git.oblomov.eu Git - git/blob - Documentation/technical/api-lockfile.txt

   1 lockfile API
   2 ============
   3
   4 The lockfile API serves two purposes:
   5
   6 * Mutual exclusion and atomic file updates. When we want to change a
   7   file, we create a lockfile `<filename>.lock`, write the new file
   8   contents into it, and then rename the lockfile to its final
   9   destination `<filename>`. We create the `<filename>.lock` file with
  10   `O_CREAT|O_EXCL` so that we can notice and fail if somebody else has
  11   already locked the file, then atomically rename the lockfile to its
  12   final destination to commit the changes and unlock the file.
  13
  14 * Automatic cruft removal. If the program exits after we lock a file
  15   but before the changes have been committed, we want to make sure
  16   that we remove the lockfile. This is done by remembering the
  17   lockfiles we have created in a linked list and setting up an
  18   `atexit(3)` handler and a signal handler that clean up the
  19   lockfiles. This mechanism ensures that outstanding lockfiles are
  20   cleaned up if the program exits (including when `die()` is called)
  21   or if the program dies on a signal.
  22
  23 Please note that lockfiles only block other writers. Readers do not
  24 block, but they are guaranteed to see either the old contents of the
  25 file or the new contents of the file (assuming that the filesystem
  26 implements `rename(2)` atomically).
  27
  28
  29 Calling sequence
  30 ----------------
  31
  32 The caller:
  33
  34 * Allocates a `struct lock_file` either as a static variable or on the
  35   heap, initialized to zeros. Once you use the structure to call the
  36   `hold_lock_file_*` family of functions, it belongs to the lockfile
  37   subsystem and its storage must remain valid throughout the life of
  38   the program (i.e. you cannot use an on-stack variable to hold this
  39   structure).
  40
  41 * Attempts to create a lockfile by passing that variable and the path
  42   of the final destination (e.g. `$GIT_DIR/index`) to
  43   `hold_lock_file_for_update` or `hold_lock_file_for_append`.
  44
  45 * Writes new content for the destination file by writing to the file
  46   descriptor returned by those functions (also available via
  47   `lock->fd`).
  48
  49 When finished writing, the caller can:
  50
  51 * Close the file descriptor and rename the lockfile to its final
  52   destination by calling `commit_lock_file` or `commit_lock_file_to`.
  53
  54 * Close the file descriptor and remove the lockfile by calling
  55   `rollback_lock_file`.
  56
  57 * Close the file descriptor without removing or renaming the lockfile
  58   by calling `close_lock_file`, and later call `commit_lock_file`,
  59   `commit_lock_file_to`, `rollback_lock_file`, or `reopen_lock_file`.
  60
  61 Even after the lockfile is committed or rolled back, the `lock_file`
  62 object must not be freed or altered by the caller. However, it may be
  63 reused; just pass it to another call of `hold_lock_file_for_update` or
  64 `hold_lock_file_for_append`.
  65
  66 If the program exits before you have called one of `commit_lock_file`,
  67 `commit_lock_file_to`, `rollback_lock_file`, or `close_lock_file`, an
  68 `atexit(3)` handler will close and remove the lockfile, rolling back
  69 any uncommitted changes.
  70
  71 If you need to close the file descriptor you obtained from a
  72 `hold_lock_file_*` function yourself, do so by calling
  73 `close_lock_file`. You should never call `close(2)` yourself!
  74 Otherwise the `struct lock_file` structure would still think that the
  75 file descriptor needs to be closed, and a commit or rollback would
  76 result in duplicate calls to `close(2)`. Worse yet, if you `close(2)`
  77 and then later open another file descriptor for a completely different
  78 purpose, then a commit or rollback might close that unrelated file
  79 descriptor.
  80
  81
  82 Error handling
  83 --------------
  84
  85 The `hold_lock_file_*` functions return a file descriptor on success
  86 or -1 on failure (unless `LOCK_DIE_ON_ERROR` is used; see below). On
  87 errors, `errno` describes the reason for failure. Errors can be
  88 reported by passing `errno` to one of the following helper functions:
  89
  90 unable_to_lock_message::
  91
  92         Append an appropriate error message to a `strbuf`.
  93
  94 unable_to_lock_error::
  95
  96         Emit an appropriate error message using `error()`.
  97
  98 unable_to_lock_die::
  99
 100         Emit an appropriate error message and `die()`.
 101
 102 Similarly, `commit_lock_file`, `commit_lock_file_to`, and
 103 `close_lock_file` return 0 on success. On failure they set `errno`
 104 appropriately, do their best to roll back the lockfile, and return -1.
 105
 106
 107 Flags
 108 -----
 109
 110 The following flags can be passed to `hold_lock_file_for_update` or
 111 `hold_lock_file_for_append`:
 112
 113 LOCK_NODEREF::
 114
 115         Usually symbolic links in the destination path are resolved
 116         and the lockfile is created by adding ".lock" to the resolved
 117         path. If `LOCK_NODEREF` is set, then the lockfile is created
 118         by adding ".lock" to the path argument itself. This option is
 119         used, for example, when locking a symbolic reference, which
 120         for backwards-compatibility reasons can be a symbolic link
 121         containing the name of the referred-to-reference.
 122
 123 LOCK_DIE_ON_ERROR::
 124
 125         If a lock is already taken for the file, `die()` with an error
 126         message. If this option is not specified, trying to lock a
 127         file that is already locked returns -1 to the caller.
 128
 129
 130 The functions
 131 -------------
 132
 133 hold_lock_file_for_update::
 134
 135         Take a pointer to `struct lock_file`, the path of the file to
 136         be locked (e.g. `$GIT_DIR/index`) and a flags argument (see
 137         above). Attempt to create a lockfile for the destination and
 138         return the file descriptor for writing to the file.
 139
 140 hold_lock_file_for_append::
 141
 142         Like `hold_lock_file_for_update`, but before returning copy
 143         the existing contents of the file (if any) to the lockfile and
 144         position its write pointer at the end of the file.
 145
 146 commit_lock_file::
 147
 148         Take a pointer to the `struct lock_file` initialized with an
 149         earlier call to `hold_lock_file_for_update` or
 150         `hold_lock_file_for_append`, close the file descriptor, and
 151         rename the lockfile to its final destination. Return 0 upon
 152         success. On failure, roll back the lock file and return -1,
 153         with `errno` set to the value from the failing call to
 154         `close(2)` or `rename(2)`. It is a bug to call
 155         `commit_lock_file` for a `lock_file` object that is not
 156         currently locked.
 157
 158 commit_lock_file_to::
 159
 160         Like `commit_lock_file()`, except that it takes an explicit
 161         `path` argument to which the lockfile should be renamed. The
 162         `path` must be on the same filesystem as the lock file.
 163
 164 rollback_lock_file::
 165
 166         Take a pointer to the `struct lock_file` initialized with an
 167         earlier call to `hold_lock_file_for_update` or
 168         `hold_lock_file_for_append`, close the file descriptor and
 169         remove the lockfile. It is a NOOP to call
 170         `rollback_lock_file()` for a `lock_file` object that has
 171         already been committed or rolled back.
 172
 173 close_lock_file::
 174
 175         Take a pointer to the `struct lock_file` initialized with an
 176         earlier call to `hold_lock_file_for_update` or
 177         `hold_lock_file_for_append`, and close the file descriptor.
 178         Return 0 upon success. On failure to `close(2)`, return a
 179         negative value and roll back the lock file. Usually
 180         `commit_lock_file`, `commit_lock_file_to`, or
 181         `rollback_lock_file` should eventually be called if
 182         `close_lock_file` succeeds.
 183
 184 reopen_lock_file::
 185
 186         Re-open a lockfile that has been closed (using
 187         `close_lock_file`) but not yet committed or rolled back. This
 188         can be used to implement a sequence of operations like the
 189         following:
 190
 191         * Lock file.
 192
 193         * Write new contents to lockfile, then `close_lock_file` to
 194           cause the contents to be written to disk.
 195
 196         * Pass the name of the lockfile to another program to allow it
 197           (and nobody else) to inspect the contents you wrote, while
 198           still holding the lock yourself.
 199
 200         * `reopen_lock_file` to reopen the lockfile. Make further
 201           updates to the contents.
 202
 203         * `commit_lock_file` to make the final version permanent.