy pisaniu do
potoku który może być pełny lub czytaniu z potoku który może być pusty, przy czytaniu z i
pisaniu do potoku używane jest nieblokujące wejście/wyjście.
Pod Linuksem select() może raportować deskryptory plików gniazd jako "dostępne do
czytania", podczas gdy kolejne czytania zostaną zablokowane. Może to się zdarzyć na
przykład wtedy, gdy dane nadeszły, ale podczas sprawdzania okazało się, że mają złą sumę
kontrolną i zostały odrzucone. Mogą wystąpić także inne sytuacje, w których deskryptor
pliku jest błędnie raportowany jako gotowy. Dlatego używanie O_NONBLOCK na gniazdach,
które nie powinny się blokować może być bezpieczniejsze.
Pod Linuksem wywołanie select() zmienia wartość timeout także wtedy, gdy zostanie
przerwane przez procedurę obsługi sygnału (tj. zostanie zwrócony błąd EINTR). POSIX.1 nie
pozwala na takie zachowanie. Wywołanie systemowe pselect() pod Linuksem zachowuje się tak
samo, ale funkcja opakowująca biblioteki glibc ukrywa to zachowanie, kopiując wartość
timeout do wewnętrznej lokalnej zmiennej i przekazując tę zmienną do wywołania
systemowego.
PRZYKŁAD
#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;
/* Obserwacja stdin (fd 0) i sprawdzanie kiedy ma wejście. */
FD_ZERO(&rfds);
FD_SET(0, &rfds);
/* Czekanie nie dłużej niż 5 sekund. */
tv.tv_sec = 5;
tv.tv_usec = 0;
retval = select(1, &rfds, NULL, NULL, &tv);
/* Nie należy już polegać na wartości tv! */
if (retval == -1)
perror("select()");
else if (retval)
printf("Dane są już dostępne.\n");
/* FD_ISSET(0, &rfds) będzie prawdziwy. */
else
printf("Brak danych w ciągu 5 sekund.\n");
exit(EXIT_SUCCESS);
}
ZOBACZ TAKŻE
accept(2), connect(2), poll(2), read(2), recv(2), restart_syscall(2), send(2),
sigprocmask(2), write(2), epoll(7), time(7)
Samouczek z dyskusją i przykładami znajduje się w select_tut(2).
O STRONIE
Angielska wersja tej strony pochodzi z wydania 4.07 projektu Linux man-pages. Opis
projektu, informacje dotyczące zgłaszania błędów, oraz najnowszą wersję oryginału można
znaleźć pod adresem https://www.kernel.org/doc/man-pages/.
TŁUMACZENIE
Autorami polskiego tłumaczenia niniejszej strony podręcznika man są: Przemek Borys (PTM)
<pborys@dione.ids.pl>, Robert Luberda <robert@debian.org> i Michał Kułach
<michal.kulach@gmail.com>.
Polskie tłumaczenie jest częścią projektu manpages-pl; uwagi, pomoc, zgłaszanie błędów na
stronie http://sourceforge.net/projects/manpages-pl/. Jest zgodne z wersją 4.07
oryginału.