]> git.rkrishnan.org Git - tahoe-lafs/tahoe-lafs.git/blob - src/allmydata/interfaces.py
Fix up the behavior of #778, per reviewers' comments
[tahoe-lafs/tahoe-lafs.git] / src / allmydata / interfaces.py
1
2 from zope.interface import Interface
3 from foolscap.api import StringConstraint, ListOf, TupleOf, SetOf, DictOf, \
4      ChoiceOf, IntegerConstraint, Any, RemoteInterface, Referenceable
5
6 HASH_SIZE=32
7
8 Hash = StringConstraint(maxLength=HASH_SIZE,
9                         minLength=HASH_SIZE)# binary format 32-byte SHA256 hash
10 Nodeid = StringConstraint(maxLength=20,
11                           minLength=20) # binary format 20-byte SHA1 hash
12 FURL = StringConstraint(1000)
13 StorageIndex = StringConstraint(16)
14 URI = StringConstraint(300) # kind of arbitrary
15
16 MAX_BUCKETS = 256  # per peer -- zfec offers at most 256 shares per file
17
18 ShareData = StringConstraint(None)
19 URIExtensionData = StringConstraint(1000)
20 Number = IntegerConstraint(8) # 2**(8*8) == 16EiB ~= 18e18 ~= 18 exabytes
21 Offset = Number
22 ReadSize = int # the 'int' constraint is 2**31 == 2Gib -- large files are processed in not-so-large increments
23 WriteEnablerSecret = Hash # used to protect mutable bucket modifications
24 LeaseRenewSecret = Hash # used to protect bucket lease renewal requests
25 LeaseCancelSecret = Hash # used to protect bucket lease cancellation requests
26
27 class RIStubClient(RemoteInterface):
28     """Each client publishes a service announcement for a dummy object called
29     the StubClient. This object doesn't actually offer any services, but the
30     announcement helps the Introducer keep track of which clients are
31     subscribed (so the grid admin can keep track of things like the size of
32     the grid and the client versions in use. This is the (empty)
33     RemoteInterface for the StubClient."""
34
35 class RIBucketWriter(RemoteInterface):
36     """ Objects of this kind live on the server side. """
37     def write(offset=Offset, data=ShareData):
38         return None
39
40     def close():
41         """
42         If the data that has been written is incomplete or inconsistent then
43         the server will throw the data away, else it will store it for future
44         retrieval.
45         """
46         return None
47
48     def abort():
49         """Abandon all the data that has been written.
50         """
51         return None
52
53 class RIBucketReader(RemoteInterface):
54     def read(offset=Offset, length=ReadSize):
55         return ShareData
56
57     def advise_corrupt_share(reason=str):
58         """Clients who discover hash failures in shares that they have
59         downloaded from me will use this method to inform me about the
60         failures. I will record their concern so that my operator can
61         manually inspect the shares in question. I return None.
62
63         This is a wrapper around RIStorageServer.advise_corrupt_share(),
64         which is tied to a specific share, and therefore does not need the
65         extra share-identifying arguments. Please see that method for full
66         documentation.
67         """
68
69 TestVector = ListOf(TupleOf(Offset, ReadSize, str, str))
70 # elements are (offset, length, operator, specimen)
71 # operator is one of "lt, le, eq, ne, ge, gt"
72 # nop always passes and is used to fetch data while writing.
73 # you should use length==len(specimen) for everything except nop
74 DataVector = ListOf(TupleOf(Offset, ShareData))
75 # (offset, data). This limits us to 30 writes of 1MiB each per call
76 TestAndWriteVectorsForShares = DictOf(int,
77                                       TupleOf(TestVector,
78                                               DataVector,
79                                               ChoiceOf(None, Offset), # new_length
80                                               ))
81 ReadVector = ListOf(TupleOf(Offset, ReadSize))
82 ReadData = ListOf(ShareData)
83 # returns data[offset:offset+length] for each element of TestVector
84
85 class RIStorageServer(RemoteInterface):
86     __remote_name__ = "RIStorageServer.tahoe.allmydata.com"
87
88     def get_version():
89         """
90         Return a dictionary of version information.
91         """
92         return DictOf(str, Any())
93
94     def allocate_buckets(storage_index=StorageIndex,
95                          renew_secret=LeaseRenewSecret,
96                          cancel_secret=LeaseCancelSecret,
97                          sharenums=SetOf(int, maxLength=MAX_BUCKETS),
98                          allocated_size=Offset, canary=Referenceable):
99         """
100         @param storage_index: the index of the bucket to be created or
101                               increfed.
102         @param sharenums: these are the share numbers (probably between 0 and
103                           99) that the sender is proposing to store on this
104                           server.
105         @param renew_secret: This is the secret used to protect bucket refresh
106                              This secret is generated by the client and
107                              stored for later comparison by the server. Each
108                              server is given a different secret.
109         @param cancel_secret: Like renew_secret, but protects bucket decref.
110         @param canary: If the canary is lost before close(), the bucket is
111                        deleted.
112         @return: tuple of (alreadygot, allocated), where alreadygot is what we
113                  already have and allocated is what we hereby agree to accept.
114                  New leases are added for shares in both lists.
115         """
116         return TupleOf(SetOf(int, maxLength=MAX_BUCKETS),
117                        DictOf(int, RIBucketWriter, maxKeys=MAX_BUCKETS))
118
119     def add_lease(storage_index=StorageIndex,
120                   renew_secret=LeaseRenewSecret,
121                   cancel_secret=LeaseCancelSecret):
122         """
123         Add a new lease on the given bucket. If the renew_secret matches an
124         existing lease, that lease will be renewed instead. If there is no
125         bucket for the given storage_index, return silently. (note that in
126         tahoe-1.3.0 and earlier, IndexError was raised if there was no
127         bucket)
128         """
129         return Any() # returns None now, but future versions might change
130
131     def renew_lease(storage_index=StorageIndex, renew_secret=LeaseRenewSecret):
132         """
133         Renew the lease on a given bucket, resetting the timer to 31 days.
134         Some networks will use this, some will not. If there is no bucket for
135         the given storage_index, IndexError will be raised.
136
137         For mutable shares, if the given renew_secret does not match an
138         existing lease, IndexError will be raised with a note listing the
139         server-nodeids on the existing leases, so leases on migrated shares
140         can be renewed or cancelled. For immutable shares, IndexError
141         (without the note) will be raised.
142         """
143         return Any()
144
145     def cancel_lease(storage_index=StorageIndex,
146                      cancel_secret=LeaseCancelSecret):
147         """
148         Cancel the lease on a given bucket. If this was the last lease on the
149         bucket, the bucket will be deleted. If there is no bucket for the
150         given storage_index, IndexError will be raised.
151
152         For mutable shares, if the given cancel_secret does not match an
153         existing lease, IndexError will be raised with a note listing the
154         server-nodeids on the existing leases, so leases on migrated shares
155         can be renewed or cancelled. For immutable shares, IndexError
156         (without the note) will be raised.
157         """
158         return Any()
159
160     def get_buckets(storage_index=StorageIndex):
161         return DictOf(int, RIBucketReader, maxKeys=MAX_BUCKETS)
162
163
164
165     def slot_readv(storage_index=StorageIndex,
166                    shares=ListOf(int), readv=ReadVector):
167         """Read a vector from the numbered shares associated with the given
168         storage index. An empty shares list means to return data from all
169         known shares. Returns a dictionary with one key per share."""
170         return DictOf(int, ReadData) # shnum -> results
171
172     def slot_testv_and_readv_and_writev(storage_index=StorageIndex,
173                                         secrets=TupleOf(WriteEnablerSecret,
174                                                         LeaseRenewSecret,
175                                                         LeaseCancelSecret),
176                                         tw_vectors=TestAndWriteVectorsForShares,
177                                         r_vector=ReadVector,
178                                         ):
179         """General-purpose test-and-set operation for mutable slots. Perform
180         a bunch of comparisons against the existing shares. If they all pass,
181         then apply a bunch of write vectors to those shares. Then use the
182         read vectors to extract data from all the shares and return the data.
183
184         This method is, um, large. The goal is to allow clients to update all
185         the shares associated with a mutable file in a single round trip.
186
187         @param storage_index: the index of the bucket to be created or
188                               increfed.
189         @param write_enabler: a secret that is stored along with the slot.
190                               Writes are accepted from any caller who can
191                               present the matching secret. A different secret
192                               should be used for each slot*server pair.
193         @param renew_secret: This is the secret used to protect bucket refresh
194                              This secret is generated by the client and
195                              stored for later comparison by the server. Each
196                              server is given a different secret.
197         @param cancel_secret: Like renew_secret, but protects bucket decref.
198
199         The 'secrets' argument is a tuple of (write_enabler, renew_secret,
200         cancel_secret). The first is required to perform any write. The
201         latter two are used when allocating new shares. To simply acquire a
202         new lease on existing shares, use an empty testv and an empty writev.
203
204         Each share can have a separate test vector (i.e. a list of
205         comparisons to perform). If all vectors for all shares pass, then all
206         writes for all shares are recorded. Each comparison is a 4-tuple of
207         (offset, length, operator, specimen), which effectively does a bool(
208         (read(offset, length)) OPERATOR specimen ) and only performs the
209         write if all these evaluate to True. Basic test-and-set uses 'eq'.
210         Write-if-newer uses a seqnum and (offset, length, 'lt', specimen).
211         Write-if-same-or-newer uses 'le'.
212
213         Reads from the end of the container are truncated, and missing shares
214         behave like empty ones, so to assert that a share doesn't exist (for
215         use when creating a new share), use (0, 1, 'eq', '').
216
217         The write vector will be applied to the given share, expanding it if
218         necessary. A write vector applied to a share number that did not
219         exist previously will cause that share to be created.
220
221         Each write vector is accompanied by a 'new_length' argument. If
222         new_length is not None, use it to set the size of the container. This
223         can be used to pre-allocate space for a series of upcoming writes, or
224         truncate existing data. If the container is growing, new_length will
225         be applied before datav. If the container is shrinking, it will be
226         applied afterwards. If new_length==0, the share will be deleted.
227
228         The read vector is used to extract data from all known shares,
229         *before* any writes have been applied. The same vector is used for
230         all shares. This captures the state that was tested by the test
231         vector.
232
233         This method returns two values: a boolean and a dict. The boolean is
234         True if the write vectors were applied, False if not. The dict is
235         keyed by share number, and each value contains a list of strings, one
236         for each element of the read vector.
237
238         If the write_enabler is wrong, this will raise BadWriteEnablerError.
239         To enable share migration (using update_write_enabler), the exception
240         will have the nodeid used for the old write enabler embedded in it,
241         in the following string::
242
243          The write enabler was recorded by nodeid '%s'.
244
245         Note that the nodeid here is encoded using the same base32 encoding
246         used by Foolscap and allmydata.util.idlib.nodeid_b2a().
247
248         """
249         return TupleOf(bool, DictOf(int, ReadData))
250
251     def advise_corrupt_share(share_type=str, storage_index=StorageIndex,
252                              shnum=int, reason=str):
253         """Clients who discover hash failures in shares that they have
254         downloaded from me will use this method to inform me about the
255         failures. I will record their concern so that my operator can
256         manually inspect the shares in question. I return None.
257
258         'share_type' is either 'mutable' or 'immutable'. 'storage_index' is a
259         (binary) storage index string, and 'shnum' is the integer share
260         number. 'reason' is a human-readable explanation of the problem,
261         probably including some expected hash values and the computed ones
262         which did not match. Corruption advisories for mutable shares should
263         include a hash of the public key (the same value that appears in the
264         mutable-file verify-cap), since the current share format does not
265         store that on disk.
266         """
267
268 class IStorageBucketWriter(Interface):
269     """
270     Objects of this kind live on the client side.
271     """
272     def put_block(segmentnum=int, data=ShareData):
273         """@param data: For most segments, this data will be 'blocksize'
274         bytes in length. The last segment might be shorter.
275         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
276         """
277
278     def put_plaintext_hashes(hashes=ListOf(Hash)):
279         """
280         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
281         """
282
283     def put_crypttext_hashes(hashes=ListOf(Hash)):
284         """
285         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
286         """
287
288     def put_block_hashes(blockhashes=ListOf(Hash)):
289         """
290         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
291         """
292
293     def put_share_hashes(sharehashes=ListOf(TupleOf(int, Hash))):
294         """
295         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
296         """
297
298     def put_uri_extension(data=URIExtensionData):
299         """This block of data contains integrity-checking information (hashes
300         of plaintext, crypttext, and shares), as well as encoding parameters
301         that are necessary to recover the data. This is a serialized dict
302         mapping strings to other strings. The hash of this data is kept in
303         the URI and verified before any of the data is used. All buckets for
304         a given file contain identical copies of this data.
305
306         The serialization format is specified with the following pseudocode:
307         for k in sorted(dict.keys()):
308             assert re.match(r'^[a-zA-Z_\-]+$', k)
309             write(k + ':' + netstring(dict[k]))
310
311         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
312         """
313
314     def close():
315         """Finish writing and close the bucket. The share is not finalized
316         until this method is called: if the uploading client disconnects
317         before calling close(), the partially-written share will be
318         discarded.
319
320         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
321         """
322
323 class IStorageBucketReader(Interface):
324
325     def get_block_data(blocknum=int, blocksize=int, size=int):
326         """Most blocks will be the same size. The last block might be shorter
327         than the others.
328
329         @return: ShareData
330         """
331
332     def get_crypttext_hashes():
333         """
334         @return: ListOf(Hash)
335         """
336
337     def get_block_hashes(at_least_these=SetOf(int)):
338         """
339         @return: ListOf(Hash)
340         """
341
342     def get_share_hashes(at_least_these=SetOf(int)):
343         """
344         @return: ListOf(TupleOf(int, Hash))
345         """
346
347     def get_uri_extension():
348         """
349         @return: URIExtensionData
350         """
351
352 class IStorageBroker(Interface):
353     def get_servers_for_index(peer_selection_index):
354         """
355         @return: list of (peerid, versioned-rref) tuples
356         """
357     def get_all_servers():
358         """
359         @return: frozenset of (peerid, versioned-rref) tuples
360         """
361     def get_all_serverids():
362         """
363         @return: frozenset of serverid strings
364         """
365     def get_nickname_for_serverid(serverid):
366         """
367         @return: unicode nickname, or None
368         """
369
370     # methods moved from IntroducerClient, need review
371     def get_all_connections():
372         """Return a frozenset of (nodeid, service_name, rref) tuples, one for
373         each active connection we've established to a remote service. This is
374         mostly useful for unit tests that need to wait until a certain number
375         of connections have been made."""
376
377     def get_all_connectors():
378         """Return a dict that maps from (nodeid, service_name) to a
379         RemoteServiceConnector instance for all services that we are actively
380         trying to connect to. Each RemoteServiceConnector has the following
381         public attributes::
382
383           service_name: the type of service provided, like 'storage'
384           announcement_time: when we first heard about this service
385           last_connect_time: when we last established a connection
386           last_loss_time: when we last lost a connection
387
388           version: the peer's version, from the most recent connection
389           oldest_supported: the peer's oldest supported version, same
390
391           rref: the RemoteReference, if connected, otherwise None
392           remote_host: the IAddress, if connected, otherwise None
393
394         This method is intended for monitoring interfaces, such as a web page
395         which describes connecting and connected peers.
396         """
397
398     def get_all_peerids():
399         """Return a frozenset of all peerids to whom we have a connection (to
400         one or more services) established. Mostly useful for unit tests."""
401
402     def get_all_connections_for(service_name):
403         """Return a frozenset of (nodeid, service_name, rref) tuples, one
404         for each active connection that provides the given SERVICE_NAME."""
405
406     def get_permuted_peers(service_name, key):
407         """Returns an ordered list of (peerid, rref) tuples, selecting from
408         the connections that provide SERVICE_NAME, using a hash-based
409         permutation keyed by KEY. This randomizes the service list in a
410         repeatable way, to distribute load over many peers.
411         """
412
413
414 class IURI(Interface):
415     def init_from_string(uri):
416         """Accept a string (as created by my to_string() method) and populate
417         this instance with its data. I am not normally called directly,
418         please use the module-level uri.from_string() function to convert
419         arbitrary URI strings into IURI-providing instances."""
420
421     def is_readonly():
422         """Return False if this URI be used to modify the data. Return True
423         if this URI cannot be used to modify the data."""
424
425     def is_mutable():
426         """Return True if the data can be modified by *somebody* (perhaps
427         someone who has a more powerful URI than this one)."""
428
429     # TODO: rename to get_read_cap()
430     def get_readonly():
431         """Return another IURI instance, which represents a read-only form of
432         this one. If is_readonly() is True, this returns self."""
433
434     def get_verify_cap():
435         """Return an instance that provides IVerifierURI, which can be used
436         to check on the availability of the file or directory, without
437         providing enough capabilities to actually read or modify the
438         contents. This may return None if the file does not need checking or
439         verification (e.g. LIT URIs).
440         """
441
442     def to_string():
443         """Return a string of printable ASCII characters, suitable for
444         passing into init_from_string."""
445
446 class IVerifierURI(Interface, IURI):
447     def init_from_string(uri):
448         """Accept a string (as created by my to_string() method) and populate
449         this instance with its data. I am not normally called directly,
450         please use the module-level uri.from_string() function to convert
451         arbitrary URI strings into IURI-providing instances."""
452
453     def to_string():
454         """Return a string of printable ASCII characters, suitable for
455         passing into init_from_string."""
456
457 class IDirnodeURI(Interface):
458     """I am a URI which represents a dirnode."""
459
460 class IFileURI(Interface):
461     """I am a URI which represents a filenode."""
462     def get_size():
463         """Return the length (in bytes) of the file that I represent."""
464
465 class IImmutableFileURI(IFileURI):
466     pass
467
468 class IMutableFileURI(Interface):
469     """I am a URI which represents a mutable filenode."""
470
471 class IDirectoryURI(Interface):
472     pass
473
474 class IReadonlyDirectoryURI(Interface):
475     pass
476
477 class CapConstraintError(Exception):
478     """A constraint on a cap was violated."""
479
480 class MustBeDeepImmutableError(CapConstraintError):
481     """Mutable children cannot be added to an immutable directory.
482     Also, caps obtained from an immutable directory can trigger this error
483     if they are later found to refer to a mutable object and then used."""
484
485 class MustBeReadonlyError(CapConstraintError):
486     """Known write caps cannot be specified in a ro_uri field. Also,
487     caps obtained from a ro_uri field can trigger this error if they
488     are later found to be write caps and then used."""
489
490 class MustNotBeUnknownRWError(CapConstraintError):
491     """Cannot add an unknown child cap specified in a rw_uri field."""
492
493 # The hierarchy looks like this:
494 #  IFilesystemNode
495 #   IFileNode
496 #    IMutableFileNode
497 #    IImmutableFileNode
498 #   IDirectoryNode
499
500 class IFilesystemNode(Interface):
501     def get_cap():
502         """Return the strongest 'cap instance' associated with this node.
503         (writecap for writeable-mutable files/directories, readcap for
504         immutable or readonly-mutable files/directories). To convert this
505         into a string, call .to_string() on the result."""
506
507     def get_readcap():
508         """Return a readonly cap instance for this node. For immutable or
509         readonly nodes, get_cap() and get_readcap() return the same thing."""
510
511     def get_repair_cap():
512         """Return an IURI instance that can be used to repair the file, or
513         None if this node cannot be repaired (either because it is not
514         distributed, like a LIT file, or because the node does not represent
515         sufficient authority to create a repair-cap, like a read-only RSA
516         mutable file node [which cannot create the correct write-enablers]).
517         """
518
519     def get_verify_cap():
520         """Return an IVerifierURI instance that represents the
521         'verifiy/refresh capability' for this node. The holder of this
522         capability will be able to renew the lease for this node, protecting
523         it from garbage-collection. They will also be able to ask a server if
524         it holds a share for the file or directory.
525         """
526
527     def get_uri():
528         """Return the URI string corresponding to the strongest cap associated
529         with this node. If this node is read-only, the URI will only offer
530         read-only access. If this node is read-write, the URI will offer
531         read-write access.
532
533         If you have read-write access to a node and wish to share merely
534         read-only access with others, use get_readonly_uri().
535         """
536
537     def get_write_uri(n):
538         """Return the URI string that can be used by others to get write
539         access to this node, if it is writeable. If this is a read-only node,
540         return None."""
541
542     def get_readonly_uri():
543         """Return the URI string that can be used by others to get read-only
544         access to this node. The result is a read-only URI, regardless of
545         whether this node is read-only or read-write.
546
547         If you have merely read-only access to this node, get_readonly_uri()
548         will return the same thing as get_uri().
549         """
550
551     def get_storage_index():
552         """Return a string with the (binary) storage index in use on this
553         download. This may be None if there is no storage index (i.e. LIT
554         files)."""
555
556     def is_readonly():
557         """Return True if this reference provides mutable access to the given
558         file or directory (i.e. if you can modify it), or False if not. Note
559         that even if this reference is read-only, someone else may hold a
560         read-write reference to it."""
561
562     def is_mutable():
563         """Return True if this file or directory is mutable (by *somebody*,
564         not necessarily you), False if it is is immutable. Note that a file
565         might be mutable overall, but your reference to it might be
566         read-only. On the other hand, all references to an immutable file
567         will be read-only; there are no read-write references to an immutable
568         file.
569         """
570
571     def is_unknown():
572         """Return True if this is an unknown node."""
573
574     def is_allowed_in_immutable_directory():
575         """Return True if this node is allowed as a child of a deep-immutable
576         directory. This is true if either the node is of a known-immutable type,
577         or it is unknown and read-only.
578         """
579
580     def raise_error():
581         """Raise any error associated with this node."""
582
583     def get_size():
584         """Return the length (in bytes) of the data this node represents. For
585         directory nodes, I return the size of the backing store. I return
586         synchronously and do not consult the network, so for mutable objects,
587         I will return the most recently observed size for the object, or None
588         if I don't remember a size. Use get_current_size, which returns a
589         Deferred, if you want more up-to-date information."""
590
591     def get_current_size():
592         """I return a Deferred that fires with the length (in bytes) of the
593         data this node represents.
594         """
595
596 class IFileNode(IFilesystemNode):
597     """I am a node which represents a file: a sequence of bytes. I am not a
598     container, like IDirectoryNode."""
599
600 class IImmutableFileNode(IFileNode):
601     def read(consumer, offset=0, size=None):
602         """Download a portion (possibly all) of the file's contents, making
603         them available to the given IConsumer. Return a Deferred that fires
604         (with the consumer) when the consumer is unregistered (either because
605         the last byte has been given to it, or because the consumer threw an
606         exception during write(), possibly because it no longer wants to
607         receive data). The portion downloaded will start at 'offset' and
608         contain 'size' bytes (or the remainder of the file if size==None).
609
610         The consumer will be used in non-streaming mode: an IPullProducer
611         will be attached to it.
612
613         The consumer will not receive data right away: several network trips
614         must occur first. The order of events will be::
615
616          consumer.registerProducer(p, streaming)
617           (if streaming == False)::
618            consumer does p.resumeProducing()
619             consumer.write(data)
620            consumer does p.resumeProducing()
621             consumer.write(data).. (repeat until all data is written)
622          consumer.unregisterProducer()
623          deferred.callback(consumer)
624
625         If a download error occurs, or an exception is raised by
626         consumer.registerProducer() or consumer.write(), I will call
627         consumer.unregisterProducer() and then deliver the exception via
628         deferred.errback(). To cancel the download, the consumer should call
629         p.stopProducing(), which will result in an exception being delivered
630         via deferred.errback().
631
632         See src/allmydata/util/consumer.py for an example of a simple
633         download-to-memory consumer.
634         """
635
636 class IMutableFileNode(IFileNode):
637     """I provide access to a 'mutable file', which retains its identity
638     regardless of what contents are put in it.
639
640     The consistency-vs-availability problem means that there might be
641     multiple versions of a file present in the grid, some of which might be
642     unrecoverable (i.e. have fewer than 'k' shares). These versions are
643     loosely ordered: each has a sequence number and a hash, and any version
644     with seqnum=N was uploaded by a node which has seen at least one version
645     with seqnum=N-1.
646
647     The 'servermap' (an instance of IMutableFileServerMap) is used to
648     describe the versions that are known to be present in the grid, and which
649     servers are hosting their shares. It is used to represent the 'state of
650     the world', and is used for this purpose by my test-and-set operations.
651     Downloading the contents of the mutable file will also return a
652     servermap. Uploading a new version into the mutable file requires a
653     servermap as input, and the semantics of the replace operation is
654     'replace the file with my new version if it looks like nobody else has
655     changed the file since my previous download'. Because the file is
656     distributed, this is not a perfect test-and-set operation, but it will do
657     its best. If the replace process sees evidence of a simultaneous write,
658     it will signal an UncoordinatedWriteError, so that the caller can take
659     corrective action.
660
661
662     Most readers will want to use the 'best' current version of the file, and
663     should use my 'download_best_version()' method.
664
665     To unconditionally replace the file, callers should use overwrite(). This
666     is the mode that user-visible mutable files will probably use.
667
668     To apply some delta to the file, call modify() with a callable modifier
669     function that can apply the modification that you want to make. This is
670     the mode that dirnodes will use, since most directory modification
671     operations can be expressed in terms of deltas to the directory state.
672
673
674     Three methods are available for users who need to perform more complex
675     operations. The first is get_servermap(), which returns an up-to-date
676     servermap using a specified mode. The second is download_version(), which
677     downloads a specific version (not necessarily the 'best' one). The third
678     is 'upload', which accepts new contents and a servermap (which must have
679     been updated with MODE_WRITE). The upload method will attempt to apply
680     the new contents as long as no other node has modified the file since the
681     servermap was updated. This might be useful to a caller who wants to
682     merge multiple versions into a single new one.
683
684     Note that each time the servermap is updated, a specific 'mode' is used,
685     which determines how many peers are queried. To use a servermap for my
686     replace() method, that servermap must have been updated in MODE_WRITE.
687     These modes are defined in allmydata.mutable.common, and consist of
688     MODE_READ, MODE_WRITE, MODE_ANYTHING, and MODE_CHECK. Please look in
689     allmydata/mutable/servermap.py for details about the differences.
690
691     Mutable files are currently limited in size (about 3.5MB max) and can
692     only be retrieved and updated all-at-once, as a single big string. Future
693     versions of our mutable files will remove this restriction.
694     """
695
696     def download_best_version():
697         """Download the 'best' available version of the file, meaning one of
698         the recoverable versions with the highest sequence number. If no
699         uncoordinated writes have occurred, and if enough shares are
700         available, then this will be the most recent version that has been
701         uploaded.
702
703         I update an internal servermap with MODE_READ, determine which
704         version of the file is indicated by
705         servermap.best_recoverable_version(), and return a Deferred that
706         fires with its contents. If no version is recoverable, the Deferred
707         will errback with UnrecoverableFileError.
708         """
709
710     def get_size_of_best_version():
711         """Find the size of the version that would be downloaded with
712         download_best_version(), without actually downloading the whole file.
713
714         I return a Deferred that fires with an integer.
715         """
716
717     def overwrite(new_contents):
718         """Unconditionally replace the contents of the mutable file with new
719         ones. This simply chains get_servermap(MODE_WRITE) and upload(). This
720         is only appropriate to use when the new contents of the file are
721         completely unrelated to the old ones, and you do not care about other
722         clients' changes.
723
724         I return a Deferred that fires (with a PublishStatus object) when the
725         update has completed.
726         """
727
728     def modify(modifier_cb):
729         """Modify the contents of the file, by downloading the current
730         version, applying the modifier function (or bound method), then
731         uploading the new version. I return a Deferred that fires (with a
732         PublishStatus object) when the update is complete.
733
734         The modifier callable will be given three arguments: a string (with
735         the old contents), a 'first_time' boolean, and a servermap. As with
736         download_best_version(), the old contents will be from the best
737         recoverable version, but the modifier can use the servermap to make
738         other decisions (such as refusing to apply the delta if there are
739         multiple parallel versions, or if there is evidence of a newer
740         unrecoverable version). 'first_time' will be True the first time the
741         modifier is called, and False on any subsequent calls.
742
743         The callable should return a string with the new contents. The
744         callable must be prepared to be called multiple times, and must
745         examine the input string to see if the change that it wants to make
746         is already present in the old version. If it does not need to make
747         any changes, it can either return None, or return its input string.
748
749         If the modifier raises an exception, it will be returned in the
750         errback.
751         """
752
753
754     def get_servermap(mode):
755         """Return a Deferred that fires with an IMutableFileServerMap
756         instance, updated using the given mode.
757         """
758
759     def download_version(servermap, version):
760         """Download a specific version of the file, using the servermap
761         as a guide to where the shares are located.
762
763         I return a Deferred that fires with the requested contents, or
764         errbacks with UnrecoverableFileError. Note that a servermap which was
765         updated with MODE_ANYTHING or MODE_READ may not know about shares for
766         all versions (those modes stop querying servers as soon as they can
767         fulfil their goals), so you may want to use MODE_CHECK (which checks
768         everything) to get increased visibility.
769         """
770
771     def upload(new_contents, servermap):
772         """Replace the contents of the file with new ones. This requires a
773         servermap that was previously updated with MODE_WRITE.
774
775         I attempt to provide test-and-set semantics, in that I will avoid
776         modifying any share that is different than the version I saw in the
777         servermap. However, if another node is writing to the file at the
778         same time as me, I may manage to update some shares while they update
779         others. If I see any evidence of this, I will signal
780         UncoordinatedWriteError, and the file will be left in an inconsistent
781         state (possibly the version you provided, possibly the old version,
782         possibly somebody else's version, and possibly a mix of shares from
783         all of these).
784
785         The recommended response to UncoordinatedWriteError is to either
786         return it to the caller (since they failed to coordinate their
787         writes), or to attempt some sort of recovery. It may be sufficient to
788         wait a random interval (with exponential backoff) and repeat your
789         operation. If I do not signal UncoordinatedWriteError, then I was
790         able to write the new version without incident.
791
792         I return a Deferred that fires (with a PublishStatus object) when the
793         publish has completed. I will update the servermap in-place with the
794         location of all new shares.
795         """
796
797     def get_writekey():
798         """Return this filenode's writekey, or None if the node does not have
799         write-capability. This may be used to assist with data structures
800         that need to make certain data available only to writers, such as the
801         read-write child caps in dirnodes. The recommended process is to have
802         reader-visible data be submitted to the filenode in the clear (where
803         it will be encrypted by the filenode using the readkey), but encrypt
804         writer-visible data using this writekey.
805         """
806
807 class NotEnoughSharesError(Exception):
808     """Download was unable to get enough shares"""
809
810 class NoSharesError(Exception):
811     """Download was unable to get any shares at all."""
812
813 class UploadUnhappinessError(Exception):
814     """Upload was unable to satisfy 'servers_of_happiness'"""
815
816 class UnableToFetchCriticalDownloadDataError(Exception):
817     """I was unable to fetch some piece of critical data which is supposed to
818     be identically present in all shares."""
819
820 class NoServersError(Exception):
821     """Upload wasn't given any servers to work with, usually indicating a
822     network or Introducer problem."""
823
824 class ExistingChildError(Exception):
825     """A directory node was asked to add or replace a child that already
826     exists, and overwrite= was set to False."""
827
828 class NoSuchChildError(Exception):
829     """A directory node was asked to fetch a child which does not exist."""
830
831 class IDirectoryNode(IFilesystemNode):
832     """I represent a filesystem node that is a container, with a
833     name-to-child mapping, holding the tahoe equivalent of a directory. All
834     child names are unicode strings, and all children are some sort of
835     IFilesystemNode (either files or subdirectories).
836     """
837
838     def get_uri():
839         """
840         The dirnode ('1') URI returned by this method can be used in
841         set_uri() on a different directory ('2') to 'mount' a reference to
842         this directory ('1') under the other ('2'). This URI is just a
843         string, so it can be passed around through email or other out-of-band
844         protocol.
845         """
846
847     def get_readonly_uri():
848         """
849         The dirnode ('1') URI returned by this method can be used in
850         set_uri() on a different directory ('2') to 'mount' a reference to
851         this directory ('1') under the other ('2'). This URI is just a
852         string, so it can be passed around through email or other out-of-band
853         protocol.
854         """
855
856     def list():
857         """I return a Deferred that fires with a dictionary mapping child
858         name (a unicode string) to (node, metadata_dict) tuples, in which
859         'node' is an IFilesystemNode (either IFileNode or IDirectoryNode),
860         and 'metadata_dict' is a dictionary of metadata."""
861
862     def has_child(name):
863         """I return a Deferred that fires with a boolean, True if there
864         exists a child of the given name, False if not. The child name must
865         be a unicode string."""
866
867     def get(name):
868         """I return a Deferred that fires with a specific named child node,
869         either an IFileNode or an IDirectoryNode. The child name must be a
870         unicode string. I raise NoSuchChildError if I do not have a child by
871         that name."""
872
873     def get_metadata_for(name):
874         """I return a Deferred that fires with the metadata dictionary for a
875         specific named child node. This metadata is stored in the *edge*, not
876         in the child, so it is attached to the parent dirnode rather than the
877         child dir-or-file-node. The child name must be a unicode string. I
878         raise NoSuchChildError if I do not have a child by that name."""
879
880     def set_metadata_for(name, metadata):
881         """I replace any existing metadata for the named child with the new
882         metadata. The child name must be a unicode string. This metadata is
883         stored in the *edge*, not in the child, so it is attached to the
884         parent dirnode rather than the child dir-or-file-node. I return a
885         Deferred (that fires with this dirnode) when the operation is
886         complete. I raise NoSuchChildError if I do not have a child by that
887         name."""
888
889     def get_child_at_path(path):
890         """Transform a child path into an IFilesystemNode.
891
892         I perform a recursive series of 'get' operations to find the named
893         descendant node. I return a Deferred that fires with the node, or
894         errbacks with NoSuchChildError if the node could not be found.
895
896         The path can be either a single string (slash-separated) or a list of
897         path-name elements. All elements must be unicode strings.
898         """
899
900     def get_child_and_metadata_at_path(path):
901         """Transform a child path into an IFilesystemNode and metadata.
902
903         I am like get_child_at_path(), but my Deferred fires with a tuple of
904         (node, metadata). The metadata comes from the last edge. If the path
905         is empty, the metadata will be an empty dictionary.
906         """
907
908     def set_uri(name, writecap, readcap=None, metadata=None, overwrite=True):
909         """I add a child (by writecap+readcap) at the specific name. I return
910         a Deferred that fires when the operation finishes. If overwrite= is
911         True, I will replace any existing child of the same name, otherwise
912         an existing child will cause me to return ExistingChildError. The
913         child name must be a unicode string.
914
915         The child caps could be for a file, or for a directory. If the new
916         child is read/write, you will provide both writecap and readcap. If
917         the child is read-only, you will provide the readcap write (i.e. the
918         writecap= and readcap= arguments will both be the child's readcap).
919         The filecaps are typically obtained from an IFilesystemNode with
920         get_uri() and get_readonly_uri().
921
922         If metadata= is provided, I will use it as the metadata for the named
923         edge. This will replace any existing metadata. If metadata= is left
924         as the default value of None, I will set ['mtime'] to the current
925         time, and I will set ['ctime'] to the current time if there was not
926         already a child by this name present. This roughly matches the
927         ctime/mtime semantics of traditional filesystems.
928
929         If this directory node is read-only, the Deferred will errback with a
930         NotWriteableError."""
931
932     def set_children(entries, overwrite=True):
933         """Add multiple children (by writecap+readcap) to a directory node.
934         Takes a dictionary, with childname as keys and (writecap, readcap)
935         tuples (or (writecap, readcap, metadata) triples) as values. Returns
936         a Deferred that fires (with this dirnode) when the operation
937         finishes. This is equivalent to calling set_uri() multiple times, but
938         is much more efficient. All child names must be unicode strings.
939         """
940
941     def set_node(name, child, metadata=None, overwrite=True):
942         """I add a child at the specific name. I return a Deferred that fires
943         when the operation finishes. This Deferred will fire with the child
944         node that was just added. I will replace any existing child of the
945         same name. The child name must be a unicode string. The 'child'
946         instance must be an instance providing IFilesystemNode.
947
948         If metadata= is provided, I will use it as the metadata for the named
949         edge. This will replace any existing metadata. If metadata= is left
950         as the default value of None, I will set ['mtime'] to the current
951         time, and I will set ['ctime'] to the current time if there was not
952         already a child by this name present. This roughly matches the
953         ctime/mtime semantics of traditional filesystems.
954
955         If this directory node is read-only, the Deferred will errback with a
956         NotWriteableError."""
957
958     def set_nodes(entries, overwrite=True):
959         """Add multiple children to a directory node. Takes a dict mapping
960         unicode childname to (child_node, metdata) tuples. If metdata=None,
961         the original metadata is left unmodified. Returns a Deferred that
962         fires (with this dirnode) when the operation finishes. This is
963         equivalent to calling set_node() multiple times, but is much more
964         efficient."""
965
966     def add_file(name, uploadable, metadata=None, overwrite=True):
967         """I upload a file (using the given IUploadable), then attach the
968         resulting ImmutableFileNode to the directory at the given name. I set
969         metadata the same way as set_uri and set_node. The child name must be
970         a unicode string.
971
972         I return a Deferred that fires (with the IFileNode of the uploaded
973         file) when the operation completes."""
974
975     def delete(name):
976         """I remove the child at the specific name. I return a Deferred that
977         fires when the operation finishes. The child name must be a unicode
978         string. I raise NoSuchChildError if I do not have a child by that
979         name."""
980
981     def create_subdirectory(name, initial_children={}, overwrite=True):
982         """I create and attach a directory at the given name. The new
983         directory can be empty, or it can be populated with children
984         according to 'initial_children', which takes a dictionary in the same
985         format as set_nodes (i.e. mapping unicode child name to (childnode,
986         metadata) tuples). The child name must be a unicode string. I return
987         a Deferred that fires (with the new directory node) when the
988         operation finishes."""
989
990     def move_child_to(current_child_name, new_parent, new_child_name=None,
991                       overwrite=True):
992         """I take one of my children and move them to a new parent. The child
993         is referenced by name. On the new parent, the child will live under
994         'new_child_name', which defaults to 'current_child_name'. TODO: what
995         should we do about metadata? I return a Deferred that fires when the
996         operation finishes. The child name must be a unicode string. I raise
997         NoSuchChildError if I do not have a child by that name."""
998
999     def build_manifest():
1000         """I generate a table of everything reachable from this directory.
1001         I also compute deep-stats as described below.
1002
1003         I return a Monitor. The Monitor's results will be a dictionary with
1004         four elements:
1005
1006          res['manifest']: a list of (path, cap) tuples for all nodes
1007                           (directories and files) reachable from this one.
1008                           'path' will be a tuple of unicode strings. The
1009                           origin dirnode will be represented by an empty path
1010                           tuple.
1011          res['verifycaps']: a list of (printable) verifycap strings, one for
1012                             each reachable non-LIT node. This is a set:
1013                             it will contain no duplicates.
1014          res['storage-index']: a list of (base32) storage index strings,
1015                                one for each reachable non-LIT node. This is
1016                                a set: it will contain no duplicates.
1017          res['stats']: a dictionary, the same that is generated by
1018                        start_deep_stats() below.
1019
1020         The Monitor will also have an .origin_si attribute with the (binary)
1021         storage index of the starting point.
1022         """
1023
1024     def start_deep_stats():
1025         """Return a Monitor, examining all nodes (directories and files)
1026         reachable from this one. The Monitor's results will be a dictionary
1027         with the following keys::
1028
1029            count-immutable-files: count of how many CHK files are in the set
1030            count-mutable-files: same, for mutable files (does not include
1031                                 directories)
1032            count-literal-files: same, for LIT files
1033            count-files: sum of the above three
1034
1035            count-directories: count of directories
1036
1037            size-immutable-files: total bytes for all CHK files in the set
1038            size-mutable-files (TODO): same, for current version of all mutable
1039                                       files, does not include directories
1040            size-literal-files: same, for LIT files
1041            size-directories: size of mutable files used by directories
1042
1043            largest-directory: number of bytes in the largest directory
1044            largest-directory-children: number of children in the largest
1045                                        directory
1046            largest-immutable-file: number of bytes in the largest CHK file
1047
1048         size-mutable-files is not yet implemented, because it would involve
1049         even more queries than deep_stats does.
1050
1051         The Monitor will also have an .origin_si attribute with the (binary)
1052         storage index of the starting point.
1053
1054         This operation will visit every directory node underneath this one,
1055         and can take a long time to run. On a typical workstation with good
1056         bandwidth, this can examine roughly 15 directories per second (and
1057         takes several minutes of 100% CPU for ~1700 directories).
1058         """
1059
1060 class ICodecEncoder(Interface):
1061     def set_params(data_size, required_shares, max_shares):
1062         """Set up the parameters of this encoder.
1063
1064         This prepares the encoder to perform an operation that converts a
1065         single block of data into a number of shares, such that a future
1066         ICodecDecoder can use a subset of these shares to recover the
1067         original data. This operation is invoked by calling encode(). Once
1068         the encoding parameters are set up, the encode operation can be
1069         invoked multiple times.
1070
1071         set_params() prepares the encoder to accept blocks of input data that
1072         are exactly 'data_size' bytes in length. The encoder will be prepared
1073         to produce 'max_shares' shares for each encode() operation (although
1074         see the 'desired_share_ids' to use less CPU). The encoding math will
1075         be chosen such that the decoder can get by with as few as
1076         'required_shares' of these shares and still reproduce the original
1077         data. For example, set_params(1000, 5, 5) offers no redundancy at
1078         all, whereas set_params(1000, 1, 10) provides 10x redundancy.
1079
1080         Numerical Restrictions: 'data_size' is required to be an integral
1081         multiple of 'required_shares'. In general, the caller should choose
1082         required_shares and max_shares based upon their reliability
1083         requirements and the number of peers available (the total storage
1084         space used is roughly equal to max_shares*data_size/required_shares),
1085         then choose data_size to achieve the memory footprint desired (larger
1086         data_size means more efficient operation, smaller data_size means
1087         smaller memory footprint).
1088
1089         In addition, 'max_shares' must be equal to or greater than
1090         'required_shares'. Of course, setting them to be equal causes
1091         encode() to degenerate into a particularly slow form of the 'split'
1092         utility.
1093
1094         See encode() for more details about how these parameters are used.
1095
1096         set_params() must be called before any other ICodecEncoder methods
1097         may be invoked.
1098         """
1099
1100     def get_params():
1101         """Return the 3-tuple of data_size, required_shares, max_shares"""
1102
1103     def get_encoder_type():
1104         """Return a short string that describes the type of this encoder.
1105
1106         There is required to be a global table of encoder classes. This method
1107         returns an index into this table; the value at this index is an
1108         encoder class, and this encoder is an instance of that class.
1109         """
1110
1111     def get_block_size():
1112         """Return the length of the shares that encode() will produce.
1113         """
1114
1115     def encode_proposal(data, desired_share_ids=None):
1116         """Encode some data.
1117
1118         'data' must be a string (or other buffer object), and len(data) must
1119         be equal to the 'data_size' value passed earlier to set_params().
1120
1121         This will return a Deferred that will fire with two lists. The first
1122         is a list of shares, each of which is a string (or other buffer
1123         object) such that len(share) is the same as what get_share_size()
1124         returned earlier. The second is a list of shareids, in which each is
1125         an integer. The lengths of the two lists will always be equal to each
1126         other. The user should take care to keep each share closely
1127         associated with its shareid, as one is useless without the other.
1128
1129         The length of this output list will normally be the same as the value
1130         provided to the 'max_shares' parameter of set_params(). This may be
1131         different if 'desired_share_ids' is provided.
1132
1133         'desired_share_ids', if provided, is required to be a sequence of
1134         ints, each of which is required to be >= 0 and < max_shares. If not
1135         provided, encode() will produce 'max_shares' shares, as if
1136         'desired_share_ids' were set to range(max_shares). You might use this
1137         if you initially thought you were going to use 10 peers, started
1138         encoding, and then two of the peers dropped out: you could use
1139         desired_share_ids= to skip the work (both memory and CPU) of
1140         producing shares for the peers which are no longer available.
1141
1142         """
1143
1144     def encode(inshares, desired_share_ids=None):
1145         """Encode some data. This may be called multiple times. Each call is
1146         independent.
1147
1148         inshares is a sequence of length required_shares, containing buffers
1149         (i.e. strings), where each buffer contains the next contiguous
1150         non-overlapping segment of the input data. Each buffer is required to
1151         be the same length, and the sum of the lengths of the buffers is
1152         required to be exactly the data_size promised by set_params(). (This
1153         implies that the data has to be padded before being passed to
1154         encode(), unless of course it already happens to be an even multiple
1155         of required_shares in length.)
1156
1157          ALSO: the requirement to break up your data into 'required_shares'
1158          chunks before calling encode() feels a bit surprising, at least from
1159          the point of view of a user who doesn't know how FEC works. It feels
1160          like an implementation detail that has leaked outside the
1161          abstraction barrier. Can you imagine a use case in which the data to
1162          be encoded might already be available in pre-segmented chunks, such
1163          that it is faster or less work to make encode() take a list rather
1164          than splitting a single string?
1165
1166          ALSO ALSO: I think 'inshares' is a misleading term, since encode()
1167          is supposed to *produce* shares, so what it *accepts* should be
1168          something other than shares. Other places in this interface use the
1169          word 'data' for that-which-is-not-shares.. maybe we should use that
1170          term?
1171
1172         'desired_share_ids', if provided, is required to be a sequence of
1173         ints, each of which is required to be >= 0 and < max_shares. If not
1174         provided, encode() will produce 'max_shares' shares, as if
1175         'desired_share_ids' were set to range(max_shares). You might use this
1176         if you initially thought you were going to use 10 peers, started
1177         encoding, and then two of the peers dropped out: you could use
1178         desired_share_ids= to skip the work (both memory and CPU) of
1179         producing shares for the peers which are no longer available.
1180
1181         For each call, encode() will return a Deferred that fires with two
1182         lists, one containing shares and the other containing the shareids.
1183         The get_share_size() method can be used to determine the length of
1184         the share strings returned by encode(). Each shareid is a small
1185         integer, exactly as passed into 'desired_share_ids' (or
1186         range(max_shares), if desired_share_ids was not provided).
1187
1188         The shares and their corresponding shareids are required to be kept
1189         together during storage and retrieval. Specifically, the share data is
1190         useless by itself: the decoder needs to be told which share is which
1191         by providing it with both the shareid and the actual share data.
1192
1193         This function will allocate an amount of memory roughly equal to::
1194
1195          (max_shares - required_shares) * get_share_size()
1196
1197         When combined with the memory that the caller must allocate to
1198         provide the input data, this leads to a memory footprint roughly
1199         equal to the size of the resulting encoded shares (i.e. the expansion
1200         factor times the size of the input segment).
1201         """
1202
1203         # rejected ideas:
1204         #
1205         #  returning a list of (shareidN,shareN) tuples instead of a pair of
1206         #  lists (shareids..,shares..). Brian thought the tuples would
1207         #  encourage users to keep the share and shareid together throughout
1208         #  later processing, Zooko pointed out that the code to iterate
1209         #  through two lists is not really more complicated than using a list
1210         #  of tuples and there's also a performance improvement
1211         #
1212         #  having 'data_size' not required to be an integral multiple of
1213         #  'required_shares'. Doing this would require encode() to perform
1214         #  padding internally, and we'd prefer to have any padding be done
1215         #  explicitly by the caller. Yes, it is an abstraction leak, but
1216         #  hopefully not an onerous one.
1217
1218
1219 class ICodecDecoder(Interface):
1220     def set_params(data_size, required_shares, max_shares):
1221         """Set the params. They have to be exactly the same ones that were
1222         used for encoding."""
1223
1224     def get_needed_shares():
1225         """Return the number of shares needed to reconstruct the data.
1226         set_params() is required to be called before this."""
1227
1228     def decode(some_shares, their_shareids):
1229         """Decode a partial list of shares into data.
1230
1231         'some_shares' is required to be a sequence of buffers of sharedata, a
1232         subset of the shares returned by ICodecEncode.encode(). Each share is
1233         required to be of the same length.  The i'th element of their_shareids
1234         is required to be the shareid of the i'th buffer in some_shares.
1235
1236         This returns a Deferred which fires with a sequence of buffers. This
1237         sequence will contain all of the segments of the original data, in
1238         order. The sum of the lengths of all of the buffers will be the
1239         'data_size' value passed into the original ICodecEncode.set_params()
1240         call. To get back the single original input block of data, use
1241         ''.join(output_buffers), or you may wish to simply write them in
1242         order to an output file.
1243
1244         Note that some of the elements in the result sequence may be
1245         references to the elements of the some_shares input sequence. In
1246         particular, this means that if those share objects are mutable (e.g.
1247         arrays) and if they are changed, then both the input (the
1248         'some_shares' parameter) and the output (the value given when the
1249         deferred is triggered) will change.
1250
1251         The length of 'some_shares' is required to be exactly the value of
1252         'required_shares' passed into the original ICodecEncode.set_params()
1253         call.
1254         """
1255
1256 class IEncoder(Interface):
1257     """I take an object that provides IEncryptedUploadable, which provides
1258     encrypted data, and a list of shareholders. I then encode, hash, and
1259     deliver shares to those shareholders. I will compute all the necessary
1260     Merkle hash trees that are necessary to validate the crypttext that
1261     eventually comes back from the shareholders. I provide the URI Extension
1262     Block Hash, and the encoding parameters, both of which must be included
1263     in the URI.
1264
1265     I do not choose shareholders, that is left to the IUploader. I must be
1266     given a dict of RemoteReferences to storage buckets that are ready and
1267     willing to receive data.
1268     """
1269
1270     def set_size(size):
1271         """Specify the number of bytes that will be encoded. This must be
1272         peformed before get_serialized_params() can be called.
1273         """
1274     def set_params(params):
1275         """Override the default encoding parameters. 'params' is a tuple of
1276         (k,d,n), where 'k' is the number of required shares, 'd' is the
1277         servers_of_happiness, and 'n' is the total number of shares that will
1278         be created.
1279
1280         Encoding parameters can be set in three ways. 1: The Encoder class
1281         provides defaults (3/7/10). 2: the Encoder can be constructed with
1282         an 'options' dictionary, in which the
1283         needed_and_happy_and_total_shares' key can be a (k,d,n) tuple. 3:
1284         set_params((k,d,n)) can be called.
1285
1286         If you intend to use set_params(), you must call it before
1287         get_share_size or get_param are called.
1288         """
1289
1290     def set_encrypted_uploadable(u):
1291         """Provide a source of encrypted upload data. 'u' must implement
1292         IEncryptedUploadable.
1293
1294         When this is called, the IEncryptedUploadable will be queried for its
1295         length and the storage_index that should be used.
1296
1297         This returns a Deferred that fires with this Encoder instance.
1298
1299         This must be performed before start() can be called.
1300         """
1301
1302     def get_param(name):
1303         """Return an encoding parameter, by name.
1304
1305         'storage_index': return a string with the (16-byte truncated SHA-256
1306                          hash) storage index to which these shares should be
1307                          pushed.
1308
1309         'share_counts': return a tuple describing how many shares are used:
1310                         (needed_shares, servers_of_happiness, total_shares)
1311
1312         'num_segments': return an int with the number of segments that
1313                         will be encoded.
1314
1315         'segment_size': return an int with the size of each segment.
1316
1317         'block_size': return the size of the individual blocks that will
1318                       be delivered to a shareholder's put_block() method. By
1319                       knowing this, the shareholder will be able to keep all
1320                       blocks in a single file and still provide random access
1321                       when reading them. # TODO: can we avoid exposing this?
1322
1323         'share_size': an int with the size of the data that will be stored
1324                       on each shareholder. This is aggregate amount of data
1325                       that will be sent to the shareholder, summed over all
1326                       the put_block() calls I will ever make. It is useful to
1327                       determine this size before asking potential
1328                       shareholders whether they will grant a lease or not,
1329                       since their answers will depend upon how much space we
1330                       need. TODO: this might also include some amount of
1331                       overhead, like the size of all the hashes. We need to
1332                       decide whether this is useful or not.
1333
1334         'serialized_params': a string with a concise description of the
1335                              codec name and its parameters. This may be passed
1336                              into the IUploadable to let it make sure that
1337                              the same file encoded with different parameters
1338                              will result in different storage indexes.
1339
1340         Once this is called, set_size() and set_params() may not be called.
1341         """
1342
1343     def set_shareholders(shareholders, servermap):
1344         """Tell the encoder where to put the encoded shares. 'shareholders'
1345         must be a dictionary that maps share number (an integer ranging from
1346         0 to n-1) to an instance that provides IStorageBucketWriter.
1347         'servermap' is a dictionary that maps share number (as defined above)
1348         to a set of peerids. This must be performed before start() can be
1349         called."""
1350
1351     def start():
1352         """Begin the encode/upload process. This involves reading encrypted
1353         data from the IEncryptedUploadable, encoding it, uploading the shares
1354         to the shareholders, then sending the hash trees.
1355
1356         set_encrypted_uploadable() and set_shareholders() must be called
1357         before this can be invoked.
1358
1359         This returns a Deferred that fires with a verify cap when the upload
1360         process is complete. The verifycap, plus the encryption key, is
1361         sufficient to construct the read cap.
1362         """
1363
1364 class IDecoder(Interface):
1365     """I take a list of shareholders and some setup information, then
1366     download, validate, decode, and decrypt data from them, writing the
1367     results to an output file.
1368
1369     I do not locate the shareholders, that is left to the IDownloader. I must
1370     be given a dict of RemoteReferences to storage buckets that are ready to
1371     send data.
1372     """
1373
1374     def setup(outfile):
1375         """I take a file-like object (providing write and close) to which all
1376         the plaintext data will be written.
1377
1378         TODO: producer/consumer . Maybe write() should return a Deferred that
1379         indicates when it will accept more data? But probably having the
1380         IDecoder be a producer is easier to glue to IConsumer pieces.
1381         """
1382
1383     def set_shareholders(shareholders):
1384         """I take a dictionary that maps share identifiers (small integers)
1385         to RemoteReferences that provide RIBucketReader. This must be called
1386         before start()."""
1387
1388     def start():
1389         """I start the download. This process involves retrieving data and
1390         hash chains from the shareholders, using the hashes to validate the
1391         data, decoding the shares into segments, decrypting the segments,
1392         then writing the resulting plaintext to the output file.
1393
1394         I return a Deferred that will fire (with self) when the download is
1395         complete.
1396         """
1397
1398 class IDownloadTarget(Interface):
1399     # Note that if the IDownloadTarget is also an IConsumer, the downloader
1400     # will register itself as a producer. This allows the target to invoke
1401     # downloader.pauseProducing, resumeProducing, and stopProducing.
1402     def open(size):
1403         """Called before any calls to write() or close(). If an error
1404         occurs before any data is available, fail() may be called without
1405         a previous call to open().
1406
1407         'size' is the length of the file being downloaded, in bytes."""
1408
1409     def write(data):
1410         """Output some data to the target."""
1411     def close():
1412         """Inform the target that there is no more data to be written."""
1413     def fail(why):
1414         """fail() is called to indicate that the download has failed. 'why'
1415         is a Failure object indicating what went wrong. No further methods
1416         will be invoked on the IDownloadTarget after fail()."""
1417     def register_canceller(cb):
1418         """The CiphertextDownloader uses this to register a no-argument function
1419         that the target can call to cancel the download. Once this canceller
1420         is invoked, no further calls to write() or close() will be made."""
1421     def finish():
1422         """When the CiphertextDownloader is done, this finish() function will be
1423         called. Whatever it returns will be returned to the invoker of
1424         Downloader.download.
1425         """
1426     # The following methods are just because that target might be a
1427     # repairer.DownUpConnector, and just because the current CHKUpload object
1428     # expects to find the storage index and encoding parameters in its
1429     # Uploadable.
1430     def set_storageindex(storageindex):
1431         """ Set the storage index. """
1432     def set_encodingparams(encodingparams):
1433         """ Set the encoding parameters. """
1434
1435 class IDownloader(Interface):
1436     def download(uri, target):
1437         """Perform a CHK download, sending the data to the given target.
1438         'target' must provide IDownloadTarget.
1439
1440         Returns a Deferred that fires (with the results of target.finish)
1441         when the download is finished, or errbacks if something went wrong."""
1442
1443 class IEncryptedUploadable(Interface):
1444     def set_upload_status(upload_status):
1445         """Provide an IUploadStatus object that should be filled with status
1446         information. The IEncryptedUploadable is responsible for setting
1447         key-determination progress ('chk'), size, storage_index, and
1448         ciphertext-fetch progress. It may delegate some of this
1449         responsibility to others, in particular to the IUploadable."""
1450
1451     def get_size():
1452         """This behaves just like IUploadable.get_size()."""
1453
1454     def get_all_encoding_parameters():
1455         """Return a Deferred that fires with a tuple of
1456         (k,happy,n,segment_size). The segment_size will be used as-is, and
1457         must match the following constraints: it must be a multiple of k, and
1458         it shouldn't be unreasonably larger than the file size (if
1459         segment_size is larger than filesize, the difference must be stored
1460         as padding).
1461
1462         This usually passes through to the IUploadable method of the same
1463         name.
1464
1465         The encoder strictly obeys the values returned by this method. To
1466         make an upload use non-default encoding parameters, you must arrange
1467         to control the values that this method returns.
1468         """
1469
1470     def get_storage_index():
1471         """Return a Deferred that fires with a 16-byte storage index.
1472         """
1473
1474     def read_encrypted(length, hash_only):
1475         """This behaves just like IUploadable.read(), but returns crypttext
1476         instead of plaintext. If hash_only is True, then this discards the
1477         data (and returns an empty list); this improves efficiency when
1478         resuming an interrupted upload (where we need to compute the
1479         plaintext hashes, but don't need the redundant encrypted data)."""
1480
1481     def get_plaintext_hashtree_leaves(first, last, num_segments):
1482         """OBSOLETE; Get the leaf nodes of a merkle hash tree over the
1483         plaintext segments, i.e. get the tagged hashes of the given segments.
1484         The segment size is expected to be generated by the
1485         IEncryptedUploadable before any plaintext is read or ciphertext
1486         produced, so that the segment hashes can be generated with only a
1487         single pass.
1488
1489         This returns a Deferred which fires with a sequence of hashes, using:
1490
1491          tuple(segment_hashes[first:last])
1492
1493         'num_segments' is used to assert that the number of segments that the
1494         IEncryptedUploadable handled matches the number of segments that the
1495         encoder was expecting.
1496
1497         This method must not be called until the final byte has been read
1498         from read_encrypted(). Once this method is called, read_encrypted()
1499         can never be called again.
1500         """
1501
1502     def get_plaintext_hash():
1503         """OBSOLETE; Get the hash of the whole plaintext.
1504
1505         This returns a Deferred which fires with a tagged SHA-256 hash of the
1506         whole plaintext, obtained from hashutil.plaintext_hash(data).
1507         """
1508
1509     def close():
1510         """Just like IUploadable.close()."""
1511
1512 class IUploadable(Interface):
1513     def set_upload_status(upload_status):
1514         """Provide an IUploadStatus object that should be filled with status
1515         information. The IUploadable is responsible for setting
1516         key-determination progress ('chk')."""
1517
1518     def set_default_encoding_parameters(params):
1519         """Set the default encoding parameters, which must be a dict mapping
1520         strings to ints. The meaningful keys are 'k', 'happy', 'n', and
1521         'max_segment_size'. These might have an influence on the final
1522         encoding parameters returned by get_all_encoding_parameters(), if the
1523         Uploadable doesn't have more specific preferences.
1524
1525         This call is optional: if it is not used, the Uploadable will use
1526         some built-in defaults. If used, this method must be called before
1527         any other IUploadable methods to have any effect.
1528         """
1529
1530     def get_size():
1531         """Return a Deferred that will fire with the length of the data to be
1532         uploaded, in bytes. This will be called before the data is actually
1533         used, to compute encoding parameters.
1534         """
1535
1536     def get_all_encoding_parameters():
1537         """Return a Deferred that fires with a tuple of
1538         (k,happy,n,segment_size). The segment_size will be used as-is, and
1539         must match the following constraints: it must be a multiple of k, and
1540         it shouldn't be unreasonably larger than the file size (if
1541         segment_size is larger than filesize, the difference must be stored
1542         as padding).
1543
1544         The relative values of k and n allow some IUploadables to request
1545         better redundancy than others (in exchange for consuming more space
1546         in the grid).
1547
1548         Larger values of segment_size reduce hash overhead, while smaller
1549         values reduce memory footprint and cause data to be delivered in
1550         smaller pieces (which may provide a smoother and more predictable
1551         download experience).
1552
1553         The encoder strictly obeys the values returned by this method. To
1554         make an upload use non-default encoding parameters, you must arrange
1555         to control the values that this method returns. One way to influence
1556         them may be to call set_encoding_parameters() before calling
1557         get_all_encoding_parameters().
1558         """
1559
1560     def get_encryption_key():
1561         """Return a Deferred that fires with a 16-byte AES key. This key will
1562         be used to encrypt the data. The key will also be hashed to derive
1563         the StorageIndex.
1564
1565         Uploadables which want to achieve convergence should hash their file
1566         contents and the serialized_encoding_parameters to form the key
1567         (which of course requires a full pass over the data). Uploadables can
1568         use the upload.ConvergentUploadMixin class to achieve this
1569         automatically.
1570
1571         Uploadables which do not care about convergence (or do not wish to
1572         make multiple passes over the data) can simply return a
1573         strongly-random 16 byte string.
1574
1575         get_encryption_key() may be called multiple times: the IUploadable is
1576         required to return the same value each time.
1577         """
1578
1579     def read(length):
1580         """Return a Deferred that fires with a list of strings (perhaps with
1581         only a single element) which, when concatenated together, contain the
1582         next 'length' bytes of data. If EOF is near, this may provide fewer
1583         than 'length' bytes. The total number of bytes provided by read()
1584         before it signals EOF must equal the size provided by get_size().
1585
1586         If the data must be acquired through multiple internal read
1587         operations, returning a list instead of a single string may help to
1588         reduce string copies.
1589
1590         'length' will typically be equal to (min(get_size(),1MB)/req_shares),
1591         so a 10kB file means length=3kB, 100kB file means length=30kB,
1592         and >=1MB file means length=300kB.
1593
1594         This method provides for a single full pass through the data. Later
1595         use cases may desire multiple passes or access to only parts of the
1596         data (such as a mutable file making small edits-in-place). This API
1597         will be expanded once those use cases are better understood.
1598         """
1599
1600     def close():
1601         """The upload is finished, and whatever filehandle was in use may be
1602         closed."""
1603
1604 class IUploadResults(Interface):
1605     """I am returned by upload() methods. I contain a number of public
1606     attributes which can be read to determine the results of the upload. Some
1607     of these are functional, some are timing information. All of these may be
1608     None.
1609
1610      .file_size : the size of the file, in bytes
1611      .uri : the CHK read-cap for the file
1612      .ciphertext_fetched : how many bytes were fetched by the helper
1613      .sharemap: dict mapping share identifier to set of serverids
1614                    (binary strings). This indicates which servers were given
1615                    which shares. For immutable files, the shareid is an
1616                    integer (the share number, from 0 to N-1). For mutable
1617                    files, it is a string of the form 'seq%d-%s-sh%d',
1618                    containing the sequence number, the roothash, and the
1619                    share number.
1620      .servermap : dict mapping server peerid to a set of share numbers
1621      .timings : dict of timing information, mapping name to seconds (float)
1622        total : total upload time, start to finish
1623        storage_index : time to compute the storage index
1624        peer_selection : time to decide which peers will be used
1625        contacting_helper : initial helper query to upload/no-upload decision
1626        existence_check : helper pre-upload existence check
1627        helper_total : initial helper query to helper finished pushing
1628        cumulative_fetch : helper waiting for ciphertext requests
1629        total_fetch : helper start to last ciphertext response
1630        cumulative_encoding : just time spent in zfec
1631        cumulative_sending : just time spent waiting for storage servers
1632        hashes_and_close : last segment push to shareholder close
1633        total_encode_and_push : first encode to shareholder close
1634
1635     """
1636
1637 class IDownloadResults(Interface):
1638     """I am created internally by download() methods. I contain a number of
1639     public attributes which contain details about the download process.::
1640
1641      .file_size : the size of the file, in bytes
1642      .servers_used : set of server peerids that were used during download
1643      .server_problems : dict mapping server peerid to a problem string. Only
1644                         servers that had problems (bad hashes, disconnects)
1645                         are listed here.
1646      .servermap : dict mapping server peerid to a set of share numbers. Only
1647                   servers that had any shares are listed here.
1648      .timings : dict of timing information, mapping name to seconds (float)
1649        peer_selection : time to ask servers about shares
1650        servers_peer_selection : dict of peerid to DYHB-query time
1651        uri_extension : time to fetch a copy of the URI extension block
1652        hashtrees : time to fetch the hash trees
1653        segments : time to fetch, decode, and deliver segments
1654        cumulative_fetch : time spent waiting for storage servers
1655        cumulative_decode : just time spent in zfec
1656        cumulative_decrypt : just time spent in decryption
1657        total : total download time, start to finish
1658        fetch_per_server : dict of peerid to list of per-segment fetch times
1659
1660     """
1661
1662 class IUploader(Interface):
1663     def upload(uploadable):
1664         """Upload the file. 'uploadable' must impement IUploadable. This
1665         returns a Deferred which fires with an IUploadResults instance, from
1666         which the URI of the file can be obtained as results.uri ."""
1667
1668     def upload_ssk(write_capability, new_version, uploadable):
1669         """TODO: how should this work?"""
1670
1671 class ICheckable(Interface):
1672     def check(monitor, verify=False, add_lease=False):
1673         """Check upon my health, optionally repairing any problems.
1674
1675         This returns a Deferred that fires with an instance that provides
1676         ICheckResults, or None if the object is non-distributed (i.e. LIT
1677         files).
1678
1679         The monitor will be checked periodically to see if the operation has
1680         been cancelled. If so, no new queries will be sent, and the Deferred
1681         will fire (with a OperationCancelledError) immediately.
1682
1683         Filenodes and dirnodes (which provide IFilesystemNode) are also
1684         checkable. Instances that represent verifier-caps will be checkable
1685         but not downloadable. Some objects (like LIT files) do not actually
1686         live in the grid, and their checkers return None (non-distributed
1687         files are always healthy).
1688
1689         If verify=False, a relatively lightweight check will be performed: I
1690         will ask all servers if they have a share for me, and I will believe
1691         whatever they say. If there are at least N distinct shares on the
1692         grid, my results will indicate r.is_healthy()==True. This requires a
1693         roundtrip to each server, but does not transfer very much data, so
1694         the network bandwidth is fairly low.
1695
1696         If verify=True, a more resource-intensive check will be performed:
1697         every share will be downloaded, and the hashes will be validated on
1698         every bit. I will ignore any shares that failed their hash checks. If
1699         there are at least N distinct valid shares on the grid, my results
1700         will indicate r.is_healthy()==True. This requires N/k times as much
1701         download bandwidth (and server disk IO) as a regular download. If a
1702         storage server is holding a corrupt share, or is experiencing memory
1703         failures during retrieval, or is malicious or buggy, then
1704         verification will detect the problem, but checking will not.
1705
1706         If add_lease=True, I will ensure that an up-to-date lease is present
1707         on each share. The lease secrets will be derived from by node secret
1708         (in BASEDIR/private/secret), so either I will add a new lease to the
1709         share, or I will merely renew the lease that I already had. In a
1710         future version of the storage-server protocol (once Accounting has
1711         been implemented), there may be additional options here to define the
1712         kind of lease that is obtained (which account number to claim, etc).
1713
1714         TODO: any problems seen during checking will be reported to the
1715         health-manager.furl, a centralized object which is responsible for
1716         figuring out why files are unhealthy so corrective action can be
1717         taken.
1718         """
1719
1720     def check_and_repair(monitor, verify=False, add_lease=False):
1721         """Like check(), but if the file/directory is not healthy, attempt to
1722         repair the damage.
1723
1724         Any non-healthy result will cause an immediate repair operation, to
1725         generate and upload new shares. After repair, the file will be as
1726         healthy as we can make it. Details about what sort of repair is done
1727         will be put in the check-and-repair results. The Deferred will not
1728         fire until the repair is complete.
1729
1730         This returns a Deferred which fires with an instance of
1731         ICheckAndRepairResults."""
1732
1733 class IDeepCheckable(Interface):
1734     def start_deep_check(verify=False, add_lease=False):
1735         """Check upon the health of me and everything I can reach.
1736
1737         This is a recursive form of check(), useable only on dirnodes.
1738
1739         I return a Monitor, with results that are an IDeepCheckResults
1740         object.
1741
1742         TODO: If any of the directories I traverse are unrecoverable, the
1743         Monitor will report failure. If any of the files I check upon are
1744         unrecoverable, those problems will be reported in the
1745         IDeepCheckResults as usual, and the Monitor will not report a
1746         failure.
1747         """
1748
1749     def start_deep_check_and_repair(verify=False, add_lease=False):
1750         """Check upon the health of me and everything I can reach. Repair
1751         anything that isn't healthy.
1752
1753         This is a recursive form of check_and_repair(), useable only on
1754         dirnodes.
1755
1756         I return a Monitor, with results that are an
1757         IDeepCheckAndRepairResults object.
1758
1759         TODO: If any of the directories I traverse are unrecoverable, the
1760         Monitor will report failure. If any of the files I check upon are
1761         unrecoverable, those problems will be reported in the
1762         IDeepCheckResults as usual, and the Monitor will not report a
1763         failure.
1764         """
1765
1766 class ICheckResults(Interface):
1767     """I contain the detailed results of a check/verify operation.
1768     """
1769
1770     def get_storage_index():
1771         """Return a string with the (binary) storage index."""
1772     def get_storage_index_string():
1773         """Return a string with the (printable) abbreviated storage index."""
1774     def get_uri():
1775         """Return the (string) URI of the object that was checked."""
1776
1777     def is_healthy():
1778         """Return a boolean, True if the file/dir is fully healthy, False if
1779         it is damaged in any way. Non-distributed LIT files always return
1780         True."""
1781
1782     def is_recoverable():
1783         """Return a boolean, True if the file/dir can be recovered, False if
1784         not. Unrecoverable files are obviously unhealthy. Non-distributed LIT
1785         files always return True."""
1786
1787     def needs_rebalancing():
1788         """Return a boolean, True if the file/dir's reliability could be
1789         improved by moving shares to new servers. Non-distributed LIT files
1790         always return False."""
1791
1792
1793     def get_data():
1794         """Return a dictionary that describes the state of the file/dir. LIT
1795         files always return an empty dictionary. Normal files and directories
1796         return a dictionary with the following keys (note that these use
1797         binary strings rather than base32-encoded ones) (also note that for
1798         mutable files, these counts are for the 'best' version):
1799
1800          count-shares-good: the number of distinct good shares that were found
1801          count-shares-needed: 'k', the number of shares required for recovery
1802          count-shares-expected: 'N', the number of total shares generated
1803          count-good-share-hosts: the number of distinct storage servers with
1804                                  good shares. If this number is less than
1805                                  count-shares-good, then some shares are
1806                                  doubled up, increasing the correlation of
1807                                  failures. This indicates that one or more
1808                                  shares should be moved to an otherwise unused
1809                                  server, if one is available.
1810          count-corrupt-shares: the number of shares with integrity failures
1811          list-corrupt-shares: a list of 'share locators', one for each share
1812                               that was found to be corrupt. Each share
1813                               locator is a list of (serverid, storage_index,
1814                               sharenum).
1815          count-incompatible-shares: the number of shares which are of a share
1816                                     format unknown to this checker
1817          list-incompatible-shares: a list of 'share locators', one for each
1818                                    share that was found to be of an unknown
1819                                    format. Each share locator is a list of
1820                                    (serverid, storage_index, sharenum).
1821          servers-responding: list of (binary) storage server identifiers,
1822                              one for each server which responded to the share
1823                              query (even if they said they didn't have
1824                              shares, and even if they said they did have
1825                              shares but then didn't send them when asked, or
1826                              dropped the connection, or returned a Failure,
1827                              and even if they said they did have shares and
1828                              sent incorrect ones when asked)
1829          sharemap: dict mapping share identifier to list of serverids
1830                    (binary strings). This indicates which servers are holding
1831                    which shares. For immutable files, the shareid is an
1832                    integer (the share number, from 0 to N-1). For mutable
1833                    files, it is a string of the form 'seq%d-%s-sh%d',
1834                    containing the sequence number, the roothash, and the
1835                    share number.
1836
1837         The following keys are most relevant for mutable files, but immutable
1838         files will provide sensible values too::
1839
1840          count-wrong-shares: the number of shares for versions other than the
1841                              'best' one (which is defined as being the
1842                              recoverable version with the highest sequence
1843                              number, then the highest roothash). These are
1844                              either leftover shares from an older version
1845                              (perhaps on a server that was offline when an
1846                              update occurred), shares from an unrecoverable
1847                              newer version, or shares from an alternate
1848                              current version that results from an
1849                              uncoordinated write collision. For a healthy
1850                              file, this will equal 0.
1851
1852          count-recoverable-versions: the number of recoverable versions of
1853                                      the file. For a healthy file, this will
1854                                      equal 1.
1855
1856          count-unrecoverable-versions: the number of unrecoverable versions
1857                                        of the file. For a healthy file, this
1858                                        will be 0.
1859
1860         """
1861
1862     def get_summary():
1863         """Return a string with a brief (one-line) summary of the results."""
1864
1865     def get_report():
1866         """Return a list of strings with more detailed results."""
1867
1868 class ICheckAndRepairResults(Interface):
1869     """I contain the detailed results of a check/verify/repair operation.
1870
1871     The IFilesystemNode.check()/verify()/repair() methods all return
1872     instances that provide ICheckAndRepairResults.
1873     """
1874
1875     def get_storage_index():
1876         """Return a string with the (binary) storage index."""
1877     def get_storage_index_string():
1878         """Return a string with the (printable) abbreviated storage index."""
1879     def get_repair_attempted():
1880         """Return a boolean, True if a repair was attempted. We might not
1881         attempt to repair the file because it was healthy, or healthy enough
1882         (i.e. some shares were missing but not enough to exceed some
1883         threshold), or because we don't know how to repair this object."""
1884     def get_repair_successful():
1885         """Return a boolean, True if repair was attempted and the file/dir
1886         was fully healthy afterwards. False if no repair was attempted or if
1887         a repair attempt failed."""
1888     def get_pre_repair_results():
1889         """Return an ICheckResults instance that describes the state of the
1890         file/dir before any repair was attempted."""
1891     def get_post_repair_results():
1892         """Return an ICheckResults instance that describes the state of the
1893         file/dir after any repair was attempted. If no repair was attempted,
1894         the pre-repair and post-repair results will be identical."""
1895
1896
1897 class IDeepCheckResults(Interface):
1898     """I contain the results of a deep-check operation.
1899
1900     This is returned by a call to ICheckable.deep_check().
1901     """
1902
1903     def get_root_storage_index_string():
1904         """Return the storage index (abbreviated human-readable string) of
1905         the first object checked."""
1906     def get_counters():
1907         """Return a dictionary with the following keys::
1908
1909              count-objects-checked: count of how many objects were checked
1910              count-objects-healthy: how many of those objects were completely
1911                                     healthy
1912              count-objects-unhealthy: how many were damaged in some way
1913              count-objects-unrecoverable: how many were unrecoverable
1914              count-corrupt-shares: how many shares were found to have
1915                                    corruption, summed over all objects
1916                                    examined
1917         """
1918
1919     def get_corrupt_shares():
1920         """Return a set of (serverid, storage_index, sharenum) for all shares
1921         that were found to be corrupt. Both serverid and storage_index are
1922         binary.
1923         """
1924     def get_all_results():
1925         """Return a dictionary mapping pathname (a tuple of strings, ready to
1926         be slash-joined) to an ICheckResults instance, one for each object
1927         that was checked."""
1928
1929     def get_results_for_storage_index(storage_index):
1930         """Retrive the ICheckResults instance for the given (binary)
1931         storage index. Raises KeyError if there are no results for that
1932         storage index."""
1933
1934     def get_stats():
1935         """Return a dictionary with the same keys as
1936         IDirectoryNode.deep_stats()."""
1937
1938 class IDeepCheckAndRepairResults(Interface):
1939     """I contain the results of a deep-check-and-repair operation.
1940
1941     This is returned by a call to ICheckable.deep_check_and_repair().
1942     """
1943
1944     def get_root_storage_index_string():
1945         """Return the storage index (abbreviated human-readable string) of
1946         the first object checked."""
1947     def get_counters():
1948         """Return a dictionary with the following keys::
1949
1950              count-objects-checked: count of how many objects were checked
1951              count-objects-healthy-pre-repair: how many of those objects were
1952                                                completely healthy (before any
1953                                                repair)
1954              count-objects-unhealthy-pre-repair: how many were damaged in
1955                                                  some way
1956              count-objects-unrecoverable-pre-repair: how many were unrecoverable
1957              count-objects-healthy-post-repair: how many of those objects were
1958                                                 completely healthy (after any
1959                                                 repair)
1960              count-objects-unhealthy-post-repair: how many were damaged in
1961                                                   some way
1962              count-objects-unrecoverable-post-repair: how many were
1963                                                       unrecoverable
1964              count-repairs-attempted: repairs were attempted on this many
1965                                       objects. The count-repairs- keys will
1966                                       always be provided, however unless
1967                                       repair=true is present, they will all
1968                                       be zero.
1969              count-repairs-successful: how many repairs resulted in healthy
1970                                        objects
1971              count-repairs-unsuccessful: how many repairs resulted did not
1972                                          results in completely healthy objects
1973              count-corrupt-shares-pre-repair: how many shares were found to
1974                                               have corruption, summed over all
1975                                               objects examined (before any
1976                                               repair)
1977              count-corrupt-shares-post-repair: how many shares were found to
1978                                                have corruption, summed over all
1979                                                objects examined (after any
1980                                                repair)
1981         """
1982
1983     def get_stats():
1984         """Return a dictionary with the same keys as
1985         IDirectoryNode.deep_stats()."""
1986
1987     def get_corrupt_shares():
1988         """Return a set of (serverid, storage_index, sharenum) for all shares
1989         that were found to be corrupt before any repair was attempted. Both
1990         serverid and storage_index are binary.
1991         """
1992     def get_remaining_corrupt_shares():
1993         """Return a set of (serverid, storage_index, sharenum) for all shares
1994         that were found to be corrupt after any repair was completed. Both
1995         serverid and storage_index are binary. These are shares that need
1996         manual inspection and probably deletion.
1997         """
1998     def get_all_results():
1999         """Return a dictionary mapping pathname (a tuple of strings, ready to
2000         be slash-joined) to an ICheckAndRepairResults instance, one for each
2001         object that was checked."""
2002
2003     def get_results_for_storage_index(storage_index):
2004         """Retrive the ICheckAndRepairResults instance for the given (binary)
2005         storage index. Raises KeyError if there are no results for that
2006         storage index."""
2007
2008
2009 class IRepairable(Interface):
2010     def repair(check_results):
2011         """Attempt to repair the given object. Returns a Deferred that fires
2012         with a IRepairResults object.
2013
2014         I must be called with an object that implements ICheckResults, as
2015         proof that you have actually discovered a problem with this file. I
2016         will use the data in the checker results to guide the repair process,
2017         such as which servers provided bad data and should therefore be
2018         avoided. The ICheckResults object is inside the
2019         ICheckAndRepairResults object, which is returned by the
2020         ICheckable.check() method::
2021
2022          d = filenode.check(repair=False)
2023          def _got_results(check_and_repair_results):
2024              check_results = check_and_repair_results.get_pre_repair_results()
2025              return filenode.repair(check_results)
2026          d.addCallback(_got_results)
2027          return d
2028         """
2029
2030 class IRepairResults(Interface):
2031     """I contain the results of a repair operation."""
2032     def get_successful(self):
2033         """Returns a boolean: True if the repair made the file healthy, False
2034         if not. Repair failure generally indicates a file that has been
2035         damaged beyond repair."""
2036
2037
2038 class IClient(Interface):
2039     def upload(uploadable):
2040         """Upload some data into a CHK, get back the UploadResults for it.
2041         @param uploadable: something that implements IUploadable
2042         @return: a Deferred that fires with the UploadResults instance.
2043                  To get the URI for this file, use results.uri .
2044         """
2045
2046     def create_mutable_file(contents=""):
2047         """Create a new mutable file (with initial) contents, get back the
2048         new node instance.
2049
2050         @param contents: (bytestring, callable, or None): this provides the
2051         initial contents of the mutable file. If 'contents' is a bytestring,
2052         it will be used as-is. If 'contents' is a callable, it will be
2053         invoked with the new MutableFileNode instance and is expected to
2054         return a bytestring with the initial contents of the file (the
2055         callable can use node.get_writekey() to decide how to encrypt the
2056         initial contents, e.g. for a brand new dirnode with initial
2057         children). contents=None is equivalent to an empty string. Using
2058         content_maker= is more efficient than creating a mutable file and
2059         setting its contents in two separate operations.
2060
2061         @return: a Deferred that fires with an IMutableFileNode instance.
2062         """
2063
2064     def create_dirnode(initial_children={}):
2065         """Create a new unattached dirnode, possibly with initial children.
2066
2067         @param initial_children: dict with keys that are unicode child names,
2068         and values that are (childnode, metadata) tuples.
2069
2070         @return: a Deferred that fires with the new IDirectoryNode instance.
2071         """
2072
2073     def create_node_from_uri(uri, rouri):
2074         """Create a new IFilesystemNode instance from the uri, synchronously.
2075         @param uri: a string or IURI-providing instance, or None. This could
2076                     be for a LiteralFileNode, a CHK file node, a mutable file
2077                     node, or a directory node
2078         @param rouri: a string or IURI-providing instance, or None. If the
2079                       main uri is None, I will use the rouri instead. If I
2080                       recognize the format of the main uri, I will ignore the
2081                       rouri (because it can be derived from the writecap).
2082
2083         @return: an instance that provides IFilesystemNode (or more usefully
2084                  one of its subclasses). File-specifying URIs will result in
2085                  IFileNode-providing instances, like ImmutableFileNode,
2086                  LiteralFileNode, or MutableFileNode. Directory-specifying
2087                  URIs will result in IDirectoryNode-providing instances, like
2088                  DirectoryNode.
2089         """
2090
2091 class INodeMaker(Interface):
2092     """The NodeMaker is used to create IFilesystemNode instances. It can
2093     accept a filecap/dircap string and return the node right away. It can
2094     also create new nodes (i.e. upload a file, or create a mutable file)
2095     asynchronously. Once you have one of these nodes, you can use other
2096     methods to determine whether it is a file or directory, and to download
2097     or modify its contents.
2098
2099     The NodeMaker encapsulates all the authorities that these
2100     IFilesystemNodes require (like references to the StorageFarmBroker). Each
2101     Tahoe process will typically have a single NodeMaker, but unit tests may
2102     create simplified/mocked forms for testing purposes.
2103     """
2104     def create_from_cap(writecap, readcap=None, **kwargs):
2105         """I create an IFilesystemNode from the given writecap/readcap. I can
2106         only provide nodes for existing file/directory objects: use my other
2107         methods to create new objects. I return synchronously."""
2108
2109     def create_mutable_file(contents=None, keysize=None):
2110         """I create a new mutable file, and return a Deferred which will fire
2111         with the IMutableFileNode instance when it is ready. If contents= is
2112         provided (a bytestring), it will be used as the initial contents of
2113         the new file, otherwise the file will contain zero bytes. keysize= is
2114         for use by unit tests, to create mutable files that are smaller than
2115         usual."""
2116
2117     def create_new_mutable_directory(initial_children={}):
2118         """I create a new mutable directory, and return a Deferred which will
2119         fire with the IDirectoryNode instance when it is ready. If
2120         initial_children= is provided (a dict mapping unicode child name to
2121         (childnode, metadata_dict) tuples), the directory will be populated
2122         with those children, otherwise it will be empty."""
2123
2124 class IClientStatus(Interface):
2125     def list_all_uploads():
2126         """Return a list of uploader objects, one for each upload which
2127         currently has an object available (tracked with weakrefs). This is
2128         intended for debugging purposes."""
2129     def list_active_uploads():
2130         """Return a list of active IUploadStatus objects."""
2131     def list_recent_uploads():
2132         """Return a list of IUploadStatus objects for the most recently
2133         started uploads."""
2134
2135     def list_all_downloads():
2136         """Return a list of downloader objects, one for each download which
2137         currently has an object available (tracked with weakrefs). This is
2138         intended for debugging purposes."""
2139     def list_active_downloads():
2140         """Return a list of active IDownloadStatus objects."""
2141     def list_recent_downloads():
2142         """Return a list of IDownloadStatus objects for the most recently
2143         started downloads."""
2144
2145 class IUploadStatus(Interface):
2146     def get_started():
2147         """Return a timestamp (float with seconds since epoch) indicating
2148         when the operation was started."""
2149     def get_storage_index():
2150         """Return a string with the (binary) storage index in use on this
2151         upload. Returns None if the storage index has not yet been
2152         calculated."""
2153     def get_size():
2154         """Return an integer with the number of bytes that will eventually
2155         be uploaded for this file. Returns None if the size is not yet known.
2156         """
2157     def using_helper():
2158         """Return True if this upload is using a Helper, False if not."""
2159     def get_status():
2160         """Return a string describing the current state of the upload
2161         process."""
2162     def get_progress():
2163         """Returns a tuple of floats, (chk, ciphertext, encode_and_push),
2164         each from 0.0 to 1.0 . 'chk' describes how much progress has been
2165         made towards hashing the file to determine a CHK encryption key: if
2166         non-convergent encryption is in use, this will be trivial, otherwise
2167         the whole file must be hashed. 'ciphertext' describes how much of the
2168         ciphertext has been pushed to the helper, and is '1.0' for non-helper
2169         uploads. 'encode_and_push' describes how much of the encode-and-push
2170         process has finished: for helper uploads this is dependent upon the
2171         helper providing progress reports. It might be reasonable to add all
2172         three numbers and report the sum to the user."""
2173     def get_active():
2174         """Return True if the upload is currently active, False if not."""
2175     def get_results():
2176         """Return an instance of UploadResults (which contains timing and
2177         sharemap information). Might return None if the upload is not yet
2178         finished."""
2179     def get_counter():
2180         """Each upload status gets a unique number: this method returns that
2181         number. This provides a handle to this particular upload, so a web
2182         page can generate a suitable hyperlink."""
2183
2184 class IDownloadStatus(Interface):
2185     def get_started():
2186         """Return a timestamp (float with seconds since epoch) indicating
2187         when the operation was started."""
2188     def get_storage_index():
2189         """Return a string with the (binary) storage index in use on this
2190         download. This may be None if there is no storage index (i.e. LIT
2191         files)."""
2192     def get_size():
2193         """Return an integer with the number of bytes that will eventually be
2194         retrieved for this file. Returns None if the size is not yet known.
2195         """
2196     def using_helper():
2197         """Return True if this download is using a Helper, False if not."""
2198     def get_status():
2199         """Return a string describing the current state of the download
2200         process."""
2201     def get_progress():
2202         """Returns a float (from 0.0 to 1.0) describing the amount of the
2203         download that has completed. This value will remain at 0.0 until the
2204         first byte of plaintext is pushed to the download target."""
2205     def get_active():
2206         """Return True if the download is currently active, False if not."""
2207     def get_counter():
2208         """Each download status gets a unique number: this method returns
2209         that number. This provides a handle to this particular download, so a
2210         web page can generate a suitable hyperlink."""
2211
2212 class IServermapUpdaterStatus(Interface):
2213     pass
2214 class IPublishStatus(Interface):
2215     pass
2216 class IRetrieveStatus(Interface):
2217     pass
2218
2219 class NotCapableError(Exception):
2220     """You have tried to write to a read-only node."""
2221
2222 class BadWriteEnablerError(Exception):
2223     pass
2224
2225 class RIControlClient(RemoteInterface):
2226
2227     def wait_for_client_connections(num_clients=int):
2228         """Do not return until we have connections to at least NUM_CLIENTS
2229         storage servers.
2230         """
2231
2232     def upload_from_file_to_uri(filename=str,
2233                                 convergence=ChoiceOf(None,
2234                                                      StringConstraint(2**20))):
2235         """Upload a file to the grid. This accepts a filename (which must be
2236         absolute) that points to a file on the node's local disk. The node will
2237         read the contents of this file, upload it to the grid, then return the
2238         URI at which it was uploaded.  If convergence is None then a random
2239         encryption key will be used, else the plaintext will be hashed, then
2240         that hash will be mixed together with the "convergence" string to form
2241         the encryption key.
2242         """
2243         return URI
2244
2245     def download_from_uri_to_file(uri=URI, filename=str):
2246         """Download a file from the grid, placing it on the node's local disk
2247         at the given filename (which must be absolute[?]). Returns the
2248         absolute filename where the file was written."""
2249         return str
2250
2251     # debug stuff
2252
2253     def get_memory_usage():
2254         """Return a dict describes the amount of memory currently in use. The
2255         keys are 'VmPeak', 'VmSize', and 'VmData'. The values are integers,
2256         measuring memory consupmtion in bytes."""
2257         return DictOf(str, int)
2258
2259     def speed_test(count=int, size=int, mutable=Any()):
2260         """Write 'count' tempfiles to disk, all of the given size. Measure
2261         how long (in seconds) it takes to upload them all to the servers.
2262         Then measure how long it takes to download all of them. If 'mutable'
2263         is 'create', time creation of mutable files. If 'mutable' is
2264         'upload', then time access to the same mutable file instead of
2265         creating one.
2266
2267         Returns a tuple of (upload_time, download_time).
2268         """
2269         return (float, float)
2270
2271     def measure_peer_response_time():
2272         """Send a short message to each connected peer, and measure the time
2273         it takes for them to respond to it. This is a rough measure of the
2274         application-level round trip time.
2275
2276         @return: a dictionary mapping peerid to a float (RTT time in seconds)
2277         """
2278
2279         return DictOf(Nodeid, float)
2280
2281 UploadResults = Any() #DictOf(str, str)
2282
2283 class RIEncryptedUploadable(RemoteInterface):
2284     __remote_name__ = "RIEncryptedUploadable.tahoe.allmydata.com"
2285
2286     def get_size():
2287         return Offset
2288
2289     def get_all_encoding_parameters():
2290         return (int, int, int, long)
2291
2292     def read_encrypted(offset=Offset, length=ReadSize):
2293         return ListOf(str)
2294
2295     def close():
2296         return None
2297
2298
2299 class RICHKUploadHelper(RemoteInterface):
2300     __remote_name__ = "RIUploadHelper.tahoe.allmydata.com"
2301
2302     def get_version():
2303         """
2304         Return a dictionary of version information.
2305         """
2306         return DictOf(str, Any())
2307
2308     def upload(reader=RIEncryptedUploadable):
2309         return UploadResults
2310
2311
2312 class RIHelper(RemoteInterface):
2313     __remote_name__ = "RIHelper.tahoe.allmydata.com"
2314
2315     def get_version():
2316         """
2317         Return a dictionary of version information.
2318         """
2319         return DictOf(str, Any())
2320
2321     def upload_chk(si=StorageIndex):
2322         """See if a file with a given storage index needs uploading. The
2323         helper will ask the appropriate storage servers to see if the file
2324         has already been uploaded. If so, the helper will return a set of
2325         'upload results' that includes whatever hashes are needed to build
2326         the read-cap, and perhaps a truncated sharemap.
2327
2328         If the file has not yet been uploaded (or if it was only partially
2329         uploaded), the helper will return an empty upload-results dictionary
2330         and also an RICHKUploadHelper object that will take care of the
2331         upload process. The client should call upload() on this object and
2332         pass it a reference to an RIEncryptedUploadable object that will
2333         provide ciphertext. When the upload is finished, the upload() method
2334         will finish and return the upload results.
2335         """
2336         return (UploadResults, ChoiceOf(RICHKUploadHelper, None))
2337
2338
2339 class RIStatsProvider(RemoteInterface):
2340     __remote_name__ = "RIStatsProvider.tahoe.allmydata.com"
2341     """
2342     Provides access to statistics and monitoring information.
2343     """
2344
2345     def get_stats():
2346         """
2347         returns a dictionary containing 'counters' and 'stats', each a
2348         dictionary with string counter/stat name keys, and numeric values.
2349         counters are monotonically increasing measures of work done, and
2350         stats are instantaneous measures (potentially time averaged
2351         internally)
2352         """
2353         return DictOf(str, DictOf(str, ChoiceOf(float, int, long)))
2354
2355 class RIStatsGatherer(RemoteInterface):
2356     __remote_name__ = "RIStatsGatherer.tahoe.allmydata.com"
2357     """
2358     Provides a monitoring service for centralised collection of stats
2359     """
2360
2361     def provide(provider=RIStatsProvider, nickname=str):
2362         """
2363         @param provider: a stats collector instance which should be polled
2364                          periodically by the gatherer to collect stats.
2365         @param nickname: a name useful to identify the provided client
2366         """
2367         return None
2368
2369
2370 class IStatsProducer(Interface):
2371     def get_stats():
2372         """
2373         returns a dictionary, with str keys representing the names of stats
2374         to be monitored, and numeric values.
2375         """
2376
2377 class RIKeyGenerator(RemoteInterface):
2378     __remote_name__ = "RIKeyGenerator.tahoe.allmydata.com"
2379     """
2380     Provides a service offering to make RSA key pairs.
2381     """
2382
2383     def get_rsa_key_pair(key_size=int):
2384         """
2385         @param key_size: the size of the signature key.
2386         @return: tuple(verifying_key, signing_key)
2387         """
2388         return TupleOf(str, str)
2389
2390
2391 class FileTooLargeError(Exception):
2392     pass
2393
2394 class IValidatedThingProxy(Interface):
2395     def start():
2396         """ Acquire a thing and validate it. Return a deferred which is
2397         eventually fired with self if the thing is valid or errbacked if it
2398         can't be acquired or validated."""
2399
2400 class InsufficientVersionError(Exception):
2401     def __init__(self, needed, got):
2402         self.needed = needed
2403         self.got = got
2404     def __repr__(self):
2405         return "InsufficientVersionError(need '%s', got %s)" % (self.needed,
2406                                                                 self.got)
2407
2408 class EmptyPathnameComponentError(Exception):
2409     """The webapi disallows empty pathname components."""