-get rid of channel hierarchy for PSYC level, will be kept in user interface
[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 void *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 ECC 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 name name of the channel, only important if this is a subchannel
144  * @param method_count number of methods in 'methods' array
145  * @param methods functions to invoke on messages received from members,
146  *                typcially at least contains functions for 'join' and 'leave'.
147  * @param priv_key ECC key that will be used to sign messages for this
148  *                 PSYC session; public key is used to identify the
149  *                 PSYC group; FIXME: we'll likely want to use
150  *                 NOT the p521 curve here, but a cheaper one in the future
151  *                 Note that end-users will usually not use the private key
152  *                 directly, but rather look it up in GADS for groups 
153  *                 managed by other users, or select a file with the private
154  *                 key(s) when setting up their own channels
155  * @param join_policy what is the membership policy of the group?
156  *                 Used to automate group management decisions.
157  * @return handle for the channel, NULL on error 
158  */
159 struct GNUNET_PSYC_Channel *
160 GNUNET_PSYC_channel_start (const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg, 
161                            const char *name,
162                            unsigned int method_count,
163                            const struct GNUNET_PSYC_Method *methods,
164                            const struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *priv_key,
165                            enum GNUNET_MULTICAST_JoinPolicy join_policy);
166
167
168 /**
169  * Possible operations on PSYC state (persistent) and variables (per message).
170  */
171 enum GNUNET_PSYC_Operator
172 {
173   /**
174    * Replace the full state with the new value ("=").
175    */
176   GNUNET_PSYC_SOT_SET_STATE = 0,
177   
178   /**
179    * Delete the complete entry from the state (given data must be
180    * empty).  Equivalent to 'SET' with emtpy data, but more
181    * explicit ("=");
182    */
183   GNUNET_PSYC_SOT_DELETE = 0,
184   
185   /**
186    * Set the value of a variable to a new value (":").
187    */
188   GNUNET_PSYC_SOT_SET_VARIABLE,
189   
190   /**
191    * Add the given value to the set of values in the state ("+").
192    */
193   GNUNET_PSYC_SOT_ADD_STATE,
194   
195   /**
196    * Remove the given value from the set of values in the state ("-").
197    */
198   GNUNET_PSYC_SOT_REMOVE_STATE
199   
200 };
201
202
203 /**
204  * Update channel state (or set a variable).  The state of a channel
205  * must fit into the memory of each member (and the channel); large
206  * values that require streaming must only be passed as the stream
207  * arguments to methods.  State updates might not be transmitted to
208  * group members until the next call to
209  * 'GNUNET_PSYC_channel_broadcast_call_method'.  Variable updates must
210  * be given just before the call to the respective method that needs
211  * the variables.
212  *
213  * @param channel handle to the PSYC group / channel
214  * @param full_state_name name of the field in the channel state to change
215  * @param type kind of update operation (add, remove, replace, delete)
216  * @param data_size number of bytes in data
217  * @param data new state value
218  * @return GNUNET_OK on success, GNUNET_SYSERR on internal error
219  *        (i.e. state too large)
220  */
221 int
222 GNUNET_PSYC_channel_update (struct GNUNET_PSYC_Channel *channel,
223                             const char *full_state_name,
224                             enum GNUNET_PSYC_Operator type,
225                             size_t data_size,
226                             const void *data);
227
228
229 /**
230  * Function called to provide data for a transmission via PSYC.  Note
231  * that returning GNUNET_OK or GNUNET_SYSERR (but not GNUNET_NO)
232  * invalidates the respective transmission handle.
233  *
234  * @param cls closure
235  * @param message_id set to the unique message ID that was generated for
236  *        this message
237  * @param group_generation set to the group generation used for this
238  *        message
239  * @param data_size initially set to the number of bytes available in 'data',
240  *        should be set to the number of bytes written to data (IN/OUT)
241  * @param data where to write the body of the message to give to the method;
242  *        function must copy at most '*data_size' bytes to 'data'.
243  * @return GNUNET_SYSERR on error (fatal, aborts transmission)
244  *         GNUNET_NO on success, if more data is to be transmitted later 
245  *         (should be used if 'data_size' was not big enough to take all the data)
246  *         GNUNET_OK if this completes the transmission (all data supplied)
247  */
248 typedef int (*GNUNET_PSYC_ChannelReadyNotify)(void *cls,
249                                               uint64_t message_id,
250                                               uint64_t group_generation,
251                                               size_t *data_size,
252                                               void *data);
253
254
255 /**
256  * Handle for a pending PSYC transmission operation.
257  */
258 struct GNUNET_PSYC_ChannelTransmitHandle;
259
260
261 /**
262  * Send a message to call a method to all members in the PSYC channel.
263  *
264  * @param channel handle to the PSYC multicast group
265  * @param increment_group_generation GNUNET_YES if we need to increment
266  *        the group generation counter after transmitting this message
267  * @param full_method_name which method should be invoked
268  * @param notify function to call to obtain the arguments
269  * @param notify_cls closure for 'notify'
270  * @return transmission handle, NULL on error (i.e. more than one request queued)
271  */
272 struct GNUNET_PSYC_ChannelTransmitHandle *
273 GNUNET_PSYC_channel_notify_transmit_ready (struct GNUNET_PSYC_Channel *channel,
274                                            int increment_group_generation,
275                                            const char *full_method_name,
276                                            GNUNET_PSYC_ChannelReadyNotify notify,
277                                            void *notify_cls);
278
279
280 /**
281  * Abort transmission request to channel.
282  *
283  * @param th handle of the request that is being aborted
284  */
285 void
286 GNUNET_PSYC_channel_notify_transmit_ready_cancel (struct GNUNET_PSYC_ChannelTransmitHandle *th);
287
288
289 /**
290  * End a PSYC channel.
291  *
292  * @param channel PSYC channel to terminate
293  */
294 void
295 GNUNET_PSYC_channel_end (struct GNUNET_PSYC_Channel *channel);
296
297
298 /**
299  * Handle to access PSYC group operations for all members.
300  */
301 struct GNUNET_PSYC_Group;
302
303
304 /**
305  * Convert 'channel' to a 'group' handle to access the 'group' APIs.
306  * 
307  * @param channel channel handle
308  * @return group handle, valid for as long as 'channel' is valid
309  */ 
310 struct GNUNET_PSYC_Group *
311 GNUNET_PSYC_channel_get_group (struct GNUNET_PSYC_Channel *channel);
312
313
314 /**
315  * Convert 'member' to a 'group' handle to access the 'group' APIs.
316  * 
317  * @param member membership handle
318  * @return group handle, valid for as long as 'member' is valid
319  */ 
320 struct GNUNET_PSYC_Group *
321 GNUNET_PSYC_member_get_group (struct GNUNET_PSYC_Member *member);
322
323
324 /**
325  * Add a member to the group.    Note that this will NOT generate any
326  * PSYC traffic, it will merely update the local data base to modify
327  * how we react to 'membership test' queries.  The channel still needs to
328  * explicitly transmit a 'join' message to notify other group members
329  * and they then also must still call this function in their respective
330  * methods handling the 'join' message.  This way, how 'join' and 'leave'
331  * operations are exactly implemented is still up to the application;
332  * for example, there might be a 'leave_all' method to kick out everyone.
333  *
334  * Note that group members are explicitly trusted to execute such 
335  * methods correctly; not doing so correctly will result in either
336  * denying members access or offering access to group data to
337  * non-members.
338  *
339  * @param group group handle
340  * @param member which peer to add
341  * @param message_id message ID for the message that changed the membership
342  * @param group_generation the generation ID where the change went into effect
343  */
344 void
345 GNUNET_PSYC_group_member_admit (struct GNUNET_PSYC_Group *group,
346                                 const struct GNUNET_PeerIdentity *member,
347                                 uint64_t message_id,
348                                 uint64_t group_generation);
349
350
351 /**
352  * Remove a member from the group.  Note that this will NOT generate any
353  * PSYC traffic, it will merely update the local data base to modify
354  * how we react to 'membership test' queries.  The channel still needs to
355  * explicitly transmit a 'leave' message to notify other group members
356  * and they then also must still call this function in their respective
357  * methods handling the 'leave' message.  This way, how 'join' and 'leave'
358  * operations are exactly implemented is still up to the application;
359  * for example, there might be a 'leave_all' message to kick out everyone.
360  *
361  * Note that group members are explicitly trusted to perform these
362  * operations correctly; not doing so correctly will result in either
363  * denying members access or offering access to group data to
364  * non-members.
365  *
366  * @param group group handle
367  * @param member which peer to remove
368  * @param message_id message ID for the message that changed the membership
369  * @param group_generation the generation ID where the change went into effect
370  */
371 void
372 GNUNET_PSYC_group_member_kick (struct GNUNET_PSYC_Group *group,
373                                const struct GNUNET_PeerIdentity *member,
374                                uint64_t message_id,
375                                uint64_t group_generation);
376
377
378 /**
379  * Function called to inform a member about state changes for a
380  * channel.  Note that (for sets) only the delta is communicated, not
381  * the full state.
382  *
383  * @param cls closure
384  * @param full_state_name full name of the state
385  * @param type how to interpret the change
386  * @param state_value information about the new state
387  * @param state_value_size number of bytes in 'state_value'
388  */
389 typedef void (*GNUNET_PSYC_StateCallback)(void *cls,
390                                           const char *full_state_name,
391                                           enum GNUNET_PSYC_Operator type,
392                                           const void *state_value,
393                                           size_t state_value_size);
394
395
396 /**
397  * Descriptor for an event handler handling PSYC state updates.
398  */
399 struct GNUNET_PSYC_StateHandler
400 {
401
402   /**
403    * Name of the state this handler calls about, used in try-and-slice matching.
404    */
405   const char *state_name;
406
407   /**
408    * Function to call whenever the respective state changes.
409    */
410   GNUNET_PSYC_StateCallback event_handler;
411
412   /**
413    * Closure for the 'event_handler' function.
414    */
415   void *event_handler_cls;
416
417 };
418
419
420 /**
421  * Join a PSYC group.  The entity joining is always the local peer.
422  * The user must immediately use the 'GNUNET_PSYC_member_send_to_host'
423  * (and possibly 'GNUNET_PSYC_member_host_variable_set') functions to
424  * transmit a 'join_msg' to the channel; if the join request succeeds,
425  * the channel state (and 'recent' method calls) will be replayed to
426  * the joining member.  There is no explicit notification on failure
427  * (as the channel may simply take days to approve, and disapproval is
428  * simply being ignored).
429  *
430  * @param cfg configuration to use
431  * @param pub_key ECC key that identifies the channel we wish to join
432  * @param method_count number of methods in 'methods' array
433  * @param methods functions to invoke on messages received from the channel,
434  *                typcially at least contains functions for 'join' and 'leave'.
435  * @param state_count number of state handlers
436  * @param state_handlers array of state event handlers
437  * @return handle for the member, NULL on error 
438  */
439 struct GNUNET_PSYC_Member *
440 GNUNET_PSYC_member_join (const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg, 
441                          const struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKey *pub_key,
442                          unsigned int method_count,
443                          const struct GNUNET_PSYC_Method *methods,
444                          unsigned int state_count,
445                          struct GNUNET_PSYC_StateHandler *state_handlers);
446
447
448 /**
449  * Leave a multicast group.  Will terminate the connection to the PSYC
450  * service.  Polite clients should first explicitly send a 'leave'
451  * request (via 'GNUNET_PSYC_member_send_to_host').  
452  *
453  * @param member membership handle
454  */
455 void
456 GNUNET_PSYC_member_leave (struct GNUNET_PSYC_Member *member);
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 host.
487  *
488  * @param member membership handle
489  * @param method_name which (PSYC) method should be invoked (on host)
490  * @param notify function to call when we are allowed to transmit (to get data)
491  * @param notify_cls closure for 'notify'
492  * @return transmission handle, NULL on error (i.e. more than one request queued)
493  */
494 struct GNUNET_PSYC_HostTransmitHandle *
495 GNUNET_PSYC_member_send_to_host (struct GNUNET_PSYC_Member *member,
496                                  const char *method_name,
497                                  GNUNET_PSYC_HostReadyNotify notify,
498                                  void *notify_cls);
499
500
501 /**
502  * Set a (temporary, ":") variable for the next message being transmitted
503  * via 'GNUNET_PSYC_member_send_to_host'. If 'GNUNET_PSYC_member_send_to_host'
504  * is called and then cancelled, all variables that were set using this
505  * function will be unset (lost/forgotten).  To clear a variable state after
506  * setting it, you can also call this function again with NULL/0 for the value.
507  *
508  * @param member membership handle
509  * @param variable_name name of the variable to set
510  * @param value value to set for the given variable
511  * @param value_size number of bytes in 'value'
512  */
513 uint64_t
514 GNUNET_PSYC_member_host_variable_set (struct GNUNET_PSYC_Member *member,
515                                       const char *variable_name,
516                                       const void *value,
517                                       size_t value_size);
518
519
520 /**
521  * Abort transmission request to host.
522  *
523  * @param th handle of the request that is being aborted
524  */
525 void
526 GNUNET_PSYC_member_send_to_host_cancel (struct GNUNET_PSYC_HostTransmitHandle *th);
527
528
529 /**
530  * Handle to a story telling operation.
531  */
532 struct GNUNET_PSYC_Story;
533
534
535 /**
536  * Request to be told the message history of the channel.  Historic
537  * messages (but NOT the state at the time) will be replayed (given to
538  * the normal method handlers) if available and if access is
539  * permitted.
540  *
541  * @param member which channel should be replayed?
542  * @param start earliest interesting point in history
543  * @param end last (exclusive) interesting point in history
544  * @param finish_cb function to call when the requested story has been fully 
545  *        told (counting message IDs might not suffice, as some messages
546  *        might be secret and thus the listener would not know the story is 
547  *        finished without being told explicitly); once this function
548  *        has been called, the client must not call
549  *        'GNUNET_PSYC_member_story_tell_cancel' anymore
550  * @param finish_cb_cls closure to finish_cb
551  * @return handle to cancel story telling operation
552  */
553 struct GNUNET_PSYC_Story *
554 GNUNET_PSYC_member_story_tell (struct GNUNET_PSYC_Member *member,
555                                uint64_t start,
556                                uint64_t end,
557                                void (*finish_cb)(void *),
558                                void *finish_cb_cls);
559
560
561 /**
562  * Abort story telling.  This function must not be called from within
563  * method handlers (as given to 'GNUNET_PSYC_member_join') of the
564  * member.
565  *
566  * @param story story telling operation to stop
567  */
568 void
569 GNUNET_PSYC_member_story_tell_cancel (struct GNUNET_PSYC_Story *story);
570
571
572 /**
573  * Call the given callback on all matching values (including
574  * variables) in the channel state.  The callback is invoked
575  * synchronously on all matching states (as the state is fully
576  * replicated in the library in this process; channel states should be
577  * small, large data is to be passed as streaming data to methods).
578  *
579  * A name matches if it includes the 'state_name' prefix, thus
580  * requesting the empty state ("") will match all values; requesting
581  * "a_b" will also return values stored under "a_b_c".
582  *
583  * @param member membership handle
584  * @param state_name name of the state to query (full name 
585  *        might be longer, this is only the prefix that must match)
586  * @param cb function to call on the matching state values
587  * @param cb_cls closure for 'cb'
588  * @return message ID for which the state was returned (last seen
589  *         message ID)
590  */
591 uint64_t
592 GNUNET_PSYC_member_state_get_all (struct GNUNET_PSYC_Member *member,
593                                   const char *state_name,
594                                   GNUNET_PSYC_StateCallback cb,
595                                   void *cb_cls);
596
597
598 /**
599  * Obtain the current value of the best-matching value in the state
600  * (including variables).  Note that variables are only valid during a
601  * GNUNET_PSYC_Method invocation, as variables are only valid for the
602  * duration of a method invocation.  
603  *
604  * If the requested variable name does not have an exact state in
605  * the state, the nearest less-specific name is matched; for example,
606  * requesting "a_b" will match "a" if "a_b" does not exist.
607  *
608  * @param member membership handle
609  * @param variable_name name of the variable to query 
610  * @param return_value_size set to number of bytes in variable, 
611  *        needed as variables might contain binary data and
612  *        might also not be 0-terminated; set to 0 on errors
613  * @return NULL on error (no matching state or variable), pointer
614           to the respective value otherwise
615  */
616 const void *
617 GNUNET_PSYC_member_state_get (struct GNUNET_PSYC_Member *member,
618                               const char *variable_name,
619                               size_t *return_value_size);
620
621
622
623 #if 0                           /* keep Emacsens' auto-indent happy */
624 {
625 #endif
626 #ifdef __cplusplus
627 }
628 #endif
629
630 /* ifndef GNUNET_PSYC_SERVICE_H */
631 #endif
632 /* end of gnunet_psyc_service.h */