]> git.rkrishnan.org Git - tahoe-lafs/tahoe-lafs.git/blob - src/allmydata/interfaces.py
Add t=mkdir-immutable to the webapi. Closes #607.
[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 class IMutableFilesystemNode(IFilesystemNode):
554     pass
555
556 class IFileNode(IFilesystemNode):
557     def download(target):
558         """Download the file's contents to a given IDownloadTarget"""
559
560     def download_to_data():
561         """Download the file's contents. Return a Deferred that fires
562         with those contents."""
563
564     def get_size():
565         """Return the length (in bytes) of the data this node represents."""
566
567     def read(consumer, offset=0, size=None):
568         """Download a portion (possibly all) of the file's contents, making
569         them available to the given IConsumer. Return a Deferred that fires
570         (with the consumer) when the consumer is unregistered (either because
571         the last byte has been given to it, or because the consumer threw an
572         exception during write(), possibly because it no longer wants to
573         receive data). The portion downloaded will start at 'offset' and
574         contain 'size' bytes (or the remainder of the file if size==None).
575
576         The consumer will be used in non-streaming mode: an IPullProducer
577         will be attached to it.
578
579         The consumer will not receive data right away: several network trips
580         must occur first. The order of events will be::
581
582          consumer.registerProducer(p, streaming)
583           (if streaming == False)::
584            consumer does p.resumeProducing()
585             consumer.write(data)
586            consumer does p.resumeProducing()
587             consumer.write(data).. (repeat until all data is written)
588          consumer.unregisterProducer()
589          deferred.callback(consumer)
590
591         If a download error occurs, or an exception is raised by
592         consumer.registerProducer() or consumer.write(), I will call
593         consumer.unregisterProducer() and then deliver the exception via
594         deferred.errback(). To cancel the download, the consumer should call
595         p.stopProducing(), which will result in an exception being delivered
596         via deferred.errback().
597
598         A simple download-to-memory consumer example would look like this::
599
600          class MemoryConsumer:
601            implements(IConsumer)
602            def __init__(self):
603              self.chunks = []
604              self.done = False
605            def registerProducer(self, p, streaming):
606              assert streaming == False
607              while not self.done:
608                p.resumeProducing()
609            def write(self, data):
610              self.chunks.append(data)
611            def unregisterProducer(self):
612              self.done = True
613          d = filenode.read(MemoryConsumer())
614          d.addCallback(lambda mc: "".join(mc.chunks))
615          return d
616
617         """
618
619 class IMutableFileNode(IFileNode, IMutableFilesystemNode):
620     """I provide access to a 'mutable file', which retains its identity
621     regardless of what contents are put in it.
622
623     The consistency-vs-availability problem means that there might be
624     multiple versions of a file present in the grid, some of which might be
625     unrecoverable (i.e. have fewer than 'k' shares). These versions are
626     loosely ordered: each has a sequence number and a hash, and any version
627     with seqnum=N was uploaded by a node which has seen at least one version
628     with seqnum=N-1.
629
630     The 'servermap' (an instance of IMutableFileServerMap) is used to
631     describe the versions that are known to be present in the grid, and which
632     servers are hosting their shares. It is used to represent the 'state of
633     the world', and is used for this purpose by my test-and-set operations.
634     Downloading the contents of the mutable file will also return a
635     servermap. Uploading a new version into the mutable file requires a
636     servermap as input, and the semantics of the replace operation is
637     'replace the file with my new version if it looks like nobody else has
638     changed the file since my previous download'. Because the file is
639     distributed, this is not a perfect test-and-set operation, but it will do
640     its best. If the replace process sees evidence of a simultaneous write,
641     it will signal an UncoordinatedWriteError, so that the caller can take
642     corrective action.
643
644
645     Most readers will want to use the 'best' current version of the file, and
646     should use my 'download_best_version()' method.
647
648     To unconditionally replace the file, callers should use overwrite(). This
649     is the mode that user-visible mutable files will probably use.
650
651     To apply some delta to the file, call modify() with a callable modifier
652     function that can apply the modification that you want to make. This is
653     the mode that dirnodes will use, since most directory modification
654     operations can be expressed in terms of deltas to the directory state.
655
656
657     Three methods are available for users who need to perform more complex
658     operations. The first is get_servermap(), which returns an up-to-date
659     servermap using a specified mode. The second is download_version(), which
660     downloads a specific version (not necessarily the 'best' one). The third
661     is 'upload', which accepts new contents and a servermap (which must have
662     been updated with MODE_WRITE). The upload method will attempt to apply
663     the new contents as long as no other node has modified the file since the
664     servermap was updated. This might be useful to a caller who wants to
665     merge multiple versions into a single new one.
666
667     Note that each time the servermap is updated, a specific 'mode' is used,
668     which determines how many peers are queried. To use a servermap for my
669     replace() method, that servermap must have been updated in MODE_WRITE.
670     These modes are defined in allmydata.mutable.common, and consist of
671     MODE_READ, MODE_WRITE, MODE_ANYTHING, and MODE_CHECK. Please look in
672     allmydata/mutable/servermap.py for details about the differences.
673
674     Mutable files are currently limited in size (about 3.5MB max) and can
675     only be retrieved and updated all-at-once, as a single big string. Future
676     versions of our mutable files will remove this restriction.
677     """
678
679     def download_best_version():
680         """Download the 'best' available version of the file, meaning one of
681         the recoverable versions with the highest sequence number. If no
682         uncoordinated writes have occurred, and if enough shares are
683         available, then this will be the most recent version that has been
684         uploaded.
685
686         I update an internal servermap with MODE_READ, determine which
687         version of the file is indicated by
688         servermap.best_recoverable_version(), and return a Deferred that
689         fires with its contents. If no version is recoverable, the Deferred
690         will errback with UnrecoverableFileError.
691         """
692
693     def get_size_of_best_version():
694         """Find the size of the version that would be downloaded with
695         download_best_version(), without actually downloading the whole file.
696
697         I return a Deferred that fires with an integer.
698         """
699
700     def overwrite(new_contents):
701         """Unconditionally replace the contents of the mutable file with new
702         ones. This simply chains get_servermap(MODE_WRITE) and upload(). This
703         is only appropriate to use when the new contents of the file are
704         completely unrelated to the old ones, and you do not care about other
705         clients' changes.
706
707         I return a Deferred that fires (with a PublishStatus object) when the
708         update has completed.
709         """
710
711     def modify(modifier_cb):
712         """Modify the contents of the file, by downloading the current
713         version, applying the modifier function (or bound method), then
714         uploading the new version. I return a Deferred that fires (with a
715         PublishStatus object) when the update is complete.
716
717         The modifier callable will be given three arguments: a string (with
718         the old contents), a 'first_time' boolean, and a servermap. As with
719         download_best_version(), the old contents will be from the best
720         recoverable version, but the modifier can use the servermap to make
721         other decisions (such as refusing to apply the delta if there are
722         multiple parallel versions, or if there is evidence of a newer
723         unrecoverable version). 'first_time' will be True the first time the
724         modifier is called, and False on any subsequent calls.
725
726         The callable should return a string with the new contents. The
727         callable must be prepared to be called multiple times, and must
728         examine the input string to see if the change that it wants to make
729         is already present in the old version. If it does not need to make
730         any changes, it can either return None, or return its input string.
731
732         If the modifier raises an exception, it will be returned in the
733         errback.
734         """
735
736
737     def get_servermap(mode):
738         """Return a Deferred that fires with an IMutableFileServerMap
739         instance, updated using the given mode.
740         """
741
742     def download_version(servermap, version):
743         """Download a specific version of the file, using the servermap
744         as a guide to where the shares are located.
745
746         I return a Deferred that fires with the requested contents, or
747         errbacks with UnrecoverableFileError. Note that a servermap which was
748         updated with MODE_ANYTHING or MODE_READ may not know about shares for
749         all versions (those modes stop querying servers as soon as they can
750         fulfil their goals), so you may want to use MODE_CHECK (which checks
751         everything) to get increased visibility.
752         """
753
754     def upload(new_contents, servermap):
755         """Replace the contents of the file with new ones. This requires a
756         servermap that was previously updated with MODE_WRITE.
757
758         I attempt to provide test-and-set semantics, in that I will avoid
759         modifying any share that is different than the version I saw in the
760         servermap. However, if another node is writing to the file at the
761         same time as me, I may manage to update some shares while they update
762         others. If I see any evidence of this, I will signal
763         UncoordinatedWriteError, and the file will be left in an inconsistent
764         state (possibly the version you provided, possibly the old version,
765         possibly somebody else's version, and possibly a mix of shares from
766         all of these).
767
768         The recommended response to UncoordinatedWriteError is to either
769         return it to the caller (since they failed to coordinate their
770         writes), or to attempt some sort of recovery. It may be sufficient to
771         wait a random interval (with exponential backoff) and repeat your
772         operation. If I do not signal UncoordinatedWriteError, then I was
773         able to write the new version without incident.
774
775         I return a Deferred that fires (with a PublishStatus object) when the
776         publish has completed. I will update the servermap in-place with the
777         location of all new shares.
778         """
779
780     def get_writekey():
781         """Return this filenode's writekey, or None if the node does not have
782         write-capability. This may be used to assist with data structures
783         that need to make certain data available only to writers, such as the
784         read-write child caps in dirnodes. The recommended process is to have
785         reader-visible data be submitted to the filenode in the clear (where
786         it will be encrypted by the filenode using the readkey), but encrypt
787         writer-visible data using this writekey.
788         """
789
790 class NotEnoughSharesError(Exception):
791     """Download was unable to get enough shares, or upload was unable to
792     place 'shares_of_happiness' shares."""
793
794 class NoSharesError(Exception):
795     """Upload or Download was unable to get any shares at all."""
796
797 class UnableToFetchCriticalDownloadDataError(Exception):
798     """I was unable to fetch some piece of critical data which is supposed to
799     be identically present in all shares."""
800
801 class NoServersError(Exception):
802     """Upload wasn't given any servers to work with, usually indicating a
803     network or Introducer problem."""
804
805 class ExistingChildError(Exception):
806     """A directory node was asked to add or replace a child that already
807     exists, and overwrite= was set to False."""
808
809 class NoSuchChildError(Exception):
810     """A directory node was asked to fetch a child which does not exist."""
811
812 class IDirectoryNode(IMutableFilesystemNode):
813     """I represent a name-to-child mapping, holding the tahoe equivalent of a
814     directory. All child names are unicode strings, and all children are some
815     sort of IFilesystemNode (either files or subdirectories).
816     """
817
818     def get_uri():
819         """
820         The dirnode ('1') URI returned by this method can be used in
821         set_uri() on a different directory ('2') to 'mount' a reference to
822         this directory ('1') under the other ('2'). This URI is just a
823         string, so it can be passed around through email or other out-of-band
824         protocol.
825         """
826
827     def get_readonly_uri():
828         """
829         The dirnode ('1') URI returned by this method can be used in
830         set_uri() on a different directory ('2') to 'mount' a reference to
831         this directory ('1') under the other ('2'). This URI is just a
832         string, so it can be passed around through email or other out-of-band
833         protocol.
834         """
835
836     def list():
837         """I return a Deferred that fires with a dictionary mapping child
838         name (a unicode string) to (node, metadata_dict) tuples, in which
839         'node' is either an IFileNode or IDirectoryNode, and 'metadata_dict'
840         is a dictionary of metadata."""
841
842     def has_child(name):
843         """I return a Deferred that fires with a boolean, True if there
844         exists a child of the given name, False if not. The child name must
845         be a unicode string."""
846
847     def get(name):
848         """I return a Deferred that fires with a specific named child node,
849         either an IFileNode or an IDirectoryNode. The child name must be a
850         unicode string. I raise NoSuchChildError if I do not have a child by
851         that name."""
852
853     def get_metadata_for(name):
854         """I return a Deferred that fires with the metadata dictionary for a
855         specific named child node. This metadata is stored in the *edge*, not
856         in the child, so it is attached to the parent dirnode rather than the
857         child dir-or-file-node. The child name must be a unicode string. I
858         raise NoSuchChildError if I do not have a child by that name."""
859
860     def set_metadata_for(name, metadata):
861         """I replace any existing metadata for the named child with the new
862         metadata. The child name must be a unicode string. This metadata is
863         stored in the *edge*, not in the child, so it is attached to the
864         parent dirnode rather than the child dir-or-file-node. I return a
865         Deferred (that fires with this dirnode) when the operation is
866         complete. I raise NoSuchChildError if I do not have a child by that
867         name."""
868
869     def get_child_at_path(path):
870         """Transform a child path into an IDirectoryNode or IFileNode.
871
872         I perform a recursive series of 'get' operations to find the named
873         descendant node. I return a Deferred that fires with the node, or
874         errbacks with NoSuchChildError if the node could not be found.
875
876         The path can be either a single string (slash-separated) or a list of
877         path-name elements. All elements must be unicode strings.
878         """
879
880     def get_child_and_metadata_at_path(path):
881         """Transform a child path into an IDirectoryNode/IFileNode and
882         metadata.
883
884         I am like get_child_at_path(), but my Deferred fires with a tuple of
885         (node, metadata). The metadata comes from the last edge. If the path
886         is empty, the metadata will be an empty dictionary.
887         """
888
889     def set_uri(name, writecap, readcap=None, metadata=None, overwrite=True):
890         """I add a child (by writecap+readcap) at the specific name. I return
891         a Deferred that fires when the operation finishes. If overwrite= is
892         True, I will replace any existing child of the same name, otherwise
893         an existing child will cause me to return ExistingChildError. The
894         child name must be a unicode string.
895
896         The child caps could be for a file, or for a directory. If the new
897         child is read/write, you will provide both writecap and readcap. If
898         the child is read-only, you will provide the readcap write (i.e. the
899         writecap= and readcap= arguments will both be the child's readcap).
900         The filecaps are typically obtained from an IFilesystemNode with
901         get_uri() and get_readonly_uri().
902
903         If metadata= is provided, I will use it as the metadata for the named
904         edge. This will replace any existing metadata. If metadata= is left
905         as the default value of None, I will set ['mtime'] to the current
906         time, and I will set ['ctime'] to the current time if there was not
907         already a child by this name present. This roughly matches the
908         ctime/mtime semantics of traditional filesystems.
909
910         If this directory node is read-only, the Deferred will errback with a
911         NotMutableError."""
912
913     def set_children(entries, overwrite=True):
914         """Add multiple children (by writecap+readcap) to a directory node.
915         Takes a dictionary, with childname as keys and (writecap, readcap)
916         tuples (or (writecap, readcap, metadata) triples) as values. Returns
917         a Deferred that fires (with this dirnode) when the operation
918         finishes. This is equivalent to calling set_uri() multiple times, but
919         is much more efficient. All child names must be unicode strings.
920         """
921
922     def set_node(name, child, metadata=None, overwrite=True):
923         """I add a child at the specific name. I return a Deferred that fires
924         when the operation finishes. This Deferred will fire with the child
925         node that was just added. I will replace any existing child of the
926         same name. The child name must be a unicode string. The 'child'
927         instance must be an instance providing IDirectoryNode or IFileNode.
928
929         If metadata= is provided, I will use it as the metadata for the named
930         edge. This will replace any existing metadata. If metadata= is left
931         as the default value of None, I will set ['mtime'] to the current
932         time, and I will set ['ctime'] to the current time if there was not
933         already a child by this name present. This roughly matches the
934         ctime/mtime semantics of traditional filesystems.
935
936         If this directory node is read-only, the Deferred will errback with a
937         NotMutableError."""
938
939     def set_nodes(entries, overwrite=True):
940         """Add multiple children to a directory node. Takes a dict mapping
941         unicode childname to (child_node, metdata) tuples. If metdata=None,
942         the original metadata is left unmodified. Returns a Deferred that
943         fires (with this dirnode) when the operation finishes. This is
944         equivalent to calling set_node() multiple times, but is much more
945         efficient."""
946
947     def add_file(name, uploadable, metadata=None, overwrite=True):
948         """I upload a file (using the given IUploadable), then attach the
949         resulting FileNode to the directory at the given name. I set metadata
950         the same way as set_uri and set_node. The child name must be a
951         unicode string.
952
953         I return a Deferred that fires (with the IFileNode of the uploaded
954         file) when the operation completes."""
955
956     def delete(name):
957         """I remove the child at the specific name. I return a Deferred that
958         fires when the operation finishes. The child name must be a unicode
959         string. I raise NoSuchChildError if I do not have a child by that
960         name."""
961
962     def create_subdirectory(name, initial_children={}, overwrite=True):
963         """I create and attach a directory at the given name. The new
964         directory can be empty, or it can be populated with children
965         according to 'initial_children', which takes a dictionary in the same
966         format as set_nodes (i.e. mapping unicode child name to (childnode,
967         metadata) tuples). The child name must be a unicode string. I return
968         a Deferred that fires (with the new directory node) when the
969         operation finishes."""
970
971     def move_child_to(current_child_name, new_parent, new_child_name=None,
972                       overwrite=True):
973         """I take one of my children and move them to a new parent. The child
974         is referenced by name. On the new parent, the child will live under
975         'new_child_name', which defaults to 'current_child_name'. TODO: what
976         should we do about metadata? I return a Deferred that fires when the
977         operation finishes. The child name must be a unicode string. I raise
978         NoSuchChildError if I do not have a child by that name."""
979
980     def build_manifest():
981         """I generate a table of everything reachable from this directory.
982         I also compute deep-stats as described below.
983
984         I return a Monitor. The Monitor's results will be a dictionary with
985         four elements:
986
987          res['manifest']: a list of (path, cap) tuples for all nodes
988                           (directories and files) reachable from this one.
989                           'path' will be a tuple of unicode strings. The
990                           origin dirnode will be represented by an empty path
991                           tuple.
992          res['verifycaps']: a list of (printable) verifycap strings, one for
993                             each reachable non-LIT node. This is a set:
994                             it will contain no duplicates.
995          res['storage-index']: a list of (base32) storage index strings,
996                                one for each reachable non-LIT node. This is
997                                a set: it will contain no duplicates.
998          res['stats']: a dictionary, the same that is generated by
999                        start_deep_stats() below.
1000
1001         The Monitor will also have an .origin_si attribute with the (binary)
1002         storage index of the starting point.
1003         """
1004
1005     def start_deep_stats():
1006         """Return a Monitor, examining all nodes (directories and files)
1007         reachable from this one. The Monitor's results will be a dictionary
1008         with the following keys::
1009
1010            count-immutable-files: count of how many CHK files are in the set
1011            count-mutable-files: same, for mutable files (does not include
1012                                 directories)
1013            count-literal-files: same, for LIT files
1014            count-files: sum of the above three
1015
1016            count-directories: count of directories
1017
1018            size-immutable-files: total bytes for all CHK files in the set
1019            size-mutable-files (TODO): same, for current version of all mutable
1020                                       files, does not include directories
1021            size-literal-files: same, for LIT files
1022            size-directories: size of mutable files used by directories
1023
1024            largest-directory: number of bytes in the largest directory
1025            largest-directory-children: number of children in the largest
1026                                        directory
1027            largest-immutable-file: number of bytes in the largest CHK file
1028
1029         size-mutable-files is not yet implemented, because it would involve
1030         even more queries than deep_stats does.
1031
1032         The Monitor will also have an .origin_si attribute with the (binary)
1033         storage index of the starting point.
1034
1035         This operation will visit every directory node underneath this one,
1036         and can take a long time to run. On a typical workstation with good
1037         bandwidth, this can examine roughly 15 directories per second (and
1038         takes several minutes of 100% CPU for ~1700 directories).
1039         """
1040
1041 class ICodecEncoder(Interface):
1042     def set_params(data_size, required_shares, max_shares):
1043         """Set up the parameters of this encoder.
1044
1045         This prepares the encoder to perform an operation that converts a
1046         single block of data into a number of shares, such that a future
1047         ICodecDecoder can use a subset of these shares to recover the
1048         original data. This operation is invoked by calling encode(). Once
1049         the encoding parameters are set up, the encode operation can be
1050         invoked multiple times.
1051
1052         set_params() prepares the encoder to accept blocks of input data that
1053         are exactly 'data_size' bytes in length. The encoder will be prepared
1054         to produce 'max_shares' shares for each encode() operation (although
1055         see the 'desired_share_ids' to use less CPU). The encoding math will
1056         be chosen such that the decoder can get by with as few as
1057         'required_shares' of these shares and still reproduce the original
1058         data. For example, set_params(1000, 5, 5) offers no redundancy at
1059         all, whereas set_params(1000, 1, 10) provides 10x redundancy.
1060
1061         Numerical Restrictions: 'data_size' is required to be an integral
1062         multiple of 'required_shares'. In general, the caller should choose
1063         required_shares and max_shares based upon their reliability
1064         requirements and the number of peers available (the total storage
1065         space used is roughly equal to max_shares*data_size/required_shares),
1066         then choose data_size to achieve the memory footprint desired (larger
1067         data_size means more efficient operation, smaller data_size means
1068         smaller memory footprint).
1069
1070         In addition, 'max_shares' must be equal to or greater than
1071         'required_shares'. Of course, setting them to be equal causes
1072         encode() to degenerate into a particularly slow form of the 'split'
1073         utility.
1074
1075         See encode() for more details about how these parameters are used.
1076
1077         set_params() must be called before any other ICodecEncoder methods
1078         may be invoked.
1079         """
1080
1081     def get_params():
1082         """Return the 3-tuple of data_size, required_shares, max_shares"""
1083
1084     def get_encoder_type():
1085         """Return a short string that describes the type of this encoder.
1086
1087         There is required to be a global table of encoder classes. This method
1088         returns an index into this table; the value at this index is an
1089         encoder class, and this encoder is an instance of that class.
1090         """
1091
1092     def get_block_size():
1093         """Return the length of the shares that encode() will produce.
1094         """
1095
1096     def encode_proposal(data, desired_share_ids=None):
1097         """Encode some data.
1098
1099         'data' must be a string (or other buffer object), and len(data) must
1100         be equal to the 'data_size' value passed earlier to set_params().
1101
1102         This will return a Deferred that will fire with two lists. The first
1103         is a list of shares, each of which is a string (or other buffer
1104         object) such that len(share) is the same as what get_share_size()
1105         returned earlier. The second is a list of shareids, in which each is
1106         an integer. The lengths of the two lists will always be equal to each
1107         other. The user should take care to keep each share closely
1108         associated with its shareid, as one is useless without the other.
1109
1110         The length of this output list will normally be the same as the value
1111         provided to the 'max_shares' parameter of set_params(). This may be
1112         different if 'desired_share_ids' is provided.
1113
1114         'desired_share_ids', if provided, is required to be a sequence of
1115         ints, each of which is required to be >= 0 and < max_shares. If not
1116         provided, encode() will produce 'max_shares' shares, as if
1117         'desired_share_ids' were set to range(max_shares). You might use this
1118         if you initially thought you were going to use 10 peers, started
1119         encoding, and then two of the peers dropped out: you could use
1120         desired_share_ids= to skip the work (both memory and CPU) of
1121         producing shares for the peers which are no longer available.
1122
1123         """
1124
1125     def encode(inshares, desired_share_ids=None):
1126         """Encode some data. This may be called multiple times. Each call is
1127         independent.
1128
1129         inshares is a sequence of length required_shares, containing buffers
1130         (i.e. strings), where each buffer contains the next contiguous
1131         non-overlapping segment of the input data. Each buffer is required to
1132         be the same length, and the sum of the lengths of the buffers is
1133         required to be exactly the data_size promised by set_params(). (This
1134         implies that the data has to be padded before being passed to
1135         encode(), unless of course it already happens to be an even multiple
1136         of required_shares in length.)
1137
1138          ALSO: the requirement to break up your data into 'required_shares'
1139          chunks before calling encode() feels a bit surprising, at least from
1140          the point of view of a user who doesn't know how FEC works. It feels
1141          like an implementation detail that has leaked outside the
1142          abstraction barrier. Can you imagine a use case in which the data to
1143          be encoded might already be available in pre-segmented chunks, such
1144          that it is faster or less work to make encode() take a list rather
1145          than splitting a single string?
1146
1147          ALSO ALSO: I think 'inshares' is a misleading term, since encode()
1148          is supposed to *produce* shares, so what it *accepts* should be
1149          something other than shares. Other places in this interface use the
1150          word 'data' for that-which-is-not-shares.. maybe we should use that
1151          term?
1152
1153         'desired_share_ids', if provided, is required to be a sequence of
1154         ints, each of which is required to be >= 0 and < max_shares. If not
1155         provided, encode() will produce 'max_shares' shares, as if
1156         'desired_share_ids' were set to range(max_shares). You might use this
1157         if you initially thought you were going to use 10 peers, started
1158         encoding, and then two of the peers dropped out: you could use
1159         desired_share_ids= to skip the work (both memory and CPU) of
1160         producing shares for the peers which are no longer available.
1161
1162         For each call, encode() will return a Deferred that fires with two
1163         lists, one containing shares and the other containing the shareids.
1164         The get_share_size() method can be used to determine the length of
1165         the share strings returned by encode(). Each shareid is a small
1166         integer, exactly as passed into 'desired_share_ids' (or
1167         range(max_shares), if desired_share_ids was not provided).
1168
1169         The shares and their corresponding shareids are required to be kept
1170         together during storage and retrieval. Specifically, the share data is
1171         useless by itself: the decoder needs to be told which share is which
1172         by providing it with both the shareid and the actual share data.
1173
1174         This function will allocate an amount of memory roughly equal to::
1175
1176          (max_shares - required_shares) * get_share_size()
1177
1178         When combined with the memory that the caller must allocate to
1179         provide the input data, this leads to a memory footprint roughly
1180         equal to the size of the resulting encoded shares (i.e. the expansion
1181         factor times the size of the input segment).
1182         """
1183
1184         # rejected ideas:
1185         #
1186         #  returning a list of (shareidN,shareN) tuples instead of a pair of
1187         #  lists (shareids..,shares..). Brian thought the tuples would
1188         #  encourage users to keep the share and shareid together throughout
1189         #  later processing, Zooko pointed out that the code to iterate
1190         #  through two lists is not really more complicated than using a list
1191         #  of tuples and there's also a performance improvement
1192         #
1193         #  having 'data_size' not required to be an integral multiple of
1194         #  'required_shares'. Doing this would require encode() to perform
1195         #  padding internally, and we'd prefer to have any padding be done
1196         #  explicitly by the caller. Yes, it is an abstraction leak, but
1197         #  hopefully not an onerous one.
1198
1199
1200 class ICodecDecoder(Interface):
1201     def set_params(data_size, required_shares, max_shares):
1202         """Set the params. They have to be exactly the same ones that were
1203         used for encoding."""
1204
1205     def get_needed_shares():
1206         """Return the number of shares needed to reconstruct the data.
1207         set_params() is required to be called before this."""
1208
1209     def decode(some_shares, their_shareids):
1210         """Decode a partial list of shares into data.
1211
1212         'some_shares' is required to be a sequence of buffers of sharedata, a
1213         subset of the shares returned by ICodecEncode.encode(). Each share is
1214         required to be of the same length.  The i'th element of their_shareids
1215         is required to be the shareid of the i'th buffer in some_shares.
1216
1217         This returns a Deferred which fires with a sequence of buffers. This
1218         sequence will contain all of the segments of the original data, in
1219         order. The sum of the lengths of all of the buffers will be the
1220         'data_size' value passed into the original ICodecEncode.set_params()
1221         call. To get back the single original input block of data, use
1222         ''.join(output_buffers), or you may wish to simply write them in
1223         order to an output file.
1224
1225         Note that some of the elements in the result sequence may be
1226         references to the elements of the some_shares input sequence. In
1227         particular, this means that if those share objects are mutable (e.g.
1228         arrays) and if they are changed, then both the input (the
1229         'some_shares' parameter) and the output (the value given when the
1230         deferred is triggered) will change.
1231
1232         The length of 'some_shares' is required to be exactly the value of
1233         'required_shares' passed into the original ICodecEncode.set_params()
1234         call.
1235         """
1236
1237 class IEncoder(Interface):
1238     """I take an object that provides IEncryptedUploadable, which provides
1239     encrypted data, and a list of shareholders. I then encode, hash, and
1240     deliver shares to those shareholders. I will compute all the necessary
1241     Merkle hash trees that are necessary to validate the crypttext that
1242     eventually comes back from the shareholders. I provide the URI Extension
1243     Block Hash, and the encoding parameters, both of which must be included
1244     in the URI.
1245
1246     I do not choose shareholders, that is left to the IUploader. I must be
1247     given a dict of RemoteReferences to storage buckets that are ready and
1248     willing to receive data.
1249     """
1250
1251     def set_size(size):
1252         """Specify the number of bytes that will be encoded. This must be
1253         peformed before get_serialized_params() can be called.
1254         """
1255     def set_params(params):
1256         """Override the default encoding parameters. 'params' is a tuple of
1257         (k,d,n), where 'k' is the number of required shares, 'd' is the
1258         shares_of_happiness, and 'n' is the total number of shares that will
1259         be created.
1260
1261         Encoding parameters can be set in three ways. 1: The Encoder class
1262         provides defaults (3/7/10). 2: the Encoder can be constructed with
1263         an 'options' dictionary, in which the
1264         needed_and_happy_and_total_shares' key can be a (k,d,n) tuple. 3:
1265         set_params((k,d,n)) can be called.
1266
1267         If you intend to use set_params(), you must call it before
1268         get_share_size or get_param are called.
1269         """
1270
1271     def set_encrypted_uploadable(u):
1272         """Provide a source of encrypted upload data. 'u' must implement
1273         IEncryptedUploadable.
1274
1275         When this is called, the IEncryptedUploadable will be queried for its
1276         length and the storage_index that should be used.
1277
1278         This returns a Deferred that fires with this Encoder instance.
1279
1280         This must be performed before start() can be called.
1281         """
1282
1283     def get_param(name):
1284         """Return an encoding parameter, by name.
1285
1286         'storage_index': return a string with the (16-byte truncated SHA-256
1287                          hash) storage index to which these shares should be
1288                          pushed.
1289
1290         'share_counts': return a tuple describing how many shares are used:
1291                         (needed_shares, shares_of_happiness, total_shares)
1292
1293         'num_segments': return an int with the number of segments that
1294                         will be encoded.
1295
1296         'segment_size': return an int with the size of each segment.
1297
1298         'block_size': return the size of the individual blocks that will
1299                       be delivered to a shareholder's put_block() method. By
1300                       knowing this, the shareholder will be able to keep all
1301                       blocks in a single file and still provide random access
1302                       when reading them. # TODO: can we avoid exposing this?
1303
1304         'share_size': an int with the size of the data that will be stored
1305                       on each shareholder. This is aggregate amount of data
1306                       that will be sent to the shareholder, summed over all
1307                       the put_block() calls I will ever make. It is useful to
1308                       determine this size before asking potential
1309                       shareholders whether they will grant a lease or not,
1310                       since their answers will depend upon how much space we
1311                       need. TODO: this might also include some amount of
1312                       overhead, like the size of all the hashes. We need to
1313                       decide whether this is useful or not.
1314
1315         'serialized_params': a string with a concise description of the
1316                              codec name and its parameters. This may be passed
1317                              into the IUploadable to let it make sure that
1318                              the same file encoded with different parameters
1319                              will result in different storage indexes.
1320
1321         Once this is called, set_size() and set_params() may not be called.
1322         """
1323
1324     def set_shareholders(shareholders):
1325         """Tell the encoder where to put the encoded shares. 'shareholders'
1326         must be a dictionary that maps share number (an integer ranging from
1327         0 to n-1) to an instance that provides IStorageBucketWriter. This
1328         must be performed before start() can be called."""
1329
1330     def start():
1331         """Begin the encode/upload process. This involves reading encrypted
1332         data from the IEncryptedUploadable, encoding it, uploading the shares
1333         to the shareholders, then sending the hash trees.
1334
1335         set_encrypted_uploadable() and set_shareholders() must be called
1336         before this can be invoked.
1337
1338         This returns a Deferred that fires with a verify cap when the upload
1339         process is complete. The verifycap, plus the encryption key, is
1340         sufficient to construct the read cap.
1341         """
1342
1343 class IDecoder(Interface):
1344     """I take a list of shareholders and some setup information, then
1345     download, validate, decode, and decrypt data from them, writing the
1346     results to an output file.
1347
1348     I do not locate the shareholders, that is left to the IDownloader. I must
1349     be given a dict of RemoteReferences to storage buckets that are ready to
1350     send data.
1351     """
1352
1353     def setup(outfile):
1354         """I take a file-like object (providing write and close) to which all
1355         the plaintext data will be written.
1356
1357         TODO: producer/consumer . Maybe write() should return a Deferred that
1358         indicates when it will accept more data? But probably having the
1359         IDecoder be a producer is easier to glue to IConsumer pieces.
1360         """
1361
1362     def set_shareholders(shareholders):
1363         """I take a dictionary that maps share identifiers (small integers)
1364         to RemoteReferences that provide RIBucketReader. This must be called
1365         before start()."""
1366
1367     def start():
1368         """I start the download. This process involves retrieving data and
1369         hash chains from the shareholders, using the hashes to validate the
1370         data, decoding the shares into segments, decrypting the segments,
1371         then writing the resulting plaintext to the output file.
1372
1373         I return a Deferred that will fire (with self) when the download is
1374         complete.
1375         """
1376
1377 class IDownloadTarget(Interface):
1378     # Note that if the IDownloadTarget is also an IConsumer, the downloader
1379     # will register itself as a producer. This allows the target to invoke
1380     # downloader.pauseProducing, resumeProducing, and stopProducing.
1381     def open(size):
1382         """Called before any calls to write() or close(). If an error
1383         occurs before any data is available, fail() may be called without
1384         a previous call to open().
1385
1386         'size' is the length of the file being downloaded, in bytes."""
1387
1388     def write(data):
1389         """Output some data to the target."""
1390     def close():
1391         """Inform the target that there is no more data to be written."""
1392     def fail(why):
1393         """fail() is called to indicate that the download has failed. 'why'
1394         is a Failure object indicating what went wrong. No further methods
1395         will be invoked on the IDownloadTarget after fail()."""
1396     def register_canceller(cb):
1397         """The CiphertextDownloader uses this to register a no-argument function
1398         that the target can call to cancel the download. Once this canceller
1399         is invoked, no further calls to write() or close() will be made."""
1400     def finish():
1401         """When the CiphertextDownloader is done, this finish() function will be
1402         called. Whatever it returns will be returned to the invoker of
1403         Downloader.download.
1404         """
1405     # The following methods are just because that target might be a
1406     # repairer.DownUpConnector, and just because the current CHKUpload object
1407     # expects to find the storage index and encoding parameters in its
1408     # Uploadable.
1409     def set_storageindex(storageindex):
1410         """ Set the storage index. """
1411     def set_encodingparams(encodingparams):
1412         """ Set the encoding parameters. """
1413
1414 class IDownloader(Interface):
1415     def download(uri, target):
1416         """Perform a CHK download, sending the data to the given target.
1417         'target' must provide IDownloadTarget.
1418
1419         Returns a Deferred that fires (with the results of target.finish)
1420         when the download is finished, or errbacks if something went wrong."""
1421
1422 class IEncryptedUploadable(Interface):
1423     def set_upload_status(upload_status):
1424         """Provide an IUploadStatus object that should be filled with status
1425         information. The IEncryptedUploadable is responsible for setting
1426         key-determination progress ('chk'), size, storage_index, and
1427         ciphertext-fetch progress. It may delegate some of this
1428         responsibility to others, in particular to the IUploadable."""
1429
1430     def get_size():
1431         """This behaves just like IUploadable.get_size()."""
1432
1433     def get_all_encoding_parameters():
1434         """Return a Deferred that fires with a tuple of
1435         (k,happy,n,segment_size). The segment_size will be used as-is, and
1436         must match the following constraints: it must be a multiple of k, and
1437         it shouldn't be unreasonably larger than the file size (if
1438         segment_size is larger than filesize, the difference must be stored
1439         as padding).
1440
1441         This usually passes through to the IUploadable method of the same
1442         name.
1443
1444         The encoder strictly obeys the values returned by this method. To
1445         make an upload use non-default encoding parameters, you must arrange
1446         to control the values that this method returns.
1447         """
1448
1449     def get_storage_index():
1450         """Return a Deferred that fires with a 16-byte storage index.
1451         """
1452
1453     def read_encrypted(length, hash_only):
1454         """This behaves just like IUploadable.read(), but returns crypttext
1455         instead of plaintext. If hash_only is True, then this discards the
1456         data (and returns an empty list); this improves efficiency when
1457         resuming an interrupted upload (where we need to compute the
1458         plaintext hashes, but don't need the redundant encrypted data)."""
1459
1460     def get_plaintext_hashtree_leaves(first, last, num_segments):
1461         """OBSOLETE; Get the leaf nodes of a merkle hash tree over the
1462         plaintext segments, i.e. get the tagged hashes of the given segments.
1463         The segment size is expected to be generated by the
1464         IEncryptedUploadable before any plaintext is read or ciphertext
1465         produced, so that the segment hashes can be generated with only a
1466         single pass.
1467
1468         This returns a Deferred which fires with a sequence of hashes, using:
1469
1470          tuple(segment_hashes[first:last])
1471
1472         'num_segments' is used to assert that the number of segments that the
1473         IEncryptedUploadable handled matches the number of segments that the
1474         encoder was expecting.
1475
1476         This method must not be called until the final byte has been read
1477         from read_encrypted(). Once this method is called, read_encrypted()
1478         can never be called again.
1479         """
1480
1481     def get_plaintext_hash():
1482         """OBSOLETE; Get the hash of the whole plaintext.
1483
1484         This returns a Deferred which fires with a tagged SHA-256 hash of the
1485         whole plaintext, obtained from hashutil.plaintext_hash(data).
1486         """
1487
1488     def close():
1489         """Just like IUploadable.close()."""
1490
1491 class IUploadable(Interface):
1492     def set_upload_status(upload_status):
1493         """Provide an IUploadStatus object that should be filled with status
1494         information. The IUploadable is responsible for setting
1495         key-determination progress ('chk')."""
1496
1497     def set_default_encoding_parameters(params):
1498         """Set the default encoding parameters, which must be a dict mapping
1499         strings to ints. The meaningful keys are 'k', 'happy', 'n', and
1500         'max_segment_size'. These might have an influence on the final
1501         encoding parameters returned by get_all_encoding_parameters(), if the
1502         Uploadable doesn't have more specific preferences.
1503
1504         This call is optional: if it is not used, the Uploadable will use
1505         some built-in defaults. If used, this method must be called before
1506         any other IUploadable methods to have any effect.
1507         """
1508
1509     def get_size():
1510         """Return a Deferred that will fire with the length of the data to be
1511         uploaded, in bytes. This will be called before the data is actually
1512         used, to compute encoding parameters.
1513         """
1514
1515     def get_all_encoding_parameters():
1516         """Return a Deferred that fires with a tuple of
1517         (k,happy,n,segment_size). The segment_size will be used as-is, and
1518         must match the following constraints: it must be a multiple of k, and
1519         it shouldn't be unreasonably larger than the file size (if
1520         segment_size is larger than filesize, the difference must be stored
1521         as padding).
1522
1523         The relative values of k and n allow some IUploadables to request
1524         better redundancy than others (in exchange for consuming more space
1525         in the grid).
1526
1527         Larger values of segment_size reduce hash overhead, while smaller
1528         values reduce memory footprint and cause data to be delivered in
1529         smaller pieces (which may provide a smoother and more predictable
1530         download experience).
1531
1532         The encoder strictly obeys the values returned by this method. To
1533         make an upload use non-default encoding parameters, you must arrange
1534         to control the values that this method returns. One way to influence
1535         them may be to call set_encoding_parameters() before calling
1536         get_all_encoding_parameters().
1537         """
1538
1539     def get_encryption_key():
1540         """Return a Deferred that fires with a 16-byte AES key. This key will
1541         be used to encrypt the data. The key will also be hashed to derive
1542         the StorageIndex.
1543
1544         Uploadables which want to achieve convergence should hash their file
1545         contents and the serialized_encoding_parameters to form the key
1546         (which of course requires a full pass over the data). Uploadables can
1547         use the upload.ConvergentUploadMixin class to achieve this
1548         automatically.
1549
1550         Uploadables which do not care about convergence (or do not wish to
1551         make multiple passes over the data) can simply return a
1552         strongly-random 16 byte string.
1553
1554         get_encryption_key() may be called multiple times: the IUploadable is
1555         required to return the same value each time.
1556         """
1557
1558     def read(length):
1559         """Return a Deferred that fires with a list of strings (perhaps with
1560         only a single element) which, when concatenated together, contain the
1561         next 'length' bytes of data. If EOF is near, this may provide fewer
1562         than 'length' bytes. The total number of bytes provided by read()
1563         before it signals EOF must equal the size provided by get_size().
1564
1565         If the data must be acquired through multiple internal read
1566         operations, returning a list instead of a single string may help to
1567         reduce string copies.
1568
1569         'length' will typically be equal to (min(get_size(),1MB)/req_shares),
1570         so a 10kB file means length=3kB, 100kB file means length=30kB,
1571         and >=1MB file means length=300kB.
1572
1573         This method provides for a single full pass through the data. Later
1574         use cases may desire multiple passes or access to only parts of the
1575         data (such as a mutable file making small edits-in-place). This API
1576         will be expanded once those use cases are better understood.
1577         """
1578
1579     def close():
1580         """The upload is finished, and whatever filehandle was in use may be
1581         closed."""
1582
1583 class IUploadResults(Interface):
1584     """I am returned by upload() methods. I contain a number of public
1585     attributes which can be read to determine the results of the upload. Some
1586     of these are functional, some are timing information. All of these may be
1587     None.
1588
1589      .file_size : the size of the file, in bytes
1590      .uri : the CHK read-cap for the file
1591      .ciphertext_fetched : how many bytes were fetched by the helper
1592      .sharemap: dict mapping share identifier to set of serverids
1593                    (binary strings). This indicates which servers were given
1594                    which shares. For immutable files, the shareid is an
1595                    integer (the share number, from 0 to N-1). For mutable
1596                    files, it is a string of the form 'seq%d-%s-sh%d',
1597                    containing the sequence number, the roothash, and the
1598                    share number.
1599      .servermap : dict mapping server peerid to a set of share numbers
1600      .timings : dict of timing information, mapping name to seconds (float)
1601        total : total upload time, start to finish
1602        storage_index : time to compute the storage index
1603        peer_selection : time to decide which peers will be used
1604        contacting_helper : initial helper query to upload/no-upload decision
1605        existence_check : helper pre-upload existence check
1606        helper_total : initial helper query to helper finished pushing
1607        cumulative_fetch : helper waiting for ciphertext requests
1608        total_fetch : helper start to last ciphertext response
1609        cumulative_encoding : just time spent in zfec
1610        cumulative_sending : just time spent waiting for storage servers
1611        hashes_and_close : last segment push to shareholder close
1612        total_encode_and_push : first encode to shareholder close
1613
1614     """
1615
1616 class IDownloadResults(Interface):
1617     """I am created internally by download() methods. I contain a number of
1618     public attributes which contain details about the download process.::
1619
1620      .file_size : the size of the file, in bytes
1621      .servers_used : set of server peerids that were used during download
1622      .server_problems : dict mapping server peerid to a problem string. Only
1623                         servers that had problems (bad hashes, disconnects)
1624                         are listed here.
1625      .servermap : dict mapping server peerid to a set of share numbers. Only
1626                   servers that had any shares are listed here.
1627      .timings : dict of timing information, mapping name to seconds (float)
1628        peer_selection : time to ask servers about shares
1629        servers_peer_selection : dict of peerid to DYHB-query time
1630        uri_extension : time to fetch a copy of the URI extension block
1631        hashtrees : time to fetch the hash trees
1632        segments : time to fetch, decode, and deliver segments
1633        cumulative_fetch : time spent waiting for storage servers
1634        cumulative_decode : just time spent in zfec
1635        cumulative_decrypt : just time spent in decryption
1636        total : total download time, start to finish
1637        fetch_per_server : dict of peerid to list of per-segment fetch times
1638
1639     """
1640
1641 class IUploader(Interface):
1642     def upload(uploadable):
1643         """Upload the file. 'uploadable' must impement IUploadable. This
1644         returns a Deferred which fires with an IUploadResults instance, from
1645         which the URI of the file can be obtained as results.uri ."""
1646
1647     def upload_ssk(write_capability, new_version, uploadable):
1648         """TODO: how should this work?"""
1649
1650 class ICheckable(Interface):
1651     def check(monitor, verify=False, add_lease=False):
1652         """Check upon my health, optionally repairing any problems.
1653
1654         This returns a Deferred that fires with an instance that provides
1655         ICheckResults, or None if the object is non-distributed (i.e. LIT
1656         files).
1657
1658         The monitor will be checked periodically to see if the operation has
1659         been cancelled. If so, no new queries will be sent, and the Deferred
1660         will fire (with a OperationCancelledError) immediately.
1661
1662         Filenodes and dirnodes (which provide IFilesystemNode) are also
1663         checkable. Instances that represent verifier-caps will be checkable
1664         but not downloadable. Some objects (like LIT files) do not actually
1665         live in the grid, and their checkers return None (non-distributed
1666         files are always healthy).
1667
1668         If verify=False, a relatively lightweight check will be performed: I
1669         will ask all servers if they have a share for me, and I will believe
1670         whatever they say. If there are at least N distinct shares on the
1671         grid, my results will indicate r.is_healthy()==True. This requires a
1672         roundtrip to each server, but does not transfer very much data, so
1673         the network bandwidth is fairly low.
1674
1675         If verify=True, a more resource-intensive check will be performed:
1676         every share will be downloaded, and the hashes will be validated on
1677         every bit. I will ignore any shares that failed their hash checks. If
1678         there are at least N distinct valid shares on the grid, my results
1679         will indicate r.is_healthy()==True. This requires N/k times as much
1680         download bandwidth (and server disk IO) as a regular download. If a
1681         storage server is holding a corrupt share, or is experiencing memory
1682         failures during retrieval, or is malicious or buggy, then
1683         verification will detect the problem, but checking will not.
1684
1685         If add_lease=True, I will ensure that an up-to-date lease is present
1686         on each share. The lease secrets will be derived from by node secret
1687         (in BASEDIR/private/secret), so either I will add a new lease to the
1688         share, or I will merely renew the lease that I already had. In a
1689         future version of the storage-server protocol (once Accounting has
1690         been implemented), there may be additional options here to define the
1691         kind of lease that is obtained (which account number to claim, etc).
1692
1693         TODO: any problems seen during checking will be reported to the
1694         health-manager.furl, a centralized object which is responsible for
1695         figuring out why files are unhealthy so corrective action can be
1696         taken.
1697         """
1698
1699     def check_and_repair(monitor, verify=False, add_lease=False):
1700         """Like check(), but if the file/directory is not healthy, attempt to
1701         repair the damage.
1702
1703         Any non-healthy result will cause an immediate repair operation, to
1704         generate and upload new shares. After repair, the file will be as
1705         healthy as we can make it. Details about what sort of repair is done
1706         will be put in the check-and-repair results. The Deferred will not
1707         fire until the repair is complete.
1708
1709         This returns a Deferred which fires with an instance of
1710         ICheckAndRepairResults."""
1711
1712 class IDeepCheckable(Interface):
1713     def start_deep_check(verify=False, add_lease=False):
1714         """Check upon the health of me and everything I can reach.
1715
1716         This is a recursive form of check(), useable only on dirnodes.
1717
1718         I return a Monitor, with results that are an IDeepCheckResults
1719         object.
1720
1721         TODO: If any of the directories I traverse are unrecoverable, the
1722         Monitor will report failure. If any of the files I check upon are
1723         unrecoverable, those problems will be reported in the
1724         IDeepCheckResults as usual, and the Monitor will not report a
1725         failure.
1726         """
1727
1728     def start_deep_check_and_repair(verify=False, add_lease=False):
1729         """Check upon the health of me and everything I can reach. Repair
1730         anything that isn't healthy.
1731
1732         This is a recursive form of check_and_repair(), useable only on
1733         dirnodes.
1734
1735         I return a Monitor, with results that are an
1736         IDeepCheckAndRepairResults object.
1737
1738         TODO: If any of the directories I traverse are unrecoverable, the
1739         Monitor will report failure. If any of the files I check upon are
1740         unrecoverable, those problems will be reported in the
1741         IDeepCheckResults as usual, and the Monitor will not report a
1742         failure.
1743         """
1744
1745 class ICheckResults(Interface):
1746     """I contain the detailed results of a check/verify operation.
1747     """
1748
1749     def get_storage_index():
1750         """Return a string with the (binary) storage index."""
1751     def get_storage_index_string():
1752         """Return a string with the (printable) abbreviated storage index."""
1753     def get_uri():
1754         """Return the (string) URI of the object that was checked."""
1755
1756     def is_healthy():
1757         """Return a boolean, True if the file/dir is fully healthy, False if
1758         it is damaged in any way. Non-distributed LIT files always return
1759         True."""
1760
1761     def is_recoverable():
1762         """Return a boolean, True if the file/dir can be recovered, False if
1763         not. Unrecoverable files are obviously unhealthy. Non-distributed LIT
1764         files always return True."""
1765
1766     def needs_rebalancing():
1767         """Return a boolean, True if the file/dir's reliability could be
1768         improved by moving shares to new servers. Non-distributed LIT files
1769         always return False."""
1770
1771
1772     def get_data():
1773         """Return a dictionary that describes the state of the file/dir. LIT
1774         files always return an empty dictionary. Normal files and directories
1775         return a dictionary with the following keys (note that these use
1776         binary strings rather than base32-encoded ones) (also note that for
1777         mutable files, these counts are for the 'best' version):
1778
1779          count-shares-good: the number of distinct good shares that were found
1780          count-shares-needed: 'k', the number of shares required for recovery
1781          count-shares-expected: 'N', the number of total shares generated
1782          count-good-share-hosts: the number of distinct storage servers with
1783                                  good shares. If this number is less than
1784                                  count-shares-good, then some shares are
1785                                  doubled up, increasing the correlation of
1786                                  failures. This indicates that one or more
1787                                  shares should be moved to an otherwise unused
1788                                  server, if one is available.
1789          count-corrupt-shares: the number of shares with integrity failures
1790          list-corrupt-shares: a list of 'share locators', one for each share
1791                               that was found to be corrupt. Each share
1792                               locator is a list of (serverid, storage_index,
1793                               sharenum).
1794          count-incompatible-shares: the number of shares which are of a share
1795                                     format unknown to this checker
1796          list-incompatible-shares: a list of 'share locators', one for each
1797                                    share that was found to be of an unknown
1798                                    format. Each share locator is a list of
1799                                    (serverid, storage_index, sharenum).
1800          servers-responding: list of (binary) storage server identifiers,
1801                              one for each server which responded to the share
1802                              query (even if they said they didn't have
1803                              shares, and even if they said they did have
1804                              shares but then didn't send them when asked, or
1805                              dropped the connection, or returned a Failure,
1806                              and even if they said they did have shares and
1807                              sent incorrect ones when asked)
1808          sharemap: dict mapping share identifier to list of serverids
1809                    (binary strings). This indicates which servers are holding
1810                    which shares. For immutable files, the shareid is an
1811                    integer (the share number, from 0 to N-1). For mutable
1812                    files, it is a string of the form 'seq%d-%s-sh%d',
1813                    containing the sequence number, the roothash, and the
1814                    share number.
1815
1816         The following keys are most relevant for mutable files, but immutable
1817         files will provide sensible values too::
1818
1819          count-wrong-shares: the number of shares for versions other than the
1820                              'best' one (which is defined as being the
1821                              recoverable version with the highest sequence
1822                              number, then the highest roothash). These are
1823                              either leftover shares from an older version
1824                              (perhaps on a server that was offline when an
1825                              update occurred), shares from an unrecoverable
1826                              newer version, or shares from an alternate
1827                              current version that results from an
1828                              uncoordinated write collision. For a healthy
1829                              file, this will equal 0.
1830
1831          count-recoverable-versions: the number of recoverable versions of
1832                                      the file. For a healthy file, this will
1833                                      equal 1.
1834
1835          count-unrecoverable-versions: the number of unrecoverable versions
1836                                        of the file. For a healthy file, this
1837                                        will be 0.
1838
1839         """
1840
1841     def get_summary():
1842         """Return a string with a brief (one-line) summary of the results."""
1843
1844     def get_report():
1845         """Return a list of strings with more detailed results."""
1846
1847 class ICheckAndRepairResults(Interface):
1848     """I contain the detailed results of a check/verify/repair operation.
1849
1850     The IFilesystemNode.check()/verify()/repair() methods all return
1851     instances that provide ICheckAndRepairResults.
1852     """
1853
1854     def get_storage_index():
1855         """Return a string with the (binary) storage index."""
1856     def get_storage_index_string():
1857         """Return a string with the (printable) abbreviated storage index."""
1858     def get_repair_attempted():
1859         """Return a boolean, True if a repair was attempted. We might not
1860         attempt to repair the file because it was healthy, or healthy enough
1861         (i.e. some shares were missing but not enough to exceed some
1862         threshold), or because we don't know how to repair this object."""
1863     def get_repair_successful():
1864         """Return a boolean, True if repair was attempted and the file/dir
1865         was fully healthy afterwards. False if no repair was attempted or if
1866         a repair attempt failed."""
1867     def get_pre_repair_results():
1868         """Return an ICheckResults instance that describes the state of the
1869         file/dir before any repair was attempted."""
1870     def get_post_repair_results():
1871         """Return an ICheckResults instance that describes the state of the
1872         file/dir after any repair was attempted. If no repair was attempted,
1873         the pre-repair and post-repair results will be identical."""
1874
1875
1876 class IDeepCheckResults(Interface):
1877     """I contain the results of a deep-check operation.
1878
1879     This is returned by a call to ICheckable.deep_check().
1880     """
1881
1882     def get_root_storage_index_string():
1883         """Return the storage index (abbreviated human-readable string) of
1884         the first object checked."""
1885     def get_counters():
1886         """Return a dictionary with the following keys::
1887
1888              count-objects-checked: count of how many objects were checked
1889              count-objects-healthy: how many of those objects were completely
1890                                     healthy
1891              count-objects-unhealthy: how many were damaged in some way
1892              count-objects-unrecoverable: how many were unrecoverable
1893              count-corrupt-shares: how many shares were found to have
1894                                    corruption, summed over all objects
1895                                    examined
1896         """
1897
1898     def get_corrupt_shares():
1899         """Return a set of (serverid, storage_index, sharenum) for all shares
1900         that were found to be corrupt. Both serverid and storage_index are
1901         binary.
1902         """
1903     def get_all_results():
1904         """Return a dictionary mapping pathname (a tuple of strings, ready to
1905         be slash-joined) to an ICheckResults instance, one for each object
1906         that was checked."""
1907
1908     def get_results_for_storage_index(storage_index):
1909         """Retrive the ICheckResults instance for the given (binary)
1910         storage index. Raises KeyError if there are no results for that
1911         storage index."""
1912
1913     def get_stats():
1914         """Return a dictionary with the same keys as
1915         IDirectoryNode.deep_stats()."""
1916
1917 class IDeepCheckAndRepairResults(Interface):
1918     """I contain the results of a deep-check-and-repair operation.
1919
1920     This is returned by a call to ICheckable.deep_check_and_repair().
1921     """
1922
1923     def get_root_storage_index_string():
1924         """Return the storage index (abbreviated human-readable string) of
1925         the first object checked."""
1926     def get_counters():
1927         """Return a dictionary with the following keys::
1928
1929              count-objects-checked: count of how many objects were checked
1930              count-objects-healthy-pre-repair: how many of those objects were
1931                                                completely healthy (before any
1932                                                repair)
1933              count-objects-unhealthy-pre-repair: how many were damaged in
1934                                                  some way
1935              count-objects-unrecoverable-pre-repair: how many were unrecoverable
1936              count-objects-healthy-post-repair: how many of those objects were
1937                                                 completely healthy (after any
1938                                                 repair)
1939              count-objects-unhealthy-post-repair: how many were damaged in
1940                                                   some way
1941              count-objects-unrecoverable-post-repair: how many were
1942                                                       unrecoverable
1943              count-repairs-attempted: repairs were attempted on this many
1944                                       objects. The count-repairs- keys will
1945                                       always be provided, however unless
1946                                       repair=true is present, they will all
1947                                       be zero.
1948              count-repairs-successful: how many repairs resulted in healthy
1949                                        objects
1950              count-repairs-unsuccessful: how many repairs resulted did not
1951                                          results in completely healthy objects
1952              count-corrupt-shares-pre-repair: how many shares were found to
1953                                               have corruption, summed over all
1954                                               objects examined (before any
1955                                               repair)
1956              count-corrupt-shares-post-repair: how many shares were found to
1957                                                have corruption, summed over all
1958                                                objects examined (after any
1959                                                repair)
1960         """
1961
1962     def get_stats():
1963         """Return a dictionary with the same keys as
1964         IDirectoryNode.deep_stats()."""
1965
1966     def get_corrupt_shares():
1967         """Return a set of (serverid, storage_index, sharenum) for all shares
1968         that were found to be corrupt before any repair was attempted. Both
1969         serverid and storage_index are binary.
1970         """
1971     def get_remaining_corrupt_shares():
1972         """Return a set of (serverid, storage_index, sharenum) for all shares
1973         that were found to be corrupt after any repair was completed. Both
1974         serverid and storage_index are binary. These are shares that need
1975         manual inspection and probably deletion.
1976         """
1977     def get_all_results():
1978         """Return a dictionary mapping pathname (a tuple of strings, ready to
1979         be slash-joined) to an ICheckAndRepairResults instance, one for each
1980         object that was checked."""
1981
1982     def get_results_for_storage_index(storage_index):
1983         """Retrive the ICheckAndRepairResults instance for the given (binary)
1984         storage index. Raises KeyError if there are no results for that
1985         storage index."""
1986
1987
1988 class IRepairable(Interface):
1989     def repair(check_results):
1990         """Attempt to repair the given object. Returns a Deferred that fires
1991         with a IRepairResults object.
1992
1993         I must be called with an object that implements ICheckResults, as
1994         proof that you have actually discovered a problem with this file. I
1995         will use the data in the checker results to guide the repair process,
1996         such as which servers provided bad data and should therefore be
1997         avoided. The ICheckResults object is inside the
1998         ICheckAndRepairResults object, which is returned by the
1999         ICheckable.check() method::
2000
2001          d = filenode.check(repair=False)
2002          def _got_results(check_and_repair_results):
2003              check_results = check_and_repair_results.get_pre_repair_results()
2004              return filenode.repair(check_results)
2005          d.addCallback(_got_results)
2006          return d
2007         """
2008
2009 class IRepairResults(Interface):
2010     """I contain the results of a repair operation."""
2011
2012
2013 class IClient(Interface):
2014     def upload(uploadable):
2015         """Upload some data into a CHK, get back the UploadResults for it.
2016         @param uploadable: something that implements IUploadable
2017         @return: a Deferred that fires with the UploadResults instance.
2018                  To get the URI for this file, use results.uri .
2019         """
2020
2021     def create_mutable_file(contents=""):
2022         """Create a new mutable file (with initial) contents, get back the
2023         URI string.
2024
2025         @param contents: (bytestring, callable, or None): this provides the
2026         initial contents of the mutable file. If 'contents' is a bytestring,
2027         it will be used as-is. If 'contents' is a callable, it will be
2028         invoked with the new MutableFileNode instance and is expected to
2029         return a bytestring with the initial contents of the file (the
2030         callable can use node.get_writekey() to decide how to encrypt the
2031         initial contents, e.g. for a brand new dirnode with initial
2032         children). contents=None is equivalent to an empty string. Using
2033         content_maker= is more efficient than creating a mutable file and
2034         setting its contents in two separate operations.
2035
2036         @return: a Deferred that fires with tne (string) SSK URI for the new
2037                  file.
2038         """
2039
2040     def create_dirnode(initial_children={}):
2041         """Create a new unattached dirnode, possibly with initial children.
2042
2043         @param initial_children: dict with keys that are unicode child names,
2044         and values that are (childnode, metadata) tuples.
2045
2046         @return: a Deferred that fires with the new IDirectoryNode instance.
2047         """
2048
2049     def create_node_from_uri(uri, rouri):
2050         """Create a new IFilesystemNode instance from the uri, synchronously.
2051         @param uri: a string or IURI-providing instance, or None. This could
2052                     be for a LiteralFileNode, a CHK file node, a mutable file
2053                     node, or a directory node
2054         @param rouri: a string or IURI-providing instance, or None. If the
2055                       main uri is None, I will use the rouri instead. If I
2056                       recognize the format of the main uri, I will ignore the
2057                       rouri (because it can be derived from the writecap).
2058
2059         @return: an instance that provides IFilesystemNode (or more usefully
2060                  one of its subclasses). File-specifying URIs will result in
2061                  IFileNode or IMutableFileNode -providing instances, like
2062                  FileNode, LiteralFileNode, or MutableFileNode.
2063                  Directory-specifying URIs will result in
2064                  IDirectoryNode-providing instances, like DirectoryNode.
2065         """
2066
2067 class INodeMaker(Interface):
2068     """The NodeMaker is used to create IFilesystemNode instances. It can
2069     accept a filecap/dircap string and return the node right away. It can
2070     also create new nodes (i.e. upload a file, or create a mutable file)
2071     asynchronously. Once you have one of these nodes, you can use other
2072     methods to determine whether it is a file or directory, and to download
2073     or modify its contents.
2074
2075     The NodeMaker encapsulates all the authorities that these
2076     IfilesystemNodes require (like references to the StorageFarmBroker). Each
2077     Tahoe process will typically have a single NodeMaker, but unit tests may
2078     create simplified/mocked forms for testing purposes.
2079     """
2080     def create_from_cap(writecap, readcap=None):
2081         """I create an IFilesystemNode from the given writecap/readcap. I can
2082         only provide nodes for existing file/directory objects: use my other
2083         methods to create new objects. I return synchronously."""
2084
2085     def create_mutable_file(contents=None, keysize=None):
2086         """I create a new mutable file, and return a Deferred which will fire
2087         with the IMutableFileNode instance when it is ready. If contents= is
2088         provided (a bytestring), it will be used as the initial contents of
2089         the new file, otherwise the file will contain zero bytes. keysize= is
2090         for use by unit tests, to create mutable files that are smaller than
2091         usual."""
2092
2093     def create_new_mutable_directory(initial_children={}):
2094         """I create a new mutable directory, and return a Deferred which will
2095         fire with the IDirectoryNode instance when it is ready. If
2096         initial_children= is provided (a dict mapping unicode child name to
2097         (childnode, metadata_dict) tuples), the directory will be populated
2098         with those children, otherwise it will be empty."""
2099
2100 class IClientStatus(Interface):
2101     def list_all_uploads():
2102         """Return a list of uploader objects, one for each upload which
2103         currently has an object available (tracked with weakrefs). This is
2104         intended for debugging purposes."""
2105     def list_active_uploads():
2106         """Return a list of active IUploadStatus objects."""
2107     def list_recent_uploads():
2108         """Return a list of IUploadStatus objects for the most recently
2109         started uploads."""
2110
2111     def list_all_downloads():
2112         """Return a list of downloader objects, one for each download which
2113         currently has an object available (tracked with weakrefs). This is
2114         intended for debugging purposes."""
2115     def list_active_downloads():
2116         """Return a list of active IDownloadStatus objects."""
2117     def list_recent_downloads():
2118         """Return a list of IDownloadStatus objects for the most recently
2119         started downloads."""
2120
2121 class IUploadStatus(Interface):
2122     def get_started():
2123         """Return a timestamp (float with seconds since epoch) indicating
2124         when the operation was started."""
2125     def get_storage_index():
2126         """Return a string with the (binary) storage index in use on this
2127         upload. Returns None if the storage index has not yet been
2128         calculated."""
2129     def get_size():
2130         """Return an integer with the number of bytes that will eventually
2131         be uploaded for this file. Returns None if the size is not yet known.
2132         """
2133     def using_helper():
2134         """Return True if this upload is using a Helper, False if not."""
2135     def get_status():
2136         """Return a string describing the current state of the upload
2137         process."""
2138     def get_progress():
2139         """Returns a tuple of floats, (chk, ciphertext, encode_and_push),
2140         each from 0.0 to 1.0 . 'chk' describes how much progress has been
2141         made towards hashing the file to determine a CHK encryption key: if
2142         non-convergent encryption is in use, this will be trivial, otherwise
2143         the whole file must be hashed. 'ciphertext' describes how much of the
2144         ciphertext has been pushed to the helper, and is '1.0' for non-helper
2145         uploads. 'encode_and_push' describes how much of the encode-and-push
2146         process has finished: for helper uploads this is dependent upon the
2147         helper providing progress reports. It might be reasonable to add all
2148         three numbers and report the sum to the user."""
2149     def get_active():
2150         """Return True if the upload is currently active, False if not."""
2151     def get_results():
2152         """Return an instance of UploadResults (which contains timing and
2153         sharemap information). Might return None if the upload is not yet
2154         finished."""
2155     def get_counter():
2156         """Each upload status gets a unique number: this method returns that
2157         number. This provides a handle to this particular upload, so a web
2158         page can generate a suitable hyperlink."""
2159
2160 class IDownloadStatus(Interface):
2161     def get_started():
2162         """Return a timestamp (float with seconds since epoch) indicating
2163         when the operation was started."""
2164     def get_storage_index():
2165         """Return a string with the (binary) storage index in use on this
2166         download. This may be None if there is no storage index (i.e. LIT
2167         files)."""
2168     def get_size():
2169         """Return an integer with the number of bytes that will eventually be
2170         retrieved for this file. Returns None if the size is not yet known.
2171         """
2172     def using_helper():
2173         """Return True if this download is using a Helper, False if not."""
2174     def get_status():
2175         """Return a string describing the current state of the download
2176         process."""
2177     def get_progress():
2178         """Returns a float (from 0.0 to 1.0) describing the amount of the
2179         download that has completed. This value will remain at 0.0 until the
2180         first byte of plaintext is pushed to the download target."""
2181     def get_active():
2182         """Return True if the download is currently active, False if not."""
2183     def get_counter():
2184         """Each download status gets a unique number: this method returns
2185         that number. This provides a handle to this particular download, so a
2186         web page can generate a suitable hyperlink."""
2187
2188 class IServermapUpdaterStatus(Interface):
2189     pass
2190 class IPublishStatus(Interface):
2191     pass
2192 class IRetrieveStatus(Interface):
2193     pass
2194
2195 class NotCapableError(Exception):
2196     """You have tried to write to a read-only node."""
2197
2198 class BadWriteEnablerError(Exception):
2199     pass
2200
2201 class RIControlClient(RemoteInterface):
2202
2203     def wait_for_client_connections(num_clients=int):
2204         """Do not return until we have connections to at least NUM_CLIENTS
2205         storage servers.
2206         """
2207
2208     def upload_from_file_to_uri(filename=str,
2209                                 convergence=ChoiceOf(None,
2210                                                      StringConstraint(2**20))):
2211         """Upload a file to the grid. This accepts a filename (which must be
2212         absolute) that points to a file on the node's local disk. The node will
2213         read the contents of this file, upload it to the grid, then return the
2214         URI at which it was uploaded.  If convergence is None then a random
2215         encryption key will be used, else the plaintext will be hashed, then
2216         that hash will be mixed together with the "convergence" string to form
2217         the encryption key.
2218         """
2219         return URI
2220
2221     def download_from_uri_to_file(uri=URI, filename=str):
2222         """Download a file from the grid, placing it on the node's local disk
2223         at the given filename (which must be absolute[?]). Returns the
2224         absolute filename where the file was written."""
2225         return str
2226
2227     # debug stuff
2228
2229     def get_memory_usage():
2230         """Return a dict describes the amount of memory currently in use. The
2231         keys are 'VmPeak', 'VmSize', and 'VmData'. The values are integers,
2232         measuring memory consupmtion in bytes."""
2233         return DictOf(str, int)
2234
2235     def speed_test(count=int, size=int, mutable=Any()):
2236         """Write 'count' tempfiles to disk, all of the given size. Measure
2237         how long (in seconds) it takes to upload them all to the servers.
2238         Then measure how long it takes to download all of them. If 'mutable'
2239         is 'create', time creation of mutable files. If 'mutable' is
2240         'upload', then time access to the same mutable file instead of
2241         creating one.
2242
2243         Returns a tuple of (upload_time, download_time).
2244         """
2245         return (float, float)
2246
2247     def measure_peer_response_time():
2248         """Send a short message to each connected peer, and measure the time
2249         it takes for them to respond to it. This is a rough measure of the
2250         application-level round trip time.
2251
2252         @return: a dictionary mapping peerid to a float (RTT time in seconds)
2253         """
2254
2255         return DictOf(Nodeid, float)
2256
2257 UploadResults = Any() #DictOf(str, str)
2258
2259 class RIEncryptedUploadable(RemoteInterface):
2260     __remote_name__ = "RIEncryptedUploadable.tahoe.allmydata.com"
2261
2262     def get_size():
2263         return Offset
2264
2265     def get_all_encoding_parameters():
2266         return (int, int, int, long)
2267
2268     def read_encrypted(offset=Offset, length=ReadSize):
2269         return ListOf(str)
2270
2271     def close():
2272         return None
2273
2274
2275 class RICHKUploadHelper(RemoteInterface):
2276     __remote_name__ = "RIUploadHelper.tahoe.allmydata.com"
2277
2278     def get_version():
2279         """
2280         Return a dictionary of version information.
2281         """
2282         return DictOf(str, Any())
2283
2284     def upload(reader=RIEncryptedUploadable):
2285         return UploadResults
2286
2287
2288 class RIHelper(RemoteInterface):
2289     __remote_name__ = "RIHelper.tahoe.allmydata.com"
2290
2291     def get_version():
2292         """
2293         Return a dictionary of version information.
2294         """
2295         return DictOf(str, Any())
2296
2297     def upload_chk(si=StorageIndex):
2298         """See if a file with a given storage index needs uploading. The
2299         helper will ask the appropriate storage servers to see if the file
2300         has already been uploaded. If so, the helper will return a set of
2301         'upload results' that includes whatever hashes are needed to build
2302         the read-cap, and perhaps a truncated sharemap.
2303
2304         If the file has not yet been uploaded (or if it was only partially
2305         uploaded), the helper will return an empty upload-results dictionary
2306         and also an RICHKUploadHelper object that will take care of the
2307         upload process. The client should call upload() on this object and
2308         pass it a reference to an RIEncryptedUploadable object that will
2309         provide ciphertext. When the upload is finished, the upload() method
2310         will finish and return the upload results.
2311         """
2312         return (UploadResults, ChoiceOf(RICHKUploadHelper, None))
2313
2314
2315 class RIStatsProvider(RemoteInterface):
2316     __remote_name__ = "RIStatsProvider.tahoe.allmydata.com"
2317     """
2318     Provides access to statistics and monitoring information.
2319     """
2320
2321     def get_stats():
2322         """
2323         returns a dictionary containing 'counters' and 'stats', each a
2324         dictionary with string counter/stat name keys, and numeric values.
2325         counters are monotonically increasing measures of work done, and
2326         stats are instantaneous measures (potentially time averaged
2327         internally)
2328         """
2329         return DictOf(str, DictOf(str, ChoiceOf(float, int, long)))
2330
2331 class RIStatsGatherer(RemoteInterface):
2332     __remote_name__ = "RIStatsGatherer.tahoe.allmydata.com"
2333     """
2334     Provides a monitoring service for centralised collection of stats
2335     """
2336
2337     def provide(provider=RIStatsProvider, nickname=str):
2338         """
2339         @param provider: a stats collector instance which should be polled
2340                          periodically by the gatherer to collect stats.
2341         @param nickname: a name useful to identify the provided client
2342         """
2343         return None
2344
2345
2346 class IStatsProducer(Interface):
2347     def get_stats():
2348         """
2349         returns a dictionary, with str keys representing the names of stats
2350         to be monitored, and numeric values.
2351         """
2352
2353 class RIKeyGenerator(RemoteInterface):
2354     __remote_name__ = "RIKeyGenerator.tahoe.allmydata.com"
2355     """
2356     Provides a service offering to make RSA key pairs.
2357     """
2358
2359     def get_rsa_key_pair(key_size=int):
2360         """
2361         @param key_size: the size of the signature key.
2362         @return: tuple(verifying_key, signing_key)
2363         """
2364         return TupleOf(str, str)
2365
2366
2367 class FileTooLargeError(Exception):
2368     pass
2369
2370 class IValidatedThingProxy(Interface):
2371     def start():
2372         """ Acquire a thing and validate it. Return a deferred which is
2373         eventually fired with self if the thing is valid or errbacked if it
2374         can't be acquired or validated."""
2375
2376 class InsufficientVersionError(Exception):
2377     def __init__(self, needed, got):
2378         self.needed = needed
2379         self.got = got
2380     def __repr__(self):
2381         return "InsufficientVersionError(need '%s', got %s)" % (self.needed,
2382                                                                 self.got)