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NOM
epoll - Notifications d'événements d'entrées-sorties
SYNOPSIS
#include <sys/epoll.h>
DESCRIPTION
L'interface de programmation (API) epoll réalise une tâche similaire à poll(2) : la
surveillance de plusieurs descripteurs de fichier pour voir si les E/S y sont possibles.
L'API epoll peut être déclenchée par niveau ou par changement d'état, et s'adapte bien à
un grand nombre de descripteurs simultanés. Les appels système suivants sont fournis pour
créer et superviser une instance epoll :
* epoll_create(2) créé une instance epoll et renvoie un descripteur de fichier
référençant cette instance (la dernière version d'epoll_create1(2) étend les
fonctionnalités d'epoll_create(2)).
* L'intérêt pour un descripteur de fichier est ensuite enregistré avec epoll_ctl(2).
L'ensemble des descripteurs de fichiers actuellement enregistrés pour une instance
epoll est parfois appelé un ensemble epoll.
* epoll_wait(2) attend les événements d'E/S, en bloquant le thread appelant si aucun
événement n'est actuellement disponible.
Détection de niveau et détection de transition
L'interface de distribution d'événements de epoll est capable de se comporter en détection
de niveau (Level Triggered - LT) ou en détection de transition (Edge Triggered - ET). La
différence entre ces deux mécanismes est décrite ci-dessous. Supposons que le scénario
suivant se produise :
1. Le descripteur de fichier qui représente le côté lecture d'un tube (rfd) est enregistré
dans l'instance epoll.
2. Celui qui écrit dans le tube envoie 2 Ko de données.
3. Un appel à epoll_wait(2) est effectué et renvoie rfd comme descripteur de fichier prêt.
4. Le lecteur du tube lit 1 Ko de données depuis rfd.
5. Un appel de epoll_wait(2) est effectué.
Si le descripteur rfd a été ajouté à l'ensemble epoll en utilisant l'attribut EPOLLET
(edge-triggered), l'appel epoll_wait(2), réalisé à l'étape 5, va probablement bloquer bien
qu'il y ait des données toujours présentes dans les tampons d'entrée du fichier et le pair
distant attendra une réponse basée sur les données qu'il a déjà envoyées. La raison en est
que le mécanisme de distribution d'événements Edge Triggered délivre les événements
seulement lorsque des événements surviennent sur le fichier supervisé. Ainsi, à l'étape 5,
l'appelant peut attendre des données qui sont déjà présentes dans le tampon d'entrée. Dans
l'exemple ci-dessus, un événement sur rfd sera déclenché à cause de l'écriture à l'étape
2, et l'événement est consommé dans 3. Comme l'opération de lecture de l'étape 4 ne
consomme pas toutes les données du tampon, l'appel à epoll_wait(2) effectué à l'étape 5
peut verrouiller indéfiniment.
Une application qui emploie l'attribut EPOLLET de la fonction epoll devrait toujours
utiliser des descripteurs non bloquants pour éviter qu'une lecture ou une écriture ne
bloque, par une famine, une tâche qui gère plusieurs descripteurs de fichier.
L'utilisation préconisée d'epoll avec l'interface en détection de changements (EPOLLET)
est la suivante :
i avec des descripteurs non bloquants ; et
ii en attendant seulement après qu'un read(2) ou un write(2) a renvoyé EAGAIN.
Au contraire, lorsqu'il est utilisé avec l'interface en détection de niveau (par défaut si
EPOLLET n'est pas spécifié), epoll est une alternative plus rapide à poll(2), et peut être
employé chaque fois que ce dernier est utilisé, car il utilise la même sémantique.
Même dans un epoll de type Edge Triggered, plusieurs événements peuvent être générés à la
réception de nombreux blocs de données. L'appelant peut, en spécifiant l'attribut
EPOLLONESHOT, faire désactiver par epoll le descripteur de fichier associé, après la
réception d'un événement avec epoll_wait(2). Lorsque l'attribut EPOLLONESHOT est spécifié,
il est de la responsabilité de l'appelant de réarmer le descripteur en utilisant
epoll_ctl(2) avec EPOLL_CTL_MOD.
Interfaces /proc
Les interfaces suivantes peuvent être utilisées pour limiter la quantité de mémoire du
noyau utilisée par epoll :
/proc/sys/fs/epoll/max_user_watches (depuis Linux 2.6.28)
Cela définit une limite au nombre total de descripteurs de fichiers qu'un
utilisateur peut enregistrer au travers de toutes les instances epoll du système.
La limite est imposée par identifiant d'utilisateur réel. Chaque descripteur de
fichier enregistré coûte environ 90 octets sur un noyau 32 bits et environ
160 octets sur un noyau 64 bits. Actuellement la valeur par défaut pour
max_user_watches est de 1/25 (4%) de la mémoire basse disponible, divisé par le
coût d'allocation en octets.
Exemple d'utilisation
Tandis que l'utilisation de epoll avec un déclenchement par niveau correspond à la même
sémantique que poll(2), le déclenchement par changement d'état nécessite plus
d'explication pour éviter les cas de blocage. Dans cet exemple, le lecteur emploie une
socket non bloquante sur laquelle listen(2) a été appelée. La fonction do_use_fd() va
utiliser le nouveau descripteur de fichier, jusqu'à ce que EAGAIN soit renvoyé par read(2)
ou par write(2). Une application fonctionnant par transition d'état devrait, après
réception d'EAGAIN, enregistrer l'état en cours, afin que l'appel suivant de do_use_fd()
continue avec le read(2) ou le write(2) où il s'est arrêté.
#define MAX_EVENTS 10
struct epoll_event ev, events[MAX_EVENTS];
int listen_sock, conn_sock, nfds, epollfd;
/* Set up listening socket, 'listen_sock' (socket(),
bind(), listen()) */
epollfd = epoll_create(10);
if (epollfd == -1) {
perror("epoll_create");
exit(EXIT_FAILURE);
}
ev.events = EPOLLIN;
ev.data.fd = listen_sock;
if (epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, listen_sock, &ev) == -1) {
perror("epoll_ctl: listen_sock");
exit(EXIT_FAILURE);
}
for (;;) {
nfds = epoll_wait(epollfd, events, MAX_EVENTS, -1);
if (nfds == -1) {
perror("epoll_pwait");
exit(EXIT_FAILURE);
}
for (n = 0; n < nfds; ++n) {
if (events[n].data.fd == listen_sock) {
conn_sock = accept(listen_sock,
(struct sockaddr *) &local, &addrlen);
if (conn_sock == -1) {
perror("accept");
exit(EXIT_FAILURE);
}
setnonblocking(conn_sock);
ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;
ev.data.fd = conn_sock;
if (epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, conn_sock,
&ev) == -1) {
perror("epoll_ctl: conn_sock");
exit(EXIT_FAILURE);
}
} else {
do_use_fd(events[n].data.fd);
}
}
}
Lorsqu'on utilise une détection de changement d'états, pour des raisons de performances,
il est possible d'ajouter le descripteur de fichier dans l'interface epoll (EPOLL_CTL_ADD)
une fois, en spécifiant (EPOLLIN|EPOLLOUT). Cela évite de basculer sans cesse entre
EPOLLIN et EPOLLOUT lors des appels epoll_ctl(2) avec EPOLL_CTL_MOD.
Questions/Réponses
Q0 Quelle est la clé utilisée pour distinguer les descripteurs de fichier enregistrés
dans un ensemble epoll ?
A0 La clé est une combinaison du numéro du descripteur de fichier et de la description du
fichier ouvert (aussi connue comme « open file handle », la représentation interne au
noyau d'un fichier ouvert).
Q1 Que se passe-t-il si on enregistre deux fois le même descripteur de fichier dans une
instance epoll ?
A1 Vous aurez probablement un EEXIST. Cependant il est possible d'ajouter un duplicat de
descripteur (dup(2), dup2(2), fcntl(2) F_DUPFD) sur la même instance epoll. Cela peut
être une technique utile pour le filtrage d'événements, si les descripteurs duplicats
sont enregistrés avec un masque d'événements events différent.
Q2 Deux instances epoll peuvent-elles attendre le même descripteur de fichier ? Si oui,
les événements seront-ils reportés sur les deux descripteurs de fichier epoll en même
temps ?
A2 Oui, et les événements seront rapportés aux deux. Toutefois, une programmation soignée
est nécessaire pour que cela soit fait correctement.
Q3 Peut-on utiliser le descripteur de epoll lui-même avec poll/epoll/select ?
A3 Oui. Si un descripteur de fichier epoll a des événements en attente, alors il
indiquera qu'il est lisible.
Q4 Que se passe-t-il si on cherche à placer un descripteur de epoll dans son propre
ensemble ?
A4 L'appel à epoll_ctl(2) échouera (EINVAL). Toutefois vous pouvez ajouter un descripteur
de epoll dans un autre ensemble epoll.
Q5 Puis-je envoyer le descripteur de epoll à travers une socket UNIX vers un autre
processus ?
A5 Oui, mais il n'y a aucune raison de faire ça, puisque le processus récepteur n'aura
pas de copie des descripteurs de fichier de l'ensemble epoll.
Q6 Est-ce que la fermeture d'un descripteur le supprime automatiquement de tous les
ensembles epoll ?
A6 Oui, mais prenez note des points suivants. Un descripteur de fichier est une référence
vers la description d'un fichier ouvert (consultez open(2)). À chaque fois qu'un
descripteur est dupliqué avec dup(2), dup2(2), fcntl(2) F_DUPFD ou fork(2), un nouveau
descripteur de fichier qui se réfère au même fichier ouvert est créé. Une description
de fichier ouvert continue d'exister jusqu'à ce que tous les descripteurs de fichier
qui s'y réfèrent soient fermés. Un descripteur de fichier n'est retiré d'un ensemble
epoll qu'après la fermeture de tous les descripteurs de fichier qui se réfèrent à la
description de fichier ouvert sous-jacente (ou avant si le descripteur est
explicitement retiré en utilisant epoll_ctl(2) EPOLL_CTL_DEL). Cela signifie que même
après la fermeture d'un descripteur de fichier d'un ensemble epoll, des événements
peuvent toujours être remontés pour ce descripteur de fichier si d'autres descripteurs
de fichier, se référant à la même description de fichier sous-jacente, restent
ouverts.
Q7 Si plus d'un événement surviennent entre deux appels epoll_wait(2), sont-ils combinés
ou rapportés séparément ?
A7 Ils sont combinés.
Q8 Est-ce qu'une opération sur un descripteur affecte les événements déjà collectés mais
pas encore rapportés ?
A8 Vous pouvez faire deux choses sur un descripteur existant. Une suppression serait sans
signification dans ce cas. Une modification revérifie les entrées-sorties disponibles.
Q9 Dois-je lire/écrire sans cesse un descripteur jusqu'à obtenir EAGAIN avec l'attribut
EPOLLET (comportement edge-triggered) ?
A9 La réception d'un événement depuis epoll_wait(2) suggère qu'un descripteur est prêt
pour l'opération d'E/S désirée. Vous devez le considérer prêt jusqu'à ce que la
prochaine lecture ou écriture (non bloquante) remonte un EAGAIN. Quand et comment
utiliser le descripteur dépend de vous.
Pour les fichiers orientés paquet ou jeton (par exemple, une socket datagramme ou un
terminal en mode canonique), la seule façon de détecter la fin de l'espace
d'entrée-sortie pour les lectures ou écritures est de continuer à lire ou écrire
jusqu'à la réception d'un EAGAIN.
Pour les fichiers orientés flux (par exemple, les tubes, FIFO ou sockets en mode
flux), la disponibilité des entrées-sorties peut-être vérifiée par la quantité de
données lues ou écrites avec le descripteur. Par exemple, si vous appelez read(2) en
demandant la lecture d'une certaine quantité de données et que read(2) en renvoie
moins, vous pouvez être sûrs d'avoir consommé tout le tampon d'entrée pour le
descripteur. La même chose est vraie pour l'appel système write(2). (Évitez cette
dernière technique si vous ne pouvez garantir que le descripteur de fichier surveillé
correspond toujours à un fichier de type flux)
Erreurs possibles et moyens de les éviter
o Famine (edge-triggered)
S'il y a un gros volume d'entrées-sorties, il est possible qu'en essayant de les traiter,
d'autres fichiers ne soient pas pris en compte, ce qu'on appelle un cas de famine. Ce
problème n'est pas spécifique à epoll.
La solution est de maintenir une liste de descripteurs prêts et de les marquer comme tels
dans leur structure associée, permettant à l'application de savoir quels fichiers traiter,
en organisant l'ordre au mieux. Cela permet aussi d'ignorer les événements ultérieurs sur
des descripteurs prêts.
o Utilisation d'un cache d'événements...
Si vous utilisez un cache d'événement, ou stockez tous les descripteurs renvoyés par
epoll_wait(2), alors assurez-vous de disposer d'un moyen de marquer dynamiquement leurs
fermetures (causées par un événement précédent). Supposons que vous recevez 100 événements
de epoll_wait(2), et que l'événement 47 implique de fermer le descripteur 13. Si vous
supprimez la structure et utilisez close(2), alors votre cache peut encore contenir des
événements pour ce descripteur, et poser des problèmes de cohérence.
Une solution est d'invoquer, pendant le traitement de l'événement 47,
epoll_ctl(EPOLL_CTL_DEL) pour supprimer le descripteur 13, le fermer avec close(2), et
marquer sa structure associée comme supprimée. Si vous rencontrez un autre événement pour
le descripteur 13 dans votre traitement, vous verrez qu'il a été supprimé précédemment,
sans que cela ne prête à confusion.
VERSIONS
L'API epoll a été introduite dans le noyau Linux 2.5.44. La prise en charge par la glibc a
été ajoutée dans la version 2.3.2.
CONFORMITÉ
L'API epoll est spécifique à Linux. Certains autres systèmes fournissent des mécanismes
similaires. Par exemple, FreeBSD propose kqueue et Solaris /dev/poll.
VOIR AUSSI
epoll_create(2), epoll_create1(2), epoll_ctl(2), epoll_wait(2)
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/>.
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
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