Provided by: manpages-fr-dev_3.57d1p1-1_all 
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 *utimeout);
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 *ntimeout,
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() (ou pselect()) est utilisé pour superviser efficacement plusieurs descripteurs de
fichiers pour vérifier si l'un d'entre eux est ou devient « prêt » ; c'est-à-dire savoir
si des entrées-sorties deviennent possibles ou si une « condition exceptionnelle » est
survenue sur l'un des descripteurs.
Ses paramètres principaux sont trois « ensembles » de descripteurs de fichiers : readfds,
writefds et exceptfds. Chaque ensemble est de type fd_set, et son contenu peut être
manipulé avec les macros FD_CLR(), FD_ISSET(), FD_SET(), et FD_ZERO(). Un ensemble
nouvellement déclaré doit d'abord être effacé en utilisant FD_ZERO(). select() modifie le
contenu de ces ensembles selon les règles ci-dessous. Après un appel à select(), vous
pouvez vérifier si un descripteur de fichier est toujours présent dans l'ensemble à l'aide
de la macro FD_ISSET(). FD_ISSET() renvoie une valeur non nulle si un descripteur de
fichier indiqué est présent dans un ensemble et zéro s'il ne l'est pas. FD_CLR() retire un
descripteur de fichier d'un ensemble.
Arguments
readfds
Cet ensemble est examiné afin de déterminer si des données sont disponibles en
lecture à partir d'un de ses descripteurs de fichier. Suite à un appel à select(),
readfds ne contient plus aucun de ses descripteurs de fichiers à l'exception de
ceux qui sont immédiatement disponibles pour une lecture.
writefds
Cet ensemble est examiné afin de déterminer s'il y a de l'espace afin d'écrire des
données dans un de ses descripteurs de fichier. Suite à un appel à select(),
writefds ne contient plus aucun de ses descripteurs de fichiers à l'exception de
ceux qui sont immédiatement disponibles pour une écriture.
exceptfds
Cet ensemble est examiné pour des « conditions exceptionnelles ». En pratique,
seule une condition exceptionnelle est courante : la disponibilité de données
hors-bande (OOB : Out Of Band) en lecture sur une socket TCP. Consultez recv(2),
send(2) et tcp(7) pour plus de détails sur les données hors bande. Un autre cas
moins courant dans lequel select(2) indique une condition exceptionnelle survient
avec des pseudoterminaux en mode paquet ; consultez tty_ioctl(4).) Suite à un appel
à select(), exceptfds ne contient plus aucun de ses descripteurs de fichier à
l'exception de ceux pour lesquels une condition exceptionnelle est survenue.
nfds Il s'agit d'un entier valant un de plus que n'importe lequel des descripteurs de
fichier de tous les ensembles. En d'autres termes, lorsque vous ajoutez des
descripteurs de fichier à chacun des ensembles, vous devez déterminer la valeur
entière maximale de tous ces derniers, puis ajouter un à cette valeur, et la passer
comme paramètre nfds.
utimeout
Il s'agit du temps le plus long que select() pourrait attendre avant de rendre la
main, même si rien d'intéressant n'est arrivé. Si cette valeur est positionnée à
NULL, alors, select() bloque indéfiniment dans l'attente qu'un descripteur de
fichier devienne prêt. utimeout peut être positionné à zéro seconde, ce qui
provoque le retour immédiat de select(), en indiquant quels descripteurs de
fichiers étaient prêts au moment de l'appel. La structure struct timeval est
définie comme :
struct timeval {
time_t tv_sec; /* secondes */
long tv_usec; /* microsecondes */
};
ntimeout
Ce paramètre de pselect() a la même signification que utimeout, mais struct
timespec a une précision à la nanoseconde comme explicité ci-dessous :
struct timespec {
long tv_sec; /* secondes */
long tv_nsec; /* nanosecondes */
};
sigmask
Cet argument renferme un ensemble de signaux que le noyau doit débloquer
(c'est-à-dire supprimer du masque de signaux du thread appelant) pendant que
l'appelant est bloqué par pselect() (consultez sigaddset(3) et sigprocmask(2)). Il
peut valoir NULL et, dans ce cas, il ne modifie pas l'ensemble des signaux non
bloqués à l'entrée et la sortie de la fonction. Dans ce cas, pselect() se comporte
alors de façon identique à select().
Combinaison d'événements de signaux et de données
pselect() est utile si vous attendez un signal ou qu'un descripteur de fichier deviennent
prêt pour des entrées-sorties. Les programmes qui reçoivent des signaux utilisent
généralement le gestionnaire de signal uniquement pour lever un drapeau global. Le drapeau
global indique que l'événement doit être traité dans la boucle principale du programme. Un
signal provoque l'arrêt de l'appel select() (ou pselect()) avec errno positionnée à EINTR.
Ce comportement est essentiel afin que les signaux puissent être traités dans la boucle
principale du programme, sinon select() bloquerait indéfiniment. Ceci étant, la boucle
principale implante quelque part une condition vérifiant le drapeau global, et l'on doit
donc se demander : que se passe-t-il si un signal est levé après la condition mais avant
l'appel à select() ? La réponse est que select() bloquerait indéfiniment, même si un
signal est en fait en attente. Cette "race condition" est résolue par l'appel pselect().
Cet appel peut être utilisé afin de définir le masque des signaux qui sont censés être
reçus que durant l'appel à pselect(). Par exemple, disons que l'événement en question est
la fin d'un processus fils. Avant le démarrage de la boucle principale, nous bloquerions
SIGCHLD en utilisant sigprocmask(2). Notre appel pselect() débloquerait SIGCHLD en
utilisant le masque de signaux vide. Le programme ressemblerait à ceci :
static volatile sig_atomic_t got_SIGCHLD = 0;
static void
child_sig_handler(int sig)
{
got_SIGCHLD = 1;
}
int
main(int argc, char *argv[])
{
sigset_t sigmask, empty_mask;
struct sigaction sa;
fd_set readfds, writefds, exceptfds;
int r;
sigemptyset(&sigmask);
sigaddset(&sigmask, SIGCHLD);
if (sigprocmask(SIG_BLOCK, &sigmask, NULL) == -1) {
perror("sigprocmask");
exit(EXIT_FAILURE);
}
sa.sa_flags = 0;
sa.sa_handler = child_sig_handler;
sigemptyset(&sa.sa_mask);
if (sigaction(SIGCHLD, &sa, NULL) == -1) {
perror("sigaction");
exit(EXIT_FAILURE);
}
sigemptyset(&empty_mask);
for (;;) { /* main loop */
/* Initialiser readfds, writefds et exceptfds
avant l'appel à pselect(). (Code omis.) */
r = pselect(nfds, &readfds, &writefds, &exceptfds,
NULL, &empty_mask);
if (r == -1 && errno != EINTR) {
/* Gérer les erreurs */
}
if (got_SIGCHLD) {
got_SIGCHLD = 0;
/* Gérer les événements signalés ici; e.g., wait() pour
que tous les fils se terminent. (Code omis.) */
}
/* corps principal du programme */
}
}
Pratique
Quelle est donc la finalité de select() ? Ne peut on pas simplement lire et écrire dans
les descripteurs chaque fois qu'on le souhaite ? L'objet de select() est de surveiller de
multiples descripteurs simultanément et d'endormir proprement le processus s'il n'y a pas
d'activité. Les programmeurs UNIX se retrouvent souvent dans une situation dans laquelle
ils doivent gérer des entrées-sorties provenant de plus d'un descripteur de fichier et
dans laquelle le flux de données est intermittent. Si vous deviez créer une séquence
d'appels read(2) et write(2), vous vous retrouveriez potentiellement bloqué sur un de vos
appels attendant pour lire ou écrire des données à partir/vers un descripteur de fichier,
alors qu'un autre descripteur de fichier est inutilisé bien qu'il soit prêt pour des
entrées-sorties. select() gère efficacement cette situation.
Règles de select
De nombreuses personnes qui essaient d'utiliser select() obtiennent un comportement
difficile à comprendre et produisent des résultats non portables ou des effets de bord.
Par exemple, le programme ci-dessus est écrit avec précaution afin de ne bloquer nulle
part, même s'il ne positionne pas ses descripteurs de fichier en mode non bloquant.Il est
facile d'introduire des erreurs subtiles qui annuleraient l'avantage de l'utilisation de
select(), aussi, voici une liste de points essentiels à contrôler lors de l'utilisation de
select().
1. Vous devriez toujours essayer d'utiliser select() sans timeout. Votre programme ne
devrait rien avoir à faire s'il n'y a pas de données disponibles. Le code dépendant de
timeouts n'est en général pas portable et difficile à déboguer.
2. La valeur nfds doit être calculée correctement pour des raisons d'efficacité comme
expliqué plus haut.
3. Aucun descripteur de fichier ne doit être ajouté à un quelconque ensemble si vous ne
projetez pas de vérifier son état après un appel à select(), et de réagir de façon
adéquate. Voir la règle suivante.
4. Après le retour de select(), tous les descripteurs de fichier dans tous les ensembles
devraient être testés pour savoir s'ils sont prêts.
5. Les fonctions read(2), recv(2), write(2) et send(2) ne lisent ou n'écrivent pas
forcément la quantité totale de données spécifiée. Si elles lisent/écrivent la
quantité totale, c'est parce que vous avez une faible charge de trafic et un flux
rapide. Ce n'est pas toujours le cas. Vous devriez gérer le cas où vos fonctions
traitent seulement l'envoi ou la réception d'un unique octet.
6. Ne lisez/n'écrivez jamais seulement quelques octets à la fois à moins que vous ne
soyez absolument sûr de n'avoir qu'une faible quantité de données à traiter. Il est
parfaitement inefficace de ne pas lire/écrire autant de données que vous pouvez en
stocker à chaque fois. Les tampons de l'exemple ci-dessous font 1024 octets bien
qu'ils aient facilement pu être rendus plus grands.
7. Les fonctions read(2), recv(2), write(2) et send(2) tout comme l'appel select()
peuvent renvoyer -1 avec errno positionné à EINTR ou EAGAIN (EWOULDBLOCK) ce qui ne
relève pas d'une erreur. Ces résultats doivent être correctement gérés (cela n'est pas
fait correctement ci-dessus). Si votre programme n'est pas censé recevoir de signal,
alors, il est hautement improbable que vous obteniez EINTR. Si votre programme n'a pas
configuré les entrées-sorties en mode non bloquant, vous n'obtiendrez pas de EAGAIN.
8. N'appelez jamais read(2), recv(2), write(2) ou send(2) avec un tampon de taille nulle.
9. Si l'une des fonctions read(2), recv(2), write(2) et send(2) échoue avec une erreur
autre que celles indiquées en 7., ou si l'une des fonctions d'entrée renvoie 0,
indiquant une fin de fichier, vous ne devriez pas utiliser ce descripteur à nouveau
pour un appel à select(). Dans l'exemple ci-dessous, le descripteur est immédiatement
fermé et ensuite est positionné à -1 afin qu'il ne soit pas inclus dans un ensemble.
10. La valeur de timeout doit être initialisée à chaque nouvel appel à select(), puisque
des systèmes d'exploitation modifient la structure. Cependant, pselect() ne modifie
pas sa structure de timeout.
11. Comme select() modifie ses ensembles de descripteurs de fichiers, si l'appel est
effectué dans une boucle alors les ensembles doivent être réinitialisés avant chaque
appel.
Émulation de usleep
Sur les systèmes qui ne possèdent pas la fonction usleep(3), vous pouvez appeler select()
avec un timeout à valeur finie et sans descripteur de fichier de la façon suivante :
struct timeval tv;
tv.tv_sec = 0;
tv.tv_usec = 200000; /* 0.2 secondes */
select(0, NULL, NULL, NULL, &tv);
Le fonctionnement n'est cependant garanti que sur les systèmes UNIX.
VALEUR RENVOYÉE
En cas de succès, select() renvoie le nombre total de descripteurs de fichiers encore
présents dans les ensembles de descripteurs de fichier.
En cas de timeout échu, alors les descripteurs de fichier devraient tous être vides (mais
peuvent ne pas l'être sur certains systèmes). Par contre, la valeur renvoyée est zéro.
Une valeur de retour égale à -1 indique une erreur, errno est alors positionné de façon
adéquate. En cas d'erreur, le contenu des ensembles renvoyés et le contenu de la structure
de timeout sont indéfinis et ne devraient pas être exploités. pselect() ne modifie
cependant jamais ntimeout.
NOTES
De façon générale, tous les systèmes d'exploitation qui gèrent les sockets proposent
également select(). select() peut être utilisé pour résoudre de façon portable et efficace
de nombreux problèmes que des programmeurs naïfs essaient de résoudre avec des threads,
des forks, des IPC, des signaux, des mémoires partagées et d'autres méthodes peu
élégantes.
L'appel système poll(2) a les mêmes fonctionnalités que select(), tout en étant légèrement
plus efficace quand il doit surveiller des ensembles de descripteurs creux. Il est
disponible sur la plupart des systèmes de nos jours, mais était historiquement moins
portable que select().
L'API epoll(7) spécifique à Linux fournit une interface plus efficace que select(2) et
poll(2) lorsque l'on surveille un grand nombre de descripteurs de fichier.
EXEMPLE
Voici un exemple qui montre mieux l'utilité réelle de select(). Le code ci-dessous
consiste en un programme de « TCP forwarding » qui redirige un port TCP vers un autre.
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <errno.h>
static int forward_port;
#undef max
#define max(x,y) ((x) > (y) ? (x) : (y))
static int
listen_socket(int listen_port)
{
struct sockaddr_in a;
int s;
int yes;
s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (s == -1) {
perror("socket");
return -1;
}
yes = 1;
if (setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
&yes, sizeof(yes)) == -1) {
perror("setsockopt");
close(s);
return -1;
}
memset(&a, 0, sizeof(a));
a.sin_port = htons(listen_port);
a.sin_family = AF_INET;
if (bind(s, (struct sockaddr *) &a, sizeof(a)) == -1) {
perror("bind");
close(s);
return -1;
}
printf("accepting connections on port %d\n", listen_port);
listen(s, 10);
return s;
}
static int
connect_socket(int connect_port, char *address)
{
struct sockaddr_in a;
int s;
s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (s == -1) {
perror("socket");
close(s);
return -1;
}
memset(&a, 0, sizeof(a));
a.sin_port = htons(connect_port);
a.sin_family = AF_INET;
if (!inet_aton(address, (struct in_addr *) &a.sin_addr.s_addr)) {
perror("bad IP address format");
close(s);
return -1;
}
if (connect(s, (struct sockaddr *) &a, sizeof(a)) == -1) {
perror("connect()");
shutdown(s, SHUT_RDWR);
close(s);
return -1;
}
return s;
}
#define SHUT_FD1 do { \
if (fd1 >= 0) { \
shutdown(fd1, SHUT_RDWR); \
close(fd1); \
fd1 = -1; \
} \
} while (0)
#define SHUT_FD2 do { \
if (fd2 >= 0) { \
shutdown(fd2, SHUT_RDWR); \
close(fd2); \
fd2 = -1; \
} \
} while (0)
#define BUF_SIZE 1024
int
main(int argc, char *argv[])
{
int h;
int fd1 = -1, fd2 = -1;
char buf1[BUF_SIZE], buf2[BUF_SIZE];
int buf1_avail, buf1_written;
int buf2_avail, buf2_written;
if (argc != 4) {
fprintf(stderr, "Utilisation\n\tfwd <listen-port> "
"<forward-to-port> <forward-to-ip-address>\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
forward_port = atoi(argv[2]);
h = listen_socket(atoi(argv[1]));
if (h == -1)
exit(EXIT_FAILURE);
for (;;) {
int r, nfds = 0;
fd_set rd, wr, er;
FD_ZERO(&rd);
FD_ZERO(&wr);
FD_ZERO(&er);
FD_SET(h, &rd);
nfds = max(nfds, h);
if (fd1 > 0 && buf1_avail < BUF_SIZE) {
FD_SET(fd1, &rd);
nfds = max(nfds, fd1);
}
if (fd2 > 0 && buf2_avail < BUF_SIZE) {
FD_SET(fd2, &rd);
nfds = max(nfds, fd2);
}
if (fd1 > 0 && buf2_avail - buf2_written > 0) {
FD_SET(fd1, &wr);
nfds = max(nfds, fd1);
}
if (fd2 > 0 && buf1_avail - buf1_written > 0) {
FD_SET(fd2, &wr);
nfds = max(nfds, fd2);
}
if (fd1 > 0) {
FD_SET(fd1, &er);
nfds = max(nfds, fd1);
}
if (fd2 > 0) {
FD_SET(fd2, &er);
nfds = max(nfds, fd2);
}
r = select(nfds + 1, &rd, &wr, &er, NULL);
if (r == -1 && errno == EINTR)
continue;
if (r == -1) {
perror("select()");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if (FD_ISSET(h, &rd)) {
unsigned int l;
struct sockaddr_in client_address;
memset(&client_address, 0, l = sizeof(client_address));
r = accept(h, (struct sockaddr *) &client_address, &l);
if (r == -1) {
perror("accept()");
} else {
SHUT_FD1;
SHUT_FD2;
buf1_avail = buf1_written = 0;
buf2_avail = buf2_written = 0;
fd1 = r;
fd2 = connect_socket(forward_port, argv[3]);
if (fd2 == -1)
SHUT_FD1;
else
printf("connexion de %s\n",
inet_ntoa(client_address.sin_addr));
}
}
/* NB : lecture des données hors bande avant les lectures normales */
if (fd1 > 0)
if (FD_ISSET(fd1, &er)) {
char c;
r = recv(fd1, &c, 1, MSG_OOB);
if (r < 1)
SHUT_FD1;
else
send(fd2, &c, 1, MSG_OOB);
}
if (fd2 > 0)
if (FD_ISSET(fd2, &er)) {
char c;
r = recv(fd2, &c, 1, MSG_OOB);
if (r < 1)
SHUT_FD2;
else
send(fd1, &c, 1, MSG_OOB);
}
if (fd1 > 0)
if (FD_ISSET(fd1, &rd)) {
r = read(fd1, buf1 + buf1_avail,
BUF_SIZE - buf1_avail);
if (r < 1)
SHUT_FD1;
else
buf1_avail += r;
}
if (fd2 > 0)
if (FD_ISSET(fd2, &rd)) {
r = read(fd2, buf2 + buf2_avail,
BUF_SIZE - buf2_avail);
if (r < 1)
SHUT_FD2;
else
buf2_avail += r;
}
if (fd1 > 0)
if (FD_ISSET(fd1, &wr)) {
r = write(fd1, buf2 + buf2_written,
buf2_avail - buf2_written);
if (r < 1)
SHUT_FD1;
else
buf2_written += r;
}
if (fd2 > 0)
if (FD_ISSET(fd2, &wr)) {
r = write(fd2, buf1 + buf1_written,
buf1_avail - buf1_written);
if (r < 1)
SHUT_FD2;
else
buf1_written += r;
}
/* Vérifie si l'écriture de données a rattrapé la lecture de données */
if (buf1_written == buf1_avail)
buf1_written = buf1_avail = 0;
if (buf2_written == buf2_avail)
buf2_written = buf2_avail = 0;
/* une extrémité a fermé la connexion, continue
d'écrire vers l'autre extrémité jusqu'à ce
que ce soit vide */
if (fd1 < 0 && buf1_avail - buf1_written == 0)
SHUT_FD2;
if (fd2 < 0 && buf2_avail - buf2_written == 0)
SHUT_FD1;
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
Le programme ci-dessus redirige correctement la plupart des types de connexions TCP y
compris les signaux de données hors bande OOB transmis par les serveurs telnet. Il gère le
problème épineux des flux de données bidirectionnels simultanés. Vous pourriez penser
qu'il est plus efficace d'utiliser un appel fork(2) et de dédier une tâche à chaque flux.
Cela devient alors plus délicat que vous ne l'imaginez. Une autre idée est de configurer
les entrées-sorties comme non bloquantes en utilisant fcntl(2). Cela pose également
problème puisque ça vous force à utiliser des timeouts inefficaces.
Le programme ne gère pas plus d'une connexion à la fois bien qu'il soit aisément
extensible à une telle fonctionnalité en utilisant une liste chaînée de tampons — un pour
chaque connexion. Pour l'instant, de nouvelles connexions provoquent l'abandon de la
connexion courante.
VOIR AUSSI
accept(2), connect(2), ioctl(2), poll(2), read(2), recv(2), select(2), send(2),
sigprocmask(2), write(2), sigaddset(3), sigdelset(3), sigemptyset(3), sigfillset(3),
sigismember(3), epoll(7)
COLOPHON
Cette page fait partie de la publication 3.57 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/>.
Stéphan Rafin (2002), Alain Portal <http://manpagesfr.free.fr/> (2006). Julien Cristau et
l'équipe francophone de traduction de Debian (2006-2009).
Veuillez signaler toute erreur de traduction en écrivant à
<debian-l10n-french@lists.debian.org> ou par un rapport de bogue sur le paquet
manpages-fr.
Vous pouvez toujours avoir accès à la version anglaise de ce document en utilisant la
commande « man -L C <section> <page_de_man> ».