cleanup, compressed p2p, bugs, finished HeightTracker
[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 = True
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_gettobest = bitcoin_data.ComposedType([
181         ('have', bitcoin_data.ListType(bitcoin_data.HashType())),
182     ])
183     def handle_gettobest(self, have):
184         self.node.handle_get_to_best(have, self)
185     
186     message_getshares = bitcoin_data.ComposedType([
187         ('hashes', bitcoin_data.ListType(bitcoin_data.HashType())),
188         ('parents', bitcoin_data.VarIntType()),
189     ])
190     def handle_getshares(self, hashes, parents):
191         self.node.handle_get_shares(hashes, parents, self)
192     
193     message_share0s = bitcoin_data.ComposedType([
194         ('hashes', bitcoin_data.ListType(bitcoin_data.HashType())),
195     ])
196     def handle_share0s(self, hashes):
197         for hash_ in hashes:
198             self.node.handle_share_hash(hash_, self)
199     
200     message_share1as = bitcoin_data.ComposedType([
201         ('share1as', bitcoin_data.ListType(p2pool_data.share1a_type)),
202     ])
203     def handle_share1as(self, share1as):
204         for share1a in share1as:
205             hash_ = bitcoin_data.block_header_type.hash256(share1a['header'])
206             if hash_ <= share1a['header']['target']:
207                 print 'Dropping peer %s:%i due to invalid share' % (self.transport.getPeer().host, self.transport.getPeer().port)
208                 self.transport.loseConnection()
209                 return
210             share = p2pool_data.Share.from_share1a(share1a)
211             share.peer = self # XXX
212             self.node.handle_share(share, self)
213     
214     message_share1bs = bitcoin_data.ComposedType([
215         ('share1bs', bitcoin_data.ListType(p2pool_data.share1b_type)),
216     ])
217     def handle_share1bs(self, share1bs):
218         for share1b in share1bs:
219             hash_ = bitcoin_data.block_header_type.hash256(share1b['header'])
220             if not hash_ <= share1b['header']['target']:
221                 print 'Dropping peer %s:%i due to invalid share' % (self.transport.getPeer().host, self.transport.getPeer().port)
222                 self.transport.loseConnection()
223                 return
224             share = p2pool_data.Share.from_share1b(share1b)
225             share.peer = self # XXX
226             self.node.handle_share(share, self)
227     
228     def send_share(self, share, full=False):
229         if share.hash <= share.header['target']:
230             self.send_share1bs(share1bs=[share.as_share1b()])
231         else:
232             if self.mode == 0 and not full:
233                 self.send_share0s(hashes=[share.hash])
234             elif self.mode == 1 or full:
235                 self.send_share1as(share1as=[share.as_share1a()])
236             else:
237                 raise ValueError(self.mode)
238     
239     def connectionLost(self, reason):
240         if self.node_var_watch is not None:
241             self.node.mode_var.changed.unwatch(self.node_var_watch)
242         
243         if self.connected2:
244             self.node.lost_conn(self)
245
246 class ServerFactory(protocol.ServerFactory):
247     def __init__(self, node):
248         self.node = node
249     
250     def buildProtocol(self, addr):
251         p = Protocol(self.node)
252         p.factory = self
253         return p
254
255 class ClientFactory(protocol.ClientFactory):
256     def __init__(self, node):
257         self.node = node
258     
259     def buildProtocol(self, addr):
260         p = Protocol(self.node)
261         p.factory = self
262         return p
263     
264     def startedConnecting(self, connector):
265         self.node.attempt_started(connector)
266     
267     def clientConnectionFailed(self, connector, reason):
268         self.node.attempt_failed(connector)
269     
270     def clientConnectionLost(self, connector, reason):
271         self.node.attempt_ended(connector)
272
273 addrdb_key = bitcoin_data.ComposedType([
274     ('address', bitcoin_data.IPV6AddressType()),
275     ('port', bitcoin_data.StructType('>H')),
276 ])
277 addrdb_value = bitcoin_data.ComposedType([
278     ('services', bitcoin_data.StructType('<Q')),
279     ('first_seen', bitcoin_data.StructType('<Q')),
280     ('last_seen', bitcoin_data.StructType('<Q')),
281 ])
282
283 class AddrStore(dicts.DictWrapper):
284     def encode_key(self, (address, port)):
285         return addrdb_key.pack(dict(address=address, port=port))
286     def decode_key(self, encoded_key):
287         k = addrdb_key.unpack(encoded_key)
288         return k['address'], k['port']
289     
290     def encode_value(self, (services, first_seen, last_seen)):
291         return addrdb_value.pack(dict(services=services, first_seen=first_seen, last_seen=last_seen))
292     def decode_value(self, encoded_value):
293         v = addrdb_value.unpack(encoded_value)
294         return v['services'], v['first_seen'], v['last_seen']
295
296 class Node(object):
297     def __init__(self, current_work, port, net, addr_store=None, preferred_addrs=[], mode=0, desired_peers=10, max_attempts=100):
298         if addr_store is None:
299             addr_store = {}
300         
301         self.port = port
302         self.net = net
303         self.addr_store = AddrStore(addr_store)
304         self.preferred_addrs = preferred_addrs
305         self.mode_var = variable.Variable(mode)
306         self.desired_peers = desired_peers
307         self.max_attempts = max_attempts
308         self.current_work = current_work
309         
310         self.nonce = random.randrange(2**64)
311         self.attempts = {}
312         self.peers = {}
313         self.running = False
314     
315     def start(self):
316         if self.running:
317             raise ValueError('already running')
318         
319         self.running = True
320         
321         self.listen_port = reactor.listenTCP(self.port, ServerFactory(self))
322         
323         self._think()
324         self._think2()
325     
326     @defer.inlineCallbacks
327     def _think(self):
328         while self.running:
329             try:
330                 if len(self.peers) < self.desired_peers and len(self.attempts) < self.max_attempts and (len(self.preferred_addrs) or len(self.addr_store)):
331                     if (random.randrange(2) and len(self.preferred_addrs)) or not len(self.addr_store):
332                         host, port = random.choice(self.preferred_addrs)
333                     else:
334                         host, port = random.choice(self.addr_store.keys())
335                     
336                     if (host, port) not in self.attempts:
337                         #print 'Trying to connect to', host, port
338                         reactor.connectTCP(host, port, ClientFactory(self), timeout=10)
339             except:
340                 log.err()
341             
342             yield deferral.sleep(random.expovariate(1/5))
343     
344     @defer.inlineCallbacks
345     def _think2(self):
346         while self.running:
347             try:
348                 if len(self.addr_store) < self.preferred_addrs and self.peers:
349                     random.choice(self.peers.values()).send_getaddrs(count=8)
350             except:
351                 log.err()
352             
353             yield deferral.sleep(random.expovariate(1/20))
354     
355     def stop(self):
356         if not self.running:
357             raise ValueError('already stopped')
358         
359         self.running = False
360         
361         self.listen_port.stopListening()
362     
363     
364     def attempt_started(self, connector):
365         host, port = connector.getDestination().host, connector.getDestination().port
366         if (host, port) in self.attempts:
367             raise ValueError('already have attempt')
368         self.attempts[host, port] = connector
369     
370     def attempt_failed(self, connector):
371         self.attempt_ended(connector)
372     
373     def attempt_ended(self, connector):
374         host, port = connector.getDestination().host, connector.getDestination().port
375         if (host, port) not in self.attempts:
376             raise ValueError('''don't have attempt''')
377         if connector is not self.attempts[host, port]:
378             raise ValueError('wrong connector')
379         del self.attempts[host, port]
380     
381     
382     def got_conn(self, conn):
383         if conn.nonce in self.peers:
384             raise ValueError('already have peer')
385         self.peers[conn.nonce] = conn
386         
387         print 'Connected to peer %s:%i' % (conn.transport.getPeer().host, conn.transport.getPeer().port)
388     
389     def lost_conn(self, conn):
390         if conn.nonce not in self.peers:
391             raise ValueError('''don't have peer''')
392         if conn is not self.peers[conn.nonce]:
393             raise ValueError('wrong conn')
394         del self.peers[conn.nonce]
395         
396         print 'Lost peer %s:%i' % (conn.transport.getPeer().host, conn.transport.getPeer().port)
397     
398     
399     def got_addr(self, (host, port), services, timestamp):
400         if (host, port) in self.addr_store:
401             old_services, old_first_seen, old_last_seen = self.addr_store[host, port]
402             self.addr_store[host, port] = services, old_first_seen, max(old_last_seen, timestamp)
403         else:
404             self.addr_store[host, port] = services, timestamp, timestamp
405     
406     def handle_share(self, share, peer):
407         print 'handle_share', (share, peer)
408     
409     def handle_share_hash(self, hash_, peer):
410         print 'handle_share_hash', (hash_, peer)
411     
412     def handle_get_to_best(self, have, peer):
413         print 'handle_get_to_best', (have, peer)
414     
415     def handle_get_shares(self, hashes, parents, peer):
416         print 'handle_get_shares', (hashes, parents, peer)
417
418 if __name__ == '__main__':
419     p = random.randrange(2**15, 2**16)
420     for i in xrange(5):
421         p2 = random.randrange(2**15, 2**16)
422         print p, p2
423         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())))})
424         n.start()
425         p = p2
426     
427     reactor.run()