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