Merge master.kernel.org:/pub/scm/linux/kernel/git/wim/linux-2.6-watchdog
[pandora-kernel.git] / Documentation / filesystems / inotify.txt
index 2c71604..59a919f 100644 (file)
@@ -1,18 +1,22 @@
-                                   inotify
-            a powerful yet simple file change notification system
+                                  inotify
+           a powerful yet simple file change notification system
 
 
 
 Document started 15 Mar 2005 by Robert Love <rml@novell.com>
 
+
 (i) User Interface
 
-Inotify is controlled by a set of three sys calls 
+Inotify is controlled by a set of three system calls and normal file I/O on a
+returned file descriptor.
 
-First step in using inotify is to initialise an inotify instance
+First step in using inotify is to initialise an inotify instance:
 
        int fd = inotify_init ();
 
+Each instance is associated with a unique, ordered queue.
+
 Change events are managed by "watches".  A watch is an (object,mask) pair where
 the object is a file or directory and the mask is a bit mask of one or more
 inotify events that the application wishes to receive.  See <linux/inotify.h>
@@ -22,51 +26,178 @@ Watches are added via a path to the file.
 
 Watches on a directory will return events on any files inside of the directory.
 
-Adding a watch is simple,
+Adding a watch is simple:
 
        int wd = inotify_add_watch (fd, path, mask);
 
-You can add a large number of files via something like
-
-       for each file to watch {
-               int wd = inotify_add_watch (fd, file, mask);
-       }
+Where "fd" is the return value from inotify_init(), path is the path to the
+object to watch, and mask is the watch mask (see <linux/inotify.h>).
 
 You can update an existing watch in the same manner, by passing in a new mask.
 
-An existing watch is removed via the INOTIFY_IGNORE ioctl, for example
+An existing watch is removed via
 
-       inotify_rm_watch (fd, wd);
+       int ret = inotify_rm_watch (fd, wd);
 
 Events are provided in the form of an inotify_event structure that is read(2)
-from a inotify instance fd.  The filename is of dynamic length and follows the 
-struct. It is of size len.  The filename is padded with null bytes to ensure 
-proper alignment.  This padding is reflected in len.
+from a given inotify instance.  The filename is of dynamic length and follows
+the struct. It is of size len.  The filename is padded with null bytes to
+ensure proper alignment.  This padding is reflected in len.
 
 You can slurp multiple events by passing a large buffer, for example
 
        size_t len = read (fd, buf, BUF_LEN);
 
-Will return as many events as are available and fit in BUF_LEN.
+Where "buf" is a pointer to an array of "inotify_event" structures at least
+BUF_LEN bytes in size.  The above example will return as many events as are
+available and fit in BUF_LEN.
 
-each inotify instance fd is also select()- and poll()-able.
+Each inotify instance fd is also select()- and poll()-able.
 
-You can find the size of the current event queue via the FIONREAD ioctl.
+You can find the size of the current event queue via the standard FIONREAD
+ioctl on the fd returned by inotify_init().
 
 All watches are destroyed and cleaned up on close.
 
 
-(ii) Internal Kernel Implementation
+(ii)
+
+Prototypes:
+
+       int inotify_init (void);
+       int inotify_add_watch (int fd, const char *path, __u32 mask);
+       int inotify_rm_watch (int fd, __u32 mask);
+
+
+(iii) Kernel Interface
+
+Inotify's kernel API consists a set of functions for managing watches and an
+event callback.
+
+To use the kernel API, you must first initialize an inotify instance with a set
+of inotify_operations.  You are given an opaque inotify_handle, which you use
+for any further calls to inotify.
+
+    struct inotify_handle *ih = inotify_init(my_event_handler);
+
+You must provide a function for processing events and a function for destroying
+the inotify watch.
+
+    void handle_event(struct inotify_watch *watch, u32 wd, u32 mask,
+                     u32 cookie, const char *name, struct inode *inode)
+
+       watch - the pointer to the inotify_watch that triggered this call
+       wd - the watch descriptor
+       mask - describes the event that occurred
+       cookie - an identifier for synchronizing events
+       name - the dentry name for affected files in a directory-based event
+       inode - the affected inode in a directory-based event
+
+    void destroy_watch(struct inotify_watch *watch)
+
+You may add watches by providing a pre-allocated and initialized inotify_watch
+structure and specifying the inode to watch along with an inotify event mask.
+You must pin the inode during the call.  You will likely wish to embed the
+inotify_watch structure in a structure of your own which contains other
+information about the watch.  Once you add an inotify watch, it is immediately
+subject to removal depending on filesystem events.  You must grab a reference if
+you depend on the watch hanging around after the call.
+
+    inotify_init_watch(&my_watch->iwatch);
+    inotify_get_watch(&my_watch->iwatch);      // optional
+    s32 wd = inotify_add_watch(ih, &my_watch->iwatch, inode, mask);
+    inotify_put_watch(&my_watch->iwatch);      // optional
+
+You may use the watch descriptor (wd) or the address of the inotify_watch for
+other inotify operations.  You must not directly read or manipulate data in the
+inotify_watch.  Additionally, you must not call inotify_add_watch() more than
+once for a given inotify_watch structure, unless you have first called either
+inotify_rm_watch() or inotify_rm_wd().
+
+To determine if you have already registered a watch for a given inode, you may
+call inotify_find_watch(), which gives you both the wd and the watch pointer for
+the inotify_watch, or an error if the watch does not exist.
+
+    wd = inotify_find_watch(ih, inode, &watchp);
+
+You may use container_of() on the watch pointer to access your own data
+associated with a given watch.  When an existing watch is found,
+inotify_find_watch() bumps the refcount before releasing its locks.  You must
+put that reference with:
+
+    put_inotify_watch(watchp);
+
+Call inotify_find_update_watch() to update the event mask for an existing watch.
+inotify_find_update_watch() returns the wd of the updated watch, or an error if
+the watch does not exist.
+
+    wd = inotify_find_update_watch(ih, inode, mask);
+
+An existing watch may be removed by calling either inotify_rm_watch() or
+inotify_rm_wd().
 
-Each open inotify instance is associated with an inotify_device structure.
+    int ret = inotify_rm_watch(ih, &my_watch->iwatch);
+    int ret = inotify_rm_wd(ih, wd);
+
+A watch may be removed while executing your event handler with the following:
+
+    inotify_remove_watch_locked(ih, iwatch);
+
+Call inotify_destroy() to remove all watches from your inotify instance and
+release it.  If there are no outstanding references, inotify_destroy() will call
+your destroy_watch op for each watch.
+
+    inotify_destroy(ih);
+
+When inotify removes a watch, it sends an IN_IGNORED event to your callback.
+You may use this event as an indication to free the watch memory.  Note that
+inotify may remove a watch due to filesystem events, as well as by your request.
+If you use IN_ONESHOT, inotify will remove the watch after the first event, at
+which point you may call the final inotify_put_watch.
+
+(iv) Kernel Interface Prototypes
+
+       struct inotify_handle *inotify_init(struct inotify_operations *ops);
+
+       inotify_init_watch(struct inotify_watch *watch);
+
+       s32 inotify_add_watch(struct inotify_handle *ih,
+                             struct inotify_watch *watch,
+                             struct inode *inode, u32 mask);
+
+       s32 inotify_find_watch(struct inotify_handle *ih, struct inode *inode,
+                              struct inotify_watch **watchp);
+
+       s32 inotify_find_update_watch(struct inotify_handle *ih,
+                                     struct inode *inode, u32 mask);
+
+       int inotify_rm_wd(struct inotify_handle *ih, u32 wd);
+
+       int inotify_rm_watch(struct inotify_handle *ih,
+                            struct inotify_watch *watch);
+
+       void inotify_remove_watch_locked(struct inotify_handle *ih,
+                                        struct inotify_watch *watch);
+
+       void inotify_destroy(struct inotify_handle *ih);
+
+       void get_inotify_watch(struct inotify_watch *watch);
+       void put_inotify_watch(struct inotify_watch *watch);
+
+
+(v) Internal Kernel Implementation
+
+Each inotify instance is represented by an inotify_handle structure.
+Inotify's userspace consumers also have an inotify_device which is
+associated with the inotify_handle, and on which events are queued.
 
 Each watch is associated with an inotify_watch structure.  Watches are chained
-off of each associated device and each associated inode.
+off of each associated inotify_handle and each associated inode.
 
-See fs/inotify.c for the locking and lifetime rules.
+See fs/inotify.c and fs/inotify_user.c for the locking and lifetime rules.
 
 
-(iii) Rationale
+(vi) Rationale
 
 Q: What is the design decision behind not tying the watch to the open fd of
    the watched object?
@@ -75,9 +206,9 @@ A: Watches are associated with an open inotify device, not an open file.
    This solves the primary problem with dnotify: keeping the file open pins
    the file and thus, worse, pins the mount.  Dnotify is therefore infeasible
    for use on a desktop system with removable media as the media cannot be
-   unmounted.
+   unmounted.  Watching a file should not require that it be open.
 
-Q: What is the design decision behind using an-fd-per-device as opposed to
+Q: What is the design decision behind using an-fd-per-instance as opposed to
    an fd-per-watch?
 
 A: An fd-per-watch quickly consumes more file descriptors than are allowed,
@@ -86,8 +217,8 @@ A: An fd-per-watch quickly consumes more file descriptors than are allowed,
    can use epoll, but requiring both is a silly and extraneous requirement.
    A watch consumes less memory than an open file, separating the number
    spaces is thus sensible.  The current design is what user-space developers
-   want: Users initialize inotify, once, and add n watches, requiring but one fd
-   and no twiddling with fd limits.  Initializing an inotify instance two
+   want: Users initialize inotify, once, and add n watches, requiring but one
+   fd and no twiddling with fd limits.  Initializing an inotify instance two
    thousand times is silly.  If we can implement user-space's preferences 
    cleanly--and we can, the idr layer makes stuff like this trivial--then we 
    should.
@@ -111,9 +242,6 @@ A: An fd-per-watch quickly consumes more file descriptors than are allowed,
      example, love it.  Trust me, I asked.  It is not a surprise: Who'd want
      to manage and block on 1000 fd's via select?
 
-   - You'd have to manage the fd's, as an example: Call close() when you
-     received a delete event.
-
    - No way to get out of band data.
 
    - 1024 is still too low.  ;-)
@@ -122,6 +250,11 @@ A: An fd-per-watch quickly consumes more file descriptors than are allowed,
    scales to 1000s of directories, juggling 1000s of fd's just does not seem
    the right interface.  It is too heavy.
 
+   Additionally, it _is_ possible to  more than one instance  and
+   juggle more than one queue and thus more than one associated fd.  There
+   need not be a one-fd-per-process mapping; it is one-fd-per-queue and a
+   process can easily want more than one queue.
+
 Q: Why the system call approach?
 
 A: The poor user-space interface is the second biggest problem with dnotify.
@@ -130,9 +263,7 @@ A: The poor user-space interface is the second biggest problem with dnotify.
    file descriptor-based one that allows basic file I/O and poll/select.
    Obtaining the fd and managing the watches could have been done either via a
    device file or a family of new system calls.  We decided to implement a
-   family of system calls because that is the preffered approach for new kernel
-   features and it means our user interface requirements.
-
-   Additionally, it _is_ possible to  more than one instance  and
-   juggle more than one queue and thus more than one associated fd.
+   family of system calls because that is the preferred approach for new kernel
+   interfaces.  The only real difference was whether we wanted to use open(2)
+   and ioctl(2) or a couple of new system calls.  System calls beat ioctls.