The second batch
[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  * Permission bits
94  * ---------------
95  *
96  * If you call either `hold_lock_file_for_update_mode` or
97  * `hold_lock_file_for_update_timeout_mode`, you can specify a suggested
98  * mode for the underlying temporary file. Note that the file isn't
99  * guaranteed to have this exact mode, since it may be limited by either
100  * the umask, 'core.sharedRepository', or both. See `adjust_shared_perm`
101  * for more.
102  *
103  * Error handling
104  * --------------
105  *
106  * The `hold_lock_file_for_*()` functions return a file descriptor on
107  * success or -1 on failure (unless `LOCK_DIE_ON_ERROR` is used; see
108  * "flags" below). On errors, `errno` describes the reason for
109  * failure. Errors can be reported by passing `errno` to
110  * `unable_to_lock_message()` or `unable_to_lock_die()`.
111  *
112  * Similarly, `commit_lock_file`, `commit_lock_file_to`, and
113  * `close_lock_file` return 0 on success. On failure they set `errno`
114  * appropriately and return -1. The `commit` variants (but not `close`)
115  * do their best to delete the temporary file before returning.
116  */
117
118 #include "tempfile.h"
119
120 struct lock_file {
121         struct tempfile *tempfile;
122 };
123
124 #define LOCK_INIT { NULL }
125
126 /* String appended to a filename to derive the lockfile name: */
127 #define LOCK_SUFFIX ".lock"
128 #define LOCK_SUFFIX_LEN 5
129
130
131 /*
132  * Flags
133  * -----
134  *
135  * The following flags can be passed to `hold_lock_file_for_update()`.
136  */
137
138 /*
139  * If a lock is already taken for the file, `die()` with an error
140  * message. If this flag is not specified, trying to lock a file that
141  * is already locked silently returns -1 to the caller, or ...
142  */
143 #define LOCK_DIE_ON_ERROR 1
144
145 /*
146  * ... this flag can be passed instead to return -1 and give the usual
147  * error message upon an error.
148  */
149 #define LOCK_REPORT_ON_ERROR 4
150
151 /*
152  * Usually symbolic links in the destination path are resolved. This
153  * means that (1) the lockfile is created by adding ".lock" to the
154  * resolved path, and (2) upon commit, the resolved path is
155  * overwritten. However, if `LOCK_NO_DEREF` is set, then the lockfile
156  * is created by adding ".lock" to the path argument itself. This
157  * option is used, for example, when detaching a symbolic reference,
158  * which for backwards-compatibility reasons, can be a symbolic link
159  * containing the name of the referred-to-reference.
160  */
161 #define LOCK_NO_DEREF 2
162
163 /*
164  * Attempt to create a lockfile for the file at `path` and return a
165  * file descriptor for writing to it, or -1 on error. If the file is
166  * currently locked, retry with quadratic backoff for at least
167  * timeout_ms milliseconds. If timeout_ms is 0, try exactly once; if
168  * timeout_ms is -1, retry indefinitely. The flags argument, error
169  * handling, and mode are described above.
170  */
171 int hold_lock_file_for_update_timeout_mode(
172                 struct lock_file *lk, const char *path,
173                 int flags, long timeout_ms, int mode);
174
175 static inline int hold_lock_file_for_update_timeout(
176                 struct lock_file *lk, const char *path,
177                 int flags, long timeout_ms)
178 {
179         return hold_lock_file_for_update_timeout_mode(lk, path, flags,
180                                                       timeout_ms, 0666);
181 }
182
183 /*
184  * Attempt to create a lockfile for the file at `path` and return a
185  * file descriptor for writing to it, or -1 on error. The flags
186  * argument and error handling are described above.
187  */
188 static inline int hold_lock_file_for_update(
189                 struct lock_file *lk, const char *path,
190                 int flags)
191 {
192         return hold_lock_file_for_update_timeout(lk, path, flags, 0);
193 }
194
195 static inline int hold_lock_file_for_update_mode(
196                 struct lock_file *lk, const char *path,
197                 int flags, int mode)
198 {
199         return hold_lock_file_for_update_timeout_mode(lk, path, flags, 0, mode);
200 }
201
202 /*
203  * Return a nonzero value iff `lk` is currently locked.
204  */
205 static inline int is_lock_file_locked(struct lock_file *lk)
206 {
207         return is_tempfile_active(lk->tempfile);
208 }
209
210 /*
211  * Append an appropriate error message to `buf` following the failure
212  * of `hold_lock_file_for_update()` to lock `path`. `err` should be the
213  * `errno` set by the failing call.
214  */
215 void unable_to_lock_message(const char *path, int err,
216                             struct strbuf *buf);
217
218 /*
219  * Emit an appropriate error message and `die()` following the failure
220  * of `hold_lock_file_for_update()` to lock `path`. `err` should be the
221  * `errno` set by the failing
222  * call.
223  */
224 NORETURN void unable_to_lock_die(const char *path, int err);
225
226 /*
227  * Associate a stdio stream with the lockfile (which must still be
228  * open). Return `NULL` (*without* rolling back the lockfile) on
229  * error. The stream is closed automatically when
230  * `close_lock_file_gently()` is called or when the file is committed or
231  * rolled back.
232  */
233 static inline FILE *fdopen_lock_file(struct lock_file *lk, const char *mode)
234 {
235         return fdopen_tempfile(lk->tempfile, mode);
236 }
237
238 /*
239  * Return the path of the lockfile. The return value is a pointer to a
240  * field within the lock_file object and should not be freed.
241  */
242 static inline const char *get_lock_file_path(struct lock_file *lk)
243 {
244         return get_tempfile_path(lk->tempfile);
245 }
246
247 static inline int get_lock_file_fd(struct lock_file *lk)
248 {
249         return get_tempfile_fd(lk->tempfile);
250 }
251
252 static inline FILE *get_lock_file_fp(struct lock_file *lk)
253 {
254         return get_tempfile_fp(lk->tempfile);
255 }
256
257 /*
258  * Return the path of the file that is locked by the specified
259  * lock_file object. The caller must free the memory.
260  */
261 char *get_locked_file_path(struct lock_file *lk);
262
263 /*
264  * If the lockfile is still open, close it (and the file pointer if it
265  * has been opened using `fdopen_lock_file()`) without renaming the
266  * lockfile over the file being locked. Return 0 upon success. On
267  * failure to `close(2)`, return a negative value (the lockfile is not
268  * rolled back). Usually `commit_lock_file()`, `commit_lock_file_to()`,
269  * or `rollback_lock_file()` should eventually be called.
270  */
271 static inline int close_lock_file_gently(struct lock_file *lk)
272 {
273         return close_tempfile_gently(lk->tempfile);
274 }
275
276 /*
277  * Re-open a lockfile that has been closed using `close_lock_file_gently()`
278  * but not yet committed or rolled back. This can be used to implement
279  * a sequence of operations like the following:
280  *
281  * * Lock file.
282  *
283  * * Write new contents to lockfile, then `close_lock_file_gently()` to
284  *   cause the contents to be written to disk.
285  *
286  * * Pass the name of the lockfile to another program to allow it (and
287  *   nobody else) to inspect the contents you wrote, while still
288  *   holding the lock yourself.
289  *
290  * * `reopen_lock_file()` to reopen the lockfile, truncating the existing
291  *   contents. Write out the new contents.
292  *
293  * * `commit_lock_file()` to make the final version permanent.
294  */
295 static inline int reopen_lock_file(struct lock_file *lk)
296 {
297         return reopen_tempfile(lk->tempfile);
298 }
299
300 /*
301  * Commit the change represented by `lk`: close the file descriptor
302  * and/or file pointer if they are still open and rename the lockfile
303  * to its final destination. Return 0 upon success. On failure, roll
304  * back the lock file and return -1, with `errno` set to the value
305  * from the failing call to `close(2)` or `rename(2)`. It is a bug to
306  * call `commit_lock_file()` for a `lock_file` object that is not
307  * currently locked.
308  */
309 int commit_lock_file(struct lock_file *lk);
310
311 /*
312  * Like `commit_lock_file()`, but rename the lockfile to the provided
313  * `path`. `path` must be on the same filesystem as the lock file.
314  */
315 static inline int commit_lock_file_to(struct lock_file *lk, const char *path)
316 {
317         return rename_tempfile(&lk->tempfile, path);
318 }
319
320 /*
321  * Roll back `lk`: close the file descriptor and/or file pointer and
322  * remove the lockfile. It is a NOOP to call `rollback_lock_file()`
323  * for a `lock_file` object that has already been committed or rolled
324  * back.
325  */
326 static inline void rollback_lock_file(struct lock_file *lk)
327 {
328         delete_tempfile(&lk->tempfile);
329 }
330
331 #endif /* LOCKFILE_H */