service_record: encapsulation: make some members private, add accessors.
[oweals/dinit.git] / src / 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 "control.h"
14 #include "service-listener.h"
15 #include "service-constants.h"
16 #include "dinit-ll.h"
17
18 /*
19  * This header defines service_record, a data record maintaining information about a service,
20  * and service_set, a set of interdependent service records. It also defines some associated
21  * types and exceptions.
22  *
23  * Service states
24  * --------------
25  * Services have both a current state and a desired state. The desired state can be
26  * either STARTED or STOPPED. The current state can also be STARTING or STOPPING.
27  * A service can be "pinned" in either the STARTED or STOPPED states to prevent it
28  * from leaving that state until it is unpinned.
29  *
30  * The total state is a combination of the two, current and desired:
31  *      STOPPED/STOPPED  : stopped and will remain stopped
32  *      STOPPED/STARTED  : stopped (pinned), must be unpinned to start
33  *      STARTING/STARTED : starting, but not yet started. Dependencies may also be starting.
34  *      STARTING/STOPPED : as above, but the service will be stopped again as soon as it has
35  *                         completed startup.
36  *      STARTED/STARTED  : running and will continue running.
37  *      STARTED/STOPPED  : started (pinned), must be unpinned to stop
38  *      STOPPING/STOPPED : stopping and will stop. Dependents may be stopping.
39  *      STOPPING/STARTED : as above, but the service will be re-started again once it stops.
40  *
41  * A scripted service is in the STARTING/STOPPING states during the script execution.
42  * A process service is in the STOPPING state when it has been signalled to stop, and is
43  * in the STARTING state when waiting for dependencies to start or for the exec() call in
44  * the forked child to complete and return a status.
45  *
46  * Acquisition/release:
47  * ------------------
48  * Each service has a dependent-count ("required_by"). This starts at 0, adds 1 if the
49  * service has explicitly been started (i.e. "start_explicit" is true), and adds 1 for
50  * each dependent service which is not STOPPED (including dependents with a soft dependency).
51  * When required_by transitions to 0, the service is stopped (unless it is pinned). When
52  * require_by transitions from 0, the service is started (unless pinned).
53  *
54  * So, in general, the dependent-count determines the desired state (STARTED if the count
55  * is greater than 0, otherwise STOPPED). However, a service can be issued a stop-and-take
56  * down order (via `stop(true)'); this will first stop dependent services, which may restart
57  * and cancel the stop of the former service. Finally, a service can be force-stopped, which
58  * means that its stop process cannot be cancelled (though it may still be put in a desired
59  * state of STARTED, meaning it will start immediately upon stopping).
60  *
61  * Pinning
62  * -------
63  * A service may be "pinned" in either STARTED or STOPPED states (or even both). Once it
64  * reaches a pinned state, a service will not leave that state, though its desired state
65  * may still be set. (Note that pinning prevents, but never causes, state transition).
66  *
67  * The priority of the different state deciders is:
68  *  - pins
69  *  - force stop flag
70  *  - desired state (which is manipulated by require/release operations)
71  *
72  * So a forced stop cannot occur until the service is not pinned started, for instance.
73  *
74  * Two-phase transition
75  * --------------------
76  * Transition between states occurs in two phases: propagation and execution. In both phases
77  * a linked-list queue is used to keep track of which services need processing; this avoids
78  * recursion (which would be of unknown depth and therefore liable to stack overflow).
79  *
80  * In the propagation phase, acquisition/release messages are processed, and desired state may be
81  * altered accordingly. Start and stop requests are also propagated in this phase. The state may
82  * be set to STARTING or STOPPING to reflect the desired state, but will never be set to STARTED
83  * or STOPPED (that happens in the execution phase).
84  *
85  * Propagation variables:
86  *   prop_acquire:  the service has transitioned to an acquired state and must issue an acquire
87  *                  on its dependencies
88  *   prop_release:  the service has transitioned to a released state and must issue a release on
89  *                  its dependencies.
90  *
91  *   prop_start:    the service should start
92  *   prop_stop:     the service should stop
93  *
94  * Note that "prop_acquire"/"prop_release" form a pair which cannot both be set at the same time
95  * which is enforced via explicit checks. For "prop_start"/"prop_stop" this occurs implicitly.
96  *
97  * In the execution phase, actions are taken to achieve the desired state. Actual state may
98  * transition according to the current and desired states. Processes can be sent signals, etc
99  * in order to stop them. A process can restart if it stops, but it does so by raising prop_start
100  * which needs to be processed in a second transition phase. Seeing as starting never causes
101  * another process to stop, the transition-execute-transition cycle always ends at the 2nd
102  * transition stage, at the latest.
103  */
104
105 struct onstart_flags_t {
106     bool rw_ready : 1;  // file system should be writable once this service starts
107     bool log_ready : 1; // syslog should be available once this service starts
108     
109     // Not actually "onstart" commands:
110     bool no_sigterm : 1;  // do not send SIGTERM
111     bool runs_on_console : 1;  // run "in the foreground"
112     bool starts_on_console : 1; // starts in the foreground
113     bool pass_cs_fd : 1;  // pass this service a control socket connection via fd
114     
115     onstart_flags_t() noexcept : rw_ready(false), log_ready(false),
116             no_sigterm(false), runs_on_console(false), starts_on_console(false), pass_cs_fd(false)
117     {
118     }
119 };
120
121 // Exception while loading a service
122 class service_load_exc
123 {
124     public:
125     std::string serviceName;
126     std::string excDescription;
127     
128     protected:
129     service_load_exc(std::string serviceName, std::string &&desc) noexcept
130         : serviceName(serviceName), excDescription(std::move(desc))
131     {
132     }
133 };
134
135 class service_not_found : public service_load_exc
136 {
137     public:
138     service_not_found(std::string serviceName) noexcept
139         : service_load_exc(serviceName, "Service description not found.")
140     {
141     }
142 };
143
144 class service_cyclic_dependency : public service_load_exc
145 {
146     public:
147     service_cyclic_dependency(std::string serviceName) noexcept
148         : service_load_exc(serviceName, "Has cyclic dependency.")
149     {
150     }
151 };
152
153 class service_description_exc : public service_load_exc
154 {
155     public:
156     service_description_exc(std::string serviceName, std::string &&extraInfo) noexcept
157         : service_load_exc(serviceName, std::move(extraInfo))
158     {
159     }    
160 };
161
162 class service_record;
163 class service_set;
164 class base_process_service;
165
166 enum class dependency_type
167 {
168     REGULAR,
169     SOFT,       // dependency starts in parallel, failure/stop does not affect dependent
170     WAITS_FOR,  // as for SOFT, but dependent waits until dependency starts/fails before starting
171     MILESTONE   // dependency must start successfully, but once started the dependency becomes soft
172 };
173
174 /* Service dependency record */
175 class service_dep
176 {
177     service_record * from;
178     service_record * to;
179
180     public:
181     /* Whether the 'from' service is waiting for the 'to' service to start */
182     bool waiting_on;
183     /* Whether the 'from' service is holding an acquire on the 'to' service */
184     bool holding_acq;
185
186     const dependency_type dep_type;
187
188     service_dep(service_record * from, service_record * to, dependency_type dep_type_p) noexcept
189             : from(from), to(to), waiting_on(false), holding_acq(false), dep_type(dep_type_p)
190     {  }
191
192     service_record * get_from() noexcept
193     {
194         return from;
195     }
196
197     service_record * get_to() noexcept
198     {
199         return to;
200     }
201 };
202
203 /* preliminary service dependency information */
204 class prelim_dep
205 {
206     public:
207     service_record * const to;
208     dependency_type const dep_type;
209
210     prelim_dep(service_record *to_p, dependency_type dep_type_p) : to(to_p), dep_type(dep_type_p)
211     {
212         //
213     }
214 };
215
216 // Given a string and a list of pairs of (start,end) indices for each argument in that string,
217 // store a null terminator for the argument. Return a `char *` vector containing the beginning
218 // of each argument and a trailing nullptr. (The returned array is invalidated if the string is later modified).
219 static std::vector<const char *> separate_args(std::string &s, std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &arg_indices)
220 {
221     std::vector<const char *> r;
222     r.reserve(arg_indices.size() + 1);
223
224     // First store nul terminator for each part:
225     for (auto index_pair : arg_indices) {
226         if (index_pair.second < s.length()) {
227             s[index_pair.second] = 0;
228         }
229     }
230
231     // Now we can get the C string (c_str) and store offsets into it:
232     const char * cstr = s.c_str();
233     for (auto index_pair : arg_indices) {
234         r.push_back(cstr + index_pair.first);
235     }
236     r.push_back(nullptr);
237     return r;
238 }
239
240 class service_child_watcher : public eventloop_t::child_proc_watcher_impl<service_child_watcher>
241 {
242     public:
243     base_process_service * service;
244     rearm status_change(eventloop_t &eloop, pid_t child, int status) noexcept;
245     
246     service_child_watcher(base_process_service * sr) noexcept : service(sr) { }
247 };
248
249 // Watcher for the pipe used to receive exec() failure status errno
250 class exec_status_pipe_watcher : public eventloop_t::fd_watcher_impl<exec_status_pipe_watcher>
251 {
252     public:
253     base_process_service * service;
254     rearm fd_event(eventloop_t &eloop, int fd, int flags) noexcept;
255     
256     exec_status_pipe_watcher(base_process_service * sr) noexcept : service(sr) { }
257 };
258
259 // service_record: base class for service record containing static information
260 // and current state of each service.
261 //
262 // This abstract base class defines the dependency behaviour of services. The actions to actually bring a
263 // service up or down are specified by subclasses in the virtual methods (see especially bring_up() and
264 // bring_down()).
265 //
266 class service_record
267 {
268     protected:
269     using string = std::string;
270     
271     private:
272     string service_name;
273     service_type record_type;  /* ServiceType::DUMMY, PROCESS, SCRIPTED, INTERNAL */
274     service_state_t service_state = service_state_t::STOPPED; /* service_state_t::STOPPED, STARTING, STARTED, STOPPING */
275     service_state_t desired_state = service_state_t::STOPPED; /* service_state_t::STOPPED / STARTED */
276
277     protected:
278     string program_name;          // storage for program/script and arguments
279     std::vector<const char *> exec_arg_parts; // pointer to each argument/part of the program_name, and nullptr
280     
281     string stop_command;          // storage for stop program/script and arguments
282     std::vector<const char *> stop_arg_parts; // pointer to each argument/part of the stop_command, and nullptr
283     
284     string pid_file;
285     
286     onstart_flags_t onstart_flags;
287
288     string logfile;           // log file name, empty string specifies /dev/null
289     
290     bool auto_restart : 1;    // whether to restart this (process) if it dies unexpectedly
291     bool smooth_recovery : 1; // whether the service process can restart without bringing down service
292     
293     bool pinned_stopped : 1;
294     bool pinned_started : 1;
295     bool waiting_for_deps : 1;  // if STARTING, whether we are waiting for dependencies (inc console) to start
296                                 // if STOPPING, whether we are waiting for dependents to stop
297     bool waiting_for_execstat : 1;  // if we are waiting for exec status after fork()
298     bool start_explicit : 1;    // whether we are are explicitly required to be started
299
300     bool prop_require : 1;      // require must be propagated
301     bool prop_release : 1;      // release must be propagated
302     bool prop_failure : 1;      // failure to start must be propagated
303     bool prop_start   : 1;
304     bool prop_stop    : 1;
305
306     bool restarting   : 1;      // re-starting after unexpected termination
307     
308     int required_by = 0;        // number of dependents wanting this service to be started
309
310     // list of dependencies
311     typedef std::list<service_dep> dep_list;
312     
313     // list of dependents
314     typedef std::list<service_dep *> dpt_list;
315     
316     dep_list depends_on;  // services this one depends on
317     dpt_list dependents;  // services depending on this one
318     
319     service_set *services; // the set this service belongs to
320     
321     std::unordered_set<service_listener *> listeners;
322     
323     // Process services:
324     bool force_stop; // true if the service must actually stop. This is the
325                      // case if for example the process dies; the service,
326                      // and all its dependencies, MUST be stopped.
327     
328     int term_signal = -1;  // signal to use for process termination
329     
330     string socket_path; // path to the socket for socket-activation service
331     int socket_perms;   // socket permissions ("mode")
332     uid_t socket_uid = -1;  // socket user id or -1
333     gid_t socket_gid = -1;  // socket group id or -1
334
335     // Implementation details
336     
337     pid_t pid = -1;  // PID of the process. If state is STARTING or STOPPING,
338                      //   this is PID of the service script; otherwise it is the
339                      //   PID of the process itself (process service).
340     int exit_status; // Exit status, if the process has exited (pid == -1).
341     int socket_fd = -1;  // For socket-activation services, this is the file
342                          // descriptor for the socket.
343     
344     // Data for use by service_set
345     public:
346     
347     // Console queue.
348     lld_node<service_record> console_queue_node;
349     
350     // Propagation and start/stop queues
351     lls_node<service_record> prop_queue_node;
352     lls_node<service_record> stop_queue_node;
353     
354     protected:
355     
356     // stop immediately
357     void emergency_stop() noexcept;
358     
359     // Service has actually stopped (includes having all dependents
360     // reaching STOPPED state).
361     void stopped() noexcept;
362     
363     // Service has successfully started
364     void started() noexcept;
365     
366     // Service failed to start (only called when in STARTING state).
367     //   dep_failed: whether failure is recorded due to a dependency failing
368     void failed_to_start(bool dep_failed = false) noexcept;
369
370     void run_child_proc(const char * const *args, const char *logfile, bool on_console, int wpipefd,
371             int csfd) noexcept;
372     
373     // A dependency has reached STARTED state
374     void dependency_started() noexcept;
375     
376     void all_deps_started(bool haveConsole = false) noexcept;
377
378     // Open the activation socket, return false on failure
379     bool open_socket() noexcept;
380
381     // Start all dependencies, return true if all have started
382     bool start_check_dependencies() noexcept;
383
384     // Check whether all dependencies have started (i.e. whether we can start now)
385     bool check_deps_started() noexcept;
386
387     // Whether a STOPPING service can immediately transition to STARTED.
388     bool can_interrupt_stop() noexcept
389     {
390         return waiting_for_deps && ! force_stop;
391     }
392
393     // A dependent has reached STOPPED state
394     void dependent_stopped() noexcept;
395
396     // check if all dependents have stopped
397     bool stop_check_dependents() noexcept;
398     
399     // issue a stop to all dependents, return true if they are all already stopped
400     bool stop_dependents() noexcept;
401     
402     void require() noexcept;
403     void release() noexcept;
404     void release_dependencies() noexcept;
405     
406     // Check if service is, fundamentally, stopped.
407     bool is_stopped() noexcept
408     {
409         return service_state == service_state_t::STOPPED
410             || (service_state == service_state_t::STARTING && waiting_for_deps);
411     }
412     
413     void notify_listeners(service_event_t event) noexcept
414     {
415         for (auto l : listeners) {
416             l->service_event(this, event);
417         }
418     }
419     
420     // Queue to run on the console. 'acquired_console()' will be called when the console is available.
421     // Has no effect if the service has already queued for console.
422     void queue_for_console() noexcept;
423     
424     // Release console (console must be currently held by this service)
425     void release_console() noexcept;
426     
427     bool do_auto_restart() noexcept;
428
429     // Started state reached
430     bool process_started() noexcept;
431
432     // Called on transition of desired state from stopped to started (or unpinned stop)
433     void do_start() noexcept;
434
435     // Called on transition of desired state from started to stopped (or unpinned start)
436     void do_stop() noexcept;
437
438     // Virtual functions, to be implemented by service implementations:
439
440     // Do any post-dependency startup; return false on failure
441     virtual bool bring_up() noexcept;
442
443     // All dependents have stopped, and this service should proceed to stop.
444     virtual void bring_down() noexcept;
445
446     // Whether a STARTING service can immediately transition to STOPPED (as opposed to
447     // having to wait for it reach STARTED and then go through STOPPING).
448     virtual bool can_interrupt_start() noexcept
449     {
450         return waiting_for_deps;
451     }
452
453     // Whether a STARTING service can transition to its STARTED state, once all
454     // dependencies have started.
455     virtual bool can_proceed_to_start() noexcept
456     {
457         return true;
458     }
459
460     virtual void interrupt_start() noexcept;
461
462     public:
463
464     service_record(service_set *set, string name)
465         : service_state(service_state_t::STOPPED), desired_state(service_state_t::STOPPED),
466             auto_restart(false), smooth_recovery(false),
467             pinned_stopped(false), pinned_started(false), waiting_for_deps(false),
468             waiting_for_execstat(false), start_explicit(false),
469             prop_require(false), prop_release(false), prop_failure(false),
470             prop_start(false), prop_stop(false), restarting(false), force_stop(false)
471     {
472         services = set;
473         service_name = name;
474         record_type = service_type::DUMMY;
475         socket_perms = 0;
476         exit_status = 0;
477     }
478
479     service_record(service_set *set, string name, service_type record_type_p,
480             const std::list<prelim_dep> &deplist_p)
481         : service_record(set, name)
482     {
483         services = set;
484         service_name = name;
485         this->record_type = record_type_p;
486
487         for (auto & pdep : deplist_p) {
488             auto b = depends_on.emplace(depends_on.end(), this, pdep.to, pdep.dep_type);
489             pdep.to->dependents.push_back(&(*b));
490         }
491     }
492     
493     service_record(service_set *set, string name, service_type record_type_p, string &&command,
494             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
495             const std::list<prelim_dep> &deplist_p)
496         : service_record(set, name, record_type_p, deplist_p)
497     {
498         program_name = std::move(command);
499         exec_arg_parts = separate_args(program_name, command_offsets);
500     }
501     
502     virtual ~service_record() noexcept
503     {
504     }
505     
506     // Get the type of this service record
507     service_type get_type() noexcept
508     {
509         return record_type;
510     }
511
512     // begin transition from stopped to started state or vice versa depending on current and desired state
513     void execute_transition() noexcept;
514     
515     void do_propagation() noexcept;
516
517     // Console is available.
518     void acquired_console() noexcept;
519     
520     // Set the stop command and arguments (may throw std::bad_alloc)
521     void set_stop_command(std::string command, std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &stop_command_offsets)
522     {
523         stop_command = command;
524         stop_arg_parts = separate_args(stop_command, stop_command_offsets);
525     }
526     
527     // Get the target (aka desired) state.
528     service_state_t get_target_state() noexcept
529     {
530         return desired_state;
531     }
532
533     // Set logfile, should be done before service is started
534     void set_log_file(string logfile)
535     {
536         this->logfile = logfile;
537     }
538     
539     // Set whether this service should automatically restart when it dies
540     void set_auto_restart(bool auto_restart) noexcept
541     {
542         this->auto_restart = auto_restart;
543     }
544     
545     void set_smooth_recovery(bool smooth_recovery) noexcept
546     {
547         this->smooth_recovery = smooth_recovery;
548     }
549     
550     // Set "on start" flags (commands)
551     void set_flags(onstart_flags_t flags) noexcept
552     {
553         this->onstart_flags = flags;
554     }
555     
556     // Set an additional signal (other than SIGTERM) to be used to terminate the process
557     void set_extra_termination_signal(int signo) noexcept
558     {
559         this->term_signal = signo;
560     }
561     
562     void set_pid_file(string &&pid_file) noexcept
563     {
564         this->pid_file = std::move(pid_file);
565     }
566     
567     void set_socket_details(string &&socket_path, int socket_perms, uid_t socket_uid, uid_t socket_gid) noexcept
568     {
569         this->socket_path = std::move(socket_path);
570         this->socket_perms = socket_perms;
571         this->socket_uid = socket_uid;
572         this->socket_gid = socket_gid;
573     }
574
575     const std::string &get_name() const noexcept { return service_name; }
576     service_state_t get_state() const noexcept { return service_state; }
577     
578     void start(bool activate = true) noexcept;  // start the service
579     void stop(bool bring_down = true) noexcept;   // stop the service
580     
581     void forced_stop() noexcept; // force-stop this service and all dependents
582     
583     // Pin the service in "started" state (when it reaches the state)
584     void pin_start() noexcept
585     {
586         pinned_started = true;
587     }
588     
589     // Pin the service in "stopped" state (when it reaches the state)
590     void pin_stop() noexcept
591     {
592         pinned_stopped = true;
593     }
594     
595     // Remove both "started" and "stopped" pins. If the service is currently pinned
596     // in either state but would naturally be in the opposite state, it will immediately
597     // commence starting/stopping.
598     void unpin() noexcept;
599     
600     bool isDummy() noexcept
601     {
602         return record_type == service_type::DUMMY;
603     }
604     
605     // Add a listener. A listener must only be added once. May throw std::bad_alloc.
606     void addListener(service_listener * listener)
607     {
608         listeners.insert(listener);
609     }
610     
611     // Remove a listener.    
612     void removeListener(service_listener * listener) noexcept
613     {
614         listeners.erase(listener);
615     }
616 };
617
618 class base_process_service;
619
620 // A timer for process restarting. Used to ensure a minimum delay between process restarts (and
621 // also for timing service stop before the SIGKILL hammer is used).
622 class process_restart_timer : public eventloop_t::timer_impl<process_restart_timer>
623 {
624     public:
625     base_process_service * service;
626
627     process_restart_timer()
628     {
629     }
630
631     rearm timer_expiry(eventloop_t &, int expiry_count);
632 };
633
634 class base_process_service : public service_record
635 {
636     friend class service_child_watcher;
637     friend class exec_status_pipe_watcher;
638     friend class process_restart_timer;
639
640     private:
641     // Re-launch process
642     void do_restart() noexcept;
643
644     protected:
645     service_child_watcher child_listener;
646     exec_status_pipe_watcher child_status_listener;
647     process_restart_timer restart_timer;
648     time_val last_start_time;
649
650     // Restart interval time and restart count are used to track the number of automatic restarts
651     // over an interval. Too many restarts over an interval will inhibit further restarts.
652     time_val restart_interval_time;
653     int restart_interval_count;
654
655     time_val restart_interval;
656     int max_restart_interval_count;
657     time_val restart_delay;
658
659     // Time allowed for service stop, after which SIGKILL is sent. 0 to disable.
660     time_val stop_timeout = {10, 0}; // default of 10 seconds
661
662     bool waiting_restart_timer : 1;
663     bool stop_timer_armed : 1;
664     bool reserved_child_watch : 1;
665     bool tracking_child : 1;  // whether we expect to see child process status
666     bool start_is_interruptible : 1;  // whether we can interrupt start
667
668     // Start the process, return true on success
669     virtual bool bring_up() noexcept override;
670     bool start_ps_process(const std::vector<const char *> &args, bool on_console) noexcept;
671
672     // Restart the process (due to start failure or unexpected termination). Restarts will be
673     // rate-limited.
674     bool restart_ps_process() noexcept;
675
676     // Perform smooth recovery process
677     void do_smooth_recovery() noexcept;
678
679     virtual void bring_down() noexcept override;
680
681     // Called when the process exits. The exit_status is the status value yielded by
682     // the "wait" system call.
683     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept = 0;
684     virtual void exec_failed(int errcode) noexcept = 0;
685
686     virtual bool can_interrupt_start() noexcept override
687     {
688         return waiting_restart_timer || service_record::can_interrupt_start();
689     }
690
691     virtual bool can_proceed_to_start() noexcept override
692     {
693         return ! waiting_restart_timer;
694     }
695
696     virtual void interrupt_start() noexcept override;
697
698     // Kill with SIGKILL
699     void kill_with_fire() noexcept;
700
701     // Signal the process group of the service process
702     void kill_pg(int signo) noexcept;
703
704     public:
705     base_process_service(service_set *sset, string name, service_type record_type_p, string &&command,
706             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
707             const std::list<prelim_dep> &deplist_p);
708
709     ~base_process_service() noexcept
710     {
711     }
712
713     void set_restart_interval(timespec interval, int max_restarts) noexcept
714     {
715         restart_interval = interval;
716         max_restart_interval_count = max_restarts;
717     }
718
719     void set_restart_delay(timespec delay) noexcept
720     {
721         restart_delay = delay;
722     }
723
724     void set_stop_timeout(timespec timeout) noexcept
725     {
726         stop_timeout = timeout;
727     }
728 };
729
730 class process_service : public base_process_service
731 {
732     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept override;
733     virtual void exec_failed(int errcode) noexcept override;
734     virtual void bring_down() noexcept override;
735
736     public:
737     process_service(service_set *sset, string name, string &&command,
738             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
739             std::list<prelim_dep> depends_p)
740          : base_process_service(sset, name, service_type::PROCESS, std::move(command), command_offsets,
741              depends_p)
742     {
743     }
744
745     ~process_service() noexcept
746     {
747     }
748 };
749
750 class bgproc_service : public base_process_service
751 {
752     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept override;
753     virtual void exec_failed(int errcode) noexcept override;
754
755     enum class pid_result_t {
756         OK,
757         FAILED,      // failed to read pid or read invalid pid
758         TERMINATED   // read pid successfully, but the process already terminated
759     };
760
761     // Read the pid-file, return false on failure
762     pid_result_t read_pid_file(int *exit_status) noexcept;
763
764     public:
765     bgproc_service(service_set *sset, string name, string &&command,
766             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
767             std::list<prelim_dep> depends_p)
768          : base_process_service(sset, name, service_type::BGPROCESS, std::move(command), command_offsets,
769              depends_p)
770     {
771     }
772
773     ~bgproc_service() noexcept
774     {
775     }
776 };
777
778 class scripted_service : public base_process_service
779 {
780     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept override;
781     virtual void exec_failed(int errcode) noexcept override;
782     virtual void bring_down() noexcept override;
783
784     public:
785     scripted_service(service_set *sset, string name, string &&command,
786             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
787             std::list<prelim_dep> depends_p)
788          : base_process_service(sset, name, service_type::SCRIPTED, std::move(command), command_offsets,
789              depends_p)
790     {
791     }
792
793     ~scripted_service() noexcept
794     {
795     }
796 };
797
798 inline auto extract_prop_queue(service_record *sr) -> decltype(sr->prop_queue_node) &
799 {
800     return sr->prop_queue_node;
801 }
802
803 inline auto extract_stop_queue(service_record *sr) -> decltype(sr->stop_queue_node) &
804 {
805     return sr->stop_queue_node;
806 }
807
808 inline auto extract_console_queue(service_record *sr) -> decltype(sr->console_queue_node) &
809 {
810     return sr->console_queue_node;
811 }
812
813 /*
814  * A service_set, as the name suggests, manages a set of services.
815  *
816  * Other than the ability to find services by name, the service set manages various queues.
817  * One is the queue for processes wishing to acquire the console. There is also a set of
818  * processes that want to start, and another set of those that want to stop. These latter
819  * two "queues" (not really queues since their order is not important) are used to prevent too
820  * much recursion and to prevent service states from "bouncing" too rapidly.
821  * 
822  * A service that wishes to start or stop puts itself on the start/stop queue; a service that
823  * needs to propagate changes to dependent services or dependencies puts itself on the
824  * propagation queue. Any operation that potentially manipulates the queues must be followed
825  * by a "process queues" order (processQueues() method).
826  *
827  * Note that processQueues always repeatedly processes both queues until they are empty. The
828  * process is finite because starting a service can never cause services to stop, unless they
829  * fail to start, which should cause them to stop semi-permanently.
830  */
831 class service_set
832 {
833     protected:
834     int active_services;
835     std::list<service_record *> records;
836     bool restart_enabled; // whether automatic restart is enabled (allowed)
837     
838     shutdown_type_t shutdown_type = shutdown_type_t::CONTINUE;  // Shutdown type, if stopping
839     
840     // Services waiting for exclusive access to the console
841     dlist<service_record, extract_console_queue> console_queue;
842
843     // Propagation and start/stop "queues" - list of services waiting for processing
844     slist<service_record, extract_prop_queue> prop_queue;
845     slist<service_record, extract_stop_queue> stop_queue;
846     
847     public:
848     service_set()
849     {
850         active_services = 0;
851         restart_enabled = true;
852     }
853     
854     virtual ~service_set()
855     {
856         for (auto * s : records) {
857             delete s;
858         }
859     }
860
861     // Start the specified service. The service will be marked active.
862     void start_service(service_record *svc)
863     {
864         svc->start();
865         process_queues();
866     }
867
868     // Stop the specified service. Its active mark will be cleared.
869     void stop_service(service_record *svc)
870     {
871         svc->stop(true);
872         process_queues();
873     }
874
875     // Locate an existing service record.
876     service_record *find_service(const std::string &name) noexcept;
877
878     // Load a service description, and dependencies, if there is no existing
879     // record for the given name.
880     // Throws:
881     //   ServiceLoadException (or subclass) on problem with service description
882     //   std::bad_alloc on out-of-memory condition
883     virtual service_record *load_service(const char *name)
884     {
885         auto r = find_service(name);
886         if (r == nullptr) {
887             throw service_not_found(name);
888         }
889         return r;
890     }
891
892     // Start the service with the given name. The named service will begin
893     // transition to the 'started' state.
894     //
895     // Throws a ServiceLoadException (or subclass) if the service description
896     // cannot be loaded or is invalid;
897     // Throws std::bad_alloc if out of memory.
898     void start_service(const char *name)
899     {
900         using namespace std;
901         service_record *record = load_service(name);
902         service_set::start_service(record);
903     }
904     
905     void add_service(service_record *svc)
906     {
907         records.push_back(svc);
908     }
909     
910     void remove_service(service_record *svc)
911     {
912         std::remove(records.begin(), records.end(), svc);
913     }
914
915     // Get the list of all loaded services.
916     const std::list<service_record *> &list_services() noexcept
917     {
918         return records;
919     }
920     
921     // Stop the service with the given name. The named service will begin
922     // transition to the 'stopped' state.
923     void stop_service(const std::string &name) noexcept;
924     
925     // Add a service record to the state propagation queue. The service record will have its
926     // do_propagation() method called when the queue is processed.
927     void add_prop_queue(service_record *service) noexcept
928     {
929         if (! prop_queue.is_queued(service)) {
930             prop_queue.insert(service);
931         }
932     }
933     
934     // Add a service record to the stop queue. The service record will have its
935     // execute_transition() method called when the queue is processed.
936     void add_transition_queue(service_record *service) noexcept
937     {
938         if (! stop_queue.is_queued(service)) {
939             stop_queue.insert(service);
940         }
941     }
942     
943     // Process state propagation and start/stop queues, until they are empty.
944     void process_queues() noexcept
945     {
946         while (! stop_queue.is_empty() || ! prop_queue.is_empty()) {
947             while (! prop_queue.is_empty()) {
948                 auto next = prop_queue.pop_front();
949                 next->do_propagation();
950             }
951             while (! stop_queue.is_empty()) {
952                 auto next = stop_queue.pop_front();
953                 next->execute_transition();
954             }
955         }
956     }
957     
958     // Set the console queue tail (returns previous tail)
959     void append_console_queue(service_record * newTail) noexcept
960     {
961         bool was_empty = console_queue.is_empty();
962         console_queue.append(newTail);
963         if (was_empty) {
964             enable_console_log(false);
965         }
966     }
967     
968     // Pull and dispatch a waiter from the console queue
969     void pull_console_queue() noexcept
970     {
971         if (console_queue.is_empty()) {
972             enable_console_log(true);
973         }
974         else {
975             service_record * front = console_queue.pop_front();
976             front->acquired_console();
977         }
978     }
979     
980     void unqueue_console(service_record * service) noexcept
981     {
982         if (console_queue.is_queued(service)) {
983             console_queue.unlink(service);
984         }
985     }
986
987     // Notification from service that it is active (state != STOPPED)
988     // Only to be called on the transition from inactive to active.
989     void service_active(service_record *) noexcept;
990     
991     // Notification from service that it is inactive (STOPPED)
992     // Only to be called on the transition from active to inactive.
993     void service_inactive(service_record *) noexcept;
994     
995     // Find out how many services are active (starting, running or stopping,
996     // but not stopped).
997     int count_active_services() noexcept
998     {
999         return active_services;
1000     }
1001     
1002     void stop_all_services(shutdown_type_t type = shutdown_type_t::HALT) noexcept
1003     {
1004         restart_enabled = false;
1005         shutdown_type = type;
1006         for (std::list<service_record *>::iterator i = records.begin(); i != records.end(); ++i) {
1007             (*i)->stop(false);
1008             (*i)->unpin();
1009         }
1010         process_queues();
1011     }
1012     
1013     void set_auto_restart(bool restart) noexcept
1014     {
1015         restart_enabled = restart;
1016     }
1017     
1018     bool get_auto_restart() noexcept
1019     {
1020         return restart_enabled;
1021     }
1022     
1023     shutdown_type_t getShutdownType() noexcept
1024     {
1025         return shutdown_type;
1026     }
1027 };
1028
1029 class dirload_service_set : public service_set
1030 {
1031     const char *service_dir;  // directory containing service descriptions
1032
1033     public:
1034     dirload_service_set(const char *service_dir_p) : service_set(), service_dir(service_dir_p)
1035     {
1036     }
1037
1038     service_record *load_service(const char *name) override;
1039 };
1040
1041 #endif