]> git.rkrishnan.org Git - tahoe-lafs/tahoe-lafs.git/blob - src/allmydata/interfaces.py
2446f8ae1b231944da0dc64df4511915f619de19
[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 SALT_SIZE=16
8
9 SDMF_VERSION=0
10 MDMF_VERSION=1
11
12 Hash = StringConstraint(maxLength=HASH_SIZE,
13                         minLength=HASH_SIZE)# binary format 32-byte SHA256 hash
14 Nodeid = StringConstraint(maxLength=20,
15                           minLength=20) # binary format 20-byte SHA1 hash
16 FURL = StringConstraint(1000)
17 StorageIndex = StringConstraint(16)
18 URI = StringConstraint(300) # kind of arbitrary
19
20 MAX_BUCKETS = 256  # per peer -- zfec offers at most 256 shares per file
21
22 DEFAULT_MAX_SEGMENT_SIZE = 128*1024
23
24 ShareData = StringConstraint(None)
25 URIExtensionData = StringConstraint(1000)
26 Number = IntegerConstraint(8) # 2**(8*8) == 16EiB ~= 18e18 ~= 18 exabytes
27 Offset = Number
28 ReadSize = int # the 'int' constraint is 2**31 == 2Gib -- large files are processed in not-so-large increments
29 WriteEnablerSecret = Hash # used to protect mutable bucket modifications
30 LeaseRenewSecret = Hash # used to protect bucket lease renewal requests
31 LeaseCancelSecret = Hash # used to protect bucket lease cancellation requests
32
33 class RIBucketWriter(RemoteInterface):
34     """ Objects of this kind live on the server side. """
35     def write(offset=Offset, data=ShareData):
36         return None
37
38     def close():
39         """
40         If the data that has been written is incomplete or inconsistent then
41         the server will throw the data away, else it will store it for future
42         retrieval.
43         """
44         return None
45
46     def abort():
47         """Abandon all the data that has been written.
48         """
49         return None
50
51
52 class RIBucketReader(RemoteInterface):
53     def read(offset=Offset, length=ReadSize):
54         return ShareData
55
56     def advise_corrupt_share(reason=str):
57         """Clients who discover hash failures in shares that they have
58         downloaded from me will use this method to inform me about the
59         failures. I will record their concern so that my operator can
60         manually inspect the shares in question. I return None.
61
62         This is a wrapper around RIStorageServer.advise_corrupt_share(),
63         which is tied to a specific share, and therefore does not need the
64         extra share-identifying arguments. Please see that method for full
65         documentation.
66         """
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
86 class RIStorageServer(RemoteInterface):
87     __remote_name__ = "RIStorageServer.tahoe.allmydata.com"
88
89     def get_version():
90         """
91         Return a dictionary of version information.
92         """
93         return DictOf(str, Any())
94
95     def allocate_buckets(storage_index=StorageIndex,
96                          renew_secret=LeaseRenewSecret,
97                          cancel_secret=LeaseCancelSecret,
98                          sharenums=SetOf(int, maxLength=MAX_BUCKETS),
99                          allocated_size=Offset, canary=Referenceable):
100         """
101         @param storage_index: the index of the bucket to be created or
102                               increfed.
103         @param sharenums: these are the share numbers (probably between 0 and
104                           99) that the sender is proposing to store on this
105                           server.
106         @param renew_secret: This is the secret used to protect bucket refresh
107                              This secret is generated by the client and
108                              stored for later comparison by the server. Each
109                              server is given a different secret.
110         @param cancel_secret: Like renew_secret, but protects bucket decref.
111         @param canary: If the canary is lost before close(), the bucket is
112                        deleted.
113         @return: tuple of (alreadygot, allocated), where alreadygot is what we
114                  already have and allocated is what we hereby agree to accept.
115                  New leases are added for shares in both lists.
116         """
117         return TupleOf(SetOf(int, maxLength=MAX_BUCKETS),
118                        DictOf(int, RIBucketWriter, maxKeys=MAX_BUCKETS))
119
120     def add_lease(storage_index=StorageIndex,
121                   renew_secret=LeaseRenewSecret,
122                   cancel_secret=LeaseCancelSecret):
123         """
124         Add a new lease on the given bucket. If the renew_secret matches an
125         existing lease, that lease will be renewed instead. If there is no
126         bucket for the given storage_index, return silently. (note that in
127         tahoe-1.3.0 and earlier, IndexError was raised if there was no
128         bucket)
129         """
130         return Any() # returns None now, but future versions might change
131
132     def renew_lease(storage_index=StorageIndex, renew_secret=LeaseRenewSecret):
133         """
134         Renew the lease on a given bucket, resetting the timer to 31 days.
135         Some networks will use this, some will not. If there is no bucket for
136         the given storage_index, IndexError will be raised.
137
138         For mutable shares, if the given renew_secret does not match an
139         existing lease, IndexError will be raised with a note listing the
140         server-nodeids on the existing leases, so leases on migrated shares
141         can be renewed or cancelled. For immutable shares, IndexError
142         (without the note) will be raised.
143         """
144         return Any()
145
146     def get_buckets(storage_index=StorageIndex):
147         return DictOf(int, RIBucketReader, maxKeys=MAX_BUCKETS)
148
149
150
151     def slot_readv(storage_index=StorageIndex,
152                    shares=ListOf(int), readv=ReadVector):
153         """Read a vector from the numbered shares associated with the given
154         storage index. An empty shares list means to return data from all
155         known shares. Returns a dictionary with one key per share."""
156         return DictOf(int, ReadData) # shnum -> results
157
158     def slot_testv_and_readv_and_writev(storage_index=StorageIndex,
159                                         secrets=TupleOf(WriteEnablerSecret,
160                                                         LeaseRenewSecret,
161                                                         LeaseCancelSecret),
162                                         tw_vectors=TestAndWriteVectorsForShares,
163                                         r_vector=ReadVector,
164                                         ):
165         """
166         General-purpose test-read-and-set operation for mutable slots:
167         (1) For submitted shnums, compare the test vectors against extant
168             shares, or against an empty share for shnums that do not exist.
169         (2) Use the read vectors to extract "old data" from extant shares.
170         (3) If all tests in (1) passed, then apply the write vectors
171             (possibly creating new shares).
172         (4) Return whether the tests passed, and the "old data", which does
173             not include any modifications made by the writes.
174
175         The operation does not interleave with other operations on the same
176         shareset.
177
178         This method is, um, large. The goal is to allow clients to update all
179         the shares associated with a mutable file in a single round trip.
180
181         @param storage_index: the index of the bucket to be created or
182                               increfed.
183         @param write_enabler: a secret that is stored along with the slot.
184                               Writes are accepted from any caller who can
185                               present the matching secret. A different secret
186                               should be used for each slot*server pair.
187         @param renew_secret: This is the secret used to protect bucket refresh
188                              This secret is generated by the client and
189                              stored for later comparison by the server. Each
190                              server is given a different secret.
191         @param cancel_secret: Like renew_secret, but protects bucket decref.
192
193         The 'secrets' argument is a tuple of (write_enabler, renew_secret,
194         cancel_secret). The first is required to perform any write. The
195         latter two are used when allocating new shares. To simply acquire a
196         new lease on existing shares, use an empty testv and an empty writev.
197
198         Each share can have a separate test vector (i.e. a list of
199         comparisons to perform). If all vectors for all shares pass, then all
200         writes for all shares are recorded. Each comparison is a 4-tuple of
201         (offset, length, operator, specimen), which effectively does a
202         bool( (read(offset, length)) OPERATOR specimen ) and only performs
203         the write if all these evaluate to True. Basic test-and-set uses 'eq'.
204         Write-if-newer uses a seqnum and (offset, length, 'lt', specimen).
205         Write-if-same-or-newer uses 'le'.
206
207         Reads from the end of the container are truncated, and missing shares
208         behave like empty ones, so to assert that a share doesn't exist (for
209         use when creating a new share), use (0, 1, 'eq', '').
210
211         The write vector will be applied to the given share, expanding it if
212         necessary. A write vector applied to a share number that did not
213         exist previously will cause that share to be created. Write vectors
214         must not overlap (if they do, this will either cause an error or
215         apply them in an unspecified order). Duplicate write vectors, with
216         the same offset and data, are currently tolerated but are not
217         desirable.
218
219         In Tahoe-LAFS v1.8.3 or later (except 1.9.0a1), if you send a write
220         vector whose offset is beyond the end of the current data, the space
221         between the end of the current data and the beginning of the write
222         vector will be filled with zero bytes. In earlier versions the
223         contents of this space was unspecified (and might end up containing
224         secrets). Storage servers with the new zero-filling behavior will
225         advertise a true value for the 'fills-holes-with-zero-bytes' key
226         (under 'http://allmydata.org/tahoe/protocols/storage/v1') in their
227         version information.
228
229         Each write vector is accompanied by a 'new_length' argument, which
230         can be used to truncate the data. If new_length is not None and it is
231         less than the current size of the data (after applying all write
232         vectors), then the data will be truncated to new_length. If
233         new_length==0, the share will be deleted.
234
235         In Tahoe-LAFS v1.8.2 and earlier, new_length could also be used to
236         enlarge the file by sending a number larger than the size of the data
237         after applying all write vectors. That behavior was not used, and as
238         of Tahoe-LAFS v1.8.3 it no longer works and the new_length is ignored
239         in that case.
240
241         If a storage client knows that the server supports zero-filling, for
242         example from the 'fills-holes-with-zero-bytes' key in its version
243         information, it can extend the file efficiently by writing a single
244         zero byte just before the new end-of-file. Otherwise it must
245         explicitly write zeroes to all bytes between the old and new
246         end-of-file. In any case it should avoid sending new_length larger
247         than the size of the data after applying all write vectors.
248
249         The read vector is used to extract data from all known shares,
250         *before* any writes have been applied. The same read vector is used
251         for all shares. This captures the state that was tested by the test
252         vector, for extant shares.
253
254         This method returns two values: a boolean and a dict. The boolean is
255         True if the write vectors were applied, False if not. The dict is
256         keyed by share number, and each value contains a list of strings, one
257         for each element of the read vector.
258
259         If the write_enabler is wrong, this will raise BadWriteEnablerError.
260         To enable share migration (using update_write_enabler), the exception
261         will have the nodeid used for the old write enabler embedded in it,
262         in the following string::
263
264          The write enabler was recorded by nodeid '%s'.
265
266         Note that the nodeid here is encoded using the same base32 encoding
267         used by Foolscap and allmydata.util.idlib.nodeid_b2a().
268         """
269         return TupleOf(bool, DictOf(int, ReadData))
270
271     def advise_corrupt_share(share_type=str, storage_index=StorageIndex,
272                              shnum=int, reason=str):
273         """Clients who discover hash failures in shares that they have
274         downloaded from me will use this method to inform me about the
275         failures. I will record their concern so that my operator can
276         manually inspect the shares in question. I return None.
277
278         'share_type' is either 'mutable' or 'immutable'. 'storage_index' is a
279         (binary) storage index string, and 'shnum' is the integer share
280         number. 'reason' is a human-readable explanation of the problem,
281         probably including some expected hash values and the computed ones
282         which did not match. Corruption advisories for mutable shares should
283         include a hash of the public key (the same value that appears in the
284         mutable-file verify-cap), since the current share format does not
285         store that on disk.
286         """
287
288
289 class IStorageBucketWriter(Interface):
290     """
291     Objects of this kind live on the client side.
292     """
293     def put_block(segmentnum=int, data=ShareData):
294         """@param data: For most segments, this data will be 'blocksize'
295         bytes in length. The last segment might be shorter.
296         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
297         """
298
299     def put_plaintext_hashes(hashes=ListOf(Hash)):
300         """
301         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
302         """
303
304     def put_crypttext_hashes(hashes=ListOf(Hash)):
305         """
306         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
307         """
308
309     def put_block_hashes(blockhashes=ListOf(Hash)):
310         """
311         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
312         """
313
314     def put_share_hashes(sharehashes=ListOf(TupleOf(int, Hash))):
315         """
316         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
317         """
318
319     def put_uri_extension(data=URIExtensionData):
320         """This block of data contains integrity-checking information (hashes
321         of plaintext, crypttext, and shares), as well as encoding parameters
322         that are necessary to recover the data. This is a serialized dict
323         mapping strings to other strings. The hash of this data is kept in
324         the URI and verified before any of the data is used. All buckets for
325         a given file contain identical copies of this data.
326
327         The serialization format is specified with the following pseudocode:
328         for k in sorted(dict.keys()):
329             assert re.match(r'^[a-zA-Z_\-]+$', k)
330             write(k + ':' + netstring(dict[k]))
331
332         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
333         """
334
335     def close():
336         """Finish writing and close the bucket. The share is not finalized
337         until this method is called: if the uploading client disconnects
338         before calling close(), the partially-written share will be
339         discarded.
340
341         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
342         """
343
344 class IStorageBucketReader(Interface):
345
346     def get_block_data(blocknum=int, blocksize=int, size=int):
347         """Most blocks will be the same size. The last block might be shorter
348         than the others.
349
350         @return: ShareData
351         """
352
353     def get_crypttext_hashes():
354         """
355         @return: ListOf(Hash)
356         """
357
358     def get_block_hashes(at_least_these=SetOf(int)):
359         """
360         @return: ListOf(Hash)
361         """
362
363     def get_share_hashes(at_least_these=SetOf(int)):
364         """
365         @return: ListOf(TupleOf(int, Hash))
366         """
367
368     def get_uri_extension():
369         """
370         @return: URIExtensionData
371         """
372
373
374 class IStorageBroker(Interface):
375     def get_servers_for_psi(peer_selection_index):
376         """
377         @return: list of IServer instances
378         """
379     def get_connected_servers():
380         """
381         @return: frozenset of connected IServer instances
382         """
383     def get_known_servers():
384         """
385         @return: frozenset of IServer instances
386         """
387     def get_all_serverids():
388         """
389         @return: frozenset of serverid strings
390         """
391     def get_nickname_for_serverid(serverid):
392         """
393         @return: unicode nickname, or None
394         """
395
396     # methods moved from IntroducerClient, need review
397     def get_all_connections():
398         """Return a frozenset of (nodeid, service_name, rref) tuples, one for
399         each active connection we've established to a remote service. This is
400         mostly useful for unit tests that need to wait until a certain number
401         of connections have been made."""
402
403     def get_all_connectors():
404         """Return a dict that maps from (nodeid, service_name) to a
405         RemoteServiceConnector instance for all services that we are actively
406         trying to connect to. Each RemoteServiceConnector has the following
407         public attributes::
408
409           service_name: the type of service provided, like 'storage'
410           announcement_time: when we first heard about this service
411           last_connect_time: when we last established a connection
412           last_loss_time: when we last lost a connection
413
414           version: the peer's version, from the most recent connection
415           oldest_supported: the peer's oldest supported version, same
416
417           rref: the RemoteReference, if connected, otherwise None
418           remote_host: the IAddress, if connected, otherwise None
419
420         This method is intended for monitoring interfaces, such as a web page
421         which describes connecting and connected peers.
422         """
423
424     def get_all_peerids():
425         """Return a frozenset of all peerids to whom we have a connection (to
426         one or more services) established. Mostly useful for unit tests."""
427
428     def get_all_connections_for(service_name):
429         """Return a frozenset of (nodeid, service_name, rref) tuples, one
430         for each active connection that provides the given SERVICE_NAME."""
431
432     def get_permuted_peers(service_name, key):
433         """Returns an ordered list of (peerid, rref) tuples, selecting from
434         the connections that provide SERVICE_NAME, using a hash-based
435         permutation keyed by KEY. This randomizes the service list in a
436         repeatable way, to distribute load over many peers.
437         """
438
439
440 class IDisplayableServer(Interface):
441     def get_nickname():
442         pass
443
444     def get_name():
445         pass
446
447     def get_longname():
448         pass
449
450
451 class IServer(IDisplayableServer):
452     """I live in the client, and represent a single server."""
453     def start_connecting(tub, trigger_cb):
454         pass
455
456     def get_rref():
457         """Once a server is connected, I return a RemoteReference.
458         Before a server is connected for the first time, I return None.
459
460         Note that the rref I return will start producing DeadReferenceErrors
461         once the connection is lost.
462         """
463
464
465 class IMutableSlotWriter(Interface):
466     """
467     The interface for a writer around a mutable slot on a remote server.
468     """
469     def set_checkstring(checkstring, *args):
470         """
471         Set the checkstring that I will pass to the remote server when
472         writing.
473
474             @param checkstring A packed checkstring to use.
475
476         Note that implementations can differ in which semantics they
477         wish to support for set_checkstring -- they can, for example,
478         build the checkstring themselves from its constituents, or
479         some other thing.
480         """
481
482     def get_checkstring():
483         """
484         Get the checkstring that I think currently exists on the remote
485         server.
486         """
487
488     def put_block(data, segnum, salt):
489         """
490         Add a block and salt to the share.
491         """
492
493     def put_encprivkey(encprivkey):
494         """
495         Add the encrypted private key to the share.
496         """
497
498     def put_blockhashes(blockhashes=list):
499         """
500         Add the block hash tree to the share.
501         """
502
503     def put_sharehashes(sharehashes=dict):
504         """
505         Add the share hash chain to the share.
506         """
507
508     def get_signable():
509         """
510         Return the part of the share that needs to be signed.
511         """
512
513     def put_signature(signature):
514         """
515         Add the signature to the share.
516         """
517
518     def put_verification_key(verification_key):
519         """
520         Add the verification key to the share.
521         """
522
523     def finish_publishing():
524         """
525         Do anything necessary to finish writing the share to a remote
526         server. I require that no further publishing needs to take place
527         after this method has been called.
528         """
529
530
531 class IURI(Interface):
532     def init_from_string(uri):
533         """Accept a string (as created by my to_string() method) and populate
534         this instance with its data. I am not normally called directly,
535         please use the module-level uri.from_string() function to convert
536         arbitrary URI strings into IURI-providing instances."""
537
538     def is_readonly():
539         """Return False if this URI be used to modify the data. Return True
540         if this URI cannot be used to modify the data."""
541
542     def is_mutable():
543         """Return True if the data can be modified by *somebody* (perhaps
544         someone who has a more powerful URI than this one)."""
545
546     # TODO: rename to get_read_cap()
547     def get_readonly():
548         """Return another IURI instance, which represents a read-only form of
549         this one. If is_readonly() is True, this returns self."""
550
551     def get_verify_cap():
552         """Return an instance that provides IVerifierURI, which can be used
553         to check on the availability of the file or directory, without
554         providing enough capabilities to actually read or modify the
555         contents. This may return None if the file does not need checking or
556         verification (e.g. LIT URIs).
557         """
558
559     def to_string():
560         """Return a string of printable ASCII characters, suitable for
561         passing into init_from_string."""
562
563
564 class IVerifierURI(Interface, IURI):
565     def init_from_string(uri):
566         """Accept a string (as created by my to_string() method) and populate
567         this instance with its data. I am not normally called directly,
568         please use the module-level uri.from_string() function to convert
569         arbitrary URI strings into IURI-providing instances."""
570
571     def to_string():
572         """Return a string of printable ASCII characters, suitable for
573         passing into init_from_string."""
574
575
576 class IDirnodeURI(Interface):
577     """I am a URI which represents a dirnode."""
578
579 class IFileURI(Interface):
580     """I am a URI which represents a filenode."""
581     def get_size():
582         """Return the length (in bytes) of the file that I represent."""
583
584
585 class IImmutableFileURI(IFileURI):
586     pass
587
588 class IMutableFileURI(Interface):
589     pass
590
591 class IDirectoryURI(Interface):
592     pass
593
594 class IReadonlyDirectoryURI(Interface):
595     pass
596
597
598 class CapConstraintError(Exception):
599     """A constraint on a cap was violated."""
600
601 class MustBeDeepImmutableError(CapConstraintError):
602     """Mutable children cannot be added to an immutable directory.
603     Also, caps obtained from an immutable directory can trigger this error
604     if they are later found to refer to a mutable object and then used."""
605
606 class MustBeReadonlyError(CapConstraintError):
607     """Known write caps cannot be specified in a ro_uri field. Also,
608     caps obtained from a ro_uri field can trigger this error if they
609     are later found to be write caps and then used."""
610
611 class MustNotBeUnknownRWError(CapConstraintError):
612     """Cannot add an unknown child cap specified in a rw_uri field."""
613
614
615 class IReadable(Interface):
616     """I represent a readable object -- either an immutable file, or a
617     specific version of a mutable file.
618     """
619
620     def is_readonly():
621         """Return True if this reference provides mutable access to the given
622         file or directory (i.e. if you can modify it), or False if not. Note
623         that even if this reference is read-only, someone else may hold a
624         read-write reference to it.
625
626         For an IReadable returned by get_best_readable_version(), this will
627         always return True, but for instances of subinterfaces such as
628         IMutableFileVersion, it may return False."""
629
630     def is_mutable():
631         """Return True if this file or directory is mutable (by *somebody*,
632         not necessarily you), False if it is is immutable. Note that a file
633         might be mutable overall, but your reference to it might be
634         read-only. On the other hand, all references to an immutable file
635         will be read-only; there are no read-write references to an immutable
636         file."""
637
638     def get_storage_index():
639         """Return the storage index of the file."""
640
641     def get_size():
642         """Return the length (in bytes) of this readable object."""
643
644     def download_to_data():
645         """Download all of the file contents. I return a Deferred that fires
646         with the contents as a byte string."""
647
648     def read(consumer, offset=0, size=None):
649         """Download a portion (possibly all) of the file's contents, making
650         them available to the given IConsumer. Return a Deferred that fires
651         (with the consumer) when the consumer is unregistered (either because
652         the last byte has been given to it, or because the consumer threw an
653         exception during write(), possibly because it no longer wants to
654         receive data). The portion downloaded will start at 'offset' and
655         contain 'size' bytes (or the remainder of the file if size==None).
656
657         The consumer will be used in non-streaming mode: an IPullProducer
658         will be attached to it.
659
660         The consumer will not receive data right away: several network trips
661         must occur first. The order of events will be::
662
663          consumer.registerProducer(p, streaming)
664           (if streaming == False)::
665            consumer does p.resumeProducing()
666             consumer.write(data)
667            consumer does p.resumeProducing()
668             consumer.write(data).. (repeat until all data is written)
669          consumer.unregisterProducer()
670          deferred.callback(consumer)
671
672         If a download error occurs, or an exception is raised by
673         consumer.registerProducer() or consumer.write(), I will call
674         consumer.unregisterProducer() and then deliver the exception via
675         deferred.errback(). To cancel the download, the consumer should call
676         p.stopProducing(), which will result in an exception being delivered
677         via deferred.errback().
678
679         See src/allmydata/util/consumer.py for an example of a simple
680         download-to-memory consumer.
681         """
682
683
684 class IWriteable(Interface):
685     """
686     I define methods that callers can use to update SDMF and MDMF
687     mutable files on a Tahoe-LAFS grid.
688     """
689     # XXX: For the moment, we have only this. It is possible that we
690     #      want to move overwrite() and modify() in here too.
691     def update(data, offset):
692         """
693         I write the data from my data argument to the MDMF file,
694         starting at offset. I continue writing data until my data
695         argument is exhausted, appending data to the file as necessary.
696         """
697         # assert IMutableUploadable.providedBy(data)
698         # to append data: offset=node.get_size_of_best_version()
699         # do we want to support compacting MDMF?
700         # for an MDMF file, this can be done with O(data.get_size())
701         # memory. For an SDMF file, any modification takes
702         # O(node.get_size_of_best_version()).
703
704
705 class IMutableFileVersion(IReadable):
706     """I provide access to a particular version of a mutable file. The
707     access is read/write if I was obtained from a filenode derived from
708     a write cap, or read-only if the filenode was derived from a read cap.
709     """
710
711     def get_sequence_number():
712         """Return the sequence number of this version."""
713
714     def get_servermap():
715         """Return the IMutableFileServerMap instance that was used to create
716         this object.
717         """
718
719     def get_writekey():
720         """Return this filenode's writekey, or None if the node does not have
721         write-capability. This may be used to assist with data structures
722         that need to make certain data available only to writers, such as the
723         read-write child caps in dirnodes. The recommended process is to have
724         reader-visible data be submitted to the filenode in the clear (where
725         it will be encrypted by the filenode using the readkey), but encrypt
726         writer-visible data using this writekey.
727         """
728
729     # TODO: Can this be overwrite instead of replace?
730     def replace(new_contents):
731         """Replace the contents of the mutable file, provided that no other
732         node has published (or is attempting to publish, concurrently) a
733         newer version of the file than this one.
734
735         I will avoid modifying any share that is different than the version
736         given by get_sequence_number(). However, if another node is writing
737         to the file at the same time as me, I may manage to update some shares
738         while they update others. If I see any evidence of this, I will signal
739         UncoordinatedWriteError, and the file will be left in an inconsistent
740         state (possibly the version you provided, possibly the old version,
741         possibly somebody else's version, and possibly a mix of shares from
742         all of these).
743
744         The recommended response to UncoordinatedWriteError is to either
745         return it to the caller (since they failed to coordinate their
746         writes), or to attempt some sort of recovery. It may be sufficient to
747         wait a random interval (with exponential backoff) and repeat your
748         operation. If I do not signal UncoordinatedWriteError, then I was
749         able to write the new version without incident.
750
751         I return a Deferred that fires (with a PublishStatus object) when the
752         update has completed.
753         """
754
755     def modify(modifier_cb):
756         """Modify the contents of the file, by downloading this version,
757         applying the modifier function (or bound method), then uploading
758         the new version. This will succeed as long as no other node
759         publishes a version between the download and the upload.
760         I return a Deferred that fires (with a PublishStatus object) when
761         the update is complete.
762
763         The modifier callable will be given three arguments: a string (with
764         the old contents), a 'first_time' boolean, and a servermap. As with
765         download_to_data(), the old contents will be from this version,
766         but the modifier can use the servermap to make other decisions
767         (such as refusing to apply the delta if there are multiple parallel
768         versions, or if there is evidence of a newer unrecoverable version).
769         'first_time' will be True the first time the modifier is called,
770         and False on any subsequent calls.
771
772         The callable should return a string with the new contents. The
773         callable must be prepared to be called multiple times, and must
774         examine the input string to see if the change that it wants to make
775         is already present in the old version. If it does not need to make
776         any changes, it can either return None, or return its input string.
777
778         If the modifier raises an exception, it will be returned in the
779         errback.
780         """
781
782
783 # The hierarchy looks like this:
784 #  IFilesystemNode
785 #   IFileNode
786 #    IMutableFileNode
787 #    IImmutableFileNode
788 #   IDirectoryNode
789
790 class IFilesystemNode(Interface):
791     def get_cap():
792         """Return the strongest 'cap instance' associated with this node.
793         (writecap for writeable-mutable files/directories, readcap for
794         immutable or readonly-mutable files/directories). To convert this
795         into a string, call .to_string() on the result."""
796
797     def get_readcap():
798         """Return a readonly cap instance for this node. For immutable or
799         readonly nodes, get_cap() and get_readcap() return the same thing."""
800
801     def get_repair_cap():
802         """Return an IURI instance that can be used to repair the file, or
803         None if this node cannot be repaired (either because it is not
804         distributed, like a LIT file, or because the node does not represent
805         sufficient authority to create a repair-cap, like a read-only RSA
806         mutable file node [which cannot create the correct write-enablers]).
807         """
808
809     def get_verify_cap():
810         """Return an IVerifierURI instance that represents the
811         'verifiy/refresh capability' for this node. The holder of this
812         capability will be able to renew the lease for this node, protecting
813         it from garbage-collection. They will also be able to ask a server if
814         it holds a share for the file or directory.
815         """
816
817     def get_uri():
818         """Return the URI string corresponding to the strongest cap associated
819         with this node. If this node is read-only, the URI will only offer
820         read-only access. If this node is read-write, the URI will offer
821         read-write access.
822
823         If you have read-write access to a node and wish to share merely
824         read-only access with others, use get_readonly_uri().
825         """
826
827     def get_write_uri():
828         """Return the URI string that can be used by others to get write
829         access to this node, if it is writeable. If this is a read-only node,
830         return None."""
831
832     def get_readonly_uri():
833         """Return the URI string that can be used by others to get read-only
834         access to this node. The result is a read-only URI, regardless of
835         whether this node is read-only or read-write.
836
837         If you have merely read-only access to this node, get_readonly_uri()
838         will return the same thing as get_uri().
839         """
840
841     def get_storage_index():
842         """Return a string with the (binary) storage index in use on this
843         download. This may be None if there is no storage index (i.e. LIT
844         files and directories)."""
845
846     def is_readonly():
847         """Return True if this reference provides mutable access to the given
848         file or directory (i.e. if you can modify it), or False if not. Note
849         that even if this reference is read-only, someone else may hold a
850         read-write reference to it."""
851
852     def is_mutable():
853         """Return True if this file or directory is mutable (by *somebody*,
854         not necessarily you), False if it is is immutable. Note that a file
855         might be mutable overall, but your reference to it might be
856         read-only. On the other hand, all references to an immutable file
857         will be read-only; there are no read-write references to an immutable
858         file.
859         """
860
861     def is_unknown():
862         """Return True if this is an unknown node."""
863
864     def is_allowed_in_immutable_directory():
865         """Return True if this node is allowed as a child of a deep-immutable
866         directory. This is true if either the node is of a known-immutable type,
867         or it is unknown and read-only.
868         """
869
870     def raise_error():
871         """Raise any error associated with this node."""
872
873     # XXX: These may not be appropriate outside the context of an IReadable.
874     def get_size():
875         """Return the length (in bytes) of the data this node represents. For
876         directory nodes, I return the size of the backing store. I return
877         synchronously and do not consult the network, so for mutable objects,
878         I will return the most recently observed size for the object, or None
879         if I don't remember a size. Use get_current_size, which returns a
880         Deferred, if you want more up-to-date information."""
881
882     def get_current_size():
883         """I return a Deferred that fires with the length (in bytes) of the
884         data this node represents.
885         """
886
887
888 class IFileNode(IFilesystemNode):
889     """I am a node which represents a file: a sequence of bytes. I am not a
890     container, like IDirectoryNode."""
891     def get_best_readable_version():
892         """Return a Deferred that fires with an IReadable for the 'best'
893         available version of the file. The IReadable provides only read
894         access, even if this filenode was derived from a write cap.
895
896         For an immutable file, there is only one version. For a mutable
897         file, the 'best' version is the recoverable version with the
898         highest sequence number. If no uncoordinated writes have occurred,
899         and if enough shares are available, then this will be the most
900         recent version that has been uploaded. If no version is recoverable,
901         the Deferred will errback with an UnrecoverableFileError.
902         """
903
904     def download_best_version():
905         """Download the contents of the version that would be returned
906         by get_best_readable_version(). This is equivalent to calling
907         download_to_data() on the IReadable given by that method.
908
909         I return a Deferred that fires with a byte string when the file
910         has been fully downloaded. To support streaming download, use
911         the 'read' method of IReadable. If no version is recoverable,
912         the Deferred will errback with an UnrecoverableFileError.
913         """
914
915     def get_size_of_best_version():
916         """Find the size of the version that would be returned by
917         get_best_readable_version().
918
919         I return a Deferred that fires with an integer. If no version
920         is recoverable, the Deferred will errback with an
921         UnrecoverableFileError.
922         """
923
924
925 class IImmutableFileNode(IFileNode, IReadable):
926     """I am a node representing an immutable file. Immutable files have
927     only one version"""
928
929
930 class IMutableFileNode(IFileNode):
931     """I provide access to a 'mutable file', which retains its identity
932     regardless of what contents are put in it.
933
934     The consistency-vs-availability problem means that there might be
935     multiple versions of a file present in the grid, some of which might be
936     unrecoverable (i.e. have fewer than 'k' shares). These versions are
937     loosely ordered: each has a sequence number and a hash, and any version
938     with seqnum=N was uploaded by a node which has seen at least one version
939     with seqnum=N-1.
940
941     The 'servermap' (an instance of IMutableFileServerMap) is used to
942     describe the versions that are known to be present in the grid, and which
943     servers are hosting their shares. It is used to represent the 'state of
944     the world', and is used for this purpose by my test-and-set operations.
945     Downloading the contents of the mutable file will also return a
946     servermap. Uploading a new version into the mutable file requires a
947     servermap as input, and the semantics of the replace operation is
948     'replace the file with my new version if it looks like nobody else has
949     changed the file since my previous download'. Because the file is
950     distributed, this is not a perfect test-and-set operation, but it will do
951     its best. If the replace process sees evidence of a simultaneous write,
952     it will signal an UncoordinatedWriteError, so that the caller can take
953     corrective action.
954
955
956     Most readers will want to use the 'best' current version of the file, and
957     should use my 'download_best_version()' method.
958
959     To unconditionally replace the file, callers should use overwrite(). This
960     is the mode that user-visible mutable files will probably use.
961
962     To apply some delta to the file, call modify() with a callable modifier
963     function that can apply the modification that you want to make. This is
964     the mode that dirnodes will use, since most directory modification
965     operations can be expressed in terms of deltas to the directory state.
966
967
968     Three methods are available for users who need to perform more complex
969     operations. The first is get_servermap(), which returns an up-to-date
970     servermap using a specified mode. The second is download_version(), which
971     downloads a specific version (not necessarily the 'best' one). The third
972     is 'upload', which accepts new contents and a servermap (which must have
973     been updated with MODE_WRITE). The upload method will attempt to apply
974     the new contents as long as no other node has modified the file since the
975     servermap was updated. This might be useful to a caller who wants to
976     merge multiple versions into a single new one.
977
978     Note that each time the servermap is updated, a specific 'mode' is used,
979     which determines how many peers are queried. To use a servermap for my
980     replace() method, that servermap must have been updated in MODE_WRITE.
981     These modes are defined in allmydata.mutable.common, and consist of
982     MODE_READ, MODE_WRITE, MODE_ANYTHING, and MODE_CHECK. Please look in
983     allmydata/mutable/servermap.py for details about the differences.
984
985     Mutable files are currently limited in size (about 3.5MB max) and can
986     only be retrieved and updated all-at-once, as a single big string. Future
987     versions of our mutable files will remove this restriction.
988     """
989     def get_best_mutable_version():
990         """Return a Deferred that fires with an IMutableFileVersion for
991         the 'best' available version of the file. The best version is
992         the recoverable version with the highest sequence number. If no
993         uncoordinated writes have occurred, and if enough shares are
994         available, then this will be the most recent version that has
995         been uploaded.
996
997         If no version is recoverable, the Deferred will errback with an
998         UnrecoverableFileError.
999         """
1000
1001     def overwrite(new_contents):
1002         """Unconditionally replace the contents of the mutable file with new
1003         ones. This simply chains get_servermap(MODE_WRITE) and upload(). This
1004         is only appropriate to use when the new contents of the file are
1005         completely unrelated to the old ones, and you do not care about other
1006         clients' changes.
1007
1008         I return a Deferred that fires (with a PublishStatus object) when the
1009         update has completed.
1010         """
1011
1012     def modify(modifier_cb):
1013         """Modify the contents of the file, by downloading the current
1014         version, applying the modifier function (or bound method), then
1015         uploading the new version. I return a Deferred that fires (with a
1016         PublishStatus object) when the update is complete.
1017
1018         The modifier callable will be given three arguments: a string (with
1019         the old contents), a 'first_time' boolean, and a servermap. As with
1020         download_best_version(), the old contents will be from the best
1021         recoverable version, but the modifier can use the servermap to make
1022         other decisions (such as refusing to apply the delta if there are
1023         multiple parallel versions, or if there is evidence of a newer
1024         unrecoverable version). 'first_time' will be True the first time the
1025         modifier is called, and False on any subsequent calls.
1026
1027         The callable should return a string with the new contents. The
1028         callable must be prepared to be called multiple times, and must
1029         examine the input string to see if the change that it wants to make
1030         is already present in the old version. If it does not need to make
1031         any changes, it can either return None, or return its input string.
1032
1033         If the modifier raises an exception, it will be returned in the
1034         errback.
1035         """
1036
1037     def get_servermap(mode):
1038         """Return a Deferred that fires with an IMutableFileServerMap
1039         instance, updated using the given mode.
1040         """
1041
1042     def download_version(servermap, version):
1043         """Download a specific version of the file, using the servermap
1044         as a guide to where the shares are located.
1045
1046         I return a Deferred that fires with the requested contents, or
1047         errbacks with UnrecoverableFileError. Note that a servermap which was
1048         updated with MODE_ANYTHING or MODE_READ may not know about shares for
1049         all versions (those modes stop querying servers as soon as they can
1050         fulfil their goals), so you may want to use MODE_CHECK (which checks
1051         everything) to get increased visibility.
1052         """
1053
1054     def upload(new_contents, servermap):
1055         """Replace the contents of the file with new ones. This requires a
1056         servermap that was previously updated with MODE_WRITE.
1057
1058         I attempt to provide test-and-set semantics, in that I will avoid
1059         modifying any share that is different than the version I saw in the
1060         servermap. However, if another node is writing to the file at the
1061         same time as me, I may manage to update some shares while they update
1062         others. If I see any evidence of this, I will signal
1063         UncoordinatedWriteError, and the file will be left in an inconsistent
1064         state (possibly the version you provided, possibly the old version,
1065         possibly somebody else's version, and possibly a mix of shares from
1066         all of these).
1067
1068         The recommended response to UncoordinatedWriteError is to either
1069         return it to the caller (since they failed to coordinate their
1070         writes), or to attempt some sort of recovery. It may be sufficient to
1071         wait a random interval (with exponential backoff) and repeat your
1072         operation. If I do not signal UncoordinatedWriteError, then I was
1073         able to write the new version without incident.
1074
1075         I return a Deferred that fires (with a PublishStatus object) when the
1076         publish has completed. I will update the servermap in-place with the
1077         location of all new shares.
1078         """
1079
1080     def get_writekey():
1081         """Return this filenode's writekey, or None if the node does not have
1082         write-capability. This may be used to assist with data structures
1083         that need to make certain data available only to writers, such as the
1084         read-write child caps in dirnodes. The recommended process is to have
1085         reader-visible data be submitted to the filenode in the clear (where
1086         it will be encrypted by the filenode using the readkey), but encrypt
1087         writer-visible data using this writekey.
1088         """
1089
1090     def get_version():
1091         """Returns the mutable file protocol version."""
1092
1093
1094 class NotEnoughSharesError(Exception):
1095     """Download was unable to get enough shares"""
1096
1097 class NoSharesError(Exception):
1098     """Download was unable to get any shares at all."""
1099
1100 class DownloadStopped(Exception):
1101     pass
1102
1103 class UploadUnhappinessError(Exception):
1104     """Upload was unable to satisfy 'servers_of_happiness'"""
1105
1106 class UnableToFetchCriticalDownloadDataError(Exception):
1107     """I was unable to fetch some piece of critical data which is supposed to
1108     be identically present in all shares."""
1109
1110 class NoServersError(Exception):
1111     """Upload wasn't given any servers to work with, usually indicating a
1112     network or Introducer problem."""
1113
1114 class ExistingChildError(Exception):
1115     """A directory node was asked to add or replace a child that already
1116     exists, and overwrite= was set to False."""
1117
1118 class NoSuchChildError(Exception):
1119     """A directory node was asked to fetch a child which does not exist."""
1120     def __str__(self):
1121         # avoid UnicodeEncodeErrors when converting to str
1122         return self.__repr__()
1123
1124 class ChildOfWrongTypeError(Exception):
1125     """An operation was attempted on a child of the wrong type (file or directory)."""
1126
1127
1128 class IDirectoryNode(IFilesystemNode):
1129     """I represent a filesystem node that is a container, with a
1130     name-to-child mapping, holding the tahoe equivalent of a directory. All
1131     child names are unicode strings, and all children are some sort of
1132     IFilesystemNode (a file, subdirectory, or unknown node).
1133     """
1134
1135     def get_uri():
1136         """
1137         The dirnode ('1') URI returned by this method can be used in
1138         set_uri() on a different directory ('2') to 'mount' a reference to
1139         this directory ('1') under the other ('2'). This URI is just a
1140         string, so it can be passed around through email or other out-of-band
1141         protocol.
1142         """
1143
1144     def get_readonly_uri():
1145         """
1146         The dirnode ('1') URI returned by this method can be used in
1147         set_uri() on a different directory ('2') to 'mount' a reference to
1148         this directory ('1') under the other ('2'). This URI is just a
1149         string, so it can be passed around through email or other out-of-band
1150         protocol.
1151         """
1152
1153     def list():
1154         """I return a Deferred that fires with a dictionary mapping child
1155         name (a unicode string) to (node, metadata_dict) tuples, in which
1156         'node' is an IFilesystemNode and 'metadata_dict' is a dictionary of
1157         metadata."""
1158
1159     def has_child(name):
1160         """I return a Deferred that fires with a boolean, True if there
1161         exists a child of the given name, False if not. The child name must
1162         be a unicode string."""
1163
1164     def get(name):
1165         """I return a Deferred that fires with a specific named child node,
1166         which is an IFilesystemNode. The child name must be a unicode string.
1167         I raise NoSuchChildError if I do not have a child by that name."""
1168
1169     def get_metadata_for(name):
1170         """I return a Deferred that fires with the metadata dictionary for
1171         a specific named child node. The child name must be a unicode string.
1172         This metadata is stored in the *edge*, not in the child, so it is
1173         attached to the parent dirnode rather than the child node.
1174         I raise NoSuchChildError if I do not have a child by that name."""
1175
1176     def set_metadata_for(name, metadata):
1177         """I replace any existing metadata for the named child with the new
1178         metadata. The child name must be a unicode string. This metadata is
1179         stored in the *edge*, not in the child, so it is attached to the
1180         parent dirnode rather than the child node. I return a Deferred
1181         (that fires with this dirnode) when the operation is complete.
1182         I raise NoSuchChildError if I do not have a child by that name."""
1183
1184     def get_child_at_path(path):
1185         """Transform a child path into an IFilesystemNode.
1186
1187         I perform a recursive series of 'get' operations to find the named
1188         descendant node. I return a Deferred that fires with the node, or
1189         errbacks with NoSuchChildError if the node could not be found.
1190
1191         The path can be either a single string (slash-separated) or a list of
1192         path-name elements. All elements must be unicode strings.
1193         """
1194
1195     def get_child_and_metadata_at_path(path):
1196         """Transform a child path into an IFilesystemNode and metadata.
1197
1198         I am like get_child_at_path(), but my Deferred fires with a tuple of
1199         (node, metadata). The metadata comes from the last edge. If the path
1200         is empty, the metadata will be an empty dictionary.
1201         """
1202
1203     def set_uri(name, writecap, readcap=None, metadata=None, overwrite=True):
1204         """I add a child (by writecap+readcap) at the specific name. I return
1205         a Deferred that fires when the operation finishes. If overwrite= is
1206         True, I will replace any existing child of the same name, otherwise
1207         an existing child will cause me to return ExistingChildError. The
1208         child name must be a unicode string.
1209
1210         The child caps could be for a file, or for a directory. If you have
1211         both the writecap and readcap, you should provide both arguments.
1212         If you have only one cap and don't know whether it is read-only,
1213         provide it as the writecap argument and leave the readcap as None.
1214         If you have only one cap that is known to be read-only, provide it
1215         as the readcap argument and leave the writecap as None.
1216         The filecaps are typically obtained from an IFilesystemNode with
1217         get_uri() and get_readonly_uri().
1218
1219         If metadata= is provided, I will use it as the metadata for the named
1220         edge. This will replace any existing metadata. If metadata= is left
1221         as the default value of None, I will set ['mtime'] to the current
1222         time, and I will set ['ctime'] to the current time if there was not
1223         already a child by this name present. This roughly matches the
1224         ctime/mtime semantics of traditional filesystems.  See the
1225         "About the metadata" section of webapi.txt for futher information.
1226
1227         If this directory node is read-only, the Deferred will errback with a
1228         NotWriteableError."""
1229
1230     def set_children(entries, overwrite=True):
1231         """Add multiple children (by writecap+readcap) to a directory node.
1232         Takes a dictionary, with childname as keys and (writecap, readcap)
1233         tuples (or (writecap, readcap, metadata) triples) as values. Returns
1234         a Deferred that fires (with this dirnode) when the operation
1235         finishes. This is equivalent to calling set_uri() multiple times, but
1236         is much more efficient. All child names must be unicode strings.
1237         """
1238
1239     def set_node(name, child, metadata=None, overwrite=True):
1240         """I add a child at the specific name. I return a Deferred that fires
1241         when the operation finishes. This Deferred will fire with the child
1242         node that was just added. I will replace any existing child of the
1243         same name. The child name must be a unicode string. The 'child'
1244         instance must be an instance providing IFilesystemNode.
1245
1246         If metadata= is provided, I will use it as the metadata for the named
1247         edge. This will replace any existing metadata. If metadata= is left
1248         as the default value of None, I will set ['mtime'] to the current
1249         time, and I will set ['ctime'] to the current time if there was not
1250         already a child by this name present. This roughly matches the
1251         ctime/mtime semantics of traditional filesystems. See the
1252         "About the metadata" section of webapi.txt for futher information.
1253
1254         If this directory node is read-only, the Deferred will errback with a
1255         NotWriteableError."""
1256
1257     def set_nodes(entries, overwrite=True):
1258         """Add multiple children to a directory node. Takes a dict mapping
1259         unicode childname to (child_node, metdata) tuples. If metdata=None,
1260         the original metadata is left unmodified. Returns a Deferred that
1261         fires (with this dirnode) when the operation finishes. This is
1262         equivalent to calling set_node() multiple times, but is much more
1263         efficient."""
1264
1265     def add_file(name, uploadable, metadata=None, overwrite=True):
1266         """I upload a file (using the given IUploadable), then attach the
1267         resulting ImmutableFileNode to the directory at the given name. I set
1268         metadata the same way as set_uri and set_node. The child name must be
1269         a unicode string.
1270
1271         I return a Deferred that fires (with the IFileNode of the uploaded
1272         file) when the operation completes."""
1273
1274     def delete(name, must_exist=True, must_be_directory=False, must_be_file=False):
1275         """I remove the child at the specific name. I return a Deferred that
1276         fires when the operation finishes. The child name must be a unicode
1277         string. If must_exist is True and I do not have a child by that name,
1278         I raise NoSuchChildError. If must_be_directory is True and the child
1279         is a file, or if must_be_file is True and the child is a directory,
1280         I raise ChildOfWrongTypeError."""
1281
1282     def create_subdirectory(name, initial_children={}, overwrite=True, metadata=None):
1283         """I create and attach a directory at the given name. The new
1284         directory can be empty, or it can be populated with children
1285         according to 'initial_children', which takes a dictionary in the same
1286         format as set_nodes (i.e. mapping unicode child name to (childnode,
1287         metadata) tuples). The child name must be a unicode string. I return
1288         a Deferred that fires (with the new directory node) when the
1289         operation finishes."""
1290
1291     def move_child_to(current_child_name, new_parent, new_child_name=None,
1292                       overwrite=True):
1293         """I take one of my children and move them to a new parent. The child
1294         is referenced by name. On the new parent, the child will live under
1295         'new_child_name', which defaults to 'current_child_name'. TODO: what
1296         should we do about metadata? I return a Deferred that fires when the
1297         operation finishes. The child name must be a unicode string. I raise
1298         NoSuchChildError if I do not have a child by that name."""
1299
1300     def build_manifest():
1301         """I generate a table of everything reachable from this directory.
1302         I also compute deep-stats as described below.
1303
1304         I return a Monitor. The Monitor's results will be a dictionary with
1305         four elements:
1306
1307          res['manifest']: a list of (path, cap) tuples for all nodes
1308                           (directories and files) reachable from this one.
1309                           'path' will be a tuple of unicode strings. The
1310                           origin dirnode will be represented by an empty path
1311                           tuple.
1312          res['verifycaps']: a list of (printable) verifycap strings, one for
1313                             each reachable non-LIT node. This is a set:
1314                             it will contain no duplicates.
1315          res['storage-index']: a list of (base32) storage index strings,
1316                                one for each reachable non-LIT node. This is
1317                                a set: it will contain no duplicates.
1318          res['stats']: a dictionary, the same that is generated by
1319                        start_deep_stats() below.
1320
1321         The Monitor will also have an .origin_si attribute with the (binary)
1322         storage index of the starting point.
1323         """
1324
1325     def start_deep_stats():
1326         """Return a Monitor, examining all nodes (directories and files)
1327         reachable from this one. The Monitor's results will be a dictionary
1328         with the following keys::
1329
1330            count-immutable-files: count of how many CHK files are in the set
1331            count-mutable-files: same, for mutable files (does not include
1332                                 directories)
1333            count-literal-files: same, for LIT files
1334            count-files: sum of the above three
1335
1336            count-directories: count of directories
1337
1338            size-immutable-files: total bytes for all CHK files in the set
1339            size-mutable-files (TODO): same, for current version of all mutable
1340                                       files, does not include directories
1341            size-literal-files: same, for LIT files
1342            size-directories: size of mutable files used by directories
1343
1344            largest-directory: number of bytes in the largest directory
1345            largest-directory-children: number of children in the largest
1346                                        directory
1347            largest-immutable-file: number of bytes in the largest CHK file
1348
1349         size-mutable-files is not yet implemented, because it would involve
1350         even more queries than deep_stats does.
1351
1352         The Monitor will also have an .origin_si attribute with the (binary)
1353         storage index of the starting point.
1354
1355         This operation will visit every directory node underneath this one,
1356         and can take a long time to run. On a typical workstation with good
1357         bandwidth, this can examine roughly 15 directories per second (and
1358         takes several minutes of 100% CPU for ~1700 directories).
1359         """
1360
1361
1362 class ICodecEncoder(Interface):
1363     def set_params(data_size, required_shares, max_shares):
1364         """Set up the parameters of this encoder.
1365
1366         This prepares the encoder to perform an operation that converts a
1367         single block of data into a number of shares, such that a future
1368         ICodecDecoder can use a subset of these shares to recover the
1369         original data. This operation is invoked by calling encode(). Once
1370         the encoding parameters are set up, the encode operation can be
1371         invoked multiple times.
1372
1373         set_params() prepares the encoder to accept blocks of input data that
1374         are exactly 'data_size' bytes in length. The encoder will be prepared
1375         to produce 'max_shares' shares for each encode() operation (although
1376         see the 'desired_share_ids' to use less CPU). The encoding math will
1377         be chosen such that the decoder can get by with as few as
1378         'required_shares' of these shares and still reproduce the original
1379         data. For example, set_params(1000, 5, 5) offers no redundancy at
1380         all, whereas set_params(1000, 1, 10) provides 10x redundancy.
1381
1382         Numerical Restrictions: 'data_size' is required to be an integral
1383         multiple of 'required_shares'. In general, the caller should choose
1384         required_shares and max_shares based upon their reliability
1385         requirements and the number of peers available (the total storage
1386         space used is roughly equal to max_shares*data_size/required_shares),
1387         then choose data_size to achieve the memory footprint desired (larger
1388         data_size means more efficient operation, smaller data_size means
1389         smaller memory footprint).
1390
1391         In addition, 'max_shares' must be equal to or greater than
1392         'required_shares'. Of course, setting them to be equal causes
1393         encode() to degenerate into a particularly slow form of the 'split'
1394         utility.
1395
1396         See encode() for more details about how these parameters are used.
1397
1398         set_params() must be called before any other ICodecEncoder methods
1399         may be invoked.
1400         """
1401
1402     def get_params():
1403         """Return the 3-tuple of data_size, required_shares, max_shares"""
1404
1405     def get_encoder_type():
1406         """Return a short string that describes the type of this encoder.
1407
1408         There is required to be a global table of encoder classes. This method
1409         returns an index into this table; the value at this index is an
1410         encoder class, and this encoder is an instance of that class.
1411         """
1412
1413     def get_block_size():
1414         """Return the length of the shares that encode() will produce.
1415         """
1416
1417     def encode_proposal(data, desired_share_ids=None):
1418         """Encode some data.
1419
1420         'data' must be a string (or other buffer object), and len(data) must
1421         be equal to the 'data_size' value passed earlier to set_params().
1422
1423         This will return a Deferred that will fire with two lists. The first
1424         is a list of shares, each of which is a string (or other buffer
1425         object) such that len(share) is the same as what get_share_size()
1426         returned earlier. The second is a list of shareids, in which each is
1427         an integer. The lengths of the two lists will always be equal to each
1428         other. The user should take care to keep each share closely
1429         associated with its shareid, as one is useless without the other.
1430
1431         The length of this output list will normally be the same as the value
1432         provided to the 'max_shares' parameter of set_params(). This may be
1433         different if 'desired_share_ids' is provided.
1434
1435         'desired_share_ids', if provided, is required to be a sequence of
1436         ints, each of which is required to be >= 0 and < max_shares. If not
1437         provided, encode() will produce 'max_shares' shares, as if
1438         'desired_share_ids' were set to range(max_shares). You might use this
1439         if you initially thought you were going to use 10 peers, started
1440         encoding, and then two of the peers dropped out: you could use
1441         desired_share_ids= to skip the work (both memory and CPU) of
1442         producing shares for the peers which are no longer available.
1443
1444         """
1445
1446     def encode(inshares, desired_share_ids=None):
1447         """Encode some data. This may be called multiple times. Each call is
1448         independent.
1449
1450         inshares is a sequence of length required_shares, containing buffers
1451         (i.e. strings), where each buffer contains the next contiguous
1452         non-overlapping segment of the input data. Each buffer is required to
1453         be the same length, and the sum of the lengths of the buffers is
1454         required to be exactly the data_size promised by set_params(). (This
1455         implies that the data has to be padded before being passed to
1456         encode(), unless of course it already happens to be an even multiple
1457         of required_shares in length.)
1458
1459         Note: the requirement to break up your data into
1460         'required_shares' chunks of exactly the right length before
1461         calling encode() is surprising from point of view of a user
1462         who doesn't know how FEC works. It feels like an
1463         implementation detail that has leaked outside the abstraction
1464         barrier. Is there a use case in which the data to be encoded
1465         might already be available in pre-segmented chunks, such that
1466         it is faster or less work to make encode() take a list rather
1467         than splitting a single string?
1468
1469         Yes, there is: suppose you are uploading a file with K=64,
1470         N=128, segsize=262,144. Then each in-share will be of size
1471         4096. If you use this .encode() API then your code could first
1472         read each successive 4096-byte chunk from the file and store
1473         each one in a Python string and store each such Python string
1474         in a Python list. Then you could call .encode(), passing that
1475         list as "inshares". The encoder would generate the other 64
1476         "secondary shares" and return to you a new list containing
1477         references to the same 64 Python strings that you passed in
1478         (as the primary shares) plus references to the new 64 Python
1479         strings.
1480
1481         (You could even imagine that your code could use readv() so
1482         that the operating system can arrange to get all of those
1483         bytes copied from the file into the Python list of Python
1484         strings as efficiently as possible instead of having a loop
1485         written in C or in Python to copy the next part of the file
1486         into the next string.)
1487
1488         On the other hand if you instead use the .encode_proposal()
1489         API (above), then your code can first read in all of the
1490         262,144 bytes of the segment from the file into a Python
1491         string, then call .encode_proposal() passing the segment data
1492         as the "data" argument. The encoder would basically first
1493         split the "data" argument into a list of 64 in-shares of 4096
1494         byte each, and then do the same thing that .encode() does. So
1495         this would result in a little bit more copying of data and a
1496         little bit higher of a "maximum memory usage" during the
1497         process, although it might or might not make a practical
1498         difference for our current use cases.
1499
1500         Note that "inshares" is a strange name for the parameter if
1501         you think of the parameter as being just for feeding in data
1502         to the codec. It makes more sense if you think of the result
1503         of this encoding as being the set of shares from inshares plus
1504         an extra set of "secondary shares" (or "check shares"). It is
1505         a surprising name! If the API is going to be surprising then
1506         the name should be surprising. If we switch to
1507         encode_proposal() above then we should also switch to an
1508         unsurprising name.
1509
1510         'desired_share_ids', if provided, is required to be a sequence of
1511         ints, each of which is required to be >= 0 and < max_shares. If not
1512         provided, encode() will produce 'max_shares' shares, as if
1513         'desired_share_ids' were set to range(max_shares). You might use this
1514         if you initially thought you were going to use 10 peers, started
1515         encoding, and then two of the peers dropped out: you could use
1516         desired_share_ids= to skip the work (both memory and CPU) of
1517         producing shares for the peers which are no longer available.
1518
1519         For each call, encode() will return a Deferred that fires with two
1520         lists, one containing shares and the other containing the shareids.
1521         The get_share_size() method can be used to determine the length of
1522         the share strings returned by encode(). Each shareid is a small
1523         integer, exactly as passed into 'desired_share_ids' (or
1524         range(max_shares), if desired_share_ids was not provided).
1525
1526         The shares and their corresponding shareids are required to be kept
1527         together during storage and retrieval. Specifically, the share data is
1528         useless by itself: the decoder needs to be told which share is which
1529         by providing it with both the shareid and the actual share data.
1530
1531         This function will allocate an amount of memory roughly equal to::
1532
1533          (max_shares - required_shares) * get_share_size()
1534
1535         When combined with the memory that the caller must allocate to
1536         provide the input data, this leads to a memory footprint roughly
1537         equal to the size of the resulting encoded shares (i.e. the expansion
1538         factor times the size of the input segment).
1539         """
1540
1541         # rejected ideas:
1542         #
1543         #  returning a list of (shareidN,shareN) tuples instead of a pair of
1544         #  lists (shareids..,shares..). Brian thought the tuples would
1545         #  encourage users to keep the share and shareid together throughout
1546         #  later processing, Zooko pointed out that the code to iterate
1547         #  through two lists is not really more complicated than using a list
1548         #  of tuples and there's also a performance improvement
1549         #
1550         #  having 'data_size' not required to be an integral multiple of
1551         #  'required_shares'. Doing this would require encode() to perform
1552         #  padding internally, and we'd prefer to have any padding be done
1553         #  explicitly by the caller. Yes, it is an abstraction leak, but
1554         #  hopefully not an onerous one.
1555
1556
1557 class ICodecDecoder(Interface):
1558     def set_params(data_size, required_shares, max_shares):
1559         """Set the params. They have to be exactly the same ones that were
1560         used for encoding."""
1561
1562     def get_needed_shares():
1563         """Return the number of shares needed to reconstruct the data.
1564         set_params() is required to be called before this."""
1565
1566     def decode(some_shares, their_shareids):
1567         """Decode a partial list of shares into data.
1568
1569         'some_shares' is required to be a sequence of buffers of sharedata, a
1570         subset of the shares returned by ICodecEncode.encode(). Each share is
1571         required to be of the same length.  The i'th element of their_shareids
1572         is required to be the shareid of the i'th buffer in some_shares.
1573
1574         This returns a Deferred which fires with a sequence of buffers. This
1575         sequence will contain all of the segments of the original data, in
1576         order. The sum of the lengths of all of the buffers will be the
1577         'data_size' value passed into the original ICodecEncode.set_params()
1578         call. To get back the single original input block of data, use
1579         ''.join(output_buffers), or you may wish to simply write them in
1580         order to an output file.
1581
1582         Note that some of the elements in the result sequence may be
1583         references to the elements of the some_shares input sequence. In
1584         particular, this means that if those share objects are mutable (e.g.
1585         arrays) and if they are changed, then both the input (the
1586         'some_shares' parameter) and the output (the value given when the
1587         deferred is triggered) will change.
1588
1589         The length of 'some_shares' is required to be exactly the value of
1590         'required_shares' passed into the original ICodecEncode.set_params()
1591         call.
1592         """
1593
1594
1595 class IEncoder(Interface):
1596     """I take an object that provides IEncryptedUploadable, which provides
1597     encrypted data, and a list of shareholders. I then encode, hash, and
1598     deliver shares to those shareholders. I will compute all the necessary
1599     Merkle hash trees that are necessary to validate the crypttext that
1600     eventually comes back from the shareholders. I provide the URI Extension
1601     Block Hash, and the encoding parameters, both of which must be included
1602     in the URI.
1603
1604     I do not choose shareholders, that is left to the IUploader. I must be
1605     given a dict of RemoteReferences to storage buckets that are ready and
1606     willing to receive data.
1607     """
1608
1609     def set_size(size):
1610         """Specify the number of bytes that will be encoded. This must be
1611         peformed before get_serialized_params() can be called.
1612         """
1613     def set_params(params):
1614         """Override the default encoding parameters. 'params' is a tuple of
1615         (k,d,n), where 'k' is the number of required shares, 'd' is the
1616         servers_of_happiness, and 'n' is the total number of shares that will
1617         be created.
1618
1619         Encoding parameters can be set in three ways. 1: The Encoder class
1620         provides defaults (3/7/10). 2: the Encoder can be constructed with
1621         an 'options' dictionary, in which the
1622         needed_and_happy_and_total_shares' key can be a (k,d,n) tuple. 3:
1623         set_params((k,d,n)) can be called.
1624
1625         If you intend to use set_params(), you must call it before
1626         get_share_size or get_param are called.
1627         """
1628
1629     def set_encrypted_uploadable(u):
1630         """Provide a source of encrypted upload data. 'u' must implement
1631         IEncryptedUploadable.
1632
1633         When this is called, the IEncryptedUploadable will be queried for its
1634         length and the storage_index that should be used.
1635
1636         This returns a Deferred that fires with this Encoder instance.
1637
1638         This must be performed before start() can be called.
1639         """
1640
1641     def get_param(name):
1642         """Return an encoding parameter, by name.
1643
1644         'storage_index': return a string with the (16-byte truncated SHA-256
1645                          hash) storage index to which these shares should be
1646                          pushed.
1647
1648         'share_counts': return a tuple describing how many shares are used:
1649                         (needed_shares, servers_of_happiness, total_shares)
1650
1651         'num_segments': return an int with the number of segments that
1652                         will be encoded.
1653
1654         'segment_size': return an int with the size of each segment.
1655
1656         'block_size': return the size of the individual blocks that will
1657                       be delivered to a shareholder's put_block() method. By
1658                       knowing this, the shareholder will be able to keep all
1659                       blocks in a single file and still provide random access
1660                       when reading them. # TODO: can we avoid exposing this?
1661
1662         'share_size': an int with the size of the data that will be stored
1663                       on each shareholder. This is aggregate amount of data
1664                       that will be sent to the shareholder, summed over all
1665                       the put_block() calls I will ever make. It is useful to
1666                       determine this size before asking potential
1667                       shareholders whether they will grant a lease or not,
1668                       since their answers will depend upon how much space we
1669                       need. TODO: this might also include some amount of
1670                       overhead, like the size of all the hashes. We need to
1671                       decide whether this is useful or not.
1672
1673         'serialized_params': a string with a concise description of the
1674                              codec name and its parameters. This may be passed
1675                              into the IUploadable to let it make sure that
1676                              the same file encoded with different parameters
1677                              will result in different storage indexes.
1678
1679         Once this is called, set_size() and set_params() may not be called.
1680         """
1681
1682     def set_shareholders(shareholders, servermap):
1683         """Tell the encoder where to put the encoded shares. 'shareholders'
1684         must be a dictionary that maps share number (an integer ranging from
1685         0 to n-1) to an instance that provides IStorageBucketWriter.
1686         'servermap' is a dictionary that maps share number (as defined above)
1687         to a set of peerids. This must be performed before start() can be
1688         called."""
1689
1690     def start():
1691         """Begin the encode/upload process. This involves reading encrypted
1692         data from the IEncryptedUploadable, encoding it, uploading the shares
1693         to the shareholders, then sending the hash trees.
1694
1695         set_encrypted_uploadable() and set_shareholders() must be called
1696         before this can be invoked.
1697
1698         This returns a Deferred that fires with a verify cap when the upload
1699         process is complete. The verifycap, plus the encryption key, is
1700         sufficient to construct the read cap.
1701         """
1702
1703
1704 class IDecoder(Interface):
1705     """I take a list of shareholders and some setup information, then
1706     download, validate, decode, and decrypt data from them, writing the
1707     results to an output file.
1708
1709     I do not locate the shareholders, that is left to the IDownloader. I must
1710     be given a dict of RemoteReferences to storage buckets that are ready to
1711     send data.
1712     """
1713
1714     def setup(outfile):
1715         """I take a file-like object (providing write and close) to which all
1716         the plaintext data will be written.
1717
1718         TODO: producer/consumer . Maybe write() should return a Deferred that
1719         indicates when it will accept more data? But probably having the
1720         IDecoder be a producer is easier to glue to IConsumer pieces.
1721         """
1722
1723     def set_shareholders(shareholders):
1724         """I take a dictionary that maps share identifiers (small integers)
1725         to RemoteReferences that provide RIBucketReader. This must be called
1726         before start()."""
1727
1728     def start():
1729         """I start the download. This process involves retrieving data and
1730         hash chains from the shareholders, using the hashes to validate the
1731         data, decoding the shares into segments, decrypting the segments,
1732         then writing the resulting plaintext to the output file.
1733
1734         I return a Deferred that will fire (with self) when the download is
1735         complete.
1736         """
1737
1738
1739 class IDownloadTarget(Interface):
1740     # Note that if the IDownloadTarget is also an IConsumer, the downloader
1741     # will register itself as a producer. This allows the target to invoke
1742     # downloader.pauseProducing, resumeProducing, and stopProducing.
1743     def open(size):
1744         """Called before any calls to write() or close(). If an error
1745         occurs before any data is available, fail() may be called without
1746         a previous call to open().
1747
1748         'size' is the length of the file being downloaded, in bytes."""
1749
1750     def write(data):
1751         """Output some data to the target."""
1752
1753     def close():
1754         """Inform the target that there is no more data to be written."""
1755
1756     def fail(why):
1757         """fail() is called to indicate that the download has failed. 'why'
1758         is a Failure object indicating what went wrong. No further methods
1759         will be invoked on the IDownloadTarget after fail()."""
1760
1761     def register_canceller(cb):
1762         """The CiphertextDownloader uses this to register a no-argument function
1763         that the target can call to cancel the download. Once this canceller
1764         is invoked, no further calls to write() or close() will be made."""
1765
1766     def finish():
1767         """When the CiphertextDownloader is done, this finish() function will be
1768         called. Whatever it returns will be returned to the invoker of
1769         Downloader.download.
1770         """
1771
1772
1773 class IDownloader(Interface):
1774     def download(uri, target):
1775         """Perform a CHK download, sending the data to the given target.
1776         'target' must provide IDownloadTarget.
1777
1778         Returns a Deferred that fires (with the results of target.finish)
1779         when the download is finished, or errbacks if something went wrong."""
1780
1781
1782 class IEncryptedUploadable(Interface):
1783     def set_upload_status(upload_status):
1784         """Provide an IUploadStatus object that should be filled with status
1785         information. The IEncryptedUploadable is responsible for setting
1786         key-determination progress ('chk'), size, storage_index, and
1787         ciphertext-fetch progress. It may delegate some of this
1788         responsibility to others, in particular to the IUploadable."""
1789
1790     def get_size():
1791         """This behaves just like IUploadable.get_size()."""
1792
1793     def get_all_encoding_parameters():
1794         """Return a Deferred that fires with a tuple of
1795         (k,happy,n,segment_size). The segment_size will be used as-is, and
1796         must match the following constraints: it must be a multiple of k, and
1797         it shouldn't be unreasonably larger than the file size (if
1798         segment_size is larger than filesize, the difference must be stored
1799         as padding).
1800
1801         This usually passes through to the IUploadable method of the same
1802         name.
1803
1804         The encoder strictly obeys the values returned by this method. To
1805         make an upload use non-default encoding parameters, you must arrange
1806         to control the values that this method returns.
1807         """
1808
1809     def get_storage_index():
1810         """Return a Deferred that fires with a 16-byte storage index.
1811         """
1812
1813     def read_encrypted(length, hash_only):
1814         """This behaves just like IUploadable.read(), but returns crypttext
1815         instead of plaintext. If hash_only is True, then this discards the
1816         data (and returns an empty list); this improves efficiency when
1817         resuming an interrupted upload (where we need to compute the
1818         plaintext hashes, but don't need the redundant encrypted data)."""
1819
1820     def get_plaintext_hashtree_leaves(first, last, num_segments):
1821         """OBSOLETE; Get the leaf nodes of a merkle hash tree over the
1822         plaintext segments, i.e. get the tagged hashes of the given segments.
1823         The segment size is expected to be generated by the
1824         IEncryptedUploadable before any plaintext is read or ciphertext
1825         produced, so that the segment hashes can be generated with only a
1826         single pass.
1827
1828         This returns a Deferred which fires with a sequence of hashes, using:
1829
1830          tuple(segment_hashes[first:last])
1831
1832         'num_segments' is used to assert that the number of segments that the
1833         IEncryptedUploadable handled matches the number of segments that the
1834         encoder was expecting.
1835
1836         This method must not be called until the final byte has been read
1837         from read_encrypted(). Once this method is called, read_encrypted()
1838         can never be called again.
1839         """
1840
1841     def get_plaintext_hash():
1842         """OBSOLETE; Get the hash of the whole plaintext.
1843
1844         This returns a Deferred which fires with a tagged SHA-256 hash of the
1845         whole plaintext, obtained from hashutil.plaintext_hash(data).
1846         """
1847
1848     def close():
1849         """Just like IUploadable.close()."""
1850
1851
1852 class IUploadable(Interface):
1853     def set_upload_status(upload_status):
1854         """Provide an IUploadStatus object that should be filled with status
1855         information. The IUploadable is responsible for setting
1856         key-determination progress ('chk')."""
1857
1858     def set_default_encoding_parameters(params):
1859         """Set the default encoding parameters, which must be a dict mapping
1860         strings to ints. The meaningful keys are 'k', 'happy', 'n', and
1861         'max_segment_size'. These might have an influence on the final
1862         encoding parameters returned by get_all_encoding_parameters(), if the
1863         Uploadable doesn't have more specific preferences.
1864
1865         This call is optional: if it is not used, the Uploadable will use
1866         some built-in defaults. If used, this method must be called before
1867         any other IUploadable methods to have any effect.
1868         """
1869
1870     def get_size():
1871         """Return a Deferred that will fire with the length of the data to be
1872         uploaded, in bytes. This will be called before the data is actually
1873         used, to compute encoding parameters.
1874         """
1875
1876     def get_all_encoding_parameters():
1877         """Return a Deferred that fires with a tuple of
1878         (k,happy,n,segment_size). The segment_size will be used as-is, and
1879         must match the following constraints: it must be a multiple of k, and
1880         it shouldn't be unreasonably larger than the file size (if
1881         segment_size is larger than filesize, the difference must be stored
1882         as padding).
1883
1884         The relative values of k and n allow some IUploadables to request
1885         better redundancy than others (in exchange for consuming more space
1886         in the grid).
1887
1888         Larger values of segment_size reduce hash overhead, while smaller
1889         values reduce memory footprint and cause data to be delivered in
1890         smaller pieces (which may provide a smoother and more predictable
1891         download experience).
1892
1893         The encoder strictly obeys the values returned by this method. To
1894         make an upload use non-default encoding parameters, you must arrange
1895         to control the values that this method returns. One way to influence
1896         them may be to call set_encoding_parameters() before calling
1897         get_all_encoding_parameters().
1898         """
1899
1900     def get_encryption_key():
1901         """Return a Deferred that fires with a 16-byte AES key. This key will
1902         be used to encrypt the data. The key will also be hashed to derive
1903         the StorageIndex.
1904
1905         Uploadables which want to achieve convergence should hash their file
1906         contents and the serialized_encoding_parameters to form the key
1907         (which of course requires a full pass over the data). Uploadables can
1908         use the upload.ConvergentUploadMixin class to achieve this
1909         automatically.
1910
1911         Uploadables which do not care about convergence (or do not wish to
1912         make multiple passes over the data) can simply return a
1913         strongly-random 16 byte string.
1914
1915         get_encryption_key() may be called multiple times: the IUploadable is
1916         required to return the same value each time.
1917         """
1918
1919     def read(length):
1920         """Return a Deferred that fires with a list of strings (perhaps with
1921         only a single element) which, when concatenated together, contain the
1922         next 'length' bytes of data. If EOF is near, this may provide fewer
1923         than 'length' bytes. The total number of bytes provided by read()
1924         before it signals EOF must equal the size provided by get_size().
1925
1926         If the data must be acquired through multiple internal read
1927         operations, returning a list instead of a single string may help to
1928         reduce string copies. However, the length of the concatenated strings
1929         must equal the amount of data requested, unless EOF is encountered.
1930         Long reads, or short reads without EOF, are not allowed. read()
1931         should return the same amount of data as a local disk file read, just
1932         in a different shape and asynchronously.
1933
1934         'length' will typically be equal to (min(get_size(),1MB)/req_shares),
1935         so a 10kB file means length=3kB, 100kB file means length=30kB,
1936         and >=1MB file means length=300kB.
1937
1938         This method provides for a single full pass through the data. Later
1939         use cases may desire multiple passes or access to only parts of the
1940         data (such as a mutable file making small edits-in-place). This API
1941         will be expanded once those use cases are better understood.
1942         """
1943
1944     def close():
1945         """The upload is finished, and whatever filehandle was in use may be
1946         closed."""
1947
1948
1949 class IMutableUploadable(Interface):
1950     """
1951     I represent content that is due to be uploaded to a mutable filecap.
1952     """
1953     # This is somewhat simpler than the IUploadable interface above
1954     # because mutable files do not need to be concerned with possibly
1955     # generating a CHK, nor with per-file keys. It is a subset of the
1956     # methods in IUploadable, though, so we could just as well implement
1957     # the mutable uploadables as IUploadables that don't happen to use
1958     # those methods (with the understanding that the unused methods will
1959     # never be called on such objects)
1960     def get_size():
1961         """
1962         Returns a Deferred that fires with the size of the content held
1963         by the uploadable.
1964         """
1965
1966     def read(length):
1967         """
1968         Returns a list of strings which, when concatenated, are the next
1969         length bytes of the file, or fewer if there are fewer bytes
1970         between the current location and the end of the file.
1971         """
1972
1973     def close():
1974         """
1975         The process that used the Uploadable is finished using it, so
1976         the uploadable may be closed.
1977         """
1978
1979
1980 class IUploadResults(Interface):
1981     """I am returned by immutable upload() methods and contain the results of
1982     the upload.
1983
1984     Note that some of my methods return empty values (0 or an empty dict)
1985     when called for non-distributed LIT files."""
1986
1987     def get_file_size():
1988         """Return the file size, in bytes."""
1989
1990     def get_uri():
1991         """Return the (string) URI of the object uploaded, a CHK readcap."""
1992
1993     def get_ciphertext_fetched():
1994         """Return the number of bytes fetched by the helpe for this upload,
1995         or 0 if the helper did not need to fetch any bytes (or if there was
1996         no helper)."""
1997
1998     def get_preexisting_shares():
1999         """Return the number of shares that were already present in the grid."""
2000
2001     def get_pushed_shares():
2002         """Return the number of shares that were uploaded."""
2003
2004     def get_sharemap():
2005         """Return a dict mapping share identifier to set of IServer
2006         instances. This indicates which servers were given which shares. For
2007         immutable files, the shareid is an integer (the share number, from 0
2008         to N-1). For mutable files, it is a string of the form
2009         'seq%d-%s-sh%d', containing the sequence number, the roothash, and
2010         the share number."""
2011
2012     def get_servermap():
2013         """Return dict mapping IServer instance to a set of share numbers."""
2014
2015     def get_timings():
2016         """Return dict of timing information, mapping name to seconds. All
2017         times are floats:
2018           total : total upload time, start to finish
2019           storage_index : time to compute the storage index
2020           peer_selection : time to decide which peers will be used
2021           contacting_helper : initial helper query to upload/no-upload decision
2022           helper_total : initial helper query to helper finished pushing
2023           cumulative_fetch : helper waiting for ciphertext requests
2024           total_fetch : helper start to last ciphertext response
2025           cumulative_encoding : just time spent in zfec
2026           cumulative_sending : just time spent waiting for storage servers
2027           hashes_and_close : last segment push to shareholder close
2028           total_encode_and_push : first encode to shareholder close
2029         """
2030
2031     def get_uri_extension_data():
2032         """Return the dict of UEB data created for this file."""
2033
2034     def get_verifycapstr():
2035         """Return the (string) verify-cap URI for the uploaded object."""
2036
2037
2038 class IDownloadResults(Interface):
2039     """I am created internally by download() methods. I contain a number of
2040     public attributes which contain details about the download process.::
2041
2042      .file_size : the size of the file, in bytes
2043      .servers_used : set of server peerids that were used during download
2044      .server_problems : dict mapping server peerid to a problem string. Only
2045                         servers that had problems (bad hashes, disconnects)
2046                         are listed here.
2047      .servermap : dict mapping server peerid to a set of share numbers. Only
2048                   servers that had any shares are listed here.
2049      .timings : dict of timing information, mapping name to seconds (float)
2050        peer_selection : time to ask servers about shares
2051        servers_peer_selection : dict of peerid to DYHB-query time
2052        uri_extension : time to fetch a copy of the URI extension block
2053        hashtrees : time to fetch the hash trees
2054        segments : time to fetch, decode, and deliver segments
2055        cumulative_fetch : time spent waiting for storage servers
2056        cumulative_decode : just time spent in zfec
2057        cumulative_decrypt : just time spent in decryption
2058        total : total download time, start to finish
2059        fetch_per_server : dict of server to list of per-segment fetch times
2060     """
2061
2062
2063 class IUploader(Interface):
2064     def upload(uploadable):
2065         """Upload the file. 'uploadable' must impement IUploadable. This
2066         returns a Deferred which fires with an IUploadResults instance, from
2067         which the URI of the file can be obtained as results.uri ."""
2068
2069     def upload_ssk(write_capability, new_version, uploadable):
2070         """TODO: how should this work?"""
2071
2072 class ICheckable(Interface):
2073     def check(monitor, verify=False, add_lease=False):
2074         """Check up on my health, optionally repairing any problems.
2075
2076         This returns a Deferred that fires with an instance that provides
2077         ICheckResults, or None if the object is non-distributed (i.e. LIT
2078         files).
2079
2080         The monitor will be checked periodically to see if the operation has
2081         been cancelled. If so, no new queries will be sent, and the Deferred
2082         will fire (with a OperationCancelledError) immediately.
2083
2084         Filenodes and dirnodes (which provide IFilesystemNode) are also
2085         checkable. Instances that represent verifier-caps will be checkable
2086         but not downloadable. Some objects (like LIT files) do not actually
2087         live in the grid, and their checkers return None (non-distributed
2088         files are always healthy).
2089
2090         If verify=False, a relatively lightweight check will be performed: I
2091         will ask all servers if they have a share for me, and I will believe
2092         whatever they say. If there are at least N distinct shares on the
2093         grid, my results will indicate r.is_healthy()==True. This requires a
2094         roundtrip to each server, but does not transfer very much data, so
2095         the network bandwidth is fairly low.
2096
2097         If verify=True, a more resource-intensive check will be performed:
2098         every share will be downloaded, and the hashes will be validated on
2099         every bit. I will ignore any shares that failed their hash checks. If
2100         there are at least N distinct valid shares on the grid, my results
2101         will indicate r.is_healthy()==True. This requires N/k times as much
2102         download bandwidth (and server disk IO) as a regular download. If a
2103         storage server is holding a corrupt share, or is experiencing memory
2104         failures during retrieval, or is malicious or buggy, then
2105         verification will detect the problem, but checking will not.
2106
2107         If add_lease=True, I will ensure that an up-to-date lease is present
2108         on each share. The lease secrets will be derived from by node secret
2109         (in BASEDIR/private/secret), so either I will add a new lease to the
2110         share, or I will merely renew the lease that I already had. In a
2111         future version of the storage-server protocol (once Accounting has
2112         been implemented), there may be additional options here to define the
2113         kind of lease that is obtained (which account number to claim, etc).
2114
2115         TODO: any problems seen during checking will be reported to the
2116         health-manager.furl, a centralized object which is responsible for
2117         figuring out why files are unhealthy so corrective action can be
2118         taken.
2119         """
2120
2121     def check_and_repair(monitor, verify=False, add_lease=False):
2122         """Like check(), but if the file/directory is not healthy, attempt to
2123         repair the damage.
2124
2125         Any non-healthy result will cause an immediate repair operation, to
2126         generate and upload new shares. After repair, the file will be as
2127         healthy as we can make it. Details about what sort of repair is done
2128         will be put in the check-and-repair results. The Deferred will not
2129         fire until the repair is complete.
2130
2131         This returns a Deferred which fires with an instance of
2132         ICheckAndRepairResults."""
2133
2134
2135 class IDeepCheckable(Interface):
2136     def start_deep_check(verify=False, add_lease=False):
2137         """Check upon the health of me and everything I can reach.
2138
2139         This is a recursive form of check(), useable only on dirnodes.
2140
2141         I return a Monitor, with results that are an IDeepCheckResults
2142         object.
2143
2144         TODO: If any of the directories I traverse are unrecoverable, the
2145         Monitor will report failure. If any of the files I check upon are
2146         unrecoverable, those problems will be reported in the
2147         IDeepCheckResults as usual, and the Monitor will not report a
2148         failure.
2149         """
2150
2151     def start_deep_check_and_repair(verify=False, add_lease=False):
2152         """Check upon the health of me and everything I can reach. Repair
2153         anything that isn't healthy.
2154
2155         This is a recursive form of check_and_repair(), useable only on
2156         dirnodes.
2157
2158         I return a Monitor, with results that are an
2159         IDeepCheckAndRepairResults object.
2160
2161         TODO: If any of the directories I traverse are unrecoverable, the
2162         Monitor will report failure. If any of the files I check upon are
2163         unrecoverable, those problems will be reported in the
2164         IDeepCheckResults as usual, and the Monitor will not report a
2165         failure.
2166         """
2167
2168
2169 class ICheckResults(Interface):
2170     """I contain the detailed results of a check/verify operation.
2171     """
2172
2173     def get_storage_index():
2174         """Return a string with the (binary) storage index."""
2175
2176     def get_storage_index_string():
2177         """Return a string with the (printable) abbreviated storage index."""
2178
2179     def get_uri():
2180         """Return the (string) URI of the object that was checked."""
2181
2182     def is_healthy():
2183         """Return a boolean, True if the file/dir is fully healthy, False if
2184         it is damaged in any way. Non-distributed LIT files always return
2185         True."""
2186
2187     def is_recoverable():
2188         """Return a boolean, True if the file/dir can be recovered, False if
2189         not. Unrecoverable files are obviously unhealthy. Non-distributed LIT
2190         files always return True."""
2191
2192     def needs_rebalancing():
2193         """Return a boolean, True if the file/dirs reliability could be
2194         improved by moving shares to new servers. Non-distributed LIT files
2195         always return False."""
2196
2197     # the following methods all return None for non-distributed LIT files
2198
2199     def get_encoding_needed():
2200         """Return 'k', the number of shares required for recovery"""
2201
2202     def get_encoding_expected():
2203         """Return 'N', the number of total shares generated"""
2204
2205     def get_share_counter_good():
2206         """Return the number of distinct good shares that were found. For
2207         mutable files, this counts shares for the 'best' version."""
2208
2209     def get_share_counter_wrong():
2210         """For mutable files, return the number of shares for versions other
2211         than the 'best' one (which is defined as being the recoverable
2212         version with the highest sequence number, then the highest roothash).
2213         These are either leftover shares from an older version (perhaps on a
2214         server that was offline when an update occurred), shares from an
2215         unrecoverable newer version, or shares from an alternate current
2216         version that results from an uncoordinated write collision. For a
2217         healthy file, this will equal 0. For immutable files, this will
2218         always equal 0."""
2219
2220     def get_corrupt_shares():
2221         """Return a list of 'share locators', one for each share that was
2222         found to be corrupt (integrity failure). Each share locator is a list
2223         of (IServer, storage_index, sharenum)."""
2224
2225     def get_incompatible_shares():
2226         """Return a list of 'share locators', one for each share that was
2227         found to be of an unknown format. Each share locator is a list of
2228         (IServer, storage_index, sharenum)."""
2229
2230     def get_servers_responding():
2231         """Return a list of IServer objects, one for each server which
2232         responded to the share query (even if they said they didn't have
2233         shares, and even if they said they did have shares but then didn't
2234         send them when asked, or dropped the connection, or returned a
2235         Failure, and even if they said they did have shares and sent
2236         incorrect ones when asked)"""
2237
2238     def get_host_counter_good_shares():
2239         """Return the number of distinct storage servers with good shares. If
2240         this number is less than get_share_counters()[good], then some shares
2241         are doubled up, increasing the correlation of failures. This
2242         indicates that one or more shares should be moved to an otherwise
2243         unused server, if one is available.
2244         """
2245
2246     def get_version_counter_recoverable():
2247         """Return the number of recoverable versions of the file. For a
2248         healthy file, this will equal 1."""
2249
2250     def get_version_counter_unrecoverable():
2251          """Return the number of unrecoverable versions of the file. For a
2252          healthy file, this will be 0."""
2253
2254     def get_sharemap():
2255         """Return a dict mapping share identifier to list of IServer objects.
2256         This indicates which servers are holding which shares. For immutable
2257         files, the shareid is an integer (the share number, from 0 to N-1).
2258         For mutable files, it is a string of the form 'seq%d-%s-sh%d',
2259         containing the sequence number, the roothash, and the share number."""
2260
2261     def get_summary():
2262         """Return a string with a brief (one-line) summary of the results."""
2263
2264     def get_report():
2265         """Return a list of strings with more detailed results."""
2266
2267
2268 class ICheckAndRepairResults(Interface):
2269     """I contain the detailed results of a check/verify/repair operation.
2270
2271     The IFilesystemNode.check()/verify()/repair() methods all return
2272     instances that provide ICheckAndRepairResults.
2273     """
2274
2275     def get_storage_index():
2276         """Return a string with the (binary) storage index."""
2277
2278     def get_storage_index_string():
2279         """Return a string with the (printable) abbreviated storage index."""
2280
2281     def get_repair_attempted():
2282         """Return a boolean, True if a repair was attempted. We might not
2283         attempt to repair the file because it was healthy, or healthy enough
2284         (i.e. some shares were missing but not enough to exceed some
2285         threshold), or because we don't know how to repair this object."""
2286
2287     def get_repair_successful():
2288         """Return a boolean, True if repair was attempted and the file/dir
2289         was fully healthy afterwards. False if no repair was attempted or if
2290         a repair attempt failed."""
2291
2292     def get_pre_repair_results():
2293         """Return an ICheckResults instance that describes the state of the
2294         file/dir before any repair was attempted."""
2295
2296     def get_post_repair_results():
2297         """Return an ICheckResults instance that describes the state of the
2298         file/dir after any repair was attempted. If no repair was attempted,
2299         the pre-repair and post-repair results will be identical."""
2300
2301
2302 class IDeepCheckResults(Interface):
2303     """I contain the results of a deep-check operation.
2304
2305     This is returned by a call to ICheckable.deep_check().
2306     """
2307
2308     def get_root_storage_index_string():
2309         """Return the storage index (abbreviated human-readable string) of
2310         the first object checked."""
2311
2312     def get_counters():
2313         """Return a dictionary with the following keys::
2314
2315              count-objects-checked: count of how many objects were checked
2316              count-objects-healthy: how many of those objects were completely
2317                                     healthy
2318              count-objects-unhealthy: how many were damaged in some way
2319              count-objects-unrecoverable: how many were unrecoverable
2320              count-corrupt-shares: how many shares were found to have
2321                                    corruption, summed over all objects
2322                                    examined
2323         """
2324
2325     def get_corrupt_shares():
2326         """Return a set of (IServer, storage_index, sharenum) for all shares
2327         that were found to be corrupt. storage_index is binary."""
2328
2329     def get_all_results():
2330         """Return a dictionary mapping pathname (a tuple of strings, ready to
2331         be slash-joined) to an ICheckResults instance, one for each object
2332         that was checked."""
2333
2334     def get_results_for_storage_index(storage_index):
2335         """Retrive the ICheckResults instance for the given (binary)
2336         storage index. Raises KeyError if there are no results for that
2337         storage index."""
2338
2339     def get_stats():
2340         """Return a dictionary with the same keys as
2341         IDirectoryNode.deep_stats()."""
2342
2343
2344 class IDeepCheckAndRepairResults(Interface):
2345     """I contain the results of a deep-check-and-repair operation.
2346
2347     This is returned by a call to ICheckable.deep_check_and_repair().
2348     """
2349
2350     def get_root_storage_index_string():
2351         """Return the storage index (abbreviated human-readable string) of
2352         the first object checked."""
2353
2354     def get_counters():
2355         """Return a dictionary with the following keys::
2356
2357              count-objects-checked: count of how many objects were checked
2358              count-objects-healthy-pre-repair: how many of those objects were
2359                                                completely healthy (before any
2360                                                repair)
2361              count-objects-unhealthy-pre-repair: how many were damaged in
2362                                                  some way
2363              count-objects-unrecoverable-pre-repair: how many were unrecoverable
2364              count-objects-healthy-post-repair: how many of those objects were
2365                                                 completely healthy (after any
2366                                                 repair)
2367              count-objects-unhealthy-post-repair: how many were damaged in
2368                                                   some way
2369              count-objects-unrecoverable-post-repair: how many were
2370                                                       unrecoverable
2371              count-repairs-attempted: repairs were attempted on this many
2372                                       objects. The count-repairs- keys will
2373                                       always be provided, however unless
2374                                       repair=true is present, they will all
2375                                       be zero.
2376              count-repairs-successful: how many repairs resulted in healthy
2377                                        objects
2378              count-repairs-unsuccessful: how many repairs resulted did not
2379                                          results in completely healthy objects
2380              count-corrupt-shares-pre-repair: how many shares were found to
2381                                               have corruption, summed over all
2382                                               objects examined (before any
2383                                               repair)
2384              count-corrupt-shares-post-repair: how many shares were found to
2385                                                have corruption, summed over all
2386                                                objects examined (after any
2387                                                repair)
2388         """
2389
2390     def get_stats():
2391         """Return a dictionary with the same keys as
2392         IDirectoryNode.deep_stats()."""
2393
2394     def get_corrupt_shares():
2395         """Return a set of (IServer, storage_index, sharenum) for all shares
2396         that were found to be corrupt before any repair was attempted.
2397         storage_index is binary.
2398         """
2399     def get_remaining_corrupt_shares():
2400         """Return a set of (IServer, storage_index, sharenum) for all shares
2401         that were found to be corrupt after any repair was completed.
2402         storage_index is binary. These are shares that need manual inspection
2403         and probably deletion.
2404         """
2405     def get_all_results():
2406         """Return a dictionary mapping pathname (a tuple of strings, ready to
2407         be slash-joined) to an ICheckAndRepairResults instance, one for each
2408         object that was checked."""
2409
2410     def get_results_for_storage_index(storage_index):
2411         """Retrive the ICheckAndRepairResults instance for the given (binary)
2412         storage index. Raises KeyError if there are no results for that
2413         storage index."""
2414
2415
2416 class IRepairable(Interface):
2417     def repair(check_results):
2418         """Attempt to repair the given object. Returns a Deferred that fires
2419         with a IRepairResults object.
2420
2421         I must be called with an object that implements ICheckResults, as
2422         proof that you have actually discovered a problem with this file. I
2423         will use the data in the checker results to guide the repair process,
2424         such as which servers provided bad data and should therefore be
2425         avoided. The ICheckResults object is inside the
2426         ICheckAndRepairResults object, which is returned by the
2427         ICheckable.check() method::
2428
2429          d = filenode.check(repair=False)
2430          def _got_results(check_and_repair_results):
2431              check_results = check_and_repair_results.get_pre_repair_results()
2432              return filenode.repair(check_results)
2433          d.addCallback(_got_results)
2434          return d
2435         """
2436
2437
2438 class IRepairResults(Interface):
2439     """I contain the results of a repair operation."""
2440     def get_successful():
2441         """Returns a boolean: True if the repair made the file healthy, False
2442         if not. Repair failure generally indicates a file that has been
2443         damaged beyond repair."""
2444
2445
2446 class IClient(Interface):
2447     def upload(uploadable):
2448         """Upload some data into a CHK, get back the UploadResults for it.
2449         @param uploadable: something that implements IUploadable
2450         @return: a Deferred that fires with the UploadResults instance.
2451                  To get the URI for this file, use results.uri .
2452         """
2453
2454     def create_mutable_file(contents=""):
2455         """Create a new mutable file (with initial) contents, get back the
2456         new node instance.
2457
2458         @param contents: (bytestring, callable, or None): this provides the
2459         initial contents of the mutable file. If 'contents' is a bytestring,
2460         it will be used as-is. If 'contents' is a callable, it will be
2461         invoked with the new MutableFileNode instance and is expected to
2462         return a bytestring with the initial contents of the file (the
2463         callable can use node.get_writekey() to decide how to encrypt the
2464         initial contents, e.g. for a brand new dirnode with initial
2465         children). contents=None is equivalent to an empty string. Using
2466         content_maker= is more efficient than creating a mutable file and
2467         setting its contents in two separate operations.
2468
2469         @return: a Deferred that fires with an IMutableFileNode instance.
2470         """
2471
2472     def create_dirnode(initial_children={}):
2473         """Create a new unattached dirnode, possibly with initial children.
2474
2475         @param initial_children: dict with keys that are unicode child names,
2476         and values that are (childnode, metadata) tuples.
2477
2478         @return: a Deferred that fires with the new IDirectoryNode instance.
2479         """
2480
2481     def create_node_from_uri(uri, rouri):
2482         """Create a new IFilesystemNode instance from the uri, synchronously.
2483         @param uri: a string or IURI-providing instance, or None. This could
2484                     be for a LiteralFileNode, a CHK file node, a mutable file
2485                     node, or a directory node
2486         @param rouri: a string or IURI-providing instance, or None. If the
2487                       main uri is None, I will use the rouri instead. If I
2488                       recognize the format of the main uri, I will ignore the
2489                       rouri (because it can be derived from the writecap).
2490
2491         @return: an instance that provides IFilesystemNode (or more usefully
2492                  one of its subclasses). File-specifying URIs will result in
2493                  IFileNode-providing instances, like ImmutableFileNode,
2494                  LiteralFileNode, or MutableFileNode. Directory-specifying
2495                  URIs will result in IDirectoryNode-providing instances, like
2496                  DirectoryNode.
2497         """
2498
2499
2500 class INodeMaker(Interface):
2501     """The NodeMaker is used to create IFilesystemNode instances. It can
2502     accept a filecap/dircap string and return the node right away. It can
2503     also create new nodes (i.e. upload a file, or create a mutable file)
2504     asynchronously. Once you have one of these nodes, you can use other
2505     methods to determine whether it is a file or directory, and to download
2506     or modify its contents.
2507
2508     The NodeMaker encapsulates all the authorities that these
2509     IFilesystemNodes require (like references to the StorageFarmBroker). Each
2510     Tahoe process will typically have a single NodeMaker, but unit tests may
2511     create simplified/mocked forms for testing purposes.
2512     """
2513     def create_from_cap(writecap, readcap=None, **kwargs):
2514         """I create an IFilesystemNode from the given writecap/readcap. I can
2515         only provide nodes for existing file/directory objects: use my other
2516         methods to create new objects. I return synchronously."""
2517
2518     def create_mutable_file(contents=None, keysize=None):
2519         """I create a new mutable file, and return a Deferred which will fire
2520         with the IMutableFileNode instance when it is ready. If contents= is
2521         provided (a bytestring), it will be used as the initial contents of
2522         the new file, otherwise the file will contain zero bytes. keysize= is
2523         for use by unit tests, to create mutable files that are smaller than
2524         usual."""
2525
2526     def create_new_mutable_directory(initial_children={}):
2527         """I create a new mutable directory, and return a Deferred which will
2528         fire with the IDirectoryNode instance when it is ready. If
2529         initial_children= is provided (a dict mapping unicode child name to
2530         (childnode, metadata_dict) tuples), the directory will be populated
2531         with those children, otherwise it will be empty."""
2532
2533
2534 class IClientStatus(Interface):
2535     def list_all_uploads():
2536         """Return a list of uploader objects, one for each upload which
2537         currently has an object available (tracked with weakrefs). This is
2538         intended for debugging purposes."""
2539
2540     def list_active_uploads():
2541         """Return a list of active IUploadStatus objects."""
2542
2543     def list_recent_uploads():
2544         """Return a list of IUploadStatus objects for the most recently
2545         started uploads."""
2546
2547     def list_all_downloads():
2548         """Return a list of downloader objects, one for each download which
2549         currently has an object available (tracked with weakrefs). This is
2550         intended for debugging purposes."""
2551
2552     def list_active_downloads():
2553         """Return a list of active IDownloadStatus objects."""
2554
2555     def list_recent_downloads():
2556         """Return a list of IDownloadStatus objects for the most recently
2557         started downloads."""
2558
2559
2560 class IUploadStatus(Interface):
2561     def get_started():
2562         """Return a timestamp (float with seconds since epoch) indicating
2563         when the operation was started."""
2564
2565     def get_storage_index():
2566         """Return a string with the (binary) storage index in use on this
2567         upload. Returns None if the storage index has not yet been
2568         calculated."""
2569
2570     def get_size():
2571         """Return an integer with the number of bytes that will eventually
2572         be uploaded for this file. Returns None if the size is not yet known.
2573         """
2574     def using_helper():
2575         """Return True if this upload is using a Helper, False if not."""
2576
2577     def get_status():
2578         """Return a string describing the current state of the upload
2579         process."""
2580
2581     def get_progress():
2582         """Returns a tuple of floats, (chk, ciphertext, encode_and_push),
2583         each from 0.0 to 1.0 . 'chk' describes how much progress has been
2584         made towards hashing the file to determine a CHK encryption key: if
2585         non-convergent encryption is in use, this will be trivial, otherwise
2586         the whole file must be hashed. 'ciphertext' describes how much of the
2587         ciphertext has been pushed to the helper, and is '1.0' for non-helper
2588         uploads. 'encode_and_push' describes how much of the encode-and-push
2589         process has finished: for helper uploads this is dependent upon the
2590         helper providing progress reports. It might be reasonable to add all
2591         three numbers and report the sum to the user."""
2592
2593     def get_active():
2594         """Return True if the upload is currently active, False if not."""
2595
2596     def get_results():
2597         """Return an instance of UploadResults (which contains timing and
2598         sharemap information). Might return None if the upload is not yet
2599         finished."""
2600
2601     def get_counter():
2602         """Each upload status gets a unique number: this method returns that
2603         number. This provides a handle to this particular upload, so a web
2604         page can generate a suitable hyperlink."""
2605
2606
2607 class IDownloadStatus(Interface):
2608     def get_started():
2609         """Return a timestamp (float with seconds since epoch) indicating
2610         when the operation was started."""
2611
2612     def get_storage_index():
2613         """Return a string with the (binary) storage index in use on this
2614         download. This may be None if there is no storage index (i.e. LIT
2615         files)."""
2616
2617     def get_size():
2618         """Return an integer with the number of bytes that will eventually be
2619         retrieved for this file. Returns None if the size is not yet known.
2620         """
2621
2622     def using_helper():
2623         """Return True if this download is using a Helper, False if not."""
2624
2625     def get_status():
2626         """Return a string describing the current state of the download
2627         process."""
2628
2629     def get_progress():
2630         """Returns a float (from 0.0 to 1.0) describing the amount of the
2631         download that has completed. This value will remain at 0.0 until the
2632         first byte of plaintext is pushed to the download target."""
2633
2634     def get_active():
2635         """Return True if the download is currently active, False if not."""
2636
2637     def get_counter():
2638         """Each download status gets a unique number: this method returns
2639         that number. This provides a handle to this particular download, so a
2640         web page can generate a suitable hyperlink."""
2641
2642
2643 class IServermapUpdaterStatus(Interface):
2644     pass
2645
2646 class IPublishStatus(Interface):
2647     pass
2648
2649 class IRetrieveStatus(Interface):
2650     pass
2651
2652
2653 class NotCapableError(Exception):
2654     """You have tried to write to a read-only node."""
2655
2656 class BadWriteEnablerError(Exception):
2657     pass
2658
2659 class RIControlClient(RemoteInterface):
2660
2661     def wait_for_client_connections(num_clients=int):
2662         """Do not return until we have connections to at least NUM_CLIENTS
2663         storage servers.
2664         """
2665
2666     def upload_from_file_to_uri(filename=str,
2667                                 convergence=ChoiceOf(None,
2668                                                      StringConstraint(2**20))):
2669         """Upload a file to the grid. This accepts a filename (which must be
2670         absolute) that points to a file on the node's local disk. The node will
2671         read the contents of this file, upload it to the grid, then return the
2672         URI at which it was uploaded.  If convergence is None then a random
2673         encryption key will be used, else the plaintext will be hashed, then
2674         that hash will be mixed together with the "convergence" string to form
2675         the encryption key.
2676         """
2677         return URI
2678
2679     def download_from_uri_to_file(uri=URI, filename=str):
2680         """Download a file from the grid, placing it on the node's local disk
2681         at the given filename (which must be absolute[?]). Returns the
2682         absolute filename where the file was written."""
2683         return str
2684
2685     # debug stuff
2686
2687     def get_memory_usage():
2688         """Return a dict describes the amount of memory currently in use. The
2689         keys are 'VmPeak', 'VmSize', and 'VmData'. The values are integers,
2690         measuring memory consupmtion in bytes."""
2691         return DictOf(str, int)
2692
2693     def speed_test(count=int, size=int, mutable=Any()):
2694         """Write 'count' tempfiles to disk, all of the given size. Measure
2695         how long (in seconds) it takes to upload them all to the servers.
2696         Then measure how long it takes to download all of them. If 'mutable'
2697         is 'create', time creation of mutable files. If 'mutable' is
2698         'upload', then time access to the same mutable file instead of
2699         creating one.
2700
2701         Returns a tuple of (upload_time, download_time).
2702         """
2703         return (float, float)
2704
2705     def measure_peer_response_time():
2706         """Send a short message to each connected peer, and measure the time
2707         it takes for them to respond to it. This is a rough measure of the
2708         application-level round trip time.
2709
2710         @return: a dictionary mapping peerid to a float (RTT time in seconds)
2711         """
2712
2713         return DictOf(str, float)
2714
2715
2716 UploadResults = Any() #DictOf(str, str)
2717
2718
2719 class RIEncryptedUploadable(RemoteInterface):
2720     __remote_name__ = "RIEncryptedUploadable.tahoe.allmydata.com"
2721
2722     def get_size():
2723         return Offset
2724
2725     def get_all_encoding_parameters():
2726         return (int, int, int, long)
2727
2728     def read_encrypted(offset=Offset, length=ReadSize):
2729         return ListOf(str)
2730
2731     def close():
2732         return None
2733
2734
2735 class RICHKUploadHelper(RemoteInterface):
2736     __remote_name__ = "RIUploadHelper.tahoe.allmydata.com"
2737
2738     def get_version():
2739         """
2740         Return a dictionary of version information.
2741         """
2742         return DictOf(str, Any())
2743
2744     def upload(reader=RIEncryptedUploadable):
2745         return UploadResults
2746
2747
2748 class RIHelper(RemoteInterface):
2749     __remote_name__ = "RIHelper.tahoe.allmydata.com"
2750
2751     def get_version():
2752         """
2753         Return a dictionary of version information.
2754         """
2755         return DictOf(str, Any())
2756
2757     def upload_chk(si=StorageIndex):
2758         """See if a file with a given storage index needs uploading. The
2759         helper will ask the appropriate storage servers to see if the file
2760         has already been uploaded. If so, the helper will return a set of
2761         'upload results' that includes whatever hashes are needed to build
2762         the read-cap, and perhaps a truncated sharemap.
2763
2764         If the file has not yet been uploaded (or if it was only partially
2765         uploaded), the helper will return an empty upload-results dictionary
2766         and also an RICHKUploadHelper object that will take care of the
2767         upload process. The client should call upload() on this object and
2768         pass it a reference to an RIEncryptedUploadable object that will
2769         provide ciphertext. When the upload is finished, the upload() method
2770         will finish and return the upload results.
2771         """
2772         return (UploadResults, ChoiceOf(RICHKUploadHelper, None))
2773
2774
2775 class RIStatsProvider(RemoteInterface):
2776     __remote_name__ = "RIStatsProvider.tahoe.allmydata.com"
2777     """
2778     Provides access to statistics and monitoring information.
2779     """
2780
2781     def get_stats():
2782         """
2783         returns a dictionary containing 'counters' and 'stats', each a
2784         dictionary with string counter/stat name keys, and numeric or None values.
2785         counters are monotonically increasing measures of work done, and
2786         stats are instantaneous measures (potentially time averaged
2787         internally)
2788         """
2789         return DictOf(str, DictOf(str, ChoiceOf(float, int, long, None)))
2790
2791
2792 class RIStatsGatherer(RemoteInterface):
2793     __remote_name__ = "RIStatsGatherer.tahoe.allmydata.com"
2794     """
2795     Provides a monitoring service for centralised collection of stats
2796     """
2797
2798     def provide(provider=RIStatsProvider, nickname=str):
2799         """
2800         @param provider: a stats collector instance which should be polled
2801                          periodically by the gatherer to collect stats.
2802         @param nickname: a name useful to identify the provided client
2803         """
2804         return None
2805
2806
2807 class IStatsProducer(Interface):
2808     def get_stats():
2809         """
2810         returns a dictionary, with str keys representing the names of stats
2811         to be monitored, and numeric values.
2812         """
2813
2814 class RIKeyGenerator(RemoteInterface):
2815     __remote_name__ = "RIKeyGenerator.tahoe.allmydata.com"
2816     """
2817     Provides a service offering to make RSA key pairs.
2818     """
2819
2820     def get_rsa_key_pair(key_size=int):
2821         """
2822         @param key_size: the size of the signature key.
2823         @return: tuple(verifying_key, signing_key)
2824         """
2825         return TupleOf(str, str)
2826
2827
2828 class FileTooLargeError(Exception):
2829     pass
2830
2831
2832 class IValidatedThingProxy(Interface):
2833     def start():
2834         """ Acquire a thing and validate it. Return a deferred which is
2835         eventually fired with self if the thing is valid or errbacked if it
2836         can't be acquired or validated."""
2837
2838
2839 class InsufficientVersionError(Exception):
2840     def __init__(self, needed, got):
2841         self.needed = needed
2842         self.got = got
2843
2844     def __repr__(self):
2845         return "InsufficientVersionError(need '%s', got %s)" % (self.needed,
2846                                                                 self.got)
2847
2848 class EmptyPathnameComponentError(Exception):
2849     """The webapi disallows empty pathname components."""