/* Selon POSIX.1-2001 */


#include <sys/select.h>

/* Selon les normes précédentes */


#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 fonctionalités pour la glibc (voir feature_test_macros(7)) :

pselect() : _POSIX_C_SOURCE >= 200112L || _XOPEN_SOURCE >= 600  

Pour résumer, select() surveille simplement de multiples descripteurs de fichiers, et constitue l'appel Unix standard pour réaliser cette tâche.

Les tableaux de descripteurs de fichier sont appelés ensembles de descripteurs de fichiers. Chaque ensemble est de type fd_set, et son contenu peut être modifié avec les macros FD_CLR(), FD_ISSET(), FD_SET()et FD_ZERO(). On commence généralement par utiliser FD_ZERO() sur un ensemble venant d'être créé. Ensuite, les descripteurs de fichiers individuels qui vous intéressent peuvent être ajoutés un à un à l'aide de FD_SET(). select() modifie le contenu de ces ensembles selon les règles ci-dessous. Après un appel à select(), vous pouvez vérifier si votre descripteur de fichier est toujours présent dans l'ensemble à l'aide de la macro FD_ISSET(). FD_ISSET() renvoie zéro si le descripteur de fichier est absent et une valeur non nulle sinon. FD_CLR() retire un descripteur de fichier de l'ensemble.  

readfds

Cet ensemble est examiné afin de déterminer si des données sont disponibles en lecture à partir d'un de ses descripteurs de fichiers. 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 via un appel recv(2) (pour les sockets) ou read(2) (pour les tubes, fichiers et sockets).

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 fichiers. 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 via un appel à send(2) (pour les sockets) ou write(2) (pour les tubes, fichiers et sockets).

exceptfds

Cet ensemble est examiné pour les exceptions ou les erreurs survenues sur les descripteurs de fichiers. Néanmoins, ceci n'est véritablement rien d'autre qu'une rumeur. exceptfds est en fait utilisé afin de détecter l'occurrence de données hors-bande (Out Of Band). Les données hors bande sont celles qui sont envoyées sur une socket en utilisant le drapeau MSG_OOB, ainsi exceptfds s'applique en réalité uniquement aux sockets. Voir recv(2) et send(2) à ce sujet. Suite à un appel à select(), exceptfds ne contient plus aucun de ses descripteurs de fichiers à l'exception de ceux qui sont disponibles pour une lecture de données hors-bande. Cependant, vous pouvez presque toujours lire uniquement un octet de données hors bande (à l'aide de recv(2)), et l'écriture de données hors bande (avec send(2)) peut être effectuée à n'importe quel moment et n'est pas bloquante. Il n'y a donc pas de besoin d'un quatrième ensemble afin de vérifier si une socket est disponible pour une écriture de données hors bande.

n

Il s'agit d'un entier valant un de plus que n'importe lequel des descripteurs de fichiers de tous les ensembles. En d'autres termes, lorsque vous ajoutez des descripteurs de fichiers à vos ensembles, vous devez déterminer la valeur entière maximale de tous ces derniers, puis ajouter un à cette valeur, et la passer en argument n à select().

utimeout

Il s'agit du temps le plus long que select() doit 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 d'un événement. utimeout peut être positionné à zéro seconde, ce qui provoque le retour immédiat de select(). La structure struct timeval est définie comme :

struct timeval {
    long tv_sec;    /* secondes */
    long tv_usec;   /* microsecondes */
};

ntimeout

Cet argument 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 non bloqués pendant un appel pselect() (voir 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. Il se comporte alors de façon identique à select().

int child_events = 0;

void
child_sig_handler(int x)
{
    child_events++;
    signal(SIGCHLD, child_sig_handler);
}

int
main(int argc, char **argv)
{
    sigset_t sigmask, orig_sigmask;

    sigemptyset(&sigmask);
    sigaddset(&sigmask, SIGCHLD);
    sigprocmask(SIG_BLOCK, &sigmask, &orig_sigmask);

    signal(SIGCHLD, child_sig_handler);

    for (;;) { /* main loop */
        for (; child_events > 0; child_events--) {
            /* do event work here */
        }
        r = pselect(n, &rd, &wr, &er, 0, &orig_sigmask);

        /* corps principal du programme */
    }
}

Un exemple simple de l'utilisation de select() peut être trouvé dans la page de manuel 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 n 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 qu'un appel select() ait rendu la main, tous les descripteurs de fichiers de tous les ensembles devraient être vérifiés pour voir 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-dessus 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 valant EINTR ou EAGAIN (EWOULDBLOCK). 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 E/S en mode non bloquant, vous n'obtiendrez pas de EAGAIN. Néanmoins, vous devriez tout de même gérer ces erreurs dans un soucis de complétude.

8.

N'appelez jamais read(2), recv(2), write(2) ou send(2) avec un tampon de taille nulle.

9.

Si les fonctions read(2), recv(2), write(2) et send(2) échouent avec des erreurs autres que celles indiquées en7., ou si l'une des fonctions d'entrée renvoie 0, indiquant la fin de fichier, vous ne devriez pas passer ce descripteur de fichier à select(). à nouveau. Dans l'exemple ci-dessus, je ferme le descripteur immédiatement, et ensuite, je le positionne 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.

J'ai entendu que le niveau socket Windows ne traite pas correctement les données hors bande (OOB). Il ne gère pas non plus les appels select() lorsqu'aucun descripteur de fichier n'est positionné. N'avoir aucun descripteur de fichier positionné est un moyen utile afin d'endormir le processus avec une précision inférieure à la seconde en utilisant le timeout. (Voir plus loin.)

    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.  

En cas de timeout échu, la valeur de retour sera zéro. Les descripteurs de fichiers devraient tous être vides (mais peuvent ne pas l'être sur certains systèmes).

Une valeur de retour égale à -1 indique une erreur, errno est alors remplie de façon adéquate. En cas d'erreur, le contenu des ensembles renvoyés et de la structure timeout sont indéfinis et ne devraient pas être exploités. pselect() ne modifie cependant jamais ntimeout.  

L'appel système poll(2) a les mêmes fonctionnalités que select(), et est quelque peu plus efficace lors de la surveillance d'ensembles de descripteurs de fichiers parsemés. Il est aujourd'hui largement disponible mais était considéré historiquement comme moins portable que select().

L'API epoll(7), spécifique à Linux, fournit une interface plus efficace que select(2) et poll(2) pour la surveillance d'un grand nombre de descripteurs de fichiers.  

#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;

    if ((s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        perror ("socket");
        return -1;
    }
    yes = 1;
    if (setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
               (char *) &yes, sizeof (yes)) < 0) {
        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)) < 0) {
        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;

    if ((s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        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)) < 0) {
        perror("connect()");
        shutdown(s, SHUT_RDWR);
        close(s);
        return -1;
    }
    return s;
}

#define SHUT_FD1 {                      \
        if (fd1 >= 0) {                 \
            shutdown(fd1, SHUT_RDWR);   \
            close(fd1);                 \
            fd1 = -1;                   \
        }                               \
    }

#define SHUT_FD2 {                      \
        if (fd2 >= 0) {                 \
            shutdown(fd2, SHUT_RDWR);   \
            close(fd2);                 \
            fd2 = -1;                   \
        }                               \
    }

#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 < 0)
        exit(EXIT_FAILURE);

    for (;;) {
        int r, n = 0;
        fd_set rd, wr, er;
        FD_ZERO(&rd);
        FD_ZERO(&wr);
        FD_ZERO(&er);
        FD_SET(h, &rd);
        n = max (n, h);
        if (fd1 > 0 && buf1_avail < BUF_SIZE) {
            FD_SET(fd1, &rd);
            n = max(n, fd1);
        }
        if (fd2 > 0 && buf2_avail < BUF_SIZE) {
            FD_SET(fd2, &rd);
            n = max(n, fd2);
        }
        if (fd1 > 0
            && buf2_avail - buf2_written > 0) {
            FD_SET(fd1, &wr);
            n = max(n, fd1);
        }
        if (fd2 > 0
            && buf1_avail - buf1_written > 0) {
            FD_SET(fd2, &wr);
            n = max(n, fd2);
        }
        if (fd1 > 0) {
            FD_SET(fd1, &er);
            n = max(n, fd1);
        }
        if (fd2 > 0) {
            FD_SET(fd2, &er);
            n = max(n, fd2);
        }

        r = select(n + 1, &rd, &wr, &er, NULL);

        if (r == -1 && errno == EINTR)
            continue;
        if (r < 0) {
            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 < 0) {
                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 < 0) {
                    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;
                errno = 0;
                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;
                errno = 0;
                r = recv(fd2, &c, 1, MSG_OOB);
                if (r < 1) {
                    SHUT_FD1;
                } 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 provoqué 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 E/S comme non bloquantes en utilisant un appel ioctl(2). Cela pose également problème parce que vous finissez par avoir 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 chainée de tampons - un pour chaque connexion. Pour l'instant, de nouvelles connexions provoquent l'abandon de la connexion courante.  

Ce document est une traduction réalisée par Stéphan Rafin <stephan DOT rafin AT laposte DOT net> le 16 juin 2002 et révisée le 8 janvier 2008.

L'équipe de traduction a fait le maximum pour réaliser une adaptation française de qualité. La version anglaise la plus à jour de ce document est toujours consultable via la commande : « LANG=C man 2 select_tut ». N'hésitez pas à signaler à l'auteur ou au traducteur, selon le cas, toute erreur dans cette page de manuel.

NOM

SYNOPSIS

DESCRIPTION

Arguments

Combinaison d'événements de signaux et de données

Pratique

Règles de select

Émulation de usleep

VALEUR RENVOYÉE

NOTES

EXEMPLE

VOIR AUSSI

TRADUCTION