1dd8317403f88c88a3a3b2bbe6f7c3cbc86af5d4
[oweals/gnunet.git] / src / include / gnunet_psyc_service.h
1 /*
2      This file is part of GNUnet.
3      (C) 2012, 2013 Christian Grothoff (and other contributing authors)
4
5      GNUnet is free software; you can redistribute it and/or modify
6      it under the terms of the GNU General Public License as published
7      by the Free Software Foundation; either version 3, or (at your
8      option) any later version.
9
10      GNUnet is distributed in the hope that it will be useful, but
11      WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12      MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13      General Public License for more details.
14
15      You should have received a copy of the GNU General Public License
16      along with GNUnet; see the file COPYING.  If not, write to the
17      Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
18      Boston, MA 02111-1307, USA.
19 */
20
21 /**
22  * @file include/gnunet_psyc_service.h
23  * @brief PSYC service; high-level access to the PSYC protocol
24  *        note that clients of this API are NOT expected to
25  *        understand the PSYC message format, only the semantics!
26  *        Parsing (and serializing) the PSYC stream format is done
27  *        within the implementation of the libgnunetpsyc library,
28  *        and this API deliberately exposes as little as possible
29  *        of the actual data stream format to the application!
30  * @author Christian Grothoff
31  *
32  * NOTE:
33  * - this API does not know about psyc's "root" and "places";
34  *   there is no 'root' in GNUnet-Psyc as we're decentralized;
35  *   'places' and 'persons' are combined within the same 
36  *   abstraction, that of a "channel".  Channels are identified
37  *   and accessed in this API using a public/private key.  
38  *   Higher-level applications should use NAMES within GADS
39  *   to obtain public keys, and the distinction between 
40  *   'places' and 'persons' can then be made with the help
41  *   of the naming system (and/or conventions).
42  *   Channels are (as in PSYC) organized into a hierarchy; each
43  *   channel owner (the one with the private key) is then
44  *   the operator of the multicast group (its Origin in 
45  *   the terminology of the multicast API).
46  * - The API supports passing large amounts of data using
47  *   'streaming' for the argument passed to a method.  State
48  *   and variables must fit into memory and cannot be streamed
49  *   (thus, no passing of 4 GB of data in a variable; 
50  *   once we implement this, we might want to create a
51  *   #define for the maximum size of a variable).
52  * - PSYC defines standard variables, methods, etc.  This
53  *   library deliberately abstracts over all of these; a
54  *   higher-level API should combine the naming system (GADS)
55  *   and standard methods (message, join, leave, warn,
56  *   fail, error) and variables (action, color, time,
57  *   tag, etc.).  However, this API does take over the
58  *   routing variables, specifically 'context' (channel),
59  *   and 'source'.  We only kind-of support 'target', as
60  *   the target is either everyone in the group or the
61  *   origin, and never just a single member of the group;
62  *   for such individual messages, an application needs to
63  *   construct an 'inbox' channel where the owner (only)
64  *   receives messages (but never forwards; private responses
65  *   would be transmitted by joining the senders 'inbox'
66  *   channel -- or a inbox#bob subchannel).  The
67  *   goal for all of this is to keep the abstractions in this 
68  *   API minimal: interaction with multicast, try \& slice,
69  *   state/variable/channel management.  Higher-level
70  *   operations belong elsewhere (so maybe this API should
71  *   be called 'PSYC-low', whereas a higher-level API
72  *   implementing defaults for standard methods and
73  *   variables might be called 'PSYC-std' or 'PSYC-high'.
74  */
75
76 #ifndef GNUNET_PSYC_SERVICE_H
77 #define GNUNET_PSYC_SERVICE_H
78
79 #ifdef __cplusplus
80 extern "C"
81 {
82 #if 0                           /* keep Emacsens' auto-indent happy */
83 }
84 #endif
85 #endif
86
87 #include "gnunet_util_lib.h"
88 #include "gnunet_multicast_service.h"
89
90
91 /**
92  * Version number of GNUnet-PSYC API.
93  */
94 #define GNUNET_PSYC_VERSION 0x00000000
95
96
97 /**
98  * Method called from PSYC upon receiving a message indicating a call
99  * to a 'method'.  
100  *
101  * @param cls closure
102  * @param full_method_name original method name from PSYC (may be more
103  *        specific than the registered method name due to try-and-slice matching)
104  * @param sender who transmitted the message (origin, except for messages
105  *        from one of the members to the origin)
106  * @param message_id unique message counter for this message;
107  *                   (unique only in combination with the given sender for
108  *                    this channel)
109  * @param group_generation group generation counter for this message
110  *                   (always zero for messages from members to channel owner)
111  * @param data_size number of bytes in 'data'
112  * @param data data stream given to the method (might not be zero-terminated 
113  *             if data is binary)
114  */
115 typedef int (*GNUNET_PSYC_Method)(void *cls,
116                                   const char *full_method_name,
117                                   const struct GNUNET_PeerIdentity *sender,
118                                   uint64_t message_id,
119                                   uint64_t group_generation,
120                                   size_t data_size,
121                                   const char *data);
122
123
124 /**
125  * Handle for the channel of a PSYC group.
126  */
127 struct GNUNET_PSYC_Channel;
128
129
130 /**
131  * Start a PSYC channel.  Will create a multicast group identified by
132  * the given public key.  Messages recevied from group members will be
133  * given to the respective handler methods.  If a new member wants to
134  * join a group, the "join" method handler will be invoked; the join
135  * handler must then generate a "join" message to approve the joining
136  * of the new member.  The channel can also change group membership
137  * without explicit requests.  Note that PSYC doesn't itself "understand"
138  * join or leave messages, the respective methods must call other
139  * PSYC functions to inform PSYC about the meaning of the respective
140  * events.
141  *
142  * @param cfg configuration to use (to connect to PSYC service)
143  * @param parent parent channel, NULL for top-level channels
144  * @param name name of the channel, only important if this is a subchannel
145  * @param method_count number of methods in 'methods' array
146  * @param methods functions to invoke on messages received from members,
147  *                typcially at least contains functions for 'join' and 'leave'.
148  * @param priv_key ECC key that will be used to sign messages for this
149  *                 PSYC session; public key is used to identify the
150  *                 PSYC group; FIXME: we'll likely want to use
151  *                 NOT the p521 curve here, but a cheaper one in the future
152  *                 Note that end-users will usually not use the private key
153  *                 directly, but rather look it up in GADS for groups 
154  *                 managed by other users, or select a file with the private
155  *                 key(s) when setting up their own channels
156  * @param join_policy what is the membership policy of the group?
157  *                 Used to automate group management decisions.
158  * @return handle for the channel, NULL on error 
159  */
160 struct GNUNET_PSYC_Channel *
161 GNUNET_PSYC_channel_start (const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg, 
162                            struct GNUNET_PSYC_Channel *parent,
163                            const char *name,
164                            unsigned int method_count,
165                            const struct GNUNET_PSYC_Method *methods,
166                            const struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *priv_key,
167                            enum GNUNET_MULTICAST_JoinPolicy join_policy);
168
169
170 /**
171  * Possible operations on PSYC state (persistent) and variables (per message).
172  */
173 enum GNUNET_PSYC_Operator
174   {
175     /**
176      * Replace the full state with the new value ("=").
177      */
178     GNUNET_PSYC_SOT_SET_STATE = 0,
179
180     /**
181      * Delete the complete entry from the state (given data must be
182      * empty).  Equivalent to 'SET' with emtpy data, but more
183      * explicit ("=");
184      */
185     GNUNET_PSYC_SOT_DELETE = 0,
186
187     /**
188      * Set the value of a variable to a new value (":").
189      */
190     GNUNET_PSYC_SOT_SET_VARIABLE,
191
192     /**
193      * Add the given value to the set of values in the state ("+").
194      */
195     GNUNET_PSYC_SOT_ADD_STATE,
196
197     /**
198      * Remove the given value from the set of values in the state ("-").
199      */
200     GNUNET_PSYC_SOT_REMOVE_STATE
201
202   };
203
204
205 /**
206  * Update channel state or variables.  The state of a channel must fit
207  * into the memory of each member (and the channel); large values that
208  * require streaming must only be passed as the stream arguments to
209  * methods.  State updates might not be transmitted to group members
210  * until the next call to 'GNUNET_PSYC_channel_broadcast_call_method'.
211  * Variable updates must be given just before the call to the
212  * respective method that needs the variables.
213  *
214  * @param channel handle to the PSYC group / channel
215  * @param full_state_name name of the field in the channel state to change
216  * @param type kind of update operation (add, remove, replace, delete)
217  * @param data_size number of bytes in data
218  * @param data new state value
219  * @return GNUNET_OK on success, GNUNET_SYSERR on internal error
220  *        (i.e. state too large)
221  */
222 int
223 GNUNET_PSYC_channel_update (struct GNUNET_PSYC_Channel *channel,
224                             const char *full_state_name,
225                             enum GNUNET_PSYC_Operator type,
226                             size_t data_size,
227                             const void *data);
228
229
230 /**
231  * Function called to provide data for a transmission via PSYC.  Note
232  * that returning GNUNET_OK or GNUNET_SYSERR (but not GNUNET_NO)
233  * invalidates the respective transmission handle.
234  *
235  * @param cls closure
236  * @param message_id set to the unique message ID that was generated for
237  *        this message
238  * @param group_generation set to the group generation used for this
239  *        message
240  * @param data_size initially set to the number of bytes available in 'data',
241  *        should be set to the number of bytes written to data (IN/OUT)
242  * @param data where to write the body of the message to give to the method;
243  *        function must copy at most '*data_size' bytes to 'data'.
244  * @return GNUNET_SYSERR on error (fatal, aborts transmission)
245  *         GNUNET_NO on success, if more data is to be transmitted later 
246  *         (should be used if 'data_size' was not big enough to take all the data)
247  *         GNUNET_OK if this completes the transmission (all data supplied)
248  */
249 typedef int (*GNUNET_PSYC_ChannelReadyNotify)(void *cls,
250                                               uint64_t message_id,
251                                               uint64_t group_generation,
252                                               size_t *data_size,
253                                               char *data);
254
255
256 /**
257  * Handle for a pending PSYC transmission operation.
258  */
259 struct GNUNET_PSYC_ChannelTransmitHandle;
260
261
262 /**
263  * Send a message to call a method to all members in the PSYC channel
264  * (and all parent channels if this is a subchannel).
265  *
266  * @param channel handle to the PSYC multicast group
267  * @param increment_group_generation GNUNET_YES if we need to increment
268  *        the group generation counter after transmitting this message
269  * @param full_method_name which method should be invoked
270  * @param notify function to call to obtain the arguments
271  * @param notify_cls closure for 'notify'
272  * @return transmission handle, NULL on error (i.e. more than one request queued)
273  */
274 struct GNUNET_PSYC_ChannelTransmitHandle *
275 GNUNET_PSYC_channel_notify_transmit_ready (struct GNUNET_PSYC_Channel *channel,
276                                            int increment_group_generation,
277                                            const char *full_method_name,
278                                            GNUNET_PSYC_ChannelReadyNotify notify,
279                                            void *notify_cls);
280
281
282 /**
283  * Abort transmission request to channel.
284  *
285  * @param th handle of the request that is being aborted
286  */
287 void
288 GNUNET_PSYC_channel_notify_transmit_ready_cancel (struct GNUNET_PSYC_ChannelTransmitHandle *th);
289
290
291 /**
292  * End a PSYC channel.  Note that subchannels MUST be ended before
293  * their parents.
294  *
295  * @param channel PSYC channel to terminate
296  */
297 void
298 GNUNET_PSYC_channel_end (struct GNUNET_PSYC_Channel *channel);
299
300
301 /**
302  * Handle to access PSYC group operations for all members.
303  */
304 struct GNUNET_PSYC_Group;
305
306
307 /**
308  * Convert 'channel' to a 'group' handle to access the 'group' APIs.
309  * 
310  * @param channel channel handle
311  * @return group handle, valid for as long as 'channel' is valid
312  */ 
313 struct GNUNET_PSYC_Group *
314 GNUNET_PSYC_channel_get_group (struct GNUNET_PSYC_Channel *channel);
315
316
317 /**
318  * Add a member to the group.    Note that this will NOT generate any
319  * PSYC traffic, it will merely update the local data base to modify
320  * how we react to 'membership test' queries.  The channel still needs to
321  * explicitly transmit a 'join' message to notify other group members
322  * and they then also must still call this function in their respective
323  * methods handling the 'join' message.  This way, how 'join' and 'leave'
324  * operations are exactly implemented is still up to the application;
325  * for example, there might be a 'leave_all' method to kick out everyone.
326  *
327  * Note that group members are explicitly trusted to execute such 
328  * methods correctly; not doing so correctly will result in either
329  * denying members access or offering access to group data to
330  * non-members.
331  *
332  * @param group group handle
333  * @param member which peer to add
334  * @param message_id message ID for the message that changed the membership
335  * @param group_generation the generation ID where the change went into effect
336  */
337 void
338 GNUNET_PSYC_group_member_admit (struct GNUNET_PSYC_Group *group,
339                                 const struct GNUNET_PeerIdentity *member,
340                                 uint64_t message_id,
341                                 uint64_t group_generation);
342
343
344 /**
345  * Remove a member from the group.  Note that this will NOT generate any
346  * PSYC traffic, it will merely update the local data base to modify
347  * how we react to 'membership test' queries.  The channel still needs to
348  * explicitly transmit a 'leave' message to notify other group members
349  * and they then also must still call this function in their respective
350  * methods handling the 'leave' message.  This way, how 'join' and 'leave'
351  * operations are exactly implemented is still up to the application;
352  * for example, there might be a 'leave_all' message to kick out everyone.
353  *
354  * Note that group members are explicitly trusted to perform these
355  * operations correctly; not doing so correctly will result in either
356  * denying members access or offering access to group data to
357  * non-members.
358  *
359  * @param group group handle
360  * @param member which peer to remove
361  * @param message_id message ID for the message that changed the membership
362  * @param group_generation the generation ID where the change went into effect
363  */
364 void
365 GNUNET_PSYC_group_member_kick (struct GNUNET_PSYC_Group *group,
366                                const struct GNUNET_PeerIdentity *member,
367                                uint64_t message_id,
368                                uint64_t group_generation);
369
370
371 /**
372  * Function called to inform a member about state changes for a
373  * channel.  Note that (for sets) only the delta is communicated, not
374  * the full state.
375  *
376  * @param cls closure
377  * @param full_state_name full name of the state
378  * @param type how to interpret the change
379  * @param state_value information about the new state
380  */
381 typedef void (*GNUNET_PSYC_StateCallback)(void *cls,
382                                           const char *full_state_name,
383                                           enum GNUNET_PSYC_Operator type,
384                                           const struct GNUNET_PSYC_Argument *state_value);
385
386
387 /**
388  * Descriptor for an event handler handling PSYC state updates.
389  */
390 struct GNUNET_PSYC_StateHandler
391 {
392
393   /**
394    * Name of the state this handler calls about, used in try-and-slice matching.
395    */
396   const char *state_name;
397
398   /**
399    * Function to call whenever the respective state changes.
400    */
401   GNUNET_PSYC_StateCallback event_handler;
402
403   /**
404    * Closure for the 'event_handler' function.
405    */
406   void *event_handler_cls;
407
408   /**
409    * Description of the kind of state that the handler expects to see.
410    * Non-matching state updates will be ignored (but logged).  Note
411    * that the state_types of all states with the same state name
412    * prefix should be identical.  For state types, the
413    * 'GNUNET_PSYC_AF_STREAMABLE' and 'GNUNET_PSYC_AF_SET_STREAMABLE'
414    * flags must never be set (as the channel state should be small
415    * enough to (easily) fit into the memory of all PSYC members).
416    */
417   struct GNUNET_PSYC_ArgumentDescriptor state_type;
418
419 };
420
421
422 /**
423  * Join a PSYC group.  The entity joining is always the local peer.
424  * This will send a 'join_msg' to the channel; if it succeeds, the
425  * channel state (and 'recent' method calls) will be replayed to the
426  * joining member and the 'join' method will be invoked to show that
427  * we joined successfully.  There is no explicit notification on
428  * failure (as the channel may simply take days to approve, and
429  * disapproval is simply being ignored).
430  *
431  * @param cfg configuration to use
432  * @param pub_key ECC key that identifies the channel we wish to join
433  * @param method_count number of methods in 'methods' array
434  * @param methods functions to invoke on messages received from the channel,
435  *                typcially at least contains functions for 'join' and 'leave'.
436  * @param state_count number of state handlers
437  * @param state_handlers array of state event handlers
438  * @param join_msg which method should we invoke on the channel controller
439  *                 to try to join the channel (i.e. "join")
440  * @param join_cb method to invoke on channel to obtain arguments
441  *        for a join method invocation;
442  *        use NULL to send nothing (useful for anonymous groups that permit anyone);
443  *        arguments to give to join method, must not include streaming args
444  * @param join_cb_cls closure for 'join_cb'
445  * @return handle for the member, NULL on error 
446  */
447 struct GNUNET_PSYC_Member *
448 GNUNET_PSYC_member_join (const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg, 
449                          const struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKey *pub_key,
450                          unsigned int method_count,
451                          const struct GNUNET_PSYC_Method *methods,
452                          unsigned int state_count,
453                          struct GNUNET_PSYC_StateHandler *state_handlers,
454                          const char *join_method,
455                          const struct GNUNET_PSYC_ChannelReadyNotify join_cb,
456                          void *join_cb_cls);
457
458
459 /**
460  * Function called to provide data for a transmission to the channel
461  * owner (aka the 'host' of the channel).  Note that returning
462  * GNUNET_OK or GNUNET_SYSERR (but not GNUNET_NO) invalidates the
463  * respective transmission handle.
464  *
465  * @param cls closure
466  * @param data_size initially set to the number of bytes available in 'data',
467  *        should be set to the number of bytes written to data (IN/OUT)
468  * @param data where to write the body of the message to give to the method;
469  *        function must copy at most '*data_size' bytes to 'data'.
470  * @return GNUNET_SYSERR on error (fatal, aborts transmission)
471  *         GNUNET_NO on success, if more data is to be transmitted later
472  *         GNUNET_OK if this completes the transmission (all data supplied)
473  */
474 typedef int (*GNUNET_PSYC_HostReadyNotify)(void *cls,
475                                            size_t *data_size,
476                                            char *data);
477
478
479 /**
480  * Handle for a pending PSYC transmission operation.
481  */
482 struct GNUNET_PSYC_HostTransmitHandle;
483
484
485 /**
486  * Request a message to be send to the channel.
487  *
488  * @param member membership handle
489  * @param request_data which method should be invoked on channel (and how)
490  * @param method_name which method should be invoked
491  * @param argc number of arguments the method takes (size of 'ads' array)
492  * @param ads description of the arguments the method takes
493  * @param notify function to call to obtain the arguments
494  * @param notify_cls closure for 'notify'
495  * @return transmission handle, NULL on error (i.e. more than one request queued)
496  */
497 struct GNUNET_PSYC_HostTransmitHandle *
498 GNUNET_PSYC_member_send_to_host (struct GNUNET_PSYC_Member *member,
499                                  const char *method_name,
500                                  GNUNET_PSYC_HostReadyNotify notify,
501                                  void *notify_cls);
502
503
504 /**
505  * Abort transmission request to host.
506  *
507  * @param th handle of the request that is being aborted
508  */
509 void
510 GNUNET_PSYC_member_send_to_host_cancel (struct GNUNET_PSYC_HostTransmitHandle *th);
511
512
513 /**
514  * Handle to a story telling operation.
515  */
516 struct GNUNET_PSYC_Story;
517
518
519 /**
520  * Request to be told the message history of the channel.  Historic
521  * messages (but NOT the state at the time) will be replayed (given to
522  * the normal method handlers) if available and if access is
523  * permitted.
524  *
525  * @param member which channel should be replayed?
526  * @param start earliest interesting point in history
527  * @param end last (exclusive) interesting point in history
528  * @param finish_cb function to call when the requested story has been fully 
529  *        told (counting message IDs might not suffice, as some messages
530  *        might be secret and thus the listener would not know the story is 
531  *        finished without being told explicitly); once this function
532  *        has been called, the client must not call
533  *        'GNUNET_PSYC_member_story_tell_cancel' anymore
534  * @param finish_cb_cls closure to finish_cb
535  * @return handle to cancel story telling operation
536  */
537 struct GNUNET_PSYC_Story *
538 GNUNET_PSYC_member_story_tell (struct GNUNET_PSYC_Member *member,
539                                uint64_t start,
540                                uint64_t end,
541                                void (*finish_cb)(void *),
542                                void *finish_cb_cls);
543
544
545 /**
546  * Abort story telling.  This function must not be called from within
547  * method handlers (as given to 'GNUNET_PSYC_member_join') of the
548  * member.
549  *
550  * @param story story telling operation to stop
551  */
552 void
553 GNUNET_PSYC_member_story_tell_cancel (struct GNUNET_PSYC_Story *story);
554
555
556 /**
557  * Call the given state callback on all matching states in the channel
558  * state.  The callback is invoked synchronously on all matching
559  * states (as the state is fully replicated in the library in this
560  * process; channel states should be small, large data is to be passed
561  * as streaming data to methods).
562  *
563  * @param member membership handle
564  * @param state_name name of the state to query (full name 
565  *        might be longer, this is only the prefix that must match)
566  * @param cb function to call on the matching state values
567  * @param cb_cls closure for 'cb'
568  * @return message ID for which the state was returned (last seen
569  *         message ID)
570  */
571 uint64_t
572 GNUNET_PSYC_member_state_get (struct GNUNET_PSYC_Member *member,
573                               const char *state_name,
574                               GNUNET_PSYC_StateCallback cb,
575                               void *cb_cls);
576
577
578 /**
579  * Obtain the current value of a variable.  This function should only
580  * be called during a GNUNET_PSYC_Method invocation (and even then
581  * only if the origin is the state owner), as variables are only valid
582  * for the duration of a method invocation.  If this function is
583  * called outside of the scope of such a method invocation, it will
584  * return NULL.
585  *
586  * FIXME: do variables have a hierarchy as well?  If so,
587  * we should document the lookup semantics.
588  *
589  * @param member membership handle
590  * @param variable_name name of the variable to query 
591  * @param return_value_size set to number of bytes in variable, 
592  *        needed as variables might contain binary data and
593  *        might also not be 0-terminated; set to 0 on errors
594  * @return NULL on error, pointer to variable state otherwise
595  */
596 const char *
597 GNUNET_PSYC_member_variable_get (struct GNUNET_PSYC_Member *member,
598                                  const char *variable_name,
599                                  size_t *return_value_size);
600
601
602 /**
603  * Leave a multicast group.  Will terminate the connection to the PSYC
604  * service.  Polite clients should first explicitly send a 'leave'
605  * request (via 'GNUNET_PSYC_member_send_to_host').  This function
606  * must not be called on a 'member' that was obtained from
607  * GNUNET_PSYC_channel_get_group.
608  *
609  * @param member membership handle
610  */
611 void
612 GNUNET_PSYC_member_leave (struct GNUNET_PSYC_Member *member);
613
614
615
616 #if 0                           /* keep Emacsens' auto-indent happy */
617 {
618 #endif
619 #ifdef __cplusplus
620 }
621 #endif
622
623 /* ifndef GNUNET_PSYC_SERVICE_H */
624 #endif
625 /* end of gnunet_psyc_service.h */