a2eff07c038c0c3c53ccbbce57de9d2086ae2a85
[openvswitch] / lib / daemon.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011, 2012 Nicira, Inc.
3  *
4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
5  * you may not use this file except in compliance with the License.
6  * You may obtain a copy of the License at:
7  *
8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
9  *
10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
13  * See the License for the specific language governing permissions and
14  * limitations under the License.
15  */
16
17 #include <config.h>
18 #include "daemon.h"
19 #include <assert.h>
20 #include <errno.h>
21 #include <fcntl.h>
22 #include <signal.h>
23 #include <stdlib.h>
24 #include <string.h>
25 #include <sys/resource.h>
26 #include <sys/wait.h>
27 #include <sys/stat.h>
28 #include <unistd.h>
29 #include "command-line.h"
30 #include "fatal-signal.h"
31 #include "dirs.h"
32 #include "lockfile.h"
33 #include "process.h"
34 #include "socket-util.h"
35 #include "timeval.h"
36 #include "util.h"
37 #include "vlog.h"
38
39 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(daemon);
40
41 /* --detach: Should we run in the background? */
42 static bool detach;
43
44 /* --pidfile: Name of pidfile (null if none). */
45 static char *pidfile;
46
47 /* Device and inode of pidfile, so we can avoid reopening it. */
48 static dev_t pidfile_dev;
49 static ino_t pidfile_ino;
50
51 /* --overwrite-pidfile: Create pidfile even if one already exists and is
52    locked? */
53 static bool overwrite_pidfile;
54
55 /* --no-chdir: Should we chdir to "/"? */
56 static bool chdir_ = true;
57
58 /* File descriptor used by daemonize_start() and daemonize_complete(). */
59 static int daemonize_fd = -1;
60
61 /* --monitor: Should a supervisory process monitor the daemon and restart it if
62  * it dies due to an error signal? */
63 static bool monitor;
64
65 /* For each of the standard file descriptors, whether to replace it by
66  * /dev/null (if false) or keep it for the daemon to use (if true). */
67 static bool save_fds[3];
68
69 static void check_already_running(void);
70 static int lock_pidfile(FILE *, int command);
71
72 /* Returns the file name that would be used for a pidfile if 'name' were
73  * provided to set_pidfile().  The caller must free the returned string. */
74 char *
75 make_pidfile_name(const char *name)
76 {
77     return (!name
78             ? xasprintf("%s/%s.pid", ovs_rundir(), program_name)
79             : abs_file_name(ovs_rundir(), name));
80 }
81
82 /* Sets up a following call to daemonize() to create a pidfile named 'name'.
83  * If 'name' begins with '/', then it is treated as an absolute path.
84  * Otherwise, it is taken relative to RUNDIR, which is $(prefix)/var/run by
85  * default.
86  *
87  * If 'name' is null, then program_name followed by ".pid" is used. */
88 void
89 set_pidfile(const char *name)
90 {
91     free(pidfile);
92     pidfile = make_pidfile_name(name);
93 }
94
95 /* Returns an absolute path to the configured pidfile, or a null pointer if no
96  * pidfile is configured.  The caller must not modify or free the returned
97  * string. */
98 const char *
99 get_pidfile(void)
100 {
101     return pidfile;
102 }
103
104 /* Sets that we do not chdir to "/". */
105 void
106 set_no_chdir(void)
107 {
108     chdir_ = false;
109 }
110
111 /* Will we chdir to "/" as part of daemonizing? */
112 bool
113 is_chdir_enabled(void)
114 {
115     return chdir_;
116 }
117
118 /* Normally, daemonize() or damonize_start() will terminate the program with a
119  * message if a locked pidfile already exists.  If this function is called, an
120  * existing pidfile will be replaced, with a warning. */
121 void
122 ignore_existing_pidfile(void)
123 {
124     overwrite_pidfile = true;
125 }
126
127 /* Sets up a following call to daemonize() to detach from the foreground
128  * session, running this process in the background.  */
129 void
130 set_detach(void)
131 {
132     detach = true;
133 }
134
135 /* Will daemonize() really detach? */
136 bool
137 get_detach(void)
138 {
139     return detach;
140 }
141
142 /* Sets up a following call to daemonize() to fork a supervisory process to
143  * monitor the daemon and restart it if it dies due to an error signal.  */
144 void
145 daemon_set_monitor(void)
146 {
147     monitor = true;
148 }
149
150 /* A daemon doesn't normally have any use for the file descriptors for stdin,
151  * stdout, and stderr after it detaches.  To keep these file descriptors from
152  * e.g. holding an SSH session open, by default detaching replaces each of
153  * these file descriptors by /dev/null.  But a few daemons expect the user to
154  * redirect stdout or stderr to a file, in which case it is desirable to keep
155  * these file descriptors.  This function, therefore, disables replacing 'fd'
156  * by /dev/null when the daemon detaches. */
157 void
158 daemon_save_fd(int fd)
159 {
160     assert(fd == STDIN_FILENO || fd == STDOUT_FILENO || fd == STDERR_FILENO);
161     save_fds[fd] = true;
162 }
163
164 /* If a pidfile has been configured, creates it and stores the running
165  * process's pid in it.  Ensures that the pidfile will be deleted when the
166  * process exits. */
167 static void
168 make_pidfile(void)
169 {
170     long int pid = getpid();
171     struct stat s;
172     char *tmpfile;
173     FILE *file;
174     int error;
175
176     /* Create a temporary pidfile. */
177     tmpfile = xasprintf("%s.tmp%ld", pidfile, pid);
178     fatal_signal_add_file_to_unlink(tmpfile);
179     file = fopen(tmpfile, "w+");
180     if (!file) {
181         VLOG_FATAL("%s: create failed (%s)", tmpfile, strerror(errno));
182     }
183
184     if (fstat(fileno(file), &s) == -1) {
185         VLOG_FATAL("%s: fstat failed (%s)", tmpfile, strerror(errno));
186     }
187
188     fprintf(file, "%ld\n", pid);
189     if (fflush(file) == EOF) {
190         VLOG_FATAL("%s: write failed (%s)", tmpfile, strerror(errno));
191     }
192
193     error = lock_pidfile(file, F_SETLK);
194     if (error) {
195         VLOG_FATAL("%s: fcntl(F_SETLK) failed (%s)", tmpfile, strerror(error));
196     }
197
198     /* Rename or link it to the correct name. */
199     if (overwrite_pidfile) {
200         if (rename(tmpfile, pidfile) < 0) {
201             VLOG_FATAL("failed to rename \"%s\" to \"%s\" (%s)",
202                        tmpfile, pidfile, strerror(errno));
203         }
204     } else {
205         do {
206             error = link(tmpfile, pidfile) == -1 ? errno : 0;
207             if (error == EEXIST) {
208                 check_already_running();
209             }
210         } while (error == EINTR || error == EEXIST);
211         if (error) {
212             VLOG_FATAL("failed to link \"%s\" as \"%s\" (%s)",
213                        tmpfile, pidfile, strerror(error));
214         }
215     }
216
217     /* Ensure that the pidfile will get deleted on exit. */
218     fatal_signal_add_file_to_unlink(pidfile);
219
220     /* Delete the temporary pidfile if it still exists. */
221     if (!overwrite_pidfile) {
222         error = fatal_signal_unlink_file_now(tmpfile);
223         if (error) {
224             VLOG_FATAL("%s: unlink failed (%s)", tmpfile, strerror(error));
225         }
226     }
227
228     /* Clean up.
229      *
230      * We don't close 'file' because its file descriptor must remain open to
231      * hold the lock. */
232     pidfile_dev = s.st_dev;
233     pidfile_ino = s.st_ino;
234     free(tmpfile);
235     free(pidfile);
236     pidfile = NULL;
237 }
238
239 /* If configured with set_pidfile() or set_detach(), creates the pid file and
240  * detaches from the foreground session.  */
241 void
242 daemonize(void)
243 {
244     daemonize_start();
245     daemonize_complete();
246 }
247
248 /* Calls fork() and on success returns its return value.  On failure, logs an
249  * error and exits unsuccessfully.
250  *
251  * Post-fork, but before returning, this function calls a few other functions
252  * that are generally useful if the child isn't planning to exec a new
253  * process. */
254 pid_t
255 fork_and_clean_up(void)
256 {
257     pid_t pid;
258
259     pid = fork();
260     if (pid > 0) {
261         /* Running in parent process. */
262         fatal_signal_fork();
263     } else if (!pid) {
264         /* Running in child process. */
265         time_postfork();
266         lockfile_postfork();
267     } else {
268         VLOG_FATAL("fork failed (%s)", strerror(errno));
269     }
270
271     return pid;
272 }
273
274 /* Forks, then:
275  *
276  *   - In the parent, waits for the child to signal that it has completed its
277  *     startup sequence.  Then stores -1 in '*fdp' and returns the child's pid.
278  *
279  *   - In the child, stores a fd in '*fdp' and returns 0.  The caller should
280  *     pass the fd to fork_notify_startup() after it finishes its startup
281  *     sequence.
282  *
283  * If something goes wrong with the fork, logs a critical error and aborts the
284  * process. */
285 static pid_t
286 fork_and_wait_for_startup(int *fdp)
287 {
288     int fds[2];
289     pid_t pid;
290
291     xpipe(fds);
292
293     pid = fork_and_clean_up();
294     if (pid > 0) {
295         /* Running in parent process. */
296         size_t bytes_read;
297         char c;
298
299         close(fds[1]);
300         if (read_fully(fds[0], &c, 1, &bytes_read) != 0) {
301             int retval;
302             int status;
303
304             do {
305                 retval = waitpid(pid, &status, 0);
306             } while (retval == -1 && errno == EINTR);
307
308             if (retval == pid) {
309                 if (WIFEXITED(status) && WEXITSTATUS(status)) {
310                     /* Child exited with an error.  Convey the same error
311                      * to our parent process as a courtesy. */
312                     exit(WEXITSTATUS(status));
313                 } else {
314                     char *status_msg = process_status_msg(status);
315                     VLOG_FATAL("fork child died before signaling startup (%s)",
316                                status_msg);
317                 }
318             } else if (retval < 0) {
319                 VLOG_FATAL("waitpid failed (%s)", strerror(errno));
320             } else {
321                 NOT_REACHED();
322             }
323         }
324         close(fds[0]);
325         *fdp = -1;
326     } else if (!pid) {
327         /* Running in child process. */
328         close(fds[0]);
329         *fdp = fds[1];
330     }
331
332     return pid;
333 }
334
335 static void
336 fork_notify_startup(int fd)
337 {
338     if (fd != -1) {
339         size_t bytes_written;
340         int error;
341
342         error = write_fully(fd, "", 1, &bytes_written);
343         if (error) {
344             VLOG_FATAL("pipe write failed (%s)", strerror(error));
345         }
346
347         close(fd);
348     }
349 }
350
351 static bool
352 should_restart(int status)
353 {
354     if (WIFSIGNALED(status)) {
355         static const int error_signals[] = {
356             SIGABRT, SIGALRM, SIGBUS, SIGFPE, SIGILL, SIGPIPE, SIGSEGV,
357             SIGXCPU, SIGXFSZ
358         };
359
360         size_t i;
361
362         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(error_signals); i++) {
363             if (error_signals[i] == WTERMSIG(status)) {
364                 return true;
365             }
366         }
367     }
368     return false;
369 }
370
371 static void
372 monitor_daemon(pid_t daemon_pid)
373 {
374     /* XXX Should log daemon's stderr output at startup time. */
375     time_t last_restart;
376     char *status_msg;
377     int crashes;
378
379     subprogram_name = "monitor";
380     status_msg = xstrdup("healthy");
381     last_restart = TIME_MIN;
382     crashes = 0;
383     for (;;) {
384         int retval;
385         int status;
386
387         proctitle_set("%s: monitoring pid %lu (%s)",
388                       program_name, (unsigned long int) daemon_pid,
389                       status_msg);
390
391         do {
392             retval = waitpid(daemon_pid, &status, 0);
393         } while (retval == -1 && errno == EINTR);
394
395         if (retval == -1) {
396             VLOG_FATAL("waitpid failed (%s)", strerror(errno));
397         } else if (retval == daemon_pid) {
398             char *s = process_status_msg(status);
399             if (should_restart(status)) {
400                 free(status_msg);
401                 status_msg = xasprintf("%d crashes: pid %lu died, %s",
402                                        ++crashes,
403                                        (unsigned long int) daemon_pid, s);
404                 free(s);
405
406                 if (WCOREDUMP(status)) {
407                     /* Disable further core dumps to save disk space. */
408                     struct rlimit r;
409
410                     r.rlim_cur = 0;
411                     r.rlim_max = 0;
412                     if (setrlimit(RLIMIT_CORE, &r) == -1) {
413                         VLOG_WARN("failed to disable core dumps: %s",
414                                   strerror(errno));
415                     }
416                 }
417
418                 /* Throttle restarts to no more than once every 10 seconds. */
419                 if (time(NULL) < last_restart + 10) {
420                     VLOG_WARN("%s, waiting until 10 seconds since last "
421                               "restart", status_msg);
422                     for (;;) {
423                         time_t now = time(NULL);
424                         time_t wakeup = last_restart + 10;
425                         if (now >= wakeup) {
426                             break;
427                         }
428                         sleep(wakeup - now);
429                     }
430                 }
431                 last_restart = time(NULL);
432
433                 VLOG_ERR("%s, restarting", status_msg);
434                 daemon_pid = fork_and_wait_for_startup(&daemonize_fd);
435                 if (!daemon_pid) {
436                     break;
437                 }
438             } else {
439                 VLOG_INFO("pid %lu died, %s, exiting",
440                           (unsigned long int) daemon_pid, s);
441                 free(s);
442                 exit(0);
443             }
444         }
445     }
446     free(status_msg);
447
448     /* Running in new daemon process. */
449     proctitle_restore();
450     subprogram_name = "";
451 }
452
453 /* Close standard file descriptors (except any that the client has requested we
454  * leave open by calling daemon_save_fd()).  If we're started from e.g. an SSH
455  * session, then this keeps us from holding that session open artificially. */
456 static void
457 close_standard_fds(void)
458 {
459     int null_fd = get_null_fd();
460     if (null_fd >= 0) {
461         int fd;
462
463         for (fd = 0; fd < 3; fd++) {
464             if (!save_fds[fd]) {
465                 dup2(null_fd, fd);
466             }
467         }
468     }
469
470     /* Disable logging to stderr to avoid wasting CPU time. */
471     vlog_set_levels(NULL, VLF_CONSOLE, VLL_OFF);
472 }
473
474 /* If daemonization is configured, then starts daemonization, by forking and
475  * returning in the child process.  The parent process hangs around until the
476  * child lets it know either that it completed startup successfully (by calling
477  * daemon_complete()) or that it failed to start up (by exiting with a nonzero
478  * exit code). */
479 void
480 daemonize_start(void)
481 {
482     daemonize_fd = -1;
483
484     if (detach) {
485         if (fork_and_wait_for_startup(&daemonize_fd) > 0) {
486             /* Running in parent process. */
487             exit(0);
488         }
489         /* Running in daemon or monitor process. */
490     }
491
492     if (monitor) {
493         int saved_daemonize_fd = daemonize_fd;
494         pid_t daemon_pid;
495
496         daemon_pid = fork_and_wait_for_startup(&daemonize_fd);
497         if (daemon_pid > 0) {
498             /* Running in monitor process. */
499             fork_notify_startup(saved_daemonize_fd);
500             close_standard_fds();
501             monitor_daemon(daemon_pid);
502         }
503         /* Running in daemon process. */
504     }
505
506     if (pidfile) {
507         make_pidfile();
508     }
509
510     /* Make sure that the unixctl commands for vlog get registered in a
511      * daemon, even before the first log message. */
512     vlog_init();
513 }
514
515 /* If daemonization is configured, then this function notifies the parent
516  * process that the child process has completed startup successfully.
517  *
518  * Calling this function more than once has no additional effect. */
519 void
520 daemonize_complete(void)
521 {
522     fork_notify_startup(daemonize_fd);
523     daemonize_fd = -1;
524
525     if (detach) {
526         setsid();
527         if (chdir_) {
528             ignore(chdir("/"));
529         }
530         close_standard_fds();
531         detach = false;
532     }
533 }
534
535 void
536 daemon_usage(void)
537 {
538     printf(
539         "\nDaemon options:\n"
540         "  --detach                run in background as daemon\n"
541         "  --no-chdir              do not chdir to '/'\n"
542         "  --pidfile[=FILE]        create pidfile (default: %s/%s.pid)\n"
543         "  --overwrite-pidfile     with --pidfile, start even if already "
544                                    "running\n",
545         ovs_rundir(), program_name);
546 }
547
548 static int
549 lock_pidfile__(FILE *file, int command, struct flock *lck)
550 {
551     int error;
552
553     lck->l_type = F_WRLCK;
554     lck->l_whence = SEEK_SET;
555     lck->l_start = 0;
556     lck->l_len = 0;
557     lck->l_pid = 0;
558
559     do {
560         error = fcntl(fileno(file), command, lck) == -1 ? errno : 0;
561     } while (error == EINTR);
562     return error;
563 }
564
565 static int
566 lock_pidfile(FILE *file, int command)
567 {
568     struct flock lck;
569
570     return lock_pidfile__(file, command, &lck);
571 }
572
573 static pid_t
574 read_pidfile__(const char *pidfile, bool delete_if_stale)
575 {
576     struct stat s, s2;
577     struct flock lck;
578     char line[128];
579     FILE *file;
580     int error;
581
582     if ((pidfile_ino || pidfile_dev)
583         && !stat(pidfile, &s)
584         && s.st_ino == pidfile_ino && s.st_dev == pidfile_dev) {
585         /* It's our own pidfile.  We can't afford to open it, because closing
586          * *any* fd for a file that a process has locked also releases all the
587          * locks on that file.
588          *
589          * Fortunately, we know the associated pid anyhow: */
590         return getpid();
591     }
592
593     file = fopen(pidfile, "r+");
594     if (!file) {
595         if (errno == ENOENT && delete_if_stale) {
596             return 0;
597         }
598         error = errno;
599         VLOG_WARN("%s: open: %s", pidfile, strerror(error));
600         goto error;
601     }
602
603     error = lock_pidfile__(file, F_GETLK, &lck);
604     if (error) {
605         VLOG_WARN("%s: fcntl: %s", pidfile, strerror(error));
606         goto error;
607     }
608     if (lck.l_type == F_UNLCK) {
609         /* pidfile exists but it isn't locked by anyone.  We need to delete it
610          * so that a new pidfile can go in its place.  But just calling
611          * unlink(pidfile) makes a nasty race: what if someone else unlinks it
612          * before we do and then replaces it by a valid pidfile?  We'd unlink
613          * their valid pidfile.  We do a little dance to avoid the race, by
614          * locking the invalid pidfile.  Only one process can have the invalid
615          * pidfile locked, and only that process has the right to unlink it. */
616         if (!delete_if_stale) {
617             error = ESRCH;
618             VLOG_DBG("%s: pid file is stale", pidfile);
619             goto error;
620         }
621
622         /* Get the lock. */
623         error = lock_pidfile(file, F_SETLK);
624         if (error) {
625             /* We lost a race with someone else doing the same thing. */
626             VLOG_WARN("%s: lost race to lock pidfile", pidfile);
627             goto error;
628         }
629
630         /* Is the file we have locked still named 'pidfile'? */
631         if (stat(pidfile, &s) || fstat(fileno(file), &s2)
632             || s.st_ino != s2.st_ino || s.st_dev != s2.st_dev) {
633             /* No.  We lost a race with someone else who got the lock before
634              * us, deleted the pidfile, and closed it (releasing the lock). */
635             error = EALREADY;
636             VLOG_WARN("%s: lost race to delete pidfile", pidfile);
637             goto error;
638         }
639
640         /* We won the right to delete the stale pidfile. */
641         if (unlink(pidfile)) {
642             error = errno;
643             VLOG_WARN("%s: failed to delete stale pidfile (%s)",
644                       pidfile, strerror(error));
645             goto error;
646         }
647         VLOG_DBG("%s: deleted stale pidfile", pidfile);
648         fclose(file);
649         return 0;
650     }
651
652     if (!fgets(line, sizeof line, file)) {
653         if (ferror(file)) {
654             error = errno;
655             VLOG_WARN("%s: read: %s", pidfile, strerror(error));
656         } else {
657             error = ESRCH;
658             VLOG_WARN("%s: read: unexpected end of file", pidfile);
659         }
660         goto error;
661     }
662
663     if (lck.l_pid != strtoul(line, NULL, 10)) {
664         /* The process that has the pidfile locked is not the process that
665          * created it.  It must be stale, with the process that has it locked
666          * preparing to delete it. */
667         error = ESRCH;
668         VLOG_WARN("%s: stale pidfile for pid %s being deleted by pid %ld",
669                   pidfile, line, (long int) lck.l_pid);
670         goto error;
671     }
672
673     fclose(file);
674     return lck.l_pid;
675
676 error:
677     if (file) {
678         fclose(file);
679     }
680     return -error;
681 }
682
683 /* Opens and reads a PID from 'pidfile'.  Returns the positive PID if
684  * successful, otherwise a negative errno value. */
685 pid_t
686 read_pidfile(const char *pidfile)
687 {
688     return read_pidfile__(pidfile, false);
689 }
690
691 /* Checks whether a process with the given 'pidfile' is already running and,
692  * if so, aborts.  If 'pidfile' is stale, deletes it. */
693 static void
694 check_already_running(void)
695 {
696     long int pid = read_pidfile__(pidfile, true);
697     if (pid > 0) {
698         VLOG_FATAL("%s: already running as pid %ld, aborting", pidfile, pid);
699     } else if (pid < 0) {
700         VLOG_FATAL("%s: pidfile check failed (%s), aborting",
701                    pidfile, strerror(-pid));
702     }
703 }