lib/libc/sys/kqueue.2

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   2 .\" All rights reserved.
   3 .\"
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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 September 15, 2009
  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_SIGNAL
 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_value
 326 containing the udata value, and
 327 .Va sigev_notify
 328 set to SIGEV_KEVENT.
 329 When the
 330 .Fn aio_*
 331 system call is made, the event will be registered
 332 with the specified kqueue, and the
 333 .Va ident
 334 argument set to the
 335 .Fa struct aiocb
 336 returned by the
 337 .Fn aio_*
 338 system call.
 339 The filter returns under the same conditions as aio_error.
 340 .It EVFILT_VNODE
 341 Takes a file descriptor as the identifier and the events to watch for in
 342 .Va fflags ,
 343 and returns when one or more of the requested events occurs on the descriptor.
 344 The events to monitor are:
 345 .Bl -tag -width XXNOTE_RENAME
 346 .It NOTE_DELETE
 347 The
 348 .Fn unlink
 349 system call
 350 was called on the file referenced by the descriptor.
 351 .It NOTE_WRITE
 352 A write occurred on the file referenced by the descriptor.
 353 .It NOTE_EXTEND
 354 The file referenced by the descriptor was extended.
 355 .It NOTE_ATTRIB
 356 The file referenced by the descriptor had its attributes changed.
 357 .It NOTE_LINK
 358 The link count on the file changed.
 359 .It NOTE_RENAME
 360 The file referenced by the descriptor was renamed.
 361 .It NOTE_REVOKE
 362 Access to the file was revoked via
 363 .Xr revoke 2
 364 or the underlying file system was unmounted.
 365 .El
 366 .Pp
 367 On return,
 368 .Va fflags
 369 contains the events which triggered the filter.
 370 .It EVFILT_PROC
 371 Takes the process ID to monitor as the identifier and the events to watch for
 372 in
 373 .Va fflags ,
 374 and returns when the process performs one or more of the requested events.
 375 If a process can normally see another process, it can attach an event to it.
 376 The events to monitor are:
 377 .Bl -tag -width XXNOTE_TRACKERR
 378 .It NOTE_EXIT
 379 The process has exited.
 380 The exit status will be stored in
 381 .Va data .
 382 .It NOTE_FORK
 383 The process has called
 384 .Fn fork .
 385 .It NOTE_EXEC
 386 The process has executed a new process via
 387 .Xr execve 2
 388 or similar call.
 389 .It NOTE_TRACK
 390 Follow a process across
 391 .Fn fork
 392 calls.
 393 The parent process will return with NOTE_TRACK set in the
 394 .Va fflags
 395 field, while the child process will return with NOTE_CHILD set in
 396 .Va fflags
 397 and the parent PID in
 398 .Va data .
 399 .It NOTE_TRACKERR
 400 This flag is returned if the system was unable to attach an event to
 401 the child process, usually due to resource limitations.
 402 .El
 403 .Pp
 404 On return,
 405 .Va fflags
 406 contains the events which triggered the filter.
 407 .It EVFILT_SIGNAL
 408 Takes the signal number to monitor as the identifier and returns
 409 when the given signal is delivered to the process.
 410 This coexists with the
 411 .Fn signal
 412 and
 413 .Fn sigaction
 414 facilities, and has a lower precedence.
 415 The filter will record
 416 all attempts to deliver a signal to a process, even if the signal has
 417 been marked as SIG_IGN.
 418 Event notification happens after normal
 419 signal delivery processing.
 420 .Va data
 421 returns the number of times the signal has occurred since the last call to
 422 .Fn kevent .
 423 This filter automatically sets the EV_CLEAR flag internally.
 424 .It EVFILT_TIMER
 425 Establishes an arbitrary timer identified by
 426 .Va ident .
 427 When adding a timer,
 428 .Va data
 429 specifies the timeout period in milliseconds.
 430 The timer will be periodic unless EV_ONESHOT is specified.
 431 On return,
 432 .Va data
 433 contains the number of times the timeout has expired since the last call to
 434 .Fn kevent .
 435 This filter automatically sets the EV_CLEAR flag internally.
 436 There is a system wide limit on the number of timers
 437 which is controlled by the
 438 .Va kern.kq_calloutmax
 439 sysctl.
 440 .Pp
 441 On return,
 442 .Va fflags
 443 contains the events which triggered the filter.
 444 .It Dv EVFILT_USER
 445 Establishes a user event identified by
 446 .Va ident
 447 which is not associated with any kernel mechanism but is triggered by
 448 user level code.
 449 The lower 24 bits of the
 450 .Va fflags
 451 may be used for user defined flags and manipulated using the following:
 452 .Bl -tag -width XXNOTE_FFLAGSMASK
 453 .It Dv NOTE_FFNOP
 454 Ignore the input
 455 .Va fflags .
 456 .It Dv NOTE_FFAND
 457 Bitwise AND
 458 .Va fflags .
 459 .It Dv NOTE_FFOR
 460 Bitwise OR
 461 .Va fflags .
 462 .It Dv NOTE_COPY
 463 Copy
 464 .Va fflags .
 465 .It Dv NOTE_FFCTRLMASK
 466 Control mask for
 467 .Va fflags .
 468 .It Dv NOTE_FFLAGSMASK
 469 User defined flag mask for
 470 .Va fflags .
 471 .El
 472 .Pp
 473 A user event is triggered for output with the following:
 474 .Bl -tag -width XXNOTE_FFLAGSMASK
 475 .It Dv NOTE_TRIGGER
 476 Cause the event to be triggered.
 477 .El
 478 .Pp
 479 On return,
 480 .Va fflags
 481 contains the users defined flags in the lower 24 bits.
 482 .El
 483 .Sh RETURN VALUES
 484 The
 485 .Fn kqueue
 486 system call
 487 creates a new kernel event queue and returns a file descriptor.
 488 If there was an error creating the kernel event queue, a value of -1 is
 489 returned and errno set.
 490 .Pp
 491 The
 492 .Fn kevent
 493 system call
 494 returns the number of events placed in the
 495 .Fa eventlist ,
 496 up to the value given by
 497 .Fa nevents .
 498 If an error occurs while processing an element of the
 499 .Fa changelist
 500 and there is enough room in the
 501 .Fa eventlist ,
 502 then the event will be placed in the
 503 .Fa eventlist
 504 with
 505 .Dv EV_ERROR
 506 set in
 507 .Va flags
 508 and the system error in
 509 .Va data .
 510 Otherwise,
 511 .Dv -1
 512 will be returned, and
 513 .Dv errno
 514 will be set to indicate the error condition.
 515 If the time limit expires, then
 516 .Fn kevent
 517 returns 0.
 518 .Sh ERRORS
 519 The
 520 .Fn kqueue
 521 system call fails if:
 522 .Bl -tag -width Er
 523 .It Bq Er ENOMEM
 524 The kernel failed to allocate enough memory for the kernel queue.
 525 .It Bq Er EMFILE
 526 The per-process descriptor table is full.
 527 .It Bq Er ENFILE
 528 The system file table is full.
 529 .El
 530 .Pp
 531 The
 532 .Fn kevent
 533 system call fails if:
 534 .Bl -tag -width Er
 535 .It Bq Er EACCES
 536 The process does not have permission to register a filter.
 537 .It Bq Er EFAULT
 538 There was an error reading or writing the
 539 .Va kevent
 540 structure.
 541 .It Bq Er EBADF
 542 The specified descriptor is invalid.
 543 .It Bq Er EINTR
 544 A signal was delivered before the timeout expired and before any
 545 events were placed on the kqueue for return.
 546 .It Bq Er EINVAL
 547 The specified time limit or filter is invalid.
 548 .It Bq Er ENOENT
 549 The event could not be found to be modified or deleted.
 550 .It Bq Er ENOMEM
 551 No memory was available to register the event
 552 or, in the special case of a timer, the maximum number of
 553 timers has been exceeded.
 554 This maximum is configurable via the
 555 .Va kern.kq_calloutmax
 556 sysctl.
 557 .It Bq Er ESRCH
 558 The specified process to attach to does not exist.
 559 .El
 560 .Sh SEE ALSO
 561 .Xr aio_error 2 ,
 562 .Xr aio_read 2 ,
 563 .Xr aio_return 2 ,
 564 .Xr poll 2 ,
 565 .Xr read 2 ,
 566 .Xr select 2 ,
 567 .Xr sigaction 2 ,
 568 .Xr write 2 ,
 569 .Xr signal 3
 570 .Sh HISTORY
 571 The
 572 .Fn kqueue
 573 and
 574 .Fn kevent
 575 system calls first appeared in
 576 .Fx 4.1 .
 577 .Sh AUTHORS
 578 The
 579 .Fn kqueue
 580 system and this manual page were written by
 581 .An Jonathan Lemon Aq jlemon@FreeBSD.org .
 582 .Sh BUGS
 583 The
 584 .Fa timeout
 585 value is limited to 24 hours; longer timeouts will be silently
 586 reinterpreted as 24 hours.