p2pool/bitcoin/data.py

   1 from __future__ import division
   2
   3 import hashlib
   4 import itertools
   5 import struct
   6
   7 from twisted.internet import defer
   8
   9 from . import base58, skiplists
  10 from p2pool.util import bases, math, variable, expiring_dict, memoize, dicts
  11 import p2pool
  12
  13 class EarlyEnd(Exception):
  14     pass
  15
  16 class LateEnd(Exception):
  17     pass
  18
  19 def read((data, pos), length):
  20     data2 = data[pos:pos + length]
  21     if len(data2) != length:
  22         raise EarlyEnd()
  23     return data2, (data, pos + length)
  24
  25 def size((data, pos)):
  26     return len(data) - pos
  27
  28 class Type(object):
  29     # the same data can have only one unpacked representation, but multiple packed binary representations
  30
  31     def __hash__(self):
  32         rval = getattr(self, '_hash', None)
  33         if rval is None:
  34             try:
  35                 rval = self._hash = hash((type(self), frozenset(self.__dict__.items())))
  36             except:
  37                 print self.__dict__
  38                 raise
  39         return rval
  40
  41     def __eq__(self, other):
  42         return type(other) is type(self) and other.__dict__ == self.__dict__
  43
  44     def __ne__(self, other):
  45         return not (self == other)
  46
  47     def _unpack(self, data):
  48         obj, (data2, pos) = self.read((data, 0))
  49
  50         assert data2 is data
  51
  52         if pos != len(data):
  53             raise LateEnd()
  54
  55         return obj
  56
  57     def _pack(self, obj):
  58         f = self.write(None, obj)
  59
  60         res = []
  61         while f is not None:
  62             res.append(f[1])
  63             f = f[0]
  64         res.reverse()
  65         return ''.join(res)
  66
  67
  68     def unpack(self, data):
  69         obj = self._unpack(data)
  70
  71         if p2pool.DEBUG:
  72             data2 = self._pack(obj)
  73             if data2 != data:
  74                 if self._unpack(data2) != obj:
  75                     raise AssertionError()
  76
  77         return obj
  78
  79     def pack2(self, obj):
  80         data = self._pack(obj)
  81
  82         if p2pool.DEBUG:
  83             if self._unpack(data) != obj:
  84                 raise AssertionError((self._unpack(data), obj))
  85
  86         return data
  87
  88     _backing = expiring_dict.ExpiringDict(100)
  89     pack2 = memoize.memoize_with_backing(_backing, [unpack])(pack2)
  90     unpack = memoize.memoize_with_backing(_backing)(unpack) # doesn't have an inverse
  91
  92     def pack(self, obj):
  93         return self.pack2(dicts.immutify(obj))
  94
  95
  96     def pack_base58(self, obj):
  97         return base58.base58_encode(self.pack(obj))
  98
  99     def unpack_base58(self, base58_data):
 100         return self.unpack(base58.base58_decode(base58_data))
 101
 102
 103     def hash160(self, obj):
 104         return ShortHashType().unpack(hashlib.new('ripemd160', hashlib.sha256(self.pack(obj)).digest()).digest())
 105
 106     def hash256(self, obj):
 107         return HashType().unpack(hashlib.sha256(hashlib.sha256(self.pack(obj)).digest()).digest())
 108
 109     ltc_scrypt = None
 110     def scrypt(self, obj):
 111         # dynamically import ltc_scrypt so you will only get an error on runtime
 112         if (not self.ltc_scrypt):
 113             self.ltc_scrypt = __import__('ltc_scrypt')
 114         return HashType().unpack(self.ltc_scrypt.getPoWHash(self.pack(obj)))
 115
 116 class VarIntType(Type):
 117     # redundancy doesn't matter here because bitcoin and p2pool both reencode before hashing
 118     def read(self, file):
 119         data, file = read(file, 1)
 120         first = ord(data)
 121         if first < 0xfd:
 122             return first, file
 123         elif first == 0xfd:
 124             desc, length = '<H', 2
 125         elif first == 0xfe:
 126             desc, length = '<I', 4
 127         elif first == 0xff:
 128             desc, length = '<Q', 8
 129         else:
 130             raise AssertionError()
 131         data, file = read(file, length)
 132         return struct.unpack(desc, data)[0], file
 133
 134     def write(self, file, item):
 135         if item < 0xfd:
 136             file = file, struct.pack('<B', item)
 137         elif item <= 0xffff:
 138             file = file, struct.pack('<BH', 0xfd, item)
 139         elif item <= 0xffffffff:
 140             file = file, struct.pack('<BI', 0xfe, item)
 141         elif item <= 0xffffffffffffffff:
 142             file = file, struct.pack('<BQ', 0xff, item)
 143         else:
 144             raise ValueError('int too large for varint')
 145         return file
 146
 147 class VarStrType(Type):
 148     _inner_size = VarIntType()
 149
 150     def read(self, file):
 151         length, file = self._inner_size.read(file)
 152         return read(file, length)
 153
 154     def write(self, file, item):
 155         return self._inner_size.write(file, len(item)), item
 156
 157 class FixedStrType(Type):
 158     def __init__(self, length):
 159         self.length = length
 160
 161     def read(self, file):
 162         return read(file, self.length)
 163
 164     def write(self, file, item):
 165         if len(item) != self.length:
 166             raise ValueError('incorrect length item!')
 167         return file, item
 168
 169 class EnumType(Type):
 170     def __init__(self, inner, values):
 171         self.inner = inner
 172         self.values = dicts.frozendict(values)
 173
 174         keys = {}
 175         for k, v in values.iteritems():
 176             if v in keys:
 177                 raise ValueError('duplicate value in values')
 178             keys[v] = k
 179         self.keys = dicts.frozendict(keys)
 180
 181     def read(self, file):
 182         data, file = self.inner.read(file)
 183         if data not in self.keys:
 184             raise ValueError('enum data (%r) not in values (%r)' % (data, self.values))
 185         return self.keys[data], file
 186
 187     def write(self, file, item):
 188         if item not in self.values:
 189             raise ValueError('enum item (%r) not in values (%r)' % (item, self.values))
 190         return self.inner.write(file, self.values[item])
 191
 192 class HashType(Type):
 193     def read(self, file):
 194         data, file = read(file, 256//8)
 195         return int(data[::-1].encode('hex'), 16), file
 196
 197     def write(self, file, item):
 198         if not 0 <= item < 2**256:
 199             raise ValueError('invalid hash value - %r' % (item,))
 200         if item != 0 and item < 2**160:
 201             print 'Very low hash value - maybe you meant to use ShortHashType? %x' % (item,)
 202         return file, ('%064x' % (item,)).decode('hex')[::-1]
 203
 204 class ShortHashType(Type):
 205     def read(self, file):
 206         data, file = read(file, 160//8)
 207         return int(data[::-1].encode('hex'), 16), file
 208
 209     def write(self, file, item):
 210         if not 0 <= item < 2**160:
 211             raise ValueError('invalid hash value - %r' % (item,))
 212         return file, ('%040x' % (item,)).decode('hex')[::-1]
 213
 214 class ListType(Type):
 215     _inner_size = VarIntType()
 216
 217     def __init__(self, type):
 218         self.type = type
 219
 220     def read(self, file):
 221         length, file = self._inner_size.read(file)
 222         res = []
 223         for i in xrange(length):
 224             item, file = self.type.read(file)
 225             res.append(item)
 226         return res, file
 227
 228     def write(self, file, item):
 229         file = self._inner_size.write(file, len(item))
 230         for subitem in item:
 231             file = self.type.write(file, subitem)
 232         return file
 233
 234 class StructType(Type):
 235     def __init__(self, desc):
 236         self.desc = desc
 237         self.length = struct.calcsize(self.desc)
 238
 239     def read(self, file):
 240         data, file = read(file, self.length)
 241         res, = struct.unpack(self.desc, data)
 242         return res, file
 243
 244     def write(self, file, item):
 245         data = struct.pack(self.desc, item)
 246         if struct.unpack(self.desc, data)[0] != item:
 247             # special test because struct doesn't error on some overflows
 248             raise ValueError('''item didn't survive pack cycle (%r)''' % (item,))
 249         return file, data
 250
 251 class IPV6AddressType(Type):
 252     def read(self, file):
 253         data, file = read(file, 16)
 254         if data[:12] != '00000000000000000000ffff'.decode('hex'):
 255             raise ValueError('ipv6 addresses not supported yet')
 256         return '.'.join(str(ord(x)) for x in data[12:]), file
 257
 258     def write(self, file, item):
 259         bits = map(int, item.split('.'))
 260         if len(bits) != 4:
 261             raise ValueError('invalid address: %r' % (bits,))
 262         data = '00000000000000000000ffff'.decode('hex') + ''.join(chr(x) for x in bits)
 263         assert len(data) == 16, len(data)
 264         return file, data
 265
 266 _record_types = {}
 267
 268 def get_record(fields):
 269     fields = tuple(sorted(fields))
 270     if 'keys' in fields:
 271         raise ValueError()
 272     if fields not in _record_types:
 273         class _Record(object):
 274             __slots__ = fields
 275             def __repr__(self):
 276                 return repr(dict(self))
 277             def __getitem__(self, key):
 278                 return getattr(self, key)
 279             def __setitem__(self, key, value):
 280                 setattr(self, key, value)
 281             #def __iter__(self):
 282             #    for field in self.__slots__:
 283             #        yield field, getattr(self, field)
 284             def keys(self):
 285                 return self.__slots__
 286             def __eq__(self, other):
 287                 if isinstance(other, dict):
 288                     return dict(self) == other
 289                 elif isinstance(other, _Record):
 290                     return all(self[k] == other[k] for k in self.keys())
 291                 raise TypeError()
 292             def __ne__(self, other):
 293                 return not (self == other)
 294         _record_types[fields] = _Record
 295     return _record_types[fields]()
 296
 297 class ComposedType(Type):
 298     def __init__(self, fields):
 299         self.fields = tuple(fields)
 300
 301     def read(self, file):
 302         item = get_record(k for k, v in self.fields)
 303         for key, type_ in self.fields:
 304             item[key], file = type_.read(file)
 305         return item, file
 306
 307     def write(self, file, item):
 308         for key, type_ in self.fields:
 309             file = type_.write(file, item[key])
 310         return file
 311
 312 class ChecksummedType(Type):
 313     def __init__(self, inner):
 314         self.inner = inner
 315
 316     def read(self, file):
 317         obj, file = self.inner.read(file)
 318         data = self.inner.pack(obj)
 319
 320         checksum, file = read(file, 4)
 321         if checksum != hashlib.sha256(hashlib.sha256(data).digest()).digest()[:4]:
 322             raise ValueError('invalid checksum')
 323
 324         return obj, file
 325
 326     def write(self, file, item):
 327         data = self.inner.pack(item)
 328         return (file, data), hashlib.sha256(hashlib.sha256(data).digest()).digest()[:4]
 329
 330 class FloatingInteger(object):
 331     __slots__ = ['_bits']
 332
 333     @classmethod
 334     def from_target_upper_bound(cls, target):
 335         n = bases.natural_to_string(target)
 336         if n and ord(n[0]) >= 128:
 337             n = '\x00' + n
 338         bits2 = (chr(len(n)) + (n + 3*chr(0))[:3])[::-1]
 339         bits = struct.unpack('<I', bits2)[0]
 340         return cls(bits)
 341
 342     def __init__(self, bits):
 343         self._bits = bits
 344
 345     @property
 346     def _value(self):
 347         return math.shift_left(self._bits & 0x00ffffff, 8 * ((self._bits >> 24) - 3))
 348
 349     def __hash__(self):
 350         return hash(self._value)
 351
 352     def __cmp__(self, other):
 353         if isinstance(other, FloatingInteger):
 354             return cmp(self._value, other._value)
 355         elif isinstance(other, (int, long)):
 356             return cmp(self._value, other)
 357         else:
 358             raise NotImplementedError()
 359
 360     def __int__(self):
 361         return self._value
 362
 363     def __repr__(self):
 364         return 'FloatingInteger(bits=%s (%x))' % (hex(self._bits), self)
 365
 366     def __add__(self, other):
 367         if isinstance(other, (int, long)):
 368             return self._value + other
 369         raise NotImplementedError()
 370     __radd__ = __add__
 371     def __mul__(self, other):
 372         if isinstance(other, (int, long)):
 373             return self._value * other
 374         raise NotImplementedError()
 375     __rmul__ = __mul__
 376     def __truediv__(self, other):
 377         if isinstance(other, (int, long)):
 378             return self._value / other
 379         raise NotImplementedError()
 380     def __floordiv__(self, other):
 381         if isinstance(other, (int, long)):
 382             return self._value // other
 383         raise NotImplementedError()
 384     __div__ = __truediv__
 385     def __rtruediv__(self, other):
 386         if isinstance(other, (int, long)):
 387             return other / self._value
 388         raise NotImplementedError()
 389     def __rfloordiv__(self, other):
 390         if isinstance(other, (int, long)):
 391             return other // self._value
 392         raise NotImplementedError()
 393     __rdiv__ = __rtruediv__
 394
 395 class FloatingIntegerType(Type):
 396     _inner = StructType('<I')
 397
 398     def read(self, file):
 399         bits, file = self._inner.read(file)
 400         return FloatingInteger(bits), file
 401
 402     def write(self, file, item):
 403         return self._inner.write(file, item._bits)
 404
 405 class PossiblyNoneType(Type):
 406     def __init__(self, none_value, inner):
 407         self.none_value = none_value
 408         self.inner = inner
 409
 410     def read(self, file):
 411         value, file = self.inner.read(file)
 412         return None if value == self.none_value else value, file
 413
 414     def write(self, file, item):
 415         if item == self.none_value:
 416             raise ValueError('none_value used')
 417         return self.inner.write(file, self.none_value if item is None else item)
 418
 419 address_type = ComposedType([
 420     ('services', StructType('<Q')),
 421     ('address', IPV6AddressType()),
 422     ('port', StructType('>H')),
 423 ])
 424
 425 tx_type = ComposedType([
 426     ('version', StructType('<I')),
 427     ('tx_ins', ListType(ComposedType([
 428         ('previous_output', PossiblyNoneType(dicts.frozendict(hash=0, index=2**32 - 1), ComposedType([
 429             ('hash', HashType()),
 430             ('index', StructType('<I')),
 431         ]))),
 432         ('script', VarStrType()),
 433         ('sequence', PossiblyNoneType(2**32 - 1, StructType('<I'))),
 434     ]))),
 435     ('tx_outs', ListType(ComposedType([
 436         ('value', StructType('<Q')),
 437         ('script', VarStrType()),
 438     ]))),
 439     ('lock_time', StructType('<I')),
 440 ])
 441
 442 merkle_branch_type = ListType(HashType())
 443
 444 merkle_tx_type = ComposedType([
 445     ('tx', tx_type),
 446     ('block_hash', HashType()),
 447     ('merkle_branch', merkle_branch_type),
 448     ('index', StructType('<i')),
 449 ])
 450
 451 block_header_type = ComposedType([
 452     ('version', StructType('<I')),
 453     ('previous_block', PossiblyNoneType(0, HashType())),
 454     ('merkle_root', HashType()),
 455     ('timestamp', StructType('<I')),
 456     ('target', FloatingIntegerType()),
 457     ('nonce', StructType('<I')),
 458 ])
 459
 460 block_type = ComposedType([
 461     ('header', block_header_type),
 462     ('txs', ListType(tx_type)),
 463 ])
 464
 465 aux_pow_type = ComposedType([
 466     ('merkle_tx', merkle_tx_type),
 467     ('merkle_branch', merkle_branch_type),
 468     ('index', StructType('<i')),
 469     ('parent_block_header', block_header_type),
 470 ])
 471
 472
 473 merkle_record_type = ComposedType([
 474     ('left', HashType()),
 475     ('right', HashType()),
 476 ])
 477
 478 def merkle_hash(tx_list):
 479     if not tx_list:
 480         return 0
 481     hash_list = map(tx_type.hash256, tx_list)
 482     while len(hash_list) > 1:
 483         hash_list = [merkle_record_type.hash256(dict(left=left, right=left if right is None else right))
 484             for left, right in zip(hash_list[::2], hash_list[1::2] + [None])]
 485     return hash_list[0]
 486
 487 def calculate_merkle_branch(txs, index):
 488     # XXX optimize this
 489
 490     hash_list = [(tx_type.hash256(tx), i == index, []) for i, tx in enumerate(txs)]
 491
 492     while len(hash_list) > 1:
 493         hash_list = [
 494             (
 495                 merkle_record_type.hash256(dict(left=left, right=right)),
 496                 left_f or right_f,
 497                 (left_l if left_f else right_l) + [dict(side=1, hash=right) if left_f else dict(side=0, hash=left)],
 498             )
 499             for (left, left_f, left_l), (right, right_f, right_l) in
 500                 zip(hash_list[::2], hash_list[1::2] + [hash_list[::2][-1]])
 501         ]
 502
 503     res = [x['hash'] for x in hash_list[0][2]]
 504
 505     assert hash_list[0][1]
 506     assert check_merkle_branch(txs[index], index, res) == hash_list[0][0]
 507     assert index == sum(k*2**i for i, k in enumerate([1-x['side'] for x in hash_list[0][2]]))
 508
 509     return res
 510
 511 def check_merkle_branch(tx, index, merkle_branch):
 512     return reduce(lambda c, (i, h): merkle_record_type.hash256(
 513         dict(left=h, right=c) if 2**i & index else
 514         dict(left=c, right=h)
 515     ), enumerate(merkle_branch), tx_type.hash256(tx))
 516
 517 def target_to_average_attempts(target):
 518     return 2**256//(target + 1)
 519
 520 def target_to_difficulty(target):
 521     return (0xffff0000 * 2**(256-64) + 1)/(target + 1)
 522
 523 # tx
 524
 525 def tx_get_sigop_count(tx):
 526     return sum(script.get_sigop_count(txin['script']) for txin in tx['tx_ins']) + sum(script.get_sigop_count(txout['script']) for txout in tx['tx_outs'])
 527
 528 # human addresses
 529
 530 human_address_type = ChecksummedType(ComposedType([
 531     ('version', StructType('<B')),
 532     ('pubkey_hash', ShortHashType()),
 533 ]))
 534
 535 pubkey_type = FixedStrType(65)
 536
 537 def pubkey_hash_to_address(pubkey_hash, net):
 538     return human_address_type.pack_base58(dict(version=net.BITCOIN_ADDRESS_VERSION, pubkey_hash=pubkey_hash))
 539
 540 def pubkey_to_address(pubkey, net):
 541     return pubkey_hash_to_address(pubkey_type.hash160(pubkey), net)
 542
 543 def address_to_pubkey_hash(address, net):
 544     x = human_address_type.unpack_base58(address)
 545     if x['version'] != net.BITCOIN_ADDRESS_VERSION:
 546         raise ValueError('address not for this net!')
 547     return x['pubkey_hash']
 548
 549 # transactions
 550
 551 def pubkey_to_script2(pubkey):
 552     return ('\x41' + pubkey_type.pack(pubkey)) + '\xac'
 553
 554 def pubkey_hash_to_script2(pubkey_hash):
 555     return '\x76\xa9' + ('\x14' + ShortHashType().pack(pubkey_hash)) + '\x88\xac'
 556
 557 def script2_to_human(script2, net):
 558     try:
 559         pubkey = script2[1:-1]
 560         script2_test = pubkey_to_script2(pubkey)
 561     except:
 562         pass
 563     else:
 564         if script2_test == script2:
 565             return 'Pubkey. Address: %s' % (pubkey_to_address(pubkey, net),)
 566
 567     try:
 568         pubkey_hash = ShortHashType().unpack(script2[3:-2])
 569         script2_test2 = pubkey_hash_to_script2(pubkey_hash)
 570     except:
 571         pass
 572     else:
 573         if script2_test2 == script2:
 574             return 'Address. Address: %s' % (pubkey_hash_to_address(pubkey_hash, net),)
 575
 576     return 'Unknown. Script: %s'  % (script2.encode('hex'),)
 577
 578 # linked list tracker
 579
 580 class Tracker(object):
 581     def __init__(self):
 582         self.shares = {} # hash -> share
 583         #self.ids = {} # hash -> (id, height)
 584         self.reverse_shares = {} # previous_hash -> set of share_hashes
 585
 586         self.heads = {} # head hash -> tail_hash
 587         self.tails = {} # tail hash -> set of head hashes
 588
 589         self.heights = {} # share_hash -> height_to, ref, work_inc
 590         self.reverse_heights = {} # ref -> set of share_hashes
 591
 592         self.ref_generator = itertools.count()
 593         self.height_refs = {} # ref -> height, share_hash, work_inc
 594         self.reverse_height_refs = {} # share_hash -> ref
 595
 596         self.get_nth_parent_hash = skiplists.DistanceSkipList(self)
 597
 598         self.added = variable.Event()
 599         self.removed = variable.Event()
 600
 601     def add(self, share):
 602         assert not isinstance(share, (int, long, type(None)))
 603         if share.hash in self.shares:
 604             raise ValueError('share already present')
 605
 606         if share.hash in self.tails:
 607             heads = self.tails.pop(share.hash)
 608         else:
 609             heads = set([share.hash])
 610
 611         if share.previous_hash in self.heads:
 612             tail = self.heads.pop(share.previous_hash)
 613         else:
 614             tail = self.get_last(share.previous_hash)
 615             #tail2 = share.previous_hash
 616             #while tail2 in self.shares:
 617             #    tail2 = self.shares[tail2].previous_hash
 618             #assert tail == tail2
 619
 620         self.shares[share.hash] = share
 621         self.reverse_shares.setdefault(share.previous_hash, set()).add(share.hash)
 622
 623         self.tails.setdefault(tail, set()).update(heads)
 624         if share.previous_hash in self.tails[tail]:
 625             self.tails[tail].remove(share.previous_hash)
 626
 627         for head in heads:
 628             self.heads[head] = tail
 629
 630         self.added.happened(share)
 631
 632     def test(self):
 633         t = Tracker()
 634         for s in self.shares.itervalues():
 635             t.add(s)
 636
 637         assert self.shares == t.shares, (self.shares, t.shares)
 638         assert self.reverse_shares == t.reverse_shares, (self.reverse_shares, t.reverse_shares)
 639         assert self.heads == t.heads, (self.heads, t.heads)
 640         assert self.tails == t.tails, (self.tails, t.tails)
 641
 642     def remove(self, share_hash):
 643         assert isinstance(share_hash, (int, long, type(None)))
 644         if share_hash not in self.shares:
 645             raise KeyError()
 646
 647         share = self.shares[share_hash]
 648         del share_hash
 649
 650         children = self.reverse_shares.get(share.hash, set())
 651
 652         # move height refs referencing children down to this, so they can be moved up in one step
 653         if share.previous_hash in self.reverse_height_refs:
 654             if share.previous_hash not in self.tails:
 655                 for x in list(self.reverse_heights.get(self.reverse_height_refs.get(share.previous_hash, object()), set())):
 656                     self.get_last(x)
 657             for x in list(self.reverse_heights.get(self.reverse_height_refs.get(share.hash, object()), set())):
 658                 self.get_last(x)
 659             assert share.hash not in self.reverse_height_refs, list(self.reverse_heights.get(self.reverse_height_refs.get(share.hash, None), set()))
 660
 661         if share.hash in self.heads and share.previous_hash in self.tails:
 662             tail = self.heads.pop(share.hash)
 663             self.tails[tail].remove(share.hash)
 664             if not self.tails[share.previous_hash]:
 665                 self.tails.pop(share.previous_hash)
 666         elif share.hash in self.heads:
 667             tail = self.heads.pop(share.hash)
 668             self.tails[tail].remove(share.hash)
 669             if self.reverse_shares[share.previous_hash] != set([share.hash]):
 670                 pass # has sibling
 671             else:
 672                 self.tails[tail].add(share.previous_hash)
 673                 self.heads[share.previous_hash] = tail
 674         elif share.previous_hash in self.tails:
 675             heads = self.tails[share.previous_hash]
 676             if len(self.reverse_shares[share.previous_hash]) > 1:
 677                 raise NotImplementedError()
 678             else:
 679                 del self.tails[share.previous_hash]
 680                 for head in heads:
 681                     self.heads[head] = share.hash
 682                 self.tails[share.hash] = set(heads)
 683         else:
 684             raise NotImplementedError()
 685
 686         # move ref pointing to this up
 687         if share.previous_hash in self.reverse_height_refs:
 688             assert share.hash not in self.reverse_height_refs, list(self.reverse_heights.get(self.reverse_height_refs.get(share.hash, object()), set()))
 689
 690             ref = self.reverse_height_refs[share.previous_hash]
 691             cur_height, cur_hash, cur_work = self.height_refs[ref]
 692             assert cur_hash == share.previous_hash
 693             self.height_refs[ref] = cur_height - 1, share.hash, cur_work - target_to_average_attempts(share.target)
 694             del self.reverse_height_refs[share.previous_hash]
 695             self.reverse_height_refs[share.hash] = ref
 696
 697         # delete height entry, and ref if it is empty
 698         if share.hash in self.heights:
 699             _, ref, _ = self.heights.pop(share.hash)
 700             self.reverse_heights[ref].remove(share.hash)
 701             if not self.reverse_heights[ref]:
 702                 del self.reverse_heights[ref]
 703                 _, ref_hash, _ = self.height_refs.pop(ref)
 704                 del self.reverse_height_refs[ref_hash]
 705
 706         self.shares.pop(share.hash)
 707         self.reverse_shares[share.previous_hash].remove(share.hash)
 708         if not self.reverse_shares[share.previous_hash]:
 709             self.reverse_shares.pop(share.previous_hash)
 710
 711         #assert self.test() is None
 712         self.removed.happened(share)
 713
 714     def get_height(self, share_hash):
 715         height, work, last = self.get_height_work_and_last(share_hash)
 716         return height
 717
 718     def get_work(self, share_hash):
 719         height, work, last = self.get_height_work_and_last(share_hash)
 720         return work
 721
 722     def get_last(self, share_hash):
 723         height, work, last = self.get_height_work_and_last(share_hash)
 724         return last
 725
 726     def get_height_and_last(self, share_hash):
 727         height, work, last = self.get_height_work_and_last(share_hash)
 728         return height, last
 729
 730     def _get_height_jump(self, share_hash):
 731         if share_hash in self.heights:
 732             height_to1, ref, work_inc1 = self.heights[share_hash]
 733             height_to2, share_hash, work_inc2 = self.height_refs[ref]
 734             height_inc = height_to1 + height_to2
 735             work_inc = work_inc1 + work_inc2
 736         else:
 737             height_inc, share_hash, work_inc = 1, self.shares[share_hash].previous_hash, target_to_average_attempts(self.shares[share_hash].target)
 738         return height_inc, share_hash, work_inc
 739
 740     def _set_height_jump(self, share_hash, height_inc, other_share_hash, work_inc):
 741         if other_share_hash not in self.reverse_height_refs:
 742             ref = self.ref_generator.next()
 743             assert ref not in self.height_refs
 744             self.height_refs[ref] = 0, other_share_hash, 0
 745             self.reverse_height_refs[other_share_hash] = ref
 746             del ref
 747
 748         ref = self.reverse_height_refs[other_share_hash]
 749         ref_height_to, ref_share_hash, ref_work_inc = self.height_refs[ref]
 750         assert ref_share_hash == other_share_hash
 751
 752         if share_hash in self.heights:
 753             prev_ref = self.heights[share_hash][1]
 754             self.reverse_heights[prev_ref].remove(share_hash)
 755             if not self.reverse_heights[prev_ref] and prev_ref != ref:
 756                 self.reverse_heights.pop(prev_ref)
 757                 _, x, _ = self.height_refs.pop(prev_ref)
 758                 self.reverse_height_refs.pop(x)
 759         self.heights[share_hash] = height_inc - ref_height_to, ref, work_inc - ref_work_inc
 760         self.reverse_heights.setdefault(ref, set()).add(share_hash)
 761
 762     def get_height_work_and_last(self, share_hash):
 763         assert isinstance(share_hash, (int, long, type(None)))
 764         orig = share_hash
 765         height = 0
 766         work = 0
 767         updates = []
 768         while share_hash in self.shares:
 769             updates.append((share_hash, height, work))
 770             height_inc, share_hash, work_inc = self._get_height_jump(share_hash)
 771             height += height_inc
 772             work += work_inc
 773         for update_hash, height_then, work_then in updates:
 774             self._set_height_jump(update_hash, height - height_then, share_hash, work - work_then)
 775         return height, work, share_hash
 776
 777     def get_chain_known(self, start_hash):
 778         assert isinstance(start_hash, (int, long, type(None)))
 779         '''
 780         Chain starting with item of hash I{start_hash} of items that this Tracker contains
 781         '''
 782         item_hash_to_get = start_hash
 783         while True:
 784             if item_hash_to_get not in self.shares:
 785                 break
 786             share = self.shares[item_hash_to_get]
 787             assert not isinstance(share, long)
 788             yield share
 789             item_hash_to_get = share.previous_hash
 790
 791     def get_chain_to_root(self, start_hash, root=None):
 792         assert isinstance(start_hash, (int, long, type(None)))
 793         assert isinstance(root, (int, long, type(None)))
 794         '''
 795         Chain of hashes starting with share_hash of shares to the root (doesn't include root)
 796         Raises an error if one is missing
 797         '''
 798         share_hash_to_get = start_hash
 799         while share_hash_to_get != root:
 800             share = self.shares[share_hash_to_get]
 801             yield share
 802             share_hash_to_get = share.previous_hash
 803
 804     def get_best_hash(self):
 805         '''
 806         Returns hash of item with the most items in its chain
 807         '''
 808         if not self.heads:
 809             return None
 810         return max(self.heads, key=self.get_height_and_last)
 811
 812     def get_highest_height(self):
 813         return max(self.get_height_and_last(head)[0] for head in self.heads) if self.heads else 0
 814
 815     def is_child_of(self, share_hash, possible_child_hash):
 816         height, last = self.get_height_and_last(share_hash)
 817         child_height, child_last = self.get_height_and_last(possible_child_hash)
 818         if child_last != last:
 819             return None # not connected, so can't be determined
 820         height_up = child_height - height
 821         return height_up >= 0 and self.get_nth_parent_hash(possible_child_hash, height_up) == share_hash
 822
 823 class FakeShare(object):
 824     def __init__(self, **kwargs):
 825         self.__dict__.update(kwargs)
 826
 827 if __name__ == '__main__':
 828
 829     t = Tracker()
 830
 831     for i in xrange(10000):
 832         t.add(FakeShare(hash=i, previous_hash=i - 1 if i > 0 else None))
 833
 834     #t.remove(99)
 835
 836     print 'HEADS', t.heads
 837     print 'TAILS', t.tails
 838
 839     import random
 840
 841     while False:
 842         print
 843         print '-'*30
 844         print
 845         t = Tracker()
 846         for i in xrange(random.randrange(100)):
 847             x = random.choice(list(t.shares) + [None])
 848             print i, '->', x
 849             t.add(FakeShare(i, x))
 850         while t.shares:
 851             x = random.choice(list(t.shares))
 852             print 'DEL', x, t.__dict__
 853             try:
 854                 t.remove(x)
 855             except NotImplementedError:
 856                 print 'aborted; not implemented'
 857         import time
 858         time.sleep(.1)
 859         print 'HEADS', t.heads
 860         print 'TAILS', t.tails
 861
 862     #for share_hash, share in sorted(t.shares.iteritems()):
 863     #    print share_hash, share.previous_hash, t.heads.get(share_hash), t.tails.get(share_hash)
 864
 865     #import sys;sys.exit()
 866
 867     print t.get_nth_parent_hash(9000, 5000)
 868     print t.get_nth_parent_hash(9001, 412)
 869     #print t.get_nth_parent_hash(90, 51)
 870
 871     for share_hash in sorted(t.shares):
 872         print str(share_hash).rjust(4),
 873         x = t.skips.get(share_hash, None)
 874         if x is not None:
 875             print str(x[0]).rjust(4),
 876             for a in x[1]:
 877                 print str(a).rjust(10),
 878         print
 879
 880 # network definitions
 881
 882 class Mainnet(object):
 883     BITCOIN_P2P_PREFIX = 'f9beb4d9'.decode('hex')
 884     BITCOIN_P2P_PORT = 8333
 885     BITCOIN_ADDRESS_VERSION = 0
 886     BITCOIN_RPC_PORT = 8332
 887     BITCOIN_RPC_CHECK = staticmethod(defer.inlineCallbacks(lambda bitcoind: defer.returnValue(
 888         'name_firstupdate' not in (yield bitcoind.rpc_help()) and
 889         'ixcoinaddress' not in (yield bitcoind.rpc_help()) and
 890         not (yield bitcoind.rpc_getinfo())['testnet']
 891     )))
 892     BITCOIN_SUBSIDY_FUNC = staticmethod(lambda height: 50*100000000 >> (height + 1)//210000)
 893     BITCOIN_SYMBOL = 'BTC'
 894
 895 class Testnet(object):
 896     BITCOIN_P2P_PREFIX = 'fabfb5da'.decode('hex')
 897     BITCOIN_P2P_PORT = 18333
 898     BITCOIN_ADDRESS_VERSION = 111
 899     BITCOIN_RPC_PORT = 8332
 900     BITCOIN_RPC_CHECK = staticmethod(defer.inlineCallbacks(lambda bitcoind: defer.returnValue(
 901         'name_firstupdate' not in (yield bitcoind.rpc_help()) and
 902         'ixcoinaddress' not in (yield bitcoind.rpc_help()) and
 903         (yield bitcoind.rpc_getinfo())['testnet']
 904     )))
 905     BITCOIN_SUBSIDY_FUNC = staticmethod(lambda height: 50*100000000 >> (height + 1)//210000)
 906     BITCOIN_SYMBOL = 'tBTC'