fixed low bandwidth bug
[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     max_payload_length = 1000000
28     max_net_payload_length = 2000000
29     use_checksum = True
30     compress = False
31     
32     other_version = None
33     node_var_watch = None
34     connected2 = False
35     
36     @property
37     def mode(self):
38         return min(self.node.mode_var.value, self.other_mode_var.value)
39     
40     def connectionMade(self):
41         bitcoin_p2p.BaseProtocol.connectionMade(self)
42         
43         self.send_version(
44             version=self.version,
45             services=0,
46             addr_to=dict(
47                 services=0,
48                 address=self.transport.getPeer().host,
49                 port=self.transport.getPeer().port,
50             ),
51             addr_from=dict(
52                 services=0,
53                 address=self.transport.getHost().host,
54                 port=self.transport.getHost().port,
55             ),
56             nonce=self.node.nonce,
57             sub_version=self.sub_version,
58             mode=self.node.mode_var.value,
59             best_share_hash=self.node.current_work.value['best_share_hash'],
60         )
61         
62         self.node_var_watch = self.node.mode_var.changed.watch(lambda new_mode: self.send_set_mode(mode=new_mode))
63         
64         reactor.callLater(10, self._connect_timeout)
65     
66     def _connect_timeout(self):
67         if not self.connected2 and self.transport.connected:
68             print 'Handshake timed out, disconnecting from %s:%i' % (self.transport.getPeer().host, self.transport.getPeer().port)
69             self.transport.loseConnection()
70     
71     @defer.inlineCallbacks
72     def _think(self):
73         while self.connected2:
74             self.send_ping()
75             yield deferral.sleep(random.expovariate(1/100))
76     
77     @defer.inlineCallbacks
78     def _think2(self):
79         while self.connected2:
80             self.send_addrme(port=self.node.port)
81             #print 'sending addrme'
82             yield deferral.sleep(random.expovariate(1/100))
83     
84     message_version = bitcoin_data.ComposedType([
85         ('version', bitcoin_data.StructType('<I')),
86         ('services', bitcoin_data.StructType('<Q')),
87         ('addr_to', bitcoin_data.address_type),
88         ('addr_from', bitcoin_data.address_type),
89         ('nonce', bitcoin_data.StructType('<Q')),
90         ('sub_version', bitcoin_data.VarStrType()),
91         ('mode', bitcoin_data.StructType('<I')),
92         ('best_share_hash', bitcoin_data.PossiblyNone(0, bitcoin_data.HashType())),
93     ])
94     def handle_version(self, version, services, addr_to, addr_from, nonce, sub_version, mode, best_share_hash):
95         self.other_version = version
96         self.other_services = services
97         self.other_mode_var = variable.Variable(mode)
98         
99         if nonce == self.node.nonce:
100             #print 'Detected connection to self, disconnecting from %s:%i' % (self.transport.getPeer().host, self.transport.getPeer().port)
101             self.transport.loseConnection()
102             return
103         if nonce in self.node.peers:
104             #print 'Detected duplicate connection, disconnecting from %s:%i' % (self.transport.getPeer().host, self.transport.getPeer().port)
105             self.transport.loseConnection()
106             return
107         
108         self.nonce = nonce
109         self.connected2 = True
110         self.node.got_conn(self)
111         
112         self._think()
113         self._think2()
114         
115         if best_share_hash is not None:
116             self.handle_share0s(hashes=[best_share_hash])
117     
118     
119     message_update_mode = bitcoin_data.ComposedType([
120         ('mode', bitcoin_data.StructType('<I')),
121     ])
122     def handle_set_mode(self, mode):
123         self.other_mode_var.set(mode)
124     
125     message_ping = bitcoin_data.ComposedType([])
126     def handle_ping(self):
127         pass
128     
129     message_addrme = bitcoin_data.ComposedType([
130         ('port', bitcoin_data.StructType('<H')),
131     ])
132     def handle_addrme(self, port):
133         host = self.transport.getPeer().host
134         #print 'addrme from', host, port
135         if host == '127.0.0.1':
136             if random.random() < .8 and self.node.peers:
137                 random.choice(self.node.peers.values()).send_addrme(port=port) # services...
138         else:
139             self.node.got_addr((self.transport.getPeer().host, port), self.other_services, int(time.time()))
140             if random.random() < .8 and self.node.peers:
141                 random.choice(self.node.peers.values()).send_addrs(addrs=[
142                     dict(
143                         address=dict(
144                             services=self.other_services,
145                             address=host,
146                             port=port,
147                         ),
148                         timestamp=int(time.time()),
149                     ),
150                 ])
151     
152     message_addrs = bitcoin_data.ComposedType([
153         ('addrs', bitcoin_data.ListType(bitcoin_data.ComposedType([
154             ('timestamp', bitcoin_data.StructType('<Q')),
155             ('address', bitcoin_data.address_type),
156         ]))),
157     ])
158     def handle_addrs(self, addrs):
159         for addr_record in addrs:
160             self.node.got_addr((addr_record['address']['address'], addr_record['address']['port']), addr_record['address']['services'], min(int(time.time()), addr_record['timestamp']))
161             if random.random() < .8 and self.node.peers:
162                 random.choice(self.node.peers.values()).send_addrs(addrs=[addr_record])
163     
164     message_getaddrs = bitcoin_data.ComposedType([
165         ('count', bitcoin_data.StructType('<I')),
166     ])
167     def handle_getaddrs(self, count):
168         self.send_addrs(addrs=[
169             dict(
170                 timestamp=self.node.addr_store[host, port][2],
171                 address=dict(
172                     services=self.node.addr_store[host, port][0],
173                     address=host,
174                     port=port,
175                 ),
176             ) for host, port in
177             random.sample(self.node.addr_store.keys(), min(count, len(self.node.addr_store)))
178         ])
179     
180     message_getshares = bitcoin_data.ComposedType([
181         ('hashes', bitcoin_data.ListType(bitcoin_data.HashType())),
182         ('parents', bitcoin_data.VarIntType()),
183         ('stops', bitcoin_data.ListType(bitcoin_data.HashType())),
184     ])
185     def handle_getshares(self, hashes, parents, stops):
186         self.node.handle_get_shares(hashes, parents, stops, self)
187     
188     message_share0s = bitcoin_data.ComposedType([
189         ('hashes', bitcoin_data.ListType(bitcoin_data.HashType())),
190     ])
191     def handle_share0s(self, hashes):
192         for hash_ in hashes:
193             self.node.handle_share_hash(hash_, self)
194     
195     message_share1as = bitcoin_data.ComposedType([
196         ('share1as', bitcoin_data.ListType(p2pool_data.share1a_type)),
197     ])
198     def handle_share1as(self, share1as):
199         for share1a in share1as:
200             hash_ = bitcoin_data.block_header_type.hash256(share1a['header'])
201             if hash_ <= share1a['header']['target']:
202                 print 'Dropping peer %s:%i due to invalid share' % (self.transport.getPeer().host, self.transport.getPeer().port)
203                 self.transport.loseConnection()
204                 return
205             share = p2pool_data.Share.from_share1a(share1a)
206             share.peer = self # XXX
207             self.node.handle_share(share, self)
208     
209     message_share1bs = bitcoin_data.ComposedType([
210         ('share1bs', bitcoin_data.ListType(p2pool_data.share1b_type)),
211     ])
212     def handle_share1bs(self, share1bs):
213         for share1b in share1bs:
214             hash_ = bitcoin_data.block_header_type.hash256(share1b['header'])
215             if not hash_ <= share1b['header']['target']:
216                 print 'Dropping peer %s:%i due to invalid share' % (self.transport.getPeer().host, self.transport.getPeer().port)
217                 self.transport.loseConnection()
218                 return
219             share = p2pool_data.Share.from_share1b(share1b)
220             share.peer = self # XXX
221             self.node.handle_share(share, self)
222     
223     def send_shares(self, shares, full=False):
224         share1bs = []
225         share0s = []
226         share1as = []
227         # XXX doesn't need to send full block when it's not urgent
228         # eg. when getting history
229         for share in shares:
230             if share.hash <= share.header['target']:
231                 share1bs.append(share.as_share1b())
232             else:
233                 if self.mode == 0 and not full:
234                     share0s.append(share.hash)
235                 elif self.mode == 1 or full:
236                     share1as.append(share.as_share1a())
237                 else:
238                     raise ValueError(self.mode)
239         if share1bs: self.send_share1bs(share1bs=share1bs)
240         if share0s: self.send_share0s(hashes=share0s)
241         if share1as: self.send_share1as(share1as=share1as)
242     
243     def connectionLost(self, reason):
244         if self.node_var_watch is not None:
245             self.node.mode_var.changed.unwatch(self.node_var_watch)
246         
247         if self.connected2:
248             self.node.lost_conn(self)
249
250 class ServerFactory(protocol.ServerFactory):
251     def __init__(self, node):
252         self.node = node
253     
254     def buildProtocol(self, addr):
255         p = Protocol(self.node)
256         p.factory = self
257         return p
258
259 class ClientFactory(protocol.ClientFactory):
260     def __init__(self, node):
261         self.node = node
262     
263     def buildProtocol(self, addr):
264         p = Protocol(self.node)
265         p.factory = self
266         return p
267     
268     def startedConnecting(self, connector):
269         self.node.attempt_started(connector)
270     
271     def clientConnectionFailed(self, connector, reason):
272         self.node.attempt_failed(connector)
273     
274     def clientConnectionLost(self, connector, reason):
275         self.node.attempt_ended(connector)
276
277 addrdb_key = bitcoin_data.ComposedType([
278     ('address', bitcoin_data.IPV6AddressType()),
279     ('port', bitcoin_data.StructType('>H')),
280 ])
281 addrdb_value = bitcoin_data.ComposedType([
282     ('services', bitcoin_data.StructType('<Q')),
283     ('first_seen', bitcoin_data.StructType('<Q')),
284     ('last_seen', bitcoin_data.StructType('<Q')),
285 ])
286
287 class AddrStore(dicts.DictWrapper):
288     def encode_key(self, (address, port)):
289         return addrdb_key.pack(dict(address=address, port=port))
290     def decode_key(self, encoded_key):
291         k = addrdb_key.unpack(encoded_key)
292         return k['address'], k['port']
293     
294     def encode_value(self, (services, first_seen, last_seen)):
295         return addrdb_value.pack(dict(services=services, first_seen=first_seen, last_seen=last_seen))
296     def decode_value(self, encoded_value):
297         v = addrdb_value.unpack(encoded_value)
298         return v['services'], v['first_seen'], v['last_seen']
299
300 class Node(object):
301     def __init__(self, current_work, port, net, addr_store=None, preferred_addrs=[], mode=0, desired_peers=10, max_attempts=100):
302         if addr_store is None:
303             addr_store = {}
304         
305         self.port = port
306         self.net = net
307         self.addr_store = AddrStore(addr_store)
308         self.preferred_addrs = preferred_addrs
309         self.mode_var = variable.Variable(mode)
310         self.desired_peers = desired_peers
311         self.max_attempts = max_attempts
312         self.current_work = current_work
313         
314         self.nonce = random.randrange(2**64)
315         self.attempts = {}
316         self.peers = {}
317         self.running = False
318     
319     def start(self):
320         if self.running:
321             raise ValueError('already running')
322         
323         self.running = True
324         
325         self.listen_port = reactor.listenTCP(self.port, ServerFactory(self))
326         
327         self._think()
328         self._think2()
329     
330     @defer.inlineCallbacks
331     def _think(self):
332         while self.running:
333             try:
334                 if len(self.peers) < self.desired_peers and len(self.attempts) < self.max_attempts and (len(self.preferred_addrs) or len(self.addr_store)):
335                     if (random.randrange(2) and len(self.preferred_addrs)) or not len(self.addr_store):
336                         host, port = random.choice(self.preferred_addrs)
337                     else:
338                         host, port = random.choice(self.addr_store.keys())
339                     
340                     if (host, port) not in self.attempts:
341                         #print 'Trying to connect to', host, port
342                         reactor.connectTCP(host, port, ClientFactory(self), timeout=10)
343             except:
344                 log.err()
345             
346             yield deferral.sleep(random.expovariate(1/5))
347     
348     @defer.inlineCallbacks
349     def _think2(self):
350         while self.running:
351             try:
352                 if len(self.addr_store) < self.preferred_addrs and self.peers:
353                     random.choice(self.peers.values()).send_getaddrs(count=8)
354             except:
355                 log.err()
356             
357             yield deferral.sleep(random.expovariate(1/20))
358     
359     def stop(self):
360         if not self.running:
361             raise ValueError('already stopped')
362         
363         self.running = False
364         
365         self.listen_port.stopListening()
366     
367     
368     def attempt_started(self, connector):
369         host, port = connector.getDestination().host, connector.getDestination().port
370         if (host, port) in self.attempts:
371             raise ValueError('already have attempt')
372         self.attempts[host, port] = connector
373     
374     def attempt_failed(self, connector):
375         self.attempt_ended(connector)
376     
377     def attempt_ended(self, connector):
378         host, port = connector.getDestination().host, connector.getDestination().port
379         if (host, port) not in self.attempts:
380             raise ValueError('''don't have attempt''')
381         if connector is not self.attempts[host, port]:
382             raise ValueError('wrong connector')
383         del self.attempts[host, port]
384     
385     
386     def got_conn(self, conn):
387         if conn.nonce in self.peers:
388             raise ValueError('already have peer')
389         self.peers[conn.nonce] = conn
390         
391         print 'Connected to peer %s:%i' % (conn.transport.getPeer().host, conn.transport.getPeer().port)
392     
393     def lost_conn(self, conn):
394         if conn.nonce not in self.peers:
395             raise ValueError('''don't have peer''')
396         if conn is not self.peers[conn.nonce]:
397             raise ValueError('wrong conn')
398         del self.peers[conn.nonce]
399         
400         print 'Lost peer %s:%i' % (conn.transport.getPeer().host, conn.transport.getPeer().port)
401     
402     
403     def got_addr(self, (host, port), services, timestamp):
404         if (host, port) in self.addr_store:
405             old_services, old_first_seen, old_last_seen = self.addr_store[host, port]
406             self.addr_store[host, port] = services, old_first_seen, max(old_last_seen, timestamp)
407         else:
408             self.addr_store[host, port] = services, timestamp, timestamp
409     
410     def handle_share(self, share, peer):
411         print 'handle_share', (share, peer)
412     
413     def handle_share_hash(self, hash_, peer):
414         print 'handle_share_hash', (hash_, peer)
415     
416     def handle_get_shares(self, hashes, parents, stops, peer):
417         print 'handle_get_shares', (hashes, parents, stops, peer)
418
419 if __name__ == '__main__':
420     p = random.randrange(2**15, 2**16)
421     for i in xrange(5):
422         p2 = random.randrange(2**15, 2**16)
423         print p, p2
424         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())))})
425         n.start()
426         p = p2
427     
428     reactor.run()