c2934f4375e0958d6ebcb50af9b8263885fe4385
[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 pid_file;
279     
280     onstart_flags_t onstart_flags;
281
282     string logfile;           // log file name, empty string specifies /dev/null
283     
284     bool auto_restart : 1;    // whether to restart this (process) if it dies unexpectedly
285     bool smooth_recovery : 1; // whether the service process can restart without bringing down service
286     
287     bool pinned_stopped : 1;
288     bool pinned_started : 1;
289     bool waiting_for_deps : 1;  // if STARTING, whether we are waiting for dependencies (inc console) to start
290                                 // if STOPPING, whether we are waiting for dependents to stop
291     bool waiting_for_execstat : 1;  // if we are waiting for exec status after fork()
292     bool start_explicit : 1;    // whether we are are explicitly required to be started
293
294     bool prop_require : 1;      // require must be propagated
295     bool prop_release : 1;      // release must be propagated
296     bool prop_failure : 1;      // failure to start must be propagated
297     bool prop_start   : 1;
298     bool prop_stop    : 1;
299
300     bool restarting   : 1;      // re-starting after unexpected termination
301     
302     int required_by = 0;        // number of dependents wanting this service to be started
303
304     // list of dependencies
305     typedef std::list<service_dep> dep_list;
306     
307     // list of dependents
308     typedef std::list<service_dep *> dpt_list;
309     
310     dep_list depends_on;  // services this one depends on
311     dpt_list dependents;  // services depending on this one
312     
313     service_set *services; // the set this service belongs to
314     
315     std::unordered_set<service_listener *> listeners;
316     
317     // Process services:
318     bool force_stop; // true if the service must actually stop. This is the
319                      // case if for example the process dies; the service,
320                      // and all its dependencies, MUST be stopped.
321     
322     int term_signal = -1;  // signal to use for process termination
323     
324     string socket_path; // path to the socket for socket-activation service
325     int socket_perms;   // socket permissions ("mode")
326     uid_t socket_uid = -1;  // socket user id or -1
327     gid_t socket_gid = -1;  // socket group id or -1
328
329     // Implementation details
330     
331     pid_t pid = -1;  // PID of the process. If state is STARTING or STOPPING,
332                      //   this is PID of the service script; otherwise it is the
333                      //   PID of the process itself (process service).
334     int exit_status; // Exit status, if the process has exited (pid == -1).
335     int socket_fd = -1;  // For socket-activation services, this is the file
336                          // descriptor for the socket.
337     
338     // Data for use by service_set
339     public:
340     
341     // Console queue.
342     lld_node<service_record> console_queue_node;
343     
344     // Propagation and start/stop queues
345     lls_node<service_record> prop_queue_node;
346     lls_node<service_record> stop_queue_node;
347     
348     protected:
349     
350     // stop immediately
351     void emergency_stop() noexcept;
352     
353     // Service has actually stopped (includes having all dependents
354     // reaching STOPPED state).
355     void stopped() noexcept;
356     
357     // Service has successfully started
358     void started() noexcept;
359     
360     // Service failed to start (only called when in STARTING state).
361     //   dep_failed: whether failure is recorded due to a dependency failing
362     void failed_to_start(bool dep_failed = false) noexcept;
363
364     void run_child_proc(const char * const *args, const char *logfile, bool on_console, int wpipefd,
365             int csfd) noexcept;
366     
367     // A dependency has reached STARTED state
368     void dependency_started() noexcept;
369     
370     void all_deps_started(bool haveConsole = false) noexcept;
371
372     // Open the activation socket, return false on failure
373     bool open_socket() noexcept;
374
375     // Start all dependencies, return true if all have started
376     bool start_check_dependencies() noexcept;
377
378     // Check whether all dependencies have started (i.e. whether we can start now)
379     bool check_deps_started() noexcept;
380
381     // Whether a STOPPING service can immediately transition to STARTED.
382     bool can_interrupt_stop() noexcept
383     {
384         return waiting_for_deps && ! force_stop;
385     }
386
387     // A dependent has reached STOPPED state
388     void dependent_stopped() noexcept;
389
390     // check if all dependents have stopped
391     bool stop_check_dependents() noexcept;
392     
393     // issue a stop to all dependents, return true if they are all already stopped
394     bool stop_dependents() noexcept;
395     
396     void require() noexcept;
397     void release() noexcept;
398     void release_dependencies() noexcept;
399     
400     // Check if service is, fundamentally, stopped.
401     bool is_stopped() noexcept
402     {
403         return service_state == service_state_t::STOPPED
404             || (service_state == service_state_t::STARTING && waiting_for_deps);
405     }
406     
407     void notify_listeners(service_event_t event) noexcept
408     {
409         for (auto l : listeners) {
410             l->service_event(this, event);
411         }
412     }
413     
414     // Queue to run on the console. 'acquired_console()' will be called when the console is available.
415     // Has no effect if the service has already queued for console.
416     void queue_for_console() noexcept;
417     
418     // Release console (console must be currently held by this service)
419     void release_console() noexcept;
420     
421     bool do_auto_restart() noexcept;
422
423     // Started state reached
424     bool process_started() noexcept;
425
426     // Called on transition of desired state from stopped to started (or unpinned stop)
427     void do_start() noexcept;
428
429     // Called on transition of desired state from started to stopped (or unpinned start)
430     void do_stop() noexcept;
431
432     // Set the service state
433     void set_state(service_state_t new_state) noexcept
434     {
435         service_state = new_state;
436     }
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     // Interrupt startup. Returns true if service start is fully cancelled; returns false if cancel order
461     // issued but service has not yet responded.
462     virtual bool interrupt_start() noexcept;
463
464     public:
465
466     service_record(service_set *set, string name)
467         : service_state(service_state_t::STOPPED), desired_state(service_state_t::STOPPED),
468             auto_restart(false), smooth_recovery(false),
469             pinned_stopped(false), pinned_started(false), waiting_for_deps(false),
470             waiting_for_execstat(false), start_explicit(false),
471             prop_require(false), prop_release(false), prop_failure(false),
472             prop_start(false), prop_stop(false), restarting(false), force_stop(false)
473     {
474         services = set;
475         service_name = name;
476         record_type = service_type::DUMMY;
477         socket_perms = 0;
478         exit_status = 0;
479     }
480
481     service_record(service_set *set, string name, service_type record_type_p,
482             const std::list<prelim_dep> &deplist_p)
483         : service_record(set, name)
484     {
485         services = set;
486         service_name = name;
487         this->record_type = record_type_p;
488
489         for (auto & pdep : deplist_p) {
490             auto b = depends_on.emplace(depends_on.end(), this, pdep.to, pdep.dep_type);
491             pdep.to->dependents.push_back(&(*b));
492         }
493     }
494
495     virtual ~service_record() noexcept
496     {
497     }
498     
499     // Get the type of this service record
500     service_type get_type() noexcept
501     {
502         return record_type;
503     }
504
505     // begin transition from stopped to started state or vice versa depending on current and desired state
506     void execute_transition() noexcept;
507     
508     void do_propagation() noexcept;
509
510     // Console is available.
511     void acquired_console() noexcept;
512     
513     // Get the target (aka desired) state.
514     service_state_t get_target_state() noexcept
515     {
516         return desired_state;
517     }
518
519     // Set logfile, should be done before service is started
520     void set_log_file(string logfile)
521     {
522         this->logfile = logfile;
523     }
524     
525     // Set whether this service should automatically restart when it dies
526     void set_auto_restart(bool auto_restart) noexcept
527     {
528         this->auto_restart = auto_restart;
529     }
530     
531     void set_smooth_recovery(bool smooth_recovery) noexcept
532     {
533         this->smooth_recovery = smooth_recovery;
534     }
535     
536     // Set "on start" flags (commands)
537     void set_flags(onstart_flags_t flags) noexcept
538     {
539         this->onstart_flags = flags;
540     }
541     
542     // Set an additional signal (other than SIGTERM) to be used to terminate the process
543     void set_extra_termination_signal(int signo) noexcept
544     {
545         this->term_signal = signo;
546     }
547     
548     void set_pid_file(string &&pid_file) noexcept
549     {
550         this->pid_file = std::move(pid_file);
551     }
552     
553     void set_socket_details(string &&socket_path, int socket_perms, uid_t socket_uid, uid_t socket_gid) noexcept
554     {
555         this->socket_path = std::move(socket_path);
556         this->socket_perms = socket_perms;
557         this->socket_uid = socket_uid;
558         this->socket_gid = socket_gid;
559     }
560
561     const std::string &get_name() const noexcept { return service_name; }
562     service_state_t get_state() const noexcept { return service_state; }
563     
564     void start(bool activate = true) noexcept;  // start the service
565     void stop(bool bring_down = true) noexcept;   // stop the service
566     
567     void forced_stop() noexcept; // force-stop this service and all dependents
568     
569     // Pin the service in "started" state (when it reaches the state)
570     void pin_start() noexcept
571     {
572         pinned_started = true;
573     }
574     
575     // Pin the service in "stopped" state (when it reaches the state)
576     void pin_stop() noexcept
577     {
578         pinned_stopped = true;
579     }
580     
581     // Remove both "started" and "stopped" pins. If the service is currently pinned
582     // in either state but would naturally be in the opposite state, it will immediately
583     // commence starting/stopping.
584     void unpin() noexcept;
585     
586     bool isDummy() noexcept
587     {
588         return record_type == service_type::DUMMY;
589     }
590     
591     // Add a listener. A listener must only be added once. May throw std::bad_alloc.
592     void addListener(service_listener * listener)
593     {
594         listeners.insert(listener);
595     }
596     
597     // Remove a listener.    
598     void removeListener(service_listener * listener) noexcept
599     {
600         listeners.erase(listener);
601     }
602 };
603
604 class base_process_service;
605
606 // A timer for process restarting. Used to ensure a minimum delay between process restarts (and
607 // also for timing service stop before the SIGKILL hammer is used).
608 class process_restart_timer : public eventloop_t::timer_impl<process_restart_timer>
609 {
610     public:
611     base_process_service * service;
612
613     process_restart_timer()
614     {
615     }
616
617     rearm timer_expiry(eventloop_t &, int expiry_count);
618 };
619
620 class base_process_service : public service_record
621 {
622     friend class service_child_watcher;
623     friend class exec_status_pipe_watcher;
624     friend class process_restart_timer;
625
626     private:
627     // Re-launch process
628     void do_restart() noexcept;
629
630     protected:
631     string program_name;          // storage for program/script and arguments
632     std::vector<const char *> exec_arg_parts; // pointer to each argument/part of the program_name, and nullptr
633
634     string stop_command;          // storage for stop program/script and arguments
635     std::vector<const char *> stop_arg_parts; // pointer to each argument/part of the stop_command, and nullptr
636
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;  // current restart interval
645     int restart_interval_count;      // count of restarts within current interval
646
647     time_val restart_interval;       // maximum restart interval
648     int max_restart_interval_count;  // number of restarts allowed over maximum interval
649     time_val restart_delay;          // delay between restarts
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     // Time allowed for service start, after which SIGINT is sent (and then SIGKILL after
655     // <stop_timeout>). 0 to disable.
656     time_val start_timeout = {60, 0}; // default of 1 minute
657
658     bool waiting_restart_timer : 1;
659     bool stop_timer_armed : 1;
660     bool reserved_child_watch : 1;
661     bool tracking_child : 1;  // whether we expect to see child process status
662     bool start_is_interruptible : 1;  // whether we can interrupt start
663
664     // Start the process, return true on success
665     virtual bool bring_up() noexcept override;
666
667     // Launch the process with the given arguments, return true on success
668     bool start_ps_process(const std::vector<const char *> &args, bool on_console) noexcept;
669
670     // Restart the process (due to start failure or unexpected termination). Restarts will be
671     // rate-limited.
672     bool restart_ps_process() noexcept;
673
674     // Perform smooth recovery process
675     void do_smooth_recovery() noexcept;
676
677     virtual void bring_down() noexcept override;
678
679     // Called when the process exits. The exit_status is the status value yielded by
680     // the "wait" system call.
681     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept = 0;
682     virtual void exec_failed(int errcode) noexcept = 0;
683
684     virtual bool can_interrupt_start() noexcept override
685     {
686         return waiting_restart_timer || start_is_interruptible || service_record::can_interrupt_start();
687     }
688
689     virtual bool can_proceed_to_start() noexcept override
690     {
691         return ! waiting_restart_timer;
692     }
693
694     virtual bool interrupt_start() noexcept override;
695
696     // Kill with SIGKILL
697     void kill_with_fire() noexcept;
698
699     // Signal the process group of the service process
700     void kill_pg(int signo) noexcept;
701
702     public:
703     base_process_service(service_set *sset, string name, service_type record_type_p, string &&command,
704             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
705             const std::list<prelim_dep> &deplist_p);
706
707     ~base_process_service() noexcept
708     {
709     }
710
711     // Set the stop command and arguments (may throw std::bad_alloc)
712     void set_stop_command(std::string command, std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &stop_command_offsets)
713     {
714         stop_command = command;
715         stop_arg_parts = separate_args(stop_command, stop_command_offsets);
716     }
717
718     void set_restart_interval(timespec interval, int max_restarts) noexcept
719     {
720         restart_interval = interval;
721         max_restart_interval_count = max_restarts;
722     }
723
724     void set_restart_delay(timespec delay) noexcept
725     {
726         restart_delay = delay;
727     }
728
729     void set_stop_timeout(timespec timeout) noexcept
730     {
731         stop_timeout = timeout;
732     }
733
734     void set_start_timeout(timespec timeout) noexcept
735     {
736         start_timeout = timeout;
737     }
738
739     void set_start_interruptible(bool value) noexcept
740     {
741         start_is_interruptible = value;
742     }
743 };
744
745 class process_service : public base_process_service
746 {
747     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept override;
748     virtual void exec_failed(int errcode) noexcept override;
749     virtual void bring_down() noexcept override;
750
751     public:
752     process_service(service_set *sset, string name, string &&command,
753             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
754             std::list<prelim_dep> depends_p)
755          : base_process_service(sset, name, service_type::PROCESS, std::move(command), command_offsets,
756              depends_p)
757     {
758     }
759
760     ~process_service() noexcept
761     {
762     }
763 };
764
765 class bgproc_service : public base_process_service
766 {
767     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept override;
768     virtual void exec_failed(int errcode) noexcept override;
769
770     enum class pid_result_t {
771         OK,
772         FAILED,      // failed to read pid or read invalid pid
773         TERMINATED   // read pid successfully, but the process already terminated
774     };
775
776     // Read the pid-file, return false on failure
777     pid_result_t read_pid_file(int *exit_status) noexcept;
778
779     public:
780     bgproc_service(service_set *sset, string name, string &&command,
781             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
782             std::list<prelim_dep> depends_p)
783          : base_process_service(sset, name, service_type::BGPROCESS, std::move(command), command_offsets,
784              depends_p)
785     {
786     }
787
788     ~bgproc_service() noexcept
789     {
790     }
791 };
792
793 class scripted_service : public base_process_service
794 {
795     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept override;
796     virtual void exec_failed(int errcode) noexcept override;
797     virtual void bring_down() noexcept override;
798
799     public:
800     scripted_service(service_set *sset, string name, string &&command,
801             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
802             std::list<prelim_dep> depends_p)
803          : base_process_service(sset, name, service_type::SCRIPTED, std::move(command), command_offsets,
804              depends_p)
805     {
806     }
807
808     ~scripted_service() noexcept
809     {
810     }
811 };
812
813 inline auto extract_prop_queue(service_record *sr) -> decltype(sr->prop_queue_node) &
814 {
815     return sr->prop_queue_node;
816 }
817
818 inline auto extract_stop_queue(service_record *sr) -> decltype(sr->stop_queue_node) &
819 {
820     return sr->stop_queue_node;
821 }
822
823 inline auto extract_console_queue(service_record *sr) -> decltype(sr->console_queue_node) &
824 {
825     return sr->console_queue_node;
826 }
827
828 /*
829  * A service_set, as the name suggests, manages a set of services.
830  *
831  * Other than the ability to find services by name, the service set manages various queues.
832  * One is the queue for processes wishing to acquire the console. There is also a set of
833  * processes that want to start, and another set of those that want to stop. These latter
834  * two "queues" (not really queues since their order is not important) are used to prevent too
835  * much recursion and to prevent service states from "bouncing" too rapidly.
836  * 
837  * A service that wishes to start or stop puts itself on the start/stop queue; a service that
838  * needs to propagate changes to dependent services or dependencies puts itself on the
839  * propagation queue. Any operation that potentially manipulates the queues must be followed
840  * by a "process queues" order (processQueues() method).
841  *
842  * Note that processQueues always repeatedly processes both queues until they are empty. The
843  * process is finite because starting a service can never cause services to stop, unless they
844  * fail to start, which should cause them to stop semi-permanently.
845  */
846 class service_set
847 {
848     protected:
849     int active_services;
850     std::list<service_record *> records;
851     bool restart_enabled; // whether automatic restart is enabled (allowed)
852     
853     shutdown_type_t shutdown_type = shutdown_type_t::CONTINUE;  // Shutdown type, if stopping
854     
855     // Services waiting for exclusive access to the console
856     dlist<service_record, extract_console_queue> console_queue;
857
858     // Propagation and start/stop "queues" - list of services waiting for processing
859     slist<service_record, extract_prop_queue> prop_queue;
860     slist<service_record, extract_stop_queue> stop_queue;
861     
862     public:
863     service_set()
864     {
865         active_services = 0;
866         restart_enabled = true;
867     }
868     
869     virtual ~service_set()
870     {
871         for (auto * s : records) {
872             delete s;
873         }
874     }
875
876     // Start the specified service. The service will be marked active.
877     void start_service(service_record *svc)
878     {
879         svc->start();
880         process_queues();
881     }
882
883     // Stop the specified service. Its active mark will be cleared.
884     void stop_service(service_record *svc)
885     {
886         svc->stop(true);
887         process_queues();
888     }
889
890     // Locate an existing service record.
891     service_record *find_service(const std::string &name) noexcept;
892
893     // Load a service description, and dependencies, if there is no existing
894     // record for the given name.
895     // Throws:
896     //   ServiceLoadException (or subclass) on problem with service description
897     //   std::bad_alloc on out-of-memory condition
898     virtual service_record *load_service(const char *name)
899     {
900         auto r = find_service(name);
901         if (r == nullptr) {
902             throw service_not_found(name);
903         }
904         return r;
905     }
906
907     // Start the service with the given name. The named service will begin
908     // transition to the 'started' state.
909     //
910     // Throws a ServiceLoadException (or subclass) if the service description
911     // cannot be loaded or is invalid;
912     // Throws std::bad_alloc if out of memory.
913     void start_service(const char *name)
914     {
915         using namespace std;
916         service_record *record = load_service(name);
917         service_set::start_service(record);
918     }
919     
920     void add_service(service_record *svc)
921     {
922         records.push_back(svc);
923     }
924     
925     void remove_service(service_record *svc)
926     {
927         std::remove(records.begin(), records.end(), svc);
928     }
929
930     // Get the list of all loaded services.
931     const std::list<service_record *> &list_services() noexcept
932     {
933         return records;
934     }
935     
936     // Stop the service with the given name. The named service will begin
937     // transition to the 'stopped' state.
938     void stop_service(const std::string &name) noexcept;
939     
940     // Add a service record to the state propagation queue. The service record will have its
941     // do_propagation() method called when the queue is processed.
942     void add_prop_queue(service_record *service) noexcept
943     {
944         if (! prop_queue.is_queued(service)) {
945             prop_queue.insert(service);
946         }
947     }
948     
949     // Add a service record to the stop queue. The service record will have its
950     // execute_transition() method called when the queue is processed.
951     void add_transition_queue(service_record *service) noexcept
952     {
953         if (! stop_queue.is_queued(service)) {
954             stop_queue.insert(service);
955         }
956     }
957     
958     // Process state propagation and start/stop queues, until they are empty.
959     void process_queues() noexcept
960     {
961         while (! stop_queue.is_empty() || ! prop_queue.is_empty()) {
962             while (! prop_queue.is_empty()) {
963                 auto next = prop_queue.pop_front();
964                 next->do_propagation();
965             }
966             while (! stop_queue.is_empty()) {
967                 auto next = stop_queue.pop_front();
968                 next->execute_transition();
969             }
970         }
971     }
972     
973     // Set the console queue tail (returns previous tail)
974     void append_console_queue(service_record * newTail) noexcept
975     {
976         bool was_empty = console_queue.is_empty();
977         console_queue.append(newTail);
978         if (was_empty) {
979             enable_console_log(false);
980         }
981     }
982     
983     // Pull and dispatch a waiter from the console queue
984     void pull_console_queue() noexcept
985     {
986         if (console_queue.is_empty()) {
987             enable_console_log(true);
988         }
989         else {
990             service_record * front = console_queue.pop_front();
991             front->acquired_console();
992         }
993     }
994     
995     void unqueue_console(service_record * service) noexcept
996     {
997         if (console_queue.is_queued(service)) {
998             console_queue.unlink(service);
999         }
1000     }
1001
1002     // Notification from service that it is active (state != STOPPED)
1003     // Only to be called on the transition from inactive to active.
1004     void service_active(service_record *) noexcept;
1005     
1006     // Notification from service that it is inactive (STOPPED)
1007     // Only to be called on the transition from active to inactive.
1008     void service_inactive(service_record *) noexcept;
1009     
1010     // Find out how many services are active (starting, running or stopping,
1011     // but not stopped).
1012     int count_active_services() noexcept
1013     {
1014         return active_services;
1015     }
1016     
1017     void stop_all_services(shutdown_type_t type = shutdown_type_t::HALT) noexcept
1018     {
1019         restart_enabled = false;
1020         shutdown_type = type;
1021         for (std::list<service_record *>::iterator i = records.begin(); i != records.end(); ++i) {
1022             (*i)->stop(false);
1023             (*i)->unpin();
1024         }
1025         process_queues();
1026     }
1027     
1028     void set_auto_restart(bool restart) noexcept
1029     {
1030         restart_enabled = restart;
1031     }
1032     
1033     bool get_auto_restart() noexcept
1034     {
1035         return restart_enabled;
1036     }
1037     
1038     shutdown_type_t getShutdownType() noexcept
1039     {
1040         return shutdown_type;
1041     }
1042 };
1043
1044 class dirload_service_set : public service_set
1045 {
1046     const char *service_dir;  // directory containing service descriptions
1047
1048     public:
1049     dirload_service_set(const char *service_dir_p) : service_set(), service_dir(service_dir_p)
1050     {
1051     }
1052
1053     service_record *load_service(const char *name) override;
1054 };
1055
1056 #endif