]> git.rkrishnan.org Git - tahoe-lafs/tahoe-lafs.git/blob - src/allmydata/interfaces.py
Prevent mutable objects from being retrieved from an immutable directory, and associa...
[tahoe-lafs/tahoe-lafs.git] / src / allmydata / interfaces.py
1
2 from zope.interface import Interface
3 from foolscap.api import StringConstraint, ListOf, TupleOf, SetOf, DictOf, \
4      ChoiceOf, IntegerConstraint, Any, RemoteInterface, Referenceable
5
6 HASH_SIZE=32
7
8 Hash = StringConstraint(maxLength=HASH_SIZE,
9                         minLength=HASH_SIZE)# binary format 32-byte SHA256 hash
10 Nodeid = StringConstraint(maxLength=20,
11                           minLength=20) # binary format 20-byte SHA1 hash
12 FURL = StringConstraint(1000)
13 StorageIndex = StringConstraint(16)
14 URI = StringConstraint(300) # kind of arbitrary
15
16 MAX_BUCKETS = 256  # per peer -- zfec offers at most 256 shares per file
17
18 ShareData = StringConstraint(None)
19 URIExtensionData = StringConstraint(1000)
20 Number = IntegerConstraint(8) # 2**(8*8) == 16EiB ~= 18e18 ~= 18 exabytes
21 Offset = Number
22 ReadSize = int # the 'int' constraint is 2**31 == 2Gib -- large files are processed in not-so-large increments
23 WriteEnablerSecret = Hash # used to protect mutable bucket modifications
24 LeaseRenewSecret = Hash # used to protect bucket lease renewal requests
25 LeaseCancelSecret = Hash # used to protect bucket lease cancellation requests
26
27 class RIStubClient(RemoteInterface):
28     """Each client publishes a service announcement for a dummy object called
29     the StubClient. This object doesn't actually offer any services, but the
30     announcement helps the Introducer keep track of which clients are
31     subscribed (so the grid admin can keep track of things like the size of
32     the grid and the client versions in use. This is the (empty)
33     RemoteInterface for the StubClient."""
34
35 class RIBucketWriter(RemoteInterface):
36     """ Objects of this kind live on the server side. """
37     def write(offset=Offset, data=ShareData):
38         return None
39
40     def close():
41         """
42         If the data that has been written is incomplete or inconsistent then
43         the server will throw the data away, else it will store it for future
44         retrieval.
45         """
46         return None
47
48     def abort():
49         """Abandon all the data that has been written.
50         """
51         return None
52
53 class RIBucketReader(RemoteInterface):
54     def read(offset=Offset, length=ReadSize):
55         return ShareData
56
57     def advise_corrupt_share(reason=str):
58         """Clients who discover hash failures in shares that they have
59         downloaded from me will use this method to inform me about the
60         failures. I will record their concern so that my operator can
61         manually inspect the shares in question. I return None.
62
63         This is a wrapper around RIStorageServer.advise_corrupt_share(),
64         which is tied to a specific share, and therefore does not need the
65         extra share-identifying arguments. Please see that method for full
66         documentation.
67         """
68
69 TestVector = ListOf(TupleOf(Offset, ReadSize, str, str))
70 # elements are (offset, length, operator, specimen)
71 # operator is one of "lt, le, eq, ne, ge, gt"
72 # nop always passes and is used to fetch data while writing.
73 # you should use length==len(specimen) for everything except nop
74 DataVector = ListOf(TupleOf(Offset, ShareData))
75 # (offset, data). This limits us to 30 writes of 1MiB each per call
76 TestAndWriteVectorsForShares = DictOf(int,
77                                       TupleOf(TestVector,
78                                               DataVector,
79                                               ChoiceOf(None, Offset), # new_length
80                                               ))
81 ReadVector = ListOf(TupleOf(Offset, ReadSize))
82 ReadData = ListOf(ShareData)
83 # returns data[offset:offset+length] for each element of TestVector
84
85 class RIStorageServer(RemoteInterface):
86     __remote_name__ = "RIStorageServer.tahoe.allmydata.com"
87
88     def get_version():
89         """
90         Return a dictionary of version information.
91         """
92         return DictOf(str, Any())
93
94     def allocate_buckets(storage_index=StorageIndex,
95                          renew_secret=LeaseRenewSecret,
96                          cancel_secret=LeaseCancelSecret,
97                          sharenums=SetOf(int, maxLength=MAX_BUCKETS),
98                          allocated_size=Offset, canary=Referenceable):
99         """
100         @param storage_index: the index of the bucket to be created or
101                               increfed.
102         @param sharenums: these are the share numbers (probably between 0 and
103                           99) that the sender is proposing to store on this
104                           server.
105         @param renew_secret: This is the secret used to protect bucket refresh
106                              This secret is generated by the client and
107                              stored for later comparison by the server. Each
108                              server is given a different secret.
109         @param cancel_secret: Like renew_secret, but protects bucket decref.
110         @param canary: If the canary is lost before close(), the bucket is
111                        deleted.
112         @return: tuple of (alreadygot, allocated), where alreadygot is what we
113                  already have and allocated is what we hereby agree to accept.
114                  New leases are added for shares in both lists.
115         """
116         return TupleOf(SetOf(int, maxLength=MAX_BUCKETS),
117                        DictOf(int, RIBucketWriter, maxKeys=MAX_BUCKETS))
118
119     def add_lease(storage_index=StorageIndex,
120                   renew_secret=LeaseRenewSecret,
121                   cancel_secret=LeaseCancelSecret):
122         """
123         Add a new lease on the given bucket. If the renew_secret matches an
124         existing lease, that lease will be renewed instead. If there is no
125         bucket for the given storage_index, return silently. (note that in
126         tahoe-1.3.0 and earlier, IndexError was raised if there was no
127         bucket)
128         """
129         return Any() # returns None now, but future versions might change
130
131     def renew_lease(storage_index=StorageIndex, renew_secret=LeaseRenewSecret):
132         """
133         Renew the lease on a given bucket, resetting the timer to 31 days.
134         Some networks will use this, some will not. If there is no bucket for
135         the given storage_index, IndexError will be raised.
136
137         For mutable shares, if the given renew_secret does not match an
138         existing lease, IndexError will be raised with a note listing the
139         server-nodeids on the existing leases, so leases on migrated shares
140         can be renewed or cancelled. For immutable shares, IndexError
141         (without the note) will be raised.
142         """
143         return Any()
144
145     def cancel_lease(storage_index=StorageIndex,
146                      cancel_secret=LeaseCancelSecret):
147         """
148         Cancel the lease on a given bucket. If this was the last lease on the
149         bucket, the bucket will be deleted. If there is no bucket for the
150         given storage_index, IndexError will be raised.
151
152         For mutable shares, if the given cancel_secret does not match an
153         existing lease, IndexError will be raised with a note listing the
154         server-nodeids on the existing leases, so leases on migrated shares
155         can be renewed or cancelled. For immutable shares, IndexError
156         (without the note) will be raised.
157         """
158         return Any()
159
160     def get_buckets(storage_index=StorageIndex):
161         return DictOf(int, RIBucketReader, maxKeys=MAX_BUCKETS)
162
163
164
165     def slot_readv(storage_index=StorageIndex,
166                    shares=ListOf(int), readv=ReadVector):
167         """Read a vector from the numbered shares associated with the given
168         storage index. An empty shares list means to return data from all
169         known shares. Returns a dictionary with one key per share."""
170         return DictOf(int, ReadData) # shnum -> results
171
172     def slot_testv_and_readv_and_writev(storage_index=StorageIndex,
173                                         secrets=TupleOf(WriteEnablerSecret,
174                                                         LeaseRenewSecret,
175                                                         LeaseCancelSecret),
176                                         tw_vectors=TestAndWriteVectorsForShares,
177                                         r_vector=ReadVector,
178                                         ):
179         """General-purpose test-and-set operation for mutable slots. Perform
180         a bunch of comparisons against the existing shares. If they all pass,
181         then apply a bunch of write vectors to those shares. Then use the
182         read vectors to extract data from all the shares and return the data.
183
184         This method is, um, large. The goal is to allow clients to update all
185         the shares associated with a mutable file in a single round trip.
186
187         @param storage_index: the index of the bucket to be created or
188                               increfed.
189         @param write_enabler: a secret that is stored along with the slot.
190                               Writes are accepted from any caller who can
191                               present the matching secret. A different secret
192                               should be used for each slot*server pair.
193         @param renew_secret: This is the secret used to protect bucket refresh
194                              This secret is generated by the client and
195                              stored for later comparison by the server. Each
196                              server is given a different secret.
197         @param cancel_secret: Like renew_secret, but protects bucket decref.
198
199         The 'secrets' argument is a tuple of (write_enabler, renew_secret,
200         cancel_secret). The first is required to perform any write. The
201         latter two are used when allocating new shares. To simply acquire a
202         new lease on existing shares, use an empty testv and an empty writev.
203
204         Each share can have a separate test vector (i.e. a list of
205         comparisons to perform). If all vectors for all shares pass, then all
206         writes for all shares are recorded. Each comparison is a 4-tuple of
207         (offset, length, operator, specimen), which effectively does a bool(
208         (read(offset, length)) OPERATOR specimen ) and only performs the
209         write if all these evaluate to True. Basic test-and-set uses 'eq'.
210         Write-if-newer uses a seqnum and (offset, length, 'lt', specimen).
211         Write-if-same-or-newer uses 'le'.
212
213         Reads from the end of the container are truncated, and missing shares
214         behave like empty ones, so to assert that a share doesn't exist (for
215         use when creating a new share), use (0, 1, 'eq', '').
216
217         The write vector will be applied to the given share, expanding it if
218         necessary. A write vector applied to a share number that did not
219         exist previously will cause that share to be created.
220
221         Each write vector is accompanied by a 'new_length' argument. If
222         new_length is not None, use it to set the size of the container. This
223         can be used to pre-allocate space for a series of upcoming writes, or
224         truncate existing data. If the container is growing, new_length will
225         be applied before datav. If the container is shrinking, it will be
226         applied afterwards. If new_length==0, the share will be deleted.
227
228         The read vector is used to extract data from all known shares,
229         *before* any writes have been applied. The same vector is used for
230         all shares. This captures the state that was tested by the test
231         vector.
232
233         This method returns two values: a boolean and a dict. The boolean is
234         True if the write vectors were applied, False if not. The dict is
235         keyed by share number, and each value contains a list of strings, one
236         for each element of the read vector.
237
238         If the write_enabler is wrong, this will raise BadWriteEnablerError.
239         To enable share migration (using update_write_enabler), the exception
240         will have the nodeid used for the old write enabler embedded in it,
241         in the following string::
242
243          The write enabler was recorded by nodeid '%s'.
244
245         Note that the nodeid here is encoded using the same base32 encoding
246         used by Foolscap and allmydata.util.idlib.nodeid_b2a().
247
248         """
249         return TupleOf(bool, DictOf(int, ReadData))
250
251     def advise_corrupt_share(share_type=str, storage_index=StorageIndex,
252                              shnum=int, reason=str):
253         """Clients who discover hash failures in shares that they have
254         downloaded from me will use this method to inform me about the
255         failures. I will record their concern so that my operator can
256         manually inspect the shares in question. I return None.
257
258         'share_type' is either 'mutable' or 'immutable'. 'storage_index' is a
259         (binary) storage index string, and 'shnum' is the integer share
260         number. 'reason' is a human-readable explanation of the problem,
261         probably including some expected hash values and the computed ones
262         which did not match. Corruption advisories for mutable shares should
263         include a hash of the public key (the same value that appears in the
264         mutable-file verify-cap), since the current share format does not
265         store that on disk.
266         """
267
268 class IStorageBucketWriter(Interface):
269     """
270     Objects of this kind live on the client side.
271     """
272     def put_block(segmentnum=int, data=ShareData):
273         """@param data: For most segments, this data will be 'blocksize'
274         bytes in length. The last segment might be shorter.
275         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
276         """
277
278     def put_plaintext_hashes(hashes=ListOf(Hash)):
279         """
280         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
281         """
282
283     def put_crypttext_hashes(hashes=ListOf(Hash)):
284         """
285         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
286         """
287
288     def put_block_hashes(blockhashes=ListOf(Hash)):
289         """
290         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
291         """
292
293     def put_share_hashes(sharehashes=ListOf(TupleOf(int, Hash))):
294         """
295         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
296         """
297
298     def put_uri_extension(data=URIExtensionData):
299         """This block of data contains integrity-checking information (hashes
300         of plaintext, crypttext, and shares), as well as encoding parameters
301         that are necessary to recover the data. This is a serialized dict
302         mapping strings to other strings. The hash of this data is kept in
303         the URI and verified before any of the data is used. All buckets for
304         a given file contain identical copies of this data.
305
306         The serialization format is specified with the following pseudocode:
307         for k in sorted(dict.keys()):
308             assert re.match(r'^[a-zA-Z_\-]+$', k)
309             write(k + ':' + netstring(dict[k]))
310
311         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
312         """
313
314     def close():
315         """Finish writing and close the bucket. The share is not finalized
316         until this method is called: if the uploading client disconnects
317         before calling close(), the partially-written share will be
318         discarded.
319
320         @return: a Deferred that fires (with None) when the operation completes
321         """
322
323 class IStorageBucketReader(Interface):
324
325     def get_block_data(blocknum=int, blocksize=int, size=int):
326         """Most blocks will be the same size. The last block might be shorter
327         than the others.
328
329         @return: ShareData
330         """
331
332     def get_crypttext_hashes():
333         """
334         @return: ListOf(Hash)
335         """
336
337     def get_block_hashes(at_least_these=SetOf(int)):
338         """
339         @return: ListOf(Hash)
340         """
341
342     def get_share_hashes(at_least_these=SetOf(int)):
343         """
344         @return: ListOf(TupleOf(int, Hash))
345         """
346
347     def get_uri_extension():
348         """
349         @return: URIExtensionData
350         """
351
352 class IStorageBroker(Interface):
353     def get_servers_for_index(peer_selection_index):
354         """
355         @return: list of (peerid, versioned-rref) tuples
356         """
357     def get_all_servers():
358         """
359         @return: frozenset of (peerid, versioned-rref) tuples
360         """
361     def get_all_serverids():
362         """
363         @return: frozenset of serverid strings
364         """
365     def get_nickname_for_serverid(serverid):
366         """
367         @return: unicode nickname, or None
368         """
369
370     # methods moved from IntroducerClient, need review
371     def get_all_connections():
372         """Return a frozenset of (nodeid, service_name, rref) tuples, one for
373         each active connection we've established to a remote service. This is
374         mostly useful for unit tests that need to wait until a certain number
375         of connections have been made."""
376
377     def get_all_connectors():
378         """Return a dict that maps from (nodeid, service_name) to a
379         RemoteServiceConnector instance for all services that we are actively
380         trying to connect to. Each RemoteServiceConnector has the following
381         public attributes::
382
383           service_name: the type of service provided, like 'storage'
384           announcement_time: when we first heard about this service
385           last_connect_time: when we last established a connection
386           last_loss_time: when we last lost a connection
387
388           version: the peer's version, from the most recent connection
389           oldest_supported: the peer's oldest supported version, same
390
391           rref: the RemoteReference, if connected, otherwise None
392           remote_host: the IAddress, if connected, otherwise None
393
394         This method is intended for monitoring interfaces, such as a web page
395         which describes connecting and connected peers.
396         """
397
398     def get_all_peerids():
399         """Return a frozenset of all peerids to whom we have a connection (to
400         one or more services) established. Mostly useful for unit tests."""
401
402     def get_all_connections_for(service_name):
403         """Return a frozenset of (nodeid, service_name, rref) tuples, one
404         for each active connection that provides the given SERVICE_NAME."""
405
406     def get_permuted_peers(service_name, key):
407         """Returns an ordered list of (peerid, rref) tuples, selecting from
408         the connections that provide SERVICE_NAME, using a hash-based
409         permutation keyed by KEY. This randomizes the service list in a
410         repeatable way, to distribute load over many peers.
411         """
412
413
414 class IURI(Interface):
415     def init_from_string(uri):
416         """Accept a string (as created by my to_string() method) and populate
417         this instance with its data. I am not normally called directly,
418         please use the module-level uri.from_string() function to convert
419         arbitrary URI strings into IURI-providing instances."""
420
421     def is_readonly():
422         """Return False if this URI be used to modify the data. Return True
423         if this URI cannot be used to modify the data."""
424
425     def is_mutable():
426         """Return True if the data can be modified by *somebody* (perhaps
427         someone who has a more powerful URI than this one)."""
428
429     def get_readonly():
430         """Return another IURI instance, which represents a read-only form of
431         this one. If is_readonly() is True, this returns self."""
432
433     def get_verify_cap():
434         """Return an instance that provides IVerifierURI, which can be used
435         to check on the availability of the file or directory, without
436         providing enough capabilities to actually read or modify the
437         contents. This may return None if the file does not need checking or
438         verification (e.g. LIT URIs).
439         """
440
441     def to_string():
442         """Return a string of printable ASCII characters, suitable for
443         passing into init_from_string."""
444
445 class IVerifierURI(Interface, IURI):
446     def init_from_string(uri):
447         """Accept a string (as created by my to_string() method) and populate
448         this instance with its data. I am not normally called directly,
449         please use the module-level uri.from_string() function to convert
450         arbitrary URI strings into IURI-providing instances."""
451
452     def to_string():
453         """Return a string of printable ASCII characters, suitable for
454         passing into init_from_string."""
455
456 class IDirnodeURI(Interface):
457     """I am a URI which represents a dirnode."""
458
459 class IFileURI(Interface):
460     """I am a URI which represents a filenode."""
461     def get_size():
462         """Return the length (in bytes) of the file that I represent."""
463
464 class IImmutableFileURI(IFileURI):
465     pass
466
467 class IMutableFileURI(Interface):
468     """I am a URI which represents a mutable filenode."""
469
470 class IDirectoryURI(Interface):
471     pass
472
473 class IReadonlyDirectoryURI(Interface):
474     pass
475
476 class CapConstraintError(Exception):
477     """A constraint on a cap was violated."""
478
479 class MustBeDeepImmutableError(CapConstraintError):
480     """Mutable children cannot be added to an immutable directory.
481     Also, caps obtained from an immutable directory can trigger this error
482     if they are later found to refer to a mutable object and then used."""
483
484 class MustBeReadonlyError(CapConstraintError):
485     """Known write caps cannot be specified in a ro_uri field. Also,
486     caps obtained from a ro_uri field can trigger this error if they
487     are later found to be write caps and then used."""
488
489 class MustNotBeUnknownRWError(CapConstraintError):
490     """Cannot add an unknown child cap specified in a rw_uri field."""
491
492 # The hierarchy looks like this:
493 #  IFilesystemNode
494 #   IFileNode
495 #    IMutableFileNode
496 #    IImmutableFileNode
497 #   IDirectoryNode
498
499 class IFilesystemNode(Interface):
500     def get_cap():
501         """Return the strongest 'cap instance' associated with this node.
502         (writecap for writeable-mutable files/directories, readcap for
503         immutable or readonly-mutable files/directories). To convert this
504         into a string, call .to_string() on the result."""
505
506     def get_readcap():
507         """Return a readonly cap instance for this node. For immutable or
508         readonly nodes, get_cap() and get_readcap() return the same thing."""
509
510     def get_repair_cap():
511         """Return an IURI instance that can be used to repair the file, or
512         None if this node cannot be repaired (either because it is not
513         distributed, like a LIT file, or because the node does not represent
514         sufficient authority to create a repair-cap, like a read-only RSA
515         mutable file node [which cannot create the correct write-enablers]).
516         """
517
518     def get_verify_cap():
519         """Return an IVerifierURI instance that represents the
520         'verifiy/refresh capability' for this node. The holder of this
521         capability will be able to renew the lease for this node, protecting
522         it from garbage-collection. They will also be able to ask a server if
523         it holds a share for the file or directory.
524         """
525
526     def get_uri():
527         """Return the URI string corresponding to the strongest cap associated
528         with this node. If this node is read-only, the URI will only offer
529         read-only access. If this node is read-write, the URI will offer
530         read-write access.
531
532         If you have read-write access to a node and wish to share merely
533         read-only access with others, use get_readonly_uri().
534         """
535
536     def get_write_uri(n):
537         """Return the URI string that can be used by others to get write
538         access to this node, if it is writeable. If this is a read-only node,
539         return None."""
540
541     def get_readonly_uri():
542         """Return the URI string that can be used by others to get read-only
543         access to this node. The result is a read-only URI, regardless of
544         whether this node is read-only or read-write.
545
546         If you have merely read-only access to this node, get_readonly_uri()
547         will return the same thing as get_uri().
548         """
549
550     def get_storage_index():
551         """Return a string with the (binary) storage index in use on this
552         download. This may be None if there is no storage index (i.e. LIT
553         files)."""
554
555     def is_readonly():
556         """Return True if this reference provides mutable access to the given
557         file or directory (i.e. if you can modify it), or False if not. Note
558         that even if this reference is read-only, someone else may hold a
559         read-write reference to it."""
560
561     def is_mutable():
562         """Return True if this file or directory is mutable (by *somebody*,
563         not necessarily you), False if it is is immutable. Note that a file
564         might be mutable overall, but your reference to it might be
565         read-only. On the other hand, all references to an immutable file
566         will be read-only; there are no read-write references to an immutable
567         file.
568         """
569
570     def is_unknown():
571         """Return True if this is an unknown node."""
572
573     def is_allowed_in_immutable_directory():
574         """Return True if this node is allowed as a child of a deep-immutable
575         directory. This is true if either the node is of a known-immutable type,
576         or it is unknown and read-only.
577         """
578
579     def raise_error():
580         """Raise any error associated with this node."""
581
582     def get_size():
583         """Return the length (in bytes) of the data this node represents. For
584         directory nodes, I return the size of the backing store. I return
585         synchronously and do not consult the network, so for mutable objects,
586         I will return the most recently observed size for the object, or None
587         if I don't remember a size. Use get_current_size, which returns a
588         Deferred, if you want more up-to-date information."""
589
590     def get_current_size():
591         """I return a Deferred that fires with the length (in bytes) of the
592         data this node represents.
593         """
594
595 class IFileNode(IFilesystemNode):
596     """I am a node which represents a file: a sequence of bytes. I am not a
597     container, like IDirectoryNode."""
598
599 class IImmutableFileNode(IFileNode):
600     def read(consumer, offset=0, size=None):
601         """Download a portion (possibly all) of the file's contents, making
602         them available to the given IConsumer. Return a Deferred that fires
603         (with the consumer) when the consumer is unregistered (either because
604         the last byte has been given to it, or because the consumer threw an
605         exception during write(), possibly because it no longer wants to
606         receive data). The portion downloaded will start at 'offset' and
607         contain 'size' bytes (or the remainder of the file if size==None).
608
609         The consumer will be used in non-streaming mode: an IPullProducer
610         will be attached to it.
611
612         The consumer will not receive data right away: several network trips
613         must occur first. The order of events will be::
614
615          consumer.registerProducer(p, streaming)
616           (if streaming == False)::
617            consumer does p.resumeProducing()
618             consumer.write(data)
619            consumer does p.resumeProducing()
620             consumer.write(data).. (repeat until all data is written)
621          consumer.unregisterProducer()
622          deferred.callback(consumer)
623
624         If a download error occurs, or an exception is raised by
625         consumer.registerProducer() or consumer.write(), I will call
626         consumer.unregisterProducer() and then deliver the exception via
627         deferred.errback(). To cancel the download, the consumer should call
628         p.stopProducing(), which will result in an exception being delivered
629         via deferred.errback().
630
631         See src/allmydata/util/consumer.py for an example of a simple
632         download-to-memory consumer.
633         """
634
635 class IMutableFileNode(IFileNode):
636     """I provide access to a 'mutable file', which retains its identity
637     regardless of what contents are put in it.
638
639     The consistency-vs-availability problem means that there might be
640     multiple versions of a file present in the grid, some of which might be
641     unrecoverable (i.e. have fewer than 'k' shares). These versions are
642     loosely ordered: each has a sequence number and a hash, and any version
643     with seqnum=N was uploaded by a node which has seen at least one version
644     with seqnum=N-1.
645
646     The 'servermap' (an instance of IMutableFileServerMap) is used to
647     describe the versions that are known to be present in the grid, and which
648     servers are hosting their shares. It is used to represent the 'state of
649     the world', and is used for this purpose by my test-and-set operations.
650     Downloading the contents of the mutable file will also return a
651     servermap. Uploading a new version into the mutable file requires a
652     servermap as input, and the semantics of the replace operation is
653     'replace the file with my new version if it looks like nobody else has
654     changed the file since my previous download'. Because the file is
655     distributed, this is not a perfect test-and-set operation, but it will do
656     its best. If the replace process sees evidence of a simultaneous write,
657     it will signal an UncoordinatedWriteError, so that the caller can take
658     corrective action.
659
660
661     Most readers will want to use the 'best' current version of the file, and
662     should use my 'download_best_version()' method.
663
664     To unconditionally replace the file, callers should use overwrite(). This
665     is the mode that user-visible mutable files will probably use.
666
667     To apply some delta to the file, call modify() with a callable modifier
668     function that can apply the modification that you want to make. This is
669     the mode that dirnodes will use, since most directory modification
670     operations can be expressed in terms of deltas to the directory state.
671
672
673     Three methods are available for users who need to perform more complex
674     operations. The first is get_servermap(), which returns an up-to-date
675     servermap using a specified mode. The second is download_version(), which
676     downloads a specific version (not necessarily the 'best' one). The third
677     is 'upload', which accepts new contents and a servermap (which must have
678     been updated with MODE_WRITE). The upload method will attempt to apply
679     the new contents as long as no other node has modified the file since the
680     servermap was updated. This might be useful to a caller who wants to
681     merge multiple versions into a single new one.
682
683     Note that each time the servermap is updated, a specific 'mode' is used,
684     which determines how many peers are queried. To use a servermap for my
685     replace() method, that servermap must have been updated in MODE_WRITE.
686     These modes are defined in allmydata.mutable.common, and consist of
687     MODE_READ, MODE_WRITE, MODE_ANYTHING, and MODE_CHECK. Please look in
688     allmydata/mutable/servermap.py for details about the differences.
689
690     Mutable files are currently limited in size (about 3.5MB max) and can
691     only be retrieved and updated all-at-once, as a single big string. Future
692     versions of our mutable files will remove this restriction.
693     """
694
695     def download_best_version():
696         """Download the 'best' available version of the file, meaning one of
697         the recoverable versions with the highest sequence number. If no
698         uncoordinated writes have occurred, and if enough shares are
699         available, then this will be the most recent version that has been
700         uploaded.
701
702         I update an internal servermap with MODE_READ, determine which
703         version of the file is indicated by
704         servermap.best_recoverable_version(), and return a Deferred that
705         fires with its contents. If no version is recoverable, the Deferred
706         will errback with UnrecoverableFileError.
707         """
708
709     def get_size_of_best_version():
710         """Find the size of the version that would be downloaded with
711         download_best_version(), without actually downloading the whole file.
712
713         I return a Deferred that fires with an integer.
714         """
715
716     def overwrite(new_contents):
717         """Unconditionally replace the contents of the mutable file with new
718         ones. This simply chains get_servermap(MODE_WRITE) and upload(). This
719         is only appropriate to use when the new contents of the file are
720         completely unrelated to the old ones, and you do not care about other
721         clients' changes.
722
723         I return a Deferred that fires (with a PublishStatus object) when the
724         update has completed.
725         """
726
727     def modify(modifier_cb):
728         """Modify the contents of the file, by downloading the current
729         version, applying the modifier function (or bound method), then
730         uploading the new version. I return a Deferred that fires (with a
731         PublishStatus object) when the update is complete.
732
733         The modifier callable will be given three arguments: a string (with
734         the old contents), a 'first_time' boolean, and a servermap. As with
735         download_best_version(), the old contents will be from the best
736         recoverable version, but the modifier can use the servermap to make
737         other decisions (such as refusing to apply the delta if there are
738         multiple parallel versions, or if there is evidence of a newer
739         unrecoverable version). 'first_time' will be True the first time the
740         modifier is called, and False on any subsequent calls.
741
742         The callable should return a string with the new contents. The
743         callable must be prepared to be called multiple times, and must
744         examine the input string to see if the change that it wants to make
745         is already present in the old version. If it does not need to make
746         any changes, it can either return None, or return its input string.
747
748         If the modifier raises an exception, it will be returned in the
749         errback.
750         """
751
752
753     def get_servermap(mode):
754         """Return a Deferred that fires with an IMutableFileServerMap
755         instance, updated using the given mode.
756         """
757
758     def download_version(servermap, version):
759         """Download a specific version of the file, using the servermap
760         as a guide to where the shares are located.
761
762         I return a Deferred that fires with the requested contents, or
763         errbacks with UnrecoverableFileError. Note that a servermap which was
764         updated with MODE_ANYTHING or MODE_READ may not know about shares for
765         all versions (those modes stop querying servers as soon as they can
766         fulfil their goals), so you may want to use MODE_CHECK (which checks
767         everything) to get increased visibility.
768         """
769
770     def upload(new_contents, servermap):
771         """Replace the contents of the file with new ones. This requires a
772         servermap that was previously updated with MODE_WRITE.
773
774         I attempt to provide test-and-set semantics, in that I will avoid
775         modifying any share that is different than the version I saw in the
776         servermap. However, if another node is writing to the file at the
777         same time as me, I may manage to update some shares while they update
778         others. If I see any evidence of this, I will signal
779         UncoordinatedWriteError, and the file will be left in an inconsistent
780         state (possibly the version you provided, possibly the old version,
781         possibly somebody else's version, and possibly a mix of shares from
782         all of these).
783
784         The recommended response to UncoordinatedWriteError is to either
785         return it to the caller (since they failed to coordinate their
786         writes), or to attempt some sort of recovery. It may be sufficient to
787         wait a random interval (with exponential backoff) and repeat your
788         operation. If I do not signal UncoordinatedWriteError, then I was
789         able to write the new version without incident.
790
791         I return a Deferred that fires (with a PublishStatus object) when the
792         publish has completed. I will update the servermap in-place with the
793         location of all new shares.
794         """
795
796     def get_writekey():
797         """Return this filenode's writekey, or None if the node does not have
798         write-capability. This may be used to assist with data structures
799         that need to make certain data available only to writers, such as the
800         read-write child caps in dirnodes. The recommended process is to have
801         reader-visible data be submitted to the filenode in the clear (where
802         it will be encrypted by the filenode using the readkey), but encrypt
803         writer-visible data using this writekey.
804         """
805
806 class NotEnoughSharesError(Exception):
807     """Download was unable to get enough shares, or upload was unable to
808     place 'shares_of_happiness' shares."""
809
810 class NoSharesError(Exception):
811     """Upload or Download was unable to get any shares at all."""
812
813 class UnableToFetchCriticalDownloadDataError(Exception):
814     """I was unable to fetch some piece of critical data which is supposed to
815     be identically present in all shares."""
816
817 class NoServersError(Exception):
818     """Upload wasn't given any servers to work with, usually indicating a
819     network or Introducer problem."""
820
821 class ExistingChildError(Exception):
822     """A directory node was asked to add or replace a child that already
823     exists, and overwrite= was set to False."""
824
825 class NoSuchChildError(Exception):
826     """A directory node was asked to fetch a child which does not exist."""
827
828 class IDirectoryNode(IFilesystemNode):
829     """I represent a filesystem node that is a container, with a
830     name-to-child mapping, holding the tahoe equivalent of a directory. All
831     child names are unicode strings, and all children are some sort of
832     IFilesystemNode (either files or subdirectories).
833     """
834
835     def get_uri():
836         """
837         The dirnode ('1') URI returned by this method can be used in
838         set_uri() on a different directory ('2') to 'mount' a reference to
839         this directory ('1') under the other ('2'). This URI is just a
840         string, so it can be passed around through email or other out-of-band
841         protocol.
842         """
843
844     def get_readonly_uri():
845         """
846         The dirnode ('1') URI returned by this method can be used in
847         set_uri() on a different directory ('2') to 'mount' a reference to
848         this directory ('1') under the other ('2'). This URI is just a
849         string, so it can be passed around through email or other out-of-band
850         protocol.
851         """
852
853     def list():
854         """I return a Deferred that fires with a dictionary mapping child
855         name (a unicode string) to (node, metadata_dict) tuples, in which
856         'node' is an IFilesystemNode (either IFileNode or IDirectoryNode),
857         and 'metadata_dict' is a dictionary of metadata."""
858
859     def has_child(name):
860         """I return a Deferred that fires with a boolean, True if there
861         exists a child of the given name, False if not. The child name must
862         be a unicode string."""
863
864     def get(name):
865         """I return a Deferred that fires with a specific named child node,
866         either an IFileNode or an IDirectoryNode. The child name must be a
867         unicode string. I raise NoSuchChildError if I do not have a child by
868         that name."""
869
870     def get_metadata_for(name):
871         """I return a Deferred that fires with the metadata dictionary for a
872         specific named child node. This metadata is stored in the *edge*, not
873         in the child, so it is attached to the parent dirnode rather than the
874         child dir-or-file-node. The child name must be a unicode string. I
875         raise NoSuchChildError if I do not have a child by that name."""
876
877     def set_metadata_for(name, metadata):
878         """I replace any existing metadata for the named child with the new
879         metadata. The child name must be a unicode string. This metadata is
880         stored in the *edge*, not in the child, so it is attached to the
881         parent dirnode rather than the child dir-or-file-node. I return a
882         Deferred (that fires with this dirnode) when the operation is
883         complete. I raise NoSuchChildError if I do not have a child by that
884         name."""
885
886     def get_child_at_path(path):
887         """Transform a child path into an IFilesystemNode.
888
889         I perform a recursive series of 'get' operations to find the named
890         descendant node. I return a Deferred that fires with the node, or
891         errbacks with NoSuchChildError if the node could not be found.
892
893         The path can be either a single string (slash-separated) or a list of
894         path-name elements. All elements must be unicode strings.
895         """
896
897     def get_child_and_metadata_at_path(path):
898         """Transform a child path into an IFilesystemNode and metadata.
899
900         I am like get_child_at_path(), but my Deferred fires with a tuple of
901         (node, metadata). The metadata comes from the last edge. If the path
902         is empty, the metadata will be an empty dictionary.
903         """
904
905     def set_uri(name, writecap, readcap=None, metadata=None, overwrite=True):
906         """I add a child (by writecap+readcap) at the specific name. I return
907         a Deferred that fires when the operation finishes. If overwrite= is
908         True, I will replace any existing child of the same name, otherwise
909         an existing child will cause me to return ExistingChildError. The
910         child name must be a unicode string.
911
912         The child caps could be for a file, or for a directory. If the new
913         child is read/write, you will provide both writecap and readcap. If
914         the child is read-only, you will provide the readcap write (i.e. the
915         writecap= and readcap= arguments will both be the child's readcap).
916         The filecaps are typically obtained from an IFilesystemNode with
917         get_uri() and get_readonly_uri().
918
919         If metadata= is provided, I will use it as the metadata for the named
920         edge. This will replace any existing metadata. If metadata= is left
921         as the default value of None, I will set ['mtime'] to the current
922         time, and I will set ['ctime'] to the current time if there was not
923         already a child by this name present. This roughly matches the
924         ctime/mtime semantics of traditional filesystems.
925
926         If this directory node is read-only, the Deferred will errback with a
927         NotWriteableError."""
928
929     def set_children(entries, overwrite=True):
930         """Add multiple children (by writecap+readcap) to a directory node.
931         Takes a dictionary, with childname as keys and (writecap, readcap)
932         tuples (or (writecap, readcap, metadata) triples) as values. Returns
933         a Deferred that fires (with this dirnode) when the operation
934         finishes. This is equivalent to calling set_uri() multiple times, but
935         is much more efficient. All child names must be unicode strings.
936         """
937
938     def set_node(name, child, metadata=None, overwrite=True):
939         """I add a child at the specific name. I return a Deferred that fires
940         when the operation finishes. This Deferred will fire with the child
941         node that was just added. I will replace any existing child of the
942         same name. The child name must be a unicode string. The 'child'
943         instance must be an instance providing IFilesystemNode.
944
945         If metadata= is provided, I will use it as the metadata for the named
946         edge. This will replace any existing metadata. If metadata= is left
947         as the default value of None, I will set ['mtime'] to the current
948         time, and I will set ['ctime'] to the current time if there was not
949         already a child by this name present. This roughly matches the
950         ctime/mtime semantics of traditional filesystems.
951
952         If this directory node is read-only, the Deferred will errback with a
953         NotWriteableError."""
954
955     def set_nodes(entries, overwrite=True):
956         """Add multiple children to a directory node. Takes a dict mapping
957         unicode childname to (child_node, metdata) tuples. If metdata=None,
958         the original metadata is left unmodified. Returns a Deferred that
959         fires (with this dirnode) when the operation finishes. This is
960         equivalent to calling set_node() multiple times, but is much more
961         efficient."""
962
963     def add_file(name, uploadable, metadata=None, overwrite=True):
964         """I upload a file (using the given IUploadable), then attach the
965         resulting ImmutableFileNode to the directory at the given name. I set
966         metadata the same way as set_uri and set_node. The child name must be
967         a unicode string.
968
969         I return a Deferred that fires (with the IFileNode of the uploaded
970         file) when the operation completes."""
971
972     def delete(name):
973         """I remove the child at the specific name. I return a Deferred that
974         fires when the operation finishes. The child name must be a unicode
975         string. I raise NoSuchChildError if I do not have a child by that
976         name."""
977
978     def create_subdirectory(name, initial_children={}, overwrite=True):
979         """I create and attach a directory at the given name. The new
980         directory can be empty, or it can be populated with children
981         according to 'initial_children', which takes a dictionary in the same
982         format as set_nodes (i.e. mapping unicode child name to (childnode,
983         metadata) tuples). The child name must be a unicode string. I return
984         a Deferred that fires (with the new directory node) when the
985         operation finishes."""
986
987     def move_child_to(current_child_name, new_parent, new_child_name=None,
988                       overwrite=True):
989         """I take one of my children and move them to a new parent. The child
990         is referenced by name. On the new parent, the child will live under
991         'new_child_name', which defaults to 'current_child_name'. TODO: what
992         should we do about metadata? I return a Deferred that fires when the
993         operation finishes. The child name must be a unicode string. I raise
994         NoSuchChildError if I do not have a child by that name."""
995
996     def build_manifest():
997         """I generate a table of everything reachable from this directory.
998         I also compute deep-stats as described below.
999
1000         I return a Monitor. The Monitor's results will be a dictionary with
1001         four elements:
1002
1003          res['manifest']: a list of (path, cap) tuples for all nodes
1004                           (directories and files) reachable from this one.
1005                           'path' will be a tuple of unicode strings. The
1006                           origin dirnode will be represented by an empty path
1007                           tuple.
1008          res['verifycaps']: a list of (printable) verifycap strings, one for
1009                             each reachable non-LIT node. This is a set:
1010                             it will contain no duplicates.
1011          res['storage-index']: a list of (base32) storage index strings,
1012                                one for each reachable non-LIT node. This is
1013                                a set: it will contain no duplicates.
1014          res['stats']: a dictionary, the same that is generated by
1015                        start_deep_stats() below.
1016
1017         The Monitor will also have an .origin_si attribute with the (binary)
1018         storage index of the starting point.
1019         """
1020
1021     def start_deep_stats():
1022         """Return a Monitor, examining all nodes (directories and files)
1023         reachable from this one. The Monitor's results will be a dictionary
1024         with the following keys::
1025
1026            count-immutable-files: count of how many CHK files are in the set
1027            count-mutable-files: same, for mutable files (does not include
1028                                 directories)
1029            count-literal-files: same, for LIT files
1030            count-files: sum of the above three
1031
1032            count-directories: count of directories
1033
1034            size-immutable-files: total bytes for all CHK files in the set
1035            size-mutable-files (TODO): same, for current version of all mutable
1036                                       files, does not include directories
1037            size-literal-files: same, for LIT files
1038            size-directories: size of mutable files used by directories
1039
1040            largest-directory: number of bytes in the largest directory
1041            largest-directory-children: number of children in the largest
1042                                        directory
1043            largest-immutable-file: number of bytes in the largest CHK file
1044
1045         size-mutable-files is not yet implemented, because it would involve
1046         even more queries than deep_stats does.
1047
1048         The Monitor will also have an .origin_si attribute with the (binary)
1049         storage index of the starting point.
1050
1051         This operation will visit every directory node underneath this one,
1052         and can take a long time to run. On a typical workstation with good
1053         bandwidth, this can examine roughly 15 directories per second (and
1054         takes several minutes of 100% CPU for ~1700 directories).
1055         """
1056
1057 class ICodecEncoder(Interface):
1058     def set_params(data_size, required_shares, max_shares):
1059         """Set up the parameters of this encoder.
1060
1061         This prepares the encoder to perform an operation that converts a
1062         single block of data into a number of shares, such that a future
1063         ICodecDecoder can use a subset of these shares to recover the
1064         original data. This operation is invoked by calling encode(). Once
1065         the encoding parameters are set up, the encode operation can be
1066         invoked multiple times.
1067
1068         set_params() prepares the encoder to accept blocks of input data that
1069         are exactly 'data_size' bytes in length. The encoder will be prepared
1070         to produce 'max_shares' shares for each encode() operation (although
1071         see the 'desired_share_ids' to use less CPU). The encoding math will
1072         be chosen such that the decoder can get by with as few as
1073         'required_shares' of these shares and still reproduce the original
1074         data. For example, set_params(1000, 5, 5) offers no redundancy at
1075         all, whereas set_params(1000, 1, 10) provides 10x redundancy.
1076
1077         Numerical Restrictions: 'data_size' is required to be an integral
1078         multiple of 'required_shares'. In general, the caller should choose
1079         required_shares and max_shares based upon their reliability
1080         requirements and the number of peers available (the total storage
1081         space used is roughly equal to max_shares*data_size/required_shares),
1082         then choose data_size to achieve the memory footprint desired (larger
1083         data_size means more efficient operation, smaller data_size means
1084         smaller memory footprint).
1085
1086         In addition, 'max_shares' must be equal to or greater than
1087         'required_shares'. Of course, setting them to be equal causes
1088         encode() to degenerate into a particularly slow form of the 'split'
1089         utility.
1090
1091         See encode() for more details about how these parameters are used.
1092
1093         set_params() must be called before any other ICodecEncoder methods
1094         may be invoked.
1095         """
1096
1097     def get_params():
1098         """Return the 3-tuple of data_size, required_shares, max_shares"""
1099
1100     def get_encoder_type():
1101         """Return a short string that describes the type of this encoder.
1102
1103         There is required to be a global table of encoder classes. This method
1104         returns an index into this table; the value at this index is an
1105         encoder class, and this encoder is an instance of that class.
1106         """
1107
1108     def get_block_size():
1109         """Return the length of the shares that encode() will produce.
1110         """
1111
1112     def encode_proposal(data, desired_share_ids=None):
1113         """Encode some data.
1114
1115         'data' must be a string (or other buffer object), and len(data) must
1116         be equal to the 'data_size' value passed earlier to set_params().
1117
1118         This will return a Deferred that will fire with two lists. The first
1119         is a list of shares, each of which is a string (or other buffer
1120         object) such that len(share) is the same as what get_share_size()
1121         returned earlier. The second is a list of shareids, in which each is
1122         an integer. The lengths of the two lists will always be equal to each
1123         other. The user should take care to keep each share closely
1124         associated with its shareid, as one is useless without the other.
1125
1126         The length of this output list will normally be the same as the value
1127         provided to the 'max_shares' parameter of set_params(). This may be
1128         different if 'desired_share_ids' is provided.
1129
1130         'desired_share_ids', if provided, is required to be a sequence of
1131         ints, each of which is required to be >= 0 and < max_shares. If not
1132         provided, encode() will produce 'max_shares' shares, as if
1133         'desired_share_ids' were set to range(max_shares). You might use this
1134         if you initially thought you were going to use 10 peers, started
1135         encoding, and then two of the peers dropped out: you could use
1136         desired_share_ids= to skip the work (both memory and CPU) of
1137         producing shares for the peers which are no longer available.
1138
1139         """
1140
1141     def encode(inshares, desired_share_ids=None):
1142         """Encode some data. This may be called multiple times. Each call is
1143         independent.
1144
1145         inshares is a sequence of length required_shares, containing buffers
1146         (i.e. strings), where each buffer contains the next contiguous
1147         non-overlapping segment of the input data. Each buffer is required to
1148         be the same length, and the sum of the lengths of the buffers is
1149         required to be exactly the data_size promised by set_params(). (This
1150         implies that the data has to be padded before being passed to
1151         encode(), unless of course it already happens to be an even multiple
1152         of required_shares in length.)
1153
1154          ALSO: the requirement to break up your data into 'required_shares'
1155          chunks before calling encode() feels a bit surprising, at least from
1156          the point of view of a user who doesn't know how FEC works. It feels
1157          like an implementation detail that has leaked outside the
1158          abstraction barrier. Can you imagine a use case in which the data to
1159          be encoded might already be available in pre-segmented chunks, such
1160          that it is faster or less work to make encode() take a list rather
1161          than splitting a single string?
1162
1163          ALSO ALSO: I think 'inshares' is a misleading term, since encode()
1164          is supposed to *produce* shares, so what it *accepts* should be
1165          something other than shares. Other places in this interface use the
1166          word 'data' for that-which-is-not-shares.. maybe we should use that
1167          term?
1168
1169         'desired_share_ids', if provided, is required to be a sequence of
1170         ints, each of which is required to be >= 0 and < max_shares. If not
1171         provided, encode() will produce 'max_shares' shares, as if
1172         'desired_share_ids' were set to range(max_shares). You might use this
1173         if you initially thought you were going to use 10 peers, started
1174         encoding, and then two of the peers dropped out: you could use
1175         desired_share_ids= to skip the work (both memory and CPU) of
1176         producing shares for the peers which are no longer available.
1177
1178         For each call, encode() will return a Deferred that fires with two
1179         lists, one containing shares and the other containing the shareids.
1180         The get_share_size() method can be used to determine the length of
1181         the share strings returned by encode(). Each shareid is a small
1182         integer, exactly as passed into 'desired_share_ids' (or
1183         range(max_shares), if desired_share_ids was not provided).
1184
1185         The shares and their corresponding shareids are required to be kept
1186         together during storage and retrieval. Specifically, the share data is
1187         useless by itself: the decoder needs to be told which share is which
1188         by providing it with both the shareid and the actual share data.
1189
1190         This function will allocate an amount of memory roughly equal to::
1191
1192          (max_shares - required_shares) * get_share_size()
1193
1194         When combined with the memory that the caller must allocate to
1195         provide the input data, this leads to a memory footprint roughly
1196         equal to the size of the resulting encoded shares (i.e. the expansion
1197         factor times the size of the input segment).
1198         """
1199
1200         # rejected ideas:
1201         #
1202         #  returning a list of (shareidN,shareN) tuples instead of a pair of
1203         #  lists (shareids..,shares..). Brian thought the tuples would
1204         #  encourage users to keep the share and shareid together throughout
1205         #  later processing, Zooko pointed out that the code to iterate
1206         #  through two lists is not really more complicated than using a list
1207         #  of tuples and there's also a performance improvement
1208         #
1209         #  having 'data_size' not required to be an integral multiple of
1210         #  'required_shares'. Doing this would require encode() to perform
1211         #  padding internally, and we'd prefer to have any padding be done
1212         #  explicitly by the caller. Yes, it is an abstraction leak, but
1213         #  hopefully not an onerous one.
1214
1215
1216 class ICodecDecoder(Interface):
1217     def set_params(data_size, required_shares, max_shares):
1218         """Set the params. They have to be exactly the same ones that were
1219         used for encoding."""
1220
1221     def get_needed_shares():
1222         """Return the number of shares needed to reconstruct the data.
1223         set_params() is required to be called before this."""
1224
1225     def decode(some_shares, their_shareids):
1226         """Decode a partial list of shares into data.
1227
1228         'some_shares' is required to be a sequence of buffers of sharedata, a
1229         subset of the shares returned by ICodecEncode.encode(). Each share is
1230         required to be of the same length.  The i'th element of their_shareids
1231         is required to be the shareid of the i'th buffer in some_shares.
1232
1233         This returns a Deferred which fires with a sequence of buffers. This
1234         sequence will contain all of the segments of the original data, in
1235         order. The sum of the lengths of all of the buffers will be the
1236         'data_size' value passed into the original ICodecEncode.set_params()
1237         call. To get back the single original input block of data, use
1238         ''.join(output_buffers), or you may wish to simply write them in
1239         order to an output file.
1240
1241         Note that some of the elements in the result sequence may be
1242         references to the elements of the some_shares input sequence. In
1243         particular, this means that if those share objects are mutable (e.g.
1244         arrays) and if they are changed, then both the input (the
1245         'some_shares' parameter) and the output (the value given when the
1246         deferred is triggered) will change.
1247
1248         The length of 'some_shares' is required to be exactly the value of
1249         'required_shares' passed into the original ICodecEncode.set_params()
1250         call.
1251         """
1252
1253 class IEncoder(Interface):
1254     """I take an object that provides IEncryptedUploadable, which provides
1255     encrypted data, and a list of shareholders. I then encode, hash, and
1256     deliver shares to those shareholders. I will compute all the necessary
1257     Merkle hash trees that are necessary to validate the crypttext that
1258     eventually comes back from the shareholders. I provide the URI Extension
1259     Block Hash, and the encoding parameters, both of which must be included
1260     in the URI.
1261
1262     I do not choose shareholders, that is left to the IUploader. I must be
1263     given a dict of RemoteReferences to storage buckets that are ready and
1264     willing to receive data.
1265     """
1266
1267     def set_size(size):
1268         """Specify the number of bytes that will be encoded. This must be
1269         peformed before get_serialized_params() can be called.
1270         """
1271     def set_params(params):
1272         """Override the default encoding parameters. 'params' is a tuple of
1273         (k,d,n), where 'k' is the number of required shares, 'd' is the
1274         shares_of_happiness, and 'n' is the total number of shares that will
1275         be created.
1276
1277         Encoding parameters can be set in three ways. 1: The Encoder class
1278         provides defaults (3/7/10). 2: the Encoder can be constructed with
1279         an 'options' dictionary, in which the
1280         needed_and_happy_and_total_shares' key can be a (k,d,n) tuple. 3:
1281         set_params((k,d,n)) can be called.
1282
1283         If you intend to use set_params(), you must call it before
1284         get_share_size or get_param are called.
1285         """
1286
1287     def set_encrypted_uploadable(u):
1288         """Provide a source of encrypted upload data. 'u' must implement
1289         IEncryptedUploadable.
1290
1291         When this is called, the IEncryptedUploadable will be queried for its
1292         length and the storage_index that should be used.
1293
1294         This returns a Deferred that fires with this Encoder instance.
1295
1296         This must be performed before start() can be called.
1297         """
1298
1299     def get_param(name):
1300         """Return an encoding parameter, by name.
1301
1302         'storage_index': return a string with the (16-byte truncated SHA-256
1303                          hash) storage index to which these shares should be
1304                          pushed.
1305
1306         'share_counts': return a tuple describing how many shares are used:
1307                         (needed_shares, shares_of_happiness, total_shares)
1308
1309         'num_segments': return an int with the number of segments that
1310                         will be encoded.
1311
1312         'segment_size': return an int with the size of each segment.
1313
1314         'block_size': return the size of the individual blocks that will
1315                       be delivered to a shareholder's put_block() method. By
1316                       knowing this, the shareholder will be able to keep all
1317                       blocks in a single file and still provide random access
1318                       when reading them. # TODO: can we avoid exposing this?
1319
1320         'share_size': an int with the size of the data that will be stored
1321                       on each shareholder. This is aggregate amount of data
1322                       that will be sent to the shareholder, summed over all
1323                       the put_block() calls I will ever make. It is useful to
1324                       determine this size before asking potential
1325                       shareholders whether they will grant a lease or not,
1326                       since their answers will depend upon how much space we
1327                       need. TODO: this might also include some amount of
1328                       overhead, like the size of all the hashes. We need to
1329                       decide whether this is useful or not.
1330
1331         'serialized_params': a string with a concise description of the
1332                              codec name and its parameters. This may be passed
1333                              into the IUploadable to let it make sure that
1334                              the same file encoded with different parameters
1335                              will result in different storage indexes.
1336
1337         Once this is called, set_size() and set_params() may not be called.
1338         """
1339
1340     def set_shareholders(shareholders):
1341         """Tell the encoder where to put the encoded shares. 'shareholders'
1342         must be a dictionary that maps share number (an integer ranging from
1343         0 to n-1) to an instance that provides IStorageBucketWriter. This
1344         must be performed before start() can be called."""
1345
1346     def start():
1347         """Begin the encode/upload process. This involves reading encrypted
1348         data from the IEncryptedUploadable, encoding it, uploading the shares
1349         to the shareholders, then sending the hash trees.
1350
1351         set_encrypted_uploadable() and set_shareholders() must be called
1352         before this can be invoked.
1353
1354         This returns a Deferred that fires with a verify cap when the upload
1355         process is complete. The verifycap, plus the encryption key, is
1356         sufficient to construct the read cap.
1357         """
1358
1359 class IDecoder(Interface):
1360     """I take a list of shareholders and some setup information, then
1361     download, validate, decode, and decrypt data from them, writing the
1362     results to an output file.
1363
1364     I do not locate the shareholders, that is left to the IDownloader. I must
1365     be given a dict of RemoteReferences to storage buckets that are ready to
1366     send data.
1367     """
1368
1369     def setup(outfile):
1370         """I take a file-like object (providing write and close) to which all
1371         the plaintext data will be written.
1372
1373         TODO: producer/consumer . Maybe write() should return a Deferred that
1374         indicates when it will accept more data? But probably having the
1375         IDecoder be a producer is easier to glue to IConsumer pieces.
1376         """
1377
1378     def set_shareholders(shareholders):
1379         """I take a dictionary that maps share identifiers (small integers)
1380         to RemoteReferences that provide RIBucketReader. This must be called
1381         before start()."""
1382
1383     def start():
1384         """I start the download. This process involves retrieving data and
1385         hash chains from the shareholders, using the hashes to validate the
1386         data, decoding the shares into segments, decrypting the segments,
1387         then writing the resulting plaintext to the output file.
1388
1389         I return a Deferred that will fire (with self) when the download is
1390         complete.
1391         """
1392
1393 class IDownloadTarget(Interface):
1394     # Note that if the IDownloadTarget is also an IConsumer, the downloader
1395     # will register itself as a producer. This allows the target to invoke
1396     # downloader.pauseProducing, resumeProducing, and stopProducing.
1397     def open(size):
1398         """Called before any calls to write() or close(). If an error
1399         occurs before any data is available, fail() may be called without
1400         a previous call to open().
1401
1402         'size' is the length of the file being downloaded, in bytes."""
1403
1404     def write(data):
1405         """Output some data to the target."""
1406     def close():
1407         """Inform the target that there is no more data to be written."""
1408     def fail(why):
1409         """fail() is called to indicate that the download has failed. 'why'
1410         is a Failure object indicating what went wrong. No further methods
1411         will be invoked on the IDownloadTarget after fail()."""
1412     def register_canceller(cb):
1413         """The CiphertextDownloader uses this to register a no-argument function
1414         that the target can call to cancel the download. Once this canceller
1415         is invoked, no further calls to write() or close() will be made."""
1416     def finish():
1417         """When the CiphertextDownloader is done, this finish() function will be
1418         called. Whatever it returns will be returned to the invoker of
1419         Downloader.download.
1420         """
1421     # The following methods are just because that target might be a
1422     # repairer.DownUpConnector, and just because the current CHKUpload object
1423     # expects to find the storage index and encoding parameters in its
1424     # Uploadable.
1425     def set_storageindex(storageindex):
1426         """ Set the storage index. """
1427     def set_encodingparams(encodingparams):
1428         """ Set the encoding parameters. """
1429
1430 class IDownloader(Interface):
1431     def download(uri, target):
1432         """Perform a CHK download, sending the data to the given target.
1433         'target' must provide IDownloadTarget.
1434
1435         Returns a Deferred that fires (with the results of target.finish)
1436         when the download is finished, or errbacks if something went wrong."""
1437
1438 class IEncryptedUploadable(Interface):
1439     def set_upload_status(upload_status):
1440         """Provide an IUploadStatus object that should be filled with status
1441         information. The IEncryptedUploadable is responsible for setting
1442         key-determination progress ('chk'), size, storage_index, and
1443         ciphertext-fetch progress. It may delegate some of this
1444         responsibility to others, in particular to the IUploadable."""
1445
1446     def get_size():
1447         """This behaves just like IUploadable.get_size()."""
1448
1449     def get_all_encoding_parameters():
1450         """Return a Deferred that fires with a tuple of
1451         (k,happy,n,segment_size). The segment_size will be used as-is, and
1452         must match the following constraints: it must be a multiple of k, and
1453         it shouldn't be unreasonably larger than the file size (if
1454         segment_size is larger than filesize, the difference must be stored
1455         as padding).
1456
1457         This usually passes through to the IUploadable method of the same
1458         name.
1459
1460         The encoder strictly obeys the values returned by this method. To
1461         make an upload use non-default encoding parameters, you must arrange
1462         to control the values that this method returns.
1463         """
1464
1465     def get_storage_index():
1466         """Return a Deferred that fires with a 16-byte storage index.
1467         """
1468
1469     def read_encrypted(length, hash_only):
1470         """This behaves just like IUploadable.read(), but returns crypttext
1471         instead of plaintext. If hash_only is True, then this discards the
1472         data (and returns an empty list); this improves efficiency when
1473         resuming an interrupted upload (where we need to compute the
1474         plaintext hashes, but don't need the redundant encrypted data)."""
1475
1476     def get_plaintext_hashtree_leaves(first, last, num_segments):
1477         """OBSOLETE; Get the leaf nodes of a merkle hash tree over the
1478         plaintext segments, i.e. get the tagged hashes of the given segments.
1479         The segment size is expected to be generated by the
1480         IEncryptedUploadable before any plaintext is read or ciphertext
1481         produced, so that the segment hashes can be generated with only a
1482         single pass.
1483
1484         This returns a Deferred which fires with a sequence of hashes, using:
1485
1486          tuple(segment_hashes[first:last])
1487
1488         'num_segments' is used to assert that the number of segments that the
1489         IEncryptedUploadable handled matches the number of segments that the
1490         encoder was expecting.
1491
1492         This method must not be called until the final byte has been read
1493         from read_encrypted(). Once this method is called, read_encrypted()
1494         can never be called again.
1495         """
1496
1497     def get_plaintext_hash():
1498         """OBSOLETE; Get the hash of the whole plaintext.
1499
1500         This returns a Deferred which fires with a tagged SHA-256 hash of the
1501         whole plaintext, obtained from hashutil.plaintext_hash(data).
1502         """
1503
1504     def close():
1505         """Just like IUploadable.close()."""
1506
1507 class IUploadable(Interface):
1508     def set_upload_status(upload_status):
1509         """Provide an IUploadStatus object that should be filled with status
1510         information. The IUploadable is responsible for setting
1511         key-determination progress ('chk')."""
1512
1513     def set_default_encoding_parameters(params):
1514         """Set the default encoding parameters, which must be a dict mapping
1515         strings to ints. The meaningful keys are 'k', 'happy', 'n', and
1516         'max_segment_size'. These might have an influence on the final
1517         encoding parameters returned by get_all_encoding_parameters(), if the
1518         Uploadable doesn't have more specific preferences.
1519
1520         This call is optional: if it is not used, the Uploadable will use
1521         some built-in defaults. If used, this method must be called before
1522         any other IUploadable methods to have any effect.
1523         """
1524
1525     def get_size():
1526         """Return a Deferred that will fire with the length of the data to be
1527         uploaded, in bytes. This will be called before the data is actually
1528         used, to compute encoding parameters.
1529         """
1530
1531     def get_all_encoding_parameters():
1532         """Return a Deferred that fires with a tuple of
1533         (k,happy,n,segment_size). The segment_size will be used as-is, and
1534         must match the following constraints: it must be a multiple of k, and
1535         it shouldn't be unreasonably larger than the file size (if
1536         segment_size is larger than filesize, the difference must be stored
1537         as padding).
1538
1539         The relative values of k and n allow some IUploadables to request
1540         better redundancy than others (in exchange for consuming more space
1541         in the grid).
1542
1543         Larger values of segment_size reduce hash overhead, while smaller
1544         values reduce memory footprint and cause data to be delivered in
1545         smaller pieces (which may provide a smoother and more predictable
1546         download experience).
1547
1548         The encoder strictly obeys the values returned by this method. To
1549         make an upload use non-default encoding parameters, you must arrange
1550         to control the values that this method returns. One way to influence
1551         them may be to call set_encoding_parameters() before calling
1552         get_all_encoding_parameters().
1553         """
1554
1555     def get_encryption_key():
1556         """Return a Deferred that fires with a 16-byte AES key. This key will
1557         be used to encrypt the data. The key will also be hashed to derive
1558         the StorageIndex.
1559
1560         Uploadables which want to achieve convergence should hash their file
1561         contents and the serialized_encoding_parameters to form the key
1562         (which of course requires a full pass over the data). Uploadables can
1563         use the upload.ConvergentUploadMixin class to achieve this
1564         automatically.
1565
1566         Uploadables which do not care about convergence (or do not wish to
1567         make multiple passes over the data) can simply return a
1568         strongly-random 16 byte string.
1569
1570         get_encryption_key() may be called multiple times: the IUploadable is
1571         required to return the same value each time.
1572         """
1573
1574     def read(length):
1575         """Return a Deferred that fires with a list of strings (perhaps with
1576         only a single element) which, when concatenated together, contain the
1577         next 'length' bytes of data. If EOF is near, this may provide fewer
1578         than 'length' bytes. The total number of bytes provided by read()
1579         before it signals EOF must equal the size provided by get_size().
1580
1581         If the data must be acquired through multiple internal read
1582         operations, returning a list instead of a single string may help to
1583         reduce string copies.
1584
1585         'length' will typically be equal to (min(get_size(),1MB)/req_shares),
1586         so a 10kB file means length=3kB, 100kB file means length=30kB,
1587         and >=1MB file means length=300kB.
1588
1589         This method provides for a single full pass through the data. Later
1590         use cases may desire multiple passes or access to only parts of the
1591         data (such as a mutable file making small edits-in-place). This API
1592         will be expanded once those use cases are better understood.
1593         """
1594
1595     def close():
1596         """The upload is finished, and whatever filehandle was in use may be
1597         closed."""
1598
1599 class IUploadResults(Interface):
1600     """I am returned by upload() methods. I contain a number of public
1601     attributes which can be read to determine the results of the upload. Some
1602     of these are functional, some are timing information. All of these may be
1603     None.
1604
1605      .file_size : the size of the file, in bytes
1606      .uri : the CHK read-cap for the file
1607      .ciphertext_fetched : how many bytes were fetched by the helper
1608      .sharemap: dict mapping share identifier to set of serverids
1609                    (binary strings). This indicates which servers were given
1610                    which shares. For immutable files, the shareid is an
1611                    integer (the share number, from 0 to N-1). For mutable
1612                    files, it is a string of the form 'seq%d-%s-sh%d',
1613                    containing the sequence number, the roothash, and the
1614                    share number.
1615      .servermap : dict mapping server peerid to a set of share numbers
1616      .timings : dict of timing information, mapping name to seconds (float)
1617        total : total upload time, start to finish
1618        storage_index : time to compute the storage index
1619        peer_selection : time to decide which peers will be used
1620        contacting_helper : initial helper query to upload/no-upload decision
1621        existence_check : helper pre-upload existence check
1622        helper_total : initial helper query to helper finished pushing
1623        cumulative_fetch : helper waiting for ciphertext requests
1624        total_fetch : helper start to last ciphertext response
1625        cumulative_encoding : just time spent in zfec
1626        cumulative_sending : just time spent waiting for storage servers
1627        hashes_and_close : last segment push to shareholder close
1628        total_encode_and_push : first encode to shareholder close
1629
1630     """
1631
1632 class IDownloadResults(Interface):
1633     """I am created internally by download() methods. I contain a number of
1634     public attributes which contain details about the download process.::
1635
1636      .file_size : the size of the file, in bytes
1637      .servers_used : set of server peerids that were used during download
1638      .server_problems : dict mapping server peerid to a problem string. Only
1639                         servers that had problems (bad hashes, disconnects)
1640                         are listed here.
1641      .servermap : dict mapping server peerid to a set of share numbers. Only
1642                   servers that had any shares are listed here.
1643      .timings : dict of timing information, mapping name to seconds (float)
1644        peer_selection : time to ask servers about shares
1645        servers_peer_selection : dict of peerid to DYHB-query time
1646        uri_extension : time to fetch a copy of the URI extension block
1647        hashtrees : time to fetch the hash trees
1648        segments : time to fetch, decode, and deliver segments
1649        cumulative_fetch : time spent waiting for storage servers
1650        cumulative_decode : just time spent in zfec
1651        cumulative_decrypt : just time spent in decryption
1652        total : total download time, start to finish
1653        fetch_per_server : dict of peerid to list of per-segment fetch times
1654
1655     """
1656
1657 class IUploader(Interface):
1658     def upload(uploadable):
1659         """Upload the file. 'uploadable' must impement IUploadable. This
1660         returns a Deferred which fires with an IUploadResults instance, from
1661         which the URI of the file can be obtained as results.uri ."""
1662
1663     def upload_ssk(write_capability, new_version, uploadable):
1664         """TODO: how should this work?"""
1665
1666 class ICheckable(Interface):
1667     def check(monitor, verify=False, add_lease=False):
1668         """Check upon my health, optionally repairing any problems.
1669
1670         This returns a Deferred that fires with an instance that provides
1671         ICheckResults, or None if the object is non-distributed (i.e. LIT
1672         files).
1673
1674         The monitor will be checked periodically to see if the operation has
1675         been cancelled. If so, no new queries will be sent, and the Deferred
1676         will fire (with a OperationCancelledError) immediately.
1677
1678         Filenodes and dirnodes (which provide IFilesystemNode) are also
1679         checkable. Instances that represent verifier-caps will be checkable
1680         but not downloadable. Some objects (like LIT files) do not actually
1681         live in the grid, and their checkers return None (non-distributed
1682         files are always healthy).
1683
1684         If verify=False, a relatively lightweight check will be performed: I
1685         will ask all servers if they have a share for me, and I will believe
1686         whatever they say. If there are at least N distinct shares on the
1687         grid, my results will indicate r.is_healthy()==True. This requires a
1688         roundtrip to each server, but does not transfer very much data, so
1689         the network bandwidth is fairly low.
1690
1691         If verify=True, a more resource-intensive check will be performed:
1692         every share will be downloaded, and the hashes will be validated on
1693         every bit. I will ignore any shares that failed their hash checks. If
1694         there are at least N distinct valid shares on the grid, my results
1695         will indicate r.is_healthy()==True. This requires N/k times as much
1696         download bandwidth (and server disk IO) as a regular download. If a
1697         storage server is holding a corrupt share, or is experiencing memory
1698         failures during retrieval, or is malicious or buggy, then
1699         verification will detect the problem, but checking will not.
1700
1701         If add_lease=True, I will ensure that an up-to-date lease is present
1702         on each share. The lease secrets will be derived from by node secret
1703         (in BASEDIR/private/secret), so either I will add a new lease to the
1704         share, or I will merely renew the lease that I already had. In a
1705         future version of the storage-server protocol (once Accounting has
1706         been implemented), there may be additional options here to define the
1707         kind of lease that is obtained (which account number to claim, etc).
1708
1709         TODO: any problems seen during checking will be reported to the
1710         health-manager.furl, a centralized object which is responsible for
1711         figuring out why files are unhealthy so corrective action can be
1712         taken.
1713         """
1714
1715     def check_and_repair(monitor, verify=False, add_lease=False):
1716         """Like check(), but if the file/directory is not healthy, attempt to
1717         repair the damage.
1718
1719         Any non-healthy result will cause an immediate repair operation, to
1720         generate and upload new shares. After repair, the file will be as
1721         healthy as we can make it. Details about what sort of repair is done
1722         will be put in the check-and-repair results. The Deferred will not
1723         fire until the repair is complete.
1724
1725         This returns a Deferred which fires with an instance of
1726         ICheckAndRepairResults."""
1727
1728 class IDeepCheckable(Interface):
1729     def start_deep_check(verify=False, add_lease=False):
1730         """Check upon the health of me and everything I can reach.
1731
1732         This is a recursive form of check(), useable only on dirnodes.
1733
1734         I return a Monitor, with results that are an IDeepCheckResults
1735         object.
1736
1737         TODO: If any of the directories I traverse are unrecoverable, the
1738         Monitor will report failure. If any of the files I check upon are
1739         unrecoverable, those problems will be reported in the
1740         IDeepCheckResults as usual, and the Monitor will not report a
1741         failure.
1742         """
1743
1744     def start_deep_check_and_repair(verify=False, add_lease=False):
1745         """Check upon the health of me and everything I can reach. Repair
1746         anything that isn't healthy.
1747
1748         This is a recursive form of check_and_repair(), useable only on
1749         dirnodes.
1750
1751         I return a Monitor, with results that are an
1752         IDeepCheckAndRepairResults object.
1753
1754         TODO: If any of the directories I traverse are unrecoverable, the
1755         Monitor will report failure. If any of the files I check upon are
1756         unrecoverable, those problems will be reported in the
1757         IDeepCheckResults as usual, and the Monitor will not report a
1758         failure.
1759         """
1760
1761 class ICheckResults(Interface):
1762     """I contain the detailed results of a check/verify operation.
1763     """
1764
1765     def get_storage_index():
1766         """Return a string with the (binary) storage index."""
1767     def get_storage_index_string():
1768         """Return a string with the (printable) abbreviated storage index."""
1769     def get_uri():
1770         """Return the (string) URI of the object that was checked."""
1771
1772     def is_healthy():
1773         """Return a boolean, True if the file/dir is fully healthy, False if
1774         it is damaged in any way. Non-distributed LIT files always return
1775         True."""
1776
1777     def is_recoverable():
1778         """Return a boolean, True if the file/dir can be recovered, False if
1779         not. Unrecoverable files are obviously unhealthy. Non-distributed LIT
1780         files always return True."""
1781
1782     def needs_rebalancing():
1783         """Return a boolean, True if the file/dir's reliability could be
1784         improved by moving shares to new servers. Non-distributed LIT files
1785         always return False."""
1786
1787
1788     def get_data():
1789         """Return a dictionary that describes the state of the file/dir. LIT
1790         files always return an empty dictionary. Normal files and directories
1791         return a dictionary with the following keys (note that these use
1792         binary strings rather than base32-encoded ones) (also note that for
1793         mutable files, these counts are for the 'best' version):
1794
1795          count-shares-good: the number of distinct good shares that were found
1796          count-shares-needed: 'k', the number of shares required for recovery
1797          count-shares-expected: 'N', the number of total shares generated
1798          count-good-share-hosts: the number of distinct storage servers with
1799                                  good shares. If this number is less than
1800                                  count-shares-good, then some shares are
1801                                  doubled up, increasing the correlation of
1802                                  failures. This indicates that one or more
1803                                  shares should be moved to an otherwise unused
1804                                  server, if one is available.
1805          count-corrupt-shares: the number of shares with integrity failures
1806          list-corrupt-shares: a list of 'share locators', one for each share
1807                               that was found to be corrupt. Each share
1808                               locator is a list of (serverid, storage_index,
1809                               sharenum).
1810          count-incompatible-shares: the number of shares which are of a share
1811                                     format unknown to this checker
1812          list-incompatible-shares: a list of 'share locators', one for each
1813                                    share that was found to be of an unknown
1814                                    format. Each share locator is a list of
1815                                    (serverid, storage_index, sharenum).
1816          servers-responding: list of (binary) storage server identifiers,
1817                              one for each server which responded to the share
1818                              query (even if they said they didn't have
1819                              shares, and even if they said they did have
1820                              shares but then didn't send them when asked, or
1821                              dropped the connection, or returned a Failure,
1822                              and even if they said they did have shares and
1823                              sent incorrect ones when asked)
1824          sharemap: dict mapping share identifier to list of serverids
1825                    (binary strings). This indicates which servers are holding
1826                    which shares. For immutable files, the shareid is an
1827                    integer (the share number, from 0 to N-1). For mutable
1828                    files, it is a string of the form 'seq%d-%s-sh%d',
1829                    containing the sequence number, the roothash, and the
1830                    share number.
1831
1832         The following keys are most relevant for mutable files, but immutable
1833         files will provide sensible values too::
1834
1835          count-wrong-shares: the number of shares for versions other than the
1836                              'best' one (which is defined as being the
1837                              recoverable version with the highest sequence
1838                              number, then the highest roothash). These are
1839                              either leftover shares from an older version
1840                              (perhaps on a server that was offline when an
1841                              update occurred), shares from an unrecoverable
1842                              newer version, or shares from an alternate
1843                              current version that results from an
1844                              uncoordinated write collision. For a healthy
1845                              file, this will equal 0.
1846
1847          count-recoverable-versions: the number of recoverable versions of
1848                                      the file. For a healthy file, this will
1849                                      equal 1.
1850
1851          count-unrecoverable-versions: the number of unrecoverable versions
1852                                        of the file. For a healthy file, this
1853                                        will be 0.
1854
1855         """
1856
1857     def get_summary():
1858         """Return a string with a brief (one-line) summary of the results."""
1859
1860     def get_report():
1861         """Return a list of strings with more detailed results."""
1862
1863 class ICheckAndRepairResults(Interface):
1864     """I contain the detailed results of a check/verify/repair operation.
1865
1866     The IFilesystemNode.check()/verify()/repair() methods all return
1867     instances that provide ICheckAndRepairResults.
1868     """
1869
1870     def get_storage_index():
1871         """Return a string with the (binary) storage index."""
1872     def get_storage_index_string():
1873         """Return a string with the (printable) abbreviated storage index."""
1874     def get_repair_attempted():
1875         """Return a boolean, True if a repair was attempted. We might not
1876         attempt to repair the file because it was healthy, or healthy enough
1877         (i.e. some shares were missing but not enough to exceed some
1878         threshold), or because we don't know how to repair this object."""
1879     def get_repair_successful():
1880         """Return a boolean, True if repair was attempted and the file/dir
1881         was fully healthy afterwards. False if no repair was attempted or if
1882         a repair attempt failed."""
1883     def get_pre_repair_results():
1884         """Return an ICheckResults instance that describes the state of the
1885         file/dir before any repair was attempted."""
1886     def get_post_repair_results():
1887         """Return an ICheckResults instance that describes the state of the
1888         file/dir after any repair was attempted. If no repair was attempted,
1889         the pre-repair and post-repair results will be identical."""
1890
1891
1892 class IDeepCheckResults(Interface):
1893     """I contain the results of a deep-check operation.
1894
1895     This is returned by a call to ICheckable.deep_check().
1896     """
1897
1898     def get_root_storage_index_string():
1899         """Return the storage index (abbreviated human-readable string) of
1900         the first object checked."""
1901     def get_counters():
1902         """Return a dictionary with the following keys::
1903
1904              count-objects-checked: count of how many objects were checked
1905              count-objects-healthy: how many of those objects were completely
1906                                     healthy
1907              count-objects-unhealthy: how many were damaged in some way
1908              count-objects-unrecoverable: how many were unrecoverable
1909              count-corrupt-shares: how many shares were found to have
1910                                    corruption, summed over all objects
1911                                    examined
1912         """
1913
1914     def get_corrupt_shares():
1915         """Return a set of (serverid, storage_index, sharenum) for all shares
1916         that were found to be corrupt. Both serverid and storage_index are
1917         binary.
1918         """
1919     def get_all_results():
1920         """Return a dictionary mapping pathname (a tuple of strings, ready to
1921         be slash-joined) to an ICheckResults instance, one for each object
1922         that was checked."""
1923
1924     def get_results_for_storage_index(storage_index):
1925         """Retrive the ICheckResults instance for the given (binary)
1926         storage index. Raises KeyError if there are no results for that
1927         storage index."""
1928
1929     def get_stats():
1930         """Return a dictionary with the same keys as
1931         IDirectoryNode.deep_stats()."""
1932
1933 class IDeepCheckAndRepairResults(Interface):
1934     """I contain the results of a deep-check-and-repair operation.
1935
1936     This is returned by a call to ICheckable.deep_check_and_repair().
1937     """
1938
1939     def get_root_storage_index_string():
1940         """Return the storage index (abbreviated human-readable string) of
1941         the first object checked."""
1942     def get_counters():
1943         """Return a dictionary with the following keys::
1944
1945              count-objects-checked: count of how many objects were checked
1946              count-objects-healthy-pre-repair: how many of those objects were
1947                                                completely healthy (before any
1948                                                repair)
1949              count-objects-unhealthy-pre-repair: how many were damaged in
1950                                                  some way
1951              count-objects-unrecoverable-pre-repair: how many were unrecoverable
1952              count-objects-healthy-post-repair: how many of those objects were
1953                                                 completely healthy (after any
1954                                                 repair)
1955              count-objects-unhealthy-post-repair: how many were damaged in
1956                                                   some way
1957              count-objects-unrecoverable-post-repair: how many were
1958                                                       unrecoverable
1959              count-repairs-attempted: repairs were attempted on this many
1960                                       objects. The count-repairs- keys will
1961                                       always be provided, however unless
1962                                       repair=true is present, they will all
1963                                       be zero.
1964              count-repairs-successful: how many repairs resulted in healthy
1965                                        objects
1966              count-repairs-unsuccessful: how many repairs resulted did not
1967                                          results in completely healthy objects
1968              count-corrupt-shares-pre-repair: how many shares were found to
1969                                               have corruption, summed over all
1970                                               objects examined (before any
1971                                               repair)
1972              count-corrupt-shares-post-repair: how many shares were found to
1973                                                have corruption, summed over all
1974                                                objects examined (after any
1975                                                repair)
1976         """
1977
1978     def get_stats():
1979         """Return a dictionary with the same keys as
1980         IDirectoryNode.deep_stats()."""
1981
1982     def get_corrupt_shares():
1983         """Return a set of (serverid, storage_index, sharenum) for all shares
1984         that were found to be corrupt before any repair was attempted. Both
1985         serverid and storage_index are binary.
1986         """
1987     def get_remaining_corrupt_shares():
1988         """Return a set of (serverid, storage_index, sharenum) for all shares
1989         that were found to be corrupt after any repair was completed. Both
1990         serverid and storage_index are binary. These are shares that need
1991         manual inspection and probably deletion.
1992         """
1993     def get_all_results():
1994         """Return a dictionary mapping pathname (a tuple of strings, ready to
1995         be slash-joined) to an ICheckAndRepairResults instance, one for each
1996         object that was checked."""
1997
1998     def get_results_for_storage_index(storage_index):
1999         """Retrive the ICheckAndRepairResults instance for the given (binary)
2000         storage index. Raises KeyError if there are no results for that
2001         storage index."""
2002
2003
2004 class IRepairable(Interface):
2005     def repair(check_results):
2006         """Attempt to repair the given object. Returns a Deferred that fires
2007         with a IRepairResults object.
2008
2009         I must be called with an object that implements ICheckResults, as
2010         proof that you have actually discovered a problem with this file. I
2011         will use the data in the checker results to guide the repair process,
2012         such as which servers provided bad data and should therefore be
2013         avoided. The ICheckResults object is inside the
2014         ICheckAndRepairResults object, which is returned by the
2015         ICheckable.check() method::
2016
2017          d = filenode.check(repair=False)
2018          def _got_results(check_and_repair_results):
2019              check_results = check_and_repair_results.get_pre_repair_results()
2020              return filenode.repair(check_results)
2021          d.addCallback(_got_results)
2022          return d
2023         """
2024
2025 class IRepairResults(Interface):
2026     """I contain the results of a repair operation."""
2027     def get_successful(self):
2028         """Returns a boolean: True if the repair made the file healthy, False
2029         if not. Repair failure generally indicates a file that has been
2030         damaged beyond repair."""
2031
2032
2033 class IClient(Interface):
2034     def upload(uploadable):
2035         """Upload some data into a CHK, get back the UploadResults for it.
2036         @param uploadable: something that implements IUploadable
2037         @return: a Deferred that fires with the UploadResults instance.
2038                  To get the URI for this file, use results.uri .
2039         """
2040
2041     def create_mutable_file(contents=""):
2042         """Create a new mutable file (with initial) contents, get back the
2043         new node instance.
2044
2045         @param contents: (bytestring, callable, or None): this provides the
2046         initial contents of the mutable file. If 'contents' is a bytestring,
2047         it will be used as-is. If 'contents' is a callable, it will be
2048         invoked with the new MutableFileNode instance and is expected to
2049         return a bytestring with the initial contents of the file (the
2050         callable can use node.get_writekey() to decide how to encrypt the
2051         initial contents, e.g. for a brand new dirnode with initial
2052         children). contents=None is equivalent to an empty string. Using
2053         content_maker= is more efficient than creating a mutable file and
2054         setting its contents in two separate operations.
2055
2056         @return: a Deferred that fires with an IMutableFileNode instance.
2057         """
2058
2059     def create_dirnode(initial_children={}):
2060         """Create a new unattached dirnode, possibly with initial children.
2061
2062         @param initial_children: dict with keys that are unicode child names,
2063         and values that are (childnode, metadata) tuples.
2064
2065         @return: a Deferred that fires with the new IDirectoryNode instance.
2066         """
2067
2068     def create_node_from_uri(uri, rouri):
2069         """Create a new IFilesystemNode instance from the uri, synchronously.
2070         @param uri: a string or IURI-providing instance, or None. This could
2071                     be for a LiteralFileNode, a CHK file node, a mutable file
2072                     node, or a directory node
2073         @param rouri: a string or IURI-providing instance, or None. If the
2074                       main uri is None, I will use the rouri instead. If I
2075                       recognize the format of the main uri, I will ignore the
2076                       rouri (because it can be derived from the writecap).
2077
2078         @return: an instance that provides IFilesystemNode (or more usefully
2079                  one of its subclasses). File-specifying URIs will result in
2080                  IFileNode-providing instances, like ImmutableFileNode,
2081                  LiteralFileNode, or MutableFileNode. Directory-specifying
2082                  URIs will result in IDirectoryNode-providing instances, like
2083                  DirectoryNode.
2084         """
2085
2086 class INodeMaker(Interface):
2087     """The NodeMaker is used to create IFilesystemNode instances. It can
2088     accept a filecap/dircap string and return the node right away. It can
2089     also create new nodes (i.e. upload a file, or create a mutable file)
2090     asynchronously. Once you have one of these nodes, you can use other
2091     methods to determine whether it is a file or directory, and to download
2092     or modify its contents.
2093
2094     The NodeMaker encapsulates all the authorities that these
2095     IFilesystemNodes require (like references to the StorageFarmBroker). Each
2096     Tahoe process will typically have a single NodeMaker, but unit tests may
2097     create simplified/mocked forms for testing purposes.
2098     """
2099     def create_from_cap(writecap, readcap=None, **kwargs):
2100         """I create an IFilesystemNode from the given writecap/readcap. I can
2101         only provide nodes for existing file/directory objects: use my other
2102         methods to create new objects. I return synchronously."""
2103
2104     def create_mutable_file(contents=None, keysize=None):
2105         """I create a new mutable file, and return a Deferred which will fire
2106         with the IMutableFileNode instance when it is ready. If contents= is
2107         provided (a bytestring), it will be used as the initial contents of
2108         the new file, otherwise the file will contain zero bytes. keysize= is
2109         for use by unit tests, to create mutable files that are smaller than
2110         usual."""
2111
2112     def create_new_mutable_directory(initial_children={}):
2113         """I create a new mutable directory, and return a Deferred which will
2114         fire with the IDirectoryNode instance when it is ready. If
2115         initial_children= is provided (a dict mapping unicode child name to
2116         (childnode, metadata_dict) tuples), the directory will be populated
2117         with those children, otherwise it will be empty."""
2118
2119 class IClientStatus(Interface):
2120     def list_all_uploads():
2121         """Return a list of uploader objects, one for each upload which
2122         currently has an object available (tracked with weakrefs). This is
2123         intended for debugging purposes."""
2124     def list_active_uploads():
2125         """Return a list of active IUploadStatus objects."""
2126     def list_recent_uploads():
2127         """Return a list of IUploadStatus objects for the most recently
2128         started uploads."""
2129
2130     def list_all_downloads():
2131         """Return a list of downloader objects, one for each download which
2132         currently has an object available (tracked with weakrefs). This is
2133         intended for debugging purposes."""
2134     def list_active_downloads():
2135         """Return a list of active IDownloadStatus objects."""
2136     def list_recent_downloads():
2137         """Return a list of IDownloadStatus objects for the most recently
2138         started downloads."""
2139
2140 class IUploadStatus(Interface):
2141     def get_started():
2142         """Return a timestamp (float with seconds since epoch) indicating
2143         when the operation was started."""
2144     def get_storage_index():
2145         """Return a string with the (binary) storage index in use on this
2146         upload. Returns None if the storage index has not yet been
2147         calculated."""
2148     def get_size():
2149         """Return an integer with the number of bytes that will eventually
2150         be uploaded for this file. Returns None if the size is not yet known.
2151         """
2152     def using_helper():
2153         """Return True if this upload is using a Helper, False if not."""
2154     def get_status():
2155         """Return a string describing the current state of the upload
2156         process."""
2157     def get_progress():
2158         """Returns a tuple of floats, (chk, ciphertext, encode_and_push),
2159         each from 0.0 to 1.0 . 'chk' describes how much progress has been
2160         made towards hashing the file to determine a CHK encryption key: if
2161         non-convergent encryption is in use, this will be trivial, otherwise
2162         the whole file must be hashed. 'ciphertext' describes how much of the
2163         ciphertext has been pushed to the helper, and is '1.0' for non-helper
2164         uploads. 'encode_and_push' describes how much of the encode-and-push
2165         process has finished: for helper uploads this is dependent upon the
2166         helper providing progress reports. It might be reasonable to add all
2167         three numbers and report the sum to the user."""
2168     def get_active():
2169         """Return True if the upload is currently active, False if not."""
2170     def get_results():
2171         """Return an instance of UploadResults (which contains timing and
2172         sharemap information). Might return None if the upload is not yet
2173         finished."""
2174     def get_counter():
2175         """Each upload status gets a unique number: this method returns that
2176         number. This provides a handle to this particular upload, so a web
2177         page can generate a suitable hyperlink."""
2178
2179 class IDownloadStatus(Interface):
2180     def get_started():
2181         """Return a timestamp (float with seconds since epoch) indicating
2182         when the operation was started."""
2183     def get_storage_index():
2184         """Return a string with the (binary) storage index in use on this
2185         download. This may be None if there is no storage index (i.e. LIT
2186         files)."""
2187     def get_size():
2188         """Return an integer with the number of bytes that will eventually be
2189         retrieved for this file. Returns None if the size is not yet known.
2190         """
2191     def using_helper():
2192         """Return True if this download is using a Helper, False if not."""
2193     def get_status():
2194         """Return a string describing the current state of the download
2195         process."""
2196     def get_progress():
2197         """Returns a float (from 0.0 to 1.0) describing the amount of the
2198         download that has completed. This value will remain at 0.0 until the
2199         first byte of plaintext is pushed to the download target."""
2200     def get_active():
2201         """Return True if the download is currently active, False if not."""
2202     def get_counter():
2203         """Each download status gets a unique number: this method returns
2204         that number. This provides a handle to this particular download, so a
2205         web page can generate a suitable hyperlink."""
2206
2207 class IServermapUpdaterStatus(Interface):
2208     pass
2209 class IPublishStatus(Interface):
2210     pass
2211 class IRetrieveStatus(Interface):
2212     pass
2213
2214 class NotCapableError(Exception):
2215     """You have tried to write to a read-only node."""
2216
2217 class BadWriteEnablerError(Exception):
2218     pass
2219
2220 class RIControlClient(RemoteInterface):
2221
2222     def wait_for_client_connections(num_clients=int):
2223         """Do not return until we have connections to at least NUM_CLIENTS
2224         storage servers.
2225         """
2226
2227     def upload_from_file_to_uri(filename=str,
2228                                 convergence=ChoiceOf(None,
2229                                                      StringConstraint(2**20))):
2230         """Upload a file to the grid. This accepts a filename (which must be
2231         absolute) that points to a file on the node's local disk. The node will
2232         read the contents of this file, upload it to the grid, then return the
2233         URI at which it was uploaded.  If convergence is None then a random
2234         encryption key will be used, else the plaintext will be hashed, then
2235         that hash will be mixed together with the "convergence" string to form
2236         the encryption key.
2237         """
2238         return URI
2239
2240     def download_from_uri_to_file(uri=URI, filename=str):
2241         """Download a file from the grid, placing it on the node's local disk
2242         at the given filename (which must be absolute[?]). Returns the
2243         absolute filename where the file was written."""
2244         return str
2245
2246     # debug stuff
2247
2248     def get_memory_usage():
2249         """Return a dict describes the amount of memory currently in use. The
2250         keys are 'VmPeak', 'VmSize', and 'VmData'. The values are integers,
2251         measuring memory consupmtion in bytes."""
2252         return DictOf(str, int)
2253
2254     def speed_test(count=int, size=int, mutable=Any()):
2255         """Write 'count' tempfiles to disk, all of the given size. Measure
2256         how long (in seconds) it takes to upload them all to the servers.
2257         Then measure how long it takes to download all of them. If 'mutable'
2258         is 'create', time creation of mutable files. If 'mutable' is
2259         'upload', then time access to the same mutable file instead of
2260         creating one.
2261
2262         Returns a tuple of (upload_time, download_time).
2263         """
2264         return (float, float)
2265
2266     def measure_peer_response_time():
2267         """Send a short message to each connected peer, and measure the time
2268         it takes for them to respond to it. This is a rough measure of the
2269         application-level round trip time.
2270
2271         @return: a dictionary mapping peerid to a float (RTT time in seconds)
2272         """
2273
2274         return DictOf(Nodeid, float)
2275
2276 UploadResults = Any() #DictOf(str, str)
2277
2278 class RIEncryptedUploadable(RemoteInterface):
2279     __remote_name__ = "RIEncryptedUploadable.tahoe.allmydata.com"
2280
2281     def get_size():
2282         return Offset
2283
2284     def get_all_encoding_parameters():
2285         return (int, int, int, long)
2286
2287     def read_encrypted(offset=Offset, length=ReadSize):
2288         return ListOf(str)
2289
2290     def close():
2291         return None
2292
2293
2294 class RICHKUploadHelper(RemoteInterface):
2295     __remote_name__ = "RIUploadHelper.tahoe.allmydata.com"
2296
2297     def get_version():
2298         """
2299         Return a dictionary of version information.
2300         """
2301         return DictOf(str, Any())
2302
2303     def upload(reader=RIEncryptedUploadable):
2304         return UploadResults
2305
2306
2307 class RIHelper(RemoteInterface):
2308     __remote_name__ = "RIHelper.tahoe.allmydata.com"
2309
2310     def get_version():
2311         """
2312         Return a dictionary of version information.
2313         """
2314         return DictOf(str, Any())
2315
2316     def upload_chk(si=StorageIndex):
2317         """See if a file with a given storage index needs uploading. The
2318         helper will ask the appropriate storage servers to see if the file
2319         has already been uploaded. If so, the helper will return a set of
2320         'upload results' that includes whatever hashes are needed to build
2321         the read-cap, and perhaps a truncated sharemap.
2322
2323         If the file has not yet been uploaded (or if it was only partially
2324         uploaded), the helper will return an empty upload-results dictionary
2325         and also an RICHKUploadHelper object that will take care of the
2326         upload process. The client should call upload() on this object and
2327         pass it a reference to an RIEncryptedUploadable object that will
2328         provide ciphertext. When the upload is finished, the upload() method
2329         will finish and return the upload results.
2330         """
2331         return (UploadResults, ChoiceOf(RICHKUploadHelper, None))
2332
2333
2334 class RIStatsProvider(RemoteInterface):
2335     __remote_name__ = "RIStatsProvider.tahoe.allmydata.com"
2336     """
2337     Provides access to statistics and monitoring information.
2338     """
2339
2340     def get_stats():
2341         """
2342         returns a dictionary containing 'counters' and 'stats', each a
2343         dictionary with string counter/stat name keys, and numeric values.
2344         counters are monotonically increasing measures of work done, and
2345         stats are instantaneous measures (potentially time averaged
2346         internally)
2347         """
2348         return DictOf(str, DictOf(str, ChoiceOf(float, int, long)))
2349
2350 class RIStatsGatherer(RemoteInterface):
2351     __remote_name__ = "RIStatsGatherer.tahoe.allmydata.com"
2352     """
2353     Provides a monitoring service for centralised collection of stats
2354     """
2355
2356     def provide(provider=RIStatsProvider, nickname=str):
2357         """
2358         @param provider: a stats collector instance which should be polled
2359                          periodically by the gatherer to collect stats.
2360         @param nickname: a name useful to identify the provided client
2361         """
2362         return None
2363
2364
2365 class IStatsProducer(Interface):
2366     def get_stats():
2367         """
2368         returns a dictionary, with str keys representing the names of stats
2369         to be monitored, and numeric values.
2370         """
2371
2372 class RIKeyGenerator(RemoteInterface):
2373     __remote_name__ = "RIKeyGenerator.tahoe.allmydata.com"
2374     """
2375     Provides a service offering to make RSA key pairs.
2376     """
2377
2378     def get_rsa_key_pair(key_size=int):
2379         """
2380         @param key_size: the size of the signature key.
2381         @return: tuple(verifying_key, signing_key)
2382         """
2383         return TupleOf(str, str)
2384
2385
2386 class FileTooLargeError(Exception):
2387     pass
2388
2389 class IValidatedThingProxy(Interface):
2390     def start():
2391         """ Acquire a thing and validate it. Return a deferred which is
2392         eventually fired with self if the thing is valid or errbacked if it
2393         can't be acquired or validated."""
2394
2395 class InsufficientVersionError(Exception):
2396     def __init__(self, needed, got):
2397         self.needed = needed
2398         self.got = got
2399     def __repr__(self):
2400         return "InsufficientVersionError(need '%s', got %s)" % (self.needed,
2401                                                                 self.got)
2402
2403 class EmptyPathnameComponentError(Exception):
2404     """The webapi disallows empty pathname components."""