lib/libc/sys/kqueue.2

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   6 .\" are met:
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  18 .\" DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  19 .\" OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  20 .\" HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  21 .\" LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  22 .\" OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  23 .\" SUCH DAMAGE.
  24 .\"
  25 .\" $FreeBSD$
  26 .\"
  27 .Dd July 18, 2014
  28 .Dt KQUEUE 2
  29 .Os
  30 .Sh NAME
  31 .Nm kqueue ,
  32 .Nm kevent
  33 .Nd kernel event notification mechanism
  34 .Sh LIBRARY
  35 .Lb libc
  36 .Sh SYNOPSIS
  37 .In sys/types.h
  38 .In sys/event.h
  39 .In sys/time.h
  40 .Ft int
  41 .Fn kqueue "void"
  42 .Ft int
  43 .Fn kevent "int kq" "const struct kevent *changelist" "int nchanges" "struct kevent *eventlist" "int nevents" "const struct timespec *timeout"
  44 .Fn EV_SET "&kev" ident filter flags fflags data udata
  45 .Sh DESCRIPTION
  46 The
  47 .Fn kqueue
  48 system call
  49 provides a generic method of notifying the user when an event
  50 happens or a condition holds, based on the results of small
  51 pieces of kernel code termed filters.
  52 A kevent is identified by the (ident, filter) pair; there may only
  53 be one unique kevent per kqueue.
  54 .Pp
  55 The filter is executed upon the initial registration of a kevent
  56 in order to detect whether a preexisting condition is present, and is also
  57 executed whenever an event is passed to the filter for evaluation.
  58 If the filter determines that the condition should be reported,
  59 then the kevent is placed on the kqueue for the user to retrieve.
  60 .Pp
  61 The filter is also run when the user attempts to retrieve the kevent
  62 from the kqueue.
  63 If the filter indicates that the condition that triggered
  64 the event no longer holds, the kevent is removed from the kqueue and
  65 is not returned.
  66 .Pp
  67 Multiple events which trigger the filter do not result in multiple
  68 kevents being placed on the kqueue; instead, the filter will aggregate
  69 the events into a single struct kevent.
  70 Calling
  71 .Fn close
  72 on a file descriptor will remove any kevents that reference the descriptor.
  73 .Pp
  74 The
  75 .Fn kqueue
  76 system call
  77 creates a new kernel event queue and returns a descriptor.
  78 The queue is not inherited by a child created with
  79 .Xr fork 2 .
  80 However, if
  81 .Xr rfork 2
  82 is called without the
  83 .Dv RFFDG
  84 flag, then the descriptor table is shared,
  85 which will allow sharing of the kqueue between two processes.
  86 .Pp
  87 The
  88 .Fn kevent
  89 system call
  90 is used to register events with the queue, and return any pending
  91 events to the user.
  92 The
  93 .Fa changelist
  94 argument
  95 is a pointer to an array of
  96 .Va kevent
  97 structures, as defined in
  98 .In sys/event.h .
  99 All changes contained in the
 100 .Fa changelist
 101 are applied before any pending events are read from the queue.
 102 The
 103 .Fa nchanges
 104 argument
 105 gives the size of
 106 .Fa changelist .
 107 The
 108 .Fa eventlist
 109 argument
 110 is a pointer to an array of kevent structures.
 111 The
 112 .Fa nevents
 113 argument
 114 determines the size of
 115 .Fa eventlist .
 116 When
 117 .Fa nevents
 118 is zero,
 119 .Fn kevent
 120 will return immediately even if there is a
 121 .Fa timeout
 122 specified unlike
 123 .Xr select 2 .
 124 If
 125 .Fa timeout
 126 is a non-NULL pointer, it specifies a maximum interval to wait
 127 for an event, which will be interpreted as a struct timespec.
 128 If
 129 .Fa timeout
 130 is a NULL pointer,
 131 .Fn kevent
 132 waits indefinitely.
 133 To effect a poll, the
 134 .Fa timeout
 135 argument should be non-NULL, pointing to a zero-valued
 136 .Va timespec
 137 structure.
 138 The same array may be used for the
 139 .Fa changelist
 140 and
 141 .Fa eventlist .
 142 .Pp
 143 The
 144 .Fn EV_SET
 145 macro is provided for ease of initializing a
 146 kevent structure.
 147 .Pp
 148 The
 149 .Va kevent
 150 structure is defined as:
 151 .Bd -literal
 152 struct kevent {
 153         uintptr_t ident;        /* identifier for this event */
 154         short     filter;       /* filter for event */
 155         u_short   flags;        /* action flags for kqueue */
 156         u_int     fflags;       /* filter flag value */
 157         intptr_t  data;         /* filter data value */
 158         void      *udata;       /* opaque user data identifier */
 159 };
 160 .Ed
 161 .Pp
 162 The fields of
 163 .Fa struct kevent
 164 are:
 165 .Bl -tag -width XXXfilter
 166 .It ident
 167 Value used to identify this event.
 168 The exact interpretation is determined by the attached filter,
 169 but often is a file descriptor.
 170 .It filter
 171 Identifies the kernel filter used to process this event.
 172 The pre-defined
 173 system filters are described below.
 174 .It flags
 175 Actions to perform on the event.
 176 .It fflags
 177 Filter-specific flags.
 178 .It data
 179 Filter-specific data value.
 180 .It udata
 181 Opaque user-defined value passed through the kernel unchanged.
 182 .El
 183 .Pp
 184 The
 185 .Va flags
 186 field can contain the following values:
 187 .Bl -tag -width XXXEV_ONESHOT
 188 .It EV_ADD
 189 Adds the event to the kqueue.
 190 Re-adding an existing event
 191 will modify the parameters of the original event, and not result
 192 in a duplicate entry.
 193 Adding an event automatically enables it,
 194 unless overridden by the EV_DISABLE flag.
 195 .It EV_ENABLE
 196 Permit
 197 .Fn kevent
 198 to return the event if it is triggered.
 199 .It EV_DISABLE
 200 Disable the event so
 201 .Fn kevent
 202 will not return it.
 203 The filter itself is not disabled.
 204 .It EV_DISPATCH
 205 Disable the event source immediately after delivery of an event.
 206 See
 207 .Dv EV_DISABLE
 208 above.
 209 .It EV_DELETE
 210 Removes the event from the kqueue.
 211 Events which are attached to
 212 file descriptors are automatically deleted on the last close of
 213 the descriptor.
 214 .It EV_RECEIPT
 215 This flag is useful for making bulk changes to a kqueue without draining
 216 any pending events.
 217 When passed as input, it forces
 218 .Dv EV_ERROR
 219 to always be returned.
 220 When a filter is successfully added the
 221 .Va data
 222 field will be zero.
 223 .It EV_ONESHOT
 224 Causes the event to return only the first occurrence of the filter
 225 being triggered.
 226 After the user retrieves the event from the kqueue,
 227 it is deleted.
 228 .It EV_CLEAR
 229 After the event is retrieved by the user, its state is reset.
 230 This is useful for filters which report state transitions
 231 instead of the current state.
 232 Note that some filters may automatically
 233 set this flag internally.
 234 .It EV_EOF
 235 Filters may set this flag to indicate filter-specific EOF condition.
 236 .It EV_ERROR
 237 See
 238 .Sx RETURN VALUES
 239 below.
 240 .El
 241 .Pp
 242 The predefined system filters are listed below.
 243 Arguments may be passed to and from the filter via the
 244 .Va fflags
 245 and
 246 .Va data
 247 fields in the kevent structure.
 248 .Bl -tag -width EVFILT_PROCDESC
 249 .It EVFILT_READ
 250 Takes a descriptor as the identifier, and returns whenever
 251 there is data available to read.
 252 The behavior of the filter is slightly different depending
 253 on the descriptor type.
 254 .Bl -tag -width 2n
 255 .It Sockets
 256 Sockets which have previously been passed to
 257 .Fn listen
 258 return when there is an incoming connection pending.
 259 .Va data
 260 contains the size of the listen backlog.
 261 .Pp
 262 Other socket descriptors return when there is data to be read,
 263 subject to the
 264 .Dv SO_RCVLOWAT
 265 value of the socket buffer.
 266 This may be overridden with a per-filter low water mark at the
 267 time the filter is added by setting the
 268 NOTE_LOWAT
 269 flag in
 270 .Va fflags ,
 271 and specifying the new low water mark in
 272 .Va data .
 273 On return,
 274 .Va data
 275 contains the number of bytes of protocol data available to read.
 276 .Pp
 277 If the read direction of the socket has shutdown, then the filter
 278 also sets EV_EOF in
 279 .Va flags ,
 280 and returns the socket error (if any) in
 281 .Va fflags .
 282 It is possible for EOF to be returned (indicating the connection is gone)
 283 while there is still data pending in the socket buffer.
 284 .It Vnodes
 285 Returns when the file pointer is not at the end of file.
 286 .Va data
 287 contains the offset from current position to end of file,
 288 and may be negative.
 289 .It "Fifos, Pipes"
 290 Returns when the there is data to read;
 291 .Va data
 292 contains the number of bytes available.
 293 .Pp
 294 When the last writer disconnects, the filter will set EV_EOF in
 295 .Va flags .
 296 This may be cleared by passing in EV_CLEAR, at which point the
 297 filter will resume waiting for data to become available before
 298 returning.
 299 .It "BPF devices"
 300 Returns when the BPF buffer is full, the BPF timeout has expired, or
 301 when the BPF has
 302 .Dq immediate mode
 303 enabled and there is any data to read;
 304 .Va data
 305 contains the number of bytes available.
 306 .El
 307 .It EVFILT_WRITE
 308 Takes a descriptor as the identifier, and returns whenever
 309 it is possible to write to the descriptor.
 310 For sockets, pipes
 311 and fifos,
 312 .Va data
 313 will contain the amount of space remaining in the write buffer.
 314 The filter will set EV_EOF when the reader disconnects, and for
 315 the fifo case, this may be cleared by use of EV_CLEAR.
 316 Note that this filter is not supported for vnodes or BPF devices.
 317 .Pp
 318 For sockets, the low water mark and socket error handling is
 319 identical to the EVFILT_READ case.
 320 .It EVFILT_AIO
 321 The sigevent portion of the AIO request is filled in, with
 322 .Va sigev_notify_kqueue
 323 containing the descriptor of the kqueue that the event should
 324 be attached to,
 325 .Va sigev_notify_kevent_flags
 326 containing the kevent flags which should be EV_ONESHOT, EV_CLEAR or
 327 EV_DISPATCH,
 328 .Va sigev_value
 329 containing the udata value, and
 330 .Va sigev_notify
 331 set to SIGEV_KEVENT.
 332 When the
 333 .Fn aio_*
 334 system call is made, the event will be registered
 335 with the specified kqueue, and the
 336 .Va ident
 337 argument set to the
 338 .Fa struct aiocb
 339 returned by the
 340 .Fn aio_*
 341 system call.
 342 The filter returns under the same conditions as aio_error.
 343 .It EVFILT_VNODE
 344 Takes a file descriptor as the identifier and the events to watch for in
 345 .Va fflags ,
 346 and returns when one or more of the requested events occurs on the descriptor.
 347 The events to monitor are:
 348 .Bl -tag -width XXNOTE_RENAME
 349 .It NOTE_DELETE
 350 The
 351 .Fn unlink
 352 system call
 353 was called on the file referenced by the descriptor.
 354 .It NOTE_WRITE
 355 A write occurred on the file referenced by the descriptor.
 356 .It NOTE_EXTEND
 357 The file referenced by the descriptor was extended.
 358 .It NOTE_ATTRIB
 359 The file referenced by the descriptor had its attributes changed.
 360 .It NOTE_LINK
 361 The link count on the file changed.
 362 .It NOTE_RENAME
 363 The file referenced by the descriptor was renamed.
 364 .It NOTE_REVOKE
 365 Access to the file was revoked via
 366 .Xr revoke 2
 367 or the underlying file system was unmounted.
 368 .El
 369 .Pp
 370 On return,
 371 .Va fflags
 372 contains the events which triggered the filter.
 373 .It EVFILT_PROC
 374 Takes the process ID to monitor as the identifier and the events to watch for
 375 in
 376 .Va fflags ,
 377 and returns when the process performs one or more of the requested events.
 378 If a process can normally see another process, it can attach an event to it.
 379 The events to monitor are:
 380 .Bl -tag -width XXNOTE_TRACKERR
 381 .It NOTE_EXIT
 382 The process has exited.
 383 The exit status will be stored in
 384 .Va data .
 385 .It NOTE_FORK
 386 The process has called
 387 .Fn fork .
 388 .It NOTE_EXEC
 389 The process has executed a new process via
 390 .Xr execve 2
 391 or a similar call.
 392 .It NOTE_TRACK
 393 Follow a process across
 394 .Fn fork
 395 calls.
 396 The parent process registers a new kevent to monitor the child process
 397 using the same
 398 .Va fflags
 399 as the original event.
 400 The child process will signal an event with NOTE_CHILD set in
 401 .Va fflags
 402 and the parent PID in
 403 .Va data .
 404 .Pp
 405 If the parent process fails to register a new kevent
 406 .Pq usually due to resource limitations ,
 407 it will signal an event with NOTE_TRACKERR set in
 408 .Va fflags ,
 409 and the child process will not signal a NOTE_CHILD event.
 410 .El
 411 .Pp
 412 On return,
 413 .Va fflags
 414 contains the events which triggered the filter.
 415 .It EVFILT_PROCDESC
 416 Takes the process descriptor created by
 417 .Xr pdfork 2
 418 to monitor as the identifier and the events to watch for in
 419 .Va fflags ,
 420 and returns when the associated process performs one or more of the
 421 requested events.
 422 The events to monitor are:
 423 .Bl -tag -width XXNOTE_EXIT
 424 .It NOTE_EXIT
 425 The process has exited.
 426 The exit status will be stored in
 427 .Va data .
 428 .El
 429 .Pp
 430 On return,
 431 .Va fflags
 432 contains the events which triggered the filter.
 433 .It EVFILT_SIGNAL
 434 Takes the signal number to monitor as the identifier and returns
 435 when the given signal is delivered to the process.
 436 This coexists with the
 437 .Fn signal
 438 and
 439 .Fn sigaction
 440 facilities, and has a lower precedence.
 441 The filter will record
 442 all attempts to deliver a signal to a process, even if the signal has
 443 been marked as SIG_IGN, except for the
 444 .Dv SIGCHLD
 445 signal, which, if ignored, won't be recorded by the filter.
 446 Event notification happens after normal
 447 signal delivery processing.
 448 .Va data
 449 returns the number of times the signal has occurred since the last call to
 450 .Fn kevent .
 451 This filter automatically sets the EV_CLEAR flag internally.
 452 .It EVFILT_TIMER
 453 Establishes an arbitrary timer identified by
 454 .Va ident .
 455 When adding a timer,
 456 .Va data
 457 specifies the timeout period.
 458 The timer will be periodic unless EV_ONESHOT is specified.
 459 On return,
 460 .Va data
 461 contains the number of times the timeout has expired since the last call to
 462 .Fn kevent .
 463 This filter automatically sets the EV_CLEAR flag internally.
 464 There is a system wide limit on the number of timers
 465 which is controlled by the
 466 .Va kern.kq_calloutmax
 467 sysctl.
 468 .Bl -tag -width XXNOTE_USECONDS
 469 .It Dv NOTE_SECONDS
 470 .Va data
 471 is in seconds.
 472 .It Dv NOTE_MSECONDS
 473 .Va data
 474 is in milliseconds.
 475 .It Dv NOTE_USECONDS
 476 .Va data
 477 is in microseconds.
 478 .It Dv NOTE_NSECONDS
 479 .Va data
 480 is in nanoseconds.
 481 .It
 482 .El
 483 .Pp
 484 If
 485 .Va fflags
 486 is not set, the default is milliseconds. On return,
 487 .Va fflags
 488 contains the events which triggered the filter.
 489 .It Dv EVFILT_USER
 490 Establishes a user event identified by
 491 .Va ident
 492 which is not associated with any kernel mechanism but is triggered by
 493 user level code.
 494 The lower 24 bits of the
 495 .Va fflags
 496 may be used for user defined flags and manipulated using the following:
 497 .Bl -tag -width XXNOTE_FFLAGSMASK
 498 .It Dv NOTE_FFNOP
 499 Ignore the input
 500 .Va fflags .
 501 .It Dv NOTE_FFAND
 502 Bitwise AND
 503 .Va fflags .
 504 .It Dv NOTE_FFOR
 505 Bitwise OR
 506 .Va fflags .
 507 .It Dv NOTE_FFCOPY
 508 Copy
 509 .Va fflags .
 510 .It Dv NOTE_FFCTRLMASK
 511 Control mask for
 512 .Va fflags .
 513 .It Dv NOTE_FFLAGSMASK
 514 User defined flag mask for
 515 .Va fflags .
 516 .El
 517 .Pp
 518 A user event is triggered for output with the following:
 519 .Bl -tag -width XXNOTE_FFLAGSMASK
 520 .It Dv NOTE_TRIGGER
 521 Cause the event to be triggered.
 522 .El
 523 .Pp
 524 On return,
 525 .Va fflags
 526 contains the users defined flags in the lower 24 bits.
 527 .El
 528 .Sh RETURN VALUES
 529 The
 530 .Fn kqueue
 531 system call
 532 creates a new kernel event queue and returns a file descriptor.
 533 If there was an error creating the kernel event queue, a value of -1 is
 534 returned and errno set.
 535 .Pp
 536 The
 537 .Fn kevent
 538 system call
 539 returns the number of events placed in the
 540 .Fa eventlist ,
 541 up to the value given by
 542 .Fa nevents .
 543 If an error occurs while processing an element of the
 544 .Fa changelist
 545 and there is enough room in the
 546 .Fa eventlist ,
 547 then the event will be placed in the
 548 .Fa eventlist
 549 with
 550 .Dv EV_ERROR
 551 set in
 552 .Va flags
 553 and the system error in
 554 .Va data .
 555 Otherwise,
 556 .Dv -1
 557 will be returned, and
 558 .Dv errno
 559 will be set to indicate the error condition.
 560 If the time limit expires, then
 561 .Fn kevent
 562 returns 0.
 563 .Sh ERRORS
 564 The
 565 .Fn kqueue
 566 system call fails if:
 567 .Bl -tag -width Er
 568 .It Bq Er ENOMEM
 569 The kernel failed to allocate enough memory for the kernel queue.
 570 .It Bq Er ENOMEM
 571 The
 572 .Dv RLIMIT_KQUEUES
 573 rlimit
 574 (see
 575 .Xr getrlimit 2 )
 576 for the current user would be exceeded.
 577 .It Bq Er EMFILE
 578 The per-process descriptor table is full.
 579 .It Bq Er ENFILE
 580 The system file table is full.
 581 .El
 582 .Pp
 583 The
 584 .Fn kevent
 585 system call fails if:
 586 .Bl -tag -width Er
 587 .It Bq Er EACCES
 588 The process does not have permission to register a filter.
 589 .It Bq Er EFAULT
 590 There was an error reading or writing the
 591 .Va kevent
 592 structure.
 593 .It Bq Er EBADF
 594 The specified descriptor is invalid.
 595 .It Bq Er EINTR
 596 A signal was delivered before the timeout expired and before any
 597 events were placed on the kqueue for return.
 598 .It Bq Er EINVAL
 599 The specified time limit or filter is invalid.
 600 .It Bq Er ENOENT
 601 The event could not be found to be modified or deleted.
 602 .It Bq Er ENOMEM
 603 No memory was available to register the event
 604 or, in the special case of a timer, the maximum number of
 605 timers has been exceeded.
 606 This maximum is configurable via the
 607 .Va kern.kq_calloutmax
 608 sysctl.
 609 .It Bq Er ESRCH
 610 The specified process to attach to does not exist.
 611 .El
 612 .Sh SEE ALSO
 613 .Xr aio_error 2 ,
 614 .Xr aio_read 2 ,
 615 .Xr aio_return 2 ,
 616 .Xr poll 2 ,
 617 .Xr read 2 ,
 618 .Xr select 2 ,
 619 .Xr sigaction 2 ,
 620 .Xr write 2 ,
 621 .Xr signal 3
 622 .Sh HISTORY
 623 The
 624 .Fn kqueue
 625 and
 626 .Fn kevent
 627 system calls first appeared in
 628 .Fx 4.1 .
 629 .Sh AUTHORS
 630 The
 631 .Fn kqueue
 632 system and this manual page were written by
 633 .An Jonathan Lemon Aq Mt jlemon@FreeBSD.org .
 634 .Sh BUGS
 635 The
 636 .Fa timeout
 637 value is limited to 24 hours; longer timeouts will be silently
 638 reinterpreted as 24 hours.