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