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