Merge tag 'v2.25.0-rc0' into git-po-master
[git] / Documentation / technical / protocol-v2.txt
1 Git Wire Protocol, Version 2
2 ============================
3
4 This document presents a specification for a version 2 of Git's wire
5 protocol.  Protocol v2 will improve upon v1 in the following ways:
6
7   * Instead of multiple service names, multiple commands will be
8     supported by a single service
9   * Easily extendable as capabilities are moved into their own section
10     of the protocol, no longer being hidden behind a NUL byte and
11     limited by the size of a pkt-line
12   * Separate out other information hidden behind NUL bytes (e.g. agent
13     string as a capability and symrefs can be requested using 'ls-refs')
14   * Reference advertisement will be omitted unless explicitly requested
15   * ls-refs command to explicitly request some refs
16   * Designed with http and stateless-rpc in mind.  With clear flush
17     semantics the http remote helper can simply act as a proxy
18
19 In protocol v2 communication is command oriented.  When first contacting a
20 server a list of capabilities will advertised.  Some of these capabilities
21 will be commands which a client can request be executed.  Once a command
22 has completed, a client can reuse the connection and request that other
23 commands be executed.
24
25 Packet-Line Framing
26 -------------------
27
28 All communication is done using packet-line framing, just as in v1.  See
29 `Documentation/technical/pack-protocol.txt` and
30 `Documentation/technical/protocol-common.txt` for more information.
31
32 In protocol v2 these special packets will have the following semantics:
33
34   * '0000' Flush Packet (flush-pkt) - indicates the end of a message
35   * '0001' Delimiter Packet (delim-pkt) - separates sections of a message
36
37 Initial Client Request
38 ----------------------
39
40 In general a client can request to speak protocol v2 by sending
41 `version=2` through the respective side-channel for the transport being
42 used which inevitably sets `GIT_PROTOCOL`.  More information can be
43 found in `pack-protocol.txt` and `http-protocol.txt`.  In all cases the
44 response from the server is the capability advertisement.
45
46 Git Transport
47 ~~~~~~~~~~~~~
48
49 When using the git:// transport, you can request to use protocol v2 by
50 sending "version=2" as an extra parameter:
51
52    003egit-upload-pack /project.git\0host=myserver.com\0\0version=2\0
53
54 SSH and File Transport
55 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
56
57 When using either the ssh:// or file:// transport, the GIT_PROTOCOL
58 environment variable must be set explicitly to include "version=2".
59
60 HTTP Transport
61 ~~~~~~~~~~~~~~
62
63 When using the http:// or https:// transport a client makes a "smart"
64 info/refs request as described in `http-protocol.txt` and requests that
65 v2 be used by supplying "version=2" in the `Git-Protocol` header.
66
67    C: GET $GIT_URL/info/refs?service=git-upload-pack HTTP/1.0
68    C: Git-Protocol: version=2
69
70 A v2 server would reply:
71
72    S: 200 OK
73    S: <Some headers>
74    S: ...
75    S:
76    S: 000eversion 2\n
77    S: <capability-advertisement>
78
79 Subsequent requests are then made directly to the service
80 `$GIT_URL/git-upload-pack`. (This works the same for git-receive-pack).
81
82 Capability Advertisement
83 ------------------------
84
85 A server which decides to communicate (based on a request from a client)
86 using protocol version 2, notifies the client by sending a version string
87 in its initial response followed by an advertisement of its capabilities.
88 Each capability is a key with an optional value.  Clients must ignore all
89 unknown keys.  Semantics of unknown values are left to the definition of
90 each key.  Some capabilities will describe commands which can be requested
91 to be executed by the client.
92
93     capability-advertisement = protocol-version
94                                capability-list
95                                flush-pkt
96
97     protocol-version = PKT-LINE("version 2" LF)
98     capability-list = *capability
99     capability = PKT-LINE(key[=value] LF)
100
101     key = 1*(ALPHA | DIGIT | "-_")
102     value = 1*(ALPHA | DIGIT | " -_.,?\/{}[]()<>!@#$%^&*+=:;")
103
104 Command Request
105 ---------------
106
107 After receiving the capability advertisement, a client can then issue a
108 request to select the command it wants with any particular capabilities
109 or arguments.  There is then an optional section where the client can
110 provide any command specific parameters or queries.  Only a single
111 command can be requested at a time.
112
113     request = empty-request | command-request
114     empty-request = flush-pkt
115     command-request = command
116                       capability-list
117                       [command-args]
118                       flush-pkt
119     command = PKT-LINE("command=" key LF)
120     command-args = delim-pkt
121                    *command-specific-arg
122
123     command-specific-args are packet line framed arguments defined by
124     each individual command.
125
126 The server will then check to ensure that the client's request is
127 comprised of a valid command as well as valid capabilities which were
128 advertised.  If the request is valid the server will then execute the
129 command.  A server MUST wait till it has received the client's entire
130 request before issuing a response.  The format of the response is
131 determined by the command being executed, but in all cases a flush-pkt
132 indicates the end of the response.
133
134 When a command has finished, and the client has received the entire
135 response from the server, a client can either request that another
136 command be executed or can terminate the connection.  A client may
137 optionally send an empty request consisting of just a flush-pkt to
138 indicate that no more requests will be made.
139
140 Capabilities
141 ------------
142
143 There are two different types of capabilities: normal capabilities,
144 which can be used to convey information or alter the behavior of a
145 request, and commands, which are the core actions that a client wants to
146 perform (fetch, push, etc).
147
148 Protocol version 2 is stateless by default.  This means that all commands
149 must only last a single round and be stateless from the perspective of the
150 server side, unless the client has requested a capability indicating that
151 state should be maintained by the server.  Clients MUST NOT require state
152 management on the server side in order to function correctly.  This
153 permits simple round-robin load-balancing on the server side, without
154 needing to worry about state management.
155
156 agent
157 ~~~~~
158
159 The server can advertise the `agent` capability with a value `X` (in the
160 form `agent=X`) to notify the client that the server is running version
161 `X`.  The client may optionally send its own agent string by including
162 the `agent` capability with a value `Y` (in the form `agent=Y`) in its
163 request to the server (but it MUST NOT do so if the server did not
164 advertise the agent capability). The `X` and `Y` strings may contain any
165 printable ASCII characters except space (i.e., the byte range 32 < x <
166 127), and are typically of the form "package/version" (e.g.,
167 "git/1.8.3.1"). The agent strings are purely informative for statistics
168 and debugging purposes, and MUST NOT be used to programmatically assume
169 the presence or absence of particular features.
170
171 ls-refs
172 ~~~~~~~
173
174 `ls-refs` is the command used to request a reference advertisement in v2.
175 Unlike the current reference advertisement, ls-refs takes in arguments
176 which can be used to limit the refs sent from the server.
177
178 Additional features not supported in the base command will be advertised
179 as the value of the command in the capability advertisement in the form
180 of a space separated list of features: "<command>=<feature 1> <feature 2>"
181
182 ls-refs takes in the following arguments:
183
184     symrefs
185         In addition to the object pointed by it, show the underlying ref
186         pointed by it when showing a symbolic ref.
187     peel
188         Show peeled tags.
189     ref-prefix <prefix>
190         When specified, only references having a prefix matching one of
191         the provided prefixes are displayed.
192
193 The output of ls-refs is as follows:
194
195     output = *ref
196              flush-pkt
197     ref = PKT-LINE(obj-id SP refname *(SP ref-attribute) LF)
198     ref-attribute = (symref | peeled)
199     symref = "symref-target:" symref-target
200     peeled = "peeled:" obj-id
201
202 fetch
203 ~~~~~
204
205 `fetch` is the command used to fetch a packfile in v2.  It can be looked
206 at as a modified version of the v1 fetch where the ref-advertisement is
207 stripped out (since the `ls-refs` command fills that role) and the
208 message format is tweaked to eliminate redundancies and permit easy
209 addition of future extensions.
210
211 Additional features not supported in the base command will be advertised
212 as the value of the command in the capability advertisement in the form
213 of a space separated list of features: "<command>=<feature 1> <feature 2>"
214
215 A `fetch` request can take the following arguments:
216
217     want <oid>
218         Indicates to the server an object which the client wants to
219         retrieve.  Wants can be anything and are not limited to
220         advertised objects.
221
222     have <oid>
223         Indicates to the server an object which the client has locally.
224         This allows the server to make a packfile which only contains
225         the objects that the client needs. Multiple 'have' lines can be
226         supplied.
227
228     done
229         Indicates to the server that negotiation should terminate (or
230         not even begin if performing a clone) and that the server should
231         use the information supplied in the request to construct the
232         packfile.
233
234     thin-pack
235         Request that a thin pack be sent, which is a pack with deltas
236         which reference base objects not contained within the pack (but
237         are known to exist at the receiving end). This can reduce the
238         network traffic significantly, but it requires the receiving end
239         to know how to "thicken" these packs by adding the missing bases
240         to the pack.
241
242     no-progress
243         Request that progress information that would normally be sent on
244         side-band channel 2, during the packfile transfer, should not be
245         sent.  However, the side-band channel 3 is still used for error
246         responses.
247
248     include-tag
249         Request that annotated tags should be sent if the objects they
250         point to are being sent.
251
252     ofs-delta
253         Indicate that the client understands PACKv2 with delta referring
254         to its base by position in pack rather than by an oid.  That is,
255         they can read OBJ_OFS_DELTA (aka type 6) in a packfile.
256
257 If the 'shallow' feature is advertised the following arguments can be
258 included in the clients request as well as the potential addition of the
259 'shallow-info' section in the server's response as explained below.
260
261     shallow <oid>
262         A client must notify the server of all commits for which it only
263         has shallow copies (meaning that it doesn't have the parents of
264         a commit) by supplying a 'shallow <oid>' line for each such
265         object so that the server is aware of the limitations of the
266         client's history.  This is so that the server is aware that the
267         client may not have all objects reachable from such commits.
268
269     deepen <depth>
270         Requests that the fetch/clone should be shallow having a commit
271         depth of <depth> relative to the remote side.
272
273     deepen-relative
274         Requests that the semantics of the "deepen" command be changed
275         to indicate that the depth requested is relative to the client's
276         current shallow boundary, instead of relative to the requested
277         commits.
278
279     deepen-since <timestamp>
280         Requests that the shallow clone/fetch should be cut at a
281         specific time, instead of depth.  Internally it's equivalent to
282         doing "git rev-list --max-age=<timestamp>". Cannot be used with
283         "deepen".
284
285     deepen-not <rev>
286         Requests that the shallow clone/fetch should be cut at a
287         specific revision specified by '<rev>', instead of a depth.
288         Internally it's equivalent of doing "git rev-list --not <rev>".
289         Cannot be used with "deepen", but can be used with
290         "deepen-since".
291
292 If the 'filter' feature is advertised, the following argument can be
293 included in the client's request:
294
295     filter <filter-spec>
296         Request that various objects from the packfile be omitted
297         using one of several filtering techniques. These are intended
298         for use with partial clone and partial fetch operations. See
299         `rev-list` for possible "filter-spec" values. When communicating
300         with other processes, senders SHOULD translate scaled integers
301         (e.g. "1k") into a fully-expanded form (e.g. "1024") to aid
302         interoperability with older receivers that may not understand
303         newly-invented scaling suffixes. However, receivers SHOULD
304         accept the following suffixes: 'k', 'm', and 'g' for 1024,
305         1048576, and 1073741824, respectively.
306
307 If the 'ref-in-want' feature is advertised, the following argument can
308 be included in the client's request as well as the potential addition of
309 the 'wanted-refs' section in the server's response as explained below.
310
311     want-ref <ref>
312         Indicates to the server that the client wants to retrieve a
313         particular ref, where <ref> is the full name of a ref on the
314         server.
315
316 If the 'sideband-all' feature is advertised, the following argument can be
317 included in the client's request:
318
319     sideband-all
320         Instruct the server to send the whole response multiplexed, not just
321         the packfile section. All non-flush and non-delim PKT-LINE in the
322         response (not only in the packfile section) will then start with a byte
323         indicating its sideband (1, 2, or 3), and the server may send "0005\2"
324         (a PKT-LINE of sideband 2 with no payload) as a keepalive packet.
325
326 The response of `fetch` is broken into a number of sections separated by
327 delimiter packets (0001), with each section beginning with its section
328 header.
329
330     output = *section
331     section = (acknowledgments | shallow-info | wanted-refs | packfile)
332               (flush-pkt | delim-pkt)
333
334     acknowledgments = PKT-LINE("acknowledgments" LF)
335                       (nak | *ack)
336                       (ready)
337     ready = PKT-LINE("ready" LF)
338     nak = PKT-LINE("NAK" LF)
339     ack = PKT-LINE("ACK" SP obj-id LF)
340
341     shallow-info = PKT-LINE("shallow-info" LF)
342                    *PKT-LINE((shallow | unshallow) LF)
343     shallow = "shallow" SP obj-id
344     unshallow = "unshallow" SP obj-id
345
346     wanted-refs = PKT-LINE("wanted-refs" LF)
347                   *PKT-LINE(wanted-ref LF)
348     wanted-ref = obj-id SP refname
349
350     packfile = PKT-LINE("packfile" LF)
351                *PKT-LINE(%x01-03 *%x00-ff)
352
353     acknowledgments section
354         * If the client determines that it is finished with negotiations
355           by sending a "done" line, the acknowledgments sections MUST be
356           omitted from the server's response.
357
358         * Always begins with the section header "acknowledgments"
359
360         * The server will respond with "NAK" if none of the object ids sent
361           as have lines were common.
362
363         * The server will respond with "ACK obj-id" for all of the
364           object ids sent as have lines which are common.
365
366         * A response cannot have both "ACK" lines as well as a "NAK"
367           line.
368
369         * The server will respond with a "ready" line indicating that
370           the server has found an acceptable common base and is ready to
371           make and send a packfile (which will be found in the packfile
372           section of the same response)
373
374         * If the server has found a suitable cut point and has decided
375           to send a "ready" line, then the server can decide to (as an
376           optimization) omit any "ACK" lines it would have sent during
377           its response.  This is because the server will have already
378           determined the objects it plans to send to the client and no
379           further negotiation is needed.
380
381     shallow-info section
382         * If the client has requested a shallow fetch/clone, a shallow
383           client requests a fetch or the server is shallow then the
384           server's response may include a shallow-info section.  The
385           shallow-info section will be included if (due to one of the
386           above conditions) the server needs to inform the client of any
387           shallow boundaries or adjustments to the clients already
388           existing shallow boundaries.
389
390         * Always begins with the section header "shallow-info"
391
392         * If a positive depth is requested, the server will compute the
393           set of commits which are no deeper than the desired depth.
394
395         * The server sends a "shallow obj-id" line for each commit whose
396           parents will not be sent in the following packfile.
397
398         * The server sends an "unshallow obj-id" line for each commit
399           which the client has indicated is shallow, but is no longer
400           shallow as a result of the fetch (due to its parents being
401           sent in the following packfile).
402
403         * The server MUST NOT send any "unshallow" lines for anything
404           which the client has not indicated was shallow as a part of
405           its request.
406
407         * This section is only included if a packfile section is also
408           included in the response.
409
410     wanted-refs section
411         * This section is only included if the client has requested a
412           ref using a 'want-ref' line and if a packfile section is also
413           included in the response.
414
415         * Always begins with the section header "wanted-refs".
416
417         * The server will send a ref listing ("<oid> <refname>") for
418           each reference requested using 'want-ref' lines.
419
420         * The server MUST NOT send any refs which were not requested
421           using 'want-ref' lines.
422
423     packfile section
424         * This section is only included if the client has sent 'want'
425           lines in its request and either requested that no more
426           negotiation be done by sending 'done' or if the server has
427           decided it has found a sufficient cut point to produce a
428           packfile.
429
430         * Always begins with the section header "packfile"
431
432         * The transmission of the packfile begins immediately after the
433           section header
434
435         * The data transfer of the packfile is always multiplexed, using
436           the same semantics of the 'side-band-64k' capability from
437           protocol version 1.  This means that each packet, during the
438           packfile data stream, is made up of a leading 4-byte pkt-line
439           length (typical of the pkt-line format), followed by a 1-byte
440           stream code, followed by the actual data.
441
442           The stream code can be one of:
443                 1 - pack data
444                 2 - progress messages
445                 3 - fatal error message just before stream aborts
446
447 server-option
448 ~~~~~~~~~~~~~
449
450 If advertised, indicates that any number of server specific options can be
451 included in a request.  This is done by sending each option as a
452 "server-option=<option>" capability line in the capability-list section of
453 a request.
454
455 The provided options must not contain a NUL or LF character.