f8bbdebf42f6bd10ad2d72a53bf4733b93aacd1f
[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 "ev.h"
10 #include "control.h"
11 #include "service-listener.h"
12 #include "service-constants.h"
13
14 /*
15  * Possible service states
16  *
17  * Services have both a current state and a desired state. The desired state can be
18  * either STARTED or STOPPED. The current state can also be STARTING or STOPPING.
19  * A service can be "pinned" in either the STARTED or STOPPED states to prevent it
20  * from leaving that state until it is unpinned.
21  *
22  * The total state is a combination of the two, current and desired:
23  *      STOPPED/STOPPED  : stopped and will remain stopped
24  *      STOPPED/STARTED  : stopped (pinned), must be unpinned to start
25  *      STARTING/STARTED : starting, but not yet started. Dependencies may also be starting.
26  *      STARTING/STOPPED : as above, but the service will be stopped again as soon as it has
27  *                         completed startup.
28  *      STARTED/STARTED  : running and will continue running.
29  *      STARTED/STOPPED  : started (pinned), must be unpinned to stop
30  *      STOPPING/STOPPED : stopping and will stop. Dependents may be stopping.
31  *      STOPPING/STARTED : as above, but the service will be re-started again once it stops.
32  *
33  * A scripted service is in the STARTING/STOPPING states during the script execution.
34  * A process service is in the STOPPING state when it has been signalled to stop, and is
35  * in the STARTING state when waiting for dependencies to start or for the exec() call in
36  * the forked child to complete and return a status.
37  */
38
39 struct OnstartFlags {
40     bool rw_ready : 1;
41     
42     // Not actually "onstart" commands:
43     bool no_sigterm : 1;  // do not send SIGTERM
44     bool runs_on_console : 1;  // run "in the foreground"
45     
46     OnstartFlags() noexcept : rw_ready(false),
47             no_sigterm(false), runs_on_console(false)
48     {
49     }
50 };
51
52 // Exception while loading a service
53 class ServiceLoadExc
54 {
55     public:
56     std::string serviceName;
57     const char *excDescription;
58     
59     protected:
60     ServiceLoadExc(std::string serviceName) noexcept
61         : serviceName(serviceName)
62     {
63     }
64 };
65
66 class ServiceNotFound : public ServiceLoadExc
67 {
68     public:
69     ServiceNotFound(std::string serviceName) noexcept
70         : ServiceLoadExc(serviceName)
71     {
72         excDescription = "Service description not found.";
73     }
74 };
75
76 class ServiceCyclicDependency : public ServiceLoadExc
77 {
78     public:
79     ServiceCyclicDependency(std::string serviceName) noexcept
80         : ServiceLoadExc(serviceName)
81     {
82         excDescription = "Has cyclic dependency.";
83     }
84 };
85
86 class ServiceDescriptionExc : public ServiceLoadExc
87 {
88     public:
89     std::string extraInfo;
90     
91     ServiceDescriptionExc(std::string serviceName, std::string extraInfo) noexcept
92         : ServiceLoadExc(serviceName), extraInfo(extraInfo)
93     {
94         excDescription = extraInfo.c_str();
95     }    
96 };
97
98 class ServiceRecord; // forward declaration
99 class ServiceSet; // forward declaration
100
101 /* Service dependency record */
102 class ServiceDep
103 {
104     ServiceRecord * from;
105     ServiceRecord * to;
106
107     public:
108     /* Whether the 'from' service is waiting for the 'to' service to start */
109     bool waiting_on;
110
111     ServiceDep(ServiceRecord * from, ServiceRecord * to) noexcept : from(from), to(to), waiting_on(false)
112     {  }
113
114     ServiceRecord * getFrom() noexcept
115     {
116         return from;
117     }
118
119     ServiceRecord * getTo() noexcept
120     {
121         return to;
122     }
123 };
124
125 // Given a string and a list of pairs of (start,end) indices for each argument in that string,
126 // store a null terminator for the argument. Return a `char *` vector containing the beginning
127 // of each argument and a trailing nullptr. (The returned array is invalidated if the string is later modified).
128 static std::vector<const char *> separate_args(std::string &s, std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &arg_indices)
129 {
130     std::vector<const char *> r;
131     r.reserve(arg_indices.size() + 1);
132
133     // First store nul terminator for each part:
134     for (auto index_pair : arg_indices) {
135         if (index_pair.second < s.length()) {
136             s[index_pair.second] = 0;
137         }
138     }
139
140     // Now we can get the C string (c_str) and store offsets into it:
141     const char * cstr = s.c_str();
142     for (auto index_pair : arg_indices) {
143         r.push_back(cstr + index_pair.first);
144     }
145     r.push_back(nullptr);
146     return r;
147 }
148
149
150 class ServiceRecord
151 {
152     typedef std::string string;
153     
154     string service_name;
155     ServiceType service_type;  /* ServiceType::DUMMY, PROCESS, SCRIPTED, INTERNAL */
156     ServiceState service_state = ServiceState::STOPPED; /* ServiceState::STOPPED, STARTING, STARTED, STOPPING */
157     ServiceState desired_state = ServiceState::STOPPED; /* ServiceState::STOPPED / STARTED */
158
159     string program_name;          /* storage for program/script and arguments */
160     std::vector<const char *> exec_arg_parts; /* pointer to each argument/part of the program_name */
161     
162     string stop_command;          /* storage for stop program/script and arguments */
163     std::vector<const char *> stop_arg_parts; /* pointer to each argument/part of the stop_command */
164     
165     string pid_file;
166     
167     OnstartFlags onstart_flags;
168
169     string logfile;           // log file name, empty string specifies /dev/null
170     
171     bool auto_restart : 1;    // whether to restart this (process) if it dies unexpectedly
172     bool smooth_recovery : 1; // whether the service process can restart without bringing down service
173     
174     bool pinned_stopped : 1;
175     bool pinned_started : 1;
176     bool waiting_for_deps : 1;  // if STARTING, whether we are waiting for dependencies (inc console) to start
177     bool waiting_for_execstat : 1;  // if we are waiting for exec status after fork()
178     bool doing_recovery : 1;    // if we are currently recovering a BGPROCESS (restarting process, while
179                                 //   holding STARTED service state)
180     bool start_explicit : 1;    // whether we are are explictly required to be started
181     int required_by = 0;        // number of dependents wanting this service to be started
182
183     typedef std::list<ServiceRecord *> sr_list;
184     typedef sr_list::iterator sr_iter;
185     
186     // list of soft dependencies
187     typedef std::list<ServiceDep> softdep_list;
188     
189     // list of soft dependents
190     typedef std::list<ServiceDep *> softdpt_list;
191     
192     sr_list depends_on; // services this one depends on
193     sr_list dependents; // services depending on this one
194     softdep_list soft_deps;  // services this one depends on via a soft dependency
195     softdpt_list soft_dpts;  // services depending on this one via a soft dependency
196     
197     // unsigned wait_count;  /* if we are waiting for dependents/dependencies to
198     //                         start/stop, this is how many we're waiting for */
199     
200     ServiceSet *service_set; // the set this service belongs to
201     
202     // Next service (after this one) in the queue for the console:
203     ServiceRecord *next_for_console;
204
205     std::unordered_set<ServiceListener *> listeners;
206     
207     // Process services:
208     bool force_stop; // true if the service must actually stop. This is the
209                      // case if for example the process dies; the service,
210                      // and all its dependencies, MUST be stopped.
211     
212     int term_signal = -1;  // signal to use for process termination
213     
214     string socket_path; // path to the socket for socket-activation service
215     int socket_perms;   // socket permissions ("mode")
216     uid_t socket_uid = -1;  // socket user id or -1
217     gid_t socket_gid = -1;  // sockget group id or -1
218
219     // Implementation details
220     
221     pid_t pid = -1;  // PID of the process. If state is STARTING or STOPPING,
222                      //   this is PID of the service script; otherwise it is the
223                      //   PID of the process itself (process service).
224     int exit_status; // Exit status, if the process has exited (pid == -1).
225     int socket_fd = -1;  // For socket-activation services, this is the file
226                          // descriptor for the socket.
227
228     ev_child child_listener;
229     ev_io child_status_listener;
230     
231     // All dependents have stopped.
232     void allDepsStopped();
233     
234     // Service has actually stopped (includes having all dependents
235     // reaching STOPPED state).
236     void stopped() noexcept;
237     
238     // Service has successfully started
239     void started() noexcept;
240     
241     // Service failed to start (only called when in STARTING state).
242     //   dep_failed: whether failure is recorded due to a dependency failing
243     void failed_to_start(bool dep_failed = false) noexcept;
244
245     // For process services, start the process, return true on success
246     bool start_ps_process() noexcept;
247     bool start_ps_process(const std::vector<const char *> &args, bool on_console) noexcept;
248     
249     // Callback from libev when a child process dies
250     static void process_child_callback(struct ev_loop *loop, struct ev_child *w,
251             int revents) noexcept;
252     
253     static void process_child_status(struct ev_loop *loop, ev_io * stat_io,
254             int revents) noexcept;
255     
256     void handle_exit_status() noexcept;
257     
258     void do_start() noexcept;
259     void do_stop() noexcept;
260     
261     // A dependency has reached STARTED state
262     void dependencyStarted() noexcept;
263     
264     void allDepsStarted(bool haveConsole = false) noexcept;
265     
266     // Read the pid-file, return false on failure
267     bool read_pid_file() noexcept;
268     
269     // Open the activation socket, return false on failure
270     bool open_socket() noexcept;
271     
272     // Check whether dependencies have started, and optionally ask them to start
273     bool startCheckDependencies(bool do_start) noexcept;
274     
275     // Whether a STARTING service can immediately transition to STOPPED (as opposed to
276     // having to wait for it reach STARTED and then go through STOPPING).
277     bool can_interrupt_start() noexcept
278     {
279         return waiting_for_deps;
280     }
281     
282     // Whether a STOPPING service can immediately transition to STARTED.
283     bool can_interrupt_stop() noexcept
284     {
285         return waiting_for_deps && ! force_stop;
286     }
287
288     // Notify dependencies that we no longer need them,
289     // (if this is actually the case).
290     void notify_dependencies_stopped() noexcept;
291
292     // A dependent has reached STOPPED state
293     void dependentStopped() noexcept;
294
295     // check if all dependents have stopped
296     bool stopCheckDependents() noexcept;
297     
298     // issue a stop to all dependents, return true if they are all already stopped
299     bool stopDependents() noexcept;
300     
301     void require() noexcept;
302     void release() noexcept;
303     void release_dependencies() noexcept;
304     
305     // Check if service is, fundamentally, stopped.
306     bool is_stopped() noexcept
307     {
308         return service_state == ServiceState::STOPPED
309             || (service_state == ServiceState::STARTING && waiting_for_deps);
310     }
311     
312     void notifyListeners(ServiceEvent event) noexcept
313     {
314         for (auto l : listeners) {
315             l->serviceEvent(this, event);
316         }
317     }
318     
319     // Queue to run on the console. 'acquiredConsole()' will be called when the console is available.
320     void queueForConsole() noexcept;
321     
322     // Console is available.
323     void acquiredConsole() noexcept;
324     
325     // Release console (console must be currently held by this service)
326     void releaseConsole() noexcept;
327     
328     public:
329
330     ServiceRecord(ServiceSet *set, string name)
331         : service_state(ServiceState::STOPPED), desired_state(ServiceState::STOPPED), auto_restart(false),
332             pinned_stopped(false), pinned_started(false), waiting_for_deps(false),
333             waiting_for_execstat(false), doing_recovery(false),
334             start_explicit(false), force_stop(false)
335     {
336         service_set = set;
337         service_name = name;
338         service_type = ServiceType::DUMMY;
339     }
340     
341     ServiceRecord(ServiceSet *set, string name, ServiceType service_type, string &&command, std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &command_offsets,
342             sr_list * pdepends_on, sr_list * pdepends_soft)
343         : ServiceRecord(set, name)
344     {
345         service_set = set;
346         service_name = name;
347         this->service_type = service_type;
348         this->depends_on = std::move(*pdepends_on);
349
350         program_name = command;
351         exec_arg_parts = separate_args(program_name, command_offsets);
352
353         for (sr_iter i = depends_on.begin(); i != depends_on.end(); ++i) {
354             (*i)->dependents.push_back(this);
355         }
356
357         // Soft dependencies
358         auto b_iter = soft_deps.end();
359         for (sr_iter i = pdepends_soft->begin(); i != pdepends_soft->end(); ++i) {
360             b_iter = soft_deps.emplace(b_iter, this, *i);
361             (*i)->soft_dpts.push_back(&(*b_iter));
362             ++b_iter;
363         }
364     }
365     
366     // TODO write a destructor
367     
368     // Set the stop command and arguments (may throw std::bad_alloc)
369     void setStopCommand(std::string command, std::list<std::pair<unsigned,unsigned>> &stop_command_offsets)
370     {
371         stop_command = command;
372         stop_arg_parts = separate_args(stop_command, stop_command_offsets);
373     }
374     
375     // Get the current service state.
376     ServiceState getState() noexcept
377     {
378         return service_state;
379     }
380     
381     // Get the target (aka desired) state.
382     ServiceState getTargetState() noexcept
383     {
384         return desired_state;
385     }
386
387     // Set logfile, should be done before service is started
388     void setLogfile(string logfile)
389     {
390         this->logfile = logfile;
391     }
392     
393     // Set whether this service should automatically restart when it dies
394     void setAutoRestart(bool auto_restart) noexcept
395     {
396         this->auto_restart = auto_restart;
397     }
398     
399     void setSmoothRecovery(bool smooth_recovery) noexcept
400     {
401         this->smooth_recovery = smooth_recovery;
402     }
403     
404     // Set "on start" flags (commands)
405     void setOnstartFlags(OnstartFlags flags) noexcept
406     {
407         this->onstart_flags = flags;
408     }
409     
410     // Set an additional signal (other than SIGTERM) to be used to terminate the process
411     void setExtraTerminationSignal(int signo) noexcept
412     {
413         this->term_signal = signo;
414     }
415     
416     void set_pid_file(string &&pid_file) noexcept
417     {
418         this->pid_file = pid_file;
419     }
420     
421     void set_socket_details(string &&socket_path, int socket_perms, uid_t socket_uid, uid_t socket_gid) noexcept
422     {
423         this->socket_path = socket_path;
424         this->socket_perms = socket_perms;
425         this->socket_uid = socket_uid;
426         this->socket_gid = socket_gid;
427     }
428
429     const char *getServiceName() const noexcept { return service_name.c_str(); }
430     ServiceState getState() const noexcept { return service_state; }
431     
432     void start(bool activate = true) noexcept;  // start the service
433     void stop() noexcept;   // stop the service
434     
435     void forceStop() noexcept; // force-stop this service and all dependents
436     
437     void pinStart() noexcept;  // start the service and pin it
438     void pinStop() noexcept;   // stop the service and pin it
439     void unpin() noexcept;     // unpin the service
440     
441     bool isDummy() noexcept
442     {
443         return service_type == ServiceType::DUMMY;
444     }
445     
446     // Add a listener. A listener must only be added once. May throw std::bad_alloc.
447     void addListener(ServiceListener * listener)
448     {
449         listeners.insert(listener);
450     }
451     
452     // Remove a listener.    
453     void removeListener(ServiceListener * listener) noexcept
454     {
455         listeners.erase(listener);
456     }
457 };
458
459
460 class ServiceSet
461 {
462     int active_services;
463     std::list<ServiceRecord *> records;
464     const char *service_dir;  // directory containing service descriptions
465     bool restart_enabled; // whether automatic restart is enabled (allowed)
466     
467     ShutdownType shutdown_type = ShutdownType::CONTINUE;  // Shutdown type, if stopping
468     
469     ServiceRecord * console_queue_tail = nullptr; // last record in console queue
470     
471     // Private methods
472         
473     // Load a service description, and dependencies, if there is no existing
474     // record for the given name.
475     // Throws:
476     //   ServiceLoadException (or subclass) on problem with service description
477     //   std::bad_alloc on out-of-memory condition
478     ServiceRecord *loadServiceRecord(const char *name);
479
480     // Public
481     
482     public:
483     ServiceSet(const char *service_dir)
484     {
485         this->service_dir = service_dir;
486         active_services = 0;
487         restart_enabled = true;
488     }
489     
490     // Start the service with the given name. The named service will begin
491     // transition to the 'started' state.
492     //
493     // Throws a ServiceLoadException (or subclass) if the service description
494     // cannot be loaded or is invalid;
495     // Throws std::bad_alloc if out of memory.
496     void startService(const char *name);
497     
498     // Locate an existing service record.
499     ServiceRecord *findService(const std::string &name) noexcept;
500     
501     // Find a loaded service record, or load it if it is not loaded.
502     // Throws:
503     //   ServiceLoadException (or subclass) on problem with service description
504     //   std::bad_alloc on out-of-memory condition 
505     ServiceRecord *loadService(const std::string &name)
506     {
507         ServiceRecord *record = findService(name);
508         if (record == nullptr) {
509             record = loadServiceRecord(name.c_str());
510         }
511         return record;
512     }
513     
514     // Stop the service with the given name. The named service will begin
515     // transition to the 'stopped' state.
516     void stopService(const std::string &name) noexcept;
517     
518     // Set the console queue tail (returns previous tail)
519     ServiceRecord * consoleQueueTail(ServiceRecord * newTail) noexcept
520     {
521         auto prev_tail = console_queue_tail;
522         console_queue_tail = newTail;
523         return prev_tail;
524     }
525     
526     // Notification from service that it is active (state != STOPPED)
527     // Only to be called on the transition from inactive to active.
528     void service_active(ServiceRecord *) noexcept;
529     
530     // Notification from service that it is inactive (STOPPED)
531     // Only to be called on the transition from active to inactive.
532     void service_inactive(ServiceRecord *) noexcept;
533     
534     // Find out how many services are active (starting, running or stopping,
535     // but not stopped).
536     int count_active_services() noexcept
537     {
538         return active_services;
539     }
540     
541     void stop_all_services(ShutdownType type = ShutdownType::HALT) noexcept
542     {
543         restart_enabled = false;
544         shutdown_type = type;
545         for (std::list<ServiceRecord *>::iterator i = records.begin(); i != records.end(); ++i) {
546             (*i)->stop();
547             (*i)->unpin();
548         }
549     }
550     
551     void set_auto_restart(bool restart) noexcept
552     {
553         restart_enabled = restart;
554     }
555     
556     bool get_auto_restart() noexcept
557     {
558         return restart_enabled;
559     }
560     
561     ShutdownType getShutdownType() noexcept
562     {
563         return shutdown_type;
564     }
565 };
566
567 #endif