]> git.rkrishnan.org Git - tahoe-lafs/tahoe-lafs.git/blob - src/allmydata/interfaces.py
Rewrite immutable downloader (#798). This patch includes higher-level
[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 KiB = 1024
28 DEFAULT_MAX_SEGMENT_SIZE = 128*KiB
29
30 class RIStubClient(RemoteInterface):
31     """Each client publishes a service announcement for a dummy object called
32     the StubClient. This object doesn't actually offer any services, but the
33     announcement helps the Introducer keep track of which clients are
34     subscribed (so the grid admin can keep track of things like the size of
35     the grid and the client versions in use. This is the (empty)
36     RemoteInterface for the StubClient."""
37
38 class RIBucketWriter(RemoteInterface):
39     """ Objects of this kind live on the server side. """
40     def write(offset=Offset, data=ShareData):
41         return None
42
43     def close():
44         """
45         If the data that has been written is incomplete or inconsistent then
46         the server will throw the data away, else it will store it for future
47         retrieval.
48         """
49         return None
50
51     def abort():
52         """Abandon all the data that has been written.
53         """
54         return None
55
56 class RIBucketReader(RemoteInterface):
57     def read(offset=Offset, length=ReadSize):
58         return ShareData
59
60     def advise_corrupt_share(reason=str):
61         """Clients who discover hash failures in shares that they have
62         downloaded from me will use this method to inform me about the
63         failures. I will record their concern so that my operator can
64         manually inspect the shares in question. I return None.
65
66         This is a wrapper around RIStorageServer.advise_corrupt_share(),
67         which is tied to a specific share, and therefore does not need the
68         extra share-identifying arguments. Please see that method for full
69         documentation.
70         """
71
72 TestVector = ListOf(TupleOf(Offset, ReadSize, str, str))
73 # elements are (offset, length, operator, specimen)
74 # operator is one of "lt, le, eq, ne, ge, gt"
75 # nop always passes and is used to fetch data while writing.
76 # you should use length==len(specimen) for everything except nop
77 DataVector = ListOf(TupleOf(Offset, ShareData))
78 # (offset, data). This limits us to 30 writes of 1MiB each per call
79 TestAndWriteVectorsForShares = DictOf(int,
80                                       TupleOf(TestVector,
81                                               DataVector,
82                                               ChoiceOf(None, Offset), # new_length
83                                               ))
84 ReadVector = ListOf(TupleOf(Offset, ReadSize))
85 ReadData = ListOf(ShareData)
86 # returns data[offset:offset+length] for each element of TestVector
87
88 class RIStorageServer(RemoteInterface):
89     __remote_name__ = "RIStorageServer.tahoe.allmydata.com"
90
91     def get_version():
92         """
93         Return a dictionary of version information.
94         """
95         return DictOf(str, Any())
96
97     def allocate_buckets(storage_index=StorageIndex,
98                          renew_secret=LeaseRenewSecret,
99                          cancel_secret=LeaseCancelSecret,
100                          sharenums=SetOf(int, maxLength=MAX_BUCKETS),
101                          allocated_size=Offset, canary=Referenceable):
102         """
103         @param storage_index: the index of the bucket to be created or
104                               increfed.
105         @param sharenums: these are the share numbers (probably between 0 and
106                           99) that the sender is proposing to store on this
107                           server.
108         @param renew_secret: This is the secret used to protect bucket refresh
109                              This secret is generated by the client and
110                              stored for later comparison by the server. Each
111                              server is given a different secret.
112         @param cancel_secret: Like renew_secret, but protects bucket decref.
113         @param canary: If the canary is lost before close(), the bucket is
114                        deleted.
115         @return: tuple of (alreadygot, allocated), where alreadygot is what we
116                  already have and allocated is what we hereby agree to accept.
117                  New leases are added for shares in both lists.
118         """
119         return TupleOf(SetOf(int, maxLength=MAX_BUCKETS),
120                        DictOf(int, RIBucketWriter, maxKeys=MAX_BUCKETS))
121
122     def add_lease(storage_index=StorageIndex,
123                   renew_secret=LeaseRenewSecret,
124                   cancel_secret=LeaseCancelSecret):
125         """
126         Add a new lease on the given bucket. If the renew_secret matches an
127         existing lease, that lease will be renewed instead. If there is no
128         bucket for the given storage_index, return silently. (note that in
129         tahoe-1.3.0 and earlier, IndexError was raised if there was no
130         bucket)
131         """
132         return Any() # returns None now, but future versions might change
133
134     def renew_lease(storage_index=StorageIndex, renew_secret=LeaseRenewSecret):
135         """
136         Renew the lease on a given bucket, resetting the timer to 31 days.
137         Some networks will use this, some will not. If there is no bucket for
138         the given storage_index, IndexError will be raised.
139
140         For mutable shares, if the given renew_secret does not match an
141         existing lease, IndexError will be raised with a note listing the
142         server-nodeids on the existing leases, so leases on migrated shares
143         can be renewed or cancelled. For immutable shares, IndexError
144         (without the note) will be raised.
145         """
146         return Any()
147
148     def cancel_lease(storage_index=StorageIndex,
149                      cancel_secret=LeaseCancelSecret):
150         """
151         Cancel the lease on a given bucket. If this was the last lease on the
152         bucket, the bucket will be deleted. If there is no bucket for the
153         given storage_index, IndexError will be raised.
154
155         For mutable shares, if the given cancel_secret does not match an
156         existing lease, IndexError will be raised with a note listing the
157         server-nodeids on the existing leases, so leases on migrated shares
158         can be renewed or cancelled. For immutable shares, IndexError
159         (without the note) will be raised.
160         """
161         return Any()
162
163     def get_buckets(storage_index=StorageIndex):
164         return DictOf(int, RIBucketReader, maxKeys=MAX_BUCKETS)
165
166
167
168     def slot_readv(storage_index=StorageIndex,
169                    shares=ListOf(int), readv=ReadVector):
170         """Read a vector from the numbered shares associated with the given
171         storage index. An empty shares list means to return data from all
172         known shares. Returns a dictionary with one key per share."""
173         return DictOf(int, ReadData) # shnum -> results
174
175     def slot_testv_and_readv_and_writev(storage_index=StorageIndex,
176                                         secrets=TupleOf(WriteEnablerSecret,
177                                                         LeaseRenewSecret,
178                                                         LeaseCancelSecret),
179                                         tw_vectors=TestAndWriteVectorsForShares,
180                                         r_vector=ReadVector,
181                                         ):
182         """General-purpose test-and-set operation for mutable slots. Perform
183         a bunch of comparisons against the existing shares. If they all pass,
184         then apply a bunch of write vectors to those shares. Then use the
185         read vectors to extract data from all the shares and return the data.
186
187         This method is, um, large. The goal is to allow clients to update all
188         the shares associated with a mutable file in a single round trip.
189
190         @param storage_index: the index of the bucket to be created or
191                               increfed.
192         @param write_enabler: a secret that is stored along with the slot.
193                               Writes are accepted from any caller who can
194                               present the matching secret. A different secret
195                               should be used for each slot*server pair.
196         @param renew_secret: This is the secret used to protect bucket refresh
197                              This secret is generated by the client and
198                              stored for later comparison by the server. Each
199                              server is given a different secret.
200         @param cancel_secret: Like renew_secret, but protects bucket decref.
201
202         The 'secrets' argument is a tuple of (write_enabler, renew_secret,
203         cancel_secret). The first is required to perform any write. The
204         latter two are used when allocating new shares. To simply acquire a
205         new lease on existing shares, use an empty testv and an empty writev.
206
207         Each share can have a separate test vector (i.e. a list of
208         comparisons to perform). If all vectors for all shares pass, then all
209         writes for all shares are recorded. Each comparison is a 4-tuple of
210         (offset, length, operator, specimen), which effectively does a bool(
211         (read(offset, length)) OPERATOR specimen ) and only performs the
212         write if all these evaluate to True. Basic test-and-set uses 'eq'.
213         Write-if-newer uses a seqnum and (offset, length, 'lt', specimen).
214         Write-if-same-or-newer uses 'le'.
215
216         Reads from the end of the container are truncated, and missing shares
217         behave like empty ones, so to assert that a share doesn't exist (for
218         use when creating a new share), use (0, 1, 'eq', '').
219
220         The write vector will be applied to the given share, expanding it if
221         necessary. A write vector applied to a share number that did not
222         exist previously will cause that share to be created.
223
224         Each write vector is accompanied by a 'new_length' argument. If
225         new_length is not None, use it to set the size of the container. This
226         can be used to pre-allocate space for a series of upcoming writes, or
227         truncate existing data. If the container is growing, new_length will
228         be applied before datav. If the container is shrinking, it will be
229         applied afterwards. If new_length==0, the share will be deleted.
230
231         The read vector is used to extract data from all known shares,
232         *before* any writes have been applied. The same vector is used for
233         all shares. This captures the state that was tested by the test
234         vector.
235
236         This method returns two values: a boolean and a dict. The boolean is
237         True if the write vectors were applied, False if not. The dict is
238         keyed by share number, and each value contains a list of strings, one
239         for each element of the read vector.
240
241         If the write_enabler is wrong, this will raise BadWriteEnablerError.
242         To enable share migration (using update_write_enabler), the exception
243         will have the nodeid used for the old write enabler embedded in it,
244         in the following string::
245
246          The write enabler was recorded by nodeid '%s'.
247
248         Note that the nodeid here is encoded using the same base32 encoding
249         used by Foolscap and allmydata.util.idlib.nodeid_b2a().
250
251         """
252         return TupleOf(bool, DictOf(int, ReadData))
253
254     def advise_corrupt_share(share_type=str, storage_index=StorageIndex,
255                              shnum=int, reason=str):
256         """Clients who discover hash failures in shares that they have
257         downloaded from me will use this method to inform me about the
258         failures. I will record their concern so that my operator can
259         manually inspect the shares in question. I return None.
260
261         'share_type' is either 'mutable' or 'immutable'. 'storage_index' is a
262         (binary) storage index string, and 'shnum' is the integer share
263         number. 'reason' is a human-readable explanation of the problem,
264         probably including some expected hash values and the computed ones
265         which did not match. Corruption advisories for mutable shares should
266         include a hash of the public key (the same value that appears in the
267         mutable-file verify-cap), since the current share format does not
268         store that on disk.
269         """
270
271 class IStorageBucketWriter(Interface):
272     """
273     Objects of this kind live on the client side.
274     """
275     def put_block(segmentnum=int, data=ShareData):
276         """@param data: For most segments, this data will be 'blocksize'
277         bytes in length. The last segment might be shorter.
278         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
279         """
280
281     def put_plaintext_hashes(hashes=ListOf(Hash)):
282         """
283         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
284         """
285
286     def put_crypttext_hashes(hashes=ListOf(Hash)):
287         """
288         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
289         """
290
291     def put_block_hashes(blockhashes=ListOf(Hash)):
292         """
293         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
294         """
295
296     def put_share_hashes(sharehashes=ListOf(TupleOf(int, Hash))):
297         """
298         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
299         """
300
301     def put_uri_extension(data=URIExtensionData):
302         """This block of data contains integrity-checking information (hashes
303         of plaintext, crypttext, and shares), as well as encoding parameters
304         that are necessary to recover the data. This is a serialized dict
305         mapping strings to other strings. The hash of this data is kept in
306         the URI and verified before any of the data is used. All buckets for
307         a given file contain identical copies of this data.
308
309         The serialization format is specified with the following pseudocode:
310         for k in sorted(dict.keys()):
311             assert re.match(r'^[a-zA-Z_\-]+$', k)
312             write(k + ':' + netstring(dict[k]))
313
314         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
315         """
316
317     def close():
318         """Finish writing and close the bucket. The share is not finalized
319         until this method is called: if the uploading client disconnects
320         before calling close(), the partially-written share will be
321         discarded.
322
323         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
324         """
325
326 class IStorageBucketReader(Interface):
327
328     def get_block_data(blocknum=int, blocksize=int, size=int):
329         """Most blocks will be the same size. The last block might be shorter
330         than the others.
331
332         @return: ShareData
333         """
334
335     def get_crypttext_hashes():
336         """
337         @return: ListOf(Hash)
338         """
339
340     def get_block_hashes(at_least_these=SetOf(int)):
341         """
342         @return: ListOf(Hash)
343         """
344
345     def get_share_hashes(at_least_these=SetOf(int)):
346         """
347         @return: ListOf(TupleOf(int, Hash))
348         """
349
350     def get_uri_extension():
351         """
352         @return: URIExtensionData
353         """
354
355 class IStorageBroker(Interface):
356     def get_servers_for_index(peer_selection_index):
357         """
358         @return: list of (peerid, versioned-rref) tuples
359         """
360     def get_all_servers():
361         """
362         @return: frozenset of (peerid, versioned-rref) tuples
363         """
364     def get_all_serverids():
365         """
366         @return: frozenset of serverid strings
367         """
368     def get_nickname_for_serverid(serverid):
369         """
370         @return: unicode nickname, or None
371         """
372
373     # methods moved from IntroducerClient, need review
374     def get_all_connections():
375         """Return a frozenset of (nodeid, service_name, rref) tuples, one for
376         each active connection we've established to a remote service. This is
377         mostly useful for unit tests that need to wait until a certain number
378         of connections have been made."""
379
380     def get_all_connectors():
381         """Return a dict that maps from (nodeid, service_name) to a
382         RemoteServiceConnector instance for all services that we are actively
383         trying to connect to. Each RemoteServiceConnector has the following
384         public attributes::
385
386           service_name: the type of service provided, like 'storage'
387           announcement_time: when we first heard about this service
388           last_connect_time: when we last established a connection
389           last_loss_time: when we last lost a connection
390
391           version: the peer's version, from the most recent connection
392           oldest_supported: the peer's oldest supported version, same
393
394           rref: the RemoteReference, if connected, otherwise None
395           remote_host: the IAddress, if connected, otherwise None
396
397         This method is intended for monitoring interfaces, such as a web page
398         which describes connecting and connected peers.
399         """
400
401     def get_all_peerids():
402         """Return a frozenset of all peerids to whom we have a connection (to
403         one or more services) established. Mostly useful for unit tests."""
404
405     def get_all_connections_for(service_name):
406         """Return a frozenset of (nodeid, service_name, rref) tuples, one
407         for each active connection that provides the given SERVICE_NAME."""
408
409     def get_permuted_peers(service_name, key):
410         """Returns an ordered list of (peerid, rref) tuples, selecting from
411         the connections that provide SERVICE_NAME, using a hash-based
412         permutation keyed by KEY. This randomizes the service list in a
413         repeatable way, to distribute load over many peers.
414         """
415
416
417 class IURI(Interface):
418     def init_from_string(uri):
419         """Accept a string (as created by my to_string() method) and populate
420         this instance with its data. I am not normally called directly,
421         please use the module-level uri.from_string() function to convert
422         arbitrary URI strings into IURI-providing instances."""
423
424     def is_readonly():
425         """Return False if this URI be used to modify the data. Return True
426         if this URI cannot be used to modify the data."""
427
428     def is_mutable():
429         """Return True if the data can be modified by *somebody* (perhaps
430         someone who has a more powerful URI than this one)."""
431
432     # TODO: rename to get_read_cap()
433     def get_readonly():
434         """Return another IURI instance, which represents a read-only form of
435         this one. If is_readonly() is True, this returns self."""
436
437     def get_verify_cap():
438         """Return an instance that provides IVerifierURI, which can be used
439         to check on the availability of the file or directory, without
440         providing enough capabilities to actually read or modify the
441         contents. This may return None if the file does not need checking or
442         verification (e.g. LIT URIs).
443         """
444
445     def to_string():
446         """Return a string of printable ASCII characters, suitable for
447         passing into init_from_string."""
448
449 class IVerifierURI(Interface, IURI):
450     def init_from_string(uri):
451         """Accept a string (as created by my to_string() method) and populate
452         this instance with its data. I am not normally called directly,
453         please use the module-level uri.from_string() function to convert
454         arbitrary URI strings into IURI-providing instances."""
455
456     def to_string():
457         """Return a string of printable ASCII characters, suitable for
458         passing into init_from_string."""
459
460 class IDirnodeURI(Interface):
461     """I am a URI which represents a dirnode."""
462
463 class IFileURI(Interface):
464     """I am a URI which represents a filenode."""
465     def get_size():
466         """Return the length (in bytes) of the file that I represent."""
467
468 class IImmutableFileURI(IFileURI):
469     pass
470
471 class IMutableFileURI(Interface):
472     """I am a URI which represents a mutable filenode."""
473
474 class IDirectoryURI(Interface):
475     pass
476
477 class IReadonlyDirectoryURI(Interface):
478     pass
479
480 class CapConstraintError(Exception):
481     """A constraint on a cap was violated."""
482
483 class MustBeDeepImmutableError(CapConstraintError):
484     """Mutable children cannot be added to an immutable directory.
485     Also, caps obtained from an immutable directory can trigger this error
486     if they are later found to refer to a mutable object and then used."""
487
488 class MustBeReadonlyError(CapConstraintError):
489     """Known write caps cannot be specified in a ro_uri field. Also,
490     caps obtained from a ro_uri field can trigger this error if they
491     are later found to be write caps and then used."""
492
493 class MustNotBeUnknownRWError(CapConstraintError):
494     """Cannot add an unknown child cap specified in a rw_uri field."""
495
496 # The hierarchy looks like this:
497 #  IFilesystemNode
498 #   IFileNode
499 #    IMutableFileNode
500 #    IImmutableFileNode
501 #   IDirectoryNode
502
503 class IFilesystemNode(Interface):
504     def get_cap():
505         """Return the strongest 'cap instance' associated with this node.
506         (writecap for writeable-mutable files/directories, readcap for
507         immutable or readonly-mutable files/directories). To convert this
508         into a string, call .to_string() on the result."""
509
510     def get_readcap():
511         """Return a readonly cap instance for this node. For immutable or
512         readonly nodes, get_cap() and get_readcap() return the same thing."""
513
514     def get_repair_cap():
515         """Return an IURI instance that can be used to repair the file, or
516         None if this node cannot be repaired (either because it is not
517         distributed, like a LIT file, or because the node does not represent
518         sufficient authority to create a repair-cap, like a read-only RSA
519         mutable file node [which cannot create the correct write-enablers]).
520         """
521
522     def get_verify_cap():
523         """Return an IVerifierURI instance that represents the
524         'verifiy/refresh capability' for this node. The holder of this
525         capability will be able to renew the lease for this node, protecting
526         it from garbage-collection. They will also be able to ask a server if
527         it holds a share for the file or directory.
528         """
529
530     def get_uri():
531         """Return the URI string corresponding to the strongest cap associated
532         with this node. If this node is read-only, the URI will only offer
533         read-only access. If this node is read-write, the URI will offer
534         read-write access.
535
536         If you have read-write access to a node and wish to share merely
537         read-only access with others, use get_readonly_uri().
538         """
539
540     def get_write_uri(n):
541         """Return the URI string that can be used by others to get write
542         access to this node, if it is writeable. If this is a read-only node,
543         return None."""
544
545     def get_readonly_uri():
546         """Return the URI string that can be used by others to get read-only
547         access to this node. The result is a read-only URI, regardless of
548         whether this node is read-only or read-write.
549
550         If you have merely read-only access to this node, get_readonly_uri()
551         will return the same thing as get_uri().
552         """
553
554     def get_storage_index():
555         """Return a string with the (binary) storage index in use on this
556         download. This may be None if there is no storage index (i.e. LIT
557         files and directories)."""
558
559     def is_readonly():
560         """Return True if this reference provides mutable access to the given
561         file or directory (i.e. if you can modify it), or False if not. Note
562         that even if this reference is read-only, someone else may hold a
563         read-write reference to it."""
564
565     def is_mutable():
566         """Return True if this file or directory is mutable (by *somebody*,
567         not necessarily you), False if it is is immutable. Note that a file
568         might be mutable overall, but your reference to it might be
569         read-only. On the other hand, all references to an immutable file
570         will be read-only; there are no read-write references to an immutable
571         file.
572         """
573
574     def is_unknown():
575         """Return True if this is an unknown node."""
576
577     def is_allowed_in_immutable_directory():
578         """Return True if this node is allowed as a child of a deep-immutable
579         directory. This is true if either the node is of a known-immutable type,
580         or it is unknown and read-only.
581         """
582
583     def raise_error():
584         """Raise any error associated with this node."""
585
586     def get_size():
587         """Return the length (in bytes) of the data this node represents. For
588         directory nodes, I return the size of the backing store. I return
589         synchronously and do not consult the network, so for mutable objects,
590         I will return the most recently observed size for the object, or None
591         if I don't remember a size. Use get_current_size, which returns a
592         Deferred, if you want more up-to-date information."""
593
594     def get_current_size():
595         """I return a Deferred that fires with the length (in bytes) of the
596         data this node represents.
597         """
598
599 class IFileNode(IFilesystemNode):
600     """I am a node which represents a file: a sequence of bytes. I am not a
601     container, like IDirectoryNode."""
602
603 class IImmutableFileNode(IFileNode):
604     def read(consumer, offset=0, size=None):
605         """Download a portion (possibly all) of the file's contents, making
606         them available to the given IConsumer. Return a Deferred that fires
607         (with the consumer) when the consumer is unregistered (either because
608         the last byte has been given to it, or because the consumer threw an
609         exception during write(), possibly because it no longer wants to
610         receive data). The portion downloaded will start at 'offset' and
611         contain 'size' bytes (or the remainder of the file if size==None).
612
613         The consumer will be used in non-streaming mode: an IPullProducer
614         will be attached to it.
615
616         The consumer will not receive data right away: several network trips
617         must occur first. The order of events will be::
618
619          consumer.registerProducer(p, streaming)
620           (if streaming == False)::
621            consumer does p.resumeProducing()
622             consumer.write(data)
623            consumer does p.resumeProducing()
624             consumer.write(data).. (repeat until all data is written)
625          consumer.unregisterProducer()
626          deferred.callback(consumer)
627
628         If a download error occurs, or an exception is raised by
629         consumer.registerProducer() or consumer.write(), I will call
630         consumer.unregisterProducer() and then deliver the exception via
631         deferred.errback(). To cancel the download, the consumer should call
632         p.stopProducing(), which will result in an exception being delivered
633         via deferred.errback().
634
635         See src/allmydata/util/consumer.py for an example of a simple
636         download-to-memory consumer.
637         """
638
639 class IMutableFileNode(IFileNode):
640     """I provide access to a 'mutable file', which retains its identity
641     regardless of what contents are put in it.
642
643     The consistency-vs-availability problem means that there might be
644     multiple versions of a file present in the grid, some of which might be
645     unrecoverable (i.e. have fewer than 'k' shares). These versions are
646     loosely ordered: each has a sequence number and a hash, and any version
647     with seqnum=N was uploaded by a node which has seen at least one version
648     with seqnum=N-1.
649
650     The 'servermap' (an instance of IMutableFileServerMap) is used to
651     describe the versions that are known to be present in the grid, and which
652     servers are hosting their shares. It is used to represent the 'state of
653     the world', and is used for this purpose by my test-and-set operations.
654     Downloading the contents of the mutable file will also return a
655     servermap. Uploading a new version into the mutable file requires a
656     servermap as input, and the semantics of the replace operation is
657     'replace the file with my new version if it looks like nobody else has
658     changed the file since my previous download'. Because the file is
659     distributed, this is not a perfect test-and-set operation, but it will do
660     its best. If the replace process sees evidence of a simultaneous write,
661     it will signal an UncoordinatedWriteError, so that the caller can take
662     corrective action.
663
664
665     Most readers will want to use the 'best' current version of the file, and
666     should use my 'download_best_version()' method.
667
668     To unconditionally replace the file, callers should use overwrite(). This
669     is the mode that user-visible mutable files will probably use.
670
671     To apply some delta to the file, call modify() with a callable modifier
672     function that can apply the modification that you want to make. This is
673     the mode that dirnodes will use, since most directory modification
674     operations can be expressed in terms of deltas to the directory state.
675
676
677     Three methods are available for users who need to perform more complex
678     operations. The first is get_servermap(), which returns an up-to-date
679     servermap using a specified mode. The second is download_version(), which
680     downloads a specific version (not necessarily the 'best' one). The third
681     is 'upload', which accepts new contents and a servermap (which must have
682     been updated with MODE_WRITE). The upload method will attempt to apply
683     the new contents as long as no other node has modified the file since the
684     servermap was updated. This might be useful to a caller who wants to
685     merge multiple versions into a single new one.
686
687     Note that each time the servermap is updated, a specific 'mode' is used,
688     which determines how many peers are queried. To use a servermap for my
689     replace() method, that servermap must have been updated in MODE_WRITE.
690     These modes are defined in allmydata.mutable.common, and consist of
691     MODE_READ, MODE_WRITE, MODE_ANYTHING, and MODE_CHECK. Please look in
692     allmydata/mutable/servermap.py for details about the differences.
693
694     Mutable files are currently limited in size (about 3.5MB max) and can
695     only be retrieved and updated all-at-once, as a single big string. Future
696     versions of our mutable files will remove this restriction.
697     """
698
699     def download_best_version():
700         """Download the 'best' available version of the file, meaning one of
701         the recoverable versions with the highest sequence number. If no
702         uncoordinated writes have occurred, and if enough shares are
703         available, then this will be the most recent version that has been
704         uploaded.
705
706         I update an internal servermap with MODE_READ, determine which
707         version of the file is indicated by
708         servermap.best_recoverable_version(), and return a Deferred that
709         fires with its contents. If no version is recoverable, the Deferred
710         will errback with UnrecoverableFileError.
711         """
712
713     def get_size_of_best_version():
714         """Find the size of the version that would be downloaded with
715         download_best_version(), without actually downloading the whole file.
716
717         I return a Deferred that fires with an integer.
718         """
719
720     def overwrite(new_contents):
721         """Unconditionally replace the contents of the mutable file with new
722         ones. This simply chains get_servermap(MODE_WRITE) and upload(). This
723         is only appropriate to use when the new contents of the file are
724         completely unrelated to the old ones, and you do not care about other
725         clients' changes.
726
727         I return a Deferred that fires (with a PublishStatus object) when the
728         update has completed.
729         """
730
731     def modify(modifier_cb):
732         """Modify the contents of the file, by downloading the current
733         version, applying the modifier function (or bound method), then
734         uploading the new version. I return a Deferred that fires (with a
735         PublishStatus object) when the update is complete.
736
737         The modifier callable will be given three arguments: a string (with
738         the old contents), a 'first_time' boolean, and a servermap. As with
739         download_best_version(), the old contents will be from the best
740         recoverable version, but the modifier can use the servermap to make
741         other decisions (such as refusing to apply the delta if there are
742         multiple parallel versions, or if there is evidence of a newer
743         unrecoverable version). 'first_time' will be True the first time the
744         modifier is called, and False on any subsequent calls.
745
746         The callable should return a string with the new contents. The
747         callable must be prepared to be called multiple times, and must
748         examine the input string to see if the change that it wants to make
749         is already present in the old version. If it does not need to make
750         any changes, it can either return None, or return its input string.
751
752         If the modifier raises an exception, it will be returned in the
753         errback.
754         """
755
756
757     def get_servermap(mode):
758         """Return a Deferred that fires with an IMutableFileServerMap
759         instance, updated using the given mode.
760         """
761
762     def download_version(servermap, version):
763         """Download a specific version of the file, using the servermap
764         as a guide to where the shares are located.
765
766         I return a Deferred that fires with the requested contents, or
767         errbacks with UnrecoverableFileError. Note that a servermap which was
768         updated with MODE_ANYTHING or MODE_READ may not know about shares for
769         all versions (those modes stop querying servers as soon as they can
770         fulfil their goals), so you may want to use MODE_CHECK (which checks
771         everything) to get increased visibility.
772         """
773
774     def upload(new_contents, servermap):
775         """Replace the contents of the file with new ones. This requires a
776         servermap that was previously updated with MODE_WRITE.
777
778         I attempt to provide test-and-set semantics, in that I will avoid
779         modifying any share that is different than the version I saw in the
780         servermap. However, if another node is writing to the file at the
781         same time as me, I may manage to update some shares while they update
782         others. If I see any evidence of this, I will signal
783         UncoordinatedWriteError, and the file will be left in an inconsistent
784         state (possibly the version you provided, possibly the old version,
785         possibly somebody else's version, and possibly a mix of shares from
786         all of these).
787
788         The recommended response to UncoordinatedWriteError is to either
789         return it to the caller (since they failed to coordinate their
790         writes), or to attempt some sort of recovery. It may be sufficient to
791         wait a random interval (with exponential backoff) and repeat your
792         operation. If I do not signal UncoordinatedWriteError, then I was
793         able to write the new version without incident.
794
795         I return a Deferred that fires (with a PublishStatus object) when the
796         publish has completed. I will update the servermap in-place with the
797         location of all new shares.
798         """
799
800     def get_writekey():
801         """Return this filenode's writekey, or None if the node does not have
802         write-capability. This may be used to assist with data structures
803         that need to make certain data available only to writers, such as the
804         read-write child caps in dirnodes. The recommended process is to have
805         reader-visible data be submitted to the filenode in the clear (where
806         it will be encrypted by the filenode using the readkey), but encrypt
807         writer-visible data using this writekey.
808         """
809
810 class NotEnoughSharesError(Exception):
811     """Download was unable to get enough shares"""
812
813 class NoSharesError(Exception):
814     """Download was unable to get any shares at all."""
815
816 class UploadUnhappinessError(Exception):
817     """Upload was unable to satisfy 'servers_of_happiness'"""
818
819 class UnableToFetchCriticalDownloadDataError(Exception):
820     """I was unable to fetch some piece of critical data which is supposed to
821     be identically present in all shares."""
822
823 class NoServersError(Exception):
824     """Upload wasn't given any servers to work with, usually indicating a
825     network or Introducer problem."""
826
827 class ExistingChildError(Exception):
828     """A directory node was asked to add or replace a child that already
829     exists, and overwrite= was set to False."""
830
831 class NoSuchChildError(Exception):
832     """A directory node was asked to fetch a child which does not exist."""
833
834 class ChildOfWrongTypeError(Exception):
835     """An operation was attempted on a child of the wrong type (file or directory)."""
836
837 class IDirectoryNode(IFilesystemNode):
838     """I represent a filesystem node that is a container, with a
839     name-to-child mapping, holding the tahoe equivalent of a directory. All
840     child names are unicode strings, and all children are some sort of
841     IFilesystemNode (a file, subdirectory, or unknown node).
842     """
843
844     def get_uri():
845         """
846         The dirnode ('1') URI returned by this method can be used in
847         set_uri() on a different directory ('2') to 'mount' a reference to
848         this directory ('1') under the other ('2'). This URI is just a
849         string, so it can be passed around through email or other out-of-band
850         protocol.
851         """
852
853     def get_readonly_uri():
854         """
855         The dirnode ('1') URI returned by this method can be used in
856         set_uri() on a different directory ('2') to 'mount' a reference to
857         this directory ('1') under the other ('2'). This URI is just a
858         string, so it can be passed around through email or other out-of-band
859         protocol.
860         """
861
862     def list():
863         """I return a Deferred that fires with a dictionary mapping child
864         name (a unicode string) to (node, metadata_dict) tuples, in which
865         'node' is an IFilesystemNode and 'metadata_dict' is a dictionary of
866         metadata."""
867
868     def has_child(name):
869         """I return a Deferred that fires with a boolean, True if there
870         exists a child of the given name, False if not. The child name must
871         be a unicode string."""
872
873     def get(name):
874         """I return a Deferred that fires with a specific named child node,
875         which is an IFilesystemNode. The child name must be a unicode string.
876         I raise NoSuchChildError if I do not have a child by that name."""
877
878     def get_metadata_for(name):
879         """I return a Deferred that fires with the metadata dictionary for
880         a specific named child node. The child name must be a unicode string.
881         This metadata is stored in the *edge*, not in the child, so it is
882         attached to the parent dirnode rather than the child node.
883         I raise NoSuchChildError if I do not have a child by that name."""
884
885     def set_metadata_for(name, metadata):
886         """I replace any existing metadata for the named child with the new
887         metadata. The child name must be a unicode string. This metadata is
888         stored in the *edge*, not in the child, so it is attached to the
889         parent dirnode rather than the child node. I return a Deferred
890         (that fires with this dirnode) when the operation is complete.
891         I raise NoSuchChildError if I do not have a child by that name."""
892
893     def get_child_at_path(path):
894         """Transform a child path into an IFilesystemNode.
895
896         I perform a recursive series of 'get' operations to find the named
897         descendant node. I return a Deferred that fires with the node, or
898         errbacks with NoSuchChildError if the node could not be found.
899
900         The path can be either a single string (slash-separated) or a list of
901         path-name elements. All elements must be unicode strings.
902         """
903
904     def get_child_and_metadata_at_path(path):
905         """Transform a child path into an IFilesystemNode and metadata.
906
907         I am like get_child_at_path(), but my Deferred fires with a tuple of
908         (node, metadata). The metadata comes from the last edge. If the path
909         is empty, the metadata will be an empty dictionary.
910         """
911
912     def set_uri(name, writecap, readcap=None, metadata=None, overwrite=True):
913         """I add a child (by writecap+readcap) at the specific name. I return
914         a Deferred that fires when the operation finishes. If overwrite= is
915         True, I will replace any existing child of the same name, otherwise
916         an existing child will cause me to return ExistingChildError. The
917         child name must be a unicode string.
918
919         The child caps could be for a file, or for a directory. If you have
920         both the writecap and readcap, you should provide both arguments.
921         If you have only one cap and don't know whether it is read-only,
922         provide it as the writecap argument and leave the readcap as None.
923         If you have only one cap that is known to be read-only, provide it
924         as the readcap argument and leave the writecap as None.
925         The filecaps are typically obtained from an IFilesystemNode with
926         get_uri() and get_readonly_uri().
927
928         If metadata= is provided, I will use it as the metadata for the named
929         edge. This will replace any existing metadata. If metadata= is left
930         as the default value of None, I will set ['mtime'] to the current
931         time, and I will set ['ctime'] to the current time if there was not
932         already a child by this name present. This roughly matches the
933         ctime/mtime semantics of traditional filesystems.  See the
934         "About the metadata" section of webapi.txt for futher information.
935
936         If this directory node is read-only, the Deferred will errback with a
937         NotWriteableError."""
938
939     def set_children(entries, overwrite=True):
940         """Add multiple children (by writecap+readcap) to a directory node.
941         Takes a dictionary, with childname as keys and (writecap, readcap)
942         tuples (or (writecap, readcap, metadata) triples) as values. Returns
943         a Deferred that fires (with this dirnode) when the operation
944         finishes. This is equivalent to calling set_uri() multiple times, but
945         is much more efficient. All child names must be unicode strings.
946         """
947
948     def set_node(name, child, metadata=None, overwrite=True):
949         """I add a child at the specific name. I return a Deferred that fires
950         when the operation finishes. This Deferred will fire with the child
951         node that was just added. I will replace any existing child of the
952         same name. The child name must be a unicode string. The 'child'
953         instance must be an instance providing IFilesystemNode.
954
955         If metadata= is provided, I will use it as the metadata for the named
956         edge. This will replace any existing metadata. If metadata= is left
957         as the default value of None, I will set ['mtime'] to the current
958         time, and I will set ['ctime'] to the current time if there was not
959         already a child by this name present. This roughly matches the
960         ctime/mtime semantics of traditional filesystems. See the
961         "About the metadata" section of webapi.txt for futher information.
962
963         If this directory node is read-only, the Deferred will errback with a
964         NotWriteableError."""
965
966     def set_nodes(entries, overwrite=True):
967         """Add multiple children to a directory node. Takes a dict mapping
968         unicode childname to (child_node, metdata) tuples. If metdata=None,
969         the original metadata is left unmodified. Returns a Deferred that
970         fires (with this dirnode) when the operation finishes. This is
971         equivalent to calling set_node() multiple times, but is much more
972         efficient."""
973
974     def add_file(name, uploadable, metadata=None, overwrite=True):
975         """I upload a file (using the given IUploadable), then attach the
976         resulting ImmutableFileNode to the directory at the given name. I set
977         metadata the same way as set_uri and set_node. The child name must be
978         a unicode string.
979
980         I return a Deferred that fires (with the IFileNode of the uploaded
981         file) when the operation completes."""
982
983     def delete(name, must_exist=True, must_be_directory=False, must_be_file=False):
984         """I remove the child at the specific name. I return a Deferred that
985         fires when the operation finishes. The child name must be a unicode
986         string. If must_exist is True and I do not have a child by that name,
987         I raise NoSuchChildError. If must_be_directory is True and the child
988         is a file, or if must_be_file is True and the child is a directory,
989         I raise ChildOfWrongTypeError."""
990
991     def create_subdirectory(name, initial_children={}, overwrite=True, metadata=None):
992         """I create and attach a directory at the given name. The new
993         directory can be empty, or it can be populated with children
994         according to 'initial_children', which takes a dictionary in the same
995         format as set_nodes (i.e. mapping unicode child name to (childnode,
996         metadata) tuples). The child name must be a unicode string. I return
997         a Deferred that fires (with the new directory node) when the
998         operation finishes."""
999
1000     def move_child_to(current_child_name, new_parent, new_child_name=None,
1001                       overwrite=True):
1002         """I take one of my children and move them to a new parent. The child
1003         is referenced by name. On the new parent, the child will live under
1004         'new_child_name', which defaults to 'current_child_name'. TODO: what
1005         should we do about metadata? I return a Deferred that fires when the
1006         operation finishes. The child name must be a unicode string. I raise
1007         NoSuchChildError if I do not have a child by that name."""
1008
1009     def build_manifest():
1010         """I generate a table of everything reachable from this directory.
1011         I also compute deep-stats as described below.
1012
1013         I return a Monitor. The Monitor's results will be a dictionary with
1014         four elements:
1015
1016          res['manifest']: a list of (path, cap) tuples for all nodes
1017                           (directories and files) reachable from this one.
1018                           'path' will be a tuple of unicode strings. The
1019                           origin dirnode will be represented by an empty path
1020                           tuple.
1021          res['verifycaps']: a list of (printable) verifycap strings, one for
1022                             each reachable non-LIT node. This is a set:
1023                             it will contain no duplicates.
1024          res['storage-index']: a list of (base32) storage index strings,
1025                                one for each reachable non-LIT node. This is
1026                                a set: it will contain no duplicates.
1027          res['stats']: a dictionary, the same that is generated by
1028                        start_deep_stats() below.
1029
1030         The Monitor will also have an .origin_si attribute with the (binary)
1031         storage index of the starting point.
1032         """
1033
1034     def start_deep_stats():
1035         """Return a Monitor, examining all nodes (directories and files)
1036         reachable from this one. The Monitor's results will be a dictionary
1037         with the following keys::
1038
1039            count-immutable-files: count of how many CHK files are in the set
1040            count-mutable-files: same, for mutable files (does not include
1041                                 directories)
1042            count-literal-files: same, for LIT files
1043            count-files: sum of the above three
1044
1045            count-directories: count of directories
1046
1047            size-immutable-files: total bytes for all CHK files in the set
1048            size-mutable-files (TODO): same, for current version of all mutable
1049                                       files, does not include directories
1050            size-literal-files: same, for LIT files
1051            size-directories: size of mutable files used by directories
1052
1053            largest-directory: number of bytes in the largest directory
1054            largest-directory-children: number of children in the largest
1055                                        directory
1056            largest-immutable-file: number of bytes in the largest CHK file
1057
1058         size-mutable-files is not yet implemented, because it would involve
1059         even more queries than deep_stats does.
1060
1061         The Monitor will also have an .origin_si attribute with the (binary)
1062         storage index of the starting point.
1063
1064         This operation will visit every directory node underneath this one,
1065         and can take a long time to run. On a typical workstation with good
1066         bandwidth, this can examine roughly 15 directories per second (and
1067         takes several minutes of 100% CPU for ~1700 directories).
1068         """
1069
1070 class ICodecEncoder(Interface):
1071     def set_params(data_size, required_shares, max_shares):
1072         """Set up the parameters of this encoder.
1073
1074         This prepares the encoder to perform an operation that converts a
1075         single block of data into a number of shares, such that a future
1076         ICodecDecoder can use a subset of these shares to recover the
1077         original data. This operation is invoked by calling encode(). Once
1078         the encoding parameters are set up, the encode operation can be
1079         invoked multiple times.
1080
1081         set_params() prepares the encoder to accept blocks of input data that
1082         are exactly 'data_size' bytes in length. The encoder will be prepared
1083         to produce 'max_shares' shares for each encode() operation (although
1084         see the 'desired_share_ids' to use less CPU). The encoding math will
1085         be chosen such that the decoder can get by with as few as
1086         'required_shares' of these shares and still reproduce the original
1087         data. For example, set_params(1000, 5, 5) offers no redundancy at
1088         all, whereas set_params(1000, 1, 10) provides 10x redundancy.
1089
1090         Numerical Restrictions: 'data_size' is required to be an integral
1091         multiple of 'required_shares'. In general, the caller should choose
1092         required_shares and max_shares based upon their reliability
1093         requirements and the number of peers available (the total storage
1094         space used is roughly equal to max_shares*data_size/required_shares),
1095         then choose data_size to achieve the memory footprint desired (larger
1096         data_size means more efficient operation, smaller data_size means
1097         smaller memory footprint).
1098
1099         In addition, 'max_shares' must be equal to or greater than
1100         'required_shares'. Of course, setting them to be equal causes
1101         encode() to degenerate into a particularly slow form of the 'split'
1102         utility.
1103
1104         See encode() for more details about how these parameters are used.
1105
1106         set_params() must be called before any other ICodecEncoder methods
1107         may be invoked.
1108         """
1109
1110     def get_params():
1111         """Return the 3-tuple of data_size, required_shares, max_shares"""
1112
1113     def get_encoder_type():
1114         """Return a short string that describes the type of this encoder.
1115
1116         There is required to be a global table of encoder classes. This method
1117         returns an index into this table; the value at this index is an
1118         encoder class, and this encoder is an instance of that class.
1119         """
1120
1121     def get_block_size():
1122         """Return the length of the shares that encode() will produce.
1123         """
1124
1125     def encode_proposal(data, desired_share_ids=None):
1126         """Encode some data.
1127
1128         'data' must be a string (or other buffer object), and len(data) must
1129         be equal to the 'data_size' value passed earlier to set_params().
1130
1131         This will return a Deferred that will fire with two lists. The first
1132         is a list of shares, each of which is a string (or other buffer
1133         object) such that len(share) is the same as what get_share_size()
1134         returned earlier. The second is a list of shareids, in which each is
1135         an integer. The lengths of the two lists will always be equal to each
1136         other. The user should take care to keep each share closely
1137         associated with its shareid, as one is useless without the other.
1138
1139         The length of this output list will normally be the same as the value
1140         provided to the 'max_shares' parameter of set_params(). This may be
1141         different if 'desired_share_ids' is provided.
1142
1143         'desired_share_ids', if provided, is required to be a sequence of
1144         ints, each of which is required to be >= 0 and < max_shares. If not
1145         provided, encode() will produce 'max_shares' shares, as if
1146         'desired_share_ids' were set to range(max_shares). You might use this
1147         if you initially thought you were going to use 10 peers, started
1148         encoding, and then two of the peers dropped out: you could use
1149         desired_share_ids= to skip the work (both memory and CPU) of
1150         producing shares for the peers which are no longer available.
1151
1152         """
1153
1154     def encode(inshares, desired_share_ids=None):
1155         """Encode some data. This may be called multiple times. Each call is
1156         independent.
1157
1158         inshares is a sequence of length required_shares, containing buffers
1159         (i.e. strings), where each buffer contains the next contiguous
1160         non-overlapping segment of the input data. Each buffer is required to
1161         be the same length, and the sum of the lengths of the buffers is
1162         required to be exactly the data_size promised by set_params(). (This
1163         implies that the data has to be padded before being passed to
1164         encode(), unless of course it already happens to be an even multiple
1165         of required_shares in length.)
1166
1167          ALSO: the requirement to break up your data into 'required_shares'
1168          chunks before calling encode() feels a bit surprising, at least from
1169          the point of view of a user who doesn't know how FEC works. It feels
1170          like an implementation detail that has leaked outside the
1171          abstraction barrier. Can you imagine a use case in which the data to
1172          be encoded might already be available in pre-segmented chunks, such
1173          that it is faster or less work to make encode() take a list rather
1174          than splitting a single string?
1175
1176          ALSO ALSO: I think 'inshares' is a misleading term, since encode()
1177          is supposed to *produce* shares, so what it *accepts* should be
1178          something other than shares. Other places in this interface use the
1179          word 'data' for that-which-is-not-shares.. maybe we should use that
1180          term?
1181
1182         'desired_share_ids', if provided, is required to be a sequence of
1183         ints, each of which is required to be >= 0 and < max_shares. If not
1184         provided, encode() will produce 'max_shares' shares, as if
1185         'desired_share_ids' were set to range(max_shares). You might use this
1186         if you initially thought you were going to use 10 peers, started
1187         encoding, and then two of the peers dropped out: you could use
1188         desired_share_ids= to skip the work (both memory and CPU) of
1189         producing shares for the peers which are no longer available.
1190
1191         For each call, encode() will return a Deferred that fires with two
1192         lists, one containing shares and the other containing the shareids.
1193         The get_share_size() method can be used to determine the length of
1194         the share strings returned by encode(). Each shareid is a small
1195         integer, exactly as passed into 'desired_share_ids' (or
1196         range(max_shares), if desired_share_ids was not provided).
1197
1198         The shares and their corresponding shareids are required to be kept
1199         together during storage and retrieval. Specifically, the share data is
1200         useless by itself: the decoder needs to be told which share is which
1201         by providing it with both the shareid and the actual share data.
1202
1203         This function will allocate an amount of memory roughly equal to::
1204
1205          (max_shares - required_shares) * get_share_size()
1206
1207         When combined with the memory that the caller must allocate to
1208         provide the input data, this leads to a memory footprint roughly
1209         equal to the size of the resulting encoded shares (i.e. the expansion
1210         factor times the size of the input segment).
1211         """
1212
1213         # rejected ideas:
1214         #
1215         #  returning a list of (shareidN,shareN) tuples instead of a pair of
1216         #  lists (shareids..,shares..). Brian thought the tuples would
1217         #  encourage users to keep the share and shareid together throughout
1218         #  later processing, Zooko pointed out that the code to iterate
1219         #  through two lists is not really more complicated than using a list
1220         #  of tuples and there's also a performance improvement
1221         #
1222         #  having 'data_size' not required to be an integral multiple of
1223         #  'required_shares'. Doing this would require encode() to perform
1224         #  padding internally, and we'd prefer to have any padding be done
1225         #  explicitly by the caller. Yes, it is an abstraction leak, but
1226         #  hopefully not an onerous one.
1227
1228
1229 class ICodecDecoder(Interface):
1230     def set_params(data_size, required_shares, max_shares):
1231         """Set the params. They have to be exactly the same ones that were
1232         used for encoding."""
1233
1234     def get_needed_shares():
1235         """Return the number of shares needed to reconstruct the data.
1236         set_params() is required to be called before this."""
1237
1238     def decode(some_shares, their_shareids):
1239         """Decode a partial list of shares into data.
1240
1241         'some_shares' is required to be a sequence of buffers of sharedata, a
1242         subset of the shares returned by ICodecEncode.encode(). Each share is
1243         required to be of the same length.  The i'th element of their_shareids
1244         is required to be the shareid of the i'th buffer in some_shares.
1245
1246         This returns a Deferred which fires with a sequence of buffers. This
1247         sequence will contain all of the segments of the original data, in
1248         order. The sum of the lengths of all of the buffers will be the
1249         'data_size' value passed into the original ICodecEncode.set_params()
1250         call. To get back the single original input block of data, use
1251         ''.join(output_buffers), or you may wish to simply write them in
1252         order to an output file.
1253
1254         Note that some of the elements in the result sequence may be
1255         references to the elements of the some_shares input sequence. In
1256         particular, this means that if those share objects are mutable (e.g.
1257         arrays) and if they are changed, then both the input (the
1258         'some_shares' parameter) and the output (the value given when the
1259         deferred is triggered) will change.
1260
1261         The length of 'some_shares' is required to be exactly the value of
1262         'required_shares' passed into the original ICodecEncode.set_params()
1263         call.
1264         """
1265
1266 class IEncoder(Interface):
1267     """I take an object that provides IEncryptedUploadable, which provides
1268     encrypted data, and a list of shareholders. I then encode, hash, and
1269     deliver shares to those shareholders. I will compute all the necessary
1270     Merkle hash trees that are necessary to validate the crypttext that
1271     eventually comes back from the shareholders. I provide the URI Extension
1272     Block Hash, and the encoding parameters, both of which must be included
1273     in the URI.
1274
1275     I do not choose shareholders, that is left to the IUploader. I must be
1276     given a dict of RemoteReferences to storage buckets that are ready and
1277     willing to receive data.
1278     """
1279
1280     def set_size(size):
1281         """Specify the number of bytes that will be encoded. This must be
1282         peformed before get_serialized_params() can be called.
1283         """
1284     def set_params(params):
1285         """Override the default encoding parameters. 'params' is a tuple of
1286         (k,d,n), where 'k' is the number of required shares, 'd' is the
1287         servers_of_happiness, and 'n' is the total number of shares that will
1288         be created.
1289
1290         Encoding parameters can be set in three ways. 1: The Encoder class
1291         provides defaults (3/7/10). 2: the Encoder can be constructed with
1292         an 'options' dictionary, in which the
1293         needed_and_happy_and_total_shares' key can be a (k,d,n) tuple. 3:
1294         set_params((k,d,n)) can be called.
1295
1296         If you intend to use set_params(), you must call it before
1297         get_share_size or get_param are called.
1298         """
1299
1300     def set_encrypted_uploadable(u):
1301         """Provide a source of encrypted upload data. 'u' must implement
1302         IEncryptedUploadable.
1303
1304         When this is called, the IEncryptedUploadable will be queried for its
1305         length and the storage_index that should be used.
1306
1307         This returns a Deferred that fires with this Encoder instance.
1308
1309         This must be performed before start() can be called.
1310         """
1311
1312     def get_param(name):
1313         """Return an encoding parameter, by name.
1314
1315         'storage_index': return a string with the (16-byte truncated SHA-256
1316                          hash) storage index to which these shares should be
1317                          pushed.
1318
1319         'share_counts': return a tuple describing how many shares are used:
1320                         (needed_shares, servers_of_happiness, total_shares)
1321
1322         'num_segments': return an int with the number of segments that
1323                         will be encoded.
1324
1325         'segment_size': return an int with the size of each segment.
1326
1327         'block_size': return the size of the individual blocks that will
1328                       be delivered to a shareholder's put_block() method. By
1329                       knowing this, the shareholder will be able to keep all
1330                       blocks in a single file and still provide random access
1331                       when reading them. # TODO: can we avoid exposing this?
1332
1333         'share_size': an int with the size of the data that will be stored
1334                       on each shareholder. This is aggregate amount of data
1335                       that will be sent to the shareholder, summed over all
1336                       the put_block() calls I will ever make. It is useful to
1337                       determine this size before asking potential
1338                       shareholders whether they will grant a lease or not,
1339                       since their answers will depend upon how much space we
1340                       need. TODO: this might also include some amount of
1341                       overhead, like the size of all the hashes. We need to
1342                       decide whether this is useful or not.
1343
1344         'serialized_params': a string with a concise description of the
1345                              codec name and its parameters. This may be passed
1346                              into the IUploadable to let it make sure that
1347                              the same file encoded with different parameters
1348                              will result in different storage indexes.
1349
1350         Once this is called, set_size() and set_params() may not be called.
1351         """
1352
1353     def set_shareholders(shareholders, servermap):
1354         """Tell the encoder where to put the encoded shares. 'shareholders'
1355         must be a dictionary that maps share number (an integer ranging from
1356         0 to n-1) to an instance that provides IStorageBucketWriter.
1357         'servermap' is a dictionary that maps share number (as defined above)
1358         to a set of peerids. This must be performed before start() can be
1359         called."""
1360
1361     def start():
1362         """Begin the encode/upload process. This involves reading encrypted
1363         data from the IEncryptedUploadable, encoding it, uploading the shares
1364         to the shareholders, then sending the hash trees.
1365
1366         set_encrypted_uploadable() and set_shareholders() must be called
1367         before this can be invoked.
1368
1369         This returns a Deferred that fires with a verify cap when the upload
1370         process is complete. The verifycap, plus the encryption key, is
1371         sufficient to construct the read cap.
1372         """
1373
1374 class IDecoder(Interface):
1375     """I take a list of shareholders and some setup information, then
1376     download, validate, decode, and decrypt data from them, writing the
1377     results to an output file.
1378
1379     I do not locate the shareholders, that is left to the IDownloader. I must
1380     be given a dict of RemoteReferences to storage buckets that are ready to
1381     send data.
1382     """
1383
1384     def setup(outfile):
1385         """I take a file-like object (providing write and close) to which all
1386         the plaintext data will be written.
1387
1388         TODO: producer/consumer . Maybe write() should return a Deferred that
1389         indicates when it will accept more data? But probably having the
1390         IDecoder be a producer is easier to glue to IConsumer pieces.
1391         """
1392
1393     def set_shareholders(shareholders):
1394         """I take a dictionary that maps share identifiers (small integers)
1395         to RemoteReferences that provide RIBucketReader. This must be called
1396         before start()."""
1397
1398     def start():
1399         """I start the download. This process involves retrieving data and
1400         hash chains from the shareholders, using the hashes to validate the
1401         data, decoding the shares into segments, decrypting the segments,
1402         then writing the resulting plaintext to the output file.
1403
1404         I return a Deferred that will fire (with self) when the download is
1405         complete.
1406         """
1407
1408 class IDownloadTarget(Interface):
1409     # Note that if the IDownloadTarget is also an IConsumer, the downloader
1410     # will register itself as a producer. This allows the target to invoke
1411     # downloader.pauseProducing, resumeProducing, and stopProducing.
1412     def open(size):
1413         """Called before any calls to write() or close(). If an error
1414         occurs before any data is available, fail() may be called without
1415         a previous call to open().
1416
1417         'size' is the length of the file being downloaded, in bytes."""
1418
1419     def write(data):
1420         """Output some data to the target."""
1421     def close():
1422         """Inform the target that there is no more data to be written."""
1423     def fail(why):
1424         """fail() is called to indicate that the download has failed. 'why'
1425         is a Failure object indicating what went wrong. No further methods
1426         will be invoked on the IDownloadTarget after fail()."""
1427     def register_canceller(cb):
1428         """The CiphertextDownloader uses this to register a no-argument function
1429         that the target can call to cancel the download. Once this canceller
1430         is invoked, no further calls to write() or close() will be made."""
1431     def finish():
1432         """When the CiphertextDownloader is done, this finish() function will be
1433         called. Whatever it returns will be returned to the invoker of
1434         Downloader.download.
1435         """
1436     # The following methods are just because that target might be a
1437     # repairer.DownUpConnector, and just because the current CHKUpload object
1438     # expects to find the storage index and encoding parameters in its
1439     # Uploadable.
1440     def set_storageindex(storageindex):
1441         """ Set the storage index. """
1442     def set_encodingparams(encodingparams):
1443         """ Set the encoding parameters. """
1444
1445 class IDownloader(Interface):
1446     def download(uri, target):
1447         """Perform a CHK download, sending the data to the given target.
1448         'target' must provide IDownloadTarget.
1449
1450         Returns a Deferred that fires (with the results of target.finish)
1451         when the download is finished, or errbacks if something went wrong."""
1452
1453 class IEncryptedUploadable(Interface):
1454     def set_upload_status(upload_status):
1455         """Provide an IUploadStatus object that should be filled with status
1456         information. The IEncryptedUploadable is responsible for setting
1457         key-determination progress ('chk'), size, storage_index, and
1458         ciphertext-fetch progress. It may delegate some of this
1459         responsibility to others, in particular to the IUploadable."""
1460
1461     def get_size():
1462         """This behaves just like IUploadable.get_size()."""
1463
1464     def get_all_encoding_parameters():
1465         """Return a Deferred that fires with a tuple of
1466         (k,happy,n,segment_size). The segment_size will be used as-is, and
1467         must match the following constraints: it must be a multiple of k, and
1468         it shouldn't be unreasonably larger than the file size (if
1469         segment_size is larger than filesize, the difference must be stored
1470         as padding).
1471
1472         This usually passes through to the IUploadable method of the same
1473         name.
1474
1475         The encoder strictly obeys the values returned by this method. To
1476         make an upload use non-default encoding parameters, you must arrange
1477         to control the values that this method returns.
1478         """
1479
1480     def get_storage_index():
1481         """Return a Deferred that fires with a 16-byte storage index.
1482         """
1483
1484     def read_encrypted(length, hash_only):
1485         """This behaves just like IUploadable.read(), but returns crypttext
1486         instead of plaintext. If hash_only is True, then this discards the
1487         data (and returns an empty list); this improves efficiency when
1488         resuming an interrupted upload (where we need to compute the
1489         plaintext hashes, but don't need the redundant encrypted data)."""
1490
1491     def get_plaintext_hashtree_leaves(first, last, num_segments):
1492         """OBSOLETE; Get the leaf nodes of a merkle hash tree over the
1493         plaintext segments, i.e. get the tagged hashes of the given segments.
1494         The segment size is expected to be generated by the
1495         IEncryptedUploadable before any plaintext is read or ciphertext
1496         produced, so that the segment hashes can be generated with only a
1497         single pass.
1498
1499         This returns a Deferred which fires with a sequence of hashes, using:
1500
1501          tuple(segment_hashes[first:last])
1502
1503         'num_segments' is used to assert that the number of segments that the
1504         IEncryptedUploadable handled matches the number of segments that the
1505         encoder was expecting.
1506
1507         This method must not be called until the final byte has been read
1508         from read_encrypted(). Once this method is called, read_encrypted()
1509         can never be called again.
1510         """
1511
1512     def get_plaintext_hash():
1513         """OBSOLETE; Get the hash of the whole plaintext.
1514
1515         This returns a Deferred which fires with a tagged SHA-256 hash of the
1516         whole plaintext, obtained from hashutil.plaintext_hash(data).
1517         """
1518
1519     def close():
1520         """Just like IUploadable.close()."""
1521
1522 class IUploadable(Interface):
1523     def set_upload_status(upload_status):
1524         """Provide an IUploadStatus object that should be filled with status
1525         information. The IUploadable is responsible for setting
1526         key-determination progress ('chk')."""
1527
1528     def set_default_encoding_parameters(params):
1529         """Set the default encoding parameters, which must be a dict mapping
1530         strings to ints. The meaningful keys are 'k', 'happy', 'n', and
1531         'max_segment_size'. These might have an influence on the final
1532         encoding parameters returned by get_all_encoding_parameters(), if the
1533         Uploadable doesn't have more specific preferences.
1534
1535         This call is optional: if it is not used, the Uploadable will use
1536         some built-in defaults. If used, this method must be called before
1537         any other IUploadable methods to have any effect.
1538         """
1539
1540     def get_size():
1541         """Return a Deferred that will fire with the length of the data to be
1542         uploaded, in bytes. This will be called before the data is actually
1543         used, to compute encoding parameters.
1544         """
1545
1546     def get_all_encoding_parameters():
1547         """Return a Deferred that fires with a tuple of
1548         (k,happy,n,segment_size). The segment_size will be used as-is, and
1549         must match the following constraints: it must be a multiple of k, and
1550         it shouldn't be unreasonably larger than the file size (if
1551         segment_size is larger than filesize, the difference must be stored
1552         as padding).
1553
1554         The relative values of k and n allow some IUploadables to request
1555         better redundancy than others (in exchange for consuming more space
1556         in the grid).
1557
1558         Larger values of segment_size reduce hash overhead, while smaller
1559         values reduce memory footprint and cause data to be delivered in
1560         smaller pieces (which may provide a smoother and more predictable
1561         download experience).
1562
1563         The encoder strictly obeys the values returned by this method. To
1564         make an upload use non-default encoding parameters, you must arrange
1565         to control the values that this method returns. One way to influence
1566         them may be to call set_encoding_parameters() before calling
1567         get_all_encoding_parameters().
1568         """
1569
1570     def get_encryption_key():
1571         """Return a Deferred that fires with a 16-byte AES key. This key will
1572         be used to encrypt the data. The key will also be hashed to derive
1573         the StorageIndex.
1574
1575         Uploadables which want to achieve convergence should hash their file
1576         contents and the serialized_encoding_parameters to form the key
1577         (which of course requires a full pass over the data). Uploadables can
1578         use the upload.ConvergentUploadMixin class to achieve this
1579         automatically.
1580
1581         Uploadables which do not care about convergence (or do not wish to
1582         make multiple passes over the data) can simply return a
1583         strongly-random 16 byte string.
1584
1585         get_encryption_key() may be called multiple times: the IUploadable is
1586         required to return the same value each time.
1587         """
1588
1589     def read(length):
1590         """Return a Deferred that fires with a list of strings (perhaps with
1591         only a single element) which, when concatenated together, contain the
1592         next 'length' bytes of data. If EOF is near, this may provide fewer
1593         than 'length' bytes. The total number of bytes provided by read()
1594         before it signals EOF must equal the size provided by get_size().
1595
1596         If the data must be acquired through multiple internal read
1597         operations, returning a list instead of a single string may help to
1598         reduce string copies.
1599
1600         'length' will typically be equal to (min(get_size(),1MB)/req_shares),
1601         so a 10kB file means length=3kB, 100kB file means length=30kB,
1602         and >=1MB file means length=300kB.
1603
1604         This method provides for a single full pass through the data. Later
1605         use cases may desire multiple passes or access to only parts of the
1606         data (such as a mutable file making small edits-in-place). This API
1607         will be expanded once those use cases are better understood.
1608         """
1609
1610     def close():
1611         """The upload is finished, and whatever filehandle was in use may be
1612         closed."""
1613
1614 class IUploadResults(Interface):
1615     """I am returned by upload() methods. I contain a number of public
1616     attributes which can be read to determine the results of the upload. Some
1617     of these are functional, some are timing information. All of these may be
1618     None.
1619
1620      .file_size : the size of the file, in bytes
1621      .uri : the CHK read-cap for the file
1622      .ciphertext_fetched : how many bytes were fetched by the helper
1623      .sharemap: dict mapping share identifier to set of serverids
1624                    (binary strings). This indicates which servers were given
1625                    which shares. For immutable files, the shareid is an
1626                    integer (the share number, from 0 to N-1). For mutable
1627                    files, it is a string of the form 'seq%d-%s-sh%d',
1628                    containing the sequence number, the roothash, and the
1629                    share number.
1630      .servermap : dict mapping server peerid to a set of share numbers
1631      .timings : dict of timing information, mapping name to seconds (float)
1632        total : total upload time, start to finish
1633        storage_index : time to compute the storage index
1634        peer_selection : time to decide which peers will be used
1635        contacting_helper : initial helper query to upload/no-upload decision
1636        existence_check : helper pre-upload existence check
1637        helper_total : initial helper query to helper finished pushing
1638        cumulative_fetch : helper waiting for ciphertext requests
1639        total_fetch : helper start to last ciphertext response
1640        cumulative_encoding : just time spent in zfec
1641        cumulative_sending : just time spent waiting for storage servers
1642        hashes_and_close : last segment push to shareholder close
1643        total_encode_and_push : first encode to shareholder close
1644
1645     """
1646
1647 class IDownloadResults(Interface):
1648     """I am created internally by download() methods. I contain a number of
1649     public attributes which contain details about the download process.::
1650
1651      .file_size : the size of the file, in bytes
1652      .servers_used : set of server peerids that were used during download
1653      .server_problems : dict mapping server peerid to a problem string. Only
1654                         servers that had problems (bad hashes, disconnects)
1655                         are listed here.
1656      .servermap : dict mapping server peerid to a set of share numbers. Only
1657                   servers that had any shares are listed here.
1658      .timings : dict of timing information, mapping name to seconds (float)
1659        peer_selection : time to ask servers about shares
1660        servers_peer_selection : dict of peerid to DYHB-query time
1661        uri_extension : time to fetch a copy of the URI extension block
1662        hashtrees : time to fetch the hash trees
1663        segments : time to fetch, decode, and deliver segments
1664        cumulative_fetch : time spent waiting for storage servers
1665        cumulative_decode : just time spent in zfec
1666        cumulative_decrypt : just time spent in decryption
1667        total : total download time, start to finish
1668        fetch_per_server : dict of peerid to list of per-segment fetch times
1669
1670     """
1671
1672 class IUploader(Interface):
1673     def upload(uploadable):
1674         """Upload the file. 'uploadable' must impement IUploadable. This
1675         returns a Deferred which fires with an IUploadResults instance, from
1676         which the URI of the file can be obtained as results.uri ."""
1677
1678     def upload_ssk(write_capability, new_version, uploadable):
1679         """TODO: how should this work?"""
1680
1681 class ICheckable(Interface):
1682     def check(monitor, verify=False, add_lease=False):
1683         """Check upon my health, optionally repairing any problems.
1684
1685         This returns a Deferred that fires with an instance that provides
1686         ICheckResults, or None if the object is non-distributed (i.e. LIT
1687         files).
1688
1689         The monitor will be checked periodically to see if the operation has
1690         been cancelled. If so, no new queries will be sent, and the Deferred
1691         will fire (with a OperationCancelledError) immediately.
1692
1693         Filenodes and dirnodes (which provide IFilesystemNode) are also
1694         checkable. Instances that represent verifier-caps will be checkable
1695         but not downloadable. Some objects (like LIT files) do not actually
1696         live in the grid, and their checkers return None (non-distributed
1697         files are always healthy).
1698
1699         If verify=False, a relatively lightweight check will be performed: I
1700         will ask all servers if they have a share for me, and I will believe
1701         whatever they say. If there are at least N distinct shares on the
1702         grid, my results will indicate r.is_healthy()==True. This requires a
1703         roundtrip to each server, but does not transfer very much data, so
1704         the network bandwidth is fairly low.
1705
1706         If verify=True, a more resource-intensive check will be performed:
1707         every share will be downloaded, and the hashes will be validated on
1708         every bit. I will ignore any shares that failed their hash checks. If
1709         there are at least N distinct valid shares on the grid, my results
1710         will indicate r.is_healthy()==True. This requires N/k times as much
1711         download bandwidth (and server disk IO) as a regular download. If a
1712         storage server is holding a corrupt share, or is experiencing memory
1713         failures during retrieval, or is malicious or buggy, then
1714         verification will detect the problem, but checking will not.
1715
1716         If add_lease=True, I will ensure that an up-to-date lease is present
1717         on each share. The lease secrets will be derived from by node secret
1718         (in BASEDIR/private/secret), so either I will add a new lease to the
1719         share, or I will merely renew the lease that I already had. In a
1720         future version of the storage-server protocol (once Accounting has
1721         been implemented), there may be additional options here to define the
1722         kind of lease that is obtained (which account number to claim, etc).
1723
1724         TODO: any problems seen during checking will be reported to the
1725         health-manager.furl, a centralized object which is responsible for
1726         figuring out why files are unhealthy so corrective action can be
1727         taken.
1728         """
1729
1730     def check_and_repair(monitor, verify=False, add_lease=False):
1731         """Like check(), but if the file/directory is not healthy, attempt to
1732         repair the damage.
1733
1734         Any non-healthy result will cause an immediate repair operation, to
1735         generate and upload new shares. After repair, the file will be as
1736         healthy as we can make it. Details about what sort of repair is done
1737         will be put in the check-and-repair results. The Deferred will not
1738         fire until the repair is complete.
1739
1740         This returns a Deferred which fires with an instance of
1741         ICheckAndRepairResults."""
1742
1743 class IDeepCheckable(Interface):
1744     def start_deep_check(verify=False, add_lease=False):
1745         """Check upon the health of me and everything I can reach.
1746
1747         This is a recursive form of check(), useable only on dirnodes.
1748
1749         I return a Monitor, with results that are an IDeepCheckResults
1750         object.
1751
1752         TODO: If any of the directories I traverse are unrecoverable, the
1753         Monitor will report failure. If any of the files I check upon are
1754         unrecoverable, those problems will be reported in the
1755         IDeepCheckResults as usual, and the Monitor will not report a
1756         failure.
1757         """
1758
1759     def start_deep_check_and_repair(verify=False, add_lease=False):
1760         """Check upon the health of me and everything I can reach. Repair
1761         anything that isn't healthy.
1762
1763         This is a recursive form of check_and_repair(), useable only on
1764         dirnodes.
1765
1766         I return a Monitor, with results that are an
1767         IDeepCheckAndRepairResults object.
1768
1769         TODO: If any of the directories I traverse are unrecoverable, the
1770         Monitor will report failure. If any of the files I check upon are
1771         unrecoverable, those problems will be reported in the
1772         IDeepCheckResults as usual, and the Monitor will not report a
1773         failure.
1774         """
1775
1776 class ICheckResults(Interface):
1777     """I contain the detailed results of a check/verify operation.
1778     """
1779
1780     def get_storage_index():
1781         """Return a string with the (binary) storage index."""
1782     def get_storage_index_string():
1783         """Return a string with the (printable) abbreviated storage index."""
1784     def get_uri():
1785         """Return the (string) URI of the object that was checked."""
1786
1787     def is_healthy():
1788         """Return a boolean, True if the file/dir is fully healthy, False if
1789         it is damaged in any way. Non-distributed LIT files always return
1790         True."""
1791
1792     def is_recoverable():
1793         """Return a boolean, True if the file/dir can be recovered, False if
1794         not. Unrecoverable files are obviously unhealthy. Non-distributed LIT
1795         files always return True."""
1796
1797     def needs_rebalancing():
1798         """Return a boolean, True if the file/dir's reliability could be
1799         improved by moving shares to new servers. Non-distributed LIT files
1800         always return False."""
1801
1802
1803     def get_data():
1804         """Return a dictionary that describes the state of the file/dir. LIT
1805         files always return an empty dictionary. Normal files and directories
1806         return a dictionary with the following keys (note that these use
1807         binary strings rather than base32-encoded ones) (also note that for
1808         mutable files, these counts are for the 'best' version):
1809
1810          count-shares-good: the number of distinct good shares that were found
1811          count-shares-needed: 'k', the number of shares required for recovery
1812          count-shares-expected: 'N', the number of total shares generated
1813          count-good-share-hosts: the number of distinct storage servers with
1814                                  good shares. If this number is less than
1815                                  count-shares-good, then some shares are
1816                                  doubled up, increasing the correlation of
1817                                  failures. This indicates that one or more
1818                                  shares should be moved to an otherwise unused
1819                                  server, if one is available.
1820          count-corrupt-shares: the number of shares with integrity failures
1821          list-corrupt-shares: a list of 'share locators', one for each share
1822                               that was found to be corrupt. Each share
1823                               locator is a list of (serverid, storage_index,
1824                               sharenum).
1825          count-incompatible-shares: the number of shares which are of a share
1826                                     format unknown to this checker
1827          list-incompatible-shares: a list of 'share locators', one for each
1828                                    share that was found to be of an unknown
1829                                    format. Each share locator is a list of
1830                                    (serverid, storage_index, sharenum).
1831          servers-responding: list of (binary) storage server identifiers,
1832                              one for each server which responded to the share
1833                              query (even if they said they didn't have
1834                              shares, and even if they said they did have
1835                              shares but then didn't send them when asked, or
1836                              dropped the connection, or returned a Failure,
1837                              and even if they said they did have shares and
1838                              sent incorrect ones when asked)
1839          sharemap: dict mapping share identifier to list of serverids
1840                    (binary strings). This indicates which servers are holding
1841                    which shares. For immutable files, the shareid is an
1842                    integer (the share number, from 0 to N-1). For mutable
1843                    files, it is a string of the form 'seq%d-%s-sh%d',
1844                    containing the sequence number, the roothash, and the
1845                    share number.
1846
1847         The following keys are most relevant for mutable files, but immutable
1848         files will provide sensible values too::
1849
1850          count-wrong-shares: the number of shares for versions other than the
1851                              'best' one (which is defined as being the
1852                              recoverable version with the highest sequence
1853                              number, then the highest roothash). These are
1854                              either leftover shares from an older version
1855                              (perhaps on a server that was offline when an
1856                              update occurred), shares from an unrecoverable
1857                              newer version, or shares from an alternate
1858                              current version that results from an
1859                              uncoordinated write collision. For a healthy
1860                              file, this will equal 0.
1861
1862          count-recoverable-versions: the number of recoverable versions of
1863                                      the file. For a healthy file, this will
1864                                      equal 1.
1865
1866          count-unrecoverable-versions: the number of unrecoverable versions
1867                                        of the file. For a healthy file, this
1868                                        will be 0.
1869
1870         """
1871
1872     def get_summary():
1873         """Return a string with a brief (one-line) summary of the results."""
1874
1875     def get_report():
1876         """Return a list of strings with more detailed results."""
1877
1878 class ICheckAndRepairResults(Interface):
1879     """I contain the detailed results of a check/verify/repair operation.
1880
1881     The IFilesystemNode.check()/verify()/repair() methods all return
1882     instances that provide ICheckAndRepairResults.
1883     """
1884
1885     def get_storage_index():
1886         """Return a string with the (binary) storage index."""
1887     def get_storage_index_string():
1888         """Return a string with the (printable) abbreviated storage index."""
1889     def get_repair_attempted():
1890         """Return a boolean, True if a repair was attempted. We might not
1891         attempt to repair the file because it was healthy, or healthy enough
1892         (i.e. some shares were missing but not enough to exceed some
1893         threshold), or because we don't know how to repair this object."""
1894     def get_repair_successful():
1895         """Return a boolean, True if repair was attempted and the file/dir
1896         was fully healthy afterwards. False if no repair was attempted or if
1897         a repair attempt failed."""
1898     def get_pre_repair_results():
1899         """Return an ICheckResults instance that describes the state of the
1900         file/dir before any repair was attempted."""
1901     def get_post_repair_results():
1902         """Return an ICheckResults instance that describes the state of the
1903         file/dir after any repair was attempted. If no repair was attempted,
1904         the pre-repair and post-repair results will be identical."""
1905
1906
1907 class IDeepCheckResults(Interface):
1908     """I contain the results of a deep-check operation.
1909
1910     This is returned by a call to ICheckable.deep_check().
1911     """
1912
1913     def get_root_storage_index_string():
1914         """Return the storage index (abbreviated human-readable string) of
1915         the first object checked."""
1916     def get_counters():
1917         """Return a dictionary with the following keys::
1918
1919              count-objects-checked: count of how many objects were checked
1920              count-objects-healthy: how many of those objects were completely
1921                                     healthy
1922              count-objects-unhealthy: how many were damaged in some way
1923              count-objects-unrecoverable: how many were unrecoverable
1924              count-corrupt-shares: how many shares were found to have
1925                                    corruption, summed over all objects
1926                                    examined
1927         """
1928
1929     def get_corrupt_shares():
1930         """Return a set of (serverid, storage_index, sharenum) for all shares
1931         that were found to be corrupt. Both serverid and storage_index are
1932         binary.
1933         """
1934     def get_all_results():
1935         """Return a dictionary mapping pathname (a tuple of strings, ready to
1936         be slash-joined) to an ICheckResults instance, one for each object
1937         that was checked."""
1938
1939     def get_results_for_storage_index(storage_index):
1940         """Retrive the ICheckResults instance for the given (binary)
1941         storage index. Raises KeyError if there are no results for that
1942         storage index."""
1943
1944     def get_stats():
1945         """Return a dictionary with the same keys as
1946         IDirectoryNode.deep_stats()."""
1947
1948 class IDeepCheckAndRepairResults(Interface):
1949     """I contain the results of a deep-check-and-repair operation.
1950
1951     This is returned by a call to ICheckable.deep_check_and_repair().
1952     """
1953
1954     def get_root_storage_index_string():
1955         """Return the storage index (abbreviated human-readable string) of
1956         the first object checked."""
1957     def get_counters():
1958         """Return a dictionary with the following keys::
1959
1960              count-objects-checked: count of how many objects were checked
1961              count-objects-healthy-pre-repair: how many of those objects were
1962                                                completely healthy (before any
1963                                                repair)
1964              count-objects-unhealthy-pre-repair: how many were damaged in
1965                                                  some way
1966              count-objects-unrecoverable-pre-repair: how many were unrecoverable
1967              count-objects-healthy-post-repair: how many of those objects were
1968                                                 completely healthy (after any
1969                                                 repair)
1970              count-objects-unhealthy-post-repair: how many were damaged in
1971                                                   some way
1972              count-objects-unrecoverable-post-repair: how many were
1973                                                       unrecoverable
1974              count-repairs-attempted: repairs were attempted on this many
1975                                       objects. The count-repairs- keys will
1976                                       always be provided, however unless
1977                                       repair=true is present, they will all
1978                                       be zero.
1979              count-repairs-successful: how many repairs resulted in healthy
1980                                        objects
1981              count-repairs-unsuccessful: how many repairs resulted did not
1982                                          results in completely healthy objects
1983              count-corrupt-shares-pre-repair: how many shares were found to
1984                                               have corruption, summed over all
1985                                               objects examined (before any
1986                                               repair)
1987              count-corrupt-shares-post-repair: how many shares were found to
1988                                                have corruption, summed over all
1989                                                objects examined (after any
1990                                                repair)
1991         """
1992
1993     def get_stats():
1994         """Return a dictionary with the same keys as
1995         IDirectoryNode.deep_stats()."""
1996
1997     def get_corrupt_shares():
1998         """Return a set of (serverid, storage_index, sharenum) for all shares
1999         that were found to be corrupt before any repair was attempted. Both
2000         serverid and storage_index are binary.
2001         """
2002     def get_remaining_corrupt_shares():
2003         """Return a set of (serverid, storage_index, sharenum) for all shares
2004         that were found to be corrupt after any repair was completed. Both
2005         serverid and storage_index are binary. These are shares that need
2006         manual inspection and probably deletion.
2007         """
2008     def get_all_results():
2009         """Return a dictionary mapping pathname (a tuple of strings, ready to
2010         be slash-joined) to an ICheckAndRepairResults instance, one for each
2011         object that was checked."""
2012
2013     def get_results_for_storage_index(storage_index):
2014         """Retrive the ICheckAndRepairResults instance for the given (binary)
2015         storage index. Raises KeyError if there are no results for that
2016         storage index."""
2017
2018
2019 class IRepairable(Interface):
2020     def repair(check_results):
2021         """Attempt to repair the given object. Returns a Deferred that fires
2022         with a IRepairResults object.
2023
2024         I must be called with an object that implements ICheckResults, as
2025         proof that you have actually discovered a problem with this file. I
2026         will use the data in the checker results to guide the repair process,
2027         such as which servers provided bad data and should therefore be
2028         avoided. The ICheckResults object is inside the
2029         ICheckAndRepairResults object, which is returned by the
2030         ICheckable.check() method::
2031
2032          d = filenode.check(repair=False)
2033          def _got_results(check_and_repair_results):
2034              check_results = check_and_repair_results.get_pre_repair_results()
2035              return filenode.repair(check_results)
2036          d.addCallback(_got_results)
2037          return d
2038         """
2039
2040 class IRepairResults(Interface):
2041     """I contain the results of a repair operation."""
2042     def get_successful(self):
2043         """Returns a boolean: True if the repair made the file healthy, False
2044         if not. Repair failure generally indicates a file that has been
2045         damaged beyond repair."""
2046
2047
2048 class IClient(Interface):
2049     def upload(uploadable):
2050         """Upload some data into a CHK, get back the UploadResults for it.
2051         @param uploadable: something that implements IUploadable
2052         @return: a Deferred that fires with the UploadResults instance.
2053                  To get the URI for this file, use results.uri .
2054         """
2055
2056     def create_mutable_file(contents=""):
2057         """Create a new mutable file (with initial) contents, get back the
2058         new node instance.
2059
2060         @param contents: (bytestring, callable, or None): this provides the
2061         initial contents of the mutable file. If 'contents' is a bytestring,
2062         it will be used as-is. If 'contents' is a callable, it will be
2063         invoked with the new MutableFileNode instance and is expected to
2064         return a bytestring with the initial contents of the file (the
2065         callable can use node.get_writekey() to decide how to encrypt the
2066         initial contents, e.g. for a brand new dirnode with initial
2067         children). contents=None is equivalent to an empty string. Using
2068         content_maker= is more efficient than creating a mutable file and
2069         setting its contents in two separate operations.
2070
2071         @return: a Deferred that fires with an IMutableFileNode instance.
2072         """
2073
2074     def create_dirnode(initial_children={}):
2075         """Create a new unattached dirnode, possibly with initial children.
2076
2077         @param initial_children: dict with keys that are unicode child names,
2078         and values that are (childnode, metadata) tuples.
2079
2080         @return: a Deferred that fires with the new IDirectoryNode instance.
2081         """
2082
2083     def create_node_from_uri(uri, rouri):
2084         """Create a new IFilesystemNode instance from the uri, synchronously.
2085         @param uri: a string or IURI-providing instance, or None. This could
2086                     be for a LiteralFileNode, a CHK file node, a mutable file
2087                     node, or a directory node
2088         @param rouri: a string or IURI-providing instance, or None. If the
2089                       main uri is None, I will use the rouri instead. If I
2090                       recognize the format of the main uri, I will ignore the
2091                       rouri (because it can be derived from the writecap).
2092
2093         @return: an instance that provides IFilesystemNode (or more usefully
2094                  one of its subclasses). File-specifying URIs will result in
2095                  IFileNode-providing instances, like ImmutableFileNode,
2096                  LiteralFileNode, or MutableFileNode. Directory-specifying
2097                  URIs will result in IDirectoryNode-providing instances, like
2098                  DirectoryNode.
2099         """
2100
2101 class INodeMaker(Interface):
2102     """The NodeMaker is used to create IFilesystemNode instances. It can
2103     accept a filecap/dircap string and return the node right away. It can
2104     also create new nodes (i.e. upload a file, or create a mutable file)
2105     asynchronously. Once you have one of these nodes, you can use other
2106     methods to determine whether it is a file or directory, and to download
2107     or modify its contents.
2108
2109     The NodeMaker encapsulates all the authorities that these
2110     IFilesystemNodes require (like references to the StorageFarmBroker). Each
2111     Tahoe process will typically have a single NodeMaker, but unit tests may
2112     create simplified/mocked forms for testing purposes.
2113     """
2114     def create_from_cap(writecap, readcap=None, **kwargs):
2115         """I create an IFilesystemNode from the given writecap/readcap. I can
2116         only provide nodes for existing file/directory objects: use my other
2117         methods to create new objects. I return synchronously."""
2118
2119     def create_mutable_file(contents=None, keysize=None):
2120         """I create a new mutable file, and return a Deferred which will fire
2121         with the IMutableFileNode instance when it is ready. If contents= is
2122         provided (a bytestring), it will be used as the initial contents of
2123         the new file, otherwise the file will contain zero bytes. keysize= is
2124         for use by unit tests, to create mutable files that are smaller than
2125         usual."""
2126
2127     def create_new_mutable_directory(initial_children={}):
2128         """I create a new mutable directory, and return a Deferred which will
2129         fire with the IDirectoryNode instance when it is ready. If
2130         initial_children= is provided (a dict mapping unicode child name to
2131         (childnode, metadata_dict) tuples), the directory will be populated
2132         with those children, otherwise it will be empty."""
2133
2134 class IClientStatus(Interface):
2135     def list_all_uploads():
2136         """Return a list of uploader objects, one for each upload which
2137         currently has an object available (tracked with weakrefs). This is
2138         intended for debugging purposes."""
2139     def list_active_uploads():
2140         """Return a list of active IUploadStatus objects."""
2141     def list_recent_uploads():
2142         """Return a list of IUploadStatus objects for the most recently
2143         started uploads."""
2144
2145     def list_all_downloads():
2146         """Return a list of downloader objects, one for each download which
2147         currently has an object available (tracked with weakrefs). This is
2148         intended for debugging purposes."""
2149     def list_active_downloads():
2150         """Return a list of active IDownloadStatus objects."""
2151     def list_recent_downloads():
2152         """Return a list of IDownloadStatus objects for the most recently
2153         started downloads."""
2154
2155 class IUploadStatus(Interface):
2156     def get_started():
2157         """Return a timestamp (float with seconds since epoch) indicating
2158         when the operation was started."""
2159     def get_storage_index():
2160         """Return a string with the (binary) storage index in use on this
2161         upload. Returns None if the storage index has not yet been
2162         calculated."""
2163     def get_size():
2164         """Return an integer with the number of bytes that will eventually
2165         be uploaded for this file. Returns None if the size is not yet known.
2166         """
2167     def using_helper():
2168         """Return True if this upload is using a Helper, False if not."""
2169     def get_status():
2170         """Return a string describing the current state of the upload
2171         process."""
2172     def get_progress():
2173         """Returns a tuple of floats, (chk, ciphertext, encode_and_push),
2174         each from 0.0 to 1.0 . 'chk' describes how much progress has been
2175         made towards hashing the file to determine a CHK encryption key: if
2176         non-convergent encryption is in use, this will be trivial, otherwise
2177         the whole file must be hashed. 'ciphertext' describes how much of the
2178         ciphertext has been pushed to the helper, and is '1.0' for non-helper
2179         uploads. 'encode_and_push' describes how much of the encode-and-push
2180         process has finished: for helper uploads this is dependent upon the
2181         helper providing progress reports. It might be reasonable to add all
2182         three numbers and report the sum to the user."""
2183     def get_active():
2184         """Return True if the upload is currently active, False if not."""
2185     def get_results():
2186         """Return an instance of UploadResults (which contains timing and
2187         sharemap information). Might return None if the upload is not yet
2188         finished."""
2189     def get_counter():
2190         """Each upload status gets a unique number: this method returns that
2191         number. This provides a handle to this particular upload, so a web
2192         page can generate a suitable hyperlink."""
2193
2194 class IDownloadStatus(Interface):
2195     def get_started():
2196         """Return a timestamp (float with seconds since epoch) indicating
2197         when the operation was started."""
2198     def get_storage_index():
2199         """Return a string with the (binary) storage index in use on this
2200         download. This may be None if there is no storage index (i.e. LIT
2201         files)."""
2202     def get_size():
2203         """Return an integer with the number of bytes that will eventually be
2204         retrieved for this file. Returns None if the size is not yet known.
2205         """
2206     def using_helper():
2207         """Return True if this download is using a Helper, False if not."""
2208     def get_status():
2209         """Return a string describing the current state of the download
2210         process."""
2211     def get_progress():
2212         """Returns a float (from 0.0 to 1.0) describing the amount of the
2213         download that has completed. This value will remain at 0.0 until the
2214         first byte of plaintext is pushed to the download target."""
2215     def get_active():
2216         """Return True if the download is currently active, False if not."""
2217     def get_counter():
2218         """Each download status gets a unique number: this method returns
2219         that number. This provides a handle to this particular download, so a
2220         web page can generate a suitable hyperlink."""
2221
2222 class IServermapUpdaterStatus(Interface):
2223     pass
2224 class IPublishStatus(Interface):
2225     pass
2226 class IRetrieveStatus(Interface):
2227     pass
2228
2229 class NotCapableError(Exception):
2230     """You have tried to write to a read-only node."""
2231
2232 class BadWriteEnablerError(Exception):
2233     pass
2234
2235 class RIControlClient(RemoteInterface):
2236
2237     def wait_for_client_connections(num_clients=int):
2238         """Do not return until we have connections to at least NUM_CLIENTS
2239         storage servers.
2240         """
2241
2242     def upload_from_file_to_uri(filename=str,
2243                                 convergence=ChoiceOf(None,
2244                                                      StringConstraint(2**20))):
2245         """Upload a file to the grid. This accepts a filename (which must be
2246         absolute) that points to a file on the node's local disk. The node will
2247         read the contents of this file, upload it to the grid, then return the
2248         URI at which it was uploaded.  If convergence is None then a random
2249         encryption key will be used, else the plaintext will be hashed, then
2250         that hash will be mixed together with the "convergence" string to form
2251         the encryption key.
2252         """
2253         return URI
2254
2255     def download_from_uri_to_file(uri=URI, filename=str):
2256         """Download a file from the grid, placing it on the node's local disk
2257         at the given filename (which must be absolute[?]). Returns the
2258         absolute filename where the file was written."""
2259         return str
2260
2261     # debug stuff
2262
2263     def get_memory_usage():
2264         """Return a dict describes the amount of memory currently in use. The
2265         keys are 'VmPeak', 'VmSize', and 'VmData'. The values are integers,
2266         measuring memory consupmtion in bytes."""
2267         return DictOf(str, int)
2268
2269     def speed_test(count=int, size=int, mutable=Any()):
2270         """Write 'count' tempfiles to disk, all of the given size. Measure
2271         how long (in seconds) it takes to upload them all to the servers.
2272         Then measure how long it takes to download all of them. If 'mutable'
2273         is 'create', time creation of mutable files. If 'mutable' is
2274         'upload', then time access to the same mutable file instead of
2275         creating one.
2276
2277         Returns a tuple of (upload_time, download_time).
2278         """
2279         return (float, float)
2280
2281     def measure_peer_response_time():
2282         """Send a short message to each connected peer, and measure the time
2283         it takes for them to respond to it. This is a rough measure of the
2284         application-level round trip time.
2285
2286         @return: a dictionary mapping peerid to a float (RTT time in seconds)
2287         """
2288
2289         return DictOf(Nodeid, float)
2290
2291 UploadResults = Any() #DictOf(str, str)
2292
2293 class RIEncryptedUploadable(RemoteInterface):
2294     __remote_name__ = "RIEncryptedUploadable.tahoe.allmydata.com"
2295
2296     def get_size():
2297         return Offset
2298
2299     def get_all_encoding_parameters():
2300         return (int, int, int, long)
2301
2302     def read_encrypted(offset=Offset, length=ReadSize):
2303         return ListOf(str)
2304
2305     def close():
2306         return None
2307
2308
2309 class RICHKUploadHelper(RemoteInterface):
2310     __remote_name__ = "RIUploadHelper.tahoe.allmydata.com"
2311
2312     def get_version():
2313         """
2314         Return a dictionary of version information.
2315         """
2316         return DictOf(str, Any())
2317
2318     def upload(reader=RIEncryptedUploadable):
2319         return UploadResults
2320
2321
2322 class RIHelper(RemoteInterface):
2323     __remote_name__ = "RIHelper.tahoe.allmydata.com"
2324
2325     def get_version():
2326         """
2327         Return a dictionary of version information.
2328         """
2329         return DictOf(str, Any())
2330
2331     def upload_chk(si=StorageIndex):
2332         """See if a file with a given storage index needs uploading. The
2333         helper will ask the appropriate storage servers to see if the file
2334         has already been uploaded. If so, the helper will return a set of
2335         'upload results' that includes whatever hashes are needed to build
2336         the read-cap, and perhaps a truncated sharemap.
2337
2338         If the file has not yet been uploaded (or if it was only partially
2339         uploaded), the helper will return an empty upload-results dictionary
2340         and also an RICHKUploadHelper object that will take care of the
2341         upload process. The client should call upload() on this object and
2342         pass it a reference to an RIEncryptedUploadable object that will
2343         provide ciphertext. When the upload is finished, the upload() method
2344         will finish and return the upload results.
2345         """
2346         return (UploadResults, ChoiceOf(RICHKUploadHelper, None))
2347
2348
2349 class RIStatsProvider(RemoteInterface):
2350     __remote_name__ = "RIStatsProvider.tahoe.allmydata.com"
2351     """
2352     Provides access to statistics and monitoring information.
2353     """
2354
2355     def get_stats():
2356         """
2357         returns a dictionary containing 'counters' and 'stats', each a
2358         dictionary with string counter/stat name keys, and numeric values.
2359         counters are monotonically increasing measures of work done, and
2360         stats are instantaneous measures (potentially time averaged
2361         internally)
2362         """
2363         return DictOf(str, DictOf(str, ChoiceOf(float, int, long)))
2364
2365 class RIStatsGatherer(RemoteInterface):
2366     __remote_name__ = "RIStatsGatherer.tahoe.allmydata.com"
2367     """
2368     Provides a monitoring service for centralised collection of stats
2369     """
2370
2371     def provide(provider=RIStatsProvider, nickname=str):
2372         """
2373         @param provider: a stats collector instance which should be polled
2374                          periodically by the gatherer to collect stats.
2375         @param nickname: a name useful to identify the provided client
2376         """
2377         return None
2378
2379
2380 class IStatsProducer(Interface):
2381     def get_stats():
2382         """
2383         returns a dictionary, with str keys representing the names of stats
2384         to be monitored, and numeric values.
2385         """
2386
2387 class RIKeyGenerator(RemoteInterface):
2388     __remote_name__ = "RIKeyGenerator.tahoe.allmydata.com"
2389     """
2390     Provides a service offering to make RSA key pairs.
2391     """
2392
2393     def get_rsa_key_pair(key_size=int):
2394         """
2395         @param key_size: the size of the signature key.
2396         @return: tuple(verifying_key, signing_key)
2397         """
2398         return TupleOf(str, str)
2399
2400
2401 class FileTooLargeError(Exception):
2402     pass
2403
2404 class IValidatedThingProxy(Interface):
2405     def start():
2406         """ Acquire a thing and validate it. Return a deferred which is
2407         eventually fired with self if the thing is valid or errbacked if it
2408         can't be acquired or validated."""
2409
2410 class InsufficientVersionError(Exception):
2411     def __init__(self, needed, got):
2412         self.needed = needed
2413         self.got = got
2414     def __repr__(self):
2415         return "InsufficientVersionError(need '%s', got %s)" % (self.needed,
2416                                                                 self.got)
2417
2418 class EmptyPathnameComponentError(Exception):
2419     """The webapi disallows empty pathname components."""