]> git.rkrishnan.org Git - tahoe-lafs/tahoe-lafs.git/blob - src/allmydata/interfaces.py
class name cleanups: s/FileNode/ImmutableFileNode/
[tahoe-lafs/tahoe-lafs.git] / src / allmydata / interfaces.py
1
2 from zope.interface import Interface
3 from foolscap.api import StringConstraint, ListOf, TupleOf, SetOf, DictOf, \
4      ChoiceOf, IntegerConstraint, Any, RemoteInterface, Referenceable
5
6 HASH_SIZE=32
7
8 Hash = StringConstraint(maxLength=HASH_SIZE,
9                         minLength=HASH_SIZE)# binary format 32-byte SHA256 hash
10 Nodeid = StringConstraint(maxLength=20,
11                           minLength=20) # binary format 20-byte SHA1 hash
12 FURL = StringConstraint(1000)
13 StorageIndex = StringConstraint(16)
14 URI = StringConstraint(300) # kind of arbitrary
15
16 MAX_BUCKETS = 256  # per peer -- zfec offers at most 256 shares per file
17
18 ShareData = StringConstraint(None)
19 URIExtensionData = StringConstraint(1000)
20 Number = IntegerConstraint(8) # 2**(8*8) == 16EiB ~= 18e18 ~= 18 exabytes
21 Offset = Number
22 ReadSize = int # the 'int' constraint is 2**31 == 2Gib -- large files are processed in not-so-large increments
23 WriteEnablerSecret = Hash # used to protect mutable bucket modifications
24 LeaseRenewSecret = Hash # used to protect bucket lease renewal requests
25 LeaseCancelSecret = Hash # used to protect bucket lease cancellation requests
26
27 class RIStubClient(RemoteInterface):
28     """Each client publishes a service announcement for a dummy object called
29     the StubClient. This object doesn't actually offer any services, but the
30     announcement helps the Introducer keep track of which clients are
31     subscribed (so the grid admin can keep track of things like the size of
32     the grid and the client versions in use. This is the (empty)
33     RemoteInterface for the StubClient."""
34
35 class RIBucketWriter(RemoteInterface):
36     """ Objects of this kind live on the server side. """
37     def write(offset=Offset, data=ShareData):
38         return None
39
40     def close():
41         """
42         If the data that has been written is incomplete or inconsistent then
43         the server will throw the data away, else it will store it for future
44         retrieval.
45         """
46         return None
47
48     def abort():
49         """Abandon all the data that has been written.
50         """
51         return None
52
53 class RIBucketReader(RemoteInterface):
54     def read(offset=Offset, length=ReadSize):
55         return ShareData
56
57     def advise_corrupt_share(reason=str):
58         """Clients who discover hash failures in shares that they have
59         downloaded from me will use this method to inform me about the
60         failures. I will record their concern so that my operator can
61         manually inspect the shares in question. I return None.
62
63         This is a wrapper around RIStorageServer.advise_corrupt_share(),
64         which is tied to a specific share, and therefore does not need the
65         extra share-identifying arguments. Please see that method for full
66         documentation.
67         """
68
69 TestVector = ListOf(TupleOf(Offset, ReadSize, str, str))
70 # elements are (offset, length, operator, specimen)
71 # operator is one of "lt, le, eq, ne, ge, gt"
72 # nop always passes and is used to fetch data while writing.
73 # you should use length==len(specimen) for everything except nop
74 DataVector = ListOf(TupleOf(Offset, ShareData))
75 # (offset, data). This limits us to 30 writes of 1MiB each per call
76 TestAndWriteVectorsForShares = DictOf(int,
77                                       TupleOf(TestVector,
78                                               DataVector,
79                                               ChoiceOf(None, Offset), # new_length
80                                               ))
81 ReadVector = ListOf(TupleOf(Offset, ReadSize))
82 ReadData = ListOf(ShareData)
83 # returns data[offset:offset+length] for each element of TestVector
84
85 class RIStorageServer(RemoteInterface):
86     __remote_name__ = "RIStorageServer.tahoe.allmydata.com"
87
88     def get_version():
89         """
90         Return a dictionary of version information.
91         """
92         return DictOf(str, Any())
93
94     def allocate_buckets(storage_index=StorageIndex,
95                          renew_secret=LeaseRenewSecret,
96                          cancel_secret=LeaseCancelSecret,
97                          sharenums=SetOf(int, maxLength=MAX_BUCKETS),
98                          allocated_size=Offset, canary=Referenceable):
99         """
100         @param storage_index: the index of the bucket to be created or
101                               increfed.
102         @param sharenums: these are the share numbers (probably between 0 and
103                           99) that the sender is proposing to store on this
104                           server.
105         @param renew_secret: This is the secret used to protect bucket refresh
106                              This secret is generated by the client and
107                              stored for later comparison by the server. Each
108                              server is given a different secret.
109         @param cancel_secret: Like renew_secret, but protects bucket decref.
110         @param canary: If the canary is lost before close(), the bucket is
111                        deleted.
112         @return: tuple of (alreadygot, allocated), where alreadygot is what we
113                  already have and allocated is what we hereby agree to accept.
114                  New leases are added for shares in both lists.
115         """
116         return TupleOf(SetOf(int, maxLength=MAX_BUCKETS),
117                        DictOf(int, RIBucketWriter, maxKeys=MAX_BUCKETS))
118
119     def add_lease(storage_index=StorageIndex,
120                   renew_secret=LeaseRenewSecret,
121                   cancel_secret=LeaseCancelSecret):
122         """
123         Add a new lease on the given bucket. If the renew_secret matches an
124         existing lease, that lease will be renewed instead. If there is no
125         bucket for the given storage_index, return silently. (note that in
126         tahoe-1.3.0 and earlier, IndexError was raised if there was no
127         bucket)
128         """
129         return Any() # returns None now, but future versions might change
130
131     def renew_lease(storage_index=StorageIndex, renew_secret=LeaseRenewSecret):
132         """
133         Renew the lease on a given bucket, resetting the timer to 31 days.
134         Some networks will use this, some will not. If there is no bucket for
135         the given storage_index, IndexError will be raised.
136
137         For mutable shares, if the given renew_secret does not match an
138         existing lease, IndexError will be raised with a note listing the
139         server-nodeids on the existing leases, so leases on migrated shares
140         can be renewed or cancelled. For immutable shares, IndexError
141         (without the note) will be raised.
142         """
143         return Any()
144
145     def cancel_lease(storage_index=StorageIndex,
146                      cancel_secret=LeaseCancelSecret):
147         """
148         Cancel the lease on a given bucket. If this was the last lease on the
149         bucket, the bucket will be deleted. If there is no bucket for the
150         given storage_index, IndexError will be raised.
151
152         For mutable shares, if the given cancel_secret does not match an
153         existing lease, IndexError will be raised with a note listing the
154         server-nodeids on the existing leases, so leases on migrated shares
155         can be renewed or cancelled. For immutable shares, IndexError
156         (without the note) will be raised.
157         """
158         return Any()
159
160     def get_buckets(storage_index=StorageIndex):
161         return DictOf(int, RIBucketReader, maxKeys=MAX_BUCKETS)
162
163
164
165     def slot_readv(storage_index=StorageIndex,
166                    shares=ListOf(int), readv=ReadVector):
167         """Read a vector from the numbered shares associated with the given
168         storage index. An empty shares list means to return data from all
169         known shares. Returns a dictionary with one key per share."""
170         return DictOf(int, ReadData) # shnum -> results
171
172     def slot_testv_and_readv_and_writev(storage_index=StorageIndex,
173                                         secrets=TupleOf(WriteEnablerSecret,
174                                                         LeaseRenewSecret,
175                                                         LeaseCancelSecret),
176                                         tw_vectors=TestAndWriteVectorsForShares,
177                                         r_vector=ReadVector,
178                                         ):
179         """General-purpose test-and-set operation for mutable slots. Perform
180         a bunch of comparisons against the existing shares. If they all pass,
181         then apply a bunch of write vectors to those shares. Then use the
182         read vectors to extract data from all the shares and return the data.
183
184         This method is, um, large. The goal is to allow clients to update all
185         the shares associated with a mutable file in a single round trip.
186
187         @param storage_index: the index of the bucket to be created or
188                               increfed.
189         @param write_enabler: a secret that is stored along with the slot.
190                               Writes are accepted from any caller who can
191                               present the matching secret. A different secret
192                               should be used for each slot*server pair.
193         @param renew_secret: This is the secret used to protect bucket refresh
194                              This secret is generated by the client and
195                              stored for later comparison by the server. Each
196                              server is given a different secret.
197         @param cancel_secret: Like renew_secret, but protects bucket decref.
198
199         The 'secrets' argument is a tuple of (write_enabler, renew_secret,
200         cancel_secret). The first is required to perform any write. The
201         latter two are used when allocating new shares. To simply acquire a
202         new lease on existing shares, use an empty testv and an empty writev.
203
204         Each share can have a separate test vector (i.e. a list of
205         comparisons to perform). If all vectors for all shares pass, then all
206         writes for all shares are recorded. Each comparison is a 4-tuple of
207         (offset, length, operator, specimen), which effectively does a bool(
208         (read(offset, length)) OPERATOR specimen ) and only performs the
209         write if all these evaluate to True. Basic test-and-set uses 'eq'.
210         Write-if-newer uses a seqnum and (offset, length, 'lt', specimen).
211         Write-if-same-or-newer uses 'le'.
212
213         Reads from the end of the container are truncated, and missing shares
214         behave like empty ones, so to assert that a share doesn't exist (for
215         use when creating a new share), use (0, 1, 'eq', '').
216
217         The write vector will be applied to the given share, expanding it if
218         necessary. A write vector applied to a share number that did not
219         exist previously will cause that share to be created.
220
221         Each write vector is accompanied by a 'new_length' argument. If
222         new_length is not None, use it to set the size of the container. This
223         can be used to pre-allocate space for a series of upcoming writes, or
224         truncate existing data. If the container is growing, new_length will
225         be applied before datav. If the container is shrinking, it will be
226         applied afterwards. If new_length==0, the share will be deleted.
227
228         The read vector is used to extract data from all known shares,
229         *before* any writes have been applied. The same vector is used for
230         all shares. This captures the state that was tested by the test
231         vector.
232
233         This method returns two values: a boolean and a dict. The boolean is
234         True if the write vectors were applied, False if not. The dict is
235         keyed by share number, and each value contains a list of strings, one
236         for each element of the read vector.
237
238         If the write_enabler is wrong, this will raise BadWriteEnablerError.
239         To enable share migration (using update_write_enabler), the exception
240         will have the nodeid used for the old write enabler embedded in it,
241         in the following string::
242
243          The write enabler was recorded by nodeid '%s'.
244
245         Note that the nodeid here is encoded using the same base32 encoding
246         used by Foolscap and allmydata.util.idlib.nodeid_b2a().
247
248         """
249         return TupleOf(bool, DictOf(int, ReadData))
250
251     def advise_corrupt_share(share_type=str, storage_index=StorageIndex,
252                              shnum=int, reason=str):
253         """Clients who discover hash failures in shares that they have
254         downloaded from me will use this method to inform me about the
255         failures. I will record their concern so that my operator can
256         manually inspect the shares in question. I return None.
257
258         'share_type' is either 'mutable' or 'immutable'. 'storage_index' is a
259         (binary) storage index string, and 'shnum' is the integer share
260         number. 'reason' is a human-readable explanation of the problem,
261         probably including some expected hash values and the computed ones
262         which did not match. Corruption advisories for mutable shares should
263         include a hash of the public key (the same value that appears in the
264         mutable-file verify-cap), since the current share format does not
265         store that on disk.
266         """
267
268 class IStorageBucketWriter(Interface):
269     """
270     Objects of this kind live on the client side.
271     """
272     def put_block(segmentnum=int, data=ShareData):
273         """@param data: For most segments, this data will be 'blocksize'
274         bytes in length. The last segment might be shorter.
275         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
276         """
277
278     def put_plaintext_hashes(hashes=ListOf(Hash)):
279         """
280         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
281         """
282
283     def put_crypttext_hashes(hashes=ListOf(Hash)):
284         """
285         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
286         """
287
288     def put_block_hashes(blockhashes=ListOf(Hash)):
289         """
290         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
291         """
292
293     def put_share_hashes(sharehashes=ListOf(TupleOf(int, Hash))):
294         """
295         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
296         """
297
298     def put_uri_extension(data=URIExtensionData):
299         """This block of data contains integrity-checking information (hashes
300         of plaintext, crypttext, and shares), as well as encoding parameters
301         that are necessary to recover the data. This is a serialized dict
302         mapping strings to other strings. The hash of this data is kept in
303         the URI and verified before any of the data is used. All buckets for
304         a given file contain identical copies of this data.
305
306         The serialization format is specified with the following pseudocode:
307         for k in sorted(dict.keys()):
308             assert re.match(r'^[a-zA-Z_\-]+$', k)
309             write(k + ':' + netstring(dict[k]))
310
311         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
312         """
313
314     def close():
315         """Finish writing and close the bucket. The share is not finalized
316         until this method is called: if the uploading client disconnects
317         before calling close(), the partially-written share will be
318         discarded.
319
320         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
321         """
322
323 class IStorageBucketReader(Interface):
324
325     def get_block_data(blocknum=int, blocksize=int, size=int):
326         """Most blocks will be the same size. The last block might be shorter
327         than the others.
328
329         @return: ShareData
330         """
331
332     def get_crypttext_hashes():
333         """
334         @return: ListOf(Hash)
335         """
336
337     def get_block_hashes(at_least_these=SetOf(int)):
338         """
339         @return: ListOf(Hash)
340         """
341
342     def get_share_hashes(at_least_these=SetOf(int)):
343         """
344         @return: ListOf(TupleOf(int, Hash))
345         """
346
347     def get_uri_extension():
348         """
349         @return: URIExtensionData
350         """
351
352 class IStorageBroker(Interface):
353     def get_servers_for_index(peer_selection_index):
354         """
355         @return: list of (peerid, versioned-rref) tuples
356         """
357     def get_all_servers():
358         """
359         @return: frozenset of (peerid, versioned-rref) tuples
360         """
361     def get_all_serverids():
362         """
363         @return: frozenset of serverid strings
364         """
365     def get_nickname_for_serverid(serverid):
366         """
367         @return: unicode nickname, or None
368         """
369
370     # methods moved from IntroducerClient, need review
371     def get_all_connections():
372         """Return a frozenset of (nodeid, service_name, rref) tuples, one for
373         each active connection we've established to a remote service. This is
374         mostly useful for unit tests that need to wait until a certain number
375         of connections have been made."""
376
377     def get_all_connectors():
378         """Return a dict that maps from (nodeid, service_name) to a
379         RemoteServiceConnector instance for all services that we are actively
380         trying to connect to. Each RemoteServiceConnector has the following
381         public attributes::
382
383           service_name: the type of service provided, like 'storage'
384           announcement_time: when we first heard about this service
385           last_connect_time: when we last established a connection
386           last_loss_time: when we last lost a connection
387
388           version: the peer's version, from the most recent connection
389           oldest_supported: the peer's oldest supported version, same
390
391           rref: the RemoteReference, if connected, otherwise None
392           remote_host: the IAddress, if connected, otherwise None
393
394         This method is intended for monitoring interfaces, such as a web page
395         which describes connecting and connected peers.
396         """
397
398     def get_all_peerids():
399         """Return a frozenset of all peerids to whom we have a connection (to
400         one or more services) established. Mostly useful for unit tests."""
401
402     def get_all_connections_for(service_name):
403         """Return a frozenset of (nodeid, service_name, rref) tuples, one
404         for each active connection that provides the given SERVICE_NAME."""
405
406     def get_permuted_peers(service_name, key):
407         """Returns an ordered list of (peerid, rref) tuples, selecting from
408         the connections that provide SERVICE_NAME, using a hash-based
409         permutation keyed by KEY. This randomizes the service list in a
410         repeatable way, to distribute load over many peers.
411         """
412
413
414 class IURI(Interface):
415     def init_from_string(uri):
416         """Accept a string (as created by my to_string() method) and populate
417         this instance with its data. I am not normally called directly,
418         please use the module-level uri.from_string() function to convert
419         arbitrary URI strings into IURI-providing instances."""
420
421     def is_readonly():
422         """Return False if this URI be used to modify the data. Return True
423         if this URI cannot be used to modify the data."""
424
425     def is_mutable():
426         """Return True if the data can be modified by *somebody* (perhaps
427         someone who has a more powerful URI than this one)."""
428
429     def get_readonly():
430         """Return another IURI instance, which represents a read-only form of
431         this one. If is_readonly() is True, this returns self."""
432
433     def get_verify_cap():
434         """Return an instance that provides IVerifierURI, which can be used
435         to check on the availability of the file or directory, without
436         providing enough capabilities to actually read or modify the
437         contents. This may return None if the file does not need checking or
438         verification (e.g. LIT URIs).
439         """
440
441     def to_string():
442         """Return a string of printable ASCII characters, suitable for
443         passing into init_from_string."""
444
445 class IVerifierURI(Interface, IURI):
446     def init_from_string(uri):
447         """Accept a string (as created by my to_string() method) and populate
448         this instance with its data. I am not normally called directly,
449         please use the module-level uri.from_string() function to convert
450         arbitrary URI strings into IURI-providing instances."""
451
452     def to_string():
453         """Return a string of printable ASCII characters, suitable for
454         passing into init_from_string."""
455
456 class IDirnodeURI(Interface):
457     """I am a URI which represents a dirnode."""
458
459
460 class IFileURI(Interface):
461     """I am a URI which represents a filenode."""
462     def get_size():
463         """Return the length (in bytes) of the file that I represent."""
464
465 class IImmutableFileURI(IFileURI):
466     pass
467
468 class IMutableFileURI(Interface):
469     """I am a URI which represents a mutable filenode."""
470 class IDirectoryURI(Interface):
471     pass
472 class IReadonlyDirectoryURI(Interface):
473     pass
474
475 class CannotPackUnknownNodeError(Exception):
476     """UnknownNodes (using filecaps from the future that we don't understand)
477     cannot yet be copied safely, so I refuse to copy them."""
478
479 class UnhandledCapTypeError(Exception):
480     """I recognize the cap/URI, but I cannot create an IFilesystemNode for
481     it."""
482
483 class NotDeepImmutableError(Exception):
484     """Deep-immutable directories can only contain deep-immutable children"""
485
486 class IFilesystemNode(Interface):
487     def get_cap():
488         """Return the strongest 'cap instance' associated with this node.
489         (writecap for writeable-mutable files/directories, readcap for
490         immutable or readonly-mutable files/directories). To convert this
491         into a string, call .to_string() on the result."""
492
493     def get_readcap():
494         """Return a readonly cap instance for this node. For immutable or
495         readonly nodes, get_cap() and get_readcap() return the same thing."""
496
497     def get_repair_cap():
498         """Return an IURI instance that can be used to repair the file, or
499         None if this node cannot be repaired (either because it is not
500         distributed, like a LIT file, or because the node does not represent
501         sufficient authority to create a repair-cap, like a read-only RSA
502         mutable file node [which cannot create the correct write-enablers]).
503         """
504
505     def get_verify_cap():
506         """Return an IVerifierURI instance that represents the
507         'verifiy/refresh capability' for this node. The holder of this
508         capability will be able to renew the lease for this node, protecting
509         it from garbage-collection. They will also be able to ask a server if
510         it holds a share for the file or directory.
511         """
512
513     def get_uri():
514         """
515         Return the URI string that can be used by others to get access to
516         this node. If this node is read-only, the URI will only offer
517         read-only access. If this node is read-write, the URI will offer
518         read-write access.
519
520         If you have read-write access to a node and wish to share merely
521         read-only access with others, use get_readonly_uri().
522         """
523
524     def get_readonly_uri():
525         """Return the URI string that can be used by others to get read-only
526         access to this node. The result is a read-only URI, regardless of
527         whether this node is read-only or read-write.
528
529         If you have merely read-only access to this node, get_readonly_uri()
530         will return the same thing as get_uri().
531         """
532
533     def get_storage_index():
534         """Return a string with the (binary) storage index in use on this
535         download. This may be None if there is no storage index (i.e. LIT
536         files)."""
537
538     def is_readonly():
539         """Return True if this reference provides mutable access to the given
540         file or directory (i.e. if you can modify it), or False if not. Note
541         that even if this reference is read-only, someone else may hold a
542         read-write reference to it."""
543
544     def is_mutable():
545         """Return True if this file or directory is mutable (by *somebody*,
546         not necessarily you), False if it is is immutable. Note that a file
547         might be mutable overall, but your reference to it might be
548         read-only. On the other hand, all references to an immutable file
549         will be read-only; there are no read-write references to an immutable
550         file.
551         """
552
553     def get_size():
554         """Return the length (in bytes) of the data this node represents. For
555         directory nodes, I return the size of the backing store. I return
556         synchronously and do not consult the network, so for mutable objects,
557         I will return the most recently observed size for the object, or None
558         if I don't remember a size. Use get_current_size, which returns a
559         Deferred, if you want more up-to-date information."""
560
561     def get_current_size():
562         """I return a Deferred that fires with the length (in bytes) of the
563         data this node represents.
564         """
565
566 class IMutableFilesystemNode(IFilesystemNode):
567     pass
568
569 class IFileNode(IFilesystemNode):
570     def download(target):
571         """Download the file's contents to a given IDownloadTarget"""
572
573     def download_to_data():
574         """Download the file's contents. Return a Deferred that fires
575         with those contents."""
576
577     def read(consumer, offset=0, size=None):
578         """Download a portion (possibly all) of the file's contents, making
579         them available to the given IConsumer. Return a Deferred that fires
580         (with the consumer) when the consumer is unregistered (either because
581         the last byte has been given to it, or because the consumer threw an
582         exception during write(), possibly because it no longer wants to
583         receive data). The portion downloaded will start at 'offset' and
584         contain 'size' bytes (or the remainder of the file if size==None).
585
586         The consumer will be used in non-streaming mode: an IPullProducer
587         will be attached to it.
588
589         The consumer will not receive data right away: several network trips
590         must occur first. The order of events will be::
591
592          consumer.registerProducer(p, streaming)
593           (if streaming == False)::
594            consumer does p.resumeProducing()
595             consumer.write(data)
596            consumer does p.resumeProducing()
597             consumer.write(data).. (repeat until all data is written)
598          consumer.unregisterProducer()
599          deferred.callback(consumer)
600
601         If a download error occurs, or an exception is raised by
602         consumer.registerProducer() or consumer.write(), I will call
603         consumer.unregisterProducer() and then deliver the exception via
604         deferred.errback(). To cancel the download, the consumer should call
605         p.stopProducing(), which will result in an exception being delivered
606         via deferred.errback().
607
608         A simple download-to-memory consumer example would look like this::
609
610          class MemoryConsumer:
611            implements(IConsumer)
612            def __init__(self):
613              self.chunks = []
614              self.done = False
615            def registerProducer(self, p, streaming):
616              assert streaming == False
617              while not self.done:
618                p.resumeProducing()
619            def write(self, data):
620              self.chunks.append(data)
621            def unregisterProducer(self):
622              self.done = True
623          d = filenode.read(MemoryConsumer())
624          d.addCallback(lambda mc: "".join(mc.chunks))
625          return d
626
627         """
628
629 class IMutableFileNode(IFileNode, IMutableFilesystemNode):
630     """I provide access to a 'mutable file', which retains its identity
631     regardless of what contents are put in it.
632
633     The consistency-vs-availability problem means that there might be
634     multiple versions of a file present in the grid, some of which might be
635     unrecoverable (i.e. have fewer than 'k' shares). These versions are
636     loosely ordered: each has a sequence number and a hash, and any version
637     with seqnum=N was uploaded by a node which has seen at least one version
638     with seqnum=N-1.
639
640     The 'servermap' (an instance of IMutableFileServerMap) is used to
641     describe the versions that are known to be present in the grid, and which
642     servers are hosting their shares. It is used to represent the 'state of
643     the world', and is used for this purpose by my test-and-set operations.
644     Downloading the contents of the mutable file will also return a
645     servermap. Uploading a new version into the mutable file requires a
646     servermap as input, and the semantics of the replace operation is
647     'replace the file with my new version if it looks like nobody else has
648     changed the file since my previous download'. Because the file is
649     distributed, this is not a perfect test-and-set operation, but it will do
650     its best. If the replace process sees evidence of a simultaneous write,
651     it will signal an UncoordinatedWriteError, so that the caller can take
652     corrective action.
653
654
655     Most readers will want to use the 'best' current version of the file, and
656     should use my 'download_best_version()' method.
657
658     To unconditionally replace the file, callers should use overwrite(). This
659     is the mode that user-visible mutable files will probably use.
660
661     To apply some delta to the file, call modify() with a callable modifier
662     function that can apply the modification that you want to make. This is
663     the mode that dirnodes will use, since most directory modification
664     operations can be expressed in terms of deltas to the directory state.
665
666
667     Three methods are available for users who need to perform more complex
668     operations. The first is get_servermap(), which returns an up-to-date
669     servermap using a specified mode. The second is download_version(), which
670     downloads a specific version (not necessarily the 'best' one). The third
671     is 'upload', which accepts new contents and a servermap (which must have
672     been updated with MODE_WRITE). The upload method will attempt to apply
673     the new contents as long as no other node has modified the file since the
674     servermap was updated. This might be useful to a caller who wants to
675     merge multiple versions into a single new one.
676
677     Note that each time the servermap is updated, a specific 'mode' is used,
678     which determines how many peers are queried. To use a servermap for my
679     replace() method, that servermap must have been updated in MODE_WRITE.
680     These modes are defined in allmydata.mutable.common, and consist of
681     MODE_READ, MODE_WRITE, MODE_ANYTHING, and MODE_CHECK. Please look in
682     allmydata/mutable/servermap.py for details about the differences.
683
684     Mutable files are currently limited in size (about 3.5MB max) and can
685     only be retrieved and updated all-at-once, as a single big string. Future
686     versions of our mutable files will remove this restriction.
687     """
688
689     def download_best_version():
690         """Download the 'best' available version of the file, meaning one of
691         the recoverable versions with the highest sequence number. If no
692         uncoordinated writes have occurred, and if enough shares are
693         available, then this will be the most recent version that has been
694         uploaded.
695
696         I update an internal servermap with MODE_READ, determine which
697         version of the file is indicated by
698         servermap.best_recoverable_version(), and return a Deferred that
699         fires with its contents. If no version is recoverable, the Deferred
700         will errback with UnrecoverableFileError.
701         """
702
703     def get_size_of_best_version():
704         """Find the size of the version that would be downloaded with
705         download_best_version(), without actually downloading the whole file.
706
707         I return a Deferred that fires with an integer.
708         """
709
710     def overwrite(new_contents):
711         """Unconditionally replace the contents of the mutable file with new
712         ones. This simply chains get_servermap(MODE_WRITE) and upload(). This
713         is only appropriate to use when the new contents of the file are
714         completely unrelated to the old ones, and you do not care about other
715         clients' changes.
716
717         I return a Deferred that fires (with a PublishStatus object) when the
718         update has completed.
719         """
720
721     def modify(modifier_cb):
722         """Modify the contents of the file, by downloading the current
723         version, applying the modifier function (or bound method), then
724         uploading the new version. I return a Deferred that fires (with a
725         PublishStatus object) when the update is complete.
726
727         The modifier callable will be given three arguments: a string (with
728         the old contents), a 'first_time' boolean, and a servermap. As with
729         download_best_version(), the old contents will be from the best
730         recoverable version, but the modifier can use the servermap to make
731         other decisions (such as refusing to apply the delta if there are
732         multiple parallel versions, or if there is evidence of a newer
733         unrecoverable version). 'first_time' will be True the first time the
734         modifier is called, and False on any subsequent calls.
735
736         The callable should return a string with the new contents. The
737         callable must be prepared to be called multiple times, and must
738         examine the input string to see if the change that it wants to make
739         is already present in the old version. If it does not need to make
740         any changes, it can either return None, or return its input string.
741
742         If the modifier raises an exception, it will be returned in the
743         errback.
744         """
745
746
747     def get_servermap(mode):
748         """Return a Deferred that fires with an IMutableFileServerMap
749         instance, updated using the given mode.
750         """
751
752     def download_version(servermap, version):
753         """Download a specific version of the file, using the servermap
754         as a guide to where the shares are located.
755
756         I return a Deferred that fires with the requested contents, or
757         errbacks with UnrecoverableFileError. Note that a servermap which was
758         updated with MODE_ANYTHING or MODE_READ may not know about shares for
759         all versions (those modes stop querying servers as soon as they can
760         fulfil their goals), so you may want to use MODE_CHECK (which checks
761         everything) to get increased visibility.
762         """
763
764     def upload(new_contents, servermap):
765         """Replace the contents of the file with new ones. This requires a
766         servermap that was previously updated with MODE_WRITE.
767
768         I attempt to provide test-and-set semantics, in that I will avoid
769         modifying any share that is different than the version I saw in the
770         servermap. However, if another node is writing to the file at the
771         same time as me, I may manage to update some shares while they update
772         others. If I see any evidence of this, I will signal
773         UncoordinatedWriteError, and the file will be left in an inconsistent
774         state (possibly the version you provided, possibly the old version,
775         possibly somebody else's version, and possibly a mix of shares from
776         all of these).
777
778         The recommended response to UncoordinatedWriteError is to either
779         return it to the caller (since they failed to coordinate their
780         writes), or to attempt some sort of recovery. It may be sufficient to
781         wait a random interval (with exponential backoff) and repeat your
782         operation. If I do not signal UncoordinatedWriteError, then I was
783         able to write the new version without incident.
784
785         I return a Deferred that fires (with a PublishStatus object) when the
786         publish has completed. I will update the servermap in-place with the
787         location of all new shares.
788         """
789
790     def get_writekey():
791         """Return this filenode's writekey, or None if the node does not have
792         write-capability. This may be used to assist with data structures
793         that need to make certain data available only to writers, such as the
794         read-write child caps in dirnodes. The recommended process is to have
795         reader-visible data be submitted to the filenode in the clear (where
796         it will be encrypted by the filenode using the readkey), but encrypt
797         writer-visible data using this writekey.
798         """
799
800 class NotEnoughSharesError(Exception):
801     """Download was unable to get enough shares, or upload was unable to
802     place 'shares_of_happiness' shares."""
803
804 class NoSharesError(Exception):
805     """Upload or Download was unable to get any shares at all."""
806
807 class UnableToFetchCriticalDownloadDataError(Exception):
808     """I was unable to fetch some piece of critical data which is supposed to
809     be identically present in all shares."""
810
811 class NoServersError(Exception):
812     """Upload wasn't given any servers to work with, usually indicating a
813     network or Introducer problem."""
814
815 class ExistingChildError(Exception):
816     """A directory node was asked to add or replace a child that already
817     exists, and overwrite= was set to False."""
818
819 class NoSuchChildError(Exception):
820     """A directory node was asked to fetch a child which does not exist."""
821
822 class IDirectoryNode(IMutableFilesystemNode):
823     """I represent a name-to-child mapping, holding the tahoe equivalent of a
824     directory. All child names are unicode strings, and all children are some
825     sort of IFilesystemNode (either files or subdirectories).
826     """
827
828     def get_uri():
829         """
830         The dirnode ('1') URI returned by this method can be used in
831         set_uri() on a different directory ('2') to 'mount' a reference to
832         this directory ('1') under the other ('2'). This URI is just a
833         string, so it can be passed around through email or other out-of-band
834         protocol.
835         """
836
837     def get_readonly_uri():
838         """
839         The dirnode ('1') URI returned by this method can be used in
840         set_uri() on a different directory ('2') to 'mount' a reference to
841         this directory ('1') under the other ('2'). This URI is just a
842         string, so it can be passed around through email or other out-of-band
843         protocol.
844         """
845
846     def list():
847         """I return a Deferred that fires with a dictionary mapping child
848         name (a unicode string) to (node, metadata_dict) tuples, in which
849         'node' is either an IFileNode or IDirectoryNode, and 'metadata_dict'
850         is a dictionary of metadata."""
851
852     def has_child(name):
853         """I return a Deferred that fires with a boolean, True if there
854         exists a child of the given name, False if not. The child name must
855         be a unicode string."""
856
857     def get(name):
858         """I return a Deferred that fires with a specific named child node,
859         either an IFileNode or an IDirectoryNode. The child name must be a
860         unicode string. I raise NoSuchChildError if I do not have a child by
861         that name."""
862
863     def get_metadata_for(name):
864         """I return a Deferred that fires with the metadata dictionary for a
865         specific named child node. This metadata is stored in the *edge*, not
866         in the child, so it is attached to the parent dirnode rather than the
867         child dir-or-file-node. The child name must be a unicode string. I
868         raise NoSuchChildError if I do not have a child by that name."""
869
870     def set_metadata_for(name, metadata):
871         """I replace any existing metadata for the named child with the new
872         metadata. The child name must be a unicode string. This metadata is
873         stored in the *edge*, not in the child, so it is attached to the
874         parent dirnode rather than the child dir-or-file-node. I return a
875         Deferred (that fires with this dirnode) when the operation is
876         complete. I raise NoSuchChildError if I do not have a child by that
877         name."""
878
879     def get_child_at_path(path):
880         """Transform a child path into an IDirectoryNode or IFileNode.
881
882         I perform a recursive series of 'get' operations to find the named
883         descendant node. I return a Deferred that fires with the node, or
884         errbacks with NoSuchChildError if the node could not be found.
885
886         The path can be either a single string (slash-separated) or a list of
887         path-name elements. All elements must be unicode strings.
888         """
889
890     def get_child_and_metadata_at_path(path):
891         """Transform a child path into an IDirectoryNode/IFileNode and
892         metadata.
893
894         I am like get_child_at_path(), but my Deferred fires with a tuple of
895         (node, metadata). The metadata comes from the last edge. If the path
896         is empty, the metadata will be an empty dictionary.
897         """
898
899     def set_uri(name, writecap, readcap=None, metadata=None, overwrite=True):
900         """I add a child (by writecap+readcap) at the specific name. I return
901         a Deferred that fires when the operation finishes. If overwrite= is
902         True, I will replace any existing child of the same name, otherwise
903         an existing child will cause me to return ExistingChildError. The
904         child name must be a unicode string.
905
906         The child caps could be for a file, or for a directory. If the new
907         child is read/write, you will provide both writecap and readcap. If
908         the child is read-only, you will provide the readcap write (i.e. the
909         writecap= and readcap= arguments will both be the child's readcap).
910         The filecaps are typically obtained from an IFilesystemNode with
911         get_uri() and get_readonly_uri().
912
913         If metadata= is provided, I will use it as the metadata for the named
914         edge. This will replace any existing metadata. If metadata= is left
915         as the default value of None, I will set ['mtime'] to the current
916         time, and I will set ['ctime'] to the current time if there was not
917         already a child by this name present. This roughly matches the
918         ctime/mtime semantics of traditional filesystems.
919
920         If this directory node is read-only, the Deferred will errback with a
921         NotMutableError."""
922
923     def set_children(entries, overwrite=True):
924         """Add multiple children (by writecap+readcap) to a directory node.
925         Takes a dictionary, with childname as keys and (writecap, readcap)
926         tuples (or (writecap, readcap, metadata) triples) as values. Returns
927         a Deferred that fires (with this dirnode) when the operation
928         finishes. This is equivalent to calling set_uri() multiple times, but
929         is much more efficient. All child names must be unicode strings.
930         """
931
932     def set_node(name, child, metadata=None, overwrite=True):
933         """I add a child at the specific name. I return a Deferred that fires
934         when the operation finishes. This Deferred will fire with the child
935         node that was just added. I will replace any existing child of the
936         same name. The child name must be a unicode string. The 'child'
937         instance must be an instance providing IDirectoryNode or IFileNode.
938
939         If metadata= is provided, I will use it as the metadata for the named
940         edge. This will replace any existing metadata. If metadata= is left
941         as the default value of None, I will set ['mtime'] to the current
942         time, and I will set ['ctime'] to the current time if there was not
943         already a child by this name present. This roughly matches the
944         ctime/mtime semantics of traditional filesystems.
945
946         If this directory node is read-only, the Deferred will errback with a
947         NotMutableError."""
948
949     def set_nodes(entries, overwrite=True):
950         """Add multiple children to a directory node. Takes a dict mapping
951         unicode childname to (child_node, metdata) tuples. If metdata=None,
952         the original metadata is left unmodified. Returns a Deferred that
953         fires (with this dirnode) when the operation finishes. This is
954         equivalent to calling set_node() multiple times, but is much more
955         efficient."""
956
957     def add_file(name, uploadable, metadata=None, overwrite=True):
958         """I upload a file (using the given IUploadable), then attach the
959         resulting ImmutableFileNode to the directory at the given name. I set
960         metadata the same way as set_uri and set_node. The child name must be
961         a unicode string.
962
963         I return a Deferred that fires (with the IFileNode of the uploaded
964         file) when the operation completes."""
965
966     def delete(name):
967         """I remove the child at the specific name. I return a Deferred that
968         fires when the operation finishes. The child name must be a unicode
969         string. I raise NoSuchChildError if I do not have a child by that
970         name."""
971
972     def create_subdirectory(name, initial_children={}, overwrite=True):
973         """I create and attach a directory at the given name. The new
974         directory can be empty, or it can be populated with children
975         according to 'initial_children', which takes a dictionary in the same
976         format as set_nodes (i.e. mapping unicode child name to (childnode,
977         metadata) tuples). The child name must be a unicode string. I return
978         a Deferred that fires (with the new directory node) when the
979         operation finishes."""
980
981     def move_child_to(current_child_name, new_parent, new_child_name=None,
982                       overwrite=True):
983         """I take one of my children and move them to a new parent. The child
984         is referenced by name. On the new parent, the child will live under
985         'new_child_name', which defaults to 'current_child_name'. TODO: what
986         should we do about metadata? I return a Deferred that fires when the
987         operation finishes. The child name must be a unicode string. I raise
988         NoSuchChildError if I do not have a child by that name."""
989
990     def build_manifest():
991         """I generate a table of everything reachable from this directory.
992         I also compute deep-stats as described below.
993
994         I return a Monitor. The Monitor's results will be a dictionary with
995         four elements:
996
997          res['manifest']: a list of (path, cap) tuples for all nodes
998                           (directories and files) reachable from this one.
999                           'path' will be a tuple of unicode strings. The
1000                           origin dirnode will be represented by an empty path
1001                           tuple.
1002          res['verifycaps']: a list of (printable) verifycap strings, one for
1003                             each reachable non-LIT node. This is a set:
1004                             it will contain no duplicates.
1005          res['storage-index']: a list of (base32) storage index strings,
1006                                one for each reachable non-LIT node. This is
1007                                a set: it will contain no duplicates.
1008          res['stats']: a dictionary, the same that is generated by
1009                        start_deep_stats() below.
1010
1011         The Monitor will also have an .origin_si attribute with the (binary)
1012         storage index of the starting point.
1013         """
1014
1015     def start_deep_stats():
1016         """Return a Monitor, examining all nodes (directories and files)
1017         reachable from this one. The Monitor's results will be a dictionary
1018         with the following keys::
1019
1020            count-immutable-files: count of how many CHK files are in the set
1021            count-mutable-files: same, for mutable files (does not include
1022                                 directories)
1023            count-literal-files: same, for LIT files
1024            count-files: sum of the above three
1025
1026            count-directories: count of directories
1027
1028            size-immutable-files: total bytes for all CHK files in the set
1029            size-mutable-files (TODO): same, for current version of all mutable
1030                                       files, does not include directories
1031            size-literal-files: same, for LIT files
1032            size-directories: size of mutable files used by directories
1033
1034            largest-directory: number of bytes in the largest directory
1035            largest-directory-children: number of children in the largest
1036                                        directory
1037            largest-immutable-file: number of bytes in the largest CHK file
1038
1039         size-mutable-files is not yet implemented, because it would involve
1040         even more queries than deep_stats does.
1041
1042         The Monitor will also have an .origin_si attribute with the (binary)
1043         storage index of the starting point.
1044
1045         This operation will visit every directory node underneath this one,
1046         and can take a long time to run. On a typical workstation with good
1047         bandwidth, this can examine roughly 15 directories per second (and
1048         takes several minutes of 100% CPU for ~1700 directories).
1049         """
1050
1051 class ICodecEncoder(Interface):
1052     def set_params(data_size, required_shares, max_shares):
1053         """Set up the parameters of this encoder.
1054
1055         This prepares the encoder to perform an operation that converts a
1056         single block of data into a number of shares, such that a future
1057         ICodecDecoder can use a subset of these shares to recover the
1058         original data. This operation is invoked by calling encode(). Once
1059         the encoding parameters are set up, the encode operation can be
1060         invoked multiple times.
1061
1062         set_params() prepares the encoder to accept blocks of input data that
1063         are exactly 'data_size' bytes in length. The encoder will be prepared
1064         to produce 'max_shares' shares for each encode() operation (although
1065         see the 'desired_share_ids' to use less CPU). The encoding math will
1066         be chosen such that the decoder can get by with as few as
1067         'required_shares' of these shares and still reproduce the original
1068         data. For example, set_params(1000, 5, 5) offers no redundancy at
1069         all, whereas set_params(1000, 1, 10) provides 10x redundancy.
1070
1071         Numerical Restrictions: 'data_size' is required to be an integral
1072         multiple of 'required_shares'. In general, the caller should choose
1073         required_shares and max_shares based upon their reliability
1074         requirements and the number of peers available (the total storage
1075         space used is roughly equal to max_shares*data_size/required_shares),
1076         then choose data_size to achieve the memory footprint desired (larger
1077         data_size means more efficient operation, smaller data_size means
1078         smaller memory footprint).
1079
1080         In addition, 'max_shares' must be equal to or greater than
1081         'required_shares'. Of course, setting them to be equal causes
1082         encode() to degenerate into a particularly slow form of the 'split'
1083         utility.
1084
1085         See encode() for more details about how these parameters are used.
1086
1087         set_params() must be called before any other ICodecEncoder methods
1088         may be invoked.
1089         """
1090
1091     def get_params():
1092         """Return the 3-tuple of data_size, required_shares, max_shares"""
1093
1094     def get_encoder_type():
1095         """Return a short string that describes the type of this encoder.
1096
1097         There is required to be a global table of encoder classes. This method
1098         returns an index into this table; the value at this index is an
1099         encoder class, and this encoder is an instance of that class.
1100         """
1101
1102     def get_block_size():
1103         """Return the length of the shares that encode() will produce.
1104         """
1105
1106     def encode_proposal(data, desired_share_ids=None):
1107         """Encode some data.
1108
1109         'data' must be a string (or other buffer object), and len(data) must
1110         be equal to the 'data_size' value passed earlier to set_params().
1111
1112         This will return a Deferred that will fire with two lists. The first
1113         is a list of shares, each of which is a string (or other buffer
1114         object) such that len(share) is the same as what get_share_size()
1115         returned earlier. The second is a list of shareids, in which each is
1116         an integer. The lengths of the two lists will always be equal to each
1117         other. The user should take care to keep each share closely
1118         associated with its shareid, as one is useless without the other.
1119
1120         The length of this output list will normally be the same as the value
1121         provided to the 'max_shares' parameter of set_params(). This may be
1122         different if 'desired_share_ids' is provided.
1123
1124         'desired_share_ids', if provided, is required to be a sequence of
1125         ints, each of which is required to be >= 0 and < max_shares. If not
1126         provided, encode() will produce 'max_shares' shares, as if
1127         'desired_share_ids' were set to range(max_shares). You might use this
1128         if you initially thought you were going to use 10 peers, started
1129         encoding, and then two of the peers dropped out: you could use
1130         desired_share_ids= to skip the work (both memory and CPU) of
1131         producing shares for the peers which are no longer available.
1132
1133         """
1134
1135     def encode(inshares, desired_share_ids=None):
1136         """Encode some data. This may be called multiple times. Each call is
1137         independent.
1138
1139         inshares is a sequence of length required_shares, containing buffers
1140         (i.e. strings), where each buffer contains the next contiguous
1141         non-overlapping segment of the input data. Each buffer is required to
1142         be the same length, and the sum of the lengths of the buffers is
1143         required to be exactly the data_size promised by set_params(). (This
1144         implies that the data has to be padded before being passed to
1145         encode(), unless of course it already happens to be an even multiple
1146         of required_shares in length.)
1147
1148          ALSO: the requirement to break up your data into 'required_shares'
1149          chunks before calling encode() feels a bit surprising, at least from
1150          the point of view of a user who doesn't know how FEC works. It feels
1151          like an implementation detail that has leaked outside the
1152          abstraction barrier. Can you imagine a use case in which the data to
1153          be encoded might already be available in pre-segmented chunks, such
1154          that it is faster or less work to make encode() take a list rather
1155          than splitting a single string?
1156
1157          ALSO ALSO: I think 'inshares' is a misleading term, since encode()
1158          is supposed to *produce* shares, so what it *accepts* should be
1159          something other than shares. Other places in this interface use the
1160          word 'data' for that-which-is-not-shares.. maybe we should use that
1161          term?
1162
1163         'desired_share_ids', if provided, is required to be a sequence of
1164         ints, each of which is required to be >= 0 and < max_shares. If not
1165         provided, encode() will produce 'max_shares' shares, as if
1166         'desired_share_ids' were set to range(max_shares). You might use this
1167         if you initially thought you were going to use 10 peers, started
1168         encoding, and then two of the peers dropped out: you could use
1169         desired_share_ids= to skip the work (both memory and CPU) of
1170         producing shares for the peers which are no longer available.
1171
1172         For each call, encode() will return a Deferred that fires with two
1173         lists, one containing shares and the other containing the shareids.
1174         The get_share_size() method can be used to determine the length of
1175         the share strings returned by encode(). Each shareid is a small
1176         integer, exactly as passed into 'desired_share_ids' (or
1177         range(max_shares), if desired_share_ids was not provided).
1178
1179         The shares and their corresponding shareids are required to be kept
1180         together during storage and retrieval. Specifically, the share data is
1181         useless by itself: the decoder needs to be told which share is which
1182         by providing it with both the shareid and the actual share data.
1183
1184         This function will allocate an amount of memory roughly equal to::
1185
1186          (max_shares - required_shares) * get_share_size()
1187
1188         When combined with the memory that the caller must allocate to
1189         provide the input data, this leads to a memory footprint roughly
1190         equal to the size of the resulting encoded shares (i.e. the expansion
1191         factor times the size of the input segment).
1192         """
1193
1194         # rejected ideas:
1195         #
1196         #  returning a list of (shareidN,shareN) tuples instead of a pair of
1197         #  lists (shareids..,shares..). Brian thought the tuples would
1198         #  encourage users to keep the share and shareid together throughout
1199         #  later processing, Zooko pointed out that the code to iterate
1200         #  through two lists is not really more complicated than using a list
1201         #  of tuples and there's also a performance improvement
1202         #
1203         #  having 'data_size' not required to be an integral multiple of
1204         #  'required_shares'. Doing this would require encode() to perform
1205         #  padding internally, and we'd prefer to have any padding be done
1206         #  explicitly by the caller. Yes, it is an abstraction leak, but
1207         #  hopefully not an onerous one.
1208
1209
1210 class ICodecDecoder(Interface):
1211     def set_params(data_size, required_shares, max_shares):
1212         """Set the params. They have to be exactly the same ones that were
1213         used for encoding."""
1214
1215     def get_needed_shares():
1216         """Return the number of shares needed to reconstruct the data.
1217         set_params() is required to be called before this."""
1218
1219     def decode(some_shares, their_shareids):
1220         """Decode a partial list of shares into data.
1221
1222         'some_shares' is required to be a sequence of buffers of sharedata, a
1223         subset of the shares returned by ICodecEncode.encode(). Each share is
1224         required to be of the same length.  The i'th element of their_shareids
1225         is required to be the shareid of the i'th buffer in some_shares.
1226
1227         This returns a Deferred which fires with a sequence of buffers. This
1228         sequence will contain all of the segments of the original data, in
1229         order. The sum of the lengths of all of the buffers will be the
1230         'data_size' value passed into the original ICodecEncode.set_params()
1231         call. To get back the single original input block of data, use
1232         ''.join(output_buffers), or you may wish to simply write them in
1233         order to an output file.
1234
1235         Note that some of the elements in the result sequence may be
1236         references to the elements of the some_shares input sequence. In
1237         particular, this means that if those share objects are mutable (e.g.
1238         arrays) and if they are changed, then both the input (the
1239         'some_shares' parameter) and the output (the value given when the
1240         deferred is triggered) will change.
1241
1242         The length of 'some_shares' is required to be exactly the value of
1243         'required_shares' passed into the original ICodecEncode.set_params()
1244         call.
1245         """
1246
1247 class IEncoder(Interface):
1248     """I take an object that provides IEncryptedUploadable, which provides
1249     encrypted data, and a list of shareholders. I then encode, hash, and
1250     deliver shares to those shareholders. I will compute all the necessary
1251     Merkle hash trees that are necessary to validate the crypttext that
1252     eventually comes back from the shareholders. I provide the URI Extension
1253     Block Hash, and the encoding parameters, both of which must be included
1254     in the URI.
1255
1256     I do not choose shareholders, that is left to the IUploader. I must be
1257     given a dict of RemoteReferences to storage buckets that are ready and
1258     willing to receive data.
1259     """
1260
1261     def set_size(size):
1262         """Specify the number of bytes that will be encoded. This must be
1263         peformed before get_serialized_params() can be called.
1264         """
1265     def set_params(params):
1266         """Override the default encoding parameters. 'params' is a tuple of
1267         (k,d,n), where 'k' is the number of required shares, 'd' is the
1268         shares_of_happiness, and 'n' is the total number of shares that will
1269         be created.
1270
1271         Encoding parameters can be set in three ways. 1: The Encoder class
1272         provides defaults (3/7/10). 2: the Encoder can be constructed with
1273         an 'options' dictionary, in which the
1274         needed_and_happy_and_total_shares' key can be a (k,d,n) tuple. 3:
1275         set_params((k,d,n)) can be called.
1276
1277         If you intend to use set_params(), you must call it before
1278         get_share_size or get_param are called.
1279         """
1280
1281     def set_encrypted_uploadable(u):
1282         """Provide a source of encrypted upload data. 'u' must implement
1283         IEncryptedUploadable.
1284
1285         When this is called, the IEncryptedUploadable will be queried for its
1286         length and the storage_index that should be used.
1287
1288         This returns a Deferred that fires with this Encoder instance.
1289
1290         This must be performed before start() can be called.
1291         """
1292
1293     def get_param(name):
1294         """Return an encoding parameter, by name.
1295
1296         'storage_index': return a string with the (16-byte truncated SHA-256
1297                          hash) storage index to which these shares should be
1298                          pushed.
1299
1300         'share_counts': return a tuple describing how many shares are used:
1301                         (needed_shares, shares_of_happiness, total_shares)
1302
1303         'num_segments': return an int with the number of segments that
1304                         will be encoded.
1305
1306         'segment_size': return an int with the size of each segment.
1307
1308         'block_size': return the size of the individual blocks that will
1309                       be delivered to a shareholder's put_block() method. By
1310                       knowing this, the shareholder will be able to keep all
1311                       blocks in a single file and still provide random access
1312                       when reading them. # TODO: can we avoid exposing this?
1313
1314         'share_size': an int with the size of the data that will be stored
1315                       on each shareholder. This is aggregate amount of data
1316                       that will be sent to the shareholder, summed over all
1317                       the put_block() calls I will ever make. It is useful to
1318                       determine this size before asking potential
1319                       shareholders whether they will grant a lease or not,
1320                       since their answers will depend upon how much space we
1321                       need. TODO: this might also include some amount of
1322                       overhead, like the size of all the hashes. We need to
1323                       decide whether this is useful or not.
1324
1325         'serialized_params': a string with a concise description of the
1326                              codec name and its parameters. This may be passed
1327                              into the IUploadable to let it make sure that
1328                              the same file encoded with different parameters
1329                              will result in different storage indexes.
1330
1331         Once this is called, set_size() and set_params() may not be called.
1332         """
1333
1334     def set_shareholders(shareholders):
1335         """Tell the encoder where to put the encoded shares. 'shareholders'
1336         must be a dictionary that maps share number (an integer ranging from
1337         0 to n-1) to an instance that provides IStorageBucketWriter. This
1338         must be performed before start() can be called."""
1339
1340     def start():
1341         """Begin the encode/upload process. This involves reading encrypted
1342         data from the IEncryptedUploadable, encoding it, uploading the shares
1343         to the shareholders, then sending the hash trees.
1344
1345         set_encrypted_uploadable() and set_shareholders() must be called
1346         before this can be invoked.
1347
1348         This returns a Deferred that fires with a verify cap when the upload
1349         process is complete. The verifycap, plus the encryption key, is
1350         sufficient to construct the read cap.
1351         """
1352
1353 class IDecoder(Interface):
1354     """I take a list of shareholders and some setup information, then
1355     download, validate, decode, and decrypt data from them, writing the
1356     results to an output file.
1357
1358     I do not locate the shareholders, that is left to the IDownloader. I must
1359     be given a dict of RemoteReferences to storage buckets that are ready to
1360     send data.
1361     """
1362
1363     def setup(outfile):
1364         """I take a file-like object (providing write and close) to which all
1365         the plaintext data will be written.
1366
1367         TODO: producer/consumer . Maybe write() should return a Deferred that
1368         indicates when it will accept more data? But probably having the
1369         IDecoder be a producer is easier to glue to IConsumer pieces.
1370         """
1371
1372     def set_shareholders(shareholders):
1373         """I take a dictionary that maps share identifiers (small integers)
1374         to RemoteReferences that provide RIBucketReader. This must be called
1375         before start()."""
1376
1377     def start():
1378         """I start the download. This process involves retrieving data and
1379         hash chains from the shareholders, using the hashes to validate the
1380         data, decoding the shares into segments, decrypting the segments,
1381         then writing the resulting plaintext to the output file.
1382
1383         I return a Deferred that will fire (with self) when the download is
1384         complete.
1385         """
1386
1387 class IDownloadTarget(Interface):
1388     # Note that if the IDownloadTarget is also an IConsumer, the downloader
1389     # will register itself as a producer. This allows the target to invoke
1390     # downloader.pauseProducing, resumeProducing, and stopProducing.
1391     def open(size):
1392         """Called before any calls to write() or close(). If an error
1393         occurs before any data is available, fail() may be called without
1394         a previous call to open().
1395
1396         'size' is the length of the file being downloaded, in bytes."""
1397
1398     def write(data):
1399         """Output some data to the target."""
1400     def close():
1401         """Inform the target that there is no more data to be written."""
1402     def fail(why):
1403         """fail() is called to indicate that the download has failed. 'why'
1404         is a Failure object indicating what went wrong. No further methods
1405         will be invoked on the IDownloadTarget after fail()."""
1406     def register_canceller(cb):
1407         """The CiphertextDownloader uses this to register a no-argument function
1408         that the target can call to cancel the download. Once this canceller
1409         is invoked, no further calls to write() or close() will be made."""
1410     def finish():
1411         """When the CiphertextDownloader is done, this finish() function will be
1412         called. Whatever it returns will be returned to the invoker of
1413         Downloader.download.
1414         """
1415     # The following methods are just because that target might be a
1416     # repairer.DownUpConnector, and just because the current CHKUpload object
1417     # expects to find the storage index and encoding parameters in its
1418     # Uploadable.
1419     def set_storageindex(storageindex):
1420         """ Set the storage index. """
1421     def set_encodingparams(encodingparams):
1422         """ Set the encoding parameters. """
1423
1424 class IDownloader(Interface):
1425     def download(uri, target):
1426         """Perform a CHK download, sending the data to the given target.
1427         'target' must provide IDownloadTarget.
1428
1429         Returns a Deferred that fires (with the results of target.finish)
1430         when the download is finished, or errbacks if something went wrong."""
1431
1432 class IEncryptedUploadable(Interface):
1433     def set_upload_status(upload_status):
1434         """Provide an IUploadStatus object that should be filled with status
1435         information. The IEncryptedUploadable is responsible for setting
1436         key-determination progress ('chk'), size, storage_index, and
1437         ciphertext-fetch progress. It may delegate some of this
1438         responsibility to others, in particular to the IUploadable."""
1439
1440     def get_size():
1441         """This behaves just like IUploadable.get_size()."""
1442
1443     def get_all_encoding_parameters():
1444         """Return a Deferred that fires with a tuple of
1445         (k,happy,n,segment_size). The segment_size will be used as-is, and
1446         must match the following constraints: it must be a multiple of k, and
1447         it shouldn't be unreasonably larger than the file size (if
1448         segment_size is larger than filesize, the difference must be stored
1449         as padding).
1450
1451         This usually passes through to the IUploadable method of the same
1452         name.
1453
1454         The encoder strictly obeys the values returned by this method. To
1455         make an upload use non-default encoding parameters, you must arrange
1456         to control the values that this method returns.
1457         """
1458
1459     def get_storage_index():
1460         """Return a Deferred that fires with a 16-byte storage index.
1461         """
1462
1463     def read_encrypted(length, hash_only):
1464         """This behaves just like IUploadable.read(), but returns crypttext
1465         instead of plaintext. If hash_only is True, then this discards the
1466         data (and returns an empty list); this improves efficiency when
1467         resuming an interrupted upload (where we need to compute the
1468         plaintext hashes, but don't need the redundant encrypted data)."""
1469
1470     def get_plaintext_hashtree_leaves(first, last, num_segments):
1471         """OBSOLETE; Get the leaf nodes of a merkle hash tree over the
1472         plaintext segments, i.e. get the tagged hashes of the given segments.
1473         The segment size is expected to be generated by the
1474         IEncryptedUploadable before any plaintext is read or ciphertext
1475         produced, so that the segment hashes can be generated with only a
1476         single pass.
1477
1478         This returns a Deferred which fires with a sequence of hashes, using:
1479
1480          tuple(segment_hashes[first:last])
1481
1482         'num_segments' is used to assert that the number of segments that the
1483         IEncryptedUploadable handled matches the number of segments that the
1484         encoder was expecting.
1485
1486         This method must not be called until the final byte has been read
1487         from read_encrypted(). Once this method is called, read_encrypted()
1488         can never be called again.
1489         """
1490
1491     def get_plaintext_hash():
1492         """OBSOLETE; Get the hash of the whole plaintext.
1493
1494         This returns a Deferred which fires with a tagged SHA-256 hash of the
1495         whole plaintext, obtained from hashutil.plaintext_hash(data).
1496         """
1497
1498     def close():
1499         """Just like IUploadable.close()."""
1500
1501 class IUploadable(Interface):
1502     def set_upload_status(upload_status):
1503         """Provide an IUploadStatus object that should be filled with status
1504         information. The IUploadable is responsible for setting
1505         key-determination progress ('chk')."""
1506
1507     def set_default_encoding_parameters(params):
1508         """Set the default encoding parameters, which must be a dict mapping
1509         strings to ints. The meaningful keys are 'k', 'happy', 'n', and
1510         'max_segment_size'. These might have an influence on the final
1511         encoding parameters returned by get_all_encoding_parameters(), if the
1512         Uploadable doesn't have more specific preferences.
1513
1514         This call is optional: if it is not used, the Uploadable will use
1515         some built-in defaults. If used, this method must be called before
1516         any other IUploadable methods to have any effect.
1517         """
1518
1519     def get_size():
1520         """Return a Deferred that will fire with the length of the data to be
1521         uploaded, in bytes. This will be called before the data is actually
1522         used, to compute encoding parameters.
1523         """
1524
1525     def get_all_encoding_parameters():
1526         """Return a Deferred that fires with a tuple of
1527         (k,happy,n,segment_size). The segment_size will be used as-is, and
1528         must match the following constraints: it must be a multiple of k, and
1529         it shouldn't be unreasonably larger than the file size (if
1530         segment_size is larger than filesize, the difference must be stored
1531         as padding).
1532
1533         The relative values of k and n allow some IUploadables to request
1534         better redundancy than others (in exchange for consuming more space
1535         in the grid).
1536
1537         Larger values of segment_size reduce hash overhead, while smaller
1538         values reduce memory footprint and cause data to be delivered in
1539         smaller pieces (which may provide a smoother and more predictable
1540         download experience).
1541
1542         The encoder strictly obeys the values returned by this method. To
1543         make an upload use non-default encoding parameters, you must arrange
1544         to control the values that this method returns. One way to influence
1545         them may be to call set_encoding_parameters() before calling
1546         get_all_encoding_parameters().
1547         """
1548
1549     def get_encryption_key():
1550         """Return a Deferred that fires with a 16-byte AES key. This key will
1551         be used to encrypt the data. The key will also be hashed to derive
1552         the StorageIndex.
1553
1554         Uploadables which want to achieve convergence should hash their file
1555         contents and the serialized_encoding_parameters to form the key
1556         (which of course requires a full pass over the data). Uploadables can
1557         use the upload.ConvergentUploadMixin class to achieve this
1558         automatically.
1559
1560         Uploadables which do not care about convergence (or do not wish to
1561         make multiple passes over the data) can simply return a
1562         strongly-random 16 byte string.
1563
1564         get_encryption_key() may be called multiple times: the IUploadable is
1565         required to return the same value each time.
1566         """
1567
1568     def read(length):
1569         """Return a Deferred that fires with a list of strings (perhaps with
1570         only a single element) which, when concatenated together, contain the
1571         next 'length' bytes of data. If EOF is near, this may provide fewer
1572         than 'length' bytes. The total number of bytes provided by read()
1573         before it signals EOF must equal the size provided by get_size().
1574
1575         If the data must be acquired through multiple internal read
1576         operations, returning a list instead of a single string may help to
1577         reduce string copies.
1578
1579         'length' will typically be equal to (min(get_size(),1MB)/req_shares),
1580         so a 10kB file means length=3kB, 100kB file means length=30kB,
1581         and >=1MB file means length=300kB.
1582
1583         This method provides for a single full pass through the data. Later
1584         use cases may desire multiple passes or access to only parts of the
1585         data (such as a mutable file making small edits-in-place). This API
1586         will be expanded once those use cases are better understood.
1587         """
1588
1589     def close():
1590         """The upload is finished, and whatever filehandle was in use may be
1591         closed."""
1592
1593 class IUploadResults(Interface):
1594     """I am returned by upload() methods. I contain a number of public
1595     attributes which can be read to determine the results of the upload. Some
1596     of these are functional, some are timing information. All of these may be
1597     None.
1598
1599      .file_size : the size of the file, in bytes
1600      .uri : the CHK read-cap for the file
1601      .ciphertext_fetched : how many bytes were fetched by the helper
1602      .sharemap: dict mapping share identifier to set of serverids
1603                    (binary strings). This indicates which servers were given
1604                    which shares. For immutable files, the shareid is an
1605                    integer (the share number, from 0 to N-1). For mutable
1606                    files, it is a string of the form 'seq%d-%s-sh%d',
1607                    containing the sequence number, the roothash, and the
1608                    share number.
1609      .servermap : dict mapping server peerid to a set of share numbers
1610      .timings : dict of timing information, mapping name to seconds (float)
1611        total : total upload time, start to finish
1612        storage_index : time to compute the storage index
1613        peer_selection : time to decide which peers will be used
1614        contacting_helper : initial helper query to upload/no-upload decision
1615        existence_check : helper pre-upload existence check
1616        helper_total : initial helper query to helper finished pushing
1617        cumulative_fetch : helper waiting for ciphertext requests
1618        total_fetch : helper start to last ciphertext response
1619        cumulative_encoding : just time spent in zfec
1620        cumulative_sending : just time spent waiting for storage servers
1621        hashes_and_close : last segment push to shareholder close
1622        total_encode_and_push : first encode to shareholder close
1623
1624     """
1625
1626 class IDownloadResults(Interface):
1627     """I am created internally by download() methods. I contain a number of
1628     public attributes which contain details about the download process.::
1629
1630      .file_size : the size of the file, in bytes
1631      .servers_used : set of server peerids that were used during download
1632      .server_problems : dict mapping server peerid to a problem string. Only
1633                         servers that had problems (bad hashes, disconnects)
1634                         are listed here.
1635      .servermap : dict mapping server peerid to a set of share numbers. Only
1636                   servers that had any shares are listed here.
1637      .timings : dict of timing information, mapping name to seconds (float)
1638        peer_selection : time to ask servers about shares
1639        servers_peer_selection : dict of peerid to DYHB-query time
1640        uri_extension : time to fetch a copy of the URI extension block
1641        hashtrees : time to fetch the hash trees
1642        segments : time to fetch, decode, and deliver segments
1643        cumulative_fetch : time spent waiting for storage servers
1644        cumulative_decode : just time spent in zfec
1645        cumulative_decrypt : just time spent in decryption
1646        total : total download time, start to finish
1647        fetch_per_server : dict of peerid to list of per-segment fetch times
1648
1649     """
1650
1651 class IUploader(Interface):
1652     def upload(uploadable):
1653         """Upload the file. 'uploadable' must impement IUploadable. This
1654         returns a Deferred which fires with an IUploadResults instance, from
1655         which the URI of the file can be obtained as results.uri ."""
1656
1657     def upload_ssk(write_capability, new_version, uploadable):
1658         """TODO: how should this work?"""
1659
1660 class ICheckable(Interface):
1661     def check(monitor, verify=False, add_lease=False):
1662         """Check upon my health, optionally repairing any problems.
1663
1664         This returns a Deferred that fires with an instance that provides
1665         ICheckResults, or None if the object is non-distributed (i.e. LIT
1666         files).
1667
1668         The monitor will be checked periodically to see if the operation has
1669         been cancelled. If so, no new queries will be sent, and the Deferred
1670         will fire (with a OperationCancelledError) immediately.
1671
1672         Filenodes and dirnodes (which provide IFilesystemNode) are also
1673         checkable. Instances that represent verifier-caps will be checkable
1674         but not downloadable. Some objects (like LIT files) do not actually
1675         live in the grid, and their checkers return None (non-distributed
1676         files are always healthy).
1677
1678         If verify=False, a relatively lightweight check will be performed: I
1679         will ask all servers if they have a share for me, and I will believe
1680         whatever they say. If there are at least N distinct shares on the
1681         grid, my results will indicate r.is_healthy()==True. This requires a
1682         roundtrip to each server, but does not transfer very much data, so
1683         the network bandwidth is fairly low.
1684
1685         If verify=True, a more resource-intensive check will be performed:
1686         every share will be downloaded, and the hashes will be validated on
1687         every bit. I will ignore any shares that failed their hash checks. If
1688         there are at least N distinct valid shares on the grid, my results
1689         will indicate r.is_healthy()==True. This requires N/k times as much
1690         download bandwidth (and server disk IO) as a regular download. If a
1691         storage server is holding a corrupt share, or is experiencing memory
1692         failures during retrieval, or is malicious or buggy, then
1693         verification will detect the problem, but checking will not.
1694
1695         If add_lease=True, I will ensure that an up-to-date lease is present
1696         on each share. The lease secrets will be derived from by node secret
1697         (in BASEDIR/private/secret), so either I will add a new lease to the
1698         share, or I will merely renew the lease that I already had. In a
1699         future version of the storage-server protocol (once Accounting has
1700         been implemented), there may be additional options here to define the
1701         kind of lease that is obtained (which account number to claim, etc).
1702
1703         TODO: any problems seen during checking will be reported to the
1704         health-manager.furl, a centralized object which is responsible for
1705         figuring out why files are unhealthy so corrective action can be
1706         taken.
1707         """
1708
1709     def check_and_repair(monitor, verify=False, add_lease=False):
1710         """Like check(), but if the file/directory is not healthy, attempt to
1711         repair the damage.
1712
1713         Any non-healthy result will cause an immediate repair operation, to
1714         generate and upload new shares. After repair, the file will be as
1715         healthy as we can make it. Details about what sort of repair is done
1716         will be put in the check-and-repair results. The Deferred will not
1717         fire until the repair is complete.
1718
1719         This returns a Deferred which fires with an instance of
1720         ICheckAndRepairResults."""
1721
1722 class IDeepCheckable(Interface):
1723     def start_deep_check(verify=False, add_lease=False):
1724         """Check upon the health of me and everything I can reach.
1725
1726         This is a recursive form of check(), useable only on dirnodes.
1727
1728         I return a Monitor, with results that are an IDeepCheckResults
1729         object.
1730
1731         TODO: If any of the directories I traverse are unrecoverable, the
1732         Monitor will report failure. If any of the files I check upon are
1733         unrecoverable, those problems will be reported in the
1734         IDeepCheckResults as usual, and the Monitor will not report a
1735         failure.
1736         """
1737
1738     def start_deep_check_and_repair(verify=False, add_lease=False):
1739         """Check upon the health of me and everything I can reach. Repair
1740         anything that isn't healthy.
1741
1742         This is a recursive form of check_and_repair(), useable only on
1743         dirnodes.
1744
1745         I return a Monitor, with results that are an
1746         IDeepCheckAndRepairResults object.
1747
1748         TODO: If any of the directories I traverse are unrecoverable, the
1749         Monitor will report failure. If any of the files I check upon are
1750         unrecoverable, those problems will be reported in the
1751         IDeepCheckResults as usual, and the Monitor will not report a
1752         failure.
1753         """
1754
1755 class ICheckResults(Interface):
1756     """I contain the detailed results of a check/verify operation.
1757     """
1758
1759     def get_storage_index():
1760         """Return a string with the (binary) storage index."""
1761     def get_storage_index_string():
1762         """Return a string with the (printable) abbreviated storage index."""
1763     def get_uri():
1764         """Return the (string) URI of the object that was checked."""
1765
1766     def is_healthy():
1767         """Return a boolean, True if the file/dir is fully healthy, False if
1768         it is damaged in any way. Non-distributed LIT files always return
1769         True."""
1770
1771     def is_recoverable():
1772         """Return a boolean, True if the file/dir can be recovered, False if
1773         not. Unrecoverable files are obviously unhealthy. Non-distributed LIT
1774         files always return True."""
1775
1776     def needs_rebalancing():
1777         """Return a boolean, True if the file/dir's reliability could be
1778         improved by moving shares to new servers. Non-distributed LIT files
1779         always return False."""
1780
1781
1782     def get_data():
1783         """Return a dictionary that describes the state of the file/dir. LIT
1784         files always return an empty dictionary. Normal files and directories
1785         return a dictionary with the following keys (note that these use
1786         binary strings rather than base32-encoded ones) (also note that for
1787         mutable files, these counts are for the 'best' version):
1788
1789          count-shares-good: the number of distinct good shares that were found
1790          count-shares-needed: 'k', the number of shares required for recovery
1791          count-shares-expected: 'N', the number of total shares generated
1792          count-good-share-hosts: the number of distinct storage servers with
1793                                  good shares. If this number is less than
1794                                  count-shares-good, then some shares are
1795                                  doubled up, increasing the correlation of
1796                                  failures. This indicates that one or more
1797                                  shares should be moved to an otherwise unused
1798                                  server, if one is available.
1799          count-corrupt-shares: the number of shares with integrity failures
1800          list-corrupt-shares: a list of 'share locators', one for each share
1801                               that was found to be corrupt. Each share
1802                               locator is a list of (serverid, storage_index,
1803                               sharenum).
1804          count-incompatible-shares: the number of shares which are of a share
1805                                     format unknown to this checker
1806          list-incompatible-shares: a list of 'share locators', one for each
1807                                    share that was found to be of an unknown
1808                                    format. Each share locator is a list of
1809                                    (serverid, storage_index, sharenum).
1810          servers-responding: list of (binary) storage server identifiers,
1811                              one for each server which responded to the share
1812                              query (even if they said they didn't have
1813                              shares, and even if they said they did have
1814                              shares but then didn't send them when asked, or
1815                              dropped the connection, or returned a Failure,
1816                              and even if they said they did have shares and
1817                              sent incorrect ones when asked)
1818          sharemap: dict mapping share identifier to list of serverids
1819                    (binary strings). This indicates which servers are holding
1820                    which shares. For immutable files, the shareid is an
1821                    integer (the share number, from 0 to N-1). For mutable
1822                    files, it is a string of the form 'seq%d-%s-sh%d',
1823                    containing the sequence number, the roothash, and the
1824                    share number.
1825
1826         The following keys are most relevant for mutable files, but immutable
1827         files will provide sensible values too::
1828
1829          count-wrong-shares: the number of shares for versions other than the
1830                              'best' one (which is defined as being the
1831                              recoverable version with the highest sequence
1832                              number, then the highest roothash). These are
1833                              either leftover shares from an older version
1834                              (perhaps on a server that was offline when an
1835                              update occurred), shares from an unrecoverable
1836                              newer version, or shares from an alternate
1837                              current version that results from an
1838                              uncoordinated write collision. For a healthy
1839                              file, this will equal 0.
1840
1841          count-recoverable-versions: the number of recoverable versions of
1842                                      the file. For a healthy file, this will
1843                                      equal 1.
1844
1845          count-unrecoverable-versions: the number of unrecoverable versions
1846                                        of the file. For a healthy file, this
1847                                        will be 0.
1848
1849         """
1850
1851     def get_summary():
1852         """Return a string with a brief (one-line) summary of the results."""
1853
1854     def get_report():
1855         """Return a list of strings with more detailed results."""
1856
1857 class ICheckAndRepairResults(Interface):
1858     """I contain the detailed results of a check/verify/repair operation.
1859
1860     The IFilesystemNode.check()/verify()/repair() methods all return
1861     instances that provide ICheckAndRepairResults.
1862     """
1863
1864     def get_storage_index():
1865         """Return a string with the (binary) storage index."""
1866     def get_storage_index_string():
1867         """Return a string with the (printable) abbreviated storage index."""
1868     def get_repair_attempted():
1869         """Return a boolean, True if a repair was attempted. We might not
1870         attempt to repair the file because it was healthy, or healthy enough
1871         (i.e. some shares were missing but not enough to exceed some
1872         threshold), or because we don't know how to repair this object."""
1873     def get_repair_successful():
1874         """Return a boolean, True if repair was attempted and the file/dir
1875         was fully healthy afterwards. False if no repair was attempted or if
1876         a repair attempt failed."""
1877     def get_pre_repair_results():
1878         """Return an ICheckResults instance that describes the state of the
1879         file/dir before any repair was attempted."""
1880     def get_post_repair_results():
1881         """Return an ICheckResults instance that describes the state of the
1882         file/dir after any repair was attempted. If no repair was attempted,
1883         the pre-repair and post-repair results will be identical."""
1884
1885
1886 class IDeepCheckResults(Interface):
1887     """I contain the results of a deep-check operation.
1888
1889     This is returned by a call to ICheckable.deep_check().
1890     """
1891
1892     def get_root_storage_index_string():
1893         """Return the storage index (abbreviated human-readable string) of
1894         the first object checked."""
1895     def get_counters():
1896         """Return a dictionary with the following keys::
1897
1898              count-objects-checked: count of how many objects were checked
1899              count-objects-healthy: how many of those objects were completely
1900                                     healthy
1901              count-objects-unhealthy: how many were damaged in some way
1902              count-objects-unrecoverable: how many were unrecoverable
1903              count-corrupt-shares: how many shares were found to have
1904                                    corruption, summed over all objects
1905                                    examined
1906         """
1907
1908     def get_corrupt_shares():
1909         """Return a set of (serverid, storage_index, sharenum) for all shares
1910         that were found to be corrupt. Both serverid and storage_index are
1911         binary.
1912         """
1913     def get_all_results():
1914         """Return a dictionary mapping pathname (a tuple of strings, ready to
1915         be slash-joined) to an ICheckResults instance, one for each object
1916         that was checked."""
1917
1918     def get_results_for_storage_index(storage_index):
1919         """Retrive the ICheckResults instance for the given (binary)
1920         storage index. Raises KeyError if there are no results for that
1921         storage index."""
1922
1923     def get_stats():
1924         """Return a dictionary with the same keys as
1925         IDirectoryNode.deep_stats()."""
1926
1927 class IDeepCheckAndRepairResults(Interface):
1928     """I contain the results of a deep-check-and-repair operation.
1929
1930     This is returned by a call to ICheckable.deep_check_and_repair().
1931     """
1932
1933     def get_root_storage_index_string():
1934         """Return the storage index (abbreviated human-readable string) of
1935         the first object checked."""
1936     def get_counters():
1937         """Return a dictionary with the following keys::
1938
1939              count-objects-checked: count of how many objects were checked
1940              count-objects-healthy-pre-repair: how many of those objects were
1941                                                completely healthy (before any
1942                                                repair)
1943              count-objects-unhealthy-pre-repair: how many were damaged in
1944                                                  some way
1945              count-objects-unrecoverable-pre-repair: how many were unrecoverable
1946              count-objects-healthy-post-repair: how many of those objects were
1947                                                 completely healthy (after any
1948                                                 repair)
1949              count-objects-unhealthy-post-repair: how many were damaged in
1950                                                   some way
1951              count-objects-unrecoverable-post-repair: how many were
1952                                                       unrecoverable
1953              count-repairs-attempted: repairs were attempted on this many
1954                                       objects. The count-repairs- keys will
1955                                       always be provided, however unless
1956                                       repair=true is present, they will all
1957                                       be zero.
1958              count-repairs-successful: how many repairs resulted in healthy
1959                                        objects
1960              count-repairs-unsuccessful: how many repairs resulted did not
1961                                          results in completely healthy objects
1962              count-corrupt-shares-pre-repair: how many shares were found to
1963                                               have corruption, summed over all
1964                                               objects examined (before any
1965                                               repair)
1966              count-corrupt-shares-post-repair: how many shares were found to
1967                                                have corruption, summed over all
1968                                                objects examined (after any
1969                                                repair)
1970         """
1971
1972     def get_stats():
1973         """Return a dictionary with the same keys as
1974         IDirectoryNode.deep_stats()."""
1975
1976     def get_corrupt_shares():
1977         """Return a set of (serverid, storage_index, sharenum) for all shares
1978         that were found to be corrupt before any repair was attempted. Both
1979         serverid and storage_index are binary.
1980         """
1981     def get_remaining_corrupt_shares():
1982         """Return a set of (serverid, storage_index, sharenum) for all shares
1983         that were found to be corrupt after any repair was completed. Both
1984         serverid and storage_index are binary. These are shares that need
1985         manual inspection and probably deletion.
1986         """
1987     def get_all_results():
1988         """Return a dictionary mapping pathname (a tuple of strings, ready to
1989         be slash-joined) to an ICheckAndRepairResults instance, one for each
1990         object that was checked."""
1991
1992     def get_results_for_storage_index(storage_index):
1993         """Retrive the ICheckAndRepairResults instance for the given (binary)
1994         storage index. Raises KeyError if there are no results for that
1995         storage index."""
1996
1997
1998 class IRepairable(Interface):
1999     def repair(check_results):
2000         """Attempt to repair the given object. Returns a Deferred that fires
2001         with a IRepairResults object.
2002
2003         I must be called with an object that implements ICheckResults, as
2004         proof that you have actually discovered a problem with this file. I
2005         will use the data in the checker results to guide the repair process,
2006         such as which servers provided bad data and should therefore be
2007         avoided. The ICheckResults object is inside the
2008         ICheckAndRepairResults object, which is returned by the
2009         ICheckable.check() method::
2010
2011          d = filenode.check(repair=False)
2012          def _got_results(check_and_repair_results):
2013              check_results = check_and_repair_results.get_pre_repair_results()
2014              return filenode.repair(check_results)
2015          d.addCallback(_got_results)
2016          return d
2017         """
2018
2019 class IRepairResults(Interface):
2020     """I contain the results of a repair operation."""
2021
2022
2023 class IClient(Interface):
2024     def upload(uploadable):
2025         """Upload some data into a CHK, get back the UploadResults for it.
2026         @param uploadable: something that implements IUploadable
2027         @return: a Deferred that fires with the UploadResults instance.
2028                  To get the URI for this file, use results.uri .
2029         """
2030
2031     def create_mutable_file(contents=""):
2032         """Create a new mutable file (with initial) contents, get back the
2033         URI string.
2034
2035         @param contents: (bytestring, callable, or None): this provides the
2036         initial contents of the mutable file. If 'contents' is a bytestring,
2037         it will be used as-is. If 'contents' is a callable, it will be
2038         invoked with the new MutableFileNode instance and is expected to
2039         return a bytestring with the initial contents of the file (the
2040         callable can use node.get_writekey() to decide how to encrypt the
2041         initial contents, e.g. for a brand new dirnode with initial
2042         children). contents=None is equivalent to an empty string. Using
2043         content_maker= is more efficient than creating a mutable file and
2044         setting its contents in two separate operations.
2045
2046         @return: a Deferred that fires with tne (string) SSK URI for the new
2047                  file.
2048         """
2049
2050     def create_dirnode(initial_children={}):
2051         """Create a new unattached dirnode, possibly with initial children.
2052
2053         @param initial_children: dict with keys that are unicode child names,
2054         and values that are (childnode, metadata) tuples.
2055
2056         @return: a Deferred that fires with the new IDirectoryNode instance.
2057         """
2058
2059     def create_node_from_uri(uri, rouri):
2060         """Create a new IFilesystemNode instance from the uri, synchronously.
2061         @param uri: a string or IURI-providing instance, or None. This could
2062                     be for a LiteralFileNode, a CHK file node, a mutable file
2063                     node, or a directory node
2064         @param rouri: a string or IURI-providing instance, or None. If the
2065                       main uri is None, I will use the rouri instead. If I
2066                       recognize the format of the main uri, I will ignore the
2067                       rouri (because it can be derived from the writecap).
2068
2069         @return: an instance that provides IFilesystemNode (or more usefully
2070                  one of its subclasses). File-specifying URIs will result in
2071                  IFileNode or IMutableFileNode -providing instances, like
2072                  ImmutableFileNode, LiteralFileNode, or MutableFileNode.
2073                  Directory-specifying URIs will result in
2074                  IDirectoryNode-providing instances, like DirectoryNode.
2075         """
2076
2077 class INodeMaker(Interface):
2078     """The NodeMaker is used to create IFilesystemNode instances. It can
2079     accept a filecap/dircap string and return the node right away. It can
2080     also create new nodes (i.e. upload a file, or create a mutable file)
2081     asynchronously. Once you have one of these nodes, you can use other
2082     methods to determine whether it is a file or directory, and to download
2083     or modify its contents.
2084
2085     The NodeMaker encapsulates all the authorities that these
2086     IfilesystemNodes require (like references to the StorageFarmBroker). Each
2087     Tahoe process will typically have a single NodeMaker, but unit tests may
2088     create simplified/mocked forms for testing purposes.
2089     """
2090     def create_from_cap(writecap, readcap=None):
2091         """I create an IFilesystemNode from the given writecap/readcap. I can
2092         only provide nodes for existing file/directory objects: use my other
2093         methods to create new objects. I return synchronously."""
2094
2095     def create_mutable_file(contents=None, keysize=None):
2096         """I create a new mutable file, and return a Deferred which will fire
2097         with the IMutableFileNode instance when it is ready. If contents= is
2098         provided (a bytestring), it will be used as the initial contents of
2099         the new file, otherwise the file will contain zero bytes. keysize= is
2100         for use by unit tests, to create mutable files that are smaller than
2101         usual."""
2102
2103     def create_new_mutable_directory(initial_children={}):
2104         """I create a new mutable directory, and return a Deferred which will
2105         fire with the IDirectoryNode instance when it is ready. If
2106         initial_children= is provided (a dict mapping unicode child name to
2107         (childnode, metadata_dict) tuples), the directory will be populated
2108         with those children, otherwise it will be empty."""
2109
2110 class IClientStatus(Interface):
2111     def list_all_uploads():
2112         """Return a list of uploader objects, one for each upload which
2113         currently has an object available (tracked with weakrefs). This is
2114         intended for debugging purposes."""
2115     def list_active_uploads():
2116         """Return a list of active IUploadStatus objects."""
2117     def list_recent_uploads():
2118         """Return a list of IUploadStatus objects for the most recently
2119         started uploads."""
2120
2121     def list_all_downloads():
2122         """Return a list of downloader objects, one for each download which
2123         currently has an object available (tracked with weakrefs). This is
2124         intended for debugging purposes."""
2125     def list_active_downloads():
2126         """Return a list of active IDownloadStatus objects."""
2127     def list_recent_downloads():
2128         """Return a list of IDownloadStatus objects for the most recently
2129         started downloads."""
2130
2131 class IUploadStatus(Interface):
2132     def get_started():
2133         """Return a timestamp (float with seconds since epoch) indicating
2134         when the operation was started."""
2135     def get_storage_index():
2136         """Return a string with the (binary) storage index in use on this
2137         upload. Returns None if the storage index has not yet been
2138         calculated."""
2139     def get_size():
2140         """Return an integer with the number of bytes that will eventually
2141         be uploaded for this file. Returns None if the size is not yet known.
2142         """
2143     def using_helper():
2144         """Return True if this upload is using a Helper, False if not."""
2145     def get_status():
2146         """Return a string describing the current state of the upload
2147         process."""
2148     def get_progress():
2149         """Returns a tuple of floats, (chk, ciphertext, encode_and_push),
2150         each from 0.0 to 1.0 . 'chk' describes how much progress has been
2151         made towards hashing the file to determine a CHK encryption key: if
2152         non-convergent encryption is in use, this will be trivial, otherwise
2153         the whole file must be hashed. 'ciphertext' describes how much of the
2154         ciphertext has been pushed to the helper, and is '1.0' for non-helper
2155         uploads. 'encode_and_push' describes how much of the encode-and-push
2156         process has finished: for helper uploads this is dependent upon the
2157         helper providing progress reports. It might be reasonable to add all
2158         three numbers and report the sum to the user."""
2159     def get_active():
2160         """Return True if the upload is currently active, False if not."""
2161     def get_results():
2162         """Return an instance of UploadResults (which contains timing and
2163         sharemap information). Might return None if the upload is not yet
2164         finished."""
2165     def get_counter():
2166         """Each upload status gets a unique number: this method returns that
2167         number. This provides a handle to this particular upload, so a web
2168         page can generate a suitable hyperlink."""
2169
2170 class IDownloadStatus(Interface):
2171     def get_started():
2172         """Return a timestamp (float with seconds since epoch) indicating
2173         when the operation was started."""
2174     def get_storage_index():
2175         """Return a string with the (binary) storage index in use on this
2176         download. This may be None if there is no storage index (i.e. LIT
2177         files)."""
2178     def get_size():
2179         """Return an integer with the number of bytes that will eventually be
2180         retrieved for this file. Returns None if the size is not yet known.
2181         """
2182     def using_helper():
2183         """Return True if this download is using a Helper, False if not."""
2184     def get_status():
2185         """Return a string describing the current state of the download
2186         process."""
2187     def get_progress():
2188         """Returns a float (from 0.0 to 1.0) describing the amount of the
2189         download that has completed. This value will remain at 0.0 until the
2190         first byte of plaintext is pushed to the download target."""
2191     def get_active():
2192         """Return True if the download is currently active, False if not."""
2193     def get_counter():
2194         """Each download status gets a unique number: this method returns
2195         that number. This provides a handle to this particular download, so a
2196         web page can generate a suitable hyperlink."""
2197
2198 class IServermapUpdaterStatus(Interface):
2199     pass
2200 class IPublishStatus(Interface):
2201     pass
2202 class IRetrieveStatus(Interface):
2203     pass
2204
2205 class NotCapableError(Exception):
2206     """You have tried to write to a read-only node."""
2207
2208 class BadWriteEnablerError(Exception):
2209     pass
2210
2211 class RIControlClient(RemoteInterface):
2212
2213     def wait_for_client_connections(num_clients=int):
2214         """Do not return until we have connections to at least NUM_CLIENTS
2215         storage servers.
2216         """
2217
2218     def upload_from_file_to_uri(filename=str,
2219                                 convergence=ChoiceOf(None,
2220                                                      StringConstraint(2**20))):
2221         """Upload a file to the grid. This accepts a filename (which must be
2222         absolute) that points to a file on the node's local disk. The node will
2223         read the contents of this file, upload it to the grid, then return the
2224         URI at which it was uploaded.  If convergence is None then a random
2225         encryption key will be used, else the plaintext will be hashed, then
2226         that hash will be mixed together with the "convergence" string to form
2227         the encryption key.
2228         """
2229         return URI
2230
2231     def download_from_uri_to_file(uri=URI, filename=str):
2232         """Download a file from the grid, placing it on the node's local disk
2233         at the given filename (which must be absolute[?]). Returns the
2234         absolute filename where the file was written."""
2235         return str
2236
2237     # debug stuff
2238
2239     def get_memory_usage():
2240         """Return a dict describes the amount of memory currently in use. The
2241         keys are 'VmPeak', 'VmSize', and 'VmData'. The values are integers,
2242         measuring memory consupmtion in bytes."""
2243         return DictOf(str, int)
2244
2245     def speed_test(count=int, size=int, mutable=Any()):
2246         """Write 'count' tempfiles to disk, all of the given size. Measure
2247         how long (in seconds) it takes to upload them all to the servers.
2248         Then measure how long it takes to download all of them. If 'mutable'
2249         is 'create', time creation of mutable files. If 'mutable' is
2250         'upload', then time access to the same mutable file instead of
2251         creating one.
2252
2253         Returns a tuple of (upload_time, download_time).
2254         """
2255         return (float, float)
2256
2257     def measure_peer_response_time():
2258         """Send a short message to each connected peer, and measure the time
2259         it takes for them to respond to it. This is a rough measure of the
2260         application-level round trip time.
2261
2262         @return: a dictionary mapping peerid to a float (RTT time in seconds)
2263         """
2264
2265         return DictOf(Nodeid, float)
2266
2267 UploadResults = Any() #DictOf(str, str)
2268
2269 class RIEncryptedUploadable(RemoteInterface):
2270     __remote_name__ = "RIEncryptedUploadable.tahoe.allmydata.com"
2271
2272     def get_size():
2273         return Offset
2274
2275     def get_all_encoding_parameters():
2276         return (int, int, int, long)
2277
2278     def read_encrypted(offset=Offset, length=ReadSize):
2279         return ListOf(str)
2280
2281     def close():
2282         return None
2283
2284
2285 class RICHKUploadHelper(RemoteInterface):
2286     __remote_name__ = "RIUploadHelper.tahoe.allmydata.com"
2287
2288     def get_version():
2289         """
2290         Return a dictionary of version information.
2291         """
2292         return DictOf(str, Any())
2293
2294     def upload(reader=RIEncryptedUploadable):
2295         return UploadResults
2296
2297
2298 class RIHelper(RemoteInterface):
2299     __remote_name__ = "RIHelper.tahoe.allmydata.com"
2300
2301     def get_version():
2302         """
2303         Return a dictionary of version information.
2304         """
2305         return DictOf(str, Any())
2306
2307     def upload_chk(si=StorageIndex):
2308         """See if a file with a given storage index needs uploading. The
2309         helper will ask the appropriate storage servers to see if the file
2310         has already been uploaded. If so, the helper will return a set of
2311         'upload results' that includes whatever hashes are needed to build
2312         the read-cap, and perhaps a truncated sharemap.
2313
2314         If the file has not yet been uploaded (or if it was only partially
2315         uploaded), the helper will return an empty upload-results dictionary
2316         and also an RICHKUploadHelper object that will take care of the
2317         upload process. The client should call upload() on this object and
2318         pass it a reference to an RIEncryptedUploadable object that will
2319         provide ciphertext. When the upload is finished, the upload() method
2320         will finish and return the upload results.
2321         """
2322         return (UploadResults, ChoiceOf(RICHKUploadHelper, None))
2323
2324
2325 class RIStatsProvider(RemoteInterface):
2326     __remote_name__ = "RIStatsProvider.tahoe.allmydata.com"
2327     """
2328     Provides access to statistics and monitoring information.
2329     """
2330
2331     def get_stats():
2332         """
2333         returns a dictionary containing 'counters' and 'stats', each a
2334         dictionary with string counter/stat name keys, and numeric values.
2335         counters are monotonically increasing measures of work done, and
2336         stats are instantaneous measures (potentially time averaged
2337         internally)
2338         """
2339         return DictOf(str, DictOf(str, ChoiceOf(float, int, long)))
2340
2341 class RIStatsGatherer(RemoteInterface):
2342     __remote_name__ = "RIStatsGatherer.tahoe.allmydata.com"
2343     """
2344     Provides a monitoring service for centralised collection of stats
2345     """
2346
2347     def provide(provider=RIStatsProvider, nickname=str):
2348         """
2349         @param provider: a stats collector instance which should be polled
2350                          periodically by the gatherer to collect stats.
2351         @param nickname: a name useful to identify the provided client
2352         """
2353         return None
2354
2355
2356 class IStatsProducer(Interface):
2357     def get_stats():
2358         """
2359         returns a dictionary, with str keys representing the names of stats
2360         to be monitored, and numeric values.
2361         """
2362
2363 class RIKeyGenerator(RemoteInterface):
2364     __remote_name__ = "RIKeyGenerator.tahoe.allmydata.com"
2365     """
2366     Provides a service offering to make RSA key pairs.
2367     """
2368
2369     def get_rsa_key_pair(key_size=int):
2370         """
2371         @param key_size: the size of the signature key.
2372         @return: tuple(verifying_key, signing_key)
2373         """
2374         return TupleOf(str, str)
2375
2376
2377 class FileTooLargeError(Exception):
2378     pass
2379
2380 class IValidatedThingProxy(Interface):
2381     def start():
2382         """ Acquire a thing and validate it. Return a deferred which is
2383         eventually fired with self if the thing is valid or errbacked if it
2384         can't be acquired or validated."""
2385
2386 class InsufficientVersionError(Exception):
2387     def __init__(self, needed, got):
2388         self.needed = needed
2389         self.got = got
2390     def __repr__(self):
2391         return "InsufficientVersionError(need '%s', got %s)" % (self.needed,
2392                                                                 self.got)