Merge branch 'jk/t0303-clean'
[alt-git.git] / Documentation / gitformat-index.txt
blob145cace1fe9fd3a583aaa7c0f605b64b78ef7554
1 gitformat-index(5)
2 ==================
4 NAME
5 ----
6 gitformat-index - Git index format
8 SYNOPSIS
9 --------
10 [verse]
11 $GIT_DIR/index
13 DESCRIPTION
14 -----------
16 Git index format
18 == The Git index file has the following format
20   All binary numbers are in network byte order.
21   In a repository using the traditional SHA-1, checksums and object IDs
22   (object names) mentioned below are all computed using SHA-1.  Similarly,
23   in SHA-256 repositories, these values are computed using SHA-256.
24   Version 2 is described here unless stated otherwise.
26    - A 12-byte header consisting of
28      4-byte signature:
29        The signature is { 'D', 'I', 'R', 'C' } (stands for "dircache")
31      4-byte version number:
32        The current supported versions are 2, 3 and 4.
34      32-bit number of index entries.
36    - A number of sorted index entries (see below).
38    - Extensions
40      Extensions are identified by signature. Optional extensions can
41      be ignored if Git does not understand them.
43      4-byte extension signature. If the first byte is 'A'..'Z' the
44      extension is optional and can be ignored.
46      32-bit size of the extension
48      Extension data
50    - Hash checksum over the content of the index file before this checksum.
52 == Index entry
54   Index entries are sorted in ascending order on the name field,
55   interpreted as a string of unsigned bytes (i.e. memcmp() order, no
56   localization, no special casing of directory separator '/'). Entries
57   with the same name are sorted by their stage field.
59   An index entry typically represents a file. However, if sparse-checkout
60   is enabled in cone mode (`core.sparseCheckoutCone` is enabled) and the
61   `extensions.sparseIndex` extension is enabled, then the index may
62   contain entries for directories outside of the sparse-checkout definition.
63   These entries have mode `040000`, include the `SKIP_WORKTREE` bit, and
64   the path ends in a directory separator.
66   32-bit ctime seconds, the last time a file's metadata changed
67     this is stat(2) data
69   32-bit ctime nanosecond fractions
70     this is stat(2) data
72   32-bit mtime seconds, the last time a file's data changed
73     this is stat(2) data
75   32-bit mtime nanosecond fractions
76     this is stat(2) data
78   32-bit dev
79     this is stat(2) data
81   32-bit ino
82     this is stat(2) data
84   32-bit mode, split into (high to low bits)
86     16-bit unused, must be zero
88     4-bit object type
89       valid values in binary are 1000 (regular file), 1010 (symbolic link)
90       and 1110 (gitlink)
92     3-bit unused, must be zero
94     9-bit unix permission. Only 0755 and 0644 are valid for regular files.
95     Symbolic links and gitlinks have value 0 in this field.
97   32-bit uid
98     this is stat(2) data
100   32-bit gid
101     this is stat(2) data
103   32-bit file size
104     This is the on-disk size from stat(2), truncated to 32-bit.
106   Object name for the represented object
108   A 16-bit 'flags' field split into (high to low bits)
110     1-bit assume-valid flag
112     1-bit extended flag (must be zero in version 2)
114     2-bit stage (during merge)
116     12-bit name length if the length is less than 0xFFF; otherwise 0xFFF
117     is stored in this field.
119   (Version 3 or later) A 16-bit field, only applicable if the
120   "extended flag" above is 1, split into (high to low bits).
122     1-bit reserved for future
124     1-bit skip-worktree flag (used by sparse checkout)
126     1-bit intent-to-add flag (used by "git add -N")
128     13-bit unused, must be zero
130   Entry path name (variable length) relative to top level directory
131     (without leading slash). '/' is used as path separator. The special
132     path components ".", ".." and ".git" (without quotes) are disallowed.
133     Trailing slash is also disallowed.
135     The exact encoding is undefined, but the '.' and '/' characters
136     are encoded in 7-bit ASCII and the encoding cannot contain a NUL
137     byte (iow, this is a UNIX pathname).
139   (Version 4) In version 4, the entry path name is prefix-compressed
140     relative to the path name for the previous entry (the very first
141     entry is encoded as if the path name for the previous entry is an
142     empty string).  At the beginning of an entry, an integer N in the
143     variable width encoding (the same encoding as the offset is encoded
144     for OFS_DELTA pack entries; see linkgit:gitformat-pack[5]) is stored, followed
145     by a NUL-terminated string S.  Removing N bytes from the end of the
146     path name for the previous entry, and replacing it with the string S
147     yields the path name for this entry.
149   1-8 nul bytes as necessary to pad the entry to a multiple of eight bytes
150   while keeping the name NUL-terminated.
152   (Version 4) In version 4, the padding after the pathname does not
153   exist.
155   Interpretation of index entries in split index mode is completely
156   different. See below for details.
158 == Extensions
160 === Cache tree
162   Since the index does not record entries for directories, the cache
163   entries cannot describe tree objects that already exist in the object
164   database for regions of the index that are unchanged from an existing
165   commit. The cache tree extension stores a recursive tree structure that
166   describes the trees that already exist and completely match sections of
167   the cache entries. This speeds up tree object generation from the index
168   for a new commit by only computing the trees that are "new" to that
169   commit. It also assists when comparing the index to another tree, such
170   as `HEAD^{tree}`, since sections of the index can be skipped when a tree
171   comparison demonstrates equality.
173   The recursive tree structure uses nodes that store a number of cache
174   entries, a list of subnodes, and an object ID (OID). The OID references
175   the existing tree for that node, if it is known to exist. The subnodes
176   correspond to subdirectories that themselves have cache tree nodes. The
177   number of cache entries corresponds to the number of cache entries in
178   the index that describe paths within that tree's directory.
180   The extension tracks the full directory structure in the cache tree
181   extension, but this is generally smaller than the full cache entry list.
183   When a path is updated in index, Git invalidates all nodes of the
184   recursive cache tree corresponding to the parent directories of that
185   path. We store these tree nodes as being "invalid" by using "-1" as the
186   number of cache entries. Invalid nodes still store a span of index
187   entries, allowing Git to focus its efforts when reconstructing a full
188   cache tree.
190   The signature for this extension is { 'T', 'R', 'E', 'E' }.
192   A series of entries fill the entire extension; each of which
193   consists of:
195   - NUL-terminated path component (relative to its parent directory);
197   - ASCII decimal number of entries in the index that is covered by the
198     tree this entry represents (entry_count);
200   - A space (ASCII 32);
202   - ASCII decimal number that represents the number of subtrees this
203     tree has;
205   - A newline (ASCII 10); and
207   - Object name for the object that would result from writing this span
208     of index as a tree.
210   An entry can be in an invalidated state and is represented by having
211   a negative number in the entry_count field. In this case, there is no
212   object name and the next entry starts immediately after the newline.
213   When writing an invalid entry, -1 should always be used as entry_count.
215   The entries are written out in the top-down, depth-first order.  The
216   first entry represents the root level of the repository, followed by the
217   first subtree--let's call this A--of the root level (with its name
218   relative to the root level), followed by the first subtree of A (with
219   its name relative to A), and so on. The specified number of subtrees
220   indicates when the current level of the recursive stack is complete.
222 === Resolve undo
224   A conflict is represented in the index as a set of higher stage entries.
225   When a conflict is resolved (e.g. with "git add path"), these higher
226   stage entries will be removed and a stage-0 entry with proper resolution
227   is added.
229   When these higher stage entries are removed, they are saved in the
230   resolve undo extension, so that conflicts can be recreated (e.g. with
231   "git checkout -m"), in case users want to redo a conflict resolution
232   from scratch.
234   The signature for this extension is { 'R', 'E', 'U', 'C' }.
236   A series of entries fill the entire extension; each of which
237   consists of:
239   - NUL-terminated pathname the entry describes (relative to the root of
240     the repository, i.e. full pathname);
242   - Three NUL-terminated ASCII octal numbers, entry mode of entries in
243     stage 1 to 3 (a missing stage is represented by "0" in this field);
244     and
246   - At most three object names of the entry in stages from 1 to 3
247     (nothing is written for a missing stage).
249 === Split index
251   In split index mode, the majority of index entries could be stored
252   in a separate file. This extension records the changes to be made on
253   top of that to produce the final index.
255   The signature for this extension is { 'l', 'i', 'n', 'k' }.
257   The extension consists of:
259   - Hash of the shared index file. The shared index file path
260     is $GIT_DIR/sharedindex.<hash>. If all bits are zero, the
261     index does not require a shared index file.
263   - An ewah-encoded delete bitmap, each bit represents an entry in the
264     shared index. If a bit is set, its corresponding entry in the
265     shared index will be removed from the final index.  Note, because
266     a delete operation changes index entry positions, but we do need
267     original positions in replace phase, it's best to just mark
268     entries for removal, then do a mass deletion after replacement.
270   - An ewah-encoded replace bitmap, each bit represents an entry in
271     the shared index. If a bit is set, its corresponding entry in the
272     shared index will be replaced with an entry in this index
273     file. All replaced entries are stored in sorted order in this
274     index. The first "1" bit in the replace bitmap corresponds to the
275     first index entry, the second "1" bit to the second entry and so
276     on. Replaced entries may have empty path names to save space.
278   The remaining index entries after replaced ones will be added to the
279   final index. These added entries are also sorted by entry name then
280   stage.
282 == Untracked cache
284   Untracked cache saves the untracked file list and necessary data to
285   verify the cache. The signature for this extension is { 'U', 'N',
286   'T', 'R' }.
288   The extension starts with
290   - A sequence of NUL-terminated strings, preceded by the size of the
291     sequence in variable width encoding. Each string describes the
292     environment where the cache can be used.
294   - Stat data of $GIT_DIR/info/exclude. See "Index entry" section from
295     ctime field until "file size".
297   - Stat data of core.excludesFile
299   - 32-bit dir_flags (see struct dir_struct)
301   - Hash of $GIT_DIR/info/exclude. A null hash means the file
302     does not exist.
304   - Hash of core.excludesFile. A null hash means the file does
305     not exist.
307   - NUL-terminated string of per-dir exclude file name. This usually
308     is ".gitignore".
310   - The number of following directory blocks, variable width
311     encoding. If this number is zero, the extension ends here with a
312     following NUL.
314   - A number of directory blocks in depth-first-search order, each
315     consists of
317     - The number of untracked entries, variable width encoding.
319     - The number of sub-directory blocks, variable width encoding.
321     - The directory name terminated by NUL.
323     - A number of untracked file/dir names terminated by NUL.
325 The remaining data of each directory block is grouped by type:
327   - An ewah bitmap, the n-th bit marks whether the n-th directory has
328     valid untracked cache entries.
330   - An ewah bitmap, the n-th bit records "check-only" bit of
331     read_directory_recursive() for the n-th directory.
333   - An ewah bitmap, the n-th bit indicates whether hash and stat data
334     is valid for the n-th directory and exists in the next data.
336   - An array of stat data. The n-th data corresponds with the n-th
337     "one" bit in the previous ewah bitmap.
339   - An array of hashes. The n-th hash corresponds with the n-th "one" bit
340     in the previous ewah bitmap.
342   - One NUL.
344 == File System Monitor cache
346   The file system monitor cache tracks files for which the core.fsmonitor
347   hook has told us about changes.  The signature for this extension is
348   { 'F', 'S', 'M', 'N' }.
350   The extension starts with
352   - 32-bit version number: the current supported versions are 1 and 2.
354   - (Version 1)
355     64-bit time: the extension data reflects all changes through the given
356         time which is stored as the nanoseconds elapsed since midnight,
357         January 1, 1970.
359   - (Version 2)
360     A null terminated string: an opaque token defined by the file system
361     monitor application.  The extension data reflects all changes relative
362     to that token.
364   - 32-bit bitmap size: the size of the CE_FSMONITOR_VALID bitmap.
366   - An ewah bitmap, the n-th bit indicates whether the n-th index entry
367     is not CE_FSMONITOR_VALID.
369 == End of Index Entry
371   The End of Index Entry (EOIE) is used to locate the end of the variable
372   length index entries and the beginning of the extensions. Code can take
373   advantage of this to quickly locate the index extensions without having
374   to parse through all of the index entries.
376   Because it must be able to be loaded before the variable length cache
377   entries and other index extensions, this extension must be written last.
378   The signature for this extension is { 'E', 'O', 'I', 'E' }.
380   The extension consists of:
382   - 32-bit offset to the end of the index entries
384   - Hash over the extension types and their sizes (but not
385         their contents).  E.g. if we have "TREE" extension that is N-bytes
386         long, "REUC" extension that is M-bytes long, followed by "EOIE",
387         then the hash would be:
389         Hash("TREE" + <binary-representation-of-N> +
390                 "REUC" + <binary-representation-of-M>)
392 == Index Entry Offset Table
394   The Index Entry Offset Table (IEOT) is used to help address the CPU
395   cost of loading the index by enabling multi-threading the process of
396   converting cache entries from the on-disk format to the in-memory format.
397   The signature for this extension is { 'I', 'E', 'O', 'T' }.
399   The extension consists of:
401   - 32-bit version (currently 1)
403   - A number of index offset entries each consisting of:
405     - 32-bit offset from the beginning of the file to the first cache entry
406         in this block of entries.
408     - 32-bit count of cache entries in this block
410 == Sparse Directory Entries
412   When using sparse-checkout in cone mode, some entire directories within
413   the index can be summarized by pointing to a tree object instead of the
414   entire expanded list of paths within that tree. An index containing such
415   entries is a "sparse index". Index format versions 4 and less were not
416   implemented with such entries in mind. Thus, for these versions, an
417   index containing sparse directory entries will include this extension
418   with signature { 's', 'd', 'i', 'r' }. Like the split-index extension,
419   tools should avoid interacting with a sparse index unless they understand
420   this extension.
424 Part of the linkgit:git[1] suite