Проект OpenNet: MAN select (2) Системные вызовы (FreeBSD и Linux)

Интерактивная система просмотра системных руководств (man-ов)

select (2)

select (1) ( Solaris man: Команды и прикладные программы пользовательского уровня )

select (2) ( FreeBSD man: Системные вызовы )

>> select (2) ( Русские man: Системные вызовы )

select (2) ( Linux man: Системные вызовы )

select (3) ( Solaris man: Библиотечные вызовы )

select (3) ( POSIX man: Библиотечные вызовы )

select (7) ( Linux man: Макропакеты и соглашения )

Ключ select обнаружен в базе ключевых слов.

НАЗВАНИЕ

select, pselect, FD_CLR, FD_ISSET, FD_SET, FD_ZERO - многопоточный синхронный ввод-вывод

СИНТАКСИС

/* В соответствие с POSIX 1003.1-2001 */
#include <sys/select.h>

/* В соответствие с более ранними стандартами */
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int select(int n, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

int pselect(int n, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, const struct timespec *timeout, const sigset_t * sigmask);

FD_CLR(int fd, fd_set *set);
FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
FD_SET(int fd, fd_set *set);
FD_ZERO(fd_set *set);

ОПИСАНИЕ

Функции select и pselect ждут изменения статуса нескольких файловых описателей.

Эти функции идентичны, за исключением 3-х отличий между ними:

(1): Функция select использует время ожидания, которое задано в структуре struct timeval (с секундами и микросекундами), тогда как pselect использует struct timespec (с секундами и наносекундами).
(2): Функция select может обновить параметр timeout, который показывает сколько времени прошло. Функция pselect не изменяет этот параметр.
(3): Функция select не имеет параметра sigmask, и т.о. ведет себя также как функция pselect вызванная с этим параметром, установленным в NULL.

Отслеживаются 3 независимых набора описателей. Те, что перечислены в readfds, будут отслеживаться для того, чтобы обнаружить появление символов, доступных для чтения (говоря более точно, чтобы узнать, не будет ли блокировано чтение; описатель файла также будет указывать на конец файла); те описатели, которые указаны в writefds, будут отслеживаться для того, чтобы узнать, не заблокирован ли процесс записи; те же, что указаны в параметре exceptfds, будут отслеживаться для обнаружения исключительных ситуаций. При возврате из функции наборы описателей модифицируются, чтобы показать, какие описатели фактически изменили свой статус.

Для манипуляций наборами существуют четыре макроса: FD_ZERO, очищающий набор; FD_SET и FD_CLR добавляют заданный описатель к набору или удаляют его из набора; FD_ISSET проверяет, является ли описатель частью набора; этот макрос полезен после возврата из функции select.

n на единицу больше самого большого номера описателей из всех наборов.

timeout - это верхняя граница времени, которое пройдет перед возвратом из select. Можно использовать нулевое значение, и при этом select завершится немедленно. Если timeout равен NULL (нет времени ожидания), то select будет ожидать изменений неопределенное время.

sigmask - это указатель на маску сигнала (см. sigprocmask(2)); если он не равняется NULL, то pselect сначала заменяет текущую маску сигнала на ту, на которую указывает sigmask, затем вызывается функция "select" и после этого восстанавливается оригинальная маска.

Время ожидания

Используемые структуры времени определены в <sys/time.h> и выглядят следующим как

struct timeval { 
    long    tv_sec;         /* seconds */
    long    tv_usec;        /* microseconds */
};

struct timespec {
    long    tv_sec;         /* seconds */
    long    tv_nsec;        /* nanoseconds */
};

(Однако, смотри ниже на версии POSIX 1003.1-2001.)

Иногда select вызывается с пустыми наборами (всеми тремя), n равным нулю и непустым timeout для переносимой реализации (portable) перехода в режим ожидания (sleep) на периоды с точностью более секунды.

В Linux функция select изменяет timeout для отражения времени, проведенного не в режиме ожидания; большая часть других реализаций этого не делают. Это вызывает проблемы как при переносе кода Linux, читающего timeout, на другие операционные системы, так и при переносе на Linux кода, использующего struct timeval для многократного вызова select в цикле без его переинициализации. Во избежание этого следует считать, что timeout не определен после возврата из select.

ВОЗВРАЩАЕМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ

При успешном завершении select и pselect возвращают количество описателей, находящихся в наборах, причем это количество может быть равным нулю, если время ожидания на исходе, а интересующие нас события так и не произошли. При ошибке возвращаемое значение равно -1, а переменной errno присваивается номер ошибки; наборы описателей и значение timeout становятся неопределенными, поэтому при ошибке нельзя полагаться на их значение.

НАЙДЕННЫЕ ОШИБКИ

EBADF: В одном из наборов находится неверный файловый описатель.
EINTR: Был получен незаблокированный сигнал.
EINVAL: n отрицательно или значение, содержащееся внутри timeout, некорректно.
ENOMEM: Функция select не может выделить объем памяти для внутренних таблиц.

ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int 
main(void) {
    fd_set rfds;
    struct timeval tv;
    int retval;
    /* Ждем, пока на стандартном вводе (fd 0) что-нибудь
       появится. */
    FD_ZERO(&rfds);
    FD_SET(0, &rfds);
    /* Ждем не больше пяти секунд. */
    tv.tv_sec = 5;
    tv.tv_usec = 0;
    retval = select(1, &rfds, NULL, NULL, &tv);
    /* Не полагаемся на значение tv! */
    if (retval)
        printf("Данные доступны.\n");
        /* Теперь FD_ISSET(0, &rfds) вернет истинное значение. */
    else
        printf("Данные не появились в течение пяти секунд.\n");
    return 0;
}

СООТВЕТСТВИЕ СТАНДАРТАМ

4.4BSD (функция select впервые появилась в 4.2BSD). Обычно переносится с не-BSD систем и на них, если они поддерживают уровень BSD-сокетов (включая варианты System V). Однако, заметим, что варианты System V обычно устанавливают значение переменной timeout перед выходом, а вариант BSD - нет. Функция pselect определена в стандарте IEEE Std 1003.1g-2000 (POSIX.1g) и в POSIX 1004.1-2001. Она находится в библиотеке glibc2.1 и более свежих версиях. Glibc2.0 имеет функцию с таким же именем, которая не принимает параметр sigmask.

ЗАМЕЧАНИЯ

fd_set является буфером фиксированного размера. Исполнение FD_CLR или FD_SET со значением fd отрицательным, равным или большим чем FD_SETSIZE приведет к неопределенному поведению. Более того, POSIX требует от fd быть корректным описателем файлов.
Относительно задействованных типов тут классическая ситуация с двумя полями структуры timeval (как показано ниже), а структура определяется в <sys/time.h>. Ситуация с POSIX 1003.1-2001 :

struct timeval { 
    time_t         tv_sec;     /* секунды */ 
    suseconds_t    tv_usec;    /* микросекунды */ 
};

Структура определена в <sys/select.h>, а типы данных time_t и suseconds_t определены в <sys/types.h>.

В соответствие с прототипами, в классическом случае для использования select необходимо включать <time.h>. В случае POSIX 1003.1-2001 для использования select и pselect необходимо включать <sys/select.h>. Libc4 и libc5 не имеют файла заголовков <sys/select.h>; в glibc 2.0 и более поздних версиях он имеется. В glibc 2.0 прототип pselect ошибочно определен всегда, в glibc 2.1-2.2.1 прототип pselect определен только когда определено _GNU_SOURCE, в glibc 2.2.2-2.2.4 прототип определен когда определено _XOPEN_SOURCE и его значение равно 600 или более. Несомненно, начиная с POSIX 1003.1-2001, этот прототип включен по умолчанию.