7560239ee45c05c504c71a8c0bdb5fb3c8e19095
[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     typedef std::string string;
270     
271     string service_name;
272     service_type record_type;  /* ServiceType::DUMMY, PROCESS, SCRIPTED, INTERNAL */
273     service_state_t service_state = service_state_t::STOPPED; /* service_state_t::STOPPED, STARTING, STARTED, STOPPING */
274     service_state_t desired_state = service_state_t::STOPPED; /* service_state_t::STOPPED / STARTED */
275
276     string program_name;          // storage for program/script and arguments
277     std::vector<const char *> exec_arg_parts; // pointer to each argument/part of the program_name, and nullptr
278     
279     string stop_command;          // storage for stop program/script and arguments
280     std::vector<const char *> stop_arg_parts; // pointer to each argument/part of the stop_command, and nullptr
281     
282     string pid_file;
283     
284     onstart_flags_t onstart_flags;
285
286     string logfile;           // log file name, empty string specifies /dev/null
287     
288     bool auto_restart : 1;    // whether to restart this (process) if it dies unexpectedly
289     bool smooth_recovery : 1; // whether the service process can restart without bringing down service
290     
291     bool pinned_stopped : 1;
292     bool pinned_started : 1;
293     bool waiting_for_deps : 1;  // if STARTING, whether we are waiting for dependencies (inc console) to start
294                                 // if STOPPING, whether we are waiting for dependents to stop
295     bool waiting_for_execstat : 1;  // if we are waiting for exec status after fork()
296     bool start_explicit : 1;    // whether we are are explicitly required to be started
297
298     bool prop_require : 1;      // require must be propagated
299     bool prop_release : 1;      // release must be propagated
300     bool prop_failure : 1;      // failure to start must be propagated
301     bool prop_start   : 1;
302     bool prop_stop    : 1;
303
304     bool restarting   : 1;      // re-starting after unexpected termination
305     
306     int required_by = 0;        // number of dependents wanting this service to be started
307
308     // list of dependencies
309     typedef std::list<service_dep> dep_list;
310     
311     // list of dependents
312     typedef std::list<service_dep *> dpt_list;
313     
314     dep_list depends_on;  // services this one depends on
315     dpt_list dependents;  // services depending on this one
316     
317     service_set *services; // the set this service belongs to
318     
319     std::unordered_set<service_listener *> listeners;
320     
321     // Process services:
322     bool force_stop; // true if the service must actually stop. This is the
323                      // case if for example the process dies; the service,
324                      // and all its dependencies, MUST be stopped.
325     
326     int term_signal = -1;  // signal to use for process termination
327     
328     string socket_path; // path to the socket for socket-activation service
329     int socket_perms;   // socket permissions ("mode")
330     uid_t socket_uid = -1;  // socket user id or -1
331     gid_t socket_gid = -1;  // socket group id or -1
332
333     // Implementation details
334     
335     pid_t pid = -1;  // PID of the process. If state is STARTING or STOPPING,
336                      //   this is PID of the service script; otherwise it is the
337                      //   PID of the process itself (process service).
338     int exit_status; // Exit status, if the process has exited (pid == -1).
339     int socket_fd = -1;  // For socket-activation services, this is the file
340                          // descriptor for the socket.
341     
342     // Data for use by service_set
343     public:
344     
345     // Console queue.
346     lld_node<service_record> console_queue_node;
347     
348     // Propagation and start/stop queues
349     lls_node<service_record> prop_queue_node;
350     lls_node<service_record> stop_queue_node;
351     
352     protected:
353     
354     // stop immediately
355     void emergency_stop() noexcept;
356     
357     // Service has actually stopped (includes having all dependents
358     // reaching STOPPED state).
359     void stopped() noexcept;
360     
361     // Service has successfully started
362     void started() noexcept;
363     
364     // Service failed to start (only called when in STARTING state).
365     //   dep_failed: whether failure is recorded due to a dependency failing
366     void failed_to_start(bool dep_failed = false) noexcept;
367
368     void run_child_proc(const char * const *args, const char *logfile, bool on_console, int wpipefd,
369             int csfd) noexcept;
370     
371     // A dependency has reached STARTED state
372     void dependency_started() noexcept;
373     
374     void all_deps_started(bool haveConsole = false) noexcept;
375
376     // Open the activation socket, return false on failure
377     bool open_socket() noexcept;
378
379     // Start all dependencies, return true if all have started
380     bool start_check_dependencies() noexcept;
381
382     // Check whether all dependencies have started (i.e. whether we can start now)
383     bool check_deps_started() noexcept;
384
385     // Whether a STOPPING service can immediately transition to STARTED.
386     bool can_interrupt_stop() noexcept
387     {
388         return waiting_for_deps && ! force_stop;
389     }
390
391     // A dependent has reached STOPPED state
392     void dependent_stopped() noexcept;
393
394     // check if all dependents have stopped
395     bool stop_check_dependents() noexcept;
396     
397     // issue a stop to all dependents, return true if they are all already stopped
398     bool stop_dependents() noexcept;
399     
400     void require() noexcept;
401     void release() noexcept;
402     void release_dependencies() noexcept;
403     
404     // Check if service is, fundamentally, stopped.
405     bool is_stopped() noexcept
406     {
407         return service_state == service_state_t::STOPPED
408             || (service_state == service_state_t::STARTING && waiting_for_deps);
409     }
410     
411     void notify_listeners(service_event_t event) noexcept
412     {
413         for (auto l : listeners) {
414             l->service_event(this, event);
415         }
416     }
417     
418     // Queue to run on the console. 'acquired_console()' will be called when the console is available.
419     // Has no effect if the service has already queued for console.
420     void queue_for_console() noexcept;
421     
422     // Release console (console must be currently held by this service)
423     void release_console() noexcept;
424     
425     bool do_auto_restart() noexcept;
426
427     // Started state reached
428     bool process_started() noexcept;
429
430     // Called on transition of desired state from stopped to started (or unpinned stop)
431     void do_start() noexcept;
432
433     // Called on transition of desired state from started to stopped (or unpinned start)
434     void do_stop() noexcept;
435
436     // Virtual functions, to be implemented by service implementations:
437
438     // Do any post-dependency startup; return false on failure
439     virtual bool bring_up() noexcept;
440
441     // All dependents have stopped, and this service should proceed to stop.
442     virtual void bring_down() noexcept;
443
444     // Whether a STARTING service can immediately transition to STOPPED (as opposed to
445     // having to wait for it reach STARTED and then go through STOPPING).
446     virtual bool can_interrupt_start() noexcept
447     {
448         return waiting_for_deps;
449     }
450
451     // Whether a STARTING service can transition to its STARTED state, once all
452     // dependencies have started.
453     virtual bool can_proceed_to_start() noexcept
454     {
455         return true;
456     }
457
458     virtual void interrupt_start() noexcept;
459
460     public:
461
462     service_record(service_set *set, string name)
463         : service_state(service_state_t::STOPPED), desired_state(service_state_t::STOPPED),
464             auto_restart(false), smooth_recovery(false),
465             pinned_stopped(false), pinned_started(false), waiting_for_deps(false),
466             waiting_for_execstat(false), start_explicit(false),
467             prop_require(false), prop_release(false), prop_failure(false),
468             prop_start(false), prop_stop(false), restarting(false), force_stop(false)
469     {
470         services = set;
471         service_name = name;
472         record_type = service_type::DUMMY;
473         socket_perms = 0;
474         exit_status = 0;
475     }
476
477     service_record(service_set *set, string name, service_type record_type_p,
478             const std::list<prelim_dep> &deplist_p)
479         : service_record(set, name)
480     {
481         services = set;
482         service_name = name;
483         this->record_type = record_type_p;
484
485         for (auto & pdep : deplist_p) {
486             auto b = depends_on.emplace(depends_on.end(), this, pdep.to, pdep.dep_type);
487             pdep.to->dependents.push_back(&(*b));
488         }
489     }
490     
491     service_record(service_set *set, string name, service_type record_type_p, string &&command,
492             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
493             const std::list<prelim_dep> &deplist_p)
494         : service_record(set, name, record_type_p, deplist_p)
495     {
496         program_name = std::move(command);
497         exec_arg_parts = separate_args(program_name, command_offsets);
498     }
499     
500     virtual ~service_record() noexcept
501     {
502     }
503     
504     // begin transition from stopped to started state or vice versa depending on current and desired state
505     void execute_transition() noexcept;
506     
507     void do_propagation() noexcept;
508
509     // Console is available.
510     void acquired_console() noexcept;
511     
512     // Set the stop command and arguments (may throw std::bad_alloc)
513     void set_stop_command(std::string command, std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &stop_command_offsets)
514     {
515         stop_command = command;
516         stop_arg_parts = separate_args(stop_command, stop_command_offsets);
517     }
518     
519     // Get the target (aka desired) state.
520     service_state_t get_target_state() noexcept
521     {
522         return desired_state;
523     }
524
525     // Set logfile, should be done before service is started
526     void set_log_file(string logfile)
527     {
528         this->logfile = logfile;
529     }
530     
531     // Set whether this service should automatically restart when it dies
532     void set_auto_restart(bool auto_restart) noexcept
533     {
534         this->auto_restart = auto_restart;
535     }
536     
537     void set_smooth_recovery(bool smooth_recovery) noexcept
538     {
539         this->smooth_recovery = smooth_recovery;
540     }
541     
542     // Set "on start" flags (commands)
543     void set_flags(onstart_flags_t flags) noexcept
544     {
545         this->onstart_flags = flags;
546     }
547     
548     // Set an additional signal (other than SIGTERM) to be used to terminate the process
549     void set_extra_termination_signal(int signo) noexcept
550     {
551         this->term_signal = signo;
552     }
553     
554     void set_pid_file(string &&pid_file) noexcept
555     {
556         this->pid_file = std::move(pid_file);
557     }
558     
559     void set_socket_details(string &&socket_path, int socket_perms, uid_t socket_uid, uid_t socket_gid) noexcept
560     {
561         this->socket_path = std::move(socket_path);
562         this->socket_perms = socket_perms;
563         this->socket_uid = socket_uid;
564         this->socket_gid = socket_gid;
565     }
566
567     const std::string &get_service_name() const noexcept { return service_name; }
568     service_state_t get_state() const noexcept { return service_state; }
569     
570     void start(bool activate = true) noexcept;  // start the service
571     void stop(bool bring_down = true) noexcept;   // stop the service
572     
573     void forced_stop() noexcept; // force-stop this service and all dependents
574     
575     // Pin the service in "started" state (when it reaches the state)
576     void pin_start() noexcept
577     {
578         pinned_started = true;
579     }
580     
581     // Pin the service in "stopped" state (when it reaches the state)
582     void pin_stop() noexcept
583     {
584         pinned_stopped = true;
585     }
586     
587     // Remove both "started" and "stopped" pins. If the service is currently pinned
588     // in either state but would naturally be in the opposite state, it will immediately
589     // commence starting/stopping.
590     void unpin() noexcept;
591     
592     bool isDummy() noexcept
593     {
594         return record_type == service_type::DUMMY;
595     }
596     
597     // Add a listener. A listener must only be added once. May throw std::bad_alloc.
598     void addListener(service_listener * listener)
599     {
600         listeners.insert(listener);
601     }
602     
603     // Remove a listener.    
604     void removeListener(service_listener * listener) noexcept
605     {
606         listeners.erase(listener);
607     }
608 };
609
610 class base_process_service;
611
612 // A timer for process restarting. Used to ensure a minimum delay between process restarts (and
613 // also for timing service stop before the SIGKILL hammer is used).
614 class process_restart_timer : public eventloop_t::timer_impl<process_restart_timer>
615 {
616     public:
617     base_process_service * service;
618
619     process_restart_timer()
620     {
621     }
622
623     rearm timer_expiry(eventloop_t &, int expiry_count);
624 };
625
626 class base_process_service : public service_record
627 {
628     friend class service_child_watcher;
629     friend class exec_status_pipe_watcher;
630     friend class process_restart_timer;
631
632     private:
633     // Re-launch process
634     void do_restart() noexcept;
635
636     protected:
637     service_child_watcher child_listener;
638     exec_status_pipe_watcher child_status_listener;
639     process_restart_timer restart_timer;
640     time_val last_start_time;
641
642     // Restart interval time and restart count are used to track the number of automatic restarts
643     // over an interval. Too many restarts over an interval will inhibit further restarts.
644     time_val restart_interval_time;
645     int restart_interval_count;
646
647     time_val restart_interval;
648     int max_restart_interval_count;
649     time_val restart_delay;
650
651     // Time allowed for service stop, after which SIGKILL is sent. 0 to disable.
652     time_val stop_timeout = {10, 0}; // default of 10 seconds
653
654     bool waiting_restart_timer : 1;
655     bool stop_timer_armed : 1;
656     bool reserved_child_watch : 1;
657     bool tracking_child : 1;  // whether we expect to see child process status
658     bool start_is_interruptible : 1;  // whether we can interrupt start
659
660     // Start the process, return true on success
661     virtual bool bring_up() noexcept override;
662     bool start_ps_process(const std::vector<const char *> &args, bool on_console) noexcept;
663
664     // Restart the process (due to start failure or unexpected termination). Restarts will be
665     // rate-limited.
666     bool restart_ps_process() noexcept;
667
668     // Perform smooth recovery process
669     void do_smooth_recovery() noexcept;
670
671     virtual void bring_down() noexcept override;
672
673     // Called when the process exits. The exit_status is the status value yielded by
674     // the "wait" system call.
675     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept = 0;
676     virtual void exec_failed(int errcode) noexcept = 0;
677
678     virtual bool can_interrupt_start() noexcept override
679     {
680         return waiting_restart_timer || service_record::can_interrupt_start();
681     }
682
683     virtual bool can_proceed_to_start() noexcept override
684     {
685         return ! waiting_restart_timer;
686     }
687
688     virtual void interrupt_start() noexcept override;
689
690     // Kill with SIGKILL
691     void kill_with_fire() noexcept;
692
693     // Signal the process group of the service process
694     void kill_pg(int signo) noexcept;
695
696     public:
697     base_process_service(service_set *sset, string name, service_type record_type_p, string &&command,
698             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
699             const std::list<prelim_dep> &deplist_p);
700
701     ~base_process_service() noexcept
702     {
703     }
704
705     void set_restart_interval(timespec interval, int max_restarts) noexcept
706     {
707         restart_interval = interval;
708         max_restart_interval_count = max_restarts;
709     }
710
711     void set_restart_delay(timespec delay) noexcept
712     {
713         restart_delay = delay;
714     }
715
716     void set_stop_timeout(timespec timeout) noexcept
717     {
718         stop_timeout = timeout;
719     }
720 };
721
722 class process_service : public base_process_service
723 {
724     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept override;
725     virtual void exec_failed(int errcode) noexcept override;
726     virtual void bring_down() noexcept override;
727
728     public:
729     process_service(service_set *sset, string name, string &&command,
730             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
731             std::list<prelim_dep> depends_p)
732          : base_process_service(sset, name, service_type::PROCESS, std::move(command), command_offsets,
733              depends_p)
734     {
735     }
736
737     ~process_service() noexcept
738     {
739     }
740 };
741
742 class bgproc_service : public base_process_service
743 {
744     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept override;
745     virtual void exec_failed(int errcode) noexcept override;
746
747     enum class pid_result_t {
748         OK,
749         FAILED,      // failed to read pid or read invalid pid
750         TERMINATED   // read pid successfully, but the process already terminated
751     };
752
753     // Read the pid-file, return false on failure
754     pid_result_t read_pid_file(int *exit_status) noexcept;
755
756     public:
757     bgproc_service(service_set *sset, string name, string &&command,
758             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
759             std::list<prelim_dep> depends_p)
760          : base_process_service(sset, name, service_type::BGPROCESS, std::move(command), command_offsets,
761              depends_p)
762     {
763     }
764
765     ~bgproc_service() noexcept
766     {
767     }
768 };
769
770 class scripted_service : public base_process_service
771 {
772     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept override;
773     virtual void exec_failed(int errcode) noexcept override;
774     virtual void bring_down() noexcept override;
775
776     public:
777     scripted_service(service_set *sset, string name, string &&command,
778             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
779             std::list<prelim_dep> depends_p)
780          : base_process_service(sset, name, service_type::SCRIPTED, std::move(command), command_offsets,
781              depends_p)
782     {
783     }
784
785     ~scripted_service() noexcept
786     {
787     }
788 };
789
790 inline auto extract_prop_queue(service_record *sr) -> decltype(sr->prop_queue_node) &
791 {
792     return sr->prop_queue_node;
793 }
794
795 inline auto extract_stop_queue(service_record *sr) -> decltype(sr->stop_queue_node) &
796 {
797     return sr->stop_queue_node;
798 }
799
800 inline auto extract_console_queue(service_record *sr) -> decltype(sr->console_queue_node) &
801 {
802     return sr->console_queue_node;
803 }
804
805 /*
806  * A service_set, as the name suggests, manages a set of services.
807  *
808  * Other than the ability to find services by name, the service set manages various queues.
809  * One is the queue for processes wishing to acquire the console. There is also a set of
810  * processes that want to start, and another set of those that want to stop. These latter
811  * two "queues" (not really queues since their order is not important) are used to prevent too
812  * much recursion and to prevent service states from "bouncing" too rapidly.
813  * 
814  * A service that wishes to start or stop puts itself on the start/stop queue; a service that
815  * needs to propagate changes to dependent services or dependencies puts itself on the
816  * propagation queue. Any operation that potentially manipulates the queues must be followed
817  * by a "process queues" order (processQueues() method).
818  *
819  * Note that processQueues always repeatedly processes both queues until they are empty. The
820  * process is finite because starting a service can never cause services to stop, unless they
821  * fail to start, which should cause them to stop semi-permanently.
822  */
823 class service_set
824 {
825     protected:
826     int active_services;
827     std::list<service_record *> records;
828     bool restart_enabled; // whether automatic restart is enabled (allowed)
829     
830     shutdown_type_t shutdown_type = shutdown_type_t::CONTINUE;  // Shutdown type, if stopping
831     
832     // Services waiting for exclusive access to the console
833     dlist<service_record, extract_console_queue> console_queue;
834
835     // Propagation and start/stop "queues" - list of services waiting for processing
836     slist<service_record, extract_prop_queue> prop_queue;
837     slist<service_record, extract_stop_queue> stop_queue;
838     
839     public:
840     service_set()
841     {
842         active_services = 0;
843         restart_enabled = true;
844     }
845     
846     virtual ~service_set()
847     {
848         for (auto * s : records) {
849             delete s;
850         }
851     }
852
853     // Start the specified service. The service will be marked active.
854     void start_service(service_record *svc)
855     {
856         svc->start();
857         process_queues();
858     }
859
860     // Stop the specified service. Its active mark will be cleared.
861     void stop_service(service_record *svc)
862     {
863         svc->stop(true);
864         process_queues();
865     }
866
867     // Locate an existing service record.
868     service_record *find_service(const std::string &name) noexcept;
869
870     // Load a service description, and dependencies, if there is no existing
871     // record for the given name.
872     // Throws:
873     //   ServiceLoadException (or subclass) on problem with service description
874     //   std::bad_alloc on out-of-memory condition
875     virtual service_record *load_service(const char *name)
876     {
877         auto r = find_service(name);
878         if (r == nullptr) {
879             throw service_not_found(name);
880         }
881         return r;
882     }
883
884     // Start the service with the given name. The named service will begin
885     // transition to the 'started' state.
886     //
887     // Throws a ServiceLoadException (or subclass) if the service description
888     // cannot be loaded or is invalid;
889     // Throws std::bad_alloc if out of memory.
890     void start_service(const char *name)
891     {
892         using namespace std;
893         service_record *record = load_service(name);
894         service_set::start_service(record);
895     }
896     
897     void add_service(service_record *svc)
898     {
899         records.push_back(svc);
900     }
901     
902     void remove_service(service_record *svc)
903     {
904         std::remove(records.begin(), records.end(), svc);
905     }
906
907     // Get the list of all loaded services.
908     const std::list<service_record *> &list_services() noexcept
909     {
910         return records;
911     }
912     
913     // Stop the service with the given name. The named service will begin
914     // transition to the 'stopped' state.
915     void stop_service(const std::string &name) noexcept;
916     
917     // Add a service record to the state propagation queue. The service record will have its
918     // do_propagation() method called when the queue is processed.
919     void add_prop_queue(service_record *service) noexcept
920     {
921         if (! prop_queue.is_queued(service)) {
922             prop_queue.insert(service);
923         }
924     }
925     
926     // Add a service record to the stop queue. The service record will have its
927     // execute_transition() method called when the queue is processed.
928     void add_transition_queue(service_record *service) noexcept
929     {
930         if (! stop_queue.is_queued(service)) {
931             stop_queue.insert(service);
932         }
933     }
934     
935     // Process state propagation and start/stop queues, until they are empty.
936     void process_queues() noexcept
937     {
938         while (! stop_queue.is_empty() || ! prop_queue.is_empty()) {
939             while (! prop_queue.is_empty()) {
940                 auto next = prop_queue.pop_front();
941                 next->do_propagation();
942             }
943             while (! stop_queue.is_empty()) {
944                 auto next = stop_queue.pop_front();
945                 next->execute_transition();
946             }
947         }
948     }
949     
950     // Set the console queue tail (returns previous tail)
951     void append_console_queue(service_record * newTail) noexcept
952     {
953         bool was_empty = console_queue.is_empty();
954         console_queue.append(newTail);
955         if (was_empty) {
956             enable_console_log(false);
957         }
958     }
959     
960     // Pull and dispatch a waiter from the console queue
961     void pull_console_queue() noexcept
962     {
963         if (console_queue.is_empty()) {
964             enable_console_log(true);
965         }
966         else {
967             service_record * front = console_queue.pop_front();
968             front->acquired_console();
969         }
970     }
971     
972     void unqueue_console(service_record * service) noexcept
973     {
974         if (console_queue.is_queued(service)) {
975             console_queue.unlink(service);
976         }
977     }
978
979     // Notification from service that it is active (state != STOPPED)
980     // Only to be called on the transition from inactive to active.
981     void service_active(service_record *) noexcept;
982     
983     // Notification from service that it is inactive (STOPPED)
984     // Only to be called on the transition from active to inactive.
985     void service_inactive(service_record *) noexcept;
986     
987     // Find out how many services are active (starting, running or stopping,
988     // but not stopped).
989     int count_active_services() noexcept
990     {
991         return active_services;
992     }
993     
994     void stop_all_services(shutdown_type_t type = shutdown_type_t::HALT) noexcept
995     {
996         restart_enabled = false;
997         shutdown_type = type;
998         for (std::list<service_record *>::iterator i = records.begin(); i != records.end(); ++i) {
999             (*i)->stop(false);
1000             (*i)->unpin();
1001         }
1002         process_queues();
1003     }
1004     
1005     void set_auto_restart(bool restart) noexcept
1006     {
1007         restart_enabled = restart;
1008     }
1009     
1010     bool get_auto_restart() noexcept
1011     {
1012         return restart_enabled;
1013     }
1014     
1015     shutdown_type_t getShutdownType() noexcept
1016     {
1017         return shutdown_type;
1018     }
1019 };
1020
1021 class dirload_service_set : public service_set
1022 {
1023     const char *service_dir;  // directory containing service descriptions
1024
1025     public:
1026     dirload_service_set(const char *service_dir_p) : service_set(), service_dir(service_dir_p)
1027     {
1028     }
1029
1030     service_record *load_service(const char *name) override;
1031 };
1032
1033 #endif