expanded get_shares to include parents
[p2pool.git] / p2pool / p2p.py
1 from __future__ import division
2
3 import random
4 import time
5
6 from twisted.internet import defer, protocol, reactor
7 from twisted.python import log
8
9 from p2pool.bitcoin import p2p as bitcoin_p2p
10 from p2pool.bitcoin import data as bitcoin_data
11 from p2pool import data as p2pool_data
12 from p2pool.util import deferral, variable, dicts
13
14 # mode
15 #     0: send hash first (high latency, low bandwidth)
16 #     1: send entire share (low latency, high bandwidth)
17
18 class Protocol(bitcoin_p2p.BaseProtocol):
19     version = 1
20     sub_version = ''
21     
22     def __init__(self, node):
23         self.node = node
24         
25         self._prefix = self.node.net.PREFIX
26     
27     use_checksum = True
28     compress = True
29     
30     other_version = None
31     node_var_watch = None
32     connected2 = False
33     
34     @property
35     def mode(self):
36         return min(self.node.mode_var.value, self.other_mode_var.value)
37     
38     def connectionMade(self):
39         bitcoin_p2p.BaseProtocol.connectionMade(self)
40         
41         self.send_version(
42             version=self.version,
43             services=0,
44             addr_to=dict(
45                 services=0,
46                 address=self.transport.getPeer().host,
47                 port=self.transport.getPeer().port,
48             ),
49             addr_from=dict(
50                 services=0,
51                 address=self.transport.getHost().host,
52                 port=self.transport.getHost().port,
53             ),
54             nonce=self.node.nonce,
55             sub_version=self.sub_version,
56             mode=self.node.mode_var.value,
57             best_share_hash=self.node.current_work.value['best_share_hash'],
58         )
59         
60         self.node_var_watch = self.node.mode_var.changed.watch(lambda new_mode: self.send_set_mode(mode=new_mode))
61         
62         reactor.callLater(10, self._connect_timeout)
63     
64     def _connect_timeout(self):
65         if not self.connected2 and self.transport.connected:
66             print 'Handshake timed out, disconnecting from %s:%i' % (self.transport.getPeer().host, self.transport.getPeer().port)
67             self.transport.loseConnection()
68     
69     @defer.inlineCallbacks
70     def _think(self):
71         while self.connected2:
72             self.send_ping()
73             yield deferral.sleep(random.expovariate(1/100))
74     
75     @defer.inlineCallbacks
76     def _think2(self):
77         while self.connected2:
78             self.send_addrme(port=self.node.port)
79             #print 'sending addrme'
80             yield deferral.sleep(random.expovariate(1/100))
81     
82     message_version = bitcoin_data.ComposedType([
83         ('version', bitcoin_data.StructType('<I')),
84         ('services', bitcoin_data.StructType('<Q')),
85         ('addr_to', bitcoin_data.address_type),
86         ('addr_from', bitcoin_data.address_type),
87         ('nonce', bitcoin_data.StructType('<Q')),
88         ('sub_version', bitcoin_data.VarStrType()),
89         ('mode', bitcoin_data.StructType('<I')),
90         ('best_share_hash', bitcoin_data.PossiblyNone(0, bitcoin_data.HashType())),
91     ])
92     def handle_version(self, version, services, addr_to, addr_from, nonce, sub_version, mode, best_share_hash):
93         self.other_version = version
94         self.other_services = services
95         self.other_mode_var = variable.Variable(mode)
96         
97         if nonce == self.node.nonce:
98             #print 'Detected connection to self, disconnecting from %s:%i' % (self.transport.getPeer().host, self.transport.getPeer().port)
99             self.transport.loseConnection()
100             return
101         if nonce in self.node.peers:
102             #print 'Detected duplicate connection, disconnecting from %s:%i' % (self.transport.getPeer().host, self.transport.getPeer().port)
103             self.transport.loseConnection()
104             return
105         
106         self.nonce = nonce
107         self.connected2 = True
108         self.node.got_conn(self)
109         
110         self._think()
111         self._think2()
112         
113         if best_share_hash is not None:
114             self.handle_share0s(hashes=[best_share_hash])
115     
116     
117     message_update_mode = bitcoin_data.ComposedType([
118         ('mode', bitcoin_data.StructType('<I')),
119     ])
120     def handle_set_mode(self, mode):
121         self.other_mode_var.set(mode)
122     
123     message_ping = bitcoin_data.ComposedType([])
124     def handle_ping(self):
125         pass
126     
127     message_addrme = bitcoin_data.ComposedType([
128         ('port', bitcoin_data.StructType('<H')),
129     ])
130     def handle_addrme(self, port):
131         host = self.transport.getPeer().host
132         #print 'addrme from', host, port
133         if host == '127.0.0.1':
134             if random.random() < .8 and self.node.peers:
135                 random.choice(self.node.peers.values()).send_addrme(port=port) # services...
136         else:
137             self.node.got_addr((self.transport.getPeer().host, port), self.other_services, int(time.time()))
138             if random.random() < .8 and self.node.peers:
139                 random.choice(self.node.peers.values()).send_addrs(addrs=[
140                     dict(
141                         address=dict(
142                             services=self.other_services,
143                             address=host,
144                             port=port,
145                         ),
146                         timestamp=int(time.time()),
147                     ),
148                 ])
149     
150     message_addrs = bitcoin_data.ComposedType([
151         ('addrs', bitcoin_data.ListType(bitcoin_data.ComposedType([
152             ('timestamp', bitcoin_data.StructType('<Q')),
153             ('address', bitcoin_data.address_type),
154         ]))),
155     ])
156     def handle_addrs(self, addrs):
157         for addr_record in addrs:
158             self.node.got_addr((addr_record['address']['address'], addr_record['address']['port']), addr_record['address']['services'], min(int(time.time()), addr_record['timestamp']))
159             if random.random() < .8 and self.node.peers:
160                 random.choice(self.node.peers.values()).send_addrs(addrs=[addr_record])
161     
162     message_getaddrs = bitcoin_data.ComposedType([
163         ('count', bitcoin_data.StructType('<I')),
164     ])
165     def handle_getaddrs(self, count):
166         self.send_addrs(addrs=[
167             dict(
168                 timestamp=self.node.addr_store[host, port][2],
169                 address=dict(
170                     services=self.node.addr_store[host, port][0],
171                     address=host,
172                     port=port,
173                 ),
174             ) for host, port in
175             random.sample(self.node.addr_store.keys(), min(count, len(self.node.addr_store)))
176         ])
177     
178     message_gettobest = bitcoin_data.ComposedType([
179         ('have', bitcoin_data.ListType(bitcoin_data.HashType())),
180     ])
181     def handle_gettobest(self, have):
182         self.node.handle_get_to_best(have, self)
183     
184     message_getshares = bitcoin_data.ComposedType([
185         ('hashes', bitcoin_data.ListType(bitcoin_data.HashType())),
186         ('parents', bitcoin_data.VarIntType()),
187     ])
188     def handle_getshares(self, hashes, parents):
189         self.node.handle_get_shares(hashes, parents, self)
190     
191     message_share0s = bitcoin_data.ComposedType([
192         ('hashes', bitcoin_data.ListType(bitcoin_data.HashType())),
193     ])
194     def handle_share0s(self, hashes):
195         for hash_ in hashes:
196             self.node.handle_share_hash(hash_, self)
197     
198     message_share1as = bitcoin_data.ComposedType([
199         ('share1as', bitcoin_data.ListType(p2pool_data.share1a_type)),
200     ])
201     def handle_share1as(self, share1as):
202         for share1a in share1as:
203             hash_ = bitcoin_data.block_header_type.hash256(share1a['header'])
204             if hash_ <= share1a['header']['target']:
205                 print 'Dropping peer %s:%i due to invalid share' % (self.transport.getPeer().host, self.transport.getPeer().port)
206                 self.transport.loseConnection()
207                 return
208             share = p2pool_data.Share.from_share1a(share1a)
209             share.peer = self # XXX
210             self.node.handle_share(share, self)
211     
212     message_share1bs = bitcoin_data.ComposedType([
213         ('share1bs', bitcoin_data.ListType(p2pool_data.share1b_type)),
214     ])
215     def handle_share1bs(self, share1bs):
216         for share1b in share1bs:
217             hash_ = bitcoin_data.block_header_type.hash256(share1b['header'])
218             if not hash_ <= share1b['header']['target']:
219                 print 'Dropping peer %s:%i due to invalid share' % (self.transport.getPeer().host, self.transport.getPeer().port)
220                 self.transport.loseConnection()
221                 return
222             share = p2pool_data.Share.from_share1b(share1b)
223             share.peer = self # XXX
224             self.node.handle_share(share, self)
225     
226     def send_share(self, share, full=False):
227         if share.hash <= share.header['target']:
228             self.send_share1bs(share1bs=[share.as_share1b()])
229         else:
230             if self.mode == 0 and not full:
231                 self.send_share0s(hashes=[share.hash])
232             elif self.mode == 1 or full:
233                 self.send_share1as(share1as=[share.as_share1a()])
234             else:
235                 raise ValueError(self.mode)
236     
237     def connectionLost(self, reason):
238         if self.node_var_watch is not None:
239             self.node.mode_var.changed.unwatch(self.node_var_watch)
240         
241         if self.connected2:
242             self.node.lost_conn(self)
243
244 class ServerFactory(protocol.ServerFactory):
245     def __init__(self, node):
246         self.node = node
247     
248     def buildProtocol(self, addr):
249         p = Protocol(self.node)
250         p.factory = self
251         return p
252
253 class ClientFactory(protocol.ClientFactory):
254     def __init__(self, node):
255         self.node = node
256     
257     def buildProtocol(self, addr):
258         p = Protocol(self.node)
259         p.factory = self
260         return p
261     
262     def startedConnecting(self, connector):
263         self.node.attempt_started(connector)
264     
265     def clientConnectionFailed(self, connector, reason):
266         self.node.attempt_failed(connector)
267     
268     def clientConnectionLost(self, connector, reason):
269         self.node.attempt_ended(connector)
270
271 addrdb_key = bitcoin_data.ComposedType([
272     ('address', bitcoin_data.IPV6AddressType()),
273     ('port', bitcoin_data.StructType('>H')),
274 ])
275 addrdb_value = bitcoin_data.ComposedType([
276     ('services', bitcoin_data.StructType('<Q')),
277     ('first_seen', bitcoin_data.StructType('<Q')),
278     ('last_seen', bitcoin_data.StructType('<Q')),
279 ])
280
281 class AddrStore(dicts.DictWrapper):
282     def encode_key(self, (address, port)):
283         return addrdb_key.pack(dict(address=address, port=port))
284     def decode_key(self, encoded_key):
285         k = addrdb_key.unpack(encoded_key)
286         return k['address'], k['port']
287     
288     def encode_value(self, (services, first_seen, last_seen)):
289         return addrdb_value.pack(dict(services=services, first_seen=first_seen, last_seen=last_seen))
290     def decode_value(self, encoded_value):
291         v = addrdb_value.unpack(encoded_value)
292         return v['services'], v['first_seen'], v['last_seen']
293
294 class Node(object):
295     def __init__(self, current_work, port, net, addr_store=None, preferred_addrs=[], mode=0, desired_peers=10, max_attempts=100):
296         if addr_store is None:
297             addr_store = {}
298         
299         self.port = port
300         self.net = net
301         self.addr_store = AddrStore(addr_store)
302         self.preferred_addrs = preferred_addrs
303         self.mode_var = variable.Variable(mode)
304         self.desired_peers = desired_peers
305         self.max_attempts = max_attempts
306         self.current_work = current_work
307         
308         self.nonce = random.randrange(2**64)
309         self.attempts = {}
310         self.peers = {}
311         self.running = False
312     
313     def start(self):
314         if self.running:
315             raise ValueError('already running')
316         
317         self.running = True
318         
319         self.listen_port = reactor.listenTCP(self.port, ServerFactory(self))
320         
321         self._think()
322         self._think2()
323     
324     @defer.inlineCallbacks
325     def _think(self):
326         while self.running:
327             try:
328                 if len(self.peers) < self.desired_peers and len(self.attempts) < self.max_attempts and (len(self.preferred_addrs) or len(self.addr_store)):
329                     if (random.randrange(2) and len(self.preferred_addrs)) or not len(self.addr_store):
330                         host, port = random.choice(self.preferred_addrs)
331                     else:
332                         host, port = random.choice(self.addr_store.keys())
333                     
334                     if (host, port) not in self.attempts:
335                         #print 'Trying to connect to', host, port
336                         reactor.connectTCP(host, port, ClientFactory(self), timeout=10)
337             except:
338                 log.err()
339             
340             yield deferral.sleep(random.expovariate(1/5))
341     
342     @defer.inlineCallbacks
343     def _think2(self):
344         while self.running:
345             try:
346                 if len(self.addr_store) < self.preferred_addrs and self.peers:
347                     random.choice(self.peers.values()).send_getaddrs(count=8)
348             except:
349                 log.err()
350             
351             yield deferral.sleep(random.expovariate(1/20))
352     
353     def stop(self):
354         if not self.running:
355             raise ValueError('already stopped')
356         
357         self.running = False
358         
359         self.listen_port.stopListening()
360     
361     
362     def attempt_started(self, connector):
363         host, port = connector.getDestination().host, connector.getDestination().port
364         if (host, port) in self.attempts:
365             raise ValueError('already have attempt')
366         self.attempts[host, port] = connector
367     
368     def attempt_failed(self, connector):
369         self.attempt_ended(connector)
370     
371     def attempt_ended(self, connector):
372         host, port = connector.getDestination().host, connector.getDestination().port
373         if (host, port) not in self.attempts:
374             raise ValueError('''don't have attempt''')
375         if connector is not self.attempts[host, port]:
376             raise ValueError('wrong connector')
377         del self.attempts[host, port]
378     
379     
380     def got_conn(self, conn):
381         if conn.nonce in self.peers:
382             raise ValueError('already have peer')
383         self.peers[conn.nonce] = conn
384         
385         print 'Connected to peer %s:%i' % (conn.transport.getPeer().host, conn.transport.getPeer().port)
386     
387     def lost_conn(self, conn):
388         if conn.nonce not in self.peers:
389             raise ValueError('''don't have peer''')
390         if conn is not self.peers[conn.nonce]:
391             raise ValueError('wrong conn')
392         del self.peers[conn.nonce]
393         
394         print 'Lost peer %s:%i' % (conn.transport.getPeer().host, conn.transport.getPeer().port)
395     
396     
397     def got_addr(self, (host, port), services, timestamp):
398         if (host, port) in self.addr_store:
399             old_services, old_first_seen, old_last_seen = self.addr_store[host, port]
400             self.addr_store[host, port] = services, old_first_seen, max(old_last_seen, timestamp)
401         else:
402             self.addr_store[host, port] = services, timestamp, timestamp
403     
404     def handle_share(self, share, peer):
405         print 'handle_share', (share, peer)
406     
407     def handle_share_hash(self, hash_, peer):
408         print 'handle_share_hash', (hash_, peer)
409     
410     def handle_get_to_best(self, have, peer):
411         print 'handle_get_to_best', (have, peer)
412     
413     def handle_get_shares(self, hashes, parents, peer):
414         print 'handle_get_shares', (hashes, parents, peer)
415
416 if __name__ == '__main__':
417     p = random.randrange(2**15, 2**16)
418     for i in xrange(5):
419         p2 = random.randrange(2**15, 2**16)
420         print p, p2
421         n = Node(p2, True, {addrdb_key.pack(dict(address='127.0.0.1', port=p)): addrdb_value.pack(dict(services=0, first_seen=int(time.time())-10, last_seen=int(time.time())))})
422         n.start()
423         p = p2
424     
425     reactor.run()