The second batch
[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   * '0002' Response End Packet (response-end-pkt) - indicates the end of a
37     response for stateless connections
38
39 Initial Client Request
40 ----------------------
41
42 In general a client can request to speak protocol v2 by sending
43 `version=2` through the respective side-channel for the transport being
44 used which inevitably sets `GIT_PROTOCOL`.  More information can be
45 found in `pack-protocol.txt` and `http-protocol.txt`.  In all cases the
46 response from the server is the capability advertisement.
47
48 Git Transport
49 ~~~~~~~~~~~~~
50
51 When using the git:// transport, you can request to use protocol v2 by
52 sending "version=2" as an extra parameter:
53
54    003egit-upload-pack /project.git\0host=myserver.com\0\0version=2\0
55
56 SSH and File Transport
57 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
58
59 When using either the ssh:// or file:// transport, the GIT_PROTOCOL
60 environment variable must be set explicitly to include "version=2".
61
62 HTTP Transport
63 ~~~~~~~~~~~~~~
64
65 When using the http:// or https:// transport a client makes a "smart"
66 info/refs request as described in `http-protocol.txt` and requests that
67 v2 be used by supplying "version=2" in the `Git-Protocol` header.
68
69    C: GET $GIT_URL/info/refs?service=git-upload-pack HTTP/1.0
70    C: Git-Protocol: version=2
71
72 A v2 server would reply:
73
74    S: 200 OK
75    S: <Some headers>
76    S: ...
77    S:
78    S: 000eversion 2\n
79    S: <capability-advertisement>
80
81 Subsequent requests are then made directly to the service
82 `$GIT_URL/git-upload-pack`. (This works the same for git-receive-pack).
83
84 Capability Advertisement
85 ------------------------
86
87 A server which decides to communicate (based on a request from a client)
88 using protocol version 2, notifies the client by sending a version string
89 in its initial response followed by an advertisement of its capabilities.
90 Each capability is a key with an optional value.  Clients must ignore all
91 unknown keys.  Semantics of unknown values are left to the definition of
92 each key.  Some capabilities will describe commands which can be requested
93 to be executed by the client.
94
95     capability-advertisement = protocol-version
96                                capability-list
97                                flush-pkt
98
99     protocol-version = PKT-LINE("version 2" LF)
100     capability-list = *capability
101     capability = PKT-LINE(key[=value] LF)
102
103     key = 1*(ALPHA | DIGIT | "-_")
104     value = 1*(ALPHA | DIGIT | " -_.,?\/{}[]()<>!@#$%^&*+=:;")
105
106 Command Request
107 ---------------
108
109 After receiving the capability advertisement, a client can then issue a
110 request to select the command it wants with any particular capabilities
111 or arguments.  There is then an optional section where the client can
112 provide any command specific parameters or queries.  Only a single
113 command can be requested at a time.
114
115     request = empty-request | command-request
116     empty-request = flush-pkt
117     command-request = command
118                       capability-list
119                       [command-args]
120                       flush-pkt
121     command = PKT-LINE("command=" key LF)
122     command-args = delim-pkt
123                    *command-specific-arg
124
125     command-specific-args are packet line framed arguments defined by
126     each individual command.
127
128 The server will then check to ensure that the client's request is
129 comprised of a valid command as well as valid capabilities which were
130 advertised.  If the request is valid the server will then execute the
131 command.  A server MUST wait till it has received the client's entire
132 request before issuing a response.  The format of the response is
133 determined by the command being executed, but in all cases a flush-pkt
134 indicates the end of the response.
135
136 When a command has finished, and the client has received the entire
137 response from the server, a client can either request that another
138 command be executed or can terminate the connection.  A client may
139 optionally send an empty request consisting of just a flush-pkt to
140 indicate that no more requests will be made.
141
142 Capabilities
143 ------------
144
145 There are two different types of capabilities: normal capabilities,
146 which can be used to convey information or alter the behavior of a
147 request, and commands, which are the core actions that a client wants to
148 perform (fetch, push, etc).
149
150 Protocol version 2 is stateless by default.  This means that all commands
151 must only last a single round and be stateless from the perspective of the
152 server side, unless the client has requested a capability indicating that
153 state should be maintained by the server.  Clients MUST NOT require state
154 management on the server side in order to function correctly.  This
155 permits simple round-robin load-balancing on the server side, without
156 needing to worry about state management.
157
158 agent
159 ~~~~~
160
161 The server can advertise the `agent` capability with a value `X` (in the
162 form `agent=X`) to notify the client that the server is running version
163 `X`.  The client may optionally send its own agent string by including
164 the `agent` capability with a value `Y` (in the form `agent=Y`) in its
165 request to the server (but it MUST NOT do so if the server did not
166 advertise the agent capability). The `X` and `Y` strings may contain any
167 printable ASCII characters except space (i.e., the byte range 32 < x <
168 127), and are typically of the form "package/version" (e.g.,
169 "git/1.8.3.1"). The agent strings are purely informative for statistics
170 and debugging purposes, and MUST NOT be used to programmatically assume
171 the presence or absence of particular features.
172
173 ls-refs
174 ~~~~~~~
175
176 `ls-refs` is the command used to request a reference advertisement in v2.
177 Unlike the current reference advertisement, ls-refs takes in arguments
178 which can be used to limit the refs sent from the server.
179
180 Additional features not supported in the base command will be advertised
181 as the value of the command in the capability advertisement in the form
182 of a space separated list of features: "<command>=<feature 1> <feature 2>"
183
184 ls-refs takes in the following arguments:
185
186     symrefs
187         In addition to the object pointed by it, show the underlying ref
188         pointed by it when showing a symbolic ref.
189     peel
190         Show peeled tags.
191     ref-prefix <prefix>
192         When specified, only references having a prefix matching one of
193         the provided prefixes are displayed.
194
195 If the 'unborn' feature is advertised the following argument can be
196 included in the client's request.
197
198     unborn
199         The server will send information about HEAD even if it is a symref
200         pointing to an unborn branch in the form "unborn HEAD
201         symref-target:<target>".
202
203 The output of ls-refs is as follows:
204
205     output = *ref
206              flush-pkt
207     obj-id-or-unborn = (obj-id | "unborn")
208     ref = PKT-LINE(obj-id-or-unborn SP refname *(SP ref-attribute) LF)
209     ref-attribute = (symref | peeled)
210     symref = "symref-target:" symref-target
211     peeled = "peeled:" obj-id
212
213 fetch
214 ~~~~~
215
216 `fetch` is the command used to fetch a packfile in v2.  It can be looked
217 at as a modified version of the v1 fetch where the ref-advertisement is
218 stripped out (since the `ls-refs` command fills that role) and the
219 message format is tweaked to eliminate redundancies and permit easy
220 addition of future extensions.
221
222 Additional features not supported in the base command will be advertised
223 as the value of the command in the capability advertisement in the form
224 of a space separated list of features: "<command>=<feature 1> <feature 2>"
225
226 A `fetch` request can take the following arguments:
227
228     want <oid>
229         Indicates to the server an object which the client wants to
230         retrieve.  Wants can be anything and are not limited to
231         advertised objects.
232
233     have <oid>
234         Indicates to the server an object which the client has locally.
235         This allows the server to make a packfile which only contains
236         the objects that the client needs. Multiple 'have' lines can be
237         supplied.
238
239     done
240         Indicates to the server that negotiation should terminate (or
241         not even begin if performing a clone) and that the server should
242         use the information supplied in the request to construct the
243         packfile.
244
245     thin-pack
246         Request that a thin pack be sent, which is a pack with deltas
247         which reference base objects not contained within the pack (but
248         are known to exist at the receiving end). This can reduce the
249         network traffic significantly, but it requires the receiving end
250         to know how to "thicken" these packs by adding the missing bases
251         to the pack.
252
253     no-progress
254         Request that progress information that would normally be sent on
255         side-band channel 2, during the packfile transfer, should not be
256         sent.  However, the side-band channel 3 is still used for error
257         responses.
258
259     include-tag
260         Request that annotated tags should be sent if the objects they
261         point to are being sent.
262
263     ofs-delta
264         Indicate that the client understands PACKv2 with delta referring
265         to its base by position in pack rather than by an oid.  That is,
266         they can read OBJ_OFS_DELTA (aka type 6) in a packfile.
267
268 If the 'shallow' feature is advertised the following arguments can be
269 included in the clients request as well as the potential addition of the
270 'shallow-info' section in the server's response as explained below.
271
272     shallow <oid>
273         A client must notify the server of all commits for which it only
274         has shallow copies (meaning that it doesn't have the parents of
275         a commit) by supplying a 'shallow <oid>' line for each such
276         object so that the server is aware of the limitations of the
277         client's history.  This is so that the server is aware that the
278         client may not have all objects reachable from such commits.
279
280     deepen <depth>
281         Requests that the fetch/clone should be shallow having a commit
282         depth of <depth> relative to the remote side.
283
284     deepen-relative
285         Requests that the semantics of the "deepen" command be changed
286         to indicate that the depth requested is relative to the client's
287         current shallow boundary, instead of relative to the requested
288         commits.
289
290     deepen-since <timestamp>
291         Requests that the shallow clone/fetch should be cut at a
292         specific time, instead of depth.  Internally it's equivalent to
293         doing "git rev-list --max-age=<timestamp>". Cannot be used with
294         "deepen".
295
296     deepen-not <rev>
297         Requests that the shallow clone/fetch should be cut at a
298         specific revision specified by '<rev>', instead of a depth.
299         Internally it's equivalent of doing "git rev-list --not <rev>".
300         Cannot be used with "deepen", but can be used with
301         "deepen-since".
302
303 If the 'filter' feature is advertised, the following argument can be
304 included in the client's request:
305
306     filter <filter-spec>
307         Request that various objects from the packfile be omitted
308         using one of several filtering techniques. These are intended
309         for use with partial clone and partial fetch operations. See
310         `rev-list` for possible "filter-spec" values. When communicating
311         with other processes, senders SHOULD translate scaled integers
312         (e.g. "1k") into a fully-expanded form (e.g. "1024") to aid
313         interoperability with older receivers that may not understand
314         newly-invented scaling suffixes. However, receivers SHOULD
315         accept the following suffixes: 'k', 'm', and 'g' for 1024,
316         1048576, and 1073741824, respectively.
317
318 If the 'ref-in-want' feature is advertised, the following argument can
319 be included in the client's request as well as the potential addition of
320 the 'wanted-refs' section in the server's response as explained below.
321
322     want-ref <ref>
323         Indicates to the server that the client wants to retrieve a
324         particular ref, where <ref> is the full name of a ref on the
325         server.
326
327 If the 'sideband-all' feature is advertised, the following argument can be
328 included in the client's request:
329
330     sideband-all
331         Instruct the server to send the whole response multiplexed, not just
332         the packfile section. All non-flush and non-delim PKT-LINE in the
333         response (not only in the packfile section) will then start with a byte
334         indicating its sideband (1, 2, or 3), and the server may send "0005\2"
335         (a PKT-LINE of sideband 2 with no payload) as a keepalive packet.
336
337 If the 'packfile-uris' feature is advertised, the following argument
338 can be included in the client's request as well as the potential
339 addition of the 'packfile-uris' section in the server's response as
340 explained below.
341
342     packfile-uris <comma-separated list of protocols>
343         Indicates to the server that the client is willing to receive
344         URIs of any of the given protocols in place of objects in the
345         sent packfile. Before performing the connectivity check, the
346         client should download from all given URIs. Currently, the
347         protocols supported are "http" and "https".
348
349 If the 'wait-for-done' feature is advertised, the following argument
350 can be included in the client's request.
351
352     wait-for-done
353         Indicates to the server that it should never send "ready", but
354         should wait for the client to say "done" before sending the
355         packfile.
356
357 The response of `fetch` is broken into a number of sections separated by
358 delimiter packets (0001), with each section beginning with its section
359 header. Most sections are sent only when the packfile is sent.
360
361     output = acknowledgements flush-pkt |
362              [acknowledgments delim-pkt] [shallow-info delim-pkt]
363              [wanted-refs delim-pkt] [packfile-uris delim-pkt]
364              packfile flush-pkt
365
366     acknowledgments = PKT-LINE("acknowledgments" LF)
367                       (nak | *ack)
368                       (ready)
369     ready = PKT-LINE("ready" LF)
370     nak = PKT-LINE("NAK" LF)
371     ack = PKT-LINE("ACK" SP obj-id LF)
372
373     shallow-info = PKT-LINE("shallow-info" LF)
374                    *PKT-LINE((shallow | unshallow) LF)
375     shallow = "shallow" SP obj-id
376     unshallow = "unshallow" SP obj-id
377
378     wanted-refs = PKT-LINE("wanted-refs" LF)
379                   *PKT-LINE(wanted-ref LF)
380     wanted-ref = obj-id SP refname
381
382     packfile-uris = PKT-LINE("packfile-uris" LF) *packfile-uri
383     packfile-uri = PKT-LINE(40*(HEXDIGIT) SP *%x20-ff LF)
384
385     packfile = PKT-LINE("packfile" LF)
386                *PKT-LINE(%x01-03 *%x00-ff)
387
388     acknowledgments section
389         * If the client determines that it is finished with negotiations by
390           sending a "done" line (thus requiring the server to send a packfile),
391           the acknowledgments sections MUST be omitted from the server's
392           response.
393
394         * Always begins with the section header "acknowledgments"
395
396         * The server will respond with "NAK" if none of the object ids sent
397           as have lines were common.
398
399         * The server will respond with "ACK obj-id" for all of the
400           object ids sent as have lines which are common.
401
402         * A response cannot have both "ACK" lines as well as a "NAK"
403           line.
404
405         * The server will respond with a "ready" line indicating that
406           the server has found an acceptable common base and is ready to
407           make and send a packfile (which will be found in the packfile
408           section of the same response)
409
410         * If the server has found a suitable cut point and has decided
411           to send a "ready" line, then the server can decide to (as an
412           optimization) omit any "ACK" lines it would have sent during
413           its response.  This is because the server will have already
414           determined the objects it plans to send to the client and no
415           further negotiation is needed.
416
417     shallow-info section
418         * If the client has requested a shallow fetch/clone, a shallow
419           client requests a fetch or the server is shallow then the
420           server's response may include a shallow-info section.  The
421           shallow-info section will be included if (due to one of the
422           above conditions) the server needs to inform the client of any
423           shallow boundaries or adjustments to the clients already
424           existing shallow boundaries.
425
426         * Always begins with the section header "shallow-info"
427
428         * If a positive depth is requested, the server will compute the
429           set of commits which are no deeper than the desired depth.
430
431         * The server sends a "shallow obj-id" line for each commit whose
432           parents will not be sent in the following packfile.
433
434         * The server sends an "unshallow obj-id" line for each commit
435           which the client has indicated is shallow, but is no longer
436           shallow as a result of the fetch (due to its parents being
437           sent in the following packfile).
438
439         * The server MUST NOT send any "unshallow" lines for anything
440           which the client has not indicated was shallow as a part of
441           its request.
442
443     wanted-refs section
444         * This section is only included if the client has requested a
445           ref using a 'want-ref' line and if a packfile section is also
446           included in the response.
447
448         * Always begins with the section header "wanted-refs".
449
450         * The server will send a ref listing ("<oid> <refname>") for
451           each reference requested using 'want-ref' lines.
452
453         * The server MUST NOT send any refs which were not requested
454           using 'want-ref' lines.
455
456     packfile-uris section
457         * This section is only included if the client sent
458           'packfile-uris' and the server has at least one such URI to
459           send.
460
461         * Always begins with the section header "packfile-uris".
462
463         * For each URI the server sends, it sends a hash of the pack's
464           contents (as output by git index-pack) followed by the URI.
465
466         * The hashes are 40 hex characters long. When Git upgrades to a new
467           hash algorithm, this might need to be updated. (It should match
468           whatever index-pack outputs after "pack\t" or "keep\t".
469
470     packfile section
471         * This section is only included if the client has sent 'want'
472           lines in its request and either requested that no more
473           negotiation be done by sending 'done' or if the server has
474           decided it has found a sufficient cut point to produce a
475           packfile.
476
477         * Always begins with the section header "packfile"
478
479         * The transmission of the packfile begins immediately after the
480           section header
481
482         * The data transfer of the packfile is always multiplexed, using
483           the same semantics of the 'side-band-64k' capability from
484           protocol version 1.  This means that each packet, during the
485           packfile data stream, is made up of a leading 4-byte pkt-line
486           length (typical of the pkt-line format), followed by a 1-byte
487           stream code, followed by the actual data.
488
489           The stream code can be one of:
490                 1 - pack data
491                 2 - progress messages
492                 3 - fatal error message just before stream aborts
493
494 server-option
495 ~~~~~~~~~~~~~
496
497 If advertised, indicates that any number of server specific options can be
498 included in a request.  This is done by sending each option as a
499 "server-option=<option>" capability line in the capability-list section of
500 a request.
501
502 The provided options must not contain a NUL or LF character.
503
504  object-format
505 ~~~~~~~~~~~~~~~
506
507 The server can advertise the `object-format` capability with a value `X` (in the
508 form `object-format=X`) to notify the client that the server is able to deal
509 with objects using hash algorithm X.  If not specified, the server is assumed to
510 only handle SHA-1.  If the client would like to use a hash algorithm other than
511 SHA-1, it should specify its object-format string.
512
513 session-id=<session id>
514 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
515
516 The server may advertise a session ID that can be used to identify this process
517 across multiple requests. The client may advertise its own session ID back to
518 the server as well.
519
520 Session IDs should be unique to a given process. They must fit within a
521 packet-line, and must not contain non-printable or whitespace characters. The
522 current implementation uses trace2 session IDs (see
523 link:api-trace2.html[api-trace2] for details), but this may change and users of
524 the session ID should not rely on this fact.
525
526 object-info
527 ~~~~~~~~~~~
528
529 `object-info` is the command to retrieve information about one or more objects.
530 Its main purpose is to allow a client to make decisions based on this
531 information without having to fully fetch objects. Object size is the only
532 information that is currently supported.
533
534 An `object-info` request takes the following arguments:
535
536         size
537         Requests size information to be returned for each listed object id.
538
539         oid <oid>
540         Indicates to the server an object which the client wants to obtain
541         information for.
542
543 The response of `object-info` is a list of the the requested object ids
544 and associated requested information, each separated by a single space.
545
546         output = info flush-pkt
547
548         info = PKT-LINE(attrs) LF)
549                 *PKT-LINE(obj-info LF)
550
551         attrs = attr | attrs SP attrs
552
553         attr = "size"
554
555         obj-info = obj-id SP obj-size