]> git.rkrishnan.org Git - tahoe-lafs/tahoe-lafs.git/blob - src/allmydata/interfaces.py
Overhaul IFilesystemNode handling, to simplify tests and use POLA internally.
[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     def get_readonly():
430         """Return another IURI instance, which represents a read-only form of
431         this one. If is_readonly() is True, this returns self."""
432
433     def get_verify_cap():
434         """Return an instance that provides IVerifierURI, which can be used
435         to check on the availability of the file or directory, without
436         providing enough capabilities to actually read or modify the
437         contents. This may return None if the file does not need checking or
438         verification (e.g. LIT URIs).
439         """
440
441     def to_string():
442         """Return a string of printable ASCII characters, suitable for
443         passing into init_from_string."""
444
445 class IVerifierURI(Interface, IURI):
446     def init_from_string(uri):
447         """Accept a string (as created by my to_string() method) and populate
448         this instance with its data. I am not normally called directly,
449         please use the module-level uri.from_string() function to convert
450         arbitrary URI strings into IURI-providing instances."""
451
452     def to_string():
453         """Return a string of printable ASCII characters, suitable for
454         passing into init_from_string."""
455
456 class IDirnodeURI(Interface):
457     """I am a URI which represents a dirnode."""
458
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 class IDirectoryURI(Interface):
471     pass
472 class IReadonlyDirectoryURI(Interface):
473     pass
474
475 class CannotPackUnknownNodeError(Exception):
476     """UnknownNodes (using filecaps from the future that we don't understand)
477     cannot yet be copied safely, so I refuse to copy them."""
478
479 class UnhandledCapTypeError(Exception):
480     """I recognize the cap/URI, but I cannot create an IFilesystemNode for
481     it."""
482
483 class IFilesystemNode(Interface):
484     def get_uri():
485         """
486         Return the URI string that can be used by others to get access to
487         this node. If this node is read-only, the URI will only offer
488         read-only access. If this node is read-write, the URI will offer
489         read-write access.
490
491         If you have read-write access to a node and wish to share merely
492         read-only access with others, use get_readonly_uri().
493         """
494
495     def get_readonly_uri():
496         """Return the URI string that can be used by others to get read-only
497         access to this node. The result is a read-only URI, regardless of
498         whether this node is read-only or read-write.
499
500         If you have merely read-only access to this node, get_readonly_uri()
501         will return the same thing as get_uri().
502         """
503
504     def get_repair_cap():
505         """Return an IURI instance that can be used to repair the file, or
506         None if this node cannot be repaired (either because it is not
507         distributed, like a LIT file, or because the node does not represent
508         sufficient authority to create a repair-cap, like a read-only RSA
509         mutable file node [which cannot create the correct write-enablers]).
510         """
511
512     def get_verify_cap():
513         """Return an IVerifierURI instance that represents the
514         'verifiy/refresh capability' for this node. The holder of this
515         capability will be able to renew the lease for this node, protecting
516         it from garbage-collection. They will also be able to ask a server if
517         it holds a share for the file or directory.
518         """
519
520     def get_storage_index():
521         """Return a string with the (binary) storage index in use on this
522         download. This may be None if there is no storage index (i.e. LIT
523         files)."""
524
525     def is_readonly():
526         """Return True if this reference provides mutable access to the given
527         file or directory (i.e. if you can modify it), or False if not. Note
528         that even if this reference is read-only, someone else may hold a
529         read-write reference to it."""
530
531     def is_mutable():
532         """Return True if this file or directory is mutable (by *somebody*,
533         not necessarily you), False if it is is immutable. Note that a file
534         might be mutable overall, but your reference to it might be
535         read-only. On the other hand, all references to an immutable file
536         will be read-only; there are no read-write references to an immutable
537         file.
538         """
539
540 class IMutableFilesystemNode(IFilesystemNode):
541     pass
542
543 class IFileNode(IFilesystemNode):
544     def download(target):
545         """Download the file's contents to a given IDownloadTarget"""
546
547     def download_to_data():
548         """Download the file's contents. Return a Deferred that fires
549         with those contents."""
550
551     def get_size():
552         """Return the length (in bytes) of the data this node represents."""
553
554     def read(consumer, offset=0, size=None):
555         """Download a portion (possibly all) of the file's contents, making
556         them available to the given IConsumer. Return a Deferred that fires
557         (with the consumer) when the consumer is unregistered (either because
558         the last byte has been given to it, or because the consumer threw an
559         exception during write(), possibly because it no longer wants to
560         receive data). The portion downloaded will start at 'offset' and
561         contain 'size' bytes (or the remainder of the file if size==None).
562
563         The consumer will be used in non-streaming mode: an IPullProducer
564         will be attached to it.
565
566         The consumer will not receive data right away: several network trips
567         must occur first. The order of events will be::
568
569          consumer.registerProducer(p, streaming)
570           (if streaming == False)::
571            consumer does p.resumeProducing()
572             consumer.write(data)
573            consumer does p.resumeProducing()
574             consumer.write(data).. (repeat until all data is written)
575          consumer.unregisterProducer()
576          deferred.callback(consumer)
577
578         If a download error occurs, or an exception is raised by
579         consumer.registerProducer() or consumer.write(), I will call
580         consumer.unregisterProducer() and then deliver the exception via
581         deferred.errback(). To cancel the download, the consumer should call
582         p.stopProducing(), which will result in an exception being delivered
583         via deferred.errback().
584
585         A simple download-to-memory consumer example would look like this::
586
587          class MemoryConsumer:
588            implements(IConsumer)
589            def __init__(self):
590              self.chunks = []
591              self.done = False
592            def registerProducer(self, p, streaming):
593              assert streaming == False
594              while not self.done:
595                p.resumeProducing()
596            def write(self, data):
597              self.chunks.append(data)
598            def unregisterProducer(self):
599              self.done = True
600          d = filenode.read(MemoryConsumer())
601          d.addCallback(lambda mc: "".join(mc.chunks))
602          return d
603
604         """
605
606 class IMutableFileNode(IFileNode, IMutableFilesystemNode):
607     """I provide access to a 'mutable file', which retains its identity
608     regardless of what contents are put in it.
609
610     The consistency-vs-availability problem means that there might be
611     multiple versions of a file present in the grid, some of which might be
612     unrecoverable (i.e. have fewer than 'k' shares). These versions are
613     loosely ordered: each has a sequence number and a hash, and any version
614     with seqnum=N was uploaded by a node which has seen at least one version
615     with seqnum=N-1.
616
617     The 'servermap' (an instance of IMutableFileServerMap) is used to
618     describe the versions that are known to be present in the grid, and which
619     servers are hosting their shares. It is used to represent the 'state of
620     the world', and is used for this purpose by my test-and-set operations.
621     Downloading the contents of the mutable file will also return a
622     servermap. Uploading a new version into the mutable file requires a
623     servermap as input, and the semantics of the replace operation is
624     'replace the file with my new version if it looks like nobody else has
625     changed the file since my previous download'. Because the file is
626     distributed, this is not a perfect test-and-set operation, but it will do
627     its best. If the replace process sees evidence of a simultaneous write,
628     it will signal an UncoordinatedWriteError, so that the caller can take
629     corrective action.
630
631
632     Most readers will want to use the 'best' current version of the file, and
633     should use my 'download_best_version()' method.
634
635     To unconditionally replace the file, callers should use overwrite(). This
636     is the mode that user-visible mutable files will probably use.
637
638     To apply some delta to the file, call modify() with a callable modifier
639     function that can apply the modification that you want to make. This is
640     the mode that dirnodes will use, since most directory modification
641     operations can be expressed in terms of deltas to the directory state.
642
643
644     Three methods are available for users who need to perform more complex
645     operations. The first is get_servermap(), which returns an up-to-date
646     servermap using a specified mode. The second is download_version(), which
647     downloads a specific version (not necessarily the 'best' one). The third
648     is 'upload', which accepts new contents and a servermap (which must have
649     been updated with MODE_WRITE). The upload method will attempt to apply
650     the new contents as long as no other node has modified the file since the
651     servermap was updated. This might be useful to a caller who wants to
652     merge multiple versions into a single new one.
653
654     Note that each time the servermap is updated, a specific 'mode' is used,
655     which determines how many peers are queried. To use a servermap for my
656     replace() method, that servermap must have been updated in MODE_WRITE.
657     These modes are defined in allmydata.mutable.common, and consist of
658     MODE_READ, MODE_WRITE, MODE_ANYTHING, and MODE_CHECK. Please look in
659     allmydata/mutable/servermap.py for details about the differences.
660
661     Mutable files are currently limited in size (about 3.5MB max) and can
662     only be retrieved and updated all-at-once, as a single big string. Future
663     versions of our mutable files will remove this restriction.
664     """
665
666     def download_best_version():
667         """Download the 'best' available version of the file, meaning one of
668         the recoverable versions with the highest sequence number. If no
669         uncoordinated writes have occurred, and if enough shares are
670         available, then this will be the most recent version that has been
671         uploaded.
672
673         I update an internal servermap with MODE_READ, determine which
674         version of the file is indicated by
675         servermap.best_recoverable_version(), and return a Deferred that
676         fires with its contents. If no version is recoverable, the Deferred
677         will errback with UnrecoverableFileError.
678         """
679
680     def get_size_of_best_version():
681         """Find the size of the version that would be downloaded with
682         download_best_version(), without actually downloading the whole file.
683
684         I return a Deferred that fires with an integer.
685         """
686
687     def overwrite(new_contents):
688         """Unconditionally replace the contents of the mutable file with new
689         ones. This simply chains get_servermap(MODE_WRITE) and upload(). This
690         is only appropriate to use when the new contents of the file are
691         completely unrelated to the old ones, and you do not care about other
692         clients' changes.
693
694         I return a Deferred that fires (with a PublishStatus object) when the
695         update has completed.
696         """
697
698     def modify(modifier_cb):
699         """Modify the contents of the file, by downloading the current
700         version, applying the modifier function (or bound method), then
701         uploading the new version. I return a Deferred that fires (with a
702         PublishStatus object) when the update is complete.
703
704         The modifier callable will be given three arguments: a string (with
705         the old contents), a 'first_time' boolean, and a servermap. As with
706         download_best_version(), the old contents will be from the best
707         recoverable version, but the modifier can use the servermap to make
708         other decisions (such as refusing to apply the delta if there are
709         multiple parallel versions, or if there is evidence of a newer
710         unrecoverable version). 'first_time' will be True the first time the
711         modifier is called, and False on any subsequent calls.
712
713         The callable should return a string with the new contents. The
714         callable must be prepared to be called multiple times, and must
715         examine the input string to see if the change that it wants to make
716         is already present in the old version. If it does not need to make
717         any changes, it can either return None, or return its input string.
718
719         If the modifier raises an exception, it will be returned in the
720         errback.
721         """
722
723
724     def get_servermap(mode):
725         """Return a Deferred that fires with an IMutableFileServerMap
726         instance, updated using the given mode.
727         """
728
729     def download_version(servermap, version):
730         """Download a specific version of the file, using the servermap
731         as a guide to where the shares are located.
732
733         I return a Deferred that fires with the requested contents, or
734         errbacks with UnrecoverableFileError. Note that a servermap which was
735         updated with MODE_ANYTHING or MODE_READ may not know about shares for
736         all versions (those modes stop querying servers as soon as they can
737         fulfil their goals), so you may want to use MODE_CHECK (which checks
738         everything) to get increased visibility.
739         """
740
741     def upload(new_contents, servermap):
742         """Replace the contents of the file with new ones. This requires a
743         servermap that was previously updated with MODE_WRITE.
744
745         I attempt to provide test-and-set semantics, in that I will avoid
746         modifying any share that is different than the version I saw in the
747         servermap. However, if another node is writing to the file at the
748         same time as me, I may manage to update some shares while they update
749         others. If I see any evidence of this, I will signal
750         UncoordinatedWriteError, and the file will be left in an inconsistent
751         state (possibly the version you provided, possibly the old version,
752         possibly somebody else's version, and possibly a mix of shares from
753         all of these).
754
755         The recommended response to UncoordinatedWriteError is to either
756         return it to the caller (since they failed to coordinate their
757         writes), or to attempt some sort of recovery. It may be sufficient to
758         wait a random interval (with exponential backoff) and repeat your
759         operation. If I do not signal UncoordinatedWriteError, then I was
760         able to write the new version without incident.
761
762         I return a Deferred that fires (with a PublishStatus object) when the
763         publish has completed. I will update the servermap in-place with the
764         location of all new shares.
765         """
766
767     def get_writekey():
768         """Return this filenode's writekey, or None if the node does not have
769         write-capability. This may be used to assist with data structures
770         that need to make certain data available only to writers, such as the
771         read-write child caps in dirnodes. The recommended process is to have
772         reader-visible data be submitted to the filenode in the clear (where
773         it will be encrypted by the filenode using the readkey), but encrypt
774         writer-visible data using this writekey.
775         """
776
777 class NotEnoughSharesError(Exception):
778     """Download was unable to get enough shares, or upload was unable to
779     place 'shares_of_happiness' shares."""
780
781 class NoSharesError(Exception):
782     """Upload or Download was unable to get any shares at all."""
783
784 class UnableToFetchCriticalDownloadDataError(Exception):
785     """I was unable to fetch some piece of critical data which is supposed to
786     be identically present in all shares."""
787
788 class NoServersError(Exception):
789     """Upload wasn't given any servers to work with, usually indicating a
790     network or Introducer problem."""
791
792 class ExistingChildError(Exception):
793     """A directory node was asked to add or replace a child that already
794     exists, and overwrite= was set to False."""
795
796 class NoSuchChildError(Exception):
797     """A directory node was asked to fetch a child which does not exist."""
798
799 class IDirectoryNode(IMutableFilesystemNode):
800     """I represent a name-to-child mapping, holding the tahoe equivalent of a
801     directory. All child names are unicode strings, and all children are some
802     sort of IFilesystemNode (either files or subdirectories).
803     """
804
805     def get_uri():
806         """
807         The dirnode ('1') URI returned by this method can be used in
808         set_uri() on a different directory ('2') to 'mount' a reference to
809         this directory ('1') under the other ('2'). This URI is just a
810         string, so it can be passed around through email or other out-of-band
811         protocol.
812         """
813
814     def get_readonly_uri():
815         """
816         The dirnode ('1') URI returned by this method can be used in
817         set_uri() on a different directory ('2') to 'mount' a reference to
818         this directory ('1') under the other ('2'). This URI is just a
819         string, so it can be passed around through email or other out-of-band
820         protocol.
821         """
822
823     def list():
824         """I return a Deferred that fires with a dictionary mapping child
825         name (a unicode string) to (node, metadata_dict) tuples, in which
826         'node' is either an IFileNode or IDirectoryNode, and 'metadata_dict'
827         is a dictionary of metadata."""
828
829     def has_child(name):
830         """I return a Deferred that fires with a boolean, True if there
831         exists a child of the given name, False if not. The child name must
832         be a unicode string."""
833
834     def get(name):
835         """I return a Deferred that fires with a specific named child node,
836         either an IFileNode or an IDirectoryNode. The child name must be a
837         unicode string. I raise NoSuchChildError if I do not have a child by
838         that name."""
839
840     def get_metadata_for(name):
841         """I return a Deferred that fires with the metadata dictionary for a
842         specific named child node. This metadata is stored in the *edge*, not
843         in the child, so it is attached to the parent dirnode rather than the
844         child dir-or-file-node. The child name must be a unicode string. I
845         raise NoSuchChildError if I do not have a child by that name."""
846
847     def set_metadata_for(name, metadata):
848         """I replace any existing metadata for the named child with the new
849         metadata. The child name must be a unicode string. This metadata is
850         stored in the *edge*, not in the child, so it is attached to the
851         parent dirnode rather than the child dir-or-file-node. I return a
852         Deferred (that fires with this dirnode) when the operation is
853         complete. I raise NoSuchChildError if I do not have a child by that
854         name."""
855
856     def get_child_at_path(path):
857         """Transform a child path into an IDirectoryNode or IFileNode.
858
859         I perform a recursive series of 'get' operations to find the named
860         descendant node. I return a Deferred that fires with the node, or
861         errbacks with NoSuchChildError if the node could not be found.
862
863         The path can be either a single string (slash-separated) or a list of
864         path-name elements. All elements must be unicode strings.
865         """
866
867     def get_child_and_metadata_at_path(path):
868         """Transform a child path into an IDirectoryNode/IFileNode and
869         metadata.
870
871         I am like get_child_at_path(), but my Deferred fires with a tuple of
872         (node, metadata). The metadata comes from the last edge. If the path
873         is empty, the metadata will be an empty dictionary.
874         """
875
876     def set_uri(name, child_uri, metadata=None, overwrite=True):
877         """I add a child (by URI) at the specific name. I return a Deferred
878         that fires when the operation finishes. If overwrite= is True, I will
879         replace any existing child of the same name, otherwise an existing
880         child will cause me to return ExistingChildError. The child name must
881         be a unicode string.
882
883         The child_uri could be for a file, or for a directory (either
884         read-write or read-only, using a URI that came from get_uri() ).
885
886         If metadata= is provided, I will use it as the metadata for the named
887         edge. This will replace any existing metadata. If metadata= is left
888         as the default value of None, I will set ['mtime'] to the current
889         time, and I will set ['ctime'] to the current time if there was not
890         already a child by this name present. This roughly matches the
891         ctime/mtime semantics of traditional filesystems.
892
893         If this directory node is read-only, the Deferred will errback with a
894         NotMutableError."""
895
896     def set_children(entries, overwrite=True):
897         """Add multiple (name, child_uri) pairs (or (name, child_uri,
898         metadata) triples) to a directory node. Returns a Deferred that fires
899         (with None) when the operation finishes. This is equivalent to
900         calling set_uri() multiple times, but is much more efficient. All
901         child names must be unicode strings.
902         """
903
904     def set_node(name, child, metadata=None, overwrite=True):
905         """I add a child at the specific name. I return a Deferred that fires
906         when the operation finishes. This Deferred will fire with the child
907         node that was just added. I will replace any existing child of the
908         same name. The child name must be a unicode string. The 'child'
909         instance must be an instance providing IDirectoryNode or IFileNode.
910
911         If metadata= is provided, I will use it as the metadata for the named
912         edge. This will replace any existing metadata. If metadata= is left
913         as the default value of None, I will set ['mtime'] to the current
914         time, and I will set ['ctime'] to the current time if there was not
915         already a child by this name present. This roughly matches the
916         ctime/mtime semantics of traditional filesystems.
917
918         If this directory node is read-only, the Deferred will errback with a
919         NotMutableError."""
920
921     def set_nodes(entries, overwrite=True):
922         """Add multiple (name, child_node) pairs (or (name, child_node,
923         metadata) triples) to a directory node. Returns a Deferred that fires
924         (with None) when the operation finishes. This is equivalent to
925         calling set_node() multiple times, but is much more efficient. All
926         child names must be unicode strings."""
927
928
929     def add_file(name, uploadable, metadata=None, overwrite=True):
930         """I upload a file (using the given IUploadable), then attach the
931         resulting FileNode to the directory at the given name. I set metadata
932         the same way as set_uri and set_node. The child name must be a
933         unicode string.
934
935         I return a Deferred that fires (with the IFileNode of the uploaded
936         file) when the operation completes."""
937
938     def delete(name):
939         """I remove the child at the specific name. I return a Deferred that
940         fires when the operation finishes. The child name must be a unicode
941         string. I raise NoSuchChildError if I do not have a child by that
942         name."""
943
944     def create_empty_directory(name, overwrite=True):
945         """I create and attach an empty directory at the given name. The
946         child name must be a unicode string. I return a Deferred that fires
947         when the operation finishes."""
948
949     def move_child_to(current_child_name, new_parent, new_child_name=None,
950                       overwrite=True):
951         """I take one of my children and move them to a new parent. The child
952         is referenced by name. On the new parent, the child will live under
953         'new_child_name', which defaults to 'current_child_name'. TODO: what
954         should we do about metadata? I return a Deferred that fires when the
955         operation finishes. The child name must be a unicode string. I raise
956         NoSuchChildError if I do not have a child by that name."""
957
958     def build_manifest():
959         """I generate a table of everything reachable from this directory.
960         I also compute deep-stats as described below.
961
962         I return a Monitor. The Monitor's results will be a dictionary with
963         four elements:
964
965          res['manifest']: a list of (path, cap) tuples for all nodes
966                           (directories and files) reachable from this one.
967                           'path' will be a tuple of unicode strings. The
968                           origin dirnode will be represented by an empty path
969                           tuple.
970          res['verifycaps']: a list of (printable) verifycap strings, one for
971                             each reachable non-LIT node. This is a set:
972                             it will contain no duplicates.
973          res['storage-index']: a list of (base32) storage index strings,
974                                one for each reachable non-LIT node. This is
975                                a set: it will contain no duplicates.
976          res['stats']: a dictionary, the same that is generated by
977                        start_deep_stats() below.
978
979         The Monitor will also have an .origin_si attribute with the (binary)
980         storage index of the starting point.
981         """
982
983     def start_deep_stats():
984         """Return a Monitor, examining all nodes (directories and files)
985         reachable from this one. The Monitor's results will be a dictionary
986         with the following keys::
987
988            count-immutable-files: count of how many CHK files are in the set
989            count-mutable-files: same, for mutable files (does not include
990                                 directories)
991            count-literal-files: same, for LIT files
992            count-files: sum of the above three
993
994            count-directories: count of directories
995
996            size-immutable-files: total bytes for all CHK files in the set
997            size-mutable-files (TODO): same, for current version of all mutable
998                                       files, does not include directories
999            size-literal-files: same, for LIT files
1000            size-directories: size of mutable files used by directories
1001
1002            largest-directory: number of bytes in the largest directory
1003            largest-directory-children: number of children in the largest
1004                                        directory
1005            largest-immutable-file: number of bytes in the largest CHK file
1006
1007         size-mutable-files is not yet implemented, because it would involve
1008         even more queries than deep_stats does.
1009
1010         The Monitor will also have an .origin_si attribute with the (binary)
1011         storage index of the starting point.
1012
1013         This operation will visit every directory node underneath this one,
1014         and can take a long time to run. On a typical workstation with good
1015         bandwidth, this can examine roughly 15 directories per second (and
1016         takes several minutes of 100% CPU for ~1700 directories).
1017         """
1018
1019 class ICodecEncoder(Interface):
1020     def set_params(data_size, required_shares, max_shares):
1021         """Set up the parameters of this encoder.
1022
1023         This prepares the encoder to perform an operation that converts a
1024         single block of data into a number of shares, such that a future
1025         ICodecDecoder can use a subset of these shares to recover the
1026         original data. This operation is invoked by calling encode(). Once
1027         the encoding parameters are set up, the encode operation can be
1028         invoked multiple times.
1029
1030         set_params() prepares the encoder to accept blocks of input data that
1031         are exactly 'data_size' bytes in length. The encoder will be prepared
1032         to produce 'max_shares' shares for each encode() operation (although
1033         see the 'desired_share_ids' to use less CPU). The encoding math will
1034         be chosen such that the decoder can get by with as few as
1035         'required_shares' of these shares and still reproduce the original
1036         data. For example, set_params(1000, 5, 5) offers no redundancy at
1037         all, whereas set_params(1000, 1, 10) provides 10x redundancy.
1038
1039         Numerical Restrictions: 'data_size' is required to be an integral
1040         multiple of 'required_shares'. In general, the caller should choose
1041         required_shares and max_shares based upon their reliability
1042         requirements and the number of peers available (the total storage
1043         space used is roughly equal to max_shares*data_size/required_shares),
1044         then choose data_size to achieve the memory footprint desired (larger
1045         data_size means more efficient operation, smaller data_size means
1046         smaller memory footprint).
1047
1048         In addition, 'max_shares' must be equal to or greater than
1049         'required_shares'. Of course, setting them to be equal causes
1050         encode() to degenerate into a particularly slow form of the 'split'
1051         utility.
1052
1053         See encode() for more details about how these parameters are used.
1054
1055         set_params() must be called before any other ICodecEncoder methods
1056         may be invoked.
1057         """
1058
1059     def get_params():
1060         """Return the 3-tuple of data_size, required_shares, max_shares"""
1061
1062     def get_encoder_type():
1063         """Return a short string that describes the type of this encoder.
1064
1065         There is required to be a global table of encoder classes. This method
1066         returns an index into this table; the value at this index is an
1067         encoder class, and this encoder is an instance of that class.
1068         """
1069
1070     def get_block_size():
1071         """Return the length of the shares that encode() will produce.
1072         """
1073
1074     def encode_proposal(data, desired_share_ids=None):
1075         """Encode some data.
1076
1077         'data' must be a string (or other buffer object), and len(data) must
1078         be equal to the 'data_size' value passed earlier to set_params().
1079
1080         This will return a Deferred that will fire with two lists. The first
1081         is a list of shares, each of which is a string (or other buffer
1082         object) such that len(share) is the same as what get_share_size()
1083         returned earlier. The second is a list of shareids, in which each is
1084         an integer. The lengths of the two lists will always be equal to each
1085         other. The user should take care to keep each share closely
1086         associated with its shareid, as one is useless without the other.
1087
1088         The length of this output list will normally be the same as the value
1089         provided to the 'max_shares' parameter of set_params(). This may be
1090         different if 'desired_share_ids' is provided.
1091
1092         'desired_share_ids', if provided, is required to be a sequence of
1093         ints, each of which is required to be >= 0 and < max_shares. If not
1094         provided, encode() will produce 'max_shares' shares, as if
1095         'desired_share_ids' were set to range(max_shares). You might use this
1096         if you initially thought you were going to use 10 peers, started
1097         encoding, and then two of the peers dropped out: you could use
1098         desired_share_ids= to skip the work (both memory and CPU) of
1099         producing shares for the peers which are no longer available.
1100
1101         """
1102
1103     def encode(inshares, desired_share_ids=None):
1104         """Encode some data. This may be called multiple times. Each call is
1105         independent.
1106
1107         inshares is a sequence of length required_shares, containing buffers
1108         (i.e. strings), where each buffer contains the next contiguous
1109         non-overlapping segment of the input data. Each buffer is required to
1110         be the same length, and the sum of the lengths of the buffers is
1111         required to be exactly the data_size promised by set_params(). (This
1112         implies that the data has to be padded before being passed to
1113         encode(), unless of course it already happens to be an even multiple
1114         of required_shares in length.)
1115
1116          ALSO: the requirement to break up your data into 'required_shares'
1117          chunks before calling encode() feels a bit surprising, at least from
1118          the point of view of a user who doesn't know how FEC works. It feels
1119          like an implementation detail that has leaked outside the
1120          abstraction barrier. Can you imagine a use case in which the data to
1121          be encoded might already be available in pre-segmented chunks, such
1122          that it is faster or less work to make encode() take a list rather
1123          than splitting a single string?
1124
1125          ALSO ALSO: I think 'inshares' is a misleading term, since encode()
1126          is supposed to *produce* shares, so what it *accepts* should be
1127          something other than shares. Other places in this interface use the
1128          word 'data' for that-which-is-not-shares.. maybe we should use that
1129          term?
1130
1131         'desired_share_ids', if provided, is required to be a sequence of
1132         ints, each of which is required to be >= 0 and < max_shares. If not
1133         provided, encode() will produce 'max_shares' shares, as if
1134         'desired_share_ids' were set to range(max_shares). You might use this
1135         if you initially thought you were going to use 10 peers, started
1136         encoding, and then two of the peers dropped out: you could use
1137         desired_share_ids= to skip the work (both memory and CPU) of
1138         producing shares for the peers which are no longer available.
1139
1140         For each call, encode() will return a Deferred that fires with two
1141         lists, one containing shares and the other containing the shareids.
1142         The get_share_size() method can be used to determine the length of
1143         the share strings returned by encode(). Each shareid is a small
1144         integer, exactly as passed into 'desired_share_ids' (or
1145         range(max_shares), if desired_share_ids was not provided).
1146
1147         The shares and their corresponding shareids are required to be kept
1148         together during storage and retrieval. Specifically, the share data is
1149         useless by itself: the decoder needs to be told which share is which
1150         by providing it with both the shareid and the actual share data.
1151
1152         This function will allocate an amount of memory roughly equal to::
1153
1154          (max_shares - required_shares) * get_share_size()
1155
1156         When combined with the memory that the caller must allocate to
1157         provide the input data, this leads to a memory footprint roughly
1158         equal to the size of the resulting encoded shares (i.e. the expansion
1159         factor times the size of the input segment).
1160         """
1161
1162         # rejected ideas:
1163         #
1164         #  returning a list of (shareidN,shareN) tuples instead of a pair of
1165         #  lists (shareids..,shares..). Brian thought the tuples would
1166         #  encourage users to keep the share and shareid together throughout
1167         #  later processing, Zooko pointed out that the code to iterate
1168         #  through two lists is not really more complicated than using a list
1169         #  of tuples and there's also a performance improvement
1170         #
1171         #  having 'data_size' not required to be an integral multiple of
1172         #  'required_shares'. Doing this would require encode() to perform
1173         #  padding internally, and we'd prefer to have any padding be done
1174         #  explicitly by the caller. Yes, it is an abstraction leak, but
1175         #  hopefully not an onerous one.
1176
1177
1178 class ICodecDecoder(Interface):
1179     def set_params(data_size, required_shares, max_shares):
1180         """Set the params. They have to be exactly the same ones that were
1181         used for encoding."""
1182
1183     def get_needed_shares():
1184         """Return the number of shares needed to reconstruct the data.
1185         set_params() is required to be called before this."""
1186
1187     def decode(some_shares, their_shareids):
1188         """Decode a partial list of shares into data.
1189
1190         'some_shares' is required to be a sequence of buffers of sharedata, a
1191         subset of the shares returned by ICodecEncode.encode(). Each share is
1192         required to be of the same length.  The i'th element of their_shareids
1193         is required to be the shareid of the i'th buffer in some_shares.
1194
1195         This returns a Deferred which fires with a sequence of buffers. This
1196         sequence will contain all of the segments of the original data, in
1197         order. The sum of the lengths of all of the buffers will be the
1198         'data_size' value passed into the original ICodecEncode.set_params()
1199         call. To get back the single original input block of data, use
1200         ''.join(output_buffers), or you may wish to simply write them in
1201         order to an output file.
1202
1203         Note that some of the elements in the result sequence may be
1204         references to the elements of the some_shares input sequence. In
1205         particular, this means that if those share objects are mutable (e.g.
1206         arrays) and if they are changed, then both the input (the
1207         'some_shares' parameter) and the output (the value given when the
1208         deferred is triggered) will change.
1209
1210         The length of 'some_shares' is required to be exactly the value of
1211         'required_shares' passed into the original ICodecEncode.set_params()
1212         call.
1213         """
1214
1215 class IEncoder(Interface):
1216     """I take an object that provides IEncryptedUploadable, which provides
1217     encrypted data, and a list of shareholders. I then encode, hash, and
1218     deliver shares to those shareholders. I will compute all the necessary
1219     Merkle hash trees that are necessary to validate the crypttext that
1220     eventually comes back from the shareholders. I provide the URI Extension
1221     Block Hash, and the encoding parameters, both of which must be included
1222     in the URI.
1223
1224     I do not choose shareholders, that is left to the IUploader. I must be
1225     given a dict of RemoteReferences to storage buckets that are ready and
1226     willing to receive data.
1227     """
1228
1229     def set_size(size):
1230         """Specify the number of bytes that will be encoded. This must be
1231         peformed before get_serialized_params() can be called.
1232         """
1233     def set_params(params):
1234         """Override the default encoding parameters. 'params' is a tuple of
1235         (k,d,n), where 'k' is the number of required shares, 'd' is the
1236         shares_of_happiness, and 'n' is the total number of shares that will
1237         be created.
1238
1239         Encoding parameters can be set in three ways. 1: The Encoder class
1240         provides defaults (3/7/10). 2: the Encoder can be constructed with
1241         an 'options' dictionary, in which the
1242         needed_and_happy_and_total_shares' key can be a (k,d,n) tuple. 3:
1243         set_params((k,d,n)) can be called.
1244
1245         If you intend to use set_params(), you must call it before
1246         get_share_size or get_param are called.
1247         """
1248
1249     def set_encrypted_uploadable(u):
1250         """Provide a source of encrypted upload data. 'u' must implement
1251         IEncryptedUploadable.
1252
1253         When this is called, the IEncryptedUploadable will be queried for its
1254         length and the storage_index that should be used.
1255
1256         This returns a Deferred that fires with this Encoder instance.
1257
1258         This must be performed before start() can be called.
1259         """
1260
1261     def get_param(name):
1262         """Return an encoding parameter, by name.
1263
1264         'storage_index': return a string with the (16-byte truncated SHA-256
1265                          hash) storage index to which these shares should be
1266                          pushed.
1267
1268         'share_counts': return a tuple describing how many shares are used:
1269                         (needed_shares, shares_of_happiness, total_shares)
1270
1271         'num_segments': return an int with the number of segments that
1272                         will be encoded.
1273
1274         'segment_size': return an int with the size of each segment.
1275
1276         'block_size': return the size of the individual blocks that will
1277                       be delivered to a shareholder's put_block() method. By
1278                       knowing this, the shareholder will be able to keep all
1279                       blocks in a single file and still provide random access
1280                       when reading them. # TODO: can we avoid exposing this?
1281
1282         'share_size': an int with the size of the data that will be stored
1283                       on each shareholder. This is aggregate amount of data
1284                       that will be sent to the shareholder, summed over all
1285                       the put_block() calls I will ever make. It is useful to
1286                       determine this size before asking potential
1287                       shareholders whether they will grant a lease or not,
1288                       since their answers will depend upon how much space we
1289                       need. TODO: this might also include some amount of
1290                       overhead, like the size of all the hashes. We need to
1291                       decide whether this is useful or not.
1292
1293         'serialized_params': a string with a concise description of the
1294                              codec name and its parameters. This may be passed
1295                              into the IUploadable to let it make sure that
1296                              the same file encoded with different parameters
1297                              will result in different storage indexes.
1298
1299         Once this is called, set_size() and set_params() may not be called.
1300         """
1301
1302     def set_shareholders(shareholders):
1303         """Tell the encoder where to put the encoded shares. 'shareholders'
1304         must be a dictionary that maps share number (an integer ranging from
1305         0 to n-1) to an instance that provides IStorageBucketWriter. This
1306         must be performed before start() can be called."""
1307
1308     def start():
1309         """Begin the encode/upload process. This involves reading encrypted
1310         data from the IEncryptedUploadable, encoding it, uploading the shares
1311         to the shareholders, then sending the hash trees.
1312
1313         set_encrypted_uploadable() and set_shareholders() must be called
1314         before this can be invoked.
1315
1316         This returns a Deferred that fires with a verify cap when the upload
1317         process is complete. The verifycap, plus the encryption key, is
1318         sufficient to construct the read cap.
1319         """
1320
1321 class IDecoder(Interface):
1322     """I take a list of shareholders and some setup information, then
1323     download, validate, decode, and decrypt data from them, writing the
1324     results to an output file.
1325
1326     I do not locate the shareholders, that is left to the IDownloader. I must
1327     be given a dict of RemoteReferences to storage buckets that are ready to
1328     send data.
1329     """
1330
1331     def setup(outfile):
1332         """I take a file-like object (providing write and close) to which all
1333         the plaintext data will be written.
1334
1335         TODO: producer/consumer . Maybe write() should return a Deferred that
1336         indicates when it will accept more data? But probably having the
1337         IDecoder be a producer is easier to glue to IConsumer pieces.
1338         """
1339
1340     def set_shareholders(shareholders):
1341         """I take a dictionary that maps share identifiers (small integers)
1342         to RemoteReferences that provide RIBucketReader. This must be called
1343         before start()."""
1344
1345     def start():
1346         """I start the download. This process involves retrieving data and
1347         hash chains from the shareholders, using the hashes to validate the
1348         data, decoding the shares into segments, decrypting the segments,
1349         then writing the resulting plaintext to the output file.
1350
1351         I return a Deferred that will fire (with self) when the download is
1352         complete.
1353         """
1354
1355 class IDownloadTarget(Interface):
1356     # Note that if the IDownloadTarget is also an IConsumer, the downloader
1357     # will register itself as a producer. This allows the target to invoke
1358     # downloader.pauseProducing, resumeProducing, and stopProducing.
1359     def open(size):
1360         """Called before any calls to write() or close(). If an error
1361         occurs before any data is available, fail() may be called without
1362         a previous call to open().
1363
1364         'size' is the length of the file being downloaded, in bytes."""
1365
1366     def write(data):
1367         """Output some data to the target."""
1368     def close():
1369         """Inform the target that there is no more data to be written."""
1370     def fail(why):
1371         """fail() is called to indicate that the download has failed. 'why'
1372         is a Failure object indicating what went wrong. No further methods
1373         will be invoked on the IDownloadTarget after fail()."""
1374     def register_canceller(cb):
1375         """The CiphertextDownloader uses this to register a no-argument function
1376         that the target can call to cancel the download. Once this canceller
1377         is invoked, no further calls to write() or close() will be made."""
1378     def finish():
1379         """When the CiphertextDownloader is done, this finish() function will be
1380         called. Whatever it returns will be returned to the invoker of
1381         Downloader.download.
1382         """
1383     # The following methods are just because that target might be a
1384     # repairer.DownUpConnector, and just because the current CHKUpload object
1385     # expects to find the storage index and encoding parameters in its
1386     # Uploadable.
1387     def set_storageindex(storageindex):
1388         """ Set the storage index. """
1389     def set_encodingparams(encodingparams):
1390         """ Set the encoding parameters. """
1391
1392 class IDownloader(Interface):
1393     def download(uri, target):
1394         """Perform a CHK download, sending the data to the given target.
1395         'target' must provide IDownloadTarget.
1396
1397         Returns a Deferred that fires (with the results of target.finish)
1398         when the download is finished, or errbacks if something went wrong."""
1399
1400 class IEncryptedUploadable(Interface):
1401     def set_upload_status(upload_status):
1402         """Provide an IUploadStatus object that should be filled with status
1403         information. The IEncryptedUploadable is responsible for setting
1404         key-determination progress ('chk'), size, storage_index, and
1405         ciphertext-fetch progress. It may delegate some of this
1406         responsibility to others, in particular to the IUploadable."""
1407
1408     def get_size():
1409         """This behaves just like IUploadable.get_size()."""
1410
1411     def get_all_encoding_parameters():
1412         """Return a Deferred that fires with a tuple of
1413         (k,happy,n,segment_size). The segment_size will be used as-is, and
1414         must match the following constraints: it must be a multiple of k, and
1415         it shouldn't be unreasonably larger than the file size (if
1416         segment_size is larger than filesize, the difference must be stored
1417         as padding).
1418
1419         This usually passes through to the IUploadable method of the same
1420         name.
1421
1422         The encoder strictly obeys the values returned by this method. To
1423         make an upload use non-default encoding parameters, you must arrange
1424         to control the values that this method returns.
1425         """
1426
1427     def get_storage_index():
1428         """Return a Deferred that fires with a 16-byte storage index.
1429         """
1430
1431     def read_encrypted(length, hash_only):
1432         """This behaves just like IUploadable.read(), but returns crypttext
1433         instead of plaintext. If hash_only is True, then this discards the
1434         data (and returns an empty list); this improves efficiency when
1435         resuming an interrupted upload (where we need to compute the
1436         plaintext hashes, but don't need the redundant encrypted data)."""
1437
1438     def get_plaintext_hashtree_leaves(first, last, num_segments):
1439         """OBSOLETE; Get the leaf nodes of a merkle hash tree over the
1440         plaintext segments, i.e. get the tagged hashes of the given segments.
1441         The segment size is expected to be generated by the
1442         IEncryptedUploadable before any plaintext is read or ciphertext
1443         produced, so that the segment hashes can be generated with only a
1444         single pass.
1445
1446         This returns a Deferred which fires with a sequence of hashes, using:
1447
1448          tuple(segment_hashes[first:last])
1449
1450         'num_segments' is used to assert that the number of segments that the
1451         IEncryptedUploadable handled matches the number of segments that the
1452         encoder was expecting.
1453
1454         This method must not be called until the final byte has been read
1455         from read_encrypted(). Once this method is called, read_encrypted()
1456         can never be called again.
1457         """
1458
1459     def get_plaintext_hash():
1460         """OBSOLETE; Get the hash of the whole plaintext.
1461
1462         This returns a Deferred which fires with a tagged SHA-256 hash of the
1463         whole plaintext, obtained from hashutil.plaintext_hash(data).
1464         """
1465
1466     def close():
1467         """Just like IUploadable.close()."""
1468
1469 class IUploadable(Interface):
1470     def set_upload_status(upload_status):
1471         """Provide an IUploadStatus object that should be filled with status
1472         information. The IUploadable is responsible for setting
1473         key-determination progress ('chk')."""
1474
1475     def set_default_encoding_parameters(params):
1476         """Set the default encoding parameters, which must be a dict mapping
1477         strings to ints. The meaningful keys are 'k', 'happy', 'n', and
1478         'max_segment_size'. These might have an influence on the final
1479         encoding parameters returned by get_all_encoding_parameters(), if the
1480         Uploadable doesn't have more specific preferences.
1481
1482         This call is optional: if it is not used, the Uploadable will use
1483         some built-in defaults. If used, this method must be called before
1484         any other IUploadable methods to have any effect.
1485         """
1486
1487     def get_size():
1488         """Return a Deferred that will fire with the length of the data to be
1489         uploaded, in bytes. This will be called before the data is actually
1490         used, to compute encoding parameters.
1491         """
1492
1493     def get_all_encoding_parameters():
1494         """Return a Deferred that fires with a tuple of
1495         (k,happy,n,segment_size). The segment_size will be used as-is, and
1496         must match the following constraints: it must be a multiple of k, and
1497         it shouldn't be unreasonably larger than the file size (if
1498         segment_size is larger than filesize, the difference must be stored
1499         as padding).
1500
1501         The relative values of k and n allow some IUploadables to request
1502         better redundancy than others (in exchange for consuming more space
1503         in the grid).
1504
1505         Larger values of segment_size reduce hash overhead, while smaller
1506         values reduce memory footprint and cause data to be delivered in
1507         smaller pieces (which may provide a smoother and more predictable
1508         download experience).
1509
1510         The encoder strictly obeys the values returned by this method. To
1511         make an upload use non-default encoding parameters, you must arrange
1512         to control the values that this method returns. One way to influence
1513         them may be to call set_encoding_parameters() before calling
1514         get_all_encoding_parameters().
1515         """
1516
1517     def get_encryption_key():
1518         """Return a Deferred that fires with a 16-byte AES key. This key will
1519         be used to encrypt the data. The key will also be hashed to derive
1520         the StorageIndex.
1521
1522         Uploadables which want to achieve convergence should hash their file
1523         contents and the serialized_encoding_parameters to form the key
1524         (which of course requires a full pass over the data). Uploadables can
1525         use the upload.ConvergentUploadMixin class to achieve this
1526         automatically.
1527
1528         Uploadables which do not care about convergence (or do not wish to
1529         make multiple passes over the data) can simply return a
1530         strongly-random 16 byte string.
1531
1532         get_encryption_key() may be called multiple times: the IUploadable is
1533         required to return the same value each time.
1534         """
1535
1536     def read(length):
1537         """Return a Deferred that fires with a list of strings (perhaps with
1538         only a single element) which, when concatenated together, contain the
1539         next 'length' bytes of data. If EOF is near, this may provide fewer
1540         than 'length' bytes. The total number of bytes provided by read()
1541         before it signals EOF must equal the size provided by get_size().
1542
1543         If the data must be acquired through multiple internal read
1544         operations, returning a list instead of a single string may help to
1545         reduce string copies.
1546
1547         'length' will typically be equal to (min(get_size(),1MB)/req_shares),
1548         so a 10kB file means length=3kB, 100kB file means length=30kB,
1549         and >=1MB file means length=300kB.
1550
1551         This method provides for a single full pass through the data. Later
1552         use cases may desire multiple passes or access to only parts of the
1553         data (such as a mutable file making small edits-in-place). This API
1554         will be expanded once those use cases are better understood.
1555         """
1556
1557     def close():
1558         """The upload is finished, and whatever filehandle was in use may be
1559         closed."""
1560
1561 class IUploadResults(Interface):
1562     """I am returned by upload() methods. I contain a number of public
1563     attributes which can be read to determine the results of the upload. Some
1564     of these are functional, some are timing information. All of these may be
1565     None.
1566
1567      .file_size : the size of the file, in bytes
1568      .uri : the CHK read-cap for the file
1569      .ciphertext_fetched : how many bytes were fetched by the helper
1570      .sharemap: dict mapping share identifier to set of serverids
1571                    (binary strings). This indicates which servers were given
1572                    which shares. For immutable files, the shareid is an
1573                    integer (the share number, from 0 to N-1). For mutable
1574                    files, it is a string of the form 'seq%d-%s-sh%d',
1575                    containing the sequence number, the roothash, and the
1576                    share number.
1577      .servermap : dict mapping server peerid to a set of share numbers
1578      .timings : dict of timing information, mapping name to seconds (float)
1579        total : total upload time, start to finish
1580        storage_index : time to compute the storage index
1581        peer_selection : time to decide which peers will be used
1582        contacting_helper : initial helper query to upload/no-upload decision
1583        existence_check : helper pre-upload existence check
1584        helper_total : initial helper query to helper finished pushing
1585        cumulative_fetch : helper waiting for ciphertext requests
1586        total_fetch : helper start to last ciphertext response
1587        cumulative_encoding : just time spent in zfec
1588        cumulative_sending : just time spent waiting for storage servers
1589        hashes_and_close : last segment push to shareholder close
1590        total_encode_and_push : first encode to shareholder close
1591
1592     """
1593
1594 class IDownloadResults(Interface):
1595     """I am created internally by download() methods. I contain a number of
1596     public attributes which contain details about the download process.::
1597
1598      .file_size : the size of the file, in bytes
1599      .servers_used : set of server peerids that were used during download
1600      .server_problems : dict mapping server peerid to a problem string. Only
1601                         servers that had problems (bad hashes, disconnects)
1602                         are listed here.
1603      .servermap : dict mapping server peerid to a set of share numbers. Only
1604                   servers that had any shares are listed here.
1605      .timings : dict of timing information, mapping name to seconds (float)
1606        peer_selection : time to ask servers about shares
1607        servers_peer_selection : dict of peerid to DYHB-query time
1608        uri_extension : time to fetch a copy of the URI extension block
1609        hashtrees : time to fetch the hash trees
1610        segments : time to fetch, decode, and deliver segments
1611        cumulative_fetch : time spent waiting for storage servers
1612        cumulative_decode : just time spent in zfec
1613        cumulative_decrypt : just time spent in decryption
1614        total : total download time, start to finish
1615        fetch_per_server : dict of peerid to list of per-segment fetch times
1616
1617     """
1618
1619 class IUploader(Interface):
1620     def upload(uploadable):
1621         """Upload the file. 'uploadable' must impement IUploadable. This
1622         returns a Deferred which fires with an UploadResults instance, from
1623         which the URI of the file can be obtained as results.uri ."""
1624
1625     def upload_ssk(write_capability, new_version, uploadable):
1626         """TODO: how should this work?"""
1627
1628 class ICheckable(Interface):
1629     def check(monitor, verify=False, add_lease=False):
1630         """Check upon my health, optionally repairing any problems.
1631
1632         This returns a Deferred that fires with an instance that provides
1633         ICheckResults, or None if the object is non-distributed (i.e. LIT
1634         files).
1635
1636         The monitor will be checked periodically to see if the operation has
1637         been cancelled. If so, no new queries will be sent, and the Deferred
1638         will fire (with a OperationCancelledError) immediately.
1639
1640         Filenodes and dirnodes (which provide IFilesystemNode) are also
1641         checkable. Instances that represent verifier-caps will be checkable
1642         but not downloadable. Some objects (like LIT files) do not actually
1643         live in the grid, and their checkers return None (non-distributed
1644         files are always healthy).
1645
1646         If verify=False, a relatively lightweight check will be performed: I
1647         will ask all servers if they have a share for me, and I will believe
1648         whatever they say. If there are at least N distinct shares on the
1649         grid, my results will indicate r.is_healthy()==True. This requires a
1650         roundtrip to each server, but does not transfer very much data, so
1651         the network bandwidth is fairly low.
1652
1653         If verify=True, a more resource-intensive check will be performed:
1654         every share will be downloaded, and the hashes will be validated on
1655         every bit. I will ignore any shares that failed their hash checks. If
1656         there are at least N distinct valid shares on the grid, my results
1657         will indicate r.is_healthy()==True. This requires N/k times as much
1658         download bandwidth (and server disk IO) as a regular download. If a
1659         storage server is holding a corrupt share, or is experiencing memory
1660         failures during retrieval, or is malicious or buggy, then
1661         verification will detect the problem, but checking will not.
1662
1663         If add_lease=True, I will ensure that an up-to-date lease is present
1664         on each share. The lease secrets will be derived from by node secret
1665         (in BASEDIR/private/secret), so either I will add a new lease to the
1666         share, or I will merely renew the lease that I already had. In a
1667         future version of the storage-server protocol (once Accounting has
1668         been implemented), there may be additional options here to define the
1669         kind of lease that is obtained (which account number to claim, etc).
1670
1671         TODO: any problems seen during checking will be reported to the
1672         health-manager.furl, a centralized object which is responsible for
1673         figuring out why files are unhealthy so corrective action can be
1674         taken.
1675         """
1676
1677     def check_and_repair(monitor, verify=False, add_lease=False):
1678         """Like check(), but if the file/directory is not healthy, attempt to
1679         repair the damage.
1680
1681         Any non-healthy result will cause an immediate repair operation, to
1682         generate and upload new shares. After repair, the file will be as
1683         healthy as we can make it. Details about what sort of repair is done
1684         will be put in the check-and-repair results. The Deferred will not
1685         fire until the repair is complete.
1686
1687         This returns a Deferred which fires with an instance of
1688         ICheckAndRepairResults."""
1689
1690 class IDeepCheckable(Interface):
1691     def start_deep_check(verify=False, add_lease=False):
1692         """Check upon the health of me and everything I can reach.
1693
1694         This is a recursive form of check(), useable only on dirnodes.
1695
1696         I return a Monitor, with results that are an IDeepCheckResults
1697         object.
1698
1699         TODO: If any of the directories I traverse are unrecoverable, the
1700         Monitor will report failure. If any of the files I check upon are
1701         unrecoverable, those problems will be reported in the
1702         IDeepCheckResults as usual, and the Monitor will not report a
1703         failure.
1704         """
1705
1706     def start_deep_check_and_repair(verify=False, add_lease=False):
1707         """Check upon the health of me and everything I can reach. Repair
1708         anything that isn't healthy.
1709
1710         This is a recursive form of check_and_repair(), useable only on
1711         dirnodes.
1712
1713         I return a Monitor, with results that are an
1714         IDeepCheckAndRepairResults object.
1715
1716         TODO: If any of the directories I traverse are unrecoverable, the
1717         Monitor will report failure. If any of the files I check upon are
1718         unrecoverable, those problems will be reported in the
1719         IDeepCheckResults as usual, and the Monitor will not report a
1720         failure.
1721         """
1722
1723 class ICheckResults(Interface):
1724     """I contain the detailed results of a check/verify operation.
1725     """
1726
1727     def get_storage_index():
1728         """Return a string with the (binary) storage index."""
1729     def get_storage_index_string():
1730         """Return a string with the (printable) abbreviated storage index."""
1731     def get_uri():
1732         """Return the (string) URI of the object that was checked."""
1733
1734     def is_healthy():
1735         """Return a boolean, True if the file/dir is fully healthy, False if
1736         it is damaged in any way. Non-distributed LIT files always return
1737         True."""
1738
1739     def is_recoverable():
1740         """Return a boolean, True if the file/dir can be recovered, False if
1741         not. Unrecoverable files are obviously unhealthy. Non-distributed LIT
1742         files always return True."""
1743
1744     def needs_rebalancing():
1745         """Return a boolean, True if the file/dir's reliability could be
1746         improved by moving shares to new servers. Non-distributed LIT files
1747         always return False."""
1748
1749
1750     def get_data():
1751         """Return a dictionary that describes the state of the file/dir. LIT
1752         files always return an empty dictionary. Normal files and directories
1753         return a dictionary with the following keys (note that these use
1754         binary strings rather than base32-encoded ones) (also note that for
1755         mutable files, these counts are for the 'best' version):
1756
1757          count-shares-good: the number of distinct good shares that were found
1758          count-shares-needed: 'k', the number of shares required for recovery
1759          count-shares-expected: 'N', the number of total shares generated
1760          count-good-share-hosts: the number of distinct storage servers with
1761                                  good shares. If this number is less than
1762                                  count-shares-good, then some shares are
1763                                  doubled up, increasing the correlation of
1764                                  failures. This indicates that one or more
1765                                  shares should be moved to an otherwise unused
1766                                  server, if one is available.
1767          count-corrupt-shares: the number of shares with integrity failures
1768          list-corrupt-shares: a list of 'share locators', one for each share
1769                               that was found to be corrupt. Each share
1770                               locator is a list of (serverid, storage_index,
1771                               sharenum).
1772          count-incompatible-shares: the number of shares which are of a share
1773                                     format unknown to this checker
1774          list-incompatible-shares: a list of 'share locators', one for each
1775                                    share that was found to be of an unknown
1776                                    format. Each share locator is a list of
1777                                    (serverid, storage_index, sharenum).
1778          servers-responding: list of (binary) storage server identifiers,
1779                              one for each server which responded to the share
1780                              query (even if they said they didn't have
1781                              shares, and even if they said they did have
1782                              shares but then didn't send them when asked, or
1783                              dropped the connection, or returned a Failure,
1784                              and even if they said they did have shares and
1785                              sent incorrect ones when asked)
1786          sharemap: dict mapping share identifier to list of serverids
1787                    (binary strings). This indicates which servers are holding
1788                    which shares. For immutable files, the shareid is an
1789                    integer (the share number, from 0 to N-1). For mutable
1790                    files, it is a string of the form 'seq%d-%s-sh%d',
1791                    containing the sequence number, the roothash, and the
1792                    share number.
1793
1794         The following keys are most relevant for mutable files, but immutable
1795         files will provide sensible values too::
1796
1797          count-wrong-shares: the number of shares for versions other than the
1798                              'best' one (which is defined as being the
1799                              recoverable version with the highest sequence
1800                              number, then the highest roothash). These are
1801                              either leftover shares from an older version
1802                              (perhaps on a server that was offline when an
1803                              update occurred), shares from an unrecoverable
1804                              newer version, or shares from an alternate
1805                              current version that results from an
1806                              uncoordinated write collision. For a healthy
1807                              file, this will equal 0.
1808
1809          count-recoverable-versions: the number of recoverable versions of
1810                                      the file. For a healthy file, this will
1811                                      equal 1.
1812
1813          count-unrecoverable-versions: the number of unrecoverable versions
1814                                        of the file. For a healthy file, this
1815                                        will be 0.
1816
1817         """
1818
1819     def get_summary():
1820         """Return a string with a brief (one-line) summary of the results."""
1821
1822     def get_report():
1823         """Return a list of strings with more detailed results."""
1824
1825 class ICheckAndRepairResults(Interface):
1826     """I contain the detailed results of a check/verify/repair operation.
1827
1828     The IFilesystemNode.check()/verify()/repair() methods all return
1829     instances that provide ICheckAndRepairResults.
1830     """
1831
1832     def get_storage_index():
1833         """Return a string with the (binary) storage index."""
1834     def get_storage_index_string():
1835         """Return a string with the (printable) abbreviated storage index."""
1836     def get_repair_attempted():
1837         """Return a boolean, True if a repair was attempted. We might not
1838         attempt to repair the file because it was healthy, or healthy enough
1839         (i.e. some shares were missing but not enough to exceed some
1840         threshold), or because we don't know how to repair this object."""
1841     def get_repair_successful():
1842         """Return a boolean, True if repair was attempted and the file/dir
1843         was fully healthy afterwards. False if no repair was attempted or if
1844         a repair attempt failed."""
1845     def get_pre_repair_results():
1846         """Return an ICheckResults instance that describes the state of the
1847         file/dir before any repair was attempted."""
1848     def get_post_repair_results():
1849         """Return an ICheckResults instance that describes the state of the
1850         file/dir after any repair was attempted. If no repair was attempted,
1851         the pre-repair and post-repair results will be identical."""
1852
1853
1854 class IDeepCheckResults(Interface):
1855     """I contain the results of a deep-check operation.
1856
1857     This is returned by a call to ICheckable.deep_check().
1858     """
1859
1860     def get_root_storage_index_string():
1861         """Return the storage index (abbreviated human-readable string) of
1862         the first object checked."""
1863     def get_counters():
1864         """Return a dictionary with the following keys::
1865
1866              count-objects-checked: count of how many objects were checked
1867              count-objects-healthy: how many of those objects were completely
1868                                     healthy
1869              count-objects-unhealthy: how many were damaged in some way
1870              count-objects-unrecoverable: how many were unrecoverable
1871              count-corrupt-shares: how many shares were found to have
1872                                    corruption, summed over all objects
1873                                    examined
1874         """
1875
1876     def get_corrupt_shares():
1877         """Return a set of (serverid, storage_index, sharenum) for all shares
1878         that were found to be corrupt. Both serverid and storage_index are
1879         binary.
1880         """
1881     def get_all_results():
1882         """Return a dictionary mapping pathname (a tuple of strings, ready to
1883         be slash-joined) to an ICheckResults instance, one for each object
1884         that was checked."""
1885
1886     def get_results_for_storage_index(storage_index):
1887         """Retrive the ICheckResults instance for the given (binary)
1888         storage index. Raises KeyError if there are no results for that
1889         storage index."""
1890
1891     def get_stats():
1892         """Return a dictionary with the same keys as
1893         IDirectoryNode.deep_stats()."""
1894
1895 class IDeepCheckAndRepairResults(Interface):
1896     """I contain the results of a deep-check-and-repair operation.
1897
1898     This is returned by a call to ICheckable.deep_check_and_repair().
1899     """
1900
1901     def get_root_storage_index_string():
1902         """Return the storage index (abbreviated human-readable string) of
1903         the first object checked."""
1904     def get_counters():
1905         """Return a dictionary with the following keys::
1906
1907              count-objects-checked: count of how many objects were checked
1908              count-objects-healthy-pre-repair: how many of those objects were
1909                                                completely healthy (before any
1910                                                repair)
1911              count-objects-unhealthy-pre-repair: how many were damaged in
1912                                                  some way
1913              count-objects-unrecoverable-pre-repair: how many were unrecoverable
1914              count-objects-healthy-post-repair: how many of those objects were
1915                                                 completely healthy (after any
1916                                                 repair)
1917              count-objects-unhealthy-post-repair: how many were damaged in
1918                                                   some way
1919              count-objects-unrecoverable-post-repair: how many were
1920                                                       unrecoverable
1921              count-repairs-attempted: repairs were attempted on this many
1922                                       objects. The count-repairs- keys will
1923                                       always be provided, however unless
1924                                       repair=true is present, they will all
1925                                       be zero.
1926              count-repairs-successful: how many repairs resulted in healthy
1927                                        objects
1928              count-repairs-unsuccessful: how many repairs resulted did not
1929                                          results in completely healthy objects
1930              count-corrupt-shares-pre-repair: how many shares were found to
1931                                               have corruption, summed over all
1932                                               objects examined (before any
1933                                               repair)
1934              count-corrupt-shares-post-repair: how many shares were found to
1935                                                have corruption, summed over all
1936                                                objects examined (after any
1937                                                repair)
1938         """
1939
1940     def get_stats():
1941         """Return a dictionary with the same keys as
1942         IDirectoryNode.deep_stats()."""
1943
1944     def get_corrupt_shares():
1945         """Return a set of (serverid, storage_index, sharenum) for all shares
1946         that were found to be corrupt before any repair was attempted. Both
1947         serverid and storage_index are binary.
1948         """
1949     def get_remaining_corrupt_shares():
1950         """Return a set of (serverid, storage_index, sharenum) for all shares
1951         that were found to be corrupt after any repair was completed. Both
1952         serverid and storage_index are binary. These are shares that need
1953         manual inspection and probably deletion.
1954         """
1955     def get_all_results():
1956         """Return a dictionary mapping pathname (a tuple of strings, ready to
1957         be slash-joined) to an ICheckAndRepairResults instance, one for each
1958         object that was checked."""
1959
1960     def get_results_for_storage_index(storage_index):
1961         """Retrive the ICheckAndRepairResults instance for the given (binary)
1962         storage index. Raises KeyError if there are no results for that
1963         storage index."""
1964
1965
1966 class IRepairable(Interface):
1967     def repair(check_results):
1968         """Attempt to repair the given object. Returns a Deferred that fires
1969         with a IRepairResults object.
1970
1971         I must be called with an object that implements ICheckResults, as
1972         proof that you have actually discovered a problem with this file. I
1973         will use the data in the checker results to guide the repair process,
1974         such as which servers provided bad data and should therefore be
1975         avoided. The ICheckResults object is inside the
1976         ICheckAndRepairResults object, which is returned by the
1977         ICheckable.check() method::
1978
1979          d = filenode.check(repair=False)
1980          def _got_results(check_and_repair_results):
1981              check_results = check_and_repair_results.get_pre_repair_results()
1982              return filenode.repair(check_results)
1983          d.addCallback(_got_results)
1984          return d
1985         """
1986
1987 class IRepairResults(Interface):
1988     """I contain the results of a repair operation."""
1989
1990
1991 class IClient(Interface):
1992     def upload(uploadable):
1993         """Upload some data into a CHK, get back the UploadResults for it.
1994         @param uploadable: something that implements IUploadable
1995         @return: a Deferred that fires with the UploadResults instance.
1996                  To get the URI for this file, use results.uri .
1997         """
1998
1999     def create_mutable_file(contents=""):
2000         """Create a new mutable file with contents, get back the URI string.
2001         @param contents: the initial contents to place in the file.
2002         @return: a Deferred that fires with tne (string) SSK URI for the new
2003                  file.
2004         """
2005
2006     def create_empty_dirnode():
2007         """Create a new dirnode, empty and unattached.
2008         @return: a Deferred that fires with the new IDirectoryNode instance.
2009         """
2010
2011     def create_node_from_uri(uri, rouri):
2012         """Create a new IFilesystemNode instance from the uri, synchronously.
2013         @param uri: a string or IURI-providing instance, or None. This could
2014                     be for a LiteralFileNode, a CHK file node, a mutable file
2015                     node, or a directory node
2016         @param rouri: a string or IURI-providing instance, or None. If the
2017                       main uri is None, I will use the rouri instead. If I
2018                       recognize the format of the main uri, I will ignore the
2019                       rouri (because it can be derived from the writecap).
2020
2021         @return: an instance that provides IFilesystemNode (or more usefully
2022                  one of its subclasses). File-specifying URIs will result in
2023                  IFileNode or IMutableFileNode -providing instances, like
2024                  FileNode, LiteralFileNode, or MutableFileNode.
2025                  Directory-specifying URIs will result in
2026                  IDirectoryNode-providing instances, like DirectoryNode.
2027         """
2028
2029 class IClientStatus(Interface):
2030     def list_all_uploads():
2031         """Return a list of uploader objects, one for each upload which
2032         currently has an object available (tracked with weakrefs). This is
2033         intended for debugging purposes."""
2034     def list_active_uploads():
2035         """Return a list of active IUploadStatus objects."""
2036     def list_recent_uploads():
2037         """Return a list of IUploadStatus objects for the most recently
2038         started uploads."""
2039
2040     def list_all_downloads():
2041         """Return a list of downloader objects, one for each download which
2042         currently has an object available (tracked with weakrefs). This is
2043         intended for debugging purposes."""
2044     def list_active_downloads():
2045         """Return a list of active IDownloadStatus objects."""
2046     def list_recent_downloads():
2047         """Return a list of IDownloadStatus objects for the most recently
2048         started downloads."""
2049
2050 class IUploadStatus(Interface):
2051     def get_started():
2052         """Return a timestamp (float with seconds since epoch) indicating
2053         when the operation was started."""
2054     def get_storage_index():
2055         """Return a string with the (binary) storage index in use on this
2056         upload. Returns None if the storage index has not yet been
2057         calculated."""
2058     def get_size():
2059         """Return an integer with the number of bytes that will eventually
2060         be uploaded for this file. Returns None if the size is not yet known.
2061         """
2062     def using_helper():
2063         """Return True if this upload is using a Helper, False if not."""
2064     def get_status():
2065         """Return a string describing the current state of the upload
2066         process."""
2067     def get_progress():
2068         """Returns a tuple of floats, (chk, ciphertext, encode_and_push),
2069         each from 0.0 to 1.0 . 'chk' describes how much progress has been
2070         made towards hashing the file to determine a CHK encryption key: if
2071         non-convergent encryption is in use, this will be trivial, otherwise
2072         the whole file must be hashed. 'ciphertext' describes how much of the
2073         ciphertext has been pushed to the helper, and is '1.0' for non-helper
2074         uploads. 'encode_and_push' describes how much of the encode-and-push
2075         process has finished: for helper uploads this is dependent upon the
2076         helper providing progress reports. It might be reasonable to add all
2077         three numbers and report the sum to the user."""
2078     def get_active():
2079         """Return True if the upload is currently active, False if not."""
2080     def get_results():
2081         """Return an instance of UploadResults (which contains timing and
2082         sharemap information). Might return None if the upload is not yet
2083         finished."""
2084     def get_counter():
2085         """Each upload status gets a unique number: this method returns that
2086         number. This provides a handle to this particular upload, so a web
2087         page can generate a suitable hyperlink."""
2088
2089 class IDownloadStatus(Interface):
2090     def get_started():
2091         """Return a timestamp (float with seconds since epoch) indicating
2092         when the operation was started."""
2093     def get_storage_index():
2094         """Return a string with the (binary) storage index in use on this
2095         download. This may be None if there is no storage index (i.e. LIT
2096         files)."""
2097     def get_size():
2098         """Return an integer with the number of bytes that will eventually be
2099         retrieved for this file. Returns None if the size is not yet known.
2100         """
2101     def using_helper():
2102         """Return True if this download is using a Helper, False if not."""
2103     def get_status():
2104         """Return a string describing the current state of the download
2105         process."""
2106     def get_progress():
2107         """Returns a float (from 0.0 to 1.0) describing the amount of the
2108         download that has completed. This value will remain at 0.0 until the
2109         first byte of plaintext is pushed to the download target."""
2110     def get_active():
2111         """Return True if the download is currently active, False if not."""
2112     def get_counter():
2113         """Each download status gets a unique number: this method returns
2114         that number. This provides a handle to this particular download, so a
2115         web page can generate a suitable hyperlink."""
2116
2117 class IServermapUpdaterStatus(Interface):
2118     pass
2119 class IPublishStatus(Interface):
2120     pass
2121 class IRetrieveStatus(Interface):
2122     pass
2123
2124 class NotCapableError(Exception):
2125     """You have tried to write to a read-only node."""
2126
2127 class BadWriteEnablerError(Exception):
2128     pass
2129
2130 class RIControlClient(RemoteInterface):
2131
2132     def wait_for_client_connections(num_clients=int):
2133         """Do not return until we have connections to at least NUM_CLIENTS
2134         storage servers.
2135         """
2136
2137     def upload_from_file_to_uri(filename=str,
2138                                 convergence=ChoiceOf(None,
2139                                                      StringConstraint(2**20))):
2140         """Upload a file to the grid. This accepts a filename (which must be
2141         absolute) that points to a file on the node's local disk. The node will
2142         read the contents of this file, upload it to the grid, then return the
2143         URI at which it was uploaded.  If convergence is None then a random
2144         encryption key will be used, else the plaintext will be hashed, then
2145         that hash will be mixed together with the "convergence" string to form
2146         the encryption key.
2147         """
2148         return URI
2149
2150     def download_from_uri_to_file(uri=URI, filename=str):
2151         """Download a file from the grid, placing it on the node's local disk
2152         at the given filename (which must be absolute[?]). Returns the
2153         absolute filename where the file was written."""
2154         return str
2155
2156     # debug stuff
2157
2158     def get_memory_usage():
2159         """Return a dict describes the amount of memory currently in use. The
2160         keys are 'VmPeak', 'VmSize', and 'VmData'. The values are integers,
2161         measuring memory consupmtion in bytes."""
2162         return DictOf(str, int)
2163
2164     def speed_test(count=int, size=int, mutable=Any()):
2165         """Write 'count' tempfiles to disk, all of the given size. Measure
2166         how long (in seconds) it takes to upload them all to the servers.
2167         Then measure how long it takes to download all of them. If 'mutable'
2168         is 'create', time creation of mutable files. If 'mutable' is
2169         'upload', then time access to the same mutable file instead of
2170         creating one.
2171
2172         Returns a tuple of (upload_time, download_time).
2173         """
2174         return (float, float)
2175
2176     def measure_peer_response_time():
2177         """Send a short message to each connected peer, and measure the time
2178         it takes for them to respond to it. This is a rough measure of the
2179         application-level round trip time.
2180
2181         @return: a dictionary mapping peerid to a float (RTT time in seconds)
2182         """
2183
2184         return DictOf(Nodeid, float)
2185
2186 UploadResults = Any() #DictOf(str, str)
2187
2188 class RIEncryptedUploadable(RemoteInterface):
2189     __remote_name__ = "RIEncryptedUploadable.tahoe.allmydata.com"
2190
2191     def get_size():
2192         return Offset
2193
2194     def get_all_encoding_parameters():
2195         return (int, int, int, long)
2196
2197     def read_encrypted(offset=Offset, length=ReadSize):
2198         return ListOf(str)
2199
2200     def close():
2201         return None
2202
2203
2204 class RICHKUploadHelper(RemoteInterface):
2205     __remote_name__ = "RIUploadHelper.tahoe.allmydata.com"
2206
2207     def get_version():
2208         """
2209         Return a dictionary of version information.
2210         """
2211         return DictOf(str, Any())
2212
2213     def upload(reader=RIEncryptedUploadable):
2214         return UploadResults
2215
2216
2217 class RIHelper(RemoteInterface):
2218     __remote_name__ = "RIHelper.tahoe.allmydata.com"
2219
2220     def get_version():
2221         """
2222         Return a dictionary of version information.
2223         """
2224         return DictOf(str, Any())
2225
2226     def upload_chk(si=StorageIndex):
2227         """See if a file with a given storage index needs uploading. The
2228         helper will ask the appropriate storage servers to see if the file
2229         has already been uploaded. If so, the helper will return a set of
2230         'upload results' that includes whatever hashes are needed to build
2231         the read-cap, and perhaps a truncated sharemap.
2232
2233         If the file has not yet been uploaded (or if it was only partially
2234         uploaded), the helper will return an empty upload-results dictionary
2235         and also an RICHKUploadHelper object that will take care of the
2236         upload process. The client should call upload() on this object and
2237         pass it a reference to an RIEncryptedUploadable object that will
2238         provide ciphertext. When the upload is finished, the upload() method
2239         will finish and return the upload results.
2240         """
2241         return (UploadResults, ChoiceOf(RICHKUploadHelper, None))
2242
2243
2244 class RIStatsProvider(RemoteInterface):
2245     __remote_name__ = "RIStatsProvider.tahoe.allmydata.com"
2246     """
2247     Provides access to statistics and monitoring information.
2248     """
2249
2250     def get_stats():
2251         """
2252         returns a dictionary containing 'counters' and 'stats', each a
2253         dictionary with string counter/stat name keys, and numeric values.
2254         counters are monotonically increasing measures of work done, and
2255         stats are instantaneous measures (potentially time averaged
2256         internally)
2257         """
2258         return DictOf(str, DictOf(str, ChoiceOf(float, int, long)))
2259
2260 class RIStatsGatherer(RemoteInterface):
2261     __remote_name__ = "RIStatsGatherer.tahoe.allmydata.com"
2262     """
2263     Provides a monitoring service for centralised collection of stats
2264     """
2265
2266     def provide(provider=RIStatsProvider, nickname=str):
2267         """
2268         @param provider: a stats collector instance which should be polled
2269                          periodically by the gatherer to collect stats.
2270         @param nickname: a name useful to identify the provided client
2271         """
2272         return None
2273
2274
2275 class IStatsProducer(Interface):
2276     def get_stats():
2277         """
2278         returns a dictionary, with str keys representing the names of stats
2279         to be monitored, and numeric values.
2280         """
2281
2282 class RIKeyGenerator(RemoteInterface):
2283     __remote_name__ = "RIKeyGenerator.tahoe.allmydata.com"
2284     """
2285     Provides a service offering to make RSA key pairs.
2286     """
2287
2288     def get_rsa_key_pair(key_size=int):
2289         """
2290         @param key_size: the size of the signature key.
2291         @return: tuple(verifying_key, signing_key)
2292         """
2293         return TupleOf(str, str)
2294
2295
2296 class FileTooLargeError(Exception):
2297     pass
2298
2299 class IValidatedThingProxy(Interface):
2300     def start():
2301         """ Acquire a thing and validate it. Return a deferred which is
2302         eventually fired with self if the thing is valid or errbacked if it
2303         can't be acquired or validated."""
2304
2305 class InsufficientVersionError(Exception):
2306     def __init__(self, needed, got):
2307         self.needed = needed
2308         self.got = got
2309     def __repr__(self):
2310         return "InsufficientVersionError(need '%s', got %s)" % (self.needed,
2311                                                                 self.got)