Use block times for 'hard' OP_EVAL switchover, and refactored EvalScript
[novacoin.git] / src / main.h
1 // Copyright (c) 2009-2010 Satoshi Nakamoto
2 // Copyright (c) 2011 The Bitcoin developers
3 // Distributed under the MIT/X11 software license, see the accompanying
4 // file license.txt or http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php.
5 #ifndef BITCOIN_MAIN_H
6 #define BITCOIN_MAIN_H
7
8 #include "bignum.h"
9 #include "net.h"
10 #include "key.h"
11 #include "script.h"
12 #include "db.h"
13
14 #include <list>
15
16 class CBlock;
17 class CBlockIndex;
18 class CWalletTx;
19 class CWallet;
20 class CKeyItem;
21 class CReserveKey;
22 class CWalletDB;
23
24 class CAddress;
25 class CInv;
26 class CRequestTracker;
27 class CNode;
28 class CBlockIndex;
29
30 static const int CLIENT_VERSION = 59900;
31 static const bool VERSION_IS_BETA = true;
32 extern const std::string CLIENT_NAME;
33
34 static const unsigned int MAX_BLOCK_SIZE = 1000000;
35 static const unsigned int MAX_BLOCK_SIZE_GEN = MAX_BLOCK_SIZE/2;
36 static const int MAX_BLOCK_SIGOPS = MAX_BLOCK_SIZE/50;
37 static const int64 COIN = 100000000;
38 static const int64 CENT = 1000000;
39 static const int64 MIN_TX_FEE = 50000;
40 static const int64 MIN_RELAY_TX_FEE = 10000;
41 static const int64 MAX_MONEY = 21000000 * COIN;
42 inline bool MoneyRange(int64 nValue) { return (nValue >= 0 && nValue <= MAX_MONEY); }
43 static const int COINBASE_MATURITY = 100;
44 // Threshold for nLockTime: below this value it is interpreted as block number, otherwise as UNIX timestamp.
45 static const int LOCKTIME_THRESHOLD = 500000000; // Tue Nov  5 00:53:20 1985 UTC
46 #ifdef USE_UPNP
47 static const int fHaveUPnP = true;
48 #else
49 static const int fHaveUPnP = false;
50 #endif
51
52
53
54
55
56
57 extern CCriticalSection cs_main;
58 extern std::map<uint256, CBlockIndex*> mapBlockIndex;
59 extern uint256 hashGenesisBlock;
60 extern CBlockIndex* pindexGenesisBlock;
61 extern int nBestHeight;
62 extern CBigNum bnBestChainWork;
63 extern CBigNum bnBestInvalidWork;
64 extern uint256 hashBestChain;
65 extern CBlockIndex* pindexBest;
66 extern unsigned int nTransactionsUpdated;
67 extern double dHashesPerSec;
68 extern int64 nHPSTimerStart;
69 extern int64 nTimeBestReceived;
70 extern CCriticalSection cs_setpwalletRegistered;
71 extern std::set<CWallet*> setpwalletRegistered;
72
73 // Settings
74 extern int fGenerateBitcoins;
75 extern int64 nTransactionFee;
76 extern int fLimitProcessors;
77 extern int nLimitProcessors;
78 extern int fMinimizeToTray;
79 extern int fMinimizeOnClose;
80 extern int fUseUPnP;
81
82
83
84
85
86 class CReserveKey;
87 class CTxDB;
88 class CTxIndex;
89
90 void RegisterWallet(CWallet* pwalletIn);
91 void UnregisterWallet(CWallet* pwalletIn);
92 bool ProcessBlock(CNode* pfrom, CBlock* pblock);
93 bool CheckDiskSpace(uint64 nAdditionalBytes=0);
94 FILE* OpenBlockFile(unsigned int nFile, unsigned int nBlockPos, const char* pszMode="rb");
95 FILE* AppendBlockFile(unsigned int& nFileRet);
96 bool LoadBlockIndex(bool fAllowNew=true);
97 void PrintBlockTree();
98 bool ProcessMessages(CNode* pfrom);
99 bool SendMessages(CNode* pto, bool fSendTrickle);
100 void GenerateBitcoins(bool fGenerate, CWallet* pwallet);
101 CBlock* CreateNewBlock(CReserveKey& reservekey);
102 void IncrementExtraNonce(CBlock* pblock, CBlockIndex* pindexPrev, unsigned int& nExtraNonce);
103 void FormatHashBuffers(CBlock* pblock, char* pmidstate, char* pdata, char* phash1);
104 bool CheckWork(CBlock* pblock, CWallet& wallet, CReserveKey& reservekey);
105 bool CheckProofOfWork(uint256 hash, unsigned int nBits);
106 unsigned int ComputeMinWork(unsigned int nBase, int64 nTime);
107 int GetNumBlocksOfPeers();
108 bool IsInitialBlockDownload();
109 std::string GetWarnings(std::string strFor);
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122 bool GetWalletFile(CWallet* pwallet, std::string &strWalletFileOut);
123
124 template<typename T>
125 bool WriteSetting(const std::string& strKey, const T& value)
126 {
127     bool fOk = false;
128     BOOST_FOREACH(CWallet* pwallet, setpwalletRegistered)
129     {
130         std::string strWalletFile;
131         if (!GetWalletFile(pwallet, strWalletFile))
132             continue;
133         fOk |= CWalletDB(strWalletFile).WriteSetting(strKey, value);
134     }
135     return fOk;
136 }
137
138
139 class CDiskTxPos
140 {
141 public:
142     unsigned int nFile;
143     unsigned int nBlockPos;
144     unsigned int nTxPos;
145
146     CDiskTxPos()
147     {
148         SetNull();
149     }
150
151     CDiskTxPos(unsigned int nFileIn, unsigned int nBlockPosIn, unsigned int nTxPosIn)
152     {
153         nFile = nFileIn;
154         nBlockPos = nBlockPosIn;
155         nTxPos = nTxPosIn;
156     }
157
158     IMPLEMENT_SERIALIZE( READWRITE(FLATDATA(*this)); )
159     void SetNull() { nFile = -1; nBlockPos = 0; nTxPos = 0; }
160     bool IsNull() const { return (nFile == -1); }
161
162     friend bool operator==(const CDiskTxPos& a, const CDiskTxPos& b)
163     {
164         return (a.nFile     == b.nFile &&
165                 a.nBlockPos == b.nBlockPos &&
166                 a.nTxPos    == b.nTxPos);
167     }
168
169     friend bool operator!=(const CDiskTxPos& a, const CDiskTxPos& b)
170     {
171         return !(a == b);
172     }
173
174     std::string ToString() const
175     {
176         if (IsNull())
177             return strprintf("null");
178         else
179             return strprintf("(nFile=%d, nBlockPos=%d, nTxPos=%d)", nFile, nBlockPos, nTxPos);
180     }
181
182     void print() const
183     {
184         printf("%s", ToString().c_str());
185     }
186 };
187
188
189
190
191 class CInPoint
192 {
193 public:
194     CTransaction* ptx;
195     unsigned int n;
196
197     CInPoint() { SetNull(); }
198     CInPoint(CTransaction* ptxIn, unsigned int nIn) { ptx = ptxIn; n = nIn; }
199     void SetNull() { ptx = NULL; n = -1; }
200     bool IsNull() const { return (ptx == NULL && n == -1); }
201 };
202
203
204
205
206 class COutPoint
207 {
208 public:
209     uint256 hash;
210     unsigned int n;
211
212     COutPoint() { SetNull(); }
213     COutPoint(uint256 hashIn, unsigned int nIn) { hash = hashIn; n = nIn; }
214     IMPLEMENT_SERIALIZE( READWRITE(FLATDATA(*this)); )
215     void SetNull() { hash = 0; n = -1; }
216     bool IsNull() const { return (hash == 0 && n == -1); }
217
218     friend bool operator<(const COutPoint& a, const COutPoint& b)
219     {
220         return (a.hash < b.hash || (a.hash == b.hash && a.n < b.n));
221     }
222
223     friend bool operator==(const COutPoint& a, const COutPoint& b)
224     {
225         return (a.hash == b.hash && a.n == b.n);
226     }
227
228     friend bool operator!=(const COutPoint& a, const COutPoint& b)
229     {
230         return !(a == b);
231     }
232
233     std::string ToString() const
234     {
235         return strprintf("COutPoint(%s, %d)", hash.ToString().substr(0,10).c_str(), n);
236     }
237
238     void print() const
239     {
240         printf("%s\n", ToString().c_str());
241     }
242 };
243
244
245
246
247 //
248 // An input of a transaction.  It contains the location of the previous
249 // transaction's output that it claims and a signature that matches the
250 // output's public key.
251 //
252 class CTxIn
253 {
254 public:
255     COutPoint prevout;
256     CScript scriptSig;
257     unsigned int nSequence;
258
259     CTxIn()
260     {
261         nSequence = UINT_MAX;
262     }
263
264     explicit CTxIn(COutPoint prevoutIn, CScript scriptSigIn=CScript(), unsigned int nSequenceIn=UINT_MAX)
265     {
266         prevout = prevoutIn;
267         scriptSig = scriptSigIn;
268         nSequence = nSequenceIn;
269     }
270
271     CTxIn(uint256 hashPrevTx, unsigned int nOut, CScript scriptSigIn=CScript(), unsigned int nSequenceIn=UINT_MAX)
272     {
273         prevout = COutPoint(hashPrevTx, nOut);
274         scriptSig = scriptSigIn;
275         nSequence = nSequenceIn;
276     }
277
278     IMPLEMENT_SERIALIZE
279     (
280         READWRITE(prevout);
281         READWRITE(scriptSig);
282         READWRITE(nSequence);
283     )
284
285     bool IsFinal() const
286     {
287         return (nSequence == UINT_MAX);
288     }
289
290     friend bool operator==(const CTxIn& a, const CTxIn& b)
291     {
292         return (a.prevout   == b.prevout &&
293                 a.scriptSig == b.scriptSig &&
294                 a.nSequence == b.nSequence);
295     }
296
297     friend bool operator!=(const CTxIn& a, const CTxIn& b)
298     {
299         return !(a == b);
300     }
301
302     std::string ToString() const
303     {
304         std::string str;
305         str += strprintf("CTxIn(");
306         str += prevout.ToString();
307         if (prevout.IsNull())
308             str += strprintf(", coinbase %s", HexStr(scriptSig).c_str());
309         else
310             str += strprintf(", scriptSig=%s", scriptSig.ToString().substr(0,24).c_str());
311         if (nSequence != UINT_MAX)
312             str += strprintf(", nSequence=%u", nSequence);
313         str += ")";
314         return str;
315     }
316
317     void print() const
318     {
319         printf("%s\n", ToString().c_str());
320     }
321 };
322
323
324
325
326 //
327 // An output of a transaction.  It contains the public key that the next input
328 // must be able to sign with to claim it.
329 //
330 class CTxOut
331 {
332 public:
333     int64 nValue;
334     CScript scriptPubKey;
335
336     CTxOut()
337     {
338         SetNull();
339     }
340
341     CTxOut(int64 nValueIn, CScript scriptPubKeyIn)
342     {
343         nValue = nValueIn;
344         scriptPubKey = scriptPubKeyIn;
345     }
346
347     IMPLEMENT_SERIALIZE
348     (
349         READWRITE(nValue);
350         READWRITE(scriptPubKey);
351     )
352
353     void SetNull()
354     {
355         nValue = -1;
356         scriptPubKey.clear();
357     }
358
359     bool IsNull()
360     {
361         return (nValue == -1);
362     }
363
364     uint256 GetHash() const
365     {
366         return SerializeHash(*this);
367     }
368
369     friend bool operator==(const CTxOut& a, const CTxOut& b)
370     {
371         return (a.nValue       == b.nValue &&
372                 a.scriptPubKey == b.scriptPubKey);
373     }
374
375     friend bool operator!=(const CTxOut& a, const CTxOut& b)
376     {
377         return !(a == b);
378     }
379
380     std::string ToString() const
381     {
382         if (scriptPubKey.size() < 6)
383             return "CTxOut(error)";
384         return strprintf("CTxOut(nValue=%"PRI64d".%08"PRI64d", scriptPubKey=%s)", nValue / COIN, nValue % COIN, scriptPubKey.ToString().substr(0,30).c_str());
385     }
386
387     void print() const
388     {
389         printf("%s\n", ToString().c_str());
390     }
391 };
392
393
394
395
396 //
397 // The basic transaction that is broadcasted on the network and contained in
398 // blocks.  A transaction can contain multiple inputs and outputs.
399 //
400 class CTransaction
401 {
402 public:
403     int nVersion;
404     std::vector<CTxIn> vin;
405     std::vector<CTxOut> vout;
406     unsigned int nLockTime;
407
408     // Denial-of-service detection:
409     mutable int nDoS;
410     bool DoS(int nDoSIn, bool fIn) const { nDoS += nDoSIn; return fIn; }
411
412     CTransaction()
413     {
414         SetNull();
415     }
416
417     IMPLEMENT_SERIALIZE
418     (
419         READWRITE(this->nVersion);
420         nVersion = this->nVersion;
421         READWRITE(vin);
422         READWRITE(vout);
423         READWRITE(nLockTime);
424     )
425
426     void SetNull()
427     {
428         nVersion = 1;
429         vin.clear();
430         vout.clear();
431         nLockTime = 0;
432         nDoS = 0;  // Denial-of-service prevention
433     }
434
435     bool IsNull() const
436     {
437         return (vin.empty() && vout.empty());
438     }
439
440     uint256 GetHash() const
441     {
442         return SerializeHash(*this);
443     }
444
445     bool IsFinal(int nBlockHeight=0, int64 nBlockTime=0) const
446     {
447         // Time based nLockTime implemented in 0.1.6
448         if (nLockTime == 0)
449             return true;
450         if (nBlockHeight == 0)
451             nBlockHeight = nBestHeight;
452         if (nBlockTime == 0)
453             nBlockTime = GetAdjustedTime();
454         if ((int64)nLockTime < (nLockTime < LOCKTIME_THRESHOLD ? (int64)nBlockHeight : nBlockTime))
455             return true;
456         BOOST_FOREACH(const CTxIn& txin, vin)
457             if (!txin.IsFinal())
458                 return false;
459         return true;
460     }
461
462     bool IsNewerThan(const CTransaction& old) const
463     {
464         if (vin.size() != old.vin.size())
465             return false;
466         for (int i = 0; i < vin.size(); i++)
467             if (vin[i].prevout != old.vin[i].prevout)
468                 return false;
469
470         bool fNewer = false;
471         unsigned int nLowest = UINT_MAX;
472         for (int i = 0; i < vin.size(); i++)
473         {
474             if (vin[i].nSequence != old.vin[i].nSequence)
475             {
476                 if (vin[i].nSequence <= nLowest)
477                 {
478                     fNewer = false;
479                     nLowest = vin[i].nSequence;
480                 }
481                 if (old.vin[i].nSequence < nLowest)
482                 {
483                     fNewer = true;
484                     nLowest = old.vin[i].nSequence;
485                 }
486             }
487         }
488         return fNewer;
489     }
490
491     bool IsCoinBase() const
492     {
493         return (vin.size() == 1 && vin[0].prevout.IsNull());
494     }
495
496     bool IsStandard() const;
497     bool AreInputsStandard(std::map<uint256, std::pair<CTxIndex, CTransaction> > mapInputs) const;
498
499     int64 GetValueOut() const
500     {
501         int64 nValueOut = 0;
502         BOOST_FOREACH(const CTxOut& txout, vout)
503         {
504             nValueOut += txout.nValue;
505             if (!MoneyRange(txout.nValue) || !MoneyRange(nValueOut))
506                 throw std::runtime_error("CTransaction::GetValueOut() : value out of range");
507         }
508         return nValueOut;
509     }
510
511     static bool AllowFree(double dPriority)
512     {
513         // Large (in bytes) low-priority (new, small-coin) transactions
514         // need a fee.
515         return dPriority > COIN * 144 / 250;
516     }
517
518     int64 GetMinFee(unsigned int nBlockSize=1, bool fAllowFree=true, bool fForRelay=false) const
519     {
520         // Base fee is either MIN_TX_FEE or MIN_RELAY_TX_FEE
521         int64 nBaseFee = fForRelay ? MIN_RELAY_TX_FEE : MIN_TX_FEE;
522
523         unsigned int nBytes = ::GetSerializeSize(*this, SER_NETWORK);
524         unsigned int nNewBlockSize = nBlockSize + nBytes;
525         int64 nMinFee = (1 + (int64)nBytes / 1000) * nBaseFee;
526
527         if (fAllowFree)
528         {
529             if (nBlockSize == 1)
530             {
531                 // Transactions under 10K are free
532                 // (about 4500bc if made of 50bc inputs)
533                 if (nBytes < 10000)
534                     nMinFee = 0;
535             }
536             else
537             {
538                 // Free transaction area
539                 if (nNewBlockSize < 27000)
540                     nMinFee = 0;
541             }
542         }
543
544         // To limit dust spam, require MIN_TX_FEE/MIN_RELAY_TX_FEE if any output is less than 0.01
545         if (nMinFee < nBaseFee)
546             BOOST_FOREACH(const CTxOut& txout, vout)
547                 if (txout.nValue < CENT)
548                     nMinFee = nBaseFee;
549
550         // Raise the price as the block approaches full
551         if (nBlockSize != 1 && nNewBlockSize >= MAX_BLOCK_SIZE_GEN/2)
552         {
553             if (nNewBlockSize >= MAX_BLOCK_SIZE_GEN)
554                 return MAX_MONEY;
555             nMinFee *= MAX_BLOCK_SIZE_GEN / (MAX_BLOCK_SIZE_GEN - nNewBlockSize);
556         }
557
558         if (!MoneyRange(nMinFee))
559             nMinFee = MAX_MONEY;
560         return nMinFee;
561     }
562
563
564     bool ReadFromDisk(CDiskTxPos pos, FILE** pfileRet=NULL)
565     {
566         CAutoFile filein = OpenBlockFile(pos.nFile, 0, pfileRet ? "rb+" : "rb");
567         if (!filein)
568             return error("CTransaction::ReadFromDisk() : OpenBlockFile failed");
569
570         // Read transaction
571         if (fseek(filein, pos.nTxPos, SEEK_SET) != 0)
572             return error("CTransaction::ReadFromDisk() : fseek failed");
573         filein >> *this;
574
575         // Return file pointer
576         if (pfileRet)
577         {
578             if (fseek(filein, pos.nTxPos, SEEK_SET) != 0)
579                 return error("CTransaction::ReadFromDisk() : second fseek failed");
580             *pfileRet = filein.release();
581         }
582         return true;
583     }
584
585     friend bool operator==(const CTransaction& a, const CTransaction& b)
586     {
587         return (a.nVersion  == b.nVersion &&
588                 a.vin       == b.vin &&
589                 a.vout      == b.vout &&
590                 a.nLockTime == b.nLockTime);
591     }
592
593     friend bool operator!=(const CTransaction& a, const CTransaction& b)
594     {
595         return !(a == b);
596     }
597
598
599     std::string ToString() const
600     {
601         std::string str;
602         str += strprintf("CTransaction(hash=%s, ver=%d, vin.size=%d, vout.size=%d, nLockTime=%d)\n",
603             GetHash().ToString().substr(0,10).c_str(),
604             nVersion,
605             vin.size(),
606             vout.size(),
607             nLockTime);
608         for (int i = 0; i < vin.size(); i++)
609             str += "    " + vin[i].ToString() + "\n";
610         for (int i = 0; i < vout.size(); i++)
611             str += "    " + vout[i].ToString() + "\n";
612         return str;
613     }
614
615     void print() const
616     {
617         printf("%s", ToString().c_str());
618     }
619
620
621     bool ReadFromDisk(CTxDB& txdb, COutPoint prevout, CTxIndex& txindexRet);
622     bool ReadFromDisk(CTxDB& txdb, COutPoint prevout);
623     bool ReadFromDisk(COutPoint prevout);
624     bool DisconnectInputs(CTxDB& txdb);
625
626     // Fetch from memory and/or disk. inputsRet keys are transaction hashes.
627     bool FetchInputs(CTxDB& txdb, const std::map<uint256, CTxIndex>& mapTestPool,
628                      bool fBlock, bool fMiner, std::map<uint256, std::pair<CTxIndex, CTransaction> >& inputsRet);
629     bool ConnectInputs(std::map<uint256, std::pair<CTxIndex, CTransaction> > inputs,
630                        std::map<uint256, CTxIndex>& mapTestPool, CDiskTxPos posThisTx,
631                        CBlockIndex* pindexBlock, int64& nFees, bool fBlock, bool fMiner, int& nSigOpsRet, int64 nMinFee=0);
632     bool ClientConnectInputs();
633     bool CheckTransaction() const;
634     bool AcceptToMemoryPool(CTxDB& txdb, bool fCheckInputs=true, bool* pfMissingInputs=NULL);
635     bool AcceptToMemoryPool(bool fCheckInputs=true, bool* pfMissingInputs=NULL);
636 protected:
637     bool AddToMemoryPoolUnchecked();
638 public:
639     bool RemoveFromMemoryPool();
640 };
641
642
643
644
645
646 //
647 // A transaction with a merkle branch linking it to the block chain
648 //
649 class CMerkleTx : public CTransaction
650 {
651 public:
652     uint256 hashBlock;
653     std::vector<uint256> vMerkleBranch;
654     int nIndex;
655
656     // memory only
657     mutable char fMerkleVerified;
658
659
660     CMerkleTx()
661     {
662         Init();
663     }
664
665     CMerkleTx(const CTransaction& txIn) : CTransaction(txIn)
666     {
667         Init();
668     }
669
670     void Init()
671     {
672         hashBlock = 0;
673         nIndex = -1;
674         fMerkleVerified = false;
675     }
676
677
678     IMPLEMENT_SERIALIZE
679     (
680         nSerSize += SerReadWrite(s, *(CTransaction*)this, nType, nVersion, ser_action);
681         nVersion = this->nVersion;
682         READWRITE(hashBlock);
683         READWRITE(vMerkleBranch);
684         READWRITE(nIndex);
685     )
686
687
688     int SetMerkleBranch(const CBlock* pblock=NULL);
689     int GetDepthInMainChain(CBlockIndex* &pindexRet) const;
690     int GetDepthInMainChain() const { CBlockIndex *pindexRet; return GetDepthInMainChain(pindexRet); }
691     bool IsInMainChain() const { return GetDepthInMainChain() > 0; }
692     int GetBlocksToMaturity() const;
693     bool AcceptToMemoryPool(CTxDB& txdb, bool fCheckInputs=true);
694     bool AcceptToMemoryPool();
695 };
696
697
698
699
700 //
701 // A txdb record that contains the disk location of a transaction and the
702 // locations of transactions that spend its outputs.  vSpent is really only
703 // used as a flag, but having the location is very helpful for debugging.
704 //
705 class CTxIndex
706 {
707 public:
708     CDiskTxPos pos;
709     std::vector<CDiskTxPos> vSpent;
710
711     CTxIndex()
712     {
713         SetNull();
714     }
715
716     CTxIndex(const CDiskTxPos& posIn, unsigned int nOutputs)
717     {
718         pos = posIn;
719         vSpent.resize(nOutputs);
720     }
721
722     IMPLEMENT_SERIALIZE
723     (
724         if (!(nType & SER_GETHASH))
725             READWRITE(nVersion);
726         READWRITE(pos);
727         READWRITE(vSpent);
728     )
729
730     void SetNull()
731     {
732         pos.SetNull();
733         vSpent.clear();
734     }
735
736     bool IsNull()
737     {
738         return pos.IsNull();
739     }
740
741     friend bool operator==(const CTxIndex& a, const CTxIndex& b)
742     {
743         return (a.pos    == b.pos &&
744                 a.vSpent == b.vSpent);
745     }
746
747     friend bool operator!=(const CTxIndex& a, const CTxIndex& b)
748     {
749         return !(a == b);
750     }
751     int GetDepthInMainChain() const;
752  
753 };
754
755
756
757
758
759 //
760 // Nodes collect new transactions into a block, hash them into a hash tree,
761 // and scan through nonce values to make the block's hash satisfy proof-of-work
762 // requirements.  When they solve the proof-of-work, they broadcast the block
763 // to everyone and the block is added to the block chain.  The first transaction
764 // in the block is a special one that creates a new coin owned by the creator
765 // of the block.
766 //
767 // Blocks are appended to blk0001.dat files on disk.  Their location on disk
768 // is indexed by CBlockIndex objects in memory.
769 //
770 class CBlock
771 {
772 public:
773     // header
774     int nVersion;
775     uint256 hashPrevBlock;
776     uint256 hashMerkleRoot;
777     unsigned int nTime;
778     unsigned int nBits;
779     unsigned int nNonce;
780
781     // network and disk
782     std::vector<CTransaction> vtx;
783
784     // memory only
785     mutable std::vector<uint256> vMerkleTree;
786
787     // Denial-of-service detection:
788     mutable int nDoS;
789     bool DoS(int nDoSIn, bool fIn) const { nDoS += nDoSIn; return fIn; }
790
791     CBlock()
792     {
793         SetNull();
794     }
795
796     IMPLEMENT_SERIALIZE
797     (
798         READWRITE(this->nVersion);
799         nVersion = this->nVersion;
800         READWRITE(hashPrevBlock);
801         READWRITE(hashMerkleRoot);
802         READWRITE(nTime);
803         READWRITE(nBits);
804         READWRITE(nNonce);
805
806         // ConnectBlock depends on vtx being last so it can calculate offset
807         if (!(nType & (SER_GETHASH|SER_BLOCKHEADERONLY)))
808             READWRITE(vtx);
809         else if (fRead)
810             const_cast<CBlock*>(this)->vtx.clear();
811     )
812
813     void SetNull()
814     {
815         nVersion = 1;
816         hashPrevBlock = 0;
817         hashMerkleRoot = 0;
818         nTime = 0;
819         nBits = 0;
820         nNonce = 0;
821         vtx.clear();
822         vMerkleTree.clear();
823         nDoS = 0;
824     }
825
826     bool IsNull() const
827     {
828         return (nBits == 0);
829     }
830
831     uint256 GetHash() const
832     {
833         return Hash(BEGIN(nVersion), END(nNonce));
834     }
835
836     int64 GetBlockTime() const
837     {
838         return (int64)nTime;
839     }
840
841
842
843     uint256 BuildMerkleTree() const
844     {
845         vMerkleTree.clear();
846         BOOST_FOREACH(const CTransaction& tx, vtx)
847             vMerkleTree.push_back(tx.GetHash());
848         int j = 0;
849         for (int nSize = vtx.size(); nSize > 1; nSize = (nSize + 1) / 2)
850         {
851             for (int i = 0; i < nSize; i += 2)
852             {
853                 int i2 = std::min(i+1, nSize-1);
854                 vMerkleTree.push_back(Hash(BEGIN(vMerkleTree[j+i]),  END(vMerkleTree[j+i]),
855                                            BEGIN(vMerkleTree[j+i2]), END(vMerkleTree[j+i2])));
856             }
857             j += nSize;
858         }
859         return (vMerkleTree.empty() ? 0 : vMerkleTree.back());
860     }
861
862     std::vector<uint256> GetMerkleBranch(int nIndex) const
863     {
864         if (vMerkleTree.empty())
865             BuildMerkleTree();
866         std::vector<uint256> vMerkleBranch;
867         int j = 0;
868         for (int nSize = vtx.size(); nSize > 1; nSize = (nSize + 1) / 2)
869         {
870             int i = std::min(nIndex^1, nSize-1);
871             vMerkleBranch.push_back(vMerkleTree[j+i]);
872             nIndex >>= 1;
873             j += nSize;
874         }
875         return vMerkleBranch;
876     }
877
878     static uint256 CheckMerkleBranch(uint256 hash, const std::vector<uint256>& vMerkleBranch, int nIndex)
879     {
880         if (nIndex == -1)
881             return 0;
882         BOOST_FOREACH(const uint256& otherside, vMerkleBranch)
883         {
884             if (nIndex & 1)
885                 hash = Hash(BEGIN(otherside), END(otherside), BEGIN(hash), END(hash));
886             else
887                 hash = Hash(BEGIN(hash), END(hash), BEGIN(otherside), END(otherside));
888             nIndex >>= 1;
889         }
890         return hash;
891     }
892
893
894     bool WriteToDisk(unsigned int& nFileRet, unsigned int& nBlockPosRet)
895     {
896         // Open history file to append
897         CAutoFile fileout = AppendBlockFile(nFileRet);
898         if (!fileout)
899             return error("CBlock::WriteToDisk() : AppendBlockFile failed");
900
901         // Write index header
902         unsigned int nSize = fileout.GetSerializeSize(*this);
903         fileout << FLATDATA(pchMessageStart) << nSize;
904
905         // Write block
906         nBlockPosRet = ftell(fileout);
907         if (nBlockPosRet == -1)
908             return error("CBlock::WriteToDisk() : ftell failed");
909         fileout << *this;
910
911         // Flush stdio buffers and commit to disk before returning
912         fflush(fileout);
913         if (!IsInitialBlockDownload() || (nBestHeight+1) % 500 == 0)
914         {
915 #ifdef WIN32
916             _commit(_fileno(fileout));
917 #else
918             fsync(fileno(fileout));
919 #endif
920         }
921
922         return true;
923     }
924
925     bool ReadFromDisk(unsigned int nFile, unsigned int nBlockPos, bool fReadTransactions=true)
926     {
927         SetNull();
928
929         // Open history file to read
930         CAutoFile filein = OpenBlockFile(nFile, nBlockPos, "rb");
931         if (!filein)
932             return error("CBlock::ReadFromDisk() : OpenBlockFile failed");
933         if (!fReadTransactions)
934             filein.nType |= SER_BLOCKHEADERONLY;
935
936         // Read block
937         filein >> *this;
938
939         // Check the header
940         if (!CheckProofOfWork(GetHash(), nBits))
941             return error("CBlock::ReadFromDisk() : errors in block header");
942
943         return true;
944     }
945
946
947
948     void print() const
949     {
950         printf("CBlock(hash=%s, ver=%d, hashPrevBlock=%s, hashMerkleRoot=%s, nTime=%u, nBits=%08x, nNonce=%u, vtx=%d)\n",
951             GetHash().ToString().substr(0,20).c_str(),
952             nVersion,
953             hashPrevBlock.ToString().substr(0,20).c_str(),
954             hashMerkleRoot.ToString().substr(0,10).c_str(),
955             nTime, nBits, nNonce,
956             vtx.size());
957         for (int i = 0; i < vtx.size(); i++)
958         {
959             printf("  ");
960             vtx[i].print();
961         }
962         printf("  vMerkleTree: ");
963         for (int i = 0; i < vMerkleTree.size(); i++)
964             printf("%s ", vMerkleTree[i].ToString().substr(0,10).c_str());
965         printf("\n");
966     }
967
968
969     bool DisconnectBlock(CTxDB& txdb, CBlockIndex* pindex);
970     bool ConnectBlock(CTxDB& txdb, CBlockIndex* pindex);
971     bool ReadFromDisk(const CBlockIndex* pindex, bool fReadTransactions=true);
972     bool SetBestChain(CTxDB& txdb, CBlockIndex* pindexNew);
973     bool AddToBlockIndex(unsigned int nFile, unsigned int nBlockPos);
974     bool CheckBlock() const;
975     bool AcceptBlock();
976 };
977
978
979
980
981
982
983 //
984 // The block chain is a tree shaped structure starting with the
985 // genesis block at the root, with each block potentially having multiple
986 // candidates to be the next block.  pprev and pnext link a path through the
987 // main/longest chain.  A blockindex may have multiple pprev pointing back
988 // to it, but pnext will only point forward to the longest branch, or will
989 // be null if the block is not part of the longest chain.
990 //
991 class CBlockIndex
992 {
993 public:
994     const uint256* phashBlock;
995     CBlockIndex* pprev;
996     CBlockIndex* pnext;
997     unsigned int nFile;
998     unsigned int nBlockPos;
999     int nHeight;
1000     CBigNum bnChainWork;
1001
1002     // block header
1003     int nVersion;
1004     uint256 hashMerkleRoot;
1005     unsigned int nTime;
1006     unsigned int nBits;
1007     unsigned int nNonce;
1008
1009
1010     CBlockIndex()
1011     {
1012         phashBlock = NULL;
1013         pprev = NULL;
1014         pnext = NULL;
1015         nFile = 0;
1016         nBlockPos = 0;
1017         nHeight = 0;
1018         bnChainWork = 0;
1019
1020         nVersion       = 0;
1021         hashMerkleRoot = 0;
1022         nTime          = 0;
1023         nBits          = 0;
1024         nNonce         = 0;
1025     }
1026
1027     CBlockIndex(unsigned int nFileIn, unsigned int nBlockPosIn, CBlock& block)
1028     {
1029         phashBlock = NULL;
1030         pprev = NULL;
1031         pnext = NULL;
1032         nFile = nFileIn;
1033         nBlockPos = nBlockPosIn;
1034         nHeight = 0;
1035         bnChainWork = 0;
1036
1037         nVersion       = block.nVersion;
1038         hashMerkleRoot = block.hashMerkleRoot;
1039         nTime          = block.nTime;
1040         nBits          = block.nBits;
1041         nNonce         = block.nNonce;
1042     }
1043
1044     CBlock GetBlockHeader() const
1045     {
1046         CBlock block;
1047         block.nVersion       = nVersion;
1048         if (pprev)
1049             block.hashPrevBlock = pprev->GetBlockHash();
1050         block.hashMerkleRoot = hashMerkleRoot;
1051         block.nTime          = nTime;
1052         block.nBits          = nBits;
1053         block.nNonce         = nNonce;
1054         return block;
1055     }
1056
1057     uint256 GetBlockHash() const
1058     {
1059         return *phashBlock;
1060     }
1061
1062     int64 GetBlockTime() const
1063     {
1064         return (int64)nTime;
1065     }
1066
1067     CBigNum GetBlockWork() const
1068     {
1069         CBigNum bnTarget;
1070         bnTarget.SetCompact(nBits);
1071         if (bnTarget <= 0)
1072             return 0;
1073         return (CBigNum(1)<<256) / (bnTarget+1);
1074     }
1075
1076     bool IsInMainChain() const
1077     {
1078         return (pnext || this == pindexBest);
1079     }
1080
1081     bool CheckIndex() const
1082     {
1083         return CheckProofOfWork(GetBlockHash(), nBits);
1084     }
1085
1086     bool EraseBlockFromDisk()
1087     {
1088         // Open history file
1089         CAutoFile fileout = OpenBlockFile(nFile, nBlockPos, "rb+");
1090         if (!fileout)
1091             return false;
1092
1093         // Overwrite with empty null block
1094         CBlock block;
1095         block.SetNull();
1096         fileout << block;
1097
1098         return true;
1099     }
1100
1101     enum { nMedianTimeSpan=11 };
1102
1103     int64 GetMedianTimePast() const
1104     {
1105         int64 pmedian[nMedianTimeSpan];
1106         int64* pbegin = &pmedian[nMedianTimeSpan];
1107         int64* pend = &pmedian[nMedianTimeSpan];
1108
1109         const CBlockIndex* pindex = this;
1110         for (int i = 0; i < nMedianTimeSpan && pindex; i++, pindex = pindex->pprev)
1111             *(--pbegin) = pindex->GetBlockTime();
1112
1113         std::sort(pbegin, pend);
1114         return pbegin[(pend - pbegin)/2];
1115     }
1116
1117     int64 GetMedianTime() const
1118     {
1119         const CBlockIndex* pindex = this;
1120         for (int i = 0; i < nMedianTimeSpan/2; i++)
1121         {
1122             if (!pindex->pnext)
1123                 return GetBlockTime();
1124             pindex = pindex->pnext;
1125         }
1126         return pindex->GetMedianTimePast();
1127     }
1128
1129
1130
1131     std::string ToString() const
1132     {
1133         return strprintf("CBlockIndex(nprev=%08x, pnext=%08x, nFile=%d, nBlockPos=%-6d nHeight=%d, merkle=%s, hashBlock=%s)",
1134             pprev, pnext, nFile, nBlockPos, nHeight,
1135             hashMerkleRoot.ToString().substr(0,10).c_str(),
1136             GetBlockHash().ToString().substr(0,20).c_str());
1137     }
1138
1139     void print() const
1140     {
1141         printf("%s\n", ToString().c_str());
1142     }
1143 };
1144
1145
1146
1147 //
1148 // Used to marshal pointers into hashes for db storage.
1149 //
1150 class CDiskBlockIndex : public CBlockIndex
1151 {
1152 public:
1153     uint256 hashPrev;
1154     uint256 hashNext;
1155
1156     CDiskBlockIndex()
1157     {
1158         hashPrev = 0;
1159         hashNext = 0;
1160     }
1161
1162     explicit CDiskBlockIndex(CBlockIndex* pindex) : CBlockIndex(*pindex)
1163     {
1164         hashPrev = (pprev ? pprev->GetBlockHash() : 0);
1165         hashNext = (pnext ? pnext->GetBlockHash() : 0);
1166     }
1167
1168     IMPLEMENT_SERIALIZE
1169     (
1170         if (!(nType & SER_GETHASH))
1171             READWRITE(nVersion);
1172
1173         READWRITE(hashNext);
1174         READWRITE(nFile);
1175         READWRITE(nBlockPos);
1176         READWRITE(nHeight);
1177
1178         // block header
1179         READWRITE(this->nVersion);
1180         READWRITE(hashPrev);
1181         READWRITE(hashMerkleRoot);
1182         READWRITE(nTime);
1183         READWRITE(nBits);
1184         READWRITE(nNonce);
1185     )
1186
1187     uint256 GetBlockHash() const
1188     {
1189         CBlock block;
1190         block.nVersion        = nVersion;
1191         block.hashPrevBlock   = hashPrev;
1192         block.hashMerkleRoot  = hashMerkleRoot;
1193         block.nTime           = nTime;
1194         block.nBits           = nBits;
1195         block.nNonce          = nNonce;
1196         return block.GetHash();
1197     }
1198
1199
1200     std::string ToString() const
1201     {
1202         std::string str = "CDiskBlockIndex(";
1203         str += CBlockIndex::ToString();
1204         str += strprintf("\n                hashBlock=%s, hashPrev=%s, hashNext=%s)",
1205             GetBlockHash().ToString().c_str(),
1206             hashPrev.ToString().substr(0,20).c_str(),
1207             hashNext.ToString().substr(0,20).c_str());
1208         return str;
1209     }
1210
1211     void print() const
1212     {
1213         printf("%s\n", ToString().c_str());
1214     }
1215 };
1216
1217
1218
1219
1220
1221
1222
1223
1224 //
1225 // Describes a place in the block chain to another node such that if the
1226 // other node doesn't have the same branch, it can find a recent common trunk.
1227 // The further back it is, the further before the fork it may be.
1228 //
1229 class CBlockLocator
1230 {
1231 protected:
1232     std::vector<uint256> vHave;
1233 public:
1234
1235     CBlockLocator()
1236     {
1237     }
1238
1239     explicit CBlockLocator(const CBlockIndex* pindex)
1240     {
1241         Set(pindex);
1242     }
1243
1244     explicit CBlockLocator(uint256 hashBlock)
1245     {
1246         std::map<uint256, CBlockIndex*>::iterator mi = mapBlockIndex.find(hashBlock);
1247         if (mi != mapBlockIndex.end())
1248             Set((*mi).second);
1249     }
1250
1251     CBlockLocator(const std::vector<uint256>& vHaveIn)
1252     {
1253         vHave = vHaveIn;
1254     }
1255
1256     IMPLEMENT_SERIALIZE
1257     (
1258         if (!(nType & SER_GETHASH))
1259             READWRITE(nVersion);
1260         READWRITE(vHave);
1261     )
1262
1263     void SetNull()
1264     {
1265         vHave.clear();
1266     }
1267
1268     bool IsNull()
1269     {
1270         return vHave.empty();
1271     }
1272
1273     void Set(const CBlockIndex* pindex)
1274     {
1275         vHave.clear();
1276         int nStep = 1;
1277         while (pindex)
1278         {
1279             vHave.push_back(pindex->GetBlockHash());
1280
1281             // Exponentially larger steps back
1282             for (int i = 0; pindex && i < nStep; i++)
1283                 pindex = pindex->pprev;
1284             if (vHave.size() > 10)
1285                 nStep *= 2;
1286         }
1287         vHave.push_back(hashGenesisBlock);
1288     }
1289
1290     int GetDistanceBack()
1291     {
1292         // Retrace how far back it was in the sender's branch
1293         int nDistance = 0;
1294         int nStep = 1;
1295         BOOST_FOREACH(const uint256& hash, vHave)
1296         {
1297             std::map<uint256, CBlockIndex*>::iterator mi = mapBlockIndex.find(hash);
1298             if (mi != mapBlockIndex.end())
1299             {
1300                 CBlockIndex* pindex = (*mi).second;
1301                 if (pindex->IsInMainChain())
1302                     return nDistance;
1303             }
1304             nDistance += nStep;
1305             if (nDistance > 10)
1306                 nStep *= 2;
1307         }
1308         return nDistance;
1309     }
1310
1311     CBlockIndex* GetBlockIndex()
1312     {
1313         // Find the first block the caller has in the main chain
1314         BOOST_FOREACH(const uint256& hash, vHave)
1315         {
1316             std::map<uint256, CBlockIndex*>::iterator mi = mapBlockIndex.find(hash);
1317             if (mi != mapBlockIndex.end())
1318             {
1319                 CBlockIndex* pindex = (*mi).second;
1320                 if (pindex->IsInMainChain())
1321                     return pindex;
1322             }
1323         }
1324         return pindexGenesisBlock;
1325     }
1326
1327     uint256 GetBlockHash()
1328     {
1329         // Find the first block the caller has in the main chain
1330         BOOST_FOREACH(const uint256& hash, vHave)
1331         {
1332             std::map<uint256, CBlockIndex*>::iterator mi = mapBlockIndex.find(hash);
1333             if (mi != mapBlockIndex.end())
1334             {
1335                 CBlockIndex* pindex = (*mi).second;
1336                 if (pindex->IsInMainChain())
1337                     return hash;
1338             }
1339         }
1340         return hashGenesisBlock;
1341     }
1342
1343     int GetHeight()
1344     {
1345         CBlockIndex* pindex = GetBlockIndex();
1346         if (!pindex)
1347             return 0;
1348         return pindex->nHeight;
1349     }
1350 };
1351
1352
1353
1354
1355
1356
1357
1358
1359
1360 //
1361 // Alerts are for notifying old versions if they become too obsolete and
1362 // need to upgrade.  The message is displayed in the status bar.
1363 // Alert messages are broadcast as a vector of signed data.  Unserializing may
1364 // not read the entire buffer if the alert is for a newer version, but older
1365 // versions can still relay the original data.
1366 //
1367 class CUnsignedAlert
1368 {
1369 public:
1370     int nVersion;
1371     int64 nRelayUntil;      // when newer nodes stop relaying to newer nodes
1372     int64 nExpiration;
1373     int nID;
1374     int nCancel;
1375     std::set<int> setCancel;
1376     int nMinVer;            // lowest version inclusive
1377     int nMaxVer;            // highest version inclusive
1378     std::set<std::string> setSubVer;  // empty matches all
1379     int nPriority;
1380
1381     // Actions
1382     std::string strComment;
1383     std::string strStatusBar;
1384     std::string strReserved;
1385
1386     IMPLEMENT_SERIALIZE
1387     (
1388         READWRITE(this->nVersion);
1389         nVersion = this->nVersion;
1390         READWRITE(nRelayUntil);
1391         READWRITE(nExpiration);
1392         READWRITE(nID);
1393         READWRITE(nCancel);
1394         READWRITE(setCancel);
1395         READWRITE(nMinVer);
1396         READWRITE(nMaxVer);
1397         READWRITE(setSubVer);
1398         READWRITE(nPriority);
1399
1400         READWRITE(strComment);
1401         READWRITE(strStatusBar);
1402         READWRITE(strReserved);
1403     )
1404
1405     void SetNull()
1406     {
1407         nVersion = 1;
1408         nRelayUntil = 0;
1409         nExpiration = 0;
1410         nID = 0;
1411         nCancel = 0;
1412         setCancel.clear();
1413         nMinVer = 0;
1414         nMaxVer = 0;
1415         setSubVer.clear();
1416         nPriority = 0;
1417
1418         strComment.clear();
1419         strStatusBar.clear();
1420         strReserved.clear();
1421     }
1422
1423     std::string ToString() const
1424     {
1425         std::string strSetCancel;
1426         BOOST_FOREACH(int n, setCancel)
1427             strSetCancel += strprintf("%d ", n);
1428         std::string strSetSubVer;
1429         BOOST_FOREACH(std::string str, setSubVer)
1430             strSetSubVer += "\"" + str + "\" ";
1431         return strprintf(
1432                 "CAlert(\n"
1433                 "    nVersion     = %d\n"
1434                 "    nRelayUntil  = %"PRI64d"\n"
1435                 "    nExpiration  = %"PRI64d"\n"
1436                 "    nID          = %d\n"
1437                 "    nCancel      = %d\n"
1438                 "    setCancel    = %s\n"
1439                 "    nMinVer      = %d\n"
1440                 "    nMaxVer      = %d\n"
1441                 "    setSubVer    = %s\n"
1442                 "    nPriority    = %d\n"
1443                 "    strComment   = \"%s\"\n"
1444                 "    strStatusBar = \"%s\"\n"
1445                 ")\n",
1446             nVersion,
1447             nRelayUntil,
1448             nExpiration,
1449             nID,
1450             nCancel,
1451             strSetCancel.c_str(),
1452             nMinVer,
1453             nMaxVer,
1454             strSetSubVer.c_str(),
1455             nPriority,
1456             strComment.c_str(),
1457             strStatusBar.c_str());
1458     }
1459
1460     void print() const
1461     {
1462         printf("%s", ToString().c_str());
1463     }
1464 };
1465
1466 class CAlert : public CUnsignedAlert
1467 {
1468 public:
1469     std::vector<unsigned char> vchMsg;
1470     std::vector<unsigned char> vchSig;
1471
1472     CAlert()
1473     {
1474         SetNull();
1475     }
1476
1477     IMPLEMENT_SERIALIZE
1478     (
1479         READWRITE(vchMsg);
1480         READWRITE(vchSig);
1481     )
1482
1483     void SetNull()
1484     {
1485         CUnsignedAlert::SetNull();
1486         vchMsg.clear();
1487         vchSig.clear();
1488     }
1489
1490     bool IsNull() const
1491     {
1492         return (nExpiration == 0);
1493     }
1494
1495     uint256 GetHash() const
1496     {
1497         return SerializeHash(*this);
1498     }
1499
1500     bool IsInEffect() const
1501     {
1502         return (GetAdjustedTime() < nExpiration);
1503     }
1504
1505     bool Cancels(const CAlert& alert) const
1506     {
1507         if (!IsInEffect())
1508             return false; // this was a no-op before 31403
1509         return (alert.nID <= nCancel || setCancel.count(alert.nID));
1510     }
1511
1512     bool AppliesTo(int nVersion, std::string strSubVerIn) const
1513     {
1514         // TODO: rework for client-version-embedded-in-strSubVer ?
1515         return (IsInEffect() &&
1516                 nMinVer <= nVersion && nVersion <= nMaxVer &&
1517                 (setSubVer.empty() || setSubVer.count(strSubVerIn)));
1518     }
1519
1520     bool AppliesToMe() const
1521     {
1522         return AppliesTo(PROTOCOL_VERSION, FormatSubVersion(CLIENT_NAME, CLIENT_VERSION, std::vector<std::string>()));
1523     }
1524
1525     bool RelayTo(CNode* pnode) const
1526     {
1527         if (!IsInEffect())
1528             return false;
1529         // returns true if wasn't already contained in the set
1530         if (pnode->setKnown.insert(GetHash()).second)
1531         {
1532             if (AppliesTo(pnode->nVersion, pnode->strSubVer) ||
1533                 AppliesToMe() ||
1534                 GetAdjustedTime() < nRelayUntil)
1535             {
1536                 pnode->PushMessage("alert", *this);
1537                 return true;
1538             }
1539         }
1540         return false;
1541     }
1542
1543     bool CheckSignature()
1544     {
1545         CKey key;
1546         if (!key.SetPubKey(ParseHex("04fc9702847840aaf195de8442ebecedf5b095cdbb9bc716bda9110971b28a49e0ead8564ff0db22209e0374782c093bb899692d524e9d6a6956e7c5ecbcd68284")))
1547             return error("CAlert::CheckSignature() : SetPubKey failed");
1548         if (!key.Verify(Hash(vchMsg.begin(), vchMsg.end()), vchSig))
1549             return error("CAlert::CheckSignature() : verify signature failed");
1550
1551         // Now unserialize the data
1552         CDataStream sMsg(vchMsg);
1553         sMsg >> *(CUnsignedAlert*)this;
1554         return true;
1555     }
1556
1557     bool ProcessAlert();
1558 };
1559
1560 #endif