Keep all dependencies (soft and regular) in a single list.
[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;
107     bool log_ready : 1;
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 // Given a string and a list of pairs of (start,end) indices for each argument in that string,
204 // store a null terminator for the argument. Return a `char *` vector containing the beginning
205 // of each argument and a trailing nullptr. (The returned array is invalidated if the string is later modified).
206 static std::vector<const char *> separate_args(std::string &s, std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &arg_indices)
207 {
208     std::vector<const char *> r;
209     r.reserve(arg_indices.size() + 1);
210
211     // First store nul terminator for each part:
212     for (auto index_pair : arg_indices) {
213         if (index_pair.second < s.length()) {
214             s[index_pair.second] = 0;
215         }
216     }
217
218     // Now we can get the C string (c_str) and store offsets into it:
219     const char * cstr = s.c_str();
220     for (auto index_pair : arg_indices) {
221         r.push_back(cstr + index_pair.first);
222     }
223     r.push_back(nullptr);
224     return r;
225 }
226
227 class service_child_watcher : public eventloop_t::child_proc_watcher_impl<service_child_watcher>
228 {
229     public:
230     base_process_service * service;
231     rearm status_change(eventloop_t &eloop, pid_t child, int status) noexcept;
232     
233     service_child_watcher(base_process_service * sr) noexcept : service(sr) { }
234 };
235
236 // Watcher for the pipe used to receive exec() failure status errno
237 class exec_status_pipe_watcher : public eventloop_t::fd_watcher_impl<exec_status_pipe_watcher>
238 {
239     public:
240     base_process_service * service;
241     rearm fd_event(eventloop_t &eloop, int fd, int flags) noexcept;
242     
243     exec_status_pipe_watcher(base_process_service * sr) noexcept : service(sr) { }
244 };
245
246 class service_record
247 {
248     protected:
249     typedef std::string string;
250     
251     string service_name;
252     service_type record_type;  /* ServiceType::DUMMY, PROCESS, SCRIPTED, INTERNAL */
253     service_state_t service_state = service_state_t::STOPPED; /* service_state_t::STOPPED, STARTING, STARTED, STOPPING */
254     service_state_t desired_state = service_state_t::STOPPED; /* service_state_t::STOPPED / STARTED */
255
256     string program_name;          // storage for program/script and arguments
257     std::vector<const char *> exec_arg_parts; // pointer to each argument/part of the program_name, and nullptr
258     
259     string stop_command;          // storage for stop program/script and arguments
260     std::vector<const char *> stop_arg_parts; // pointer to each argument/part of the stop_command, and nullptr
261     
262     string pid_file;
263     
264     onstart_flags_t onstart_flags;
265
266     string logfile;           // log file name, empty string specifies /dev/null
267     
268     bool auto_restart : 1;    // whether to restart this (process) if it dies unexpectedly
269     bool smooth_recovery : 1; // whether the service process can restart without bringing down service
270     
271     bool pinned_stopped : 1;
272     bool pinned_started : 1;
273     bool waiting_for_deps : 1;  // if STARTING, whether we are waiting for dependencies (inc console) to start
274     bool waiting_for_execstat : 1;  // if we are waiting for exec status after fork()
275     bool start_explicit : 1;    // whether we are are explictly required to be started
276
277     bool prop_require : 1;      // require must be propagated
278     bool prop_release : 1;      // release must be propagated
279     bool prop_failure : 1;      // failure to start must be propagated
280     bool prop_start   : 1;
281     bool prop_stop    : 1;
282     bool restarting : 1;        // re-starting after unexpected termination
283     
284     int required_by = 0;        // number of dependents wanting this service to be started
285
286     typedef std::list<service_record *> sr_list;
287     typedef sr_list::iterator sr_iter;
288     
289     // list of soft dependencies
290     typedef std::list<service_dep> dep_list;
291     
292     // list of soft dependents
293     typedef std::list<service_dep *> dpt_list;
294     
295     //sr_list depends_on; // services this one depends on
296     //sr_list dependents; // services depending on this one
297     dep_list depends_on;  // services this one depends on via a soft dependency
298     dpt_list dependents;  // services depending on this one via a soft dependency
299     
300     // unsigned wait_count;  /* if we are waiting for dependents/dependencies to
301     //                         start/stop, this is how many we're waiting for */
302     
303     service_set *services; // the set this service belongs to
304     
305     std::unordered_set<service_listener *> listeners;
306     
307     // Process services:
308     bool force_stop; // true if the service must actually stop. This is the
309                      // case if for example the process dies; the service,
310                      // and all its dependencies, MUST be stopped.
311     
312     int term_signal = -1;  // signal to use for process termination
313     
314     string socket_path; // path to the socket for socket-activation service
315     int socket_perms;   // socket permissions ("mode")
316     uid_t socket_uid = -1;  // socket user id or -1
317     gid_t socket_gid = -1;  // socket group id or -1
318
319     // Implementation details
320     
321     pid_t pid = -1;  // PID of the process. If state is STARTING or STOPPING,
322                      //   this is PID of the service script; otherwise it is the
323                      //   PID of the process itself (process service).
324     int exit_status; // Exit status, if the process has exited (pid == -1).
325     int socket_fd = -1;  // For socket-activation services, this is the file
326                          // descriptor for the socket.
327     
328     
329     // Data for use by service_set
330     public:
331     
332     // Console queue.
333     lld_node<service_record> console_queue_node;
334     
335     // Propagation and start/stop queues
336     lls_node<service_record> prop_queue_node;
337     lls_node<service_record> stop_queue_node;
338     
339     protected:
340     
341     // stop immediately
342     void emergency_stop() noexcept;
343
344     // All dependents have stopped.
345     virtual void all_deps_stopped() noexcept;
346     
347     // Service has actually stopped (includes having all dependents
348     // reaching STOPPED state).
349     void stopped() noexcept;
350     
351     // Service has successfully started
352     void started() noexcept;
353     
354     // Service failed to start (only called when in STARTING state).
355     //   dep_failed: whether failure is recorded due to a dependency failing
356     void failed_to_start(bool dep_failed = false) noexcept;
357
358     void run_child_proc(const char * const *args, const char *logfile, bool on_console, int wpipefd,
359             int csfd) noexcept;
360     
361     // A dependency has reached STARTED state
362     void dependencyStarted() noexcept;
363     
364     void all_deps_started(bool haveConsole = false) noexcept;
365
366     // Do any post-dependency startup; return false on failure
367     virtual bool start_ps_process() noexcept;
368
369     // Open the activation socket, return false on failure
370     bool open_socket() noexcept;
371
372     // Check whether dependencies have started, and optionally ask them to start
373     bool start_check_dependencies(bool do_start) noexcept;
374
375     // Whether a STARTING service can immediately transition to STOPPED (as opposed to
376     // having to wait for it reach STARTED and then go through STOPPING).
377     virtual bool can_interrupt_start() noexcept
378     {
379         return waiting_for_deps;
380     }
381     
382     virtual void interrupt_start() noexcept;
383
384     // Whether a STOPPING service can immediately transition to STARTED.
385     bool can_interrupt_stop() noexcept
386     {
387         return waiting_for_deps && ! force_stop;
388     }
389
390     // A dependent has reached STOPPED state
391     void dependent_stopped() noexcept;
392
393     // check if all dependents have stopped
394     bool stop_check_dependents() noexcept;
395     
396     // issue a stop to all dependents, return true if they are all already stopped
397     bool stop_dependents() noexcept;
398     
399     void require() noexcept;
400     void release() noexcept;
401     void release_dependencies() noexcept;
402     
403     // Check if service is, fundamentally, stopped.
404     bool is_stopped() noexcept
405     {
406         return service_state == service_state_t::STOPPED
407             || (service_state == service_state_t::STARTING && waiting_for_deps);
408     }
409     
410     void notify_listeners(service_event event) noexcept
411     {
412         for (auto l : listeners) {
413             l->serviceEvent(this, event);
414         }
415     }
416     
417     // Queue to run on the console. 'acquired_console()' will be called when the console is available.
418     // Has no effect if the service has already queued for console.
419     void queue_for_console() noexcept;
420     
421     // Release console (console must be currently held by this service)
422     void release_console() noexcept;
423     
424     bool do_auto_restart() noexcept;
425
426     // Started state reached
427     bool process_started() noexcept;
428
429     public:
430
431     service_record(service_set *set, string name)
432         : service_state(service_state_t::STOPPED), desired_state(service_state_t::STOPPED),
433             auto_restart(false), smooth_recovery(false),
434             pinned_stopped(false), pinned_started(false), waiting_for_deps(false),
435             waiting_for_execstat(false), start_explicit(false),
436             prop_require(false), prop_release(false), prop_failure(false),
437             prop_start(false), prop_stop(false), restarting(false), force_stop(false)
438     {
439         services = set;
440         service_name = name;
441         record_type = service_type::DUMMY;
442         socket_perms = 0;
443         exit_status = 0;
444     }
445
446     service_record(service_set *set, string name, service_type record_type_p,
447             sr_list &&pdepends_on, const sr_list &pdepends_soft)
448         : service_record(set, name)
449     {
450         services = set;
451         service_name = name;
452         this->record_type = record_type_p;
453
454         for (auto pdep : pdepends_on) {
455             auto b = depends_on.emplace(depends_on.end(), this, pdep, dependency_type::REGULAR);
456             pdep->dependents.push_back(&(*b));
457         }
458
459         // Soft dependencies
460         auto b_iter = depends_on.end();
461         for (auto i = pdepends_soft.begin(); i != pdepends_soft.end(); ++i) {
462             b_iter = depends_on.emplace(b_iter, this, *i, dependency_type::SOFT);
463             (*i)->dependents.push_back(&(*b_iter));
464             ++b_iter;
465         }
466     }
467     
468     service_record(service_set *set, string name, service_type record_type_p, string &&command,
469             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
470             sr_list &&pdepends_on, const sr_list &pdepends_soft)
471         : service_record(set, name, record_type_p, std::move(pdepends_on), pdepends_soft)
472     {
473         program_name = std::move(command);
474         exec_arg_parts = separate_args(program_name, command_offsets);
475     }
476     
477     virtual ~service_record() noexcept
478     {
479     }
480     
481     // begin transition from stopped to started state or vice versa depending on current and desired state
482     void execute_transition() noexcept;
483     
484     void do_propagation() noexcept;
485     
486     // Called on transition of desired state from stopped to started (or unpinned stop)
487     void do_start() noexcept;
488
489     // Called on transition of desired state from started to stopped (or unpinned start)
490     void do_stop() noexcept;
491     
492     // Console is available.
493     void acquired_console() noexcept;
494     
495     // Set the stop command and arguments (may throw std::bad_alloc)
496     void set_stop_command(std::string command, std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &stop_command_offsets)
497     {
498         stop_command = command;
499         stop_arg_parts = separate_args(stop_command, stop_command_offsets);
500     }
501     
502     // Get the target (aka desired) state.
503     service_state_t get_target_state() noexcept
504     {
505         return desired_state;
506     }
507
508     // Set logfile, should be done before service is started
509     void set_log_file(string logfile)
510     {
511         this->logfile = logfile;
512     }
513     
514     // Set whether this service should automatically restart when it dies
515     void set_auto_restart(bool auto_restart) noexcept
516     {
517         this->auto_restart = auto_restart;
518     }
519     
520     void set_smooth_recovery(bool smooth_recovery) noexcept
521     {
522         this->smooth_recovery = smooth_recovery;
523     }
524     
525     // Set "on start" flags (commands)
526     void set_flags(onstart_flags_t flags) noexcept
527     {
528         this->onstart_flags = flags;
529     }
530     
531     // Set an additional signal (other than SIGTERM) to be used to terminate the process
532     void set_extra_termination_signal(int signo) noexcept
533     {
534         this->term_signal = signo;
535     }
536     
537     void set_pid_file(string &&pid_file) noexcept
538     {
539         this->pid_file = std::move(pid_file);
540     }
541     
542     void set_socket_details(string &&socket_path, int socket_perms, uid_t socket_uid, uid_t socket_gid) noexcept
543     {
544         this->socket_path = std::move(socket_path);
545         this->socket_perms = socket_perms;
546         this->socket_uid = socket_uid;
547         this->socket_gid = socket_gid;
548     }
549
550     const std::string &get_service_name() const noexcept { return service_name; }
551     service_state_t get_state() const noexcept { return service_state; }
552     
553     void start(bool activate = true) noexcept;  // start the service
554     void stop(bool bring_down = true) noexcept;   // stop the service
555     
556     void forced_stop() noexcept; // force-stop this service and all dependents
557     
558     // Pin the service in "started" state (when it reaches the state)
559     void pin_start() noexcept
560     {
561         pinned_started = true;
562     }
563     
564     // Pin the service in "stopped" state (when it reaches the state)
565     void pin_stop() noexcept
566     {
567         pinned_stopped = true;
568     }
569     
570     // Remove both "started" and "stopped" pins. If the service is currently pinned
571     // in either state but would naturally be in the opposite state, it will immediately
572     // commence starting/stopping.
573     void unpin() noexcept;
574     
575     bool isDummy() noexcept
576     {
577         return record_type == service_type::DUMMY;
578     }
579     
580     // Add a listener. A listener must only be added once. May throw std::bad_alloc.
581     void addListener(service_listener * listener)
582     {
583         listeners.insert(listener);
584     }
585     
586     // Remove a listener.    
587     void removeListener(service_listener * listener) noexcept
588     {
589         listeners.erase(listener);
590     }
591 };
592
593 class base_process_service;
594
595 // A timer for process restarting. Used to ensure a minimum delay between process restarts (and
596 // also for timing service stop before the SIGKILL hammer is used).
597 class process_restart_timer : public eventloop_t::timer_impl<process_restart_timer>
598 {
599     public:
600     base_process_service * service;
601
602     process_restart_timer()
603     {
604     }
605
606     rearm timer_expiry(eventloop_t &, int expiry_count);
607 };
608
609 class base_process_service : public service_record
610 {
611     friend class service_child_watcher;
612     friend class exec_status_pipe_watcher;
613     friend class process_restart_timer;
614
615     private:
616     // Re-launch process
617     void do_restart() noexcept;
618
619     protected:
620     service_child_watcher child_listener;
621     exec_status_pipe_watcher child_status_listener;
622     process_restart_timer restart_timer;
623     time_val last_start_time;
624
625     // Restart interval time and restart count are used to track the number of automatic restarts
626     // over an interval. Too many restarts over an interval will inhibit further restarts.
627     time_val restart_interval_time;
628     int restart_interval_count;
629
630     time_val restart_interval;
631     int max_restart_interval_count;
632     time_val restart_delay;
633
634     // Time allowed for service stop, after which SIGKILL is sent. 0 to disable.
635     time_val stop_timeout = {10, 0}; // default of 10 seconds
636
637     bool waiting_restart_timer : 1;
638     bool stop_timer_armed : 1;
639     bool reserved_child_watch : 1;
640     bool tracking_child : 1;
641
642     // Start the process, return true on success
643     virtual bool start_ps_process() noexcept override;
644     bool start_ps_process(const std::vector<const char *> &args, bool on_console) noexcept;
645
646     // Restart the process (due to start failure or unexpected termination). Restarts will be
647     // rate-limited.
648     bool restart_ps_process() noexcept;
649
650     // Perform smooth recovery process
651     void do_smooth_recovery() noexcept;
652
653     virtual void all_deps_stopped() noexcept override;
654     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept = 0;
655
656     virtual bool can_interrupt_start() noexcept override
657     {
658         return waiting_restart_timer || service_record::can_interrupt_start();
659     }
660
661     virtual void interrupt_start() noexcept override;
662
663     // Kill with SIGKILL
664     void kill_with_fire() noexcept;
665
666     // Signal the process group of the service process
667     void kill_pg(int signo) noexcept;
668
669     public:
670     base_process_service(service_set *sset, string name, service_type record_type_p, string &&command,
671             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
672             sr_list &&pdepends_on, const sr_list &pdepends_soft);
673
674     ~base_process_service() noexcept
675     {
676     }
677
678     void set_restart_interval(timespec interval, int max_restarts) noexcept
679     {
680         restart_interval = interval;
681         max_restart_interval_count = max_restarts;
682     }
683
684     void set_restart_delay(timespec delay) noexcept
685     {
686         restart_delay = delay;
687     }
688
689     void set_stop_timeout(timespec timeout) noexcept
690     {
691         stop_timeout = timeout;
692     }
693 };
694
695 class process_service : public base_process_service
696 {
697     // called when the process exits. The exit_status is the status value yielded by
698     // the "wait" system call.
699     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept override;
700
701     public:
702     process_service(service_set *sset, string name, string &&command,
703             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
704             sr_list &&pdepends_on, const sr_list &pdepends_soft)
705          : base_process_service(sset, name, service_type::PROCESS, std::move(command), command_offsets,
706              std::move(pdepends_on), pdepends_soft)
707     {
708     }
709
710     ~process_service() noexcept
711     {
712     }
713 };
714
715 class bgproc_service : public base_process_service
716 {
717     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept override;
718
719     enum class pid_result_t {
720         OK,
721         FAILED,      // failed to read pid or read invalid pid
722         TERMINATED   // read pid successfully, but the process already terminated
723     };
724
725     // Read the pid-file, return false on failure
726     pid_result_t read_pid_file(int *exit_status) noexcept;
727
728     public:
729     bgproc_service(service_set *sset, string name, string &&command,
730             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
731             sr_list &&pdepends_on, const sr_list &pdepends_soft)
732          : base_process_service(sset, name, service_type::BGPROCESS, std::move(command), command_offsets,
733              std::move(pdepends_on), pdepends_soft)
734     {
735         tracking_child = false;
736         reserved_child_watch = false;
737     }
738
739     ~bgproc_service() noexcept
740     {
741     }
742 };
743
744 class scripted_service : public base_process_service
745 {
746     virtual void all_deps_stopped() noexcept override;
747     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept override;
748
749     public:
750     scripted_service(service_set *sset, string name, string &&command,
751             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
752             sr_list &&pdepends_on, const sr_list &pdepends_soft)
753          : base_process_service(sset, name, service_type::SCRIPTED, std::move(command), command_offsets,
754              std::move(pdepends_on), pdepends_soft)
755     {
756     }
757
758     ~scripted_service() noexcept
759     {
760     }
761 };
762
763 inline auto extract_prop_queue(service_record *sr) -> decltype(sr->prop_queue_node) &
764 {
765     return sr->prop_queue_node;
766 }
767
768 inline auto extract_stop_queue(service_record *sr) -> decltype(sr->stop_queue_node) &
769 {
770     return sr->stop_queue_node;
771 }
772
773 inline auto extract_console_queue(service_record *sr) -> decltype(sr->console_queue_node) &
774 {
775     return sr->console_queue_node;
776 }
777
778 /*
779  * A service_set, as the name suggests, manages a set of services.
780  *
781  * Other than the ability to find services by name, the service set manages various queues.
782  * One is the queue for processes wishing to acquire the console. There is also a set of
783  * processes that want to start, and another set of those that want to stop. These latter
784  * two "queues" (not really queues since their order is not important) are used to prevent too
785  * much recursion and to prevent service states from "bouncing" too rapidly.
786  * 
787  * A service that wishes to start or stop puts itself on the start/stop queue; a service that
788  * needs to propagate changes to dependent services or dependencies puts itself on the
789  * propagation queue. Any operation that potentially manipulates the queues must be followed
790  * by a "process queues" order (processQueues() method).
791  *
792  * Note that processQueues always repeatedly processes both queues until they are empty. The
793  * process is finite because starting a service can never cause services to stop, unless they
794  * fail to start, which should cause them to stop semi-permanently.
795  */
796 class service_set
797 {
798     protected:
799     int active_services;
800     std::list<service_record *> records;
801     bool restart_enabled; // whether automatic restart is enabled (allowed)
802     
803     shutdown_type_t shutdown_type = shutdown_type_t::CONTINUE;  // Shutdown type, if stopping
804     
805     // Services waiting for exclusive access to the console
806     dlist<service_record, extract_console_queue> console_queue;
807
808     // Propagation and start/stop "queues" - list of services waiting for processing
809     slist<service_record, extract_prop_queue> prop_queue;
810     slist<service_record, extract_stop_queue> stop_queue;
811     
812     public:
813     service_set()
814     {
815         active_services = 0;
816         restart_enabled = true;
817     }
818     
819     // Start the specified service. The service will be marked active.
820     void start_service(service_record *svc)
821     {
822         svc->start();
823         process_queues();
824     }
825
826     // Stop the specified service. Its active mark will be cleared.
827     void stop_service(service_record *svc)
828     {
829         svc->stop(true);
830         process_queues();
831     }
832
833     // Locate an existing service record.
834     service_record *find_service(const std::string &name) noexcept;
835
836     // Load a service description, and dependencies, if there is no existing
837     // record for the given name.
838     // Throws:
839     //   ServiceLoadException (or subclass) on problem with service description
840     //   std::bad_alloc on out-of-memory condition
841     virtual service_record *load_service(const char *name)
842     {
843         auto r = find_service(name);
844         if (r == nullptr) {
845             throw service_not_found(name);
846         }
847         return r;
848     }
849
850     // Start the service with the given name. The named service will begin
851     // transition to the 'started' state.
852     //
853     // Throws a ServiceLoadException (or subclass) if the service description
854     // cannot be loaded or is invalid;
855     // Throws std::bad_alloc if out of memory.
856     void start_service(const char *name)
857     {
858         using namespace std;
859         service_record *record = load_service(name);
860         service_set::start_service(record);
861     }
862     
863     void add_service(service_record *svc)
864     {
865         records.push_back(svc);
866     }
867     
868     void remove_service(service_record *svc)
869     {
870         std::remove(records.begin(), records.end(), svc);
871     }
872
873     // Get the list of all loaded services.
874     const std::list<service_record *> &listServices()
875     {
876         return records;
877     }
878     
879     // Stop the service with the given name. The named service will begin
880     // transition to the 'stopped' state.
881     void stop_service(const std::string &name) noexcept;
882     
883     // Add a service record to the state propagation queue. The service record will have its
884     // do_propagation() method called when the queue is processed.
885     void add_prop_queue(service_record *service) noexcept
886     {
887         if (! prop_queue.is_queued(service)) {
888             prop_queue.insert(service);
889         }
890     }
891     
892     // Add a service record to the stop queue. The service record will have its
893     // execute_transition() method called when the queue is processed.
894     void add_transition_queue(service_record *service) noexcept
895     {
896         if (! stop_queue.is_queued(service)) {
897             stop_queue.insert(service);
898         }
899     }
900     
901     // Process state propagation and start/stop queues, until they are empty.
902     void process_queues() noexcept
903     {
904         while (! stop_queue.is_empty() || ! prop_queue.is_empty()) {
905             while (! prop_queue.is_empty()) {
906                 auto next = prop_queue.pop_front();
907                 next->do_propagation();
908             }
909             while (! stop_queue.is_empty()) {
910                 auto next = stop_queue.pop_front();
911                 next->execute_transition();
912             }
913         }
914     }
915     
916     // Set the console queue tail (returns previous tail)
917     void append_console_queue(service_record * newTail) noexcept
918     {
919         bool was_empty = console_queue.is_empty();
920         console_queue.append(newTail);
921         if (was_empty) {
922             enable_console_log(false);
923         }
924     }
925     
926     // Pull and dispatch a waiter from the console queue
927     void pull_console_queue() noexcept
928     {
929         if (console_queue.is_empty()) {
930             enable_console_log(true);
931         }
932         else {
933             service_record * front = console_queue.pop_front();
934             front->acquired_console();
935         }
936     }
937     
938     void unqueue_console(service_record * service) noexcept
939     {
940         if (console_queue.is_queued(service)) {
941             console_queue.unlink(service);
942         }
943     }
944
945     // Notification from service that it is active (state != STOPPED)
946     // Only to be called on the transition from inactive to active.
947     void service_active(service_record *) noexcept;
948     
949     // Notification from service that it is inactive (STOPPED)
950     // Only to be called on the transition from active to inactive.
951     void service_inactive(service_record *) noexcept;
952     
953     // Find out how many services are active (starting, running or stopping,
954     // but not stopped).
955     int count_active_services() noexcept
956     {
957         return active_services;
958     }
959     
960     void stop_all_services(shutdown_type_t type = shutdown_type_t::HALT) noexcept
961     {
962         restart_enabled = false;
963         shutdown_type = type;
964         for (std::list<service_record *>::iterator i = records.begin(); i != records.end(); ++i) {
965             (*i)->stop(false);
966             (*i)->unpin();
967         }
968         process_queues();
969     }
970     
971     void set_auto_restart(bool restart) noexcept
972     {
973         restart_enabled = restart;
974     }
975     
976     bool get_auto_restart() noexcept
977     {
978         return restart_enabled;
979     }
980     
981     shutdown_type_t getShutdownType() noexcept
982     {
983         return shutdown_type;
984     }
985 };
986
987 class dirload_service_set : public service_set
988 {
989     const char *service_dir;  // directory containing service descriptions
990
991     public:
992     dirload_service_set(const char *service_dir_p) : service_set(), service_dir(service_dir_p)
993     {
994     }
995
996     service_record *load_service(const char *name) override;
997 };
998
999 #endif