Merge branch 'rs/am-parse-options-cleanup'
[alt-git.git] / Documentation / gitformat-index.txt
blob015cb21bdc089a30e5403877ca1c61bea2b04e24
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     4-bit object type
87       valid values in binary are 1000 (regular file), 1010 (symbolic link)
88       and 1110 (gitlink)
90     3-bit unused
92     9-bit unix permission. Only 0755 and 0644 are valid for regular files.
93     Symbolic links and gitlinks have value 0 in this field.
95   32-bit uid
96     this is stat(2) data
98   32-bit gid
99     this is stat(2) data
101   32-bit file size
102     This is the on-disk size from stat(2), truncated to 32-bit.
104   Object name for the represented object
106   A 16-bit 'flags' field split into (high to low bits)
108     1-bit assume-valid flag
110     1-bit extended flag (must be zero in version 2)
112     2-bit stage (during merge)
114     12-bit name length if the length is less than 0xFFF; otherwise 0xFFF
115     is stored in this field.
117   (Version 3 or later) A 16-bit field, only applicable if the
118   "extended flag" above is 1, split into (high to low bits).
120     1-bit reserved for future
122     1-bit skip-worktree flag (used by sparse checkout)
124     1-bit intent-to-add flag (used by "git add -N")
126     13-bit unused, must be zero
128   Entry path name (variable length) relative to top level directory
129     (without leading slash). '/' is used as path separator. The special
130     path components ".", ".." and ".git" (without quotes) are disallowed.
131     Trailing slash is also disallowed.
133     The exact encoding is undefined, but the '.' and '/' characters
134     are encoded in 7-bit ASCII and the encoding cannot contain a NUL
135     byte (iow, this is a UNIX pathname).
137   (Version 4) In version 4, the entry path name is prefix-compressed
138     relative to the path name for the previous entry (the very first
139     entry is encoded as if the path name for the previous entry is an
140     empty string).  At the beginning of an entry, an integer N in the
141     variable width encoding (the same encoding as the offset is encoded
142     for OFS_DELTA pack entries; see linkgit:gitformat-pack[5]) is stored, followed
143     by a NUL-terminated string S.  Removing N bytes from the end of the
144     path name for the previous entry, and replacing it with the string S
145     yields the path name for this entry.
147   1-8 nul bytes as necessary to pad the entry to a multiple of eight bytes
148   while keeping the name NUL-terminated.
150   (Version 4) In version 4, the padding after the pathname does not
151   exist.
153   Interpretation of index entries in split index mode is completely
154   different. See below for details.
156 == Extensions
158 === Cache tree
160   Since the index does not record entries for directories, the cache
161   entries cannot describe tree objects that already exist in the object
162   database for regions of the index that are unchanged from an existing
163   commit. The cache tree extension stores a recursive tree structure that
164   describes the trees that already exist and completely match sections of
165   the cache entries. This speeds up tree object generation from the index
166   for a new commit by only computing the trees that are "new" to that
167   commit. It also assists when comparing the index to another tree, such
168   as `HEAD^{tree}`, since sections of the index can be skipped when a tree
169   comparison demonstrates equality.
171   The recursive tree structure uses nodes that store a number of cache
172   entries, a list of subnodes, and an object ID (OID). The OID references
173   the existing tree for that node, if it is known to exist. The subnodes
174   correspond to subdirectories that themselves have cache tree nodes. The
175   number of cache entries corresponds to the number of cache entries in
176   the index that describe paths within that tree's directory.
178   The extension tracks the full directory structure in the cache tree
179   extension, but this is generally smaller than the full cache entry list.
181   When a path is updated in index, Git invalidates all nodes of the
182   recursive cache tree corresponding to the parent directories of that
183   path. We store these tree nodes as being "invalid" by using "-1" as the
184   number of cache entries. Invalid nodes still store a span of index
185   entries, allowing Git to focus its efforts when reconstructing a full
186   cache tree.
188   The signature for this extension is { 'T', 'R', 'E', 'E' }.
190   A series of entries fill the entire extension; each of which
191   consists of:
193   - NUL-terminated path component (relative to its parent directory);
195   - ASCII decimal number of entries in the index that is covered by the
196     tree this entry represents (entry_count);
198   - A space (ASCII 32);
200   - ASCII decimal number that represents the number of subtrees this
201     tree has;
203   - A newline (ASCII 10); and
205   - Object name for the object that would result from writing this span
206     of index as a tree.
208   An entry can be in an invalidated state and is represented by having
209   a negative number in the entry_count field. In this case, there is no
210   object name and the next entry starts immediately after the newline.
211   When writing an invalid entry, -1 should always be used as entry_count.
213   The entries are written out in the top-down, depth-first order.  The
214   first entry represents the root level of the repository, followed by the
215   first subtree--let's call this A--of the root level (with its name
216   relative to the root level), followed by the first subtree of A (with
217   its name relative to A), and so on. The specified number of subtrees
218   indicates when the current level of the recursive stack is complete.
220 === Resolve undo
222   A conflict is represented in the index as a set of higher stage entries.
223   When a conflict is resolved (e.g. with "git add path"), these higher
224   stage entries will be removed and a stage-0 entry with proper resolution
225   is added.
227   When these higher stage entries are removed, they are saved in the
228   resolve undo extension, so that conflicts can be recreated (e.g. with
229   "git checkout -m"), in case users want to redo a conflict resolution
230   from scratch.
232   The signature for this extension is { 'R', 'E', 'U', 'C' }.
234   A series of entries fill the entire extension; each of which
235   consists of:
237   - NUL-terminated pathname the entry describes (relative to the root of
238     the repository, i.e. full pathname);
240   - Three NUL-terminated ASCII octal numbers, entry mode of entries in
241     stage 1 to 3 (a missing stage is represented by "0" in this field);
242     and
244   - At most three object names of the entry in stages from 1 to 3
245     (nothing is written for a missing stage).
247 === Split index
249   In split index mode, the majority of index entries could be stored
250   in a separate file. This extension records the changes to be made on
251   top of that to produce the final index.
253   The signature for this extension is { 'l', 'i', 'n', 'k' }.
255   The extension consists of:
257   - Hash of the shared index file. The shared index file path
258     is $GIT_DIR/sharedindex.<hash>. If all bits are zero, the
259     index does not require a shared index file.
261   - An ewah-encoded delete bitmap, each bit represents an entry in the
262     shared index. If a bit is set, its corresponding entry in the
263     shared index will be removed from the final index.  Note, because
264     a delete operation changes index entry positions, but we do need
265     original positions in replace phase, it's best to just mark
266     entries for removal, then do a mass deletion after replacement.
268   - An ewah-encoded replace bitmap, each bit represents an entry in
269     the shared index. If a bit is set, its corresponding entry in the
270     shared index will be replaced with an entry in this index
271     file. All replaced entries are stored in sorted order in this
272     index. The first "1" bit in the replace bitmap corresponds to the
273     first index entry, the second "1" bit to the second entry and so
274     on. Replaced entries may have empty path names to save space.
276   The remaining index entries after replaced ones will be added to the
277   final index. These added entries are also sorted by entry name then
278   stage.
280 == Untracked cache
282   Untracked cache saves the untracked file list and necessary data to
283   verify the cache. The signature for this extension is { 'U', 'N',
284   'T', 'R' }.
286   The extension starts with
288   - A sequence of NUL-terminated strings, preceded by the size of the
289     sequence in variable width encoding. Each string describes the
290     environment where the cache can be used.
292   - Stat data of $GIT_DIR/info/exclude. See "Index entry" section from
293     ctime field until "file size".
295   - Stat data of core.excludesFile
297   - 32-bit dir_flags (see struct dir_struct)
299   - Hash of $GIT_DIR/info/exclude. A null hash means the file
300     does not exist.
302   - Hash of core.excludesFile. A null hash means the file does
303     not exist.
305   - NUL-terminated string of per-dir exclude file name. This usually
306     is ".gitignore".
308   - The number of following directory blocks, variable width
309     encoding. If this number is zero, the extension ends here with a
310     following NUL.
312   - A number of directory blocks in depth-first-search order, each
313     consists of
315     - The number of untracked entries, variable width encoding.
317     - The number of sub-directory blocks, variable width encoding.
319     - The directory name terminated by NUL.
321     - A number of untracked file/dir names terminated by NUL.
323 The remaining data of each directory block is grouped by type:
325   - An ewah bitmap, the n-th bit marks whether the n-th directory has
326     valid untracked cache entries.
328   - An ewah bitmap, the n-th bit records "check-only" bit of
329     read_directory_recursive() for the n-th directory.
331   - An ewah bitmap, the n-th bit indicates whether hash and stat data
332     is valid for the n-th directory and exists in the next data.
334   - An array of stat data. The n-th data corresponds with the n-th
335     "one" bit in the previous ewah bitmap.
337   - An array of hashes. The n-th hash corresponds with the n-th "one" bit
338     in the previous ewah bitmap.
340   - One NUL.
342 == File System Monitor cache
344   The file system monitor cache tracks files for which the core.fsmonitor
345   hook has told us about changes.  The signature for this extension is
346   { 'F', 'S', 'M', 'N' }.
348   The extension starts with
350   - 32-bit version number: the current supported versions are 1 and 2.
352   - (Version 1)
353     64-bit time: the extension data reflects all changes through the given
354         time which is stored as the nanoseconds elapsed since midnight,
355         January 1, 1970.
357   - (Version 2)
358     A null terminated string: an opaque token defined by the file system
359     monitor application.  The extension data reflects all changes relative
360     to that token.
362   - 32-bit bitmap size: the size of the CE_FSMONITOR_VALID bitmap.
364   - An ewah bitmap, the n-th bit indicates whether the n-th index entry
365     is not CE_FSMONITOR_VALID.
367 == End of Index Entry
369   The End of Index Entry (EOIE) is used to locate the end of the variable
370   length index entries and the beginning of the extensions. Code can take
371   advantage of this to quickly locate the index extensions without having
372   to parse through all of the index entries.
374   Because it must be able to be loaded before the variable length cache
375   entries and other index extensions, this extension must be written last.
376   The signature for this extension is { 'E', 'O', 'I', 'E' }.
378   The extension consists of:
380   - 32-bit offset to the end of the index entries
382   - Hash over the extension types and their sizes (but not
383         their contents).  E.g. if we have "TREE" extension that is N-bytes
384         long, "REUC" extension that is M-bytes long, followed by "EOIE",
385         then the hash would be:
387         Hash("TREE" + <binary representation of N> +
388                 "REUC" + <binary representation of M>)
390 == Index Entry Offset Table
392   The Index Entry Offset Table (IEOT) is used to help address the CPU
393   cost of loading the index by enabling multi-threading the process of
394   converting cache entries from the on-disk format to the in-memory format.
395   The signature for this extension is { 'I', 'E', 'O', 'T' }.
397   The extension consists of:
399   - 32-bit version (currently 1)
401   - A number of index offset entries each consisting of:
403     - 32-bit offset from the beginning of the file to the first cache entry
404         in this block of entries.
406     - 32-bit count of cache entries in this block
408 == Sparse Directory Entries
410   When using sparse-checkout in cone mode, some entire directories within
411   the index can be summarized by pointing to a tree object instead of the
412   entire expanded list of paths within that tree. An index containing such
413   entries is a "sparse index". Index format versions 4 and less were not
414   implemented with such entries in mind. Thus, for these versions, an
415   index containing sparse directory entries will include this extension
416   with signature { 's', 'd', 'i', 'r' }. Like the split-index extension,
417   tools should avoid interacting with a sparse index unless they understand
418   this extension.
422 Part of the linkgit:git[1] suite