Switch Bits.h to just use the popcount builtins directly
[folly.git] / folly / Subprocess.h
1 /*
2  * Copyright 2017 Facebook, 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 /**
18  * Subprocess library, modeled after Python's subprocess module
19  * (http://docs.python.org/2/library/subprocess.html)
20  *
21  * This library defines one class (Subprocess) which represents a child
22  * process.  Subprocess has two constructors: one that takes a vector<string>
23  * and executes the given executable without using the shell, and one
24  * that takes a string and executes the given command using the shell.
25  * Subprocess allows you to redirect the child's standard input, standard
26  * output, and standard error to/from child descriptors in the parent,
27  * or to create communication pipes between the child and the parent.
28  *
29  * The simplest example is a thread-safe [1] version of the system() library
30  * function:
31  *    Subprocess(cmd).wait();
32  * which executes the command using the default shell and waits for it
33  * to complete, returning the exit status.
34  *
35  * A thread-safe [1] version of popen() (type="r", to read from the child):
36  *    Subprocess proc(cmd, Subprocess::Options().pipeStdout());
37  *    // read from proc.stdoutFd()
38  *    proc.wait();
39  *
40  * A thread-safe [1] version of popen() (type="w", to write to the child):
41  *    Subprocess proc(cmd, Subprocess::Options().pipeStdin());
42  *    // write to proc.stdinFd()
43  *    proc.wait();
44  *
45  * If you want to redirect both stdin and stdout to pipes, you can, but note
46  * that you're subject to a variety of deadlocks.  You'll want to use
47  * nonblocking I/O, like the callback version of communicate().
48  *
49  * The string or IOBuf-based variants of communicate() are the simplest way
50  * to communicate with a child via its standard input, standard output, and
51  * standard error.  They buffer everything in memory, so they are not great
52  * for large amounts of data (or long-running processes), but they are much
53  * simpler than the callback version.
54  *
55  * == A note on thread-safety ==
56  *
57  * [1] "thread-safe" refers ONLY to the fact that Subprocess is very careful
58  * to fork in a way that does not cause grief in multithreaded programs.
59  *
60  * Caveat: If your system does not have the atomic pipe2 system call, it is
61  * not safe to concurrently call Subprocess from different threads.
62  * Therefore, it is best to have a single thread be responsible for spawning
63  * subprocesses.
64  *
65  * A particular instances of Subprocess is emphatically **not** thread-safe.
66  * If you need to simultaneously communicate via the pipes, and interact
67  * with the Subprocess state, your best bet is to:
68  *  - takeOwnershipOfPipes() to separate the pipe I/O from the subprocess.
69  *  - Only interact with the Subprocess from one thread at a time.
70  *
71  * The current implementation of communicate() cannot be safely interrupted.
72  * To do so correctly, one would need to use EventFD, or open a dedicated
73  * pipe to be messaged from a different thread -- in particular, kill() will
74  * not do, since a descendant may keep the pipes open indefinitely.
75  *
76  * So, once you call communicate(), you must wait for it to return, and not
77  * touch the pipes from other threads.  closeParentFd() is emphatically
78  * unsafe to call concurrently, and even sendSignal() is not a good idea.
79  * You can perhaps give the Subprocess's PID to a different thread before
80  * starting communicate(), and use that PID to send a signal without
81  * accessing the Subprocess object.  In that case, you will need a mutex
82  * that ensures you don't wait() before you sent said signal.  In a
83  * nutshell, don't do this.
84  *
85  * In fact, signals are inherently concurrency-unsafe on Unix: if you signal
86  * a PID, while another thread is in waitpid(), the signal may fire either
87  * before or after the process is reaped.  This means that your signal can,
88  * in pathological circumstances, be delivered to the wrong process (ouch!).
89  * To avoid this, you should only use non-blocking waits (i.e. poll()), and
90  * make sure to serialize your signals (i.e. kill()) with the waits --
91  * either wait & signal from the same thread, or use a mutex.
92  */
93
94 #pragma once
95
96 #include <sys/types.h>
97 #include <signal.h>
98 #if __APPLE__
99 #include <sys/wait.h>
100 #else
101 #include <wait.h>
102 #endif
103
104 #include <exception>
105 #include <vector>
106 #include <string>
107
108 #include <boost/container/flat_map.hpp>
109
110 #include <folly/Exception.h>
111 #include <folly/File.h>
112 #include <folly/FileUtil.h>
113 #include <folly/Function.h>
114 #include <folly/MapUtil.h>
115 #include <folly/Optional.h>
116 #include <folly/Portability.h>
117 #include <folly/Range.h>
118 #include <folly/gen/String.h>
119 #include <folly/io/IOBufQueue.h>
120 #include <folly/portability/SysResource.h>
121
122 namespace folly {
123
124 /**
125  * Class to wrap a process return code.
126  */
127 class Subprocess;
128 class ProcessReturnCode {
129   friend class Subprocess;
130  public:
131   enum State {
132     // Subprocess starts in the constructor, so this state designates only
133     // default-initialized or moved-out ProcessReturnCodes.
134     NOT_STARTED,
135     RUNNING,
136     EXITED,
137     KILLED
138   };
139
140   // Default-initialized for convenience. Subprocess::returnCode() will
141   // never produce this value.
142   ProcessReturnCode() : ProcessReturnCode(RV_NOT_STARTED) {}
143
144   // Trivially copyable
145   ProcessReturnCode(const ProcessReturnCode& p) = default;
146   ProcessReturnCode& operator=(const ProcessReturnCode& p) = default;
147   // Non-default move: In order for Subprocess to be movable, the "moved
148   // out" state must not be "running", or ~Subprocess() will abort.
149   ProcessReturnCode(ProcessReturnCode&& p) noexcept;
150   ProcessReturnCode& operator=(ProcessReturnCode&& p) noexcept;
151
152   /**
153    * Process state.  One of:
154    * NOT_STARTED: process hasn't been started successfully
155    * RUNNING: process is currently running
156    * EXITED: process exited (successfully or not)
157    * KILLED: process was killed by a signal.
158    */
159   State state() const;
160
161   /**
162    * Helper wrappers around state().
163    */
164   bool notStarted() const { return state() == NOT_STARTED; }
165   bool running() const { return state() == RUNNING; }
166   bool exited() const { return state() == EXITED; }
167   bool killed() const { return state() == KILLED; }
168
169   /**
170    * Exit status.  Only valid if state() == EXITED; throws otherwise.
171    */
172   int exitStatus() const;
173
174   /**
175    * Signal that caused the process's termination.  Only valid if
176    * state() == KILLED; throws otherwise.
177    */
178   int killSignal() const;
179
180   /**
181    * Was a core file generated?  Only valid if state() == KILLED; throws
182    * otherwise.
183    */
184   bool coreDumped() const;
185
186   /**
187    * String representation; one of
188    * "not started"
189    * "running"
190    * "exited with status <status>"
191    * "killed by signal <signal>"
192    * "killed by signal <signal> (core dumped)"
193    */
194   std::string str() const;
195
196   /**
197    * Helper function to enforce a precondition based on this.
198    * Throws std::logic_error if in an unexpected state.
199    */
200   void enforce(State state) const;
201  private:
202   explicit ProcessReturnCode(int rv) : rawStatus_(rv) { }
203   static constexpr int RV_NOT_STARTED = -2;
204   static constexpr int RV_RUNNING = -1;
205
206   int rawStatus_;
207 };
208
209 /**
210  * Base exception thrown by the Subprocess methods.
211  */
212 class SubprocessError : public std::exception {};
213
214 /**
215  * Exception thrown by *Checked methods of Subprocess.
216  */
217 class CalledProcessError : public SubprocessError {
218  public:
219   explicit CalledProcessError(ProcessReturnCode rc);
220   ~CalledProcessError() throw() override = default;
221   const char* what() const throw() override { return what_.c_str(); }
222   ProcessReturnCode returnCode() const { return returnCode_; }
223  private:
224   ProcessReturnCode returnCode_;
225   std::string what_;
226 };
227
228 /**
229  * Exception thrown if the subprocess cannot be started.
230  */
231 class SubprocessSpawnError : public SubprocessError {
232  public:
233   SubprocessSpawnError(const char* executable, int errCode, int errnoValue);
234   ~SubprocessSpawnError() throw() override = default;
235   const char* what() const throw() override { return what_.c_str(); }
236   int errnoValue() const { return errnoValue_; }
237
238  private:
239   int errnoValue_;
240   std::string what_;
241 };
242
243 /**
244  * Subprocess.
245  */
246 class Subprocess {
247  public:
248   static const int CLOSE = -1;
249   static const int PIPE = -2;
250   static const int PIPE_IN = -3;
251   static const int PIPE_OUT = -4;
252
253   /**
254    * See Subprocess::Options::dangerousPostForkPreExecCallback() for usage.
255    * Every derived class should include the following warning:
256    *
257    * DANGER: This class runs after fork in a child processes. Be fast, the
258    * parent thread is waiting, but remember that other parent threads are
259    * running and may mutate your state.  Avoid mutating any data belonging to
260    * the parent.  Avoid interacting with non-POD data that originated in the
261    * parent.  Avoid any libraries that may internally reference non-POD data.
262    * Especially beware parent mutexes -- for example, glog's LOG() uses one.
263    */
264   struct DangerousPostForkPreExecCallback {
265     virtual ~DangerousPostForkPreExecCallback() {}
266     // This must return 0 on success, or an `errno` error code.
267     virtual int operator()() = 0;
268   };
269
270   /**
271    * Class representing various options: file descriptor behavior, and
272    * whether to use $PATH for searching for the executable,
273    *
274    * By default, we don't use $PATH, file descriptors are closed if
275    * the close-on-exec flag is set (fcntl FD_CLOEXEC) and inherited
276    * otherwise.
277    */
278   class Options {
279     friend class Subprocess;
280    public:
281     Options() {}  // E.g. https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=58328
282
283     /**
284      * Change action for file descriptor fd.
285      *
286      * "action" may be another file descriptor number (dup2()ed before the
287      * child execs), or one of CLOSE, PIPE_IN, and PIPE_OUT.
288      *
289      * CLOSE: close the file descriptor in the child
290      * PIPE_IN: open a pipe *from* the child
291      * PIPE_OUT: open a pipe *to* the child
292      *
293      * PIPE is a shortcut; same as PIPE_IN for stdin (fd 0), same as
294      * PIPE_OUT for stdout (fd 1) or stderr (fd 2), and an error for
295      * other file descriptors.
296      */
297     Options& fd(int fd, int action);
298
299     /**
300      * Shortcut to change the action for standard input.
301      */
302     Options& stdinFd(int action) { return fd(STDIN_FILENO, action); }
303
304     /**
305      * Shortcut to change the action for standard output.
306      */
307     Options& stdoutFd(int action) { return fd(STDOUT_FILENO, action); }
308
309     /**
310      * Shortcut to change the action for standard error.
311      * Note that stderr(1) will redirect the standard error to the same
312      * file descriptor as standard output; the equivalent of bash's "2>&1"
313      */
314     Options& stderrFd(int action) { return fd(STDERR_FILENO, action); }
315
316     Options& pipeStdin() { return fd(STDIN_FILENO, PIPE_IN); }
317     Options& pipeStdout() { return fd(STDOUT_FILENO, PIPE_OUT); }
318     Options& pipeStderr() { return fd(STDERR_FILENO, PIPE_OUT); }
319
320     /**
321      * Close all other fds (other than standard input, output, error,
322      * and file descriptors explicitly specified with fd()).
323      *
324      * This is potentially slow; it's generally a better idea to
325      * set the close-on-exec flag on all file descriptors that shouldn't
326      * be inherited by the child.
327      *
328      * Even with this option set, standard input, output, and error are
329      * not closed; use stdin(CLOSE), stdout(CLOSE), stderr(CLOSE) if you
330      * desire this.
331      */
332     Options& closeOtherFds() { closeOtherFds_ = true; return *this; }
333
334     /**
335      * Use the search path ($PATH) when searching for the executable.
336      */
337     Options& usePath() { usePath_ = true; return *this; }
338
339     /**
340      * Change the child's working directory, after the vfork.
341      */
342     Options& chdir(const std::string& dir) { childDir_ = dir; return *this; }
343
344 #if __linux__
345     /**
346      * Child will receive a signal when the parent exits.
347      */
348     Options& parentDeathSignal(int sig) {
349       parentDeathSignal_ = sig;
350       return *this;
351     }
352 #endif
353
354     /**
355      * Child will be made a process group leader when it starts. Upside: one
356      * can reliably all its kill non-daemonizing descendants.  Downside: the
357      * child will not receive Ctrl-C etc during interactive use.
358      */
359     Options& processGroupLeader() {
360       processGroupLeader_ = true;
361       return *this;
362     }
363
364     /**
365      * *** READ THIS WHOLE DOCBLOCK BEFORE USING ***
366      *
367      * Run this callback in the child after the fork, just before the
368      * exec(), and after the child's state has been completely set up:
369      *  - signal handlers have been reset to default handling and unblocked
370      *  - the working directory was set
371      *  - closed any file descriptors specified via Options()
372      *  - set child process flags (see code)
373      *
374      * This is EXTREMELY DANGEROUS. For example, this innocuous-looking code
375      * can cause a fraction of your Subprocess launches to hang forever:
376      *
377      *   LOG(INFO) << "Hello from the child";
378      *
379      * The reason is that glog has an internal mutex. If your fork() happens
380      * when the parent has the mutex locked, the child will wait forever.
381      *
382      * == GUIDELINES ==
383      *
384      * - Be quick -- the parent thread is blocked until you exit.
385      * - Remember that other parent threads are running, and may mutate your
386      *   state.
387      * - Avoid mutating any data belonging to the parent.
388      * - Avoid interacting with non-POD data that came from the parent.
389      * - Avoid any libraries that may internally reference non-POD state.
390      * - Especially beware parent mutexes, e.g. LOG() uses a global mutex.
391      * - Avoid invoking the parent's destructors (you can accidentally
392      *   delete files, terminate network connections, etc).
393      * - Read http://ewontfix.com/7/
394      */
395     Options& dangerousPostForkPreExecCallback(
396         DangerousPostForkPreExecCallback* cob) {
397       dangerousPostForkPreExecCallback_ = cob;
398       return *this;
399     }
400
401 #if __linux__
402     /**
403      * This is an experimental feature, it is best you don't use it at this
404      * point of time.
405      * Although folly would support cloning with custom flags in some form, this
406      * API might change in the near future. So use the following assuming it is
407      * experimental. (Apr 11, 2017)
408      *
409      * This unlocks Subprocess to support clone flags, many of them need
410      * CAP_SYS_ADMIN permissions. It might also require you to go through the
411      * implementation to understand what happens before, between and after the
412      * fork-and-exec.
413      *
414      * `man 2 clone` would be a starting point for knowing about the available
415      * flags.
416      */
417     using clone_flags_t = uint64_t;
418     Options& useCloneWithFlags(clone_flags_t cloneFlags) noexcept {
419       cloneFlags_ = cloneFlags;
420       return *this;
421     }
422 #endif
423
424    private:
425     typedef boost::container::flat_map<int, int> FdMap;
426     FdMap fdActions_;
427     bool closeOtherFds_{false};
428     bool usePath_{false};
429     std::string childDir_;  // "" keeps the parent's working directory
430 #if __linux__
431     int parentDeathSignal_{0};
432 #endif
433     bool processGroupLeader_{false};
434     DangerousPostForkPreExecCallback*
435       dangerousPostForkPreExecCallback_{nullptr};
436 #if __linux__
437     // none means `vfork()` instead of a custom `clone()`
438     // Optional<> is used because value of '0' means do clone without any flags.
439     Optional<clone_flags_t> cloneFlags_;
440 #endif
441   };
442
443   // Non-copiable, but movable
444   Subprocess(const Subprocess&) = delete;
445   Subprocess& operator=(const Subprocess&) = delete;
446   Subprocess(Subprocess&&) = default;
447   Subprocess& operator=(Subprocess&&) = default;
448
449   /**
450    * Create an uninitialized subprocess.
451    *
452    * In this state it can only be destroyed, or assigned to using the move
453    * assignment operator.
454    */
455   Subprocess();
456
457   /**
458    * Create a subprocess from the given arguments.  argv[0] must be listed.
459    * If not-null, executable must be the actual executable
460    * being used (otherwise it's the same as argv[0]).
461    *
462    * If env is not-null, it must contain name=value strings to be used
463    * as the child's environment; otherwise, we inherit the environment
464    * from the parent.  env must be null if options.usePath is set.
465    */
466   explicit Subprocess(
467       const std::vector<std::string>& argv,
468       const Options& options = Options(),
469       const char* executable = nullptr,
470       const std::vector<std::string>* env = nullptr);
471   ~Subprocess();
472
473   /**
474    * Create a subprocess run as a shell command (as shell -c 'command')
475    *
476    * The shell to use is taken from the environment variable $SHELL,
477    * or /bin/sh if $SHELL is unset.
478    */
479   FOLLY_DEPRECATED("Prefer not running in a shell or use `shellify`.")
480   explicit Subprocess(
481       const std::string& cmd,
482       const Options& options = Options(),
483       const std::vector<std::string>* env = nullptr);
484
485   ////
486   //// The methods below only manipulate the process state, and do not
487   //// affect its communication pipes.
488   ////
489
490   /**
491    * Return the child's pid, or -1 if the child wasn't successfully spawned
492    * or has already been wait()ed upon.
493    */
494   pid_t pid() const;
495
496   /**
497    * Return the child's status (as per wait()) if the process has already
498    * been waited on, -1 if the process is still running, or -2 if the
499    * process hasn't been successfully started.  NOTE that this does not call
500    * waitpid() or Subprocess::poll(), but simply returns the status stored
501    * in the Subprocess object.
502    */
503   ProcessReturnCode returnCode() const { return returnCode_; }
504
505   /**
506    * Poll the child's status and return it. Return the exit status if the
507    * subprocess had quit, or RUNNING otherwise.  Throws an std::logic_error
508    * if called on a Subprocess whose status is no longer RUNNING.  No other
509    * exceptions are possible.  Aborts on egregious violations of contract,
510    * e.g. if you wait for the underlying process without going through this
511    * Subprocess instance.
512    */
513   ProcessReturnCode poll(struct rusage* ru = nullptr);
514
515   /**
516    * Poll the child's status.  If the process is still running, return false.
517    * Otherwise, return true if the process exited with status 0 (success),
518    * or throw CalledProcessError if the process exited with a non-zero status.
519    */
520   bool pollChecked();
521
522   /**
523    * Wait for the process to terminate and return its status.  Like poll(),
524    * the only exception this can throw is std::logic_error if you call this
525    * on a Subprocess whose status is RUNNING.  Aborts on egregious
526    * violations of contract, like an out-of-band waitpid(p.pid(), 0, 0).
527    */
528   ProcessReturnCode wait();
529
530   /**
531    * Wait for the process to terminate, throw if unsuccessful.
532    */
533   void waitChecked();
534
535   /**
536    * Send a signal to the child.  Shortcuts for the commonly used Unix
537    * signals are below.
538    */
539   void sendSignal(int signal);
540   void terminate() { sendSignal(SIGTERM); }
541   void kill() { sendSignal(SIGKILL); }
542
543   ////
544   //// The methods below only affect the process's communication pipes, but
545   //// not its return code or state (they do not poll() or wait()).
546   ////
547
548   /**
549    * Communicate with the child until all pipes to/from the child are closed.
550    *
551    * The input buffer is written to the process' stdin pipe, and data is read
552    * from the stdout and stderr pipes.  Non-blocking I/O is performed on all
553    * pipes simultaneously to avoid deadlocks.
554    *
555    * The stdin pipe will be closed after the full input buffer has been written.
556    * An error will be thrown if a non-empty input buffer is supplied but stdin
557    * was not configured as a pipe.
558    *
559    * Returns a pair of buffers containing the data read from stdout and stderr.
560    * If stdout or stderr is not a pipe, an empty IOBuf queue will be returned
561    * for the respective buffer.
562    *
563    * Note that communicate() and communicateIOBuf() both return when all
564    * pipes to/from the child are closed; the child might stay alive after
565    * that, so you must still wait().
566    *
567    * communicateIOBuf() uses IOBufQueue for buffering (which has the
568    * advantage that it won't try to allocate all data at once), but it does
569    * store the subprocess's entire output in memory before returning.
570    *
571    * communicate() uses strings for simplicity.
572    */
573   std::pair<IOBufQueue, IOBufQueue> communicateIOBuf(
574       IOBufQueue input = IOBufQueue());
575
576   std::pair<std::string, std::string> communicate(
577       StringPiece input = StringPiece());
578
579   /**
580    * Communicate with the child until all pipes to/from the child are closed.
581    *
582    * == Semantics ==
583    *
584    * readCallback(pfd, cfd) will be called whenever there's data available
585    * on any pipe *from* the child (PIPE_OUT).  pfd is the file descriptor
586    * in the parent (that you use to read from); cfd is the file descriptor
587    * in the child (used for identifying the stream; 1 = child's standard
588    * output, 2 = child's standard error, etc)
589    *
590    * writeCallback(pfd, cfd) will be called whenever a pipe *to* the child is
591    * writable (PIPE_IN).  pfd is the file descriptor in the parent (that you
592    * use to write to); cfd is the file descriptor in the child (used for
593    * identifying the stream; 0 = child's standard input, etc)
594    *
595    * The read and write callbacks must read from / write to pfd and return
596    * false during normal operation.  Return true to tell communicate() to
597    * close the pipe.  For readCallback, this might send SIGPIPE to the
598    * child, or make its writes fail with EPIPE, so you should generally
599    * avoid returning true unless you've reached end-of-file.
600    *
601    * communicate() returns when all pipes to/from the child are closed; the
602    * child might stay alive after that, so you must still wait().
603    * Conversely, the child may quit long before its pipes are closed, since
604    * its descendants can keep them alive forever.
605    *
606    * Most users won't need to use this callback version; the simpler version
607    * of communicate (which buffers data in memory) will probably work fine.
608    *
609    * == Things you must get correct ==
610    *
611    * 1) You MUST consume all data passed to readCallback (or return true to
612    * close the pipe).  Similarly, you MUST write to a writable pipe (or
613    * return true to close the pipe).  To do otherwise is an error that can
614    * result in a deadlock.  You must do this even for pipes you are not
615    * interested in.
616    *
617    * 2) pfd is nonblocking, so be prepared for read() / write() to return -1
618    * and set errno to EAGAIN (in which case you should return false).  Use
619    * readNoInt() from FileUtil.h to handle interrupted reads for you.
620    *
621    * 3) Your callbacks MUST NOT call any of the Subprocess methods that
622    * manipulate the pipe FDs.  Check the docblocks, but, for example,
623    * neither closeParentFd (return true instead) nor takeOwnershipOfPipes
624    * are safe.  Stick to reading/writing from pfd, as appropriate.
625    *
626    * == Good to know ==
627    *
628    * 1) See ReadLinesCallback for an easy way to consume the child's output
629    * streams line-by-line (or tokenized by another delimiter).
630    *
631    * 2) "Wait until the descendants close the pipes" is usually the behavior
632    * you want, since the descendants may have something to say even if the
633    * immediate child is dead.  If you need to be able to force-close all
634    * parent FDs, communicate() will NOT work for you.  Do it your own way by
635    * using takeOwnershipOfPipes().
636    *
637    * Why not? You can return "true" from your callbacks to sever active
638    * pipes, but inactive ones can remain open indefinitely.  It is
639    * impossible to safely close inactive pipes while another thread is
640    * blocked in communicate().  This is BY DESIGN.  Racing communicate()'s
641    * read/write callbacks can result in wrong I/O and data corruption.  This
642    * class would need internal synchronization and timeouts, a poor and
643    * expensive implementation choice, in order to make closeParentFd()
644    * thread-safe.
645    */
646   using FdCallback = folly::Function<bool(int, int)>;
647   void communicate(FdCallback readCallback, FdCallback writeCallback);
648
649   /**
650    * A readCallback for Subprocess::communicate() that helps you consume
651    * lines (or other delimited pieces) from your subprocess's file
652    * descriptors.  Use the readLinesCallback() helper to get template
653    * deduction.  For example:
654    *
655    *   subprocess.communicate(
656    *     Subprocess::readLinesCallback(
657    *       [](int fd, folly::StringPiece s) {
658    *         std::cout << fd << " said: " << s;
659    *         return false;  // Keep reading from the child
660    *       }
661    *     ),
662    *     [](int pdf, int cfd){ return true; }  // Don't write to the child
663    *   );
664    *
665    * If a file line exceeds maxLineLength, your callback will get some
666    * initial chunks of maxLineLength with no trailing delimiters.  The final
667    * chunk of a line is delimiter-terminated iff the delimiter was present
668    * in the input.  In particular, the last line in a file always lacks a
669    * delimiter -- so if a file ends on a delimiter, the final line is empty.
670    *
671    * Like a regular communicate() callback, your fdLineCb() normally returns
672    * false.  It may return true to tell Subprocess to close the underlying
673    * file descriptor.  The child process may then receive SIGPIPE or get
674    * EPIPE errors on writes.
675    */
676   template <class Callback>
677   class ReadLinesCallback {
678    private:
679     // Binds an FD to the client-provided FD+line callback
680     struct StreamSplitterCallback {
681       StreamSplitterCallback(Callback& cb, int fd) : cb_(cb), fd_(fd) { }
682       // The return value semantics are inverted vs StreamSplitter
683       bool operator()(StringPiece s) { return !cb_(fd_, s); }
684       Callback& cb_;
685       int fd_;
686     };
687     typedef gen::StreamSplitter<StreamSplitterCallback> LineSplitter;
688    public:
689     explicit ReadLinesCallback(
690       Callback&& fdLineCb,
691       uint64_t maxLineLength = 0,  // No line length limit by default
692       char delimiter = '\n',
693       uint64_t bufSize = 1024
694     ) : fdLineCb_(std::forward<Callback>(fdLineCb)),
695         maxLineLength_(maxLineLength),
696         delimiter_(delimiter),
697         bufSize_(bufSize) {}
698
699     bool operator()(int pfd, int cfd) {
700       // Make a splitter for this cfd if it doesn't already exist
701       auto it = fdToSplitter_.find(cfd);
702       auto& splitter = (it != fdToSplitter_.end()) ? it->second
703         : fdToSplitter_.emplace(cfd, LineSplitter(
704             delimiter_, StreamSplitterCallback(fdLineCb_, cfd), maxLineLength_
705           )).first->second;
706       // Read as much as we can from this FD
707       char buf[bufSize_];
708       while (true) {
709         ssize_t ret = readNoInt(pfd, buf, bufSize_);
710         if (ret == -1 && errno == EAGAIN) {  // No more data for now
711           return false;
712         }
713         checkUnixError(ret, "read");
714         if (ret == 0) {  // Reached end-of-file
715           splitter.flush();  // Ignore return since the file is over anyway
716           return true;
717         }
718         if (!splitter(StringPiece(buf, ret))) {
719           return true;  // The callback told us to stop
720         }
721       }
722     }
723
724    private:
725     Callback fdLineCb_;
726     const uint64_t maxLineLength_;
727     const char delimiter_;
728     const uint64_t bufSize_;
729     // We lazily make splitters for all cfds that get used.
730     std::unordered_map<int, LineSplitter> fdToSplitter_;
731   };
732
733   // Helper to enable template deduction
734   template <class Callback>
735   static auto readLinesCallback(
736       Callback&& fdLineCb,
737       uint64_t maxLineLength = 0, // No line length limit by default
738       char delimiter = '\n',
739       uint64_t bufSize = 1024)
740       -> ReadLinesCallback<typename std::decay<Callback>::type> {
741     return ReadLinesCallback<typename std::decay<Callback>::type>(
742         std::forward<Callback>(fdLineCb), maxLineLength, delimiter, bufSize);
743   }
744
745   /**
746    * communicate() callbacks can use this to temporarily enable/disable
747    * notifications (callbacks) for a pipe to/from the child.  By default,
748    * all are enabled.  Useful for "chatty" communication -- you want to
749    * disable write callbacks until you receive the expected message.
750    *
751    * Disabling a pipe does not free you from the requirement to consume all
752    * incoming data.  Failing to do so will easily create deadlock bugs.
753    *
754    * Throws if the childFd is not known.
755    */
756   void enableNotifications(int childFd, bool enabled);
757
758   /**
759    * Are notifications for one pipe to/from child enabled?  Throws if the
760    * childFd is not known.
761    */
762   bool notificationsEnabled(int childFd) const;
763
764   ////
765   //// The following methods are meant for the cases when communicate() is
766   //// not suitable.  You should not need them when you call communicate(),
767   //// and, in fact, it is INHERENTLY UNSAFE to use closeParentFd() or
768   //// takeOwnershipOfPipes() from a communicate() callback.
769   ////
770
771   /**
772    * Close the parent file descriptor given a file descriptor in the child.
773    * DO NOT USE from communicate() callbacks; make them return true instead.
774    */
775   void closeParentFd(int childFd);
776
777   /**
778    * Set all pipes from / to child to be non-blocking.  communicate() does
779    * this for you.
780    */
781   void setAllNonBlocking();
782
783   /**
784    * Get parent file descriptor corresponding to the given file descriptor
785    * in the child.  Throws if childFd isn't a pipe (PIPE_IN / PIPE_OUT).
786    * Do not close() the returned file descriptor; use closeParentFd, above.
787    */
788   int parentFd(int childFd) const {
789     return pipes_[findByChildFd(childFd)].pipe.fd();
790   }
791   int stdinFd() const { return parentFd(0); }
792   int stdoutFd() const { return parentFd(1); }
793   int stderrFd() const { return parentFd(2); }
794
795   /**
796    * The child's pipes are logically separate from the process metadata
797    * (they may even be kept alive by the child's descendants).  This call
798    * lets you manage the pipes' lifetime separetely from the lifetime of the
799    * child process.
800    *
801    * After this call, the Subprocess instance will have no knowledge of
802    * these pipes, and the caller assumes responsibility for managing their
803    * lifetimes.  Pro-tip: prefer to explicitly close() the pipes, since
804    * folly::File would otherwise silently suppress I/O errors.
805    *
806    * No, you may NOT call this from a communicate() callback.
807    */
808   struct ChildPipe {
809     ChildPipe(int fd, folly::File&& ppe) : childFd(fd), pipe(std::move(ppe)) {}
810     int childFd;
811     folly::File pipe;  // Owns the parent FD
812   };
813   std::vector<ChildPipe> takeOwnershipOfPipes();
814
815  private:
816   static const int RV_RUNNING = ProcessReturnCode::RV_RUNNING;
817   static const int RV_NOT_STARTED = ProcessReturnCode::RV_NOT_STARTED;
818
819   // spawn() sets up a pipe to read errors from the child,
820   // then calls spawnInternal() to do the bulk of the work.  Once
821   // spawnInternal() returns it reads the error pipe to see if the child
822   // encountered any errors.
823   void spawn(
824       std::unique_ptr<const char*[]> argv,
825       const char* executable,
826       const Options& options,
827       const std::vector<std::string>* env);
828   void spawnInternal(
829       std::unique_ptr<const char*[]> argv,
830       const char* executable,
831       Options& options,
832       const std::vector<std::string>* env,
833       int errFd);
834
835   // Actions to run in child.
836   // Note that this runs after vfork(), so tread lightly.
837   // Returns 0 on success, or an errno value on failure.
838   int prepareChild(const Options& options,
839                    const sigset_t* sigmask,
840                    const char* childDir) const;
841   int runChild(const char* executable, char** argv, char** env,
842                const Options& options) const;
843
844   /**
845    * Read from the error pipe, and throw SubprocessSpawnError if the child
846    * failed before calling exec().
847    */
848   void readChildErrorPipe(int pfd, const char* executable);
849
850   // Returns an index into pipes_. Throws std::invalid_argument if not found.
851   size_t findByChildFd(const int childFd) const;
852
853   pid_t pid_{-1};
854   ProcessReturnCode returnCode_{RV_NOT_STARTED};
855
856   /**
857    * Represents a pipe between this process, and the child process (or its
858    * descendant).  To interact with these pipes, you can use communicate(),
859    * or use parentFd() and related methods, or separate them from the
860    * Subprocess instance entirely via takeOwnershipOfPipes().
861    */
862   struct Pipe : private boost::totally_ordered<Pipe> {
863     folly::File pipe; // Our end of the pipe, wrapped in a File to auto-close.
864     int childFd = -1; // Identifies the pipe: what FD is this in the child?
865     int direction = PIPE_IN; // one of PIPE_IN / PIPE_OUT
866     bool enabled = true; // Are notifications enabled in communicate()?
867
868     bool operator<(const Pipe& other) const {
869       return childFd < other.childFd;
870     }
871     bool operator==(const Pipe& other) const {
872       return childFd == other.childFd;
873     }
874   };
875
876   // Populated at process start according to fdActions, empty after
877   // takeOwnershipOfPipes().  Sorted by childFd.  Can only have elements
878   // erased, but not inserted, after being populated.
879   //
880   // The number of pipes between parent and child is assumed to be small,
881   // so we're happy with a vector here, even if it means linear erase.
882   std::vector<Pipe> pipes_;
883 };
884
885 }  // namespace folly