Allow for interrupting process startup (by sending SIGINT).
[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     // Virtual functions, to be implemented by service implementations:
433
434     // Do any post-dependency startup; return false on failure
435     virtual bool bring_up() noexcept;
436
437     // All dependents have stopped, and this service should proceed to stop.
438     virtual void bring_down() noexcept;
439
440     // Whether a STARTING service can immediately transition to STOPPED (as opposed to
441     // having to wait for it reach STARTED and then go through STOPPING).
442     virtual bool can_interrupt_start() noexcept
443     {
444         return waiting_for_deps;
445     }
446
447     // Whether a STARTING service can transition to its STARTED state, once all
448     // dependencies have started.
449     virtual bool can_proceed_to_start() noexcept
450     {
451         return true;
452     }
453
454     // Interrupt startup. Returns true if service start is fully cancelled; returns false if cancel order
455     // issued but service has not yet responded.
456     virtual bool interrupt_start() noexcept;
457
458     public:
459
460     service_record(service_set *set, string name)
461         : service_state(service_state_t::STOPPED), desired_state(service_state_t::STOPPED),
462             auto_restart(false), smooth_recovery(false),
463             pinned_stopped(false), pinned_started(false), waiting_for_deps(false),
464             waiting_for_execstat(false), start_explicit(false),
465             prop_require(false), prop_release(false), prop_failure(false),
466             prop_start(false), prop_stop(false), restarting(false), force_stop(false)
467     {
468         services = set;
469         service_name = name;
470         record_type = service_type::DUMMY;
471         socket_perms = 0;
472         exit_status = 0;
473     }
474
475     service_record(service_set *set, string name, service_type record_type_p,
476             const std::list<prelim_dep> &deplist_p)
477         : service_record(set, name)
478     {
479         services = set;
480         service_name = name;
481         this->record_type = record_type_p;
482
483         for (auto & pdep : deplist_p) {
484             auto b = depends_on.emplace(depends_on.end(), this, pdep.to, pdep.dep_type);
485             pdep.to->dependents.push_back(&(*b));
486         }
487     }
488
489     virtual ~service_record() noexcept
490     {
491     }
492     
493     // Get the type of this service record
494     service_type get_type() noexcept
495     {
496         return record_type;
497     }
498
499     // begin transition from stopped to started state or vice versa depending on current and desired state
500     void execute_transition() noexcept;
501     
502     void do_propagation() noexcept;
503
504     // Console is available.
505     void acquired_console() noexcept;
506     
507     // Get the target (aka desired) state.
508     service_state_t get_target_state() noexcept
509     {
510         return desired_state;
511     }
512
513     // Set logfile, should be done before service is started
514     void set_log_file(string logfile)
515     {
516         this->logfile = logfile;
517     }
518     
519     // Set whether this service should automatically restart when it dies
520     void set_auto_restart(bool auto_restart) noexcept
521     {
522         this->auto_restart = auto_restart;
523     }
524     
525     void set_smooth_recovery(bool smooth_recovery) noexcept
526     {
527         this->smooth_recovery = smooth_recovery;
528     }
529     
530     // Set "on start" flags (commands)
531     void set_flags(onstart_flags_t flags) noexcept
532     {
533         this->onstart_flags = flags;
534     }
535     
536     // Set an additional signal (other than SIGTERM) to be used to terminate the process
537     void set_extra_termination_signal(int signo) noexcept
538     {
539         this->term_signal = signo;
540     }
541     
542     void set_pid_file(string &&pid_file) noexcept
543     {
544         this->pid_file = std::move(pid_file);
545     }
546     
547     void set_socket_details(string &&socket_path, int socket_perms, uid_t socket_uid, uid_t socket_gid) noexcept
548     {
549         this->socket_path = std::move(socket_path);
550         this->socket_perms = socket_perms;
551         this->socket_uid = socket_uid;
552         this->socket_gid = socket_gid;
553     }
554
555     const std::string &get_name() const noexcept { return service_name; }
556     service_state_t get_state() const noexcept { return service_state; }
557     
558     void start(bool activate = true) noexcept;  // start the service
559     void stop(bool bring_down = true) noexcept;   // stop the service
560     
561     void forced_stop() noexcept; // force-stop this service and all dependents
562     
563     // Pin the service in "started" state (when it reaches the state)
564     void pin_start() noexcept
565     {
566         pinned_started = true;
567     }
568     
569     // Pin the service in "stopped" state (when it reaches the state)
570     void pin_stop() noexcept
571     {
572         pinned_stopped = true;
573     }
574     
575     // Remove both "started" and "stopped" pins. If the service is currently pinned
576     // in either state but would naturally be in the opposite state, it will immediately
577     // commence starting/stopping.
578     void unpin() noexcept;
579     
580     bool isDummy() noexcept
581     {
582         return record_type == service_type::DUMMY;
583     }
584     
585     // Add a listener. A listener must only be added once. May throw std::bad_alloc.
586     void addListener(service_listener * listener)
587     {
588         listeners.insert(listener);
589     }
590     
591     // Remove a listener.    
592     void removeListener(service_listener * listener) noexcept
593     {
594         listeners.erase(listener);
595     }
596 };
597
598 class base_process_service;
599
600 // A timer for process restarting. Used to ensure a minimum delay between process restarts (and
601 // also for timing service stop before the SIGKILL hammer is used).
602 class process_restart_timer : public eventloop_t::timer_impl<process_restart_timer>
603 {
604     public:
605     base_process_service * service;
606
607     process_restart_timer()
608     {
609     }
610
611     rearm timer_expiry(eventloop_t &, int expiry_count);
612 };
613
614 class base_process_service : public service_record
615 {
616     friend class service_child_watcher;
617     friend class exec_status_pipe_watcher;
618     friend class process_restart_timer;
619
620     private:
621     // Re-launch process
622     void do_restart() noexcept;
623
624     protected:
625     string program_name;          // storage for program/script and arguments
626     std::vector<const char *> exec_arg_parts; // pointer to each argument/part of the program_name, and nullptr
627
628     string stop_command;          // storage for stop program/script and arguments
629     std::vector<const char *> stop_arg_parts; // pointer to each argument/part of the stop_command, and nullptr
630
631     service_child_watcher child_listener;
632     exec_status_pipe_watcher child_status_listener;
633     process_restart_timer restart_timer;
634     time_val last_start_time;
635
636     // Restart interval time and restart count are used to track the number of automatic restarts
637     // over an interval. Too many restarts over an interval will inhibit further restarts.
638     time_val restart_interval_time;
639     int restart_interval_count;
640
641     time_val restart_interval;
642     int max_restart_interval_count;
643     time_val restart_delay;
644
645     // Time allowed for service stop, after which SIGKILL is sent. 0 to disable.
646     time_val stop_timeout = {10, 0}; // default of 10 seconds
647
648     bool waiting_restart_timer : 1;
649     bool stop_timer_armed : 1;
650     bool reserved_child_watch : 1;
651     bool tracking_child : 1;  // whether we expect to see child process status
652     bool start_is_interruptible : 1;  // whether we can interrupt start
653
654     // Start the process, return true on success
655     virtual bool bring_up() noexcept override;
656     bool start_ps_process(const std::vector<const char *> &args, bool on_console) noexcept;
657
658     // Restart the process (due to start failure or unexpected termination). Restarts will be
659     // rate-limited.
660     bool restart_ps_process() noexcept;
661
662     // Perform smooth recovery process
663     void do_smooth_recovery() noexcept;
664
665     virtual void bring_down() noexcept override;
666
667     // Called when the process exits. The exit_status is the status value yielded by
668     // the "wait" system call.
669     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept = 0;
670     virtual void exec_failed(int errcode) noexcept = 0;
671
672     virtual bool can_interrupt_start() noexcept override
673     {
674         return waiting_restart_timer || start_is_interruptible || service_record::can_interrupt_start();
675     }
676
677     virtual bool can_proceed_to_start() noexcept override
678     {
679         return ! waiting_restart_timer;
680     }
681
682     virtual bool interrupt_start() noexcept override;
683
684     // Kill with SIGKILL
685     void kill_with_fire() noexcept;
686
687     // Signal the process group of the service process
688     void kill_pg(int signo) noexcept;
689
690     public:
691     base_process_service(service_set *sset, string name, service_type record_type_p, string &&command,
692             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
693             const std::list<prelim_dep> &deplist_p);
694
695     ~base_process_service() noexcept
696     {
697     }
698
699     // Set the stop command and arguments (may throw std::bad_alloc)
700     void set_stop_command(std::string command, std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &stop_command_offsets)
701     {
702         stop_command = command;
703         stop_arg_parts = separate_args(stop_command, stop_command_offsets);
704     }
705
706     void set_restart_interval(timespec interval, int max_restarts) noexcept
707     {
708         restart_interval = interval;
709         max_restart_interval_count = max_restarts;
710     }
711
712     void set_restart_delay(timespec delay) noexcept
713     {
714         restart_delay = delay;
715     }
716
717     void set_stop_timeout(timespec timeout) noexcept
718     {
719         stop_timeout = timeout;
720     }
721 };
722
723 class process_service : public base_process_service
724 {
725     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept override;
726     virtual void exec_failed(int errcode) noexcept override;
727     virtual void bring_down() noexcept override;
728
729     public:
730     process_service(service_set *sset, string name, string &&command,
731             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
732             std::list<prelim_dep> depends_p)
733          : base_process_service(sset, name, service_type::PROCESS, std::move(command), command_offsets,
734              depends_p)
735     {
736     }
737
738     ~process_service() noexcept
739     {
740     }
741 };
742
743 class bgproc_service : public base_process_service
744 {
745     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept override;
746     virtual void exec_failed(int errcode) noexcept override;
747
748     enum class pid_result_t {
749         OK,
750         FAILED,      // failed to read pid or read invalid pid
751         TERMINATED   // read pid successfully, but the process already terminated
752     };
753
754     // Read the pid-file, return false on failure
755     pid_result_t read_pid_file(int *exit_status) noexcept;
756
757     public:
758     bgproc_service(service_set *sset, string name, string &&command,
759             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
760             std::list<prelim_dep> depends_p)
761          : base_process_service(sset, name, service_type::BGPROCESS, std::move(command), command_offsets,
762              depends_p)
763     {
764     }
765
766     ~bgproc_service() noexcept
767     {
768     }
769 };
770
771 class scripted_service : public base_process_service
772 {
773     virtual void handle_exit_status(int exit_status) noexcept override;
774     virtual void exec_failed(int errcode) noexcept override;
775     virtual void bring_down() noexcept override;
776
777     public:
778     scripted_service(service_set *sset, string name, string &&command,
779             std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
780             std::list<prelim_dep> depends_p)
781          : base_process_service(sset, name, service_type::SCRIPTED, std::move(command), command_offsets,
782              depends_p)
783     {
784     }
785
786     ~scripted_service() noexcept
787     {
788     }
789 };
790
791 inline auto extract_prop_queue(service_record *sr) -> decltype(sr->prop_queue_node) &
792 {
793     return sr->prop_queue_node;
794 }
795
796 inline auto extract_stop_queue(service_record *sr) -> decltype(sr->stop_queue_node) &
797 {
798     return sr->stop_queue_node;
799 }
800
801 inline auto extract_console_queue(service_record *sr) -> decltype(sr->console_queue_node) &
802 {
803     return sr->console_queue_node;
804 }
805
806 /*
807  * A service_set, as the name suggests, manages a set of services.
808  *
809  * Other than the ability to find services by name, the service set manages various queues.
810  * One is the queue for processes wishing to acquire the console. There is also a set of
811  * processes that want to start, and another set of those that want to stop. These latter
812  * two "queues" (not really queues since their order is not important) are used to prevent too
813  * much recursion and to prevent service states from "bouncing" too rapidly.
814  * 
815  * A service that wishes to start or stop puts itself on the start/stop queue; a service that
816  * needs to propagate changes to dependent services or dependencies puts itself on the
817  * propagation queue. Any operation that potentially manipulates the queues must be followed
818  * by a "process queues" order (processQueues() method).
819  *
820  * Note that processQueues always repeatedly processes both queues until they are empty. The
821  * process is finite because starting a service can never cause services to stop, unless they
822  * fail to start, which should cause them to stop semi-permanently.
823  */
824 class service_set
825 {
826     protected:
827     int active_services;
828     std::list<service_record *> records;
829     bool restart_enabled; // whether automatic restart is enabled (allowed)
830     
831     shutdown_type_t shutdown_type = shutdown_type_t::CONTINUE;  // Shutdown type, if stopping
832     
833     // Services waiting for exclusive access to the console
834     dlist<service_record, extract_console_queue> console_queue;
835
836     // Propagation and start/stop "queues" - list of services waiting for processing
837     slist<service_record, extract_prop_queue> prop_queue;
838     slist<service_record, extract_stop_queue> stop_queue;
839     
840     public:
841     service_set()
842     {
843         active_services = 0;
844         restart_enabled = true;
845     }
846     
847     virtual ~service_set()
848     {
849         for (auto * s : records) {
850             delete s;
851         }
852     }
853
854     // Start the specified service. The service will be marked active.
855     void start_service(service_record *svc)
856     {
857         svc->start();
858         process_queues();
859     }
860
861     // Stop the specified service. Its active mark will be cleared.
862     void stop_service(service_record *svc)
863     {
864         svc->stop(true);
865         process_queues();
866     }
867
868     // Locate an existing service record.
869     service_record *find_service(const std::string &name) noexcept;
870
871     // Load a service description, and dependencies, if there is no existing
872     // record for the given name.
873     // Throws:
874     //   ServiceLoadException (or subclass) on problem with service description
875     //   std::bad_alloc on out-of-memory condition
876     virtual service_record *load_service(const char *name)
877     {
878         auto r = find_service(name);
879         if (r == nullptr) {
880             throw service_not_found(name);
881         }
882         return r;
883     }
884
885     // Start the service with the given name. The named service will begin
886     // transition to the 'started' state.
887     //
888     // Throws a ServiceLoadException (or subclass) if the service description
889     // cannot be loaded or is invalid;
890     // Throws std::bad_alloc if out of memory.
891     void start_service(const char *name)
892     {
893         using namespace std;
894         service_record *record = load_service(name);
895         service_set::start_service(record);
896     }
897     
898     void add_service(service_record *svc)
899     {
900         records.push_back(svc);
901     }
902     
903     void remove_service(service_record *svc)
904     {
905         std::remove(records.begin(), records.end(), svc);
906     }
907
908     // Get the list of all loaded services.
909     const std::list<service_record *> &list_services() noexcept
910     {
911         return records;
912     }
913     
914     // Stop the service with the given name. The named service will begin
915     // transition to the 'stopped' state.
916     void stop_service(const std::string &name) noexcept;
917     
918     // Add a service record to the state propagation queue. The service record will have its
919     // do_propagation() method called when the queue is processed.
920     void add_prop_queue(service_record *service) noexcept
921     {
922         if (! prop_queue.is_queued(service)) {
923             prop_queue.insert(service);
924         }
925     }
926     
927     // Add a service record to the stop queue. The service record will have its
928     // execute_transition() method called when the queue is processed.
929     void add_transition_queue(service_record *service) noexcept
930     {
931         if (! stop_queue.is_queued(service)) {
932             stop_queue.insert(service);
933         }
934     }
935     
936     // Process state propagation and start/stop queues, until they are empty.
937     void process_queues() noexcept
938     {
939         while (! stop_queue.is_empty() || ! prop_queue.is_empty()) {
940             while (! prop_queue.is_empty()) {
941                 auto next = prop_queue.pop_front();
942                 next->do_propagation();
943             }
944             while (! stop_queue.is_empty()) {
945                 auto next = stop_queue.pop_front();
946                 next->execute_transition();
947             }
948         }
949     }
950     
951     // Set the console queue tail (returns previous tail)
952     void append_console_queue(service_record * newTail) noexcept
953     {
954         bool was_empty = console_queue.is_empty();
955         console_queue.append(newTail);
956         if (was_empty) {
957             enable_console_log(false);
958         }
959     }
960     
961     // Pull and dispatch a waiter from the console queue
962     void pull_console_queue() noexcept
963     {
964         if (console_queue.is_empty()) {
965             enable_console_log(true);
966         }
967         else {
968             service_record * front = console_queue.pop_front();
969             front->acquired_console();
970         }
971     }
972     
973     void unqueue_console(service_record * service) noexcept
974     {
975         if (console_queue.is_queued(service)) {
976             console_queue.unlink(service);
977         }
978     }
979
980     // Notification from service that it is active (state != STOPPED)
981     // Only to be called on the transition from inactive to active.
982     void service_active(service_record *) noexcept;
983     
984     // Notification from service that it is inactive (STOPPED)
985     // Only to be called on the transition from active to inactive.
986     void service_inactive(service_record *) noexcept;
987     
988     // Find out how many services are active (starting, running or stopping,
989     // but not stopped).
990     int count_active_services() noexcept
991     {
992         return active_services;
993     }
994     
995     void stop_all_services(shutdown_type_t type = shutdown_type_t::HALT) noexcept
996     {
997         restart_enabled = false;
998         shutdown_type = type;
999         for (std::list<service_record *>::iterator i = records.begin(); i != records.end(); ++i) {
1000             (*i)->stop(false);
1001             (*i)->unpin();
1002         }
1003         process_queues();
1004     }
1005     
1006     void set_auto_restart(bool restart) noexcept
1007     {
1008         restart_enabled = restart;
1009     }
1010     
1011     bool get_auto_restart() noexcept
1012     {
1013         return restart_enabled;
1014     }
1015     
1016     shutdown_type_t getShutdownType() noexcept
1017     {
1018         return shutdown_type;
1019     }
1020 };
1021
1022 class dirload_service_set : public service_set
1023 {
1024     const char *service_dir;  // directory containing service descriptions
1025
1026     public:
1027     dirload_service_set(const char *service_dir_p) : service_set(), service_dir(service_dir_p)
1028     {
1029     }
1030
1031     service_record *load_service(const char *name) override;
1032 };
1033
1034 #endif