doxygen and testing api change
[oweals/gnunet.git] / src / include / gnunet_testing_lib.h
1 /*
2       This file is part of GNUnet
3       (C) 2008, 2009 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 2, 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_testing_lib.h
23  * @brief convenience API for writing testcases for GNUnet
24  *        Many testcases need to start and stop gnunetd,
25  *        and this library is supposed to make that easier
26  *        for TESTCASES.  Normal programs should always
27  *        use functions from gnunet_{util,arm}_lib.h.  This API is
28  *        ONLY for writing testcases!
29  * @author Christian Grothoff
30  */
31
32 #ifndef GNUNET_TESTING_LIB_H
33 #define GNUNET_TESTING_LIB_H
34
35 #include "gnunet_util_lib.h"
36
37 #ifdef __cplusplus
38 extern "C"
39 {
40 #if 0                           /* keep Emacsens' auto-indent happy */
41 }
42 #endif
43 #endif
44
45 /**
46  * Handle for a GNUnet daemon (technically a set of
47  * daemons; the handle is really for the master ARM
48  * daemon) started by the testing library.
49  */
50 struct GNUNET_TESTING_Daemon;
51
52 /**
53  * Prototype of a function that will be called whenever
54  * a daemon was started by the testing library.
55  *
56  * @param cls closure
57  * @param id identifier for the daemon, NULL on error
58  * @param d handle for the daemon
59  * @param emsg error message (NULL on success)
60  */
61 typedef void (*GNUNET_TESTING_NotifyHostkeyCreated)(void *cls,
62                                                     const struct GNUNET_PeerIdentity *id,
63                                                     struct GNUNET_TESTING_Daemon *d,
64                                                     const char *emsg);
65
66 /**
67  * Prototype of a function that will be called whenever
68  * a daemon was started by the testing library.
69  *
70  * @param cls closure
71  * @param id identifier for the daemon, NULL on error
72  * @param cfg configuration used by this daemon
73  * @param d handle for the daemon
74  * @param emsg error message (NULL on success)
75  */
76 typedef void (*GNUNET_TESTING_NotifyDaemonRunning)(void *cls,
77                                                    const struct GNUNET_PeerIdentity *id,
78                                                    const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg,
79                                                    struct GNUNET_TESTING_Daemon *d,
80                                                    const char *emsg);
81
82
83 /**
84  * Handle to an entire testbed of GNUnet peers.
85  */
86 struct GNUNET_TESTING_Testbed;
87
88 /**
89  * Phases of starting GNUnet on a system.
90  */
91 enum GNUNET_TESTING_StartPhase
92 {
93   /**
94    * Copy the configuration file to the target system.
95    */
96   SP_COPYING,
97
98   /**
99    * Configuration file has been copied, generate hostkey.
100    */
101   SP_COPIED,
102
103   /**
104    * Create the hostkey for the peer.
105    */
106   SP_HOSTKEY_CREATE,
107
108   /**
109    * Hostkey generated, wait for topology to be finished.
110    */
111   SP_HOSTKEY_CREATED,
112
113   /**
114    * Topology has been created, now start ARM.
115    */
116   SP_TOPOLOGY_SETUP,
117
118   /**
119    * ARM has been started, check that it has properly daemonized and
120    * then try to connect to the CORE service (which should be
121    * auto-started by ARM).
122    */
123   SP_START_ARMING,
124
125   /**
126    * We're waiting for CORE to start.
127    */
128   SP_START_CORE,
129
130   /**
131    * Core has notified us that we've established a connection to the service.
132    * The main FSM halts here and waits to be moved to UPDATE or CLEANUP.
133    */
134   SP_START_DONE,
135
136   /**
137    * We've been asked to terminate the instance and are now waiting for
138    * the remote command to stop the gnunet-arm process and delete temporary
139    * files.
140    */
141   SP_SHUTDOWN_START,
142
143   /**
144    * We've received a configuration update and are currently waiting for
145    * the copy process for the update to complete.  Once it is, we will
146    * return to "SP_START_DONE" (and rely on ARM to restart all affected
147    * services).
148    */
149   SP_CONFIG_UPDATE
150 };
151
152 /**
153  * Prototype of a function that will be called when a
154  * particular operation was completed the testing library.
155  *
156  * @param cls closure
157  * @param emsg NULL on success
158  */
159 typedef void (*GNUNET_TESTING_NotifyCompletion)(void *cls,
160                                                 const char *emsg);
161
162 /**
163  * Prototype of a function that will be called with the
164  * number of connections created for a particular topology.
165  *
166  * @param cls closure
167  * @param num_connections the number of connections created
168  */
169 typedef void (*GNUNET_TESTING_NotifyConnections)(void *cls,
170                                                 unsigned int num_connections);
171
172 /**
173  * Handle for a GNUnet daemon (technically a set of
174  * daemons; the handle is really for the master ARM
175  * daemon) started by the testing library.
176  */
177 struct GNUNET_TESTING_Daemon
178 {
179   /**
180    * Our scheduler.
181    */
182   struct GNUNET_SCHEDULER_Handle *sched;
183
184   /**
185    * Our configuration.
186    */
187   struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg;
188
189   /**
190    * At what time to give up starting the peer
191    */
192   struct GNUNET_TIME_Absolute max_timeout;
193
194   /**
195    * Host to run GNUnet on.
196    */
197   char *hostname;
198
199   /**
200    * Result of GNUNET_i2s of this peer,
201    * for printing
202    */
203   char *shortname;
204
205   /**
206    * Username we are using.
207    */
208   char *username;
209
210   /**
211    * Name of the configuration file
212    */
213   char *cfgfile;
214
215   /**
216    * Callback to inform initiator that the peer's
217    * hostkey has been created.
218    */
219   GNUNET_TESTING_NotifyHostkeyCreated hostkey_callback;
220
221   /**
222    * Closure for hostkey creation callback.
223    */
224   void *hostkey_cls;
225
226   /**
227    * Function to call when the peer is running.
228    */
229   GNUNET_TESTING_NotifyDaemonRunning cb;
230
231   /**
232    * Closure for cb.
233    */
234   void *cb_cls;
235
236   /**
237    * Arguments from "daemon_stop" call.
238    */
239   GNUNET_TESTING_NotifyCompletion dead_cb;
240
241   /**
242    * Closure for 'dead_cb'.
243    */
244   void *dead_cb_cls;
245
246   /**
247    * Arguments from "daemon_stop" call.
248    */
249   GNUNET_TESTING_NotifyCompletion update_cb;
250
251   /**
252    * Closure for 'update_cb'.
253    */
254   void *update_cb_cls;
255
256   /**
257    * Identity of this peer (once started).
258    */
259   struct GNUNET_PeerIdentity id;
260
261   /**
262    * Flag to indicate that we've already been asked
263    * to terminate (but could not because some action
264    * was still pending).
265    */
266   int dead;
267
268   /**
269    * PID of the process that we started last.
270    */
271   pid_t pid;
272
273   /**
274    * In which phase are we during the start of
275    * this process?
276    */
277   enum GNUNET_TESTING_StartPhase phase;
278
279   /**
280    * ID of the current task.
281    */
282   GNUNET_SCHEDULER_TaskIdentifier task;
283
284   /**
285    * Handle to the server.
286    */
287   struct GNUNET_CORE_Handle *server;
288
289   /**
290    * Handle to the transport service of this peer
291    */
292   struct GNUNET_TRANSPORT_Handle *th;
293
294   /**
295    * HELLO message for this peer
296    */
297   struct GNUNET_HELLO_Message *hello;
298
299   /**
300    * Handle to a pipe for reading the hostkey.
301    */
302   struct GNUNET_DISK_PipeHandle *pipe_stdout;
303
304   /**
305    * Set to GNUNET_YES once the peer is up.
306    */
307   int running;
308 };
309
310
311 /**
312  * Handle to a group of GNUnet peers.
313  */
314 struct GNUNET_TESTING_PeerGroup;
315
316
317 /**
318  * Prototype of a function that will be called whenever
319  * two daemons are connected by the testing library.
320  *
321  * @param cls closure
322  * @param first peer id for first daemon
323  * @param second peer id for the second daemon
324  * @param first_cfg config for the first daemon
325  * @param second_cfg config for the second daemon
326  * @param first_daemon handle for the first daemon
327  * @param second_daemon handle for the second daemon
328  * @param emsg error message (NULL on success)
329  */
330 typedef void (*GNUNET_TESTING_NotifyConnection)(void *cls,
331                                                    const struct GNUNET_PeerIdentity *first,
332                                                    const struct GNUNET_PeerIdentity *second,
333                                                    const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *first_cfg,
334                                                    const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *second_cfg,
335                                                    struct GNUNET_TESTING_Daemon *first_daemon,
336                                                    struct GNUNET_TESTING_Daemon *second_daemon,
337                                                    const char *emsg);
338
339 /**
340  * Starts a GNUnet daemon.  GNUnet must be installed on the target
341  * system and available in the PATH.  The machine must furthermore be
342  * reachable via "ssh" (unless the hostname is "NULL") without the
343  * need to enter a password.
344  *
345  * @param sched scheduler to use
346  * @param cfg configuration to use
347  * @param timeout how long to wait starting up peers
348  * @param hostname name of the machine where to run GNUnet
349  *        (use NULL for localhost).
350  * @param hostkey_callback function to call once the hostkey has been
351  *        generated for this peer, but it hasn't yet been started
352  *        (NULL to start immediately, otherwise waits on GNUNET_TESTING_daemon_continue_start)
353  * @param hostkey_cls closure for hostkey callback
354  * @param cb function to call with the result
355  * @param cb_cls closure for cb
356  * @return handle to the daemon (actual start will be completed asynchronously)
357  */
358 struct GNUNET_TESTING_Daemon *
359 GNUNET_TESTING_daemon_start (struct GNUNET_SCHEDULER_Handle *sched,
360                              const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg,
361                              struct GNUNET_TIME_Relative timeout,
362                              const char *hostname,
363                              GNUNET_TESTING_NotifyHostkeyCreated hostkey_callback,
364                              void *hostkey_cls,
365                              GNUNET_TESTING_NotifyDaemonRunning cb,
366                              void *cb_cls);
367
368 /**
369  * Continues GNUnet daemon startup when user wanted to be notified
370  * once a hostkey was generated (for creating friends files, blacklists,
371  * etc.).
372  *
373  * @param daemon the daemon to finish starting
374  */
375 void
376 GNUNET_TESTING_daemon_continue_startup(struct GNUNET_TESTING_Daemon *daemon);
377
378 /**
379  * Restart (stop and start) a GNUnet daemon.
380  *
381  * @param d the daemon that should be restarted
382  * @param cb function called once the daemon is (re)started
383  * @param cb_cls closure for cb
384  */
385 void
386 GNUNET_TESTING_daemon_restart (struct GNUNET_TESTING_Daemon *d,
387                                GNUNET_TESTING_NotifyDaemonRunning cb, void *cb_cls);
388
389 /**
390  * Get a certain testing daemon handle.
391  *
392  * @param pg handle to the set of running peers
393  * @param position the number of the peer to return
394  */
395 struct GNUNET_TESTING_Daemon *
396 GNUNET_TESTING_daemon_get (struct GNUNET_TESTING_PeerGroup *pg, unsigned int position);
397
398
399 /**
400  * Stops a GNUnet daemon.
401  *
402  * @param d the daemon that should be stopped
403  * @param timeout how long to wait for process for shutdown to complete
404  * @param cb function called once the daemon was stopped
405  * @param cb_cls closure for cb
406  * @param delete_files GNUNET_YES to remove files, GNUNET_NO
407  *        to leave them (i.e. for restarting at a later time,
408  *        or logfile inspection once finished)
409  */
410 void
411 GNUNET_TESTING_daemon_stop (struct GNUNET_TESTING_Daemon *d,
412                             struct GNUNET_TIME_Relative timeout,
413                             GNUNET_TESTING_NotifyCompletion cb, void *cb_cls,
414                             int delete_files);
415
416
417 /**
418  * Changes the configuration of a GNUnet daemon.
419  *
420  * @param d the daemon that should be modified
421  * @param cfg the new configuration for the daemon
422  * @param cb function called once the configuration was changed
423  * @param cb_cls closure for cb
424  */
425 void GNUNET_TESTING_daemon_reconfigure (struct GNUNET_TESTING_Daemon *d,
426                                         struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg,
427                                         GNUNET_TESTING_NotifyCompletion cb,
428                                         void * cb_cls);
429
430
431 /**
432  * Establish a connection between two GNUnet daemons.
433  *
434  * @param d1 handle for the first daemon
435  * @param d2 handle for the second daemon
436  * @param timeout how long is the connection attempt
437  *        allowed to take?
438  * @param max_connect_attempts how many times should we try to reconnect
439  *        (within timeout)
440  * @param cb function to call at the end
441  * @param cb_cls closure for cb
442  */
443 void GNUNET_TESTING_daemons_connect (struct GNUNET_TESTING_Daemon *d1,
444                                      struct GNUNET_TESTING_Daemon *d2,
445                                      struct GNUNET_TIME_Relative timeout,
446                                      unsigned int max_connect_attempts,
447                                      GNUNET_TESTING_NotifyConnection cb,
448                                      void *cb_cls);
449
450
451
452
453 /**
454  * Start count gnunetd processes with the same set of transports and
455  * applications.  The port numbers (any option called "PORT") will be
456  * adjusted to ensure that no two peers running on the same system
457  * have the same port(s) in their respective configurations.
458  *
459  * @param sched scheduler to use
460  * @param cfg configuration template to use
461  * @param total number of daemons to start
462  * @param timeout total time allowed for peers to start
463  * @param hostkey_callback function to call on each peers hostkey generation
464  *        if NULL, peers will be started by this call, if non-null,
465  *        GNUNET_TESTING_daemons_continue_startup must be called after
466  *        successful hostkey generation
467  * @param hostkey_cls closure for hostkey callback
468  * @param cb function to call on each daemon that was started
469  * @param cb_cls closure for cb
470  * @param connect_callback function to call each time two hosts are connected
471  * @param connect_callback_cls closure for connect_callback
472  * @param hostnames space-separated list of hostnames to use; can be NULL (to run
473  *        everything on localhost).
474  * @return NULL on error, otherwise handle to control peer group
475  */
476 struct GNUNET_TESTING_PeerGroup *
477 GNUNET_TESTING_daemons_start (struct GNUNET_SCHEDULER_Handle *sched,
478                               const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg,
479                               unsigned int total,
480                               struct GNUNET_TIME_Relative timeout,
481                               GNUNET_TESTING_NotifyHostkeyCreated hostkey_callback,
482                               void *hostkey_cls,
483                               GNUNET_TESTING_NotifyDaemonRunning cb,
484                               void *cb_cls,
485                               GNUNET_TESTING_NotifyConnection
486                               connect_callback, void *connect_callback_cls,
487                               const char *hostnames);
488
489 /**
490  * Function which continues a peer group starting up
491  * after successfully generating hostkeys for each peer.
492  *
493  * @param pg the peer group to continue starting
494  */
495 void
496 GNUNET_TESTING_daemons_continue_startup(struct GNUNET_TESTING_PeerGroup *pg);
497
498 /**
499  * Restart all peers in the given group.
500  *
501  * @param pg the handle to the peer group
502  * @param callback function to call on completion (or failure)
503  * @param callback_cls closure for the callback function
504  */
505 void
506 GNUNET_TESTING_daemons_restart (struct GNUNET_TESTING_PeerGroup *pg,
507                                 GNUNET_TESTING_NotifyCompletion callback,
508                                 void *callback_cls);
509
510
511 /**
512  * Shutdown all peers started in the given group.
513  *
514  * @param pg handle to the peer group
515  * @param timeout how long to wait for shutdown
516  *
517  */
518 void
519 GNUNET_TESTING_daemons_stop (struct GNUNET_TESTING_PeerGroup *pg, struct GNUNET_TIME_Relative timeout);
520
521
522 /**
523  * Topologies supported for testbeds.
524  */
525 enum GNUNET_TESTING_Topology
526 {
527   /**
528    * A clique (everyone connected to everyone else).
529    */
530   GNUNET_TESTING_TOPOLOGY_CLIQUE,
531
532   /**
533    * Small-world network (2d torus plus random links).
534    */
535   GNUNET_TESTING_TOPOLOGY_SMALL_WORLD,
536
537   /**
538    * Small-world network (ring plus random links).
539    */
540   GNUNET_TESTING_TOPOLOGY_SMALL_WORLD_RING,
541
542   /**
543    * Ring topology.
544    */
545   GNUNET_TESTING_TOPOLOGY_RING,
546
547   /**
548    * 2-d torus.
549    */
550   GNUNET_TESTING_TOPOLOGY_2D_TORUS,
551
552   /**
553    * Random graph.
554    */
555   GNUNET_TESTING_TOPOLOGY_ERDOS_RENYI,
556
557   /**
558    * Certain percentage of peers are unable to communicate directly
559    * replicating NAT conditions
560    */
561   GNUNET_TESTING_TOPOLOGY_INTERNAT,
562
563   /**
564    * Scale free topology.
565    */
566   GNUNET_TESTING_TOPOLOGY_SCALE_FREE,
567
568   /**
569    * All peers are disconnected.
570    */
571   GNUNET_TESTING_TOPOLOGY_NONE
572 };
573
574 /**
575  * Options for connecting a topology.
576  */
577 enum GNUNET_TESTING_TopologyOption
578 {
579   /**
580    * Try to connect all peers specified in the topology.
581    */
582   GNUNET_TESTING_TOPOLOGY_OPTION_ALL,
583
584   /**
585    * Choose a random subset of connections to create.
586    */
587   GNUNET_TESTING_TOPOLOGY_OPTION_RANDOM,
588
589   /**
590    * Create at least X connections for each peer.
591    */
592   GNUNET_TESTING_TOPOLOGY_OPTION_MINIMUM,
593
594   /**
595    * Using a depth first search, create one connection
596    * per peer.  If any are missed (graph disconnected)
597    * start over at those peers until all have at least one
598    * connection.
599    */
600   GNUNET_TESTING_TOPOLOGY_OPTION_DFS,
601
602   /**
603    * No options specified.
604    */
605   GNUNET_TESTING_TOPOLOGY_OPTION_NONE
606 };
607
608 /*
609  * Takes a peer group and creates a topology based on the
610  * one specified.  Creates a topology means generates friend
611  * files for the peers so they can only connect to those allowed
612  * by the topology.  This will only have an effect once peers
613  * are started if the FRIENDS_ONLY option is set in the base
614  * config.  Also takes an optional restrict topology which
615  * disallows direct TCP connections UNLESS they are specified in
616  * the restricted topology.
617  *
618  * @param pg the peer group struct representing the running peers
619  * @param topology which topology to connect the peers in
620  * @param restrict_topology allow only direct TCP connections in this topology
621  *
622  * @return the maximum number of connections were all allowed peers
623  *         connected to each other
624  */
625 int
626 GNUNET_TESTING_create_topology (struct GNUNET_TESTING_PeerGroup *pg,
627                                 enum GNUNET_TESTING_Topology topology,
628                                 enum GNUNET_TESTING_Topology restrict_topology);
629
630 /*
631  * @param pg the peer group struct representing the running peers
632  * @param topology which topology to connect the peers in
633  * @param options options for connecting the topology
634  * @param option_modifier modifier for options that take a parameter
635  */
636 int
637 GNUNET_TESTING_connect_topology (struct GNUNET_TESTING_PeerGroup *pg,
638                                  enum GNUNET_TESTING_Topology topology,
639                                  enum GNUNET_TESTING_TopologyOption options,
640                                  double option_modifier);
641
642 /**
643  * Start "count" GNUnet daemons with a particular topology.
644  *
645  * @param sched scheduler to use
646  * @param cfg configuration template to use
647  * @param count number of peers the testbed should have
648  * @param topology desired topology (enforced via F2F)
649  * @param cb function to call on each daemon that was started
650  * @param cb_cls closure for cb
651  * @param hostname where to run the peers; can be NULL (to run
652  *        everything on localhost). Additional
653  *        hosts can be specified using a NULL-terminated list of
654  *        varargs, hosts will then be used round-robin from that
655  *        list.
656  * @return handle to control the testbed
657  */
658 struct GNUNET_TESTING_Testbed *
659 GNUNET_TESTING_testbed_start (struct GNUNET_SCHEDULER_Handle *sched,
660                               const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg,
661                               unsigned int count,
662                               enum GNUNET_TESTING_Topology topology,
663                               GNUNET_TESTING_NotifyDaemonRunning cb,
664                               void *cb_cls,
665                               const char *hostname,
666                               ...);
667
668
669 /**
670  * Stop all of the daemons started with the start function.
671  *
672  * @param tb handle for the testbed
673  * @param cb function to call when done
674  * @param cb_cls closure for cb
675  */
676 void
677 GNUNET_TESTING_testbed_stop (struct GNUNET_TESTING_Testbed *tb,
678                              GNUNET_TESTING_NotifyCompletion cb,
679                              void *cb_cls );
680
681
682 /**
683  * Simulate churn in the testbed by stopping some peers (and possibly
684  * re-starting others if churn is called multiple times).  This
685  * function can only be used to create leave-join churn (peers "never"
686  * leave for good).  First "voff" random peers that are currently
687  * online will be taken offline; then "von" random peers that are then
688  * offline will be put back online.  No notifications will be
689  * generated for any of these operations except for the callback upon
690  * completion.  Note that the implementation is at liberty to keep
691  * the ARM service itself (but none of the other services or daemons)
692  * running even though the "peer" is being varied offline.
693  *
694  * @param tb handle for the testbed
695  * @param voff number of peers that should go offline
696  * @param von number of peers that should come back online;
697  *            must be zero on first call (since "testbed_start"
698  *            always starts all of the peers)
699  * @param cb function to call at the end
700  * @param cb_cls closure for cb
701  */
702 void
703 GNUNET_TESTING_testbed_churn (struct GNUNET_TESTING_Testbed *tb,
704                               unsigned int voff,
705                               unsigned int von,
706                               GNUNET_TESTING_NotifyCompletion cb,
707                               void *cb_cls);
708
709
710 #if 0                           /* keep Emacsens' auto-indent happy */
711 {
712 #endif
713 #ifdef __cplusplus
714 }
715 #endif
716
717 #endif