Simplify dependency checking logic.
[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 /* 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 class service_record
262 {
263     protected:
264     typedef std::string string;
265     
266     string service_name;
267     service_type record_type;  /* ServiceType::DUMMY, PROCESS, SCRIPTED, INTERNAL */
268     service_state_t service_state = service_state_t::STOPPED; /* service_state_t::STOPPED, STARTING, STARTED, STOPPING */
269     service_state_t desired_state = service_state_t::STOPPED; /* service_state_t::STOPPED / STARTED */
270
271     string program_name;          // storage for program/script and arguments
272     std::vector<const char *> exec_arg_parts; // pointer to each argument/part of the program_name, and nullptr
273     
274     string stop_command;          // storage for stop program/script and arguments
275     std::vector<const char *> stop_arg_parts; // pointer to each argument/part of the stop_command, and nullptr
276     
277     string pid_file;
278     
279     onstart_flags_t onstart_flags;
280
281     string logfile;           // log file name, empty string specifies /dev/null
282     
283     bool auto_restart : 1;    // whether to restart this (process) if it dies unexpectedly
284     bool smooth_recovery : 1; // whether the service process can restart without bringing down service
285     
286     bool pinned_stopped : 1;
287     bool pinned_started : 1;
288     bool waiting_for_deps : 1;  // if STARTING, whether we are waiting for dependencies (inc console) to start
289     bool waiting_for_execstat : 1;  // if we are waiting for exec status after fork()
290     bool start_explicit : 1;    // whether we are are explictly required to be started
291
292     bool prop_require : 1;      // require must be propagated
293     bool prop_release : 1;      // release must be propagated
294     bool prop_failure : 1;      // failure to start must be propagated
295     bool prop_start   : 1;
296     bool prop_stop    : 1;
297     bool restarting   : 1;      // re-starting after unexpected termination
298     
299     int required_by = 0;        // number of dependents wanting this service to be started
300
301     typedef std::list<service_record *> sr_list;
302     typedef sr_list::iterator sr_iter;
303     
304     // list of soft dependencies
305     typedef std::list<service_dep> dep_list;
306     
307     // list of soft 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     // All dependents have stopped.
354     virtual void all_deps_stopped() noexcept;
355     
356     // Service has actually stopped (includes having all dependents
357     // reaching STOPPED state).
358     void stopped() noexcept;
359     
360     // Service has successfully started
361     void started() noexcept;
362     
363     // Service failed to start (only called when in STARTING state).
364     //   dep_failed: whether failure is recorded due to a dependency failing
365     void failed_to_start(bool dep_failed = false) noexcept;
366
367     void run_child_proc(const char * const *args, const char *logfile, bool on_console, int wpipefd,
368             int csfd) noexcept;
369     
370     // A dependency has reached STARTED state
371     void dependencyStarted() noexcept;
372     
373     void all_deps_started(bool haveConsole = false) noexcept;
374
375     // Do any post-dependency startup; return false on failure
376     virtual bool start_ps_process() noexcept;
377
378     // Open the activation socket, return false on failure
379     bool open_socket() noexcept;
380
381     // Start all dependencies, return true if all have started
382     bool start_check_dependencies() noexcept;
383
384     // Check whether all dependencies have started (i.e. whether we can start now)
385     bool check_deps_started() noexcept;
386
387     // Whether a STARTING service can immediately transition to STOPPED (as opposed to
388     // having to wait for it reach STARTED and then go through STOPPING).
389     virtual bool can_interrupt_start() noexcept
390     {
391         return waiting_for_deps;
392     }
393     
394     virtual void interrupt_start() noexcept;
395
396     // Whether a STOPPING service can immediately transition to STARTED.
397     bool can_interrupt_stop() noexcept
398     {
399         return waiting_for_deps && ! force_stop;
400     }
401
402     // A dependent has reached STOPPED state
403     void dependent_stopped() noexcept;
404
405     // check if all dependents have stopped
406     bool stop_check_dependents() noexcept;
407     
408     // issue a stop to all dependents, return true if they are all already stopped
409     bool stop_dependents() noexcept;
410     
411     void require() noexcept;
412     void release() noexcept;
413     void release_dependencies() noexcept;
414     
415     // Check if service is, fundamentally, stopped.
416     bool is_stopped() noexcept
417     {
418         return service_state == service_state_t::STOPPED
419             || (service_state == service_state_t::STARTING && waiting_for_deps);
420     }
421     
422     void notify_listeners(service_event event) noexcept
423     {
424         for (auto l : listeners) {
425             l->serviceEvent(this, event);
426         }
427     }
428     
429     // Queue to run on the console. 'acquired_console()' will be called when the console is available.
430     // Has no effect if the service has already queued for console.
431     void queue_for_console() noexcept;
432     
433     // Release console (console must be currently held by this service)
434     void release_console() noexcept;
435     
436     bool do_auto_restart() noexcept;
437
438     // Started state reached
439     bool process_started() noexcept;
440
441     public:
442
443     service_record(service_set *set, string name)
444         : service_state(service_state_t::STOPPED), desired_state(service_state_t::STOPPED),
445             auto_restart(false), smooth_recovery(false),
446             pinned_stopped(false), pinned_started(false), waiting_for_deps(false),
447             waiting_for_execstat(false), start_explicit(false),
448             prop_require(false), prop_release(false), prop_failure(false),
449             prop_start(false), prop_stop(false), restarting(false), force_stop(false)
450     {
451         services = set;
452         service_name = name;
453         record_type = service_type::DUMMY;
454         socket_perms = 0;
455         exit_status = 0;
456     }
457
458     service_record(service_set *set, string name, service_type record_type_p,
459             const std::list<prelim_dep> &deplist_p)
460         : service_record(set, name)
461     {
462         services = set;
463         service_name = name;
464         this->record_type = record_type_p;
465
466         for (auto & pdep : deplist_p) {
467             auto b = depends_on.emplace(depends_on.end(), this, pdep.to, pdep.dep_type);
468             pdep.to->dependents.push_back(&(*b));
469         }
470     }
471     
472     service_record(service_set *set, string name, service_type record_type_p, string &&command,
473             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
474             const std::list<prelim_dep> &deplist_p)
475         : service_record(set, name, record_type_p, deplist_p)
476     {
477         program_name = std::move(command);
478         exec_arg_parts = separate_args(program_name, command_offsets);
479     }
480     
481     virtual ~service_record() noexcept
482     {
483     }
484     
485     // begin transition from stopped to started state or vice versa depending on current and desired state
486     void execute_transition() noexcept;
487     
488     void do_propagation() noexcept;
489     
490     // Called on transition of desired state from stopped to started (or unpinned stop)
491     void do_start() noexcept;
492
493     // Called on transition of desired state from started to stopped (or unpinned start)
494     void do_stop() noexcept;
495     
496     // Console is available.
497     void acquired_console() noexcept;
498     
499     // Set the stop command and arguments (may throw std::bad_alloc)
500     void set_stop_command(std::string command, std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &stop_command_offsets)
501     {
502         stop_command = command;
503         stop_arg_parts = separate_args(stop_command, stop_command_offsets);
504     }
505     
506     // Get the target (aka desired) state.
507     service_state_t get_target_state() noexcept
508     {
509         return desired_state;
510     }
511
512     // Set logfile, should be done before service is started
513     void set_log_file(string logfile)
514     {
515         this->logfile = logfile;
516     }
517     
518     // Set whether this service should automatically restart when it dies
519     void set_auto_restart(bool auto_restart) noexcept
520     {
521         this->auto_restart = auto_restart;
522     }
523     
524     void set_smooth_recovery(bool smooth_recovery) noexcept
525     {
526         this->smooth_recovery = smooth_recovery;
527     }
528     
529     // Set "on start" flags (commands)
530     void set_flags(onstart_flags_t flags) noexcept
531     {
532         this->onstart_flags = flags;
533     }
534     
535     // Set an additional signal (other than SIGTERM) to be used to terminate the process
536     void set_extra_termination_signal(int signo) noexcept
537     {
538         this->term_signal = signo;
539     }
540     
541     void set_pid_file(string &&pid_file) noexcept
542     {
543         this->pid_file = std::move(pid_file);
544     }
545     
546     void set_socket_details(string &&socket_path, int socket_perms, uid_t socket_uid, uid_t socket_gid) noexcept
547     {
548         this->socket_path = std::move(socket_path);
549         this->socket_perms = socket_perms;
550         this->socket_uid = socket_uid;
551         this->socket_gid = socket_gid;
552     }
553
554     const std::string &get_service_name() const noexcept { return service_name; }
555     service_state_t get_state() const noexcept { return service_state; }
556     
557     void start(bool activate = true) noexcept;  // start the service
558     void stop(bool bring_down = true) noexcept;   // stop the service
559     
560     void forced_stop() noexcept; // force-stop this service and all dependents
561     
562     // Pin the service in "started" state (when it reaches the state)
563     void pin_start() noexcept
564     {
565         pinned_started = true;
566     }
567     
568     // Pin the service in "stopped" state (when it reaches the state)
569     void pin_stop() noexcept
570     {
571         pinned_stopped = true;
572     }
573     
574     // Remove both "started" and "stopped" pins. If the service is currently pinned
575     // in either state but would naturally be in the opposite state, it will immediately
576     // commence starting/stopping.
577     void unpin() noexcept;
578     
579     bool isDummy() noexcept
580     {
581         return record_type == service_type::DUMMY;
582     }
583     
584     // Add a listener. A listener must only be added once. May throw std::bad_alloc.
585     void addListener(service_listener * listener)
586     {
587         listeners.insert(listener);
588     }
589     
590     // Remove a listener.    
591     void removeListener(service_listener * listener) noexcept
592     {
593         listeners.erase(listener);
594     }
595 };
596
597 class base_process_service;
598
599 // A timer for process restarting. Used to ensure a minimum delay between process restarts (and
600 // also for timing service stop before the SIGKILL hammer is used).
601 class process_restart_timer : public eventloop_t::timer_impl<process_restart_timer>
602 {
603     public:
604     base_process_service * service;
605
606     process_restart_timer()
607     {
608     }
609
610     rearm timer_expiry(eventloop_t &, int expiry_count);
611 };
612
613 class base_process_service : public service_record
614 {
615     friend class service_child_watcher;
616     friend class exec_status_pipe_watcher;
617     friend class process_restart_timer;
618
619     private:
620     // Re-launch process
621     void do_restart() noexcept;
622
623     protected:
624     service_child_watcher child_listener;
625     exec_status_pipe_watcher child_status_listener;
626     process_restart_timer restart_timer;
627     time_val last_start_time;
628
629     // Restart interval time and restart count are used to track the number of automatic restarts
630     // over an interval. Too many restarts over an interval will inhibit further restarts.
631     time_val restart_interval_time;
632     int restart_interval_count;
633
634     time_val restart_interval;
635     int max_restart_interval_count;
636     time_val restart_delay;
637
638     // Time allowed for service stop, after which SIGKILL is sent. 0 to disable.
639     time_val stop_timeout = {10, 0}; // default of 10 seconds
640
641     bool waiting_restart_timer : 1;
642     bool stop_timer_armed : 1;
643     bool reserved_child_watch : 1;
644     bool tracking_child : 1;
645
646     // Start the process, return true on success
647     virtual bool start_ps_process() noexcept override;
648     bool start_ps_process(const std::vector<const char *> &args, bool on_console) noexcept;
649
650     // Restart the process (due to start failure or unexpected termination). Restarts will be
651     // rate-limited.
652     bool restart_ps_process() noexcept;
653
654     // Perform smooth recovery process
655     void do_smooth_recovery() noexcept;
656
657     virtual void all_deps_stopped() noexcept override;
658     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept = 0;
659
660     virtual bool can_interrupt_start() noexcept override
661     {
662         return waiting_restart_timer || service_record::can_interrupt_start();
663     }
664
665     virtual void interrupt_start() noexcept override;
666
667     // Kill with SIGKILL
668     void kill_with_fire() noexcept;
669
670     // Signal the process group of the service process
671     void kill_pg(int signo) noexcept;
672
673     public:
674     base_process_service(service_set *sset, string name, service_type record_type_p, string &&command,
675             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
676             const std::list<prelim_dep> &deplist_p);
677
678     ~base_process_service() noexcept
679     {
680     }
681
682     void set_restart_interval(timespec interval, int max_restarts) noexcept
683     {
684         restart_interval = interval;
685         max_restart_interval_count = max_restarts;
686     }
687
688     void set_restart_delay(timespec delay) noexcept
689     {
690         restart_delay = delay;
691     }
692
693     void set_stop_timeout(timespec timeout) noexcept
694     {
695         stop_timeout = timeout;
696     }
697 };
698
699 class process_service : public base_process_service
700 {
701     // called when the process exits. The exit_status is the status value yielded by
702     // the "wait" system call.
703     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept override;
704
705     public:
706     process_service(service_set *sset, string name, string &&command,
707             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
708             std::list<prelim_dep> depends_p)
709          : base_process_service(sset, name, service_type::PROCESS, std::move(command), command_offsets,
710              depends_p)
711     {
712     }
713
714     ~process_service() noexcept
715     {
716     }
717 };
718
719 class bgproc_service : public base_process_service
720 {
721     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept override;
722
723     enum class pid_result_t {
724         OK,
725         FAILED,      // failed to read pid or read invalid pid
726         TERMINATED   // read pid successfully, but the process already terminated
727     };
728
729     // Read the pid-file, return false on failure
730     pid_result_t read_pid_file(int *exit_status) noexcept;
731
732     public:
733     bgproc_service(service_set *sset, string name, string &&command,
734             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
735             std::list<prelim_dep> depends_p)
736          : base_process_service(sset, name, service_type::BGPROCESS, std::move(command), command_offsets,
737              depends_p)
738     {
739         tracking_child = false;
740         reserved_child_watch = false;
741     }
742
743     ~bgproc_service() noexcept
744     {
745     }
746 };
747
748 class scripted_service : public base_process_service
749 {
750     virtual void all_deps_stopped() noexcept override;
751     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept override;
752
753     public:
754     scripted_service(service_set *sset, string name, string &&command,
755             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
756             std::list<prelim_dep> depends_p)
757          : base_process_service(sset, name, service_type::SCRIPTED, std::move(command), command_offsets,
758              depends_p)
759     {
760     }
761
762     ~scripted_service() noexcept
763     {
764     }
765 };
766
767 inline auto extract_prop_queue(service_record *sr) -> decltype(sr->prop_queue_node) &
768 {
769     return sr->prop_queue_node;
770 }
771
772 inline auto extract_stop_queue(service_record *sr) -> decltype(sr->stop_queue_node) &
773 {
774     return sr->stop_queue_node;
775 }
776
777 inline auto extract_console_queue(service_record *sr) -> decltype(sr->console_queue_node) &
778 {
779     return sr->console_queue_node;
780 }
781
782 /*
783  * A service_set, as the name suggests, manages a set of services.
784  *
785  * Other than the ability to find services by name, the service set manages various queues.
786  * One is the queue for processes wishing to acquire the console. There is also a set of
787  * processes that want to start, and another set of those that want to stop. These latter
788  * two "queues" (not really queues since their order is not important) are used to prevent too
789  * much recursion and to prevent service states from "bouncing" too rapidly.
790  * 
791  * A service that wishes to start or stop puts itself on the start/stop queue; a service that
792  * needs to propagate changes to dependent services or dependencies puts itself on the
793  * propagation queue. Any operation that potentially manipulates the queues must be followed
794  * by a "process queues" order (processQueues() method).
795  *
796  * Note that processQueues always repeatedly processes both queues until they are empty. The
797  * process is finite because starting a service can never cause services to stop, unless they
798  * fail to start, which should cause them to stop semi-permanently.
799  */
800 class service_set
801 {
802     protected:
803     int active_services;
804     std::list<service_record *> records;
805     bool restart_enabled; // whether automatic restart is enabled (allowed)
806     
807     shutdown_type_t shutdown_type = shutdown_type_t::CONTINUE;  // Shutdown type, if stopping
808     
809     // Services waiting for exclusive access to the console
810     dlist<service_record, extract_console_queue> console_queue;
811
812     // Propagation and start/stop "queues" - list of services waiting for processing
813     slist<service_record, extract_prop_queue> prop_queue;
814     slist<service_record, extract_stop_queue> stop_queue;
815     
816     public:
817     service_set()
818     {
819         active_services = 0;
820         restart_enabled = true;
821     }
822     
823     virtual ~service_set()
824     {
825         for (auto * s : records) {
826             delete s;
827         }
828     }
829
830     // Start the specified service. The service will be marked active.
831     void start_service(service_record *svc)
832     {
833         svc->start();
834         process_queues();
835     }
836
837     // Stop the specified service. Its active mark will be cleared.
838     void stop_service(service_record *svc)
839     {
840         svc->stop(true);
841         process_queues();
842     }
843
844     // Locate an existing service record.
845     service_record *find_service(const std::string &name) noexcept;
846
847     // Load a service description, and dependencies, if there is no existing
848     // record for the given name.
849     // Throws:
850     //   ServiceLoadException (or subclass) on problem with service description
851     //   std::bad_alloc on out-of-memory condition
852     virtual service_record *load_service(const char *name)
853     {
854         auto r = find_service(name);
855         if (r == nullptr) {
856             throw service_not_found(name);
857         }
858         return r;
859     }
860
861     // Start the service with the given name. The named service will begin
862     // transition to the 'started' state.
863     //
864     // Throws a ServiceLoadException (or subclass) if the service description
865     // cannot be loaded or is invalid;
866     // Throws std::bad_alloc if out of memory.
867     void start_service(const char *name)
868     {
869         using namespace std;
870         service_record *record = load_service(name);
871         service_set::start_service(record);
872     }
873     
874     void add_service(service_record *svc)
875     {
876         records.push_back(svc);
877     }
878     
879     void remove_service(service_record *svc)
880     {
881         std::remove(records.begin(), records.end(), svc);
882     }
883
884     // Get the list of all loaded services.
885     const std::list<service_record *> &listServices()
886     {
887         return records;
888     }
889     
890     // Stop the service with the given name. The named service will begin
891     // transition to the 'stopped' state.
892     void stop_service(const std::string &name) noexcept;
893     
894     // Add a service record to the state propagation queue. The service record will have its
895     // do_propagation() method called when the queue is processed.
896     void add_prop_queue(service_record *service) noexcept
897     {
898         if (! prop_queue.is_queued(service)) {
899             prop_queue.insert(service);
900         }
901     }
902     
903     // Add a service record to the stop queue. The service record will have its
904     // execute_transition() method called when the queue is processed.
905     void add_transition_queue(service_record *service) noexcept
906     {
907         if (! stop_queue.is_queued(service)) {
908             stop_queue.insert(service);
909         }
910     }
911     
912     // Process state propagation and start/stop queues, until they are empty.
913     void process_queues() noexcept
914     {
915         while (! stop_queue.is_empty() || ! prop_queue.is_empty()) {
916             while (! prop_queue.is_empty()) {
917                 auto next = prop_queue.pop_front();
918                 next->do_propagation();
919             }
920             while (! stop_queue.is_empty()) {
921                 auto next = stop_queue.pop_front();
922                 next->execute_transition();
923             }
924         }
925     }
926     
927     // Set the console queue tail (returns previous tail)
928     void append_console_queue(service_record * newTail) noexcept
929     {
930         bool was_empty = console_queue.is_empty();
931         console_queue.append(newTail);
932         if (was_empty) {
933             enable_console_log(false);
934         }
935     }
936     
937     // Pull and dispatch a waiter from the console queue
938     void pull_console_queue() noexcept
939     {
940         if (console_queue.is_empty()) {
941             enable_console_log(true);
942         }
943         else {
944             service_record * front = console_queue.pop_front();
945             front->acquired_console();
946         }
947     }
948     
949     void unqueue_console(service_record * service) noexcept
950     {
951         if (console_queue.is_queued(service)) {
952             console_queue.unlink(service);
953         }
954     }
955
956     // Notification from service that it is active (state != STOPPED)
957     // Only to be called on the transition from inactive to active.
958     void service_active(service_record *) noexcept;
959     
960     // Notification from service that it is inactive (STOPPED)
961     // Only to be called on the transition from active to inactive.
962     void service_inactive(service_record *) noexcept;
963     
964     // Find out how many services are active (starting, running or stopping,
965     // but not stopped).
966     int count_active_services() noexcept
967     {
968         return active_services;
969     }
970     
971     void stop_all_services(shutdown_type_t type = shutdown_type_t::HALT) noexcept
972     {
973         restart_enabled = false;
974         shutdown_type = type;
975         for (std::list<service_record *>::iterator i = records.begin(); i != records.end(); ++i) {
976             (*i)->stop(false);
977             (*i)->unpin();
978         }
979         process_queues();
980     }
981     
982     void set_auto_restart(bool restart) noexcept
983     {
984         restart_enabled = restart;
985     }
986     
987     bool get_auto_restart() noexcept
988     {
989         return restart_enabled;
990     }
991     
992     shutdown_type_t getShutdownType() noexcept
993     {
994         return shutdown_type;
995     }
996 };
997
998 class dirload_service_set : public service_set
999 {
1000     const char *service_dir;  // directory containing service descriptions
1001
1002     public:
1003     dirload_service_set(const char *service_dir_p) : service_set(), service_dir(service_dir_p)
1004     {
1005     }
1006
1007     service_record *load_service(const char *name) override;
1008 };
1009
1010 #endif