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[git] / lockfile.h
1 #ifndef LOCKFILE_H
2 #define LOCKFILE_H
3
4 /*
5  * File write-locks as used by Git.
6  *
7  * The lockfile API serves two purposes:
8  *
9  * * Mutual exclusion and atomic file updates. When we want to change
10  *   a file, we create a lockfile `<filename>.lock`, write the new
11  *   file contents into it, and then rename the lockfile to its final
12  *   destination `<filename>`. We create the `<filename>.lock` file
13  *   with `O_CREAT|O_EXCL` so that we can notice and fail if somebody
14  *   else has already locked the file, then atomically rename the
15  *   lockfile to its final destination to commit the changes and
16  *   unlock the file.
17  *
18  * * Automatic cruft removal. If the program exits after we lock a
19  *   file but before the changes have been committed, we want to make
20  *   sure that we remove the lockfile. This is done by remembering the
21  *   lockfiles we have created in a linked list and setting up an
22  *   `atexit(3)` handler and a signal handler that clean up the
23  *   lockfiles. This mechanism ensures that outstanding lockfiles are
24  *   cleaned up if the program exits (including when `die()` is
25  *   called) or if the program is terminated by a signal.
26  *
27  * Please note that lockfiles only block other writers. Readers do not
28  * block, but they are guaranteed to see either the old contents of
29  * the file or the new contents of the file (assuming that the
30  * filesystem implements `rename(2)` atomically).
31  *
32  * Most of the heavy lifting is done by the tempfile module (see
33  * "tempfile.h").
34  *
35  * Calling sequence
36  * ----------------
37  *
38  * The caller:
39  *
40  * * Allocates a `struct lock_file` with whatever storage duration you
41  *   desire. The struct does not have to be initialized before being
42  *   used, but it is good practice to do so using by setting it to
43  *   all-zeros (or using the LOCK_INIT macro). This puts the object in a
44  *   consistent state that allows you to call rollback_lock_file() even
45  *   if the lock was never taken (in which case it is a noop).
46  *
47  * * Attempts to create a lockfile by calling `hold_lock_file_for_update()`.
48  *
49  * * Writes new content for the destination file by either:
50  *
51  *   * writing to the file descriptor returned by the
52  *     `hold_lock_file_for_*()` functions (also available via
53  *     `lock->fd`).
54  *
55  *   * calling `fdopen_lock_file()` to get a `FILE` pointer for the
56  *     open file and writing to the file using stdio.
57  *
58  *   Note that the file descriptor returned by hold_lock_file_for_update()
59  *   is marked O_CLOEXEC, so the new contents must be written by the
60  *   current process, not a spawned one.
61  *
62  * When finished writing, the caller can:
63  *
64  * * Close the file descriptor and rename the lockfile to its final
65  *   destination by calling `commit_lock_file()` or
66  *   `commit_lock_file_to()`.
67  *
68  * * Close the file descriptor and remove the lockfile by calling
69  *   `rollback_lock_file()`.
70  *
71  * * Close the file descriptor without removing or renaming the
72  *   lockfile by calling `close_lock_file_gently()`, and later call
73  *   `commit_lock_file()`, `commit_lock_file_to()`,
74  *   `rollback_lock_file()`, or `reopen_lock_file()`.
75  *
76  * After the lockfile is committed or rolled back, the `lock_file`
77  * object can be discarded or reused.
78  *
79  * If the program exits before `commit_lock_file()`,
80  * `commit_lock_file_to()`, or `rollback_lock_file()` is called, the
81  * tempfile module will close and remove the lockfile, thereby rolling
82  * back any uncommitted changes.
83  *
84  * If you need to close the file descriptor you obtained from a
85  * `hold_lock_file_for_*()` function yourself, do so by calling
86  * `close_lock_file_gently()`. See "tempfile.h" for more information.
87  *
88  *
89  * Under the covers, a lockfile is just a tempfile with a few helper
90  * functions. In particular, the state diagram and the cleanup
91  * machinery are all implemented in the tempfile module.
92  *
93  *
94  * Error handling
95  * --------------
96  *
97  * The `hold_lock_file_for_*()` functions return a file descriptor on
98  * success or -1 on failure (unless `LOCK_DIE_ON_ERROR` is used; see
99  * "flags" below). On errors, `errno` describes the reason for
100  * failure. Errors can be reported by passing `errno` to
101  * `unable_to_lock_message()` or `unable_to_lock_die()`.
102  *
103  * Similarly, `commit_lock_file`, `commit_lock_file_to`, and
104  * `close_lock_file` return 0 on success. On failure they set `errno`
105  * appropriately and return -1. The `commit` variants (but not `close`)
106  * do their best to delete the temporary file before returning.
107  */
108
109 #include "tempfile.h"
110
111 struct lock_file {
112         struct tempfile *tempfile;
113 };
114
115 #define LOCK_INIT { NULL }
116
117 /* String appended to a filename to derive the lockfile name: */
118 #define LOCK_SUFFIX ".lock"
119 #define LOCK_SUFFIX_LEN 5
120
121
122 /*
123  * Flags
124  * -----
125  *
126  * The following flags can be passed to `hold_lock_file_for_update()`.
127  */
128
129 /*
130  * If a lock is already taken for the file, `die()` with an error
131  * message. If this flag is not specified, trying to lock a file that
132  * is already locked silently returns -1 to the caller, or ...
133  */
134 #define LOCK_DIE_ON_ERROR 1
135
136 /*
137  * ... this flag can be passed instead to return -1 and give the usual
138  * error message upon an error.
139  */
140 #define LOCK_REPORT_ON_ERROR 4
141
142 /*
143  * Usually symbolic links in the destination path are resolved. This
144  * means that (1) the lockfile is created by adding ".lock" to the
145  * resolved path, and (2) upon commit, the resolved path is
146  * overwritten. However, if `LOCK_NO_DEREF` is set, then the lockfile
147  * is created by adding ".lock" to the path argument itself. This
148  * option is used, for example, when detaching a symbolic reference,
149  * which for backwards-compatibility reasons, can be a symbolic link
150  * containing the name of the referred-to-reference.
151  */
152 #define LOCK_NO_DEREF 2
153
154 /*
155  * Attempt to create a lockfile for the file at `path` and return a
156  * file descriptor for writing to it, or -1 on error. If the file is
157  * currently locked, retry with quadratic backoff for at least
158  * timeout_ms milliseconds. If timeout_ms is 0, try exactly once; if
159  * timeout_ms is -1, retry indefinitely. The flags argument and error
160  * handling are described above.
161  */
162 extern int hold_lock_file_for_update_timeout(
163                 struct lock_file *lk, const char *path,
164                 int flags, long timeout_ms);
165
166 /*
167  * Attempt to create a lockfile for the file at `path` and return a
168  * file descriptor for writing to it, or -1 on error. The flags
169  * argument and error handling are described above.
170  */
171 static inline int hold_lock_file_for_update(
172                 struct lock_file *lk, const char *path,
173                 int flags)
174 {
175         return hold_lock_file_for_update_timeout(lk, path, flags, 0);
176 }
177
178 /*
179  * Return a nonzero value iff `lk` is currently locked.
180  */
181 static inline int is_lock_file_locked(struct lock_file *lk)
182 {
183         return is_tempfile_active(lk->tempfile);
184 }
185
186 /*
187  * Append an appropriate error message to `buf` following the failure
188  * of `hold_lock_file_for_update()` to lock `path`. `err` should be the
189  * `errno` set by the failing call.
190  */
191 extern void unable_to_lock_message(const char *path, int err,
192                                    struct strbuf *buf);
193
194 /*
195  * Emit an appropriate error message and `die()` following the failure
196  * of `hold_lock_file_for_update()` to lock `path`. `err` should be the
197  * `errno` set by the failing
198  * call.
199  */
200 extern NORETURN void unable_to_lock_die(const char *path, int err);
201
202 /*
203  * Associate a stdio stream with the lockfile (which must still be
204  * open). Return `NULL` (*without* rolling back the lockfile) on
205  * error. The stream is closed automatically when
206  * `close_lock_file_gently()` is called or when the file is committed or
207  * rolled back.
208  */
209 static inline FILE *fdopen_lock_file(struct lock_file *lk, const char *mode)
210 {
211         return fdopen_tempfile(lk->tempfile, mode);
212 }
213
214 /*
215  * Return the path of the lockfile. The return value is a pointer to a
216  * field within the lock_file object and should not be freed.
217  */
218 static inline const char *get_lock_file_path(struct lock_file *lk)
219 {
220         return get_tempfile_path(lk->tempfile);
221 }
222
223 static inline int get_lock_file_fd(struct lock_file *lk)
224 {
225         return get_tempfile_fd(lk->tempfile);
226 }
227
228 static inline FILE *get_lock_file_fp(struct lock_file *lk)
229 {
230         return get_tempfile_fp(lk->tempfile);
231 }
232
233 /*
234  * Return the path of the file that is locked by the specified
235  * lock_file object. The caller must free the memory.
236  */
237 extern char *get_locked_file_path(struct lock_file *lk);
238
239 /*
240  * If the lockfile is still open, close it (and the file pointer if it
241  * has been opened using `fdopen_lock_file()`) without renaming the
242  * lockfile over the file being locked. Return 0 upon success. On
243  * failure to `close(2)`, return a negative value (the lockfile is not
244  * rolled back). Usually `commit_lock_file()`, `commit_lock_file_to()`,
245  * or `rollback_lock_file()` should eventually be called.
246  */
247 static inline int close_lock_file_gently(struct lock_file *lk)
248 {
249         return close_tempfile_gently(lk->tempfile);
250 }
251
252 /*
253  * Re-open a lockfile that has been closed using `close_lock_file_gently()`
254  * but not yet committed or rolled back. This can be used to implement
255  * a sequence of operations like the following:
256  *
257  * * Lock file.
258  *
259  * * Write new contents to lockfile, then `close_lock_file_gently()` to
260  *   cause the contents to be written to disk.
261  *
262  * * Pass the name of the lockfile to another program to allow it (and
263  *   nobody else) to inspect the contents you wrote, while still
264  *   holding the lock yourself.
265  *
266  * * `reopen_lock_file()` to reopen the lockfile. Make further updates
267  *   to the contents.
268  *
269  * * `commit_lock_file()` to make the final version permanent.
270  */
271 static inline int reopen_lock_file(struct lock_file *lk)
272 {
273         return reopen_tempfile(lk->tempfile);
274 }
275
276 /*
277  * Commit the change represented by `lk`: close the file descriptor
278  * and/or file pointer if they are still open and rename the lockfile
279  * to its final destination. Return 0 upon success. On failure, roll
280  * back the lock file and return -1, with `errno` set to the value
281  * from the failing call to `close(2)` or `rename(2)`. It is a bug to
282  * call `commit_lock_file()` for a `lock_file` object that is not
283  * currently locked.
284  */
285 extern int commit_lock_file(struct lock_file *lk);
286
287 /*
288  * Like `commit_lock_file()`, but rename the lockfile to the provided
289  * `path`. `path` must be on the same filesystem as the lock file.
290  */
291 static inline int commit_lock_file_to(struct lock_file *lk, const char *path)
292 {
293         return rename_tempfile(&lk->tempfile, path);
294 }
295
296 /*
297  * Roll back `lk`: close the file descriptor and/or file pointer and
298  * remove the lockfile. It is a NOOP to call `rollback_lock_file()`
299  * for a `lock_file` object that has already been committed or rolled
300  * back.
301  */
302 static inline void rollback_lock_file(struct lock_file *lk)
303 {
304         delete_tempfile(&lk->tempfile);
305 }
306
307 #endif /* LOCKFILE_H */