1c9e9c5d65a3b9960a594665d4d35b556d62e478
[oweals/dinit.git] / src / includes / service.h
1 #ifndef SERVICE_H
2 #define SERVICE_H
3
4 #include <string>
5 #include <list>
6 #include <vector>
7 #include <csignal>
8 #include <unordered_set>
9 #include <algorithm>
10
11 #include "dasynq.h"
12
13 #include "dinit.h"
14 #include "control.h"
15 #include "service-listener.h"
16 #include "service-constants.h"
17 #include "dinit-ll.h"
18 #include "dinit-log.h"
19
20 /*
21  * This header defines service_record, a data record maintaining information about a service,
22  * and service_set, a set of interdependent service records. It also defines some associated
23  * types and exceptions.
24  *
25  * Service states
26  * --------------
27  * Services have both a current state and a desired state. The desired state can be
28  * either STARTED or STOPPED. The current state can also be STARTING or STOPPING.
29  * A service can be "pinned" in either the STARTED or STOPPED states to prevent it
30  * from leaving that state until it is unpinned.
31  *
32  * The total state is a combination of the two, current and desired:
33  *      STOPPED/STOPPED  : stopped and will remain stopped
34  *      STOPPED/STARTED  : stopped (pinned), must be unpinned to start
35  *      STARTING/STARTED : starting, but not yet started. Dependencies may also be starting.
36  *      STARTING/STOPPED : as above, but the service will be stopped again as soon as it has
37  *                         completed startup.
38  *      STARTED/STARTED  : running and will continue running.
39  *      STARTED/STOPPED  : started (pinned), must be unpinned to stop
40  *      STOPPING/STOPPED : stopping and will stop. Dependents may be stopping.
41  *      STOPPING/STARTED : as above, but the service will be re-started again once it stops.
42  *
43  * A scripted service is in the STARTING/STOPPING states during the script execution.
44  * A process service is in the STOPPING state when it has been signalled to stop, and is
45  * in the STARTING state when waiting for dependencies to start or for the exec() call in
46  * the forked child to complete and return a status.
47  *
48  * Acquisition/release:
49  * ------------------
50  * Each service has a dependent-count ("required_by"). This starts at 0, adds 1 if the
51  * service has explicitly been started (i.e. "start_explicit" is true), and adds 1 for
52  * each dependent service which is not STOPPED (including dependents with a soft dependency).
53  * When required_by transitions to 0, the service is stopped (unless it is pinned). When
54  * require_by transitions from 0, the service is started (unless pinned).
55  *
56  * So, in general, the dependent-count determines the desired state (STARTED if the count
57  * is greater than 0, otherwise STOPPED). However, a service can be issued a stop-and-take
58  * down order (via `stop(true)'); this will first stop dependent services, which may restart
59  * and cancel the stop of the former service. Finally, a service can be force-stopped, which
60  * means that its stop process cannot be cancelled (though it may still be put in a desired
61  * state of STARTED, meaning it will start immediately upon stopping).
62  *
63  * Pinning
64  * -------
65  * A service may be "pinned" in either STARTED or STOPPED states (or even both). Once it
66  * reaches a pinned state, a service will not leave that state, though its desired state
67  * may still be set. (Note that pinning prevents, but never causes, state transition).
68  *
69  * The priority of the different state deciders is:
70  *  - pins
71  *  - force stop flag
72  *  - desired state (which is manipulated by require/release operations)
73  *
74  * So a forced stop cannot occur until the service is not pinned started, for instance.
75  *
76  * Two-phase transition
77  * --------------------
78  * Transition between states occurs in two phases: propagation and execution. In both phases
79  * a linked-list queue is used to keep track of which services need processing; this avoids
80  * recursion (which would be of unknown depth and therefore liable to stack overflow).
81  *
82  * In the propagation phase, acquisition/release messages are processed, and desired state may be
83  * altered accordingly. Start and stop requests are also propagated in this phase. The state may
84  * be set to STARTING or STOPPING to reflect the desired state, but will never be set to STARTED
85  * or STOPPED (that happens in the execution phase).
86  *
87  * The two-phase transition is needed to avoid problem where a service that becomes STOPPED has
88  * an incorrect acquisition count, which may cause it to restart when it should not. The
89  * propagation phase allows the acquisition count to settle before the transition to the STOPPED
90  * state occurs, and the decision whether to restart can then be made based on the (correct)
91  * acquisition count.
92  *
93  * Propagation variables:
94  *   prop_acquire:  the service has transitioned to an acquired state and must issue an acquire
95  *                  on its dependencies
96  *   prop_release:  the service has transitioned to a released state and must issue a release on
97  *                  its dependencies.
98  *
99  *   prop_start:    the service should start
100  *   prop_stop:     the service should stop
101  *
102  * Note that "prop_acquire"/"prop_release" form a pair which cannot both be set at the same time
103  * which is enforced via explicit checks. For "prop_start"/"prop_stop" this occurs implicitly.
104  *
105  * In the execution phase, actions are taken to achieve the desired state. Actual state may
106  * transition according to the current and desired states. Processes can be sent signals, etc
107  * in order to stop them. A process can restart if it stops, but it does so by raising prop_start
108  * which needs to be processed in a second transition phase. Seeing as starting never causes
109  * another process to stop, the transition-execute-transition cycle always ends at the 2nd
110  * transition stage, at the latest.
111  */
112
113 struct service_flags_t {
114     // on-start flags:
115     bool rw_ready : 1;  // file system should be writable once this service starts
116     bool log_ready : 1; // syslog should be available once this service starts
117     
118     // Other service options flags:
119     bool no_sigterm : 1;  // do not send SIGTERM
120     bool runs_on_console : 1;  // run "in the foreground"
121     bool starts_on_console : 1; // starts in the foreground
122     bool pass_cs_fd : 1;  // pass this service a control socket connection via fd
123     bool start_interruptible : 1; // the startup of this service process is ok to interrupt with SIGINT
124     bool skippable : 1;   // if interrupted the service is skipped (scripted services)
125     
126     service_flags_t() noexcept : rw_ready(false), log_ready(false),
127             no_sigterm(false), runs_on_console(false), starts_on_console(false),
128             pass_cs_fd(false), start_interruptible(false), skippable(false)
129     {
130     }
131 };
132
133 // Exception while loading a service
134 class service_load_exc
135 {
136     public:
137     std::string serviceName;
138     std::string excDescription;
139     
140     protected:
141     service_load_exc(std::string serviceName, std::string &&desc) noexcept
142         : serviceName(serviceName), excDescription(std::move(desc))
143     {
144     }
145 };
146
147 class service_not_found : public service_load_exc
148 {
149     public:
150     service_not_found(std::string serviceName) noexcept
151         : service_load_exc(serviceName, "Service description not found.")
152     {
153     }
154 };
155
156 class service_cyclic_dependency : public service_load_exc
157 {
158     public:
159     service_cyclic_dependency(std::string serviceName) noexcept
160         : service_load_exc(serviceName, "Has cyclic dependency.")
161     {
162     }
163 };
164
165 class service_description_exc : public service_load_exc
166 {
167     public:
168     service_description_exc(std::string serviceName, std::string &&extraInfo) noexcept
169         : service_load_exc(serviceName, std::move(extraInfo))
170     {
171     }    
172 };
173
174 class service_record;
175 class service_set;
176 class base_process_service;
177
178 enum class dependency_type
179 {
180     REGULAR,
181     SOFT,       // dependency starts in parallel, failure/stop does not affect dependent
182     WAITS_FOR,  // as for SOFT, but dependent waits until dependency starts/fails before starting
183     MILESTONE   // dependency must start successfully, but once started the dependency becomes soft
184 };
185
186 enum class stopped_reason_t
187 {
188     NORMAL,
189
190     // Start failures:
191     DEPFAILED, // A dependency failed to start
192     FAILED,    // failed to start (process terminated)
193         EXECFAILED, // failed to start (couldn't launch process)
194     TIMEDOUT,  // timed out when starting
195
196     // Failure after starting:
197     TERMINATED // process terminated
198 };
199
200 /* Service dependency record */
201 class service_dep
202 {
203     service_record * from;
204     service_record * to;
205
206     public:
207     /* Whether the 'from' service is waiting for the 'to' service to start */
208     bool waiting_on;
209     /* Whether the 'from' service is holding an acquire on the 'to' service */
210     bool holding_acq;
211
212     const dependency_type dep_type;
213
214     service_dep(service_record * from, service_record * to, dependency_type dep_type_p) noexcept
215             : from(from), to(to), waiting_on(false), holding_acq(false), dep_type(dep_type_p)
216     {  }
217
218     service_record * get_from() noexcept
219     {
220         return from;
221     }
222
223     service_record * get_to() noexcept
224     {
225         return to;
226     }
227 };
228
229 /* preliminary service dependency information */
230 class prelim_dep
231 {
232     public:
233     service_record * const to;
234     dependency_type const dep_type;
235
236     prelim_dep(service_record *to_p, dependency_type dep_type_p) : to(to_p), dep_type(dep_type_p)
237     {
238         //
239     }
240 };
241
242 class service_child_watcher : public eventloop_t::child_proc_watcher_impl<service_child_watcher>
243 {
244     public:
245     base_process_service * service;
246     dasynq::rearm status_change(eventloop_t &eloop, pid_t child, int status) noexcept;
247     
248     service_child_watcher(base_process_service * sr) noexcept : service(sr) { }
249 };
250
251 // Watcher for the pipe used to receive exec() failure status errno
252 class exec_status_pipe_watcher : public eventloop_t::fd_watcher_impl<exec_status_pipe_watcher>
253 {
254     public:
255     base_process_service * service;
256     dasynq::rearm fd_event(eventloop_t &eloop, int fd, int flags) noexcept;
257     
258     exec_status_pipe_watcher(base_process_service * sr) noexcept : service(sr) { }
259 };
260
261 // service_record: base class for service record containing static information
262 // and current state of each service.
263 //
264 // This abstract base class defines the dependency behaviour of services. The actions to actually bring a
265 // service up or down are specified by subclasses in the virtual methods (see especially bring_up() and
266 // bring_down()).
267 //
268 class service_record
269 {
270     protected:
271     using string = std::string;
272     using time_val = dasynq::time_val;
273     
274     private:
275     string service_name;
276     service_type_t record_type;  /* ServiceType::DUMMY, PROCESS, SCRIPTED, INTERNAL */
277     service_state_t service_state = service_state_t::STOPPED; /* service_state_t::STOPPED, STARTING, STARTED, STOPPING */
278     service_state_t desired_state = service_state_t::STOPPED; /* service_state_t::STOPPED / STARTED */
279
280     protected:
281     string pid_file;
282     
283     service_flags_t onstart_flags;
284
285     string logfile;           // log file name, empty string specifies /dev/null
286     
287     bool auto_restart : 1;    // whether to restart this (process) if it dies unexpectedly
288     bool smooth_recovery : 1; // whether the service process can restart without bringing down service
289     
290     bool pinned_stopped : 1;
291     bool pinned_started : 1;
292     bool waiting_for_deps : 1;  // if STARTING, whether we are waiting for dependencies (inc console) to start
293                                 // if STOPPING, whether we are waiting for dependents to stop
294     bool waiting_for_console : 1;   // waiting for exclusive console access (while STARTING)
295     bool have_console : 1;      // whether we have exclusive console access (STARTING/STARTED)
296     bool waiting_for_execstat : 1;  // if we are waiting for exec status after fork()
297     bool start_explicit : 1;    // whether we are are explicitly required to be started
298
299     bool prop_require : 1;      // require must be propagated
300     bool prop_release : 1;      // release must be propagated
301     bool prop_failure : 1;      // failure to start must be propagated
302     bool prop_start   : 1;
303     bool prop_stop    : 1;
304
305     bool restarting   : 1;      // re-starting after unexpected termination
306     bool start_failed : 1;      // failed to start (reset when begins starting)
307     bool start_skipped : 1;     // start was skipped by interrupt
308     
309     int required_by = 0;        // number of dependents wanting this service to be started
310
311     // list of dependencies
312     typedef std::list<service_dep> dep_list;
313     
314     // list of dependents
315     typedef std::list<service_dep *> dpt_list;
316     
317     dep_list depends_on;  // services this one depends on
318     dpt_list dependents;  // services depending on this one
319     
320     service_set *services; // the set this service belongs to
321     
322     std::unordered_set<service_listener *> listeners;
323     
324     // Process services:
325     bool force_stop; // true if the service must actually stop. This is the
326                      // case if for example the process dies; the service,
327                      // and all its dependencies, MUST be stopped.
328     
329     int term_signal = -1;  // signal to use for process termination
330     
331     string socket_path; // path to the socket for socket-activation service
332     int socket_perms;   // socket permissions ("mode")
333     uid_t socket_uid = -1;  // socket user id or -1
334     gid_t socket_gid = -1;  // socket group id or -1
335
336     stopped_reason_t stop_reason = stopped_reason_t::NORMAL;  // reason why stopped
337
338     // Data for use by service_set
339     public:
340     
341     // Console queue.
342     lld_node<service_record> console_queue_node;
343     
344     // Propagation and start/stop queues
345     lls_node<service_record> prop_queue_node;
346     lls_node<service_record> stop_queue_node;
347     
348     protected:
349
350     // Service has actually stopped (includes having all dependents
351     // reaching STOPPED state).
352     void stopped() noexcept;
353     
354     // Service has successfully started
355     void started() noexcept;
356     
357     // Service failed to start (only called when in STARTING state).
358     //   dep_failed: whether failure is recorded due to a dependency failing
359     //   immediate_stop: whether to set state as STOPPED and handle complete stop.
360     void failed_to_start(bool dep_failed = false, bool immediate_stop = true) noexcept;
361
362     // Run a child process (call after forking).
363     // - args specifies the program arguments including the executable (argv[0])
364     // - working_dir specifies the working directory; may be null
365     // - logfile specifies the logfile
366     // - on_console: if true, process is run with access to console
367     // - wpipefd: if the exec is unsuccessful, or another error occurs beforehand, the
368     //   error number (errno) is written to this file descriptor
369     // - csfd: the control socket fd; may be -1 to inhibit passing of control socket
370     // - socket_fd: the pre-opened socket file descriptor (may be -1)
371     // - uid/gid: the identity to run the process as (may be both -1, otherwise both must be valid)
372     void run_child_proc(const char * const *args, const char *working_dir, const char *logfile,
373             bool on_console, int wpipefd, int csfd, int socket_fd, uid_t uid, gid_t gid) noexcept;
374     
375     // A dependency has reached STARTED state
376     void dependency_started() noexcept;
377     
378     void all_deps_started() noexcept;
379
380     // Start all dependencies, return true if all have started
381     bool start_check_dependencies() noexcept;
382
383     // Check whether all dependencies have started (i.e. whether we can start now)
384     bool check_deps_started() noexcept;
385
386     // Whether a STOPPING service can immediately transition to STARTED.
387     bool can_interrupt_stop() noexcept
388     {
389         return waiting_for_deps && ! force_stop;
390     }
391
392     // A dependent has reached STOPPED state
393     void dependent_stopped() noexcept;
394
395     // check if all dependents have stopped
396     bool stop_check_dependents() noexcept;
397     
398     // issue a stop to all dependents, return true if they are all already stopped
399     bool stop_dependents() noexcept;
400     
401     void require() noexcept;
402     void release(bool issue_stop = true) noexcept;
403     void release_dependencies() noexcept;
404     
405     // Check if service is, fundamentally, stopped.
406     bool is_stopped() noexcept
407     {
408         return service_state == service_state_t::STOPPED
409             || (service_state == service_state_t::STARTING && waiting_for_deps);
410     }
411     
412     void notify_listeners(service_event_t event) noexcept
413     {
414         for (auto l : listeners) {
415             l->service_event(this, event);
416         }
417     }
418     
419     // Queue to run on the console. 'acquired_console()' will be called when the console is available.
420     // Has no effect if the service has already queued for console.
421     void queue_for_console() noexcept;
422     
423     // Release console (console must be currently held by this service)
424     void release_console() noexcept;
425     
426     bool do_auto_restart() noexcept;
427
428     // Started state reached
429     bool process_started() noexcept;
430
431     // Called on transition of desired state from stopped to started (or unpinned stop)
432     void do_start() noexcept;
433
434     // Begin stopping, release activation.
435     void do_stop() noexcept;
436
437     // Set the service state
438     void set_state(service_state_t new_state) noexcept
439     {
440         service_state = new_state;
441     }
442
443     // Virtual functions, to be implemented by service implementations:
444
445     // Do any post-dependency startup; return false on failure
446     virtual bool bring_up() noexcept;
447
448     // All dependents have stopped, and this service should proceed to stop.
449     virtual void bring_down() noexcept;
450
451     // Whether a STARTING service can immediately transition to STOPPED (as opposed to
452     // having to wait for it reach STARTED and then go through STOPPING).
453     virtual bool can_interrupt_start() noexcept
454     {
455         return waiting_for_deps;
456     }
457
458     // Whether a STARTING service can transition to its STARTED state, once all
459     // dependencies have started.
460     virtual bool can_proceed_to_start() noexcept
461     {
462         return true;
463     }
464
465     // Interrupt startup. Returns true if service start is fully cancelled; returns false if cancel order
466     // issued but service has not yet responded (state will be set to STOPPING).
467     virtual bool interrupt_start() noexcept;
468
469     // The service is becoming inactive - i.e. it has stopped and will not be immediately restarted. Perform
470     // any appropriate cleanup.
471     virtual void becoming_inactive() noexcept { }
472
473     public:
474
475     service_record(service_set *set, string name)
476         : service_state(service_state_t::STOPPED), desired_state(service_state_t::STOPPED),
477             auto_restart(false), smooth_recovery(false),
478             pinned_stopped(false), pinned_started(false), waiting_for_deps(false),
479             waiting_for_console(false), have_console(false), waiting_for_execstat(false),
480             start_explicit(false), prop_require(false), prop_release(false), prop_failure(false),
481             prop_start(false), prop_stop(false), restarting(false), start_failed(false),
482             start_skipped(false), force_stop(false)
483     {
484         services = set;
485         service_name = name;
486         record_type = service_type_t::DUMMY;
487         socket_perms = 0;
488     }
489
490     service_record(service_set *set, string name, service_type_t record_type_p,
491             const std::list<prelim_dep> &deplist_p)
492         : service_record(set, name)
493     {
494         services = set;
495         service_name = name;
496         this->record_type = record_type_p;
497
498         for (auto & pdep : deplist_p) {
499             auto b = depends_on.emplace(depends_on.end(), this, pdep.to, pdep.dep_type);
500             pdep.to->dependents.push_back(&(*b));
501         }
502     }
503
504     virtual ~service_record() noexcept
505     {
506     }
507     
508     // Get the type of this service record
509     service_type_t get_type() noexcept
510     {
511         return record_type;
512     }
513
514     // begin transition from stopped to started state or vice versa depending on current and desired state
515     void execute_transition() noexcept;
516     
517     void do_propagation() noexcept;
518
519     // Console is available.
520     void acquired_console() noexcept;
521     
522     // Get the target (aka desired) state.
523     service_state_t get_target_state() noexcept
524     {
525         return desired_state;
526     }
527
528     // Set logfile, should be done before service is started
529     void set_log_file(string logfile)
530     {
531         this->logfile = logfile;
532     }
533     
534     // Set whether this service should automatically restart when it dies
535     void set_auto_restart(bool auto_restart) noexcept
536     {
537         this->auto_restart = auto_restart;
538     }
539     
540     void set_smooth_recovery(bool smooth_recovery) noexcept
541     {
542         this->smooth_recovery = smooth_recovery;
543     }
544     
545     // Set "on start" flags (commands)
546     void set_flags(service_flags_t flags) noexcept
547     {
548         this->onstart_flags = flags;
549     }
550
551     void set_pid_file(string &&pid_file) noexcept
552     {
553         this->pid_file = std::move(pid_file);
554     }
555     
556     void set_socket_details(string &&socket_path, int socket_perms, uid_t socket_uid, uid_t socket_gid) noexcept
557     {
558         this->socket_path = std::move(socket_path);
559         this->socket_perms = socket_perms;
560         this->socket_uid = socket_uid;
561         this->socket_gid = socket_gid;
562     }
563
564     const std::string &get_name() const noexcept { return service_name; }
565     service_state_t get_state() const noexcept { return service_state; }
566     
567     void start(bool activate = true) noexcept;  // start the service
568     void stop(bool bring_down = true) noexcept;   // stop the service
569     
570     void forced_stop() noexcept; // force-stop this service and all dependents
571     
572     // Pin the service in "started" state (when it reaches the state)
573     void pin_start() noexcept
574     {
575         pinned_started = true;
576     }
577     
578     // Pin the service in "stopped" state (when it reaches the state)
579     void pin_stop() noexcept
580     {
581         pinned_stopped = true;
582     }
583     
584     // Remove both "started" and "stopped" pins. If the service is currently pinned
585     // in either state but would naturally be in the opposite state, it will immediately
586     // commence starting/stopping.
587     void unpin() noexcept;
588     
589     // Is this a dummy service (used only when loading a new service)?
590     bool is_dummy() noexcept
591     {
592         return record_type == service_type_t::DUMMY;
593     }
594     
595     bool did_start_fail() noexcept
596     {
597         return start_failed;
598     }
599
600     bool was_start_skipped() noexcept
601     {
602         return start_skipped;
603     }
604
605     // Add a listener. A listener must only be added once. May throw std::bad_alloc.
606     void add_listener(service_listener * listener)
607     {
608         listeners.insert(listener);
609     }
610     
611     // Remove a listener.    
612     void remove_listener(service_listener * listener) noexcept
613     {
614         listeners.erase(listener);
615     }
616     
617     // Assuming there is one reference (from a control link), return true if this is the only reference,
618     // or false if there are others (including dependents).
619     bool has_lone_ref() noexcept
620     {
621         if (! dependents.empty()) return false;
622         auto i = listeners.begin();
623         return (++i == listeners.end());
624     }
625
626     // Prepare this service to be unloaded.
627     void prepare_for_unload() noexcept
628     {
629         // Remove all dependencies:
630         for (auto &dep : depends_on) {
631             auto &dep_dpts = dep.get_to()->dependents;
632             dep_dpts.erase(std::find(dep_dpts.begin(), dep_dpts.end(), &dep));
633         }
634         depends_on.clear();
635     }
636
637     // Why did the service stop?
638     stopped_reason_t get_stop_reason()
639     {
640         return stop_reason;
641     }
642 };
643
644 inline auto extract_prop_queue(service_record *sr) -> decltype(sr->prop_queue_node) &
645 {
646     return sr->prop_queue_node;
647 }
648
649 inline auto extract_stop_queue(service_record *sr) -> decltype(sr->stop_queue_node) &
650 {
651     return sr->stop_queue_node;
652 }
653
654 inline auto extract_console_queue(service_record *sr) -> decltype(sr->console_queue_node) &
655 {
656     return sr->console_queue_node;
657 }
658
659 /*
660  * A service_set, as the name suggests, manages a set of services.
661  *
662  * Other than the ability to find services by name, the service set manages various queues.
663  * One is the queue for processes wishing to acquire the console. There is also a set of
664  * processes that want to start, and another set of those that want to stop. These latter
665  * two "queues" (not really queues since their order is not important) are used to prevent too
666  * much recursion and to prevent service states from "bouncing" too rapidly.
667  * 
668  * A service that wishes to start or stop puts itself on the start/stop queue; a service that
669  * needs to propagate changes to dependent services or dependencies puts itself on the
670  * propagation queue. Any operation that potentially manipulates the queues must be followed
671  * by a "process queues" order (processQueues() method).
672  *
673  * Note that processQueues always repeatedly processes both queues until they are empty. The
674  * process is finite because starting a service can never cause services to stop, unless they
675  * fail to start, which should cause them to stop semi-permanently.
676  */
677 class service_set
678 {
679     protected:
680     int active_services;
681     std::list<service_record *> records;
682     bool restart_enabled; // whether automatic restart is enabled (allowed)
683     
684     shutdown_type_t shutdown_type = shutdown_type_t::CONTINUE;  // Shutdown type, if stopping
685     
686     // Services waiting for exclusive access to the console
687     dlist<service_record, extract_console_queue> console_queue;
688
689     // Propagation and start/stop "queues" - list of services waiting for processing
690     slist<service_record, extract_prop_queue> prop_queue;
691     slist<service_record, extract_stop_queue> stop_queue;
692     
693     public:
694     service_set()
695     {
696         active_services = 0;
697         restart_enabled = true;
698     }
699     
700     virtual ~service_set()
701     {
702         for (auto * s : records) {
703             delete s;
704         }
705     }
706
707     // Start the specified service. The service will be marked active.
708     void start_service(service_record *svc)
709     {
710         svc->start();
711         process_queues();
712     }
713
714     // Stop the specified service. Its active mark will be cleared.
715     void stop_service(service_record *svc)
716     {
717         svc->stop(true);
718         process_queues();
719     }
720
721     // Locate an existing service record.
722     service_record *find_service(const std::string &name) noexcept;
723
724     // Load a service description, and dependencies, if there is no existing
725     // record for the given name.
726     // Throws:
727     //   ServiceLoadException (or subclass) on problem with service description
728     //   std::bad_alloc on out-of-memory condition
729     virtual service_record *load_service(const char *name)
730     {
731         auto r = find_service(name);
732         if (r == nullptr) {
733             throw service_not_found(name);
734         }
735         return r;
736     }
737
738     // Start the service with the given name. The named service will begin
739     // transition to the 'started' state.
740     //
741     // Throws a ServiceLoadException (or subclass) if the service description
742     // cannot be loaded or is invalid;
743     // Throws std::bad_alloc if out of memory.
744     void start_service(const char *name)
745     {
746         using namespace std;
747         service_record *record = load_service(name);
748         service_set::start_service(record);
749     }
750     
751     void add_service(service_record *svc)
752     {
753         records.push_back(svc);
754     }
755     
756     void remove_service(service_record *svc)
757     {
758         records.erase(std::find(records.begin(), records.end(), svc));
759     }
760
761     // Get the list of all loaded services.
762     const std::list<service_record *> &list_services() noexcept
763     {
764         return records;
765     }
766     
767     // Stop the service with the given name. The named service will begin
768     // transition to the 'stopped' state.
769     void stop_service(const std::string &name) noexcept;
770     
771     // Add a service record to the state propagation queue. The service record will have its
772     // do_propagation() method called when the queue is processed.
773     void add_prop_queue(service_record *service) noexcept
774     {
775         if (! prop_queue.is_queued(service)) {
776             prop_queue.insert(service);
777         }
778     }
779     
780     // Add a service record to the stop queue. The service record will have its
781     // execute_transition() method called when the queue is processed.
782     void add_transition_queue(service_record *service) noexcept
783     {
784         if (! stop_queue.is_queued(service)) {
785             stop_queue.insert(service);
786         }
787     }
788     
789     // Process state propagation and start/stop queues, until they are empty.
790     void process_queues() noexcept
791     {
792         while (! stop_queue.is_empty() || ! prop_queue.is_empty()) {
793             while (! prop_queue.is_empty()) {
794                 auto next = prop_queue.pop_front();
795                 next->do_propagation();
796             }
797             while (! stop_queue.is_empty()) {
798                 auto next = stop_queue.pop_front();
799                 next->execute_transition();
800             }
801         }
802     }
803     
804     // Set the console queue tail (returns previous tail)
805     void append_console_queue(service_record * newTail) noexcept
806     {
807         bool was_empty = console_queue.is_empty();
808         console_queue.append(newTail);
809         if (was_empty) {
810             enable_console_log(false);
811         }
812     }
813     
814     // Pull and dispatch a waiter from the console queue
815     void pull_console_queue() noexcept
816     {
817         if (console_queue.is_empty()) {
818             enable_console_log(true);
819         }
820         else {
821             service_record * front = console_queue.pop_front();
822             front->acquired_console();
823         }
824     }
825     
826     void unqueue_console(service_record * service) noexcept
827     {
828         if (console_queue.is_queued(service)) {
829             console_queue.unlink(service);
830         }
831     }
832
833     // Check if console queue is empty (possibly due to console already having
834     // been assigned to the only queueing service)
835     bool is_console_queue_empty() noexcept
836     {
837         return console_queue.is_empty();
838     }
839
840     // Check whether a service is queued for the console
841     bool is_queued_for_console(service_record * service) noexcept
842     {
843         return console_queue.is_queued(service);
844     }
845
846     // Notification from service that it is active (state != STOPPED)
847     // Only to be called on the transition from inactive to active.
848     void service_active(service_record *) noexcept;
849     
850     // Notification from service that it is inactive (STOPPED)
851     // Only to be called on the transition from active to inactive.
852     void service_inactive(service_record *) noexcept;
853     
854     // Find out how many services are active (starting, running or stopping,
855     // but not stopped).
856     int count_active_services() noexcept
857     {
858         return active_services;
859     }
860     
861     void stop_all_services(shutdown_type_t type = shutdown_type_t::HALT) noexcept
862     {
863         restart_enabled = false;
864         shutdown_type = type;
865         for (std::list<service_record *>::iterator i = records.begin(); i != records.end(); ++i) {
866             (*i)->stop(false);
867             (*i)->unpin();
868         }
869         process_queues();
870     }
871     
872     void set_auto_restart(bool restart) noexcept
873     {
874         restart_enabled = restart;
875     }
876     
877     bool get_auto_restart() noexcept
878     {
879         return restart_enabled;
880     }
881     
882     shutdown_type_t get_shutdown_type() noexcept
883     {
884         return shutdown_type;
885     }
886 };
887
888 // A service directory entry, tracking the directory as a nul-terminated string, which may either
889 // be static or dynamically allocated (via new char[...]).
890 class service_dir_entry
891 {
892     const char *dir;
893     bool dir_dyn_allocd;  // dynamically allocated?
894
895     public:
896     service_dir_entry(const char *dir_p, bool dir_dyn_allocd_p) :
897         dir(dir_p), dir_dyn_allocd(dir_dyn_allocd_p)
898     { }
899
900     ~service_dir_entry()
901     {
902         if (dir_dyn_allocd) {
903             delete[] dir;
904         }
905     }
906
907     const char *get_dir() const
908     {
909         return dir;
910     }
911 };
912
913 // A service set which loads services from one of several service directories.
914 class dirload_service_set : public service_set
915 {
916     std::vector<service_dir_entry> service_dirs; // directories containing service descriptions
917
918     public:
919     dirload_service_set() : service_set()
920     {
921         // nothing to do.
922     }
923
924     dirload_service_set(const dirload_service_set &) = delete;
925
926     // Construct a dirload_service_set which loads services from the specified directory. The
927     // directory specified can be dynamically allocated via "new char[...]" (dyn_allocd == true)
928     // or statically allocated.
929     dirload_service_set(const char *service_dir_p, bool dyn_allocd = false) : service_set()
930     {
931         service_dirs.emplace_back(service_dir_p, false);
932     }
933
934     // Append a directory to the list of service directories, so that it is searched last for
935     // service description files.
936     void add_service_dir(const char *service_dir_p, bool dyn_allocd = true)
937     {
938         service_dirs.emplace_back(service_dir_p, dyn_allocd);
939     }
940
941     service_record *load_service(const char *name) override;
942 };
943
944 #endif