src/net.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_NET_H
   6 #define BITCOIN_NET_H
   7
   8 #include <deque>
   9 #include <boost/array.hpp>
  10 #include <boost/foreach.hpp>
  11 #include <openssl/rand.h>
  12
  13 #ifndef __WXMSW__
  14 #include <arpa/inet.h>
  15 #endif
  16
  17 #include "protocol.h"
  18
  19 class CAddrDB;
  20 class CRequestTracker;
  21 class CNode;
  22 class CBlockIndex;
  23 extern int nBestHeight;
  24 extern int nConnectTimeout;
  25
  26
  27
  28 inline unsigned int ReceiveBufferSize() { return 1000*GetArg("-maxreceivebuffer", 10*1000); }
  29 inline unsigned int SendBufferSize() { return 1000*GetArg("-maxsendbuffer", 10*1000); }
  30 static const unsigned int PUBLISH_HOPS = 5;
  31
  32 bool ConnectSocket(const CAddress& addrConnect, SOCKET& hSocketRet, int nTimeout=nConnectTimeout);
  33 bool Lookup(const char *pszName, std::vector<CAddress>& vaddr, int nServices, int nMaxSolutions, bool fAllowLookup = false, int portDefault = 0, bool fAllowPort = false);
  34 bool Lookup(const char *pszName, CAddress& addr, int nServices, bool fAllowLookup = false, int portDefault = 0, bool fAllowPort = false);
  35 bool GetMyExternalIP(unsigned int& ipRet);
  36 bool AddAddress(CAddress addr, int64 nTimePenalty=0, CAddrDB *pAddrDB=NULL);
  37 void AddressCurrentlyConnected(const CAddress& addr);
  38 CNode* FindNode(unsigned int ip);
  39 CNode* ConnectNode(CAddress addrConnect, int64 nTimeout=0);
  40 void AbandonRequests(void (*fn)(void*, CDataStream&), void* param1);
  41 bool AnySubscribed(unsigned int nChannel);
  42 void MapPort(bool fMapPort);
  43 void DNSAddressSeed();
  44 bool BindListenPort(std::string& strError=REF(std::string()));
  45 void StartNode(void* parg);
  46 bool StopNode();
  47
  48 enum
  49 {
  50     MSG_TX = 1,
  51     MSG_BLOCK,
  52 };
  53
  54 class CRequestTracker
  55 {
  56 public:
  57     void (*fn)(void*, CDataStream&);
  58     void* param1;
  59
  60     explicit CRequestTracker(void (*fnIn)(void*, CDataStream&)=NULL, void* param1In=NULL)
  61     {
  62         fn = fnIn;
  63         param1 = param1In;
  64     }
  65
  66     bool IsNull()
  67     {
  68         return fn == NULL;
  69     }
  70 };
  71
  72
  73
  74
  75
  76 extern bool fClient;
  77 extern bool fAllowDNS;
  78 extern uint64 nLocalServices;
  79 extern CAddress addrLocalHost;
  80 extern uint64 nLocalHostNonce;
  81 extern boost::array<int, 10> vnThreadsRunning;
  82
  83 extern std::vector<CNode*> vNodes;
  84 extern CCriticalSection cs_vNodes;
  85 extern std::map<std::vector<unsigned char>, CAddress> mapAddresses;
  86 extern CCriticalSection cs_mapAddresses;
  87 extern std::map<CInv, CDataStream> mapRelay;
  88 extern std::deque<std::pair<int64, CInv> > vRelayExpiration;
  89 extern CCriticalSection cs_mapRelay;
  90 extern std::map<CInv, int64> mapAlreadyAskedFor;
  91
  92 // Settings
  93 extern int fUseProxy;
  94 extern CAddress addrProxy;
  95
  96
  97
  98
  99
 100
 101 class CNode
 102 {
 103 public:
 104     // socket
 105     uint64 nServices;
 106     SOCKET hSocket;
 107     CDataStream vSend;
 108     CDataStream vRecv;
 109     CCriticalSection cs_vSend;
 110     CCriticalSection cs_vRecv;
 111     int64 nLastSend;
 112     int64 nLastRecv;
 113     int64 nLastSendEmpty;
 114     int64 nTimeConnected;
 115     unsigned int nHeaderStart;
 116     unsigned int nMessageStart;
 117     CAddress addr;
 118     int nVersion;
 119     std::string strSubVer;
 120     bool fClient;
 121     bool fInbound;
 122     bool fNetworkNode;
 123     bool fSuccessfullyConnected;
 124     bool fDisconnect;
 125 protected:
 126     int nRefCount;
 127 public:
 128     int64 nReleaseTime;
 129     std::map<uint256, CRequestTracker> mapRequests;
 130     CCriticalSection cs_mapRequests;
 131     uint256 hashContinue;
 132     CBlockIndex* pindexLastGetBlocksBegin;
 133     uint256 hashLastGetBlocksEnd;
 134     int nStartingHeight;
 135
 136     // flood relay
 137     std::vector<CAddress> vAddrToSend;
 138     std::set<CAddress> setAddrKnown;
 139     bool fGetAddr;
 140     std::set<uint256> setKnown;
 141
 142     // inventory based relay
 143     std::set<CInv> setInventoryKnown;
 144     std::vector<CInv> vInventoryToSend;
 145     CCriticalSection cs_inventory;
 146     std::multimap<int64, CInv> mapAskFor;
 147
 148     // publish and subscription
 149     std::vector<char> vfSubscribe;
 150
 151
 152     CNode(SOCKET hSocketIn, CAddress addrIn, bool fInboundIn=false)
 153     {
 154         nServices = 0;
 155         hSocket = hSocketIn;
 156         vSend.SetType(SER_NETWORK);
 157         vSend.SetVersion(0);
 158         vRecv.SetType(SER_NETWORK);
 159         vRecv.SetVersion(0);
 160         // Version 0.2 obsoletes 20 Feb 2012
 161         if (GetTime() > 1329696000)
 162         {
 163             vSend.SetVersion(209);
 164             vRecv.SetVersion(209);
 165         }
 166         nLastSend = 0;
 167         nLastRecv = 0;
 168         nLastSendEmpty = GetTime();
 169         nTimeConnected = GetTime();
 170         nHeaderStart = -1;
 171         nMessageStart = -1;
 172         addr = addrIn;
 173         nVersion = 0;
 174         strSubVer = "";
 175         fClient = false; // set by version message
 176         fInbound = fInboundIn;
 177         fNetworkNode = false;
 178         fSuccessfullyConnected = false;
 179         fDisconnect = false;
 180         nRefCount = 0;
 181         nReleaseTime = 0;
 182         hashContinue = 0;
 183         pindexLastGetBlocksBegin = 0;
 184         hashLastGetBlocksEnd = 0;
 185         nStartingHeight = -1;
 186         fGetAddr = false;
 187         vfSubscribe.assign(256, false);
 188
 189         // Be shy and don't send version until we hear
 190         if (!fInbound)
 191             PushVersion();
 192     }
 193
 194     ~CNode()
 195     {
 196         if (hSocket != INVALID_SOCKET)
 197         {
 198             closesocket(hSocket);
 199             hSocket = INVALID_SOCKET;
 200         }
 201     }
 202
 203 private:
 204     CNode(const CNode&);
 205     void operator=(const CNode&);
 206 public:
 207
 208
 209     int GetRefCount()
 210     {
 211         return std::max(nRefCount, 0) + (GetTime() < nReleaseTime ? 1 : 0);
 212     }
 213
 214     CNode* AddRef(int64 nTimeout=0)
 215     {
 216         if (nTimeout != 0)
 217             nReleaseTime = std::max(nReleaseTime, GetTime() + nTimeout);
 218         else
 219             nRefCount++;
 220         return this;
 221     }
 222
 223     void Release()
 224     {
 225         nRefCount--;
 226     }
 227
 228
 229
 230     void AddAddressKnown(const CAddress& addr)
 231     {
 232         setAddrKnown.insert(addr);
 233     }
 234
 235     void PushAddress(const CAddress& addr)
 236     {
 237         // Known checking here is only to save space from duplicates.
 238         // SendMessages will filter it again for knowns that were added
 239         // after addresses were pushed.
 240         if (addr.IsValid() && !setAddrKnown.count(addr))
 241             vAddrToSend.push_back(addr);
 242     }
 243
 244
 245     void AddInventoryKnown(const CInv& inv)
 246     {
 247         CRITICAL_BLOCK(cs_inventory)
 248             setInventoryKnown.insert(inv);
 249     }
 250
 251     void PushInventory(const CInv& inv)
 252     {
 253         CRITICAL_BLOCK(cs_inventory)
 254             if (!setInventoryKnown.count(inv))
 255                 vInventoryToSend.push_back(inv);
 256     }
 257
 258     void AskFor(const CInv& inv)
 259     {
 260         // We're using mapAskFor as a priority queue,
 261         // the key is the earliest time the request can be sent
 262         int64& nRequestTime = mapAlreadyAskedFor[inv];
 263         printf("askfor %s   %"PRI64d"\n", inv.ToString().c_str(), nRequestTime);
 264
 265         // Make sure not to reuse time indexes to keep things in the same order
 266         int64 nNow = (GetTime() - 1) * 1000000;
 267         static int64 nLastTime;
 268         nLastTime = nNow = std::max(nNow, ++nLastTime);
 269
 270         // Each retry is 2 minutes after the last
 271         nRequestTime = std::max(nRequestTime + 2 * 60 * 1000000, nNow);
 272         mapAskFor.insert(std::make_pair(nRequestTime, inv));
 273     }
 274
 275
 276
 277     void BeginMessage(const char* pszCommand)
 278     {
 279         cs_vSend.Enter("cs_vSend", __FILE__, __LINE__);
 280         if (nHeaderStart != -1)
 281             AbortMessage();
 282         nHeaderStart = vSend.size();
 283         vSend << CMessageHeader(pszCommand, 0);
 284         nMessageStart = vSend.size();
 285         if (fDebug) {
 286             printf("%s ", DateTimeStrFormat("%x %H:%M:%S", GetTime()).c_str());
 287             printf("sending: %s ", pszCommand);
 288         }
 289     }
 290
 291     void AbortMessage()
 292     {
 293         if (nHeaderStart == -1)
 294             return;
 295         vSend.resize(nHeaderStart);
 296         nHeaderStart = -1;
 297         nMessageStart = -1;
 298         cs_vSend.Leave();
 299         printf("(aborted)\n");
 300     }
 301
 302     void EndMessage()
 303     {
 304         if (mapArgs.count("-dropmessagestest") && GetRand(atoi(mapArgs["-dropmessagestest"])) == 0)
 305         {
 306             printf("dropmessages DROPPING SEND MESSAGE\n");
 307             AbortMessage();
 308             return;
 309         }
 310
 311         if (nHeaderStart == -1)
 312             return;
 313
 314         // Set the size
 315         unsigned int nSize = vSend.size() - nMessageStart;
 316         memcpy((char*)&vSend[nHeaderStart] + offsetof(CMessageHeader, nMessageSize), &nSize, sizeof(nSize));
 317
 318         // Set the checksum
 319         if (vSend.GetVersion() >= 209)
 320         {
 321             uint256 hash = Hash(vSend.begin() + nMessageStart, vSend.end());
 322             unsigned int nChecksum = 0;
 323             memcpy(&nChecksum, &hash, sizeof(nChecksum));
 324             assert(nMessageStart - nHeaderStart >= offsetof(CMessageHeader, nChecksum) + sizeof(nChecksum));
 325             memcpy((char*)&vSend[nHeaderStart] + offsetof(CMessageHeader, nChecksum), &nChecksum, sizeof(nChecksum));
 326         }
 327
 328         if (fDebug) {
 329             printf("(%d bytes) ", nSize);
 330             printf("\n");
 331         }
 332
 333         nHeaderStart = -1;
 334         nMessageStart = -1;
 335         cs_vSend.Leave();
 336     }
 337
 338     void EndMessageAbortIfEmpty()
 339     {
 340         if (nHeaderStart == -1)
 341             return;
 342         int nSize = vSend.size() - nMessageStart;
 343         if (nSize > 0)
 344             EndMessage();
 345         else
 346             AbortMessage();
 347     }
 348
 349
 350
 351     void PushVersion()
 352     {
 353         /// when NTP implemented, change to just nTime = GetAdjustedTime()
 354         int64 nTime = (fInbound ? GetAdjustedTime() : GetTime());
 355         CAddress addrYou = (fUseProxy ? CAddress("0.0.0.0") : addr);
 356         CAddress addrMe = (fUseProxy ? CAddress("0.0.0.0") : addrLocalHost);
 357         RAND_bytes((unsigned char*)&nLocalHostNonce, sizeof(nLocalHostNonce));
 358         PushMessage("version", VERSION, nLocalServices, nTime, addrYou, addrMe,
 359                     nLocalHostNonce, std::string(pszSubVer), nBestHeight);
 360     }
 361
 362
 363
 364
 365     void PushMessage(const char* pszCommand)
 366     {
 367         try
 368         {
 369             BeginMessage(pszCommand);
 370             EndMessage();
 371         }
 372         catch (...)
 373         {
 374             AbortMessage();
 375             throw;
 376         }
 377     }
 378
 379     template<typename T1>
 380     void PushMessage(const char* pszCommand, const T1& a1)
 381     {
 382         try
 383         {
 384             BeginMessage(pszCommand);
 385             vSend << a1;
 386             EndMessage();
 387         }
 388         catch (...)
 389         {
 390             AbortMessage();
 391             throw;
 392         }
 393     }
 394
 395     template<typename T1, typename T2>
 396     void PushMessage(const char* pszCommand, const T1& a1, const T2& a2)
 397     {
 398         try
 399         {
 400             BeginMessage(pszCommand);
 401             vSend << a1 << a2;
 402             EndMessage();
 403         }
 404         catch (...)
 405         {
 406             AbortMessage();
 407             throw;
 408         }
 409     }
 410
 411     template<typename T1, typename T2, typename T3>
 412     void PushMessage(const char* pszCommand, const T1& a1, const T2& a2, const T3& a3)
 413     {
 414         try
 415         {
 416             BeginMessage(pszCommand);
 417             vSend << a1 << a2 << a3;
 418             EndMessage();
 419         }
 420         catch (...)
 421         {
 422             AbortMessage();
 423             throw;
 424         }
 425     }
 426
 427     template<typename T1, typename T2, typename T3, typename T4>
 428     void PushMessage(const char* pszCommand, const T1& a1, const T2& a2, const T3& a3, const T4& a4)
 429     {
 430         try
 431         {
 432             BeginMessage(pszCommand);
 433             vSend << a1 << a2 << a3 << a4;
 434             EndMessage();
 435         }
 436         catch (...)
 437         {
 438             AbortMessage();
 439             throw;
 440         }
 441     }
 442
 443     template<typename T1, typename T2, typename T3, typename T4, typename T5>
 444     void PushMessage(const char* pszCommand, const T1& a1, const T2& a2, const T3& a3, const T4& a4, const T5& a5)
 445     {
 446         try
 447         {
 448             BeginMessage(pszCommand);
 449             vSend << a1 << a2 << a3 << a4 << a5;
 450             EndMessage();
 451         }
 452         catch (...)
 453         {
 454             AbortMessage();
 455             throw;
 456         }
 457     }
 458
 459     template<typename T1, typename T2, typename T3, typename T4, typename T5, typename T6>
 460     void PushMessage(const char* pszCommand, const T1& a1, const T2& a2, const T3& a3, const T4& a4, const T5& a5, const T6& a6)
 461     {
 462         try
 463         {
 464             BeginMessage(pszCommand);
 465             vSend << a1 << a2 << a3 << a4 << a5 << a6;
 466             EndMessage();
 467         }
 468         catch (...)
 469         {
 470             AbortMessage();
 471             throw;
 472         }
 473     }
 474
 475     template<typename T1, typename T2, typename T3, typename T4, typename T5, typename T6, typename T7>
 476     void PushMessage(const char* pszCommand, const T1& a1, const T2& a2, const T3& a3, const T4& a4, const T5& a5, const T6& a6, const T7& a7)
 477     {
 478         try
 479         {
 480             BeginMessage(pszCommand);
 481             vSend << a1 << a2 << a3 << a4 << a5 << a6 << a7;
 482             EndMessage();
 483         }
 484         catch (...)
 485         {
 486             AbortMessage();
 487             throw;
 488         }
 489     }
 490
 491     template<typename T1, typename T2, typename T3, typename T4, typename T5, typename T6, typename T7, typename T8>
 492     void PushMessage(const char* pszCommand, const T1& a1, const T2& a2, const T3& a3, const T4& a4, const T5& a5, const T6& a6, const T7& a7, const T8& a8)
 493     {
 494         try
 495         {
 496             BeginMessage(pszCommand);
 497             vSend << a1 << a2 << a3 << a4 << a5 << a6 << a7 << a8;
 498             EndMessage();
 499         }
 500         catch (...)
 501         {
 502             AbortMessage();
 503             throw;
 504         }
 505     }
 506
 507     template<typename T1, typename T2, typename T3, typename T4, typename T5, typename T6, typename T7, typename T8, typename T9>
 508     void PushMessage(const char* pszCommand, const T1& a1, const T2& a2, const T3& a3, const T4& a4, const T5& a5, const T6& a6, const T7& a7, const T8& a8, const T9& a9)
 509     {
 510         try
 511         {
 512             BeginMessage(pszCommand);
 513             vSend << a1 << a2 << a3 << a4 << a5 << a6 << a7 << a8 << a9;
 514             EndMessage();
 515         }
 516         catch (...)
 517         {
 518             AbortMessage();
 519             throw;
 520         }
 521     }
 522
 523
 524     void PushRequest(const char* pszCommand,
 525                      void (*fn)(void*, CDataStream&), void* param1)
 526     {
 527         uint256 hashReply;
 528         RAND_bytes((unsigned char*)&hashReply, sizeof(hashReply));
 529
 530         CRITICAL_BLOCK(cs_mapRequests)
 531             mapRequests[hashReply] = CRequestTracker(fn, param1);
 532
 533         PushMessage(pszCommand, hashReply);
 534     }
 535
 536     template<typename T1>
 537     void PushRequest(const char* pszCommand, const T1& a1,
 538                      void (*fn)(void*, CDataStream&), void* param1)
 539     {
 540         uint256 hashReply;
 541         RAND_bytes((unsigned char*)&hashReply, sizeof(hashReply));
 542
 543         CRITICAL_BLOCK(cs_mapRequests)
 544             mapRequests[hashReply] = CRequestTracker(fn, param1);
 545
 546         PushMessage(pszCommand, hashReply, a1);
 547     }
 548
 549     template<typename T1, typename T2>
 550     void PushRequest(const char* pszCommand, const T1& a1, const T2& a2,
 551                      void (*fn)(void*, CDataStream&), void* param1)
 552     {
 553         uint256 hashReply;
 554         RAND_bytes((unsigned char*)&hashReply, sizeof(hashReply));
 555
 556         CRITICAL_BLOCK(cs_mapRequests)
 557             mapRequests[hashReply] = CRequestTracker(fn, param1);
 558
 559         PushMessage(pszCommand, hashReply, a1, a2);
 560     }
 561
 562
 563
 564     void PushGetBlocks(CBlockIndex* pindexBegin, uint256 hashEnd);
 565     bool IsSubscribed(unsigned int nChannel);
 566     void Subscribe(unsigned int nChannel, unsigned int nHops=0);
 567     void CancelSubscribe(unsigned int nChannel);
 568     void CloseSocketDisconnect();
 569     void Cleanup();
 570 };
 571
 572
 573
 574
 575
 576
 577
 578
 579
 580
 581 inline void RelayInventory(const CInv& inv)
 582 {
 583     // Put on lists to offer to the other nodes
 584     CRITICAL_BLOCK(cs_vNodes)
 585         BOOST_FOREACH(CNode* pnode, vNodes)
 586             pnode->PushInventory(inv);
 587 }
 588
 589 template<typename T>
 590 void RelayMessage(const CInv& inv, const T& a)
 591 {
 592     CDataStream ss(SER_NETWORK);
 593     ss.reserve(10000);
 594     ss << a;
 595     RelayMessage(inv, ss);
 596 }
 597
 598 template<>
 599 inline void RelayMessage<>(const CInv& inv, const CDataStream& ss)
 600 {
 601     CRITICAL_BLOCK(cs_mapRelay)
 602     {
 603         // Expire old relay messages
 604         while (!vRelayExpiration.empty() && vRelayExpiration.front().first < GetTime())
 605         {
 606             mapRelay.erase(vRelayExpiration.front().second);
 607             vRelayExpiration.pop_front();
 608         }
 609
 610         // Save original serialized message so newer versions are preserved
 611         mapRelay[inv] = ss;
 612         vRelayExpiration.push_back(std::make_pair(GetTime() + 15 * 60, inv));
 613     }
 614
 615     RelayInventory(inv);
 616 }
 617
 618
 619
 620
 621
 622
 623
 624
 625 //
 626 // Templates for the publish and subscription system.
 627 // The object being published as T& obj needs to have:
 628 //   a set<unsigned int> setSources member
 629 //   specializations of AdvertInsert and AdvertErase
 630 // Currently implemented for CTable and CProduct.
 631 //
 632
 633 template<typename T>
 634 void AdvertStartPublish(CNode* pfrom, unsigned int nChannel, unsigned int nHops, T& obj)
 635 {
 636     // Add to sources
 637     obj.setSources.insert(pfrom->addr.ip);
 638
 639     if (!AdvertInsert(obj))
 640         return;
 641
 642     // Relay
 643     CRITICAL_BLOCK(cs_vNodes)
 644         BOOST_FOREACH(CNode* pnode, vNodes)
 645             if (pnode != pfrom && (nHops < PUBLISH_HOPS || pnode->IsSubscribed(nChannel)))
 646                 pnode->PushMessage("publish", nChannel, nHops, obj);
 647 }
 648
 649 template<typename T>
 650 void AdvertStopPublish(CNode* pfrom, unsigned int nChannel, unsigned int nHops, T& obj)
 651 {
 652     uint256 hash = obj.GetHash();
 653
 654     CRITICAL_BLOCK(cs_vNodes)
 655         BOOST_FOREACH(CNode* pnode, vNodes)
 656             if (pnode != pfrom && (nHops < PUBLISH_HOPS || pnode->IsSubscribed(nChannel)))
 657                 pnode->PushMessage("pub-cancel", nChannel, nHops, hash);
 658
 659     AdvertErase(obj);
 660 }
 661
 662 template<typename T>
 663 void AdvertRemoveSource(CNode* pfrom, unsigned int nChannel, unsigned int nHops, T& obj)
 664 {
 665     // Remove a source
 666     obj.setSources.erase(pfrom->addr.ip);
 667
 668     // If no longer supported by any sources, cancel it
 669     if (obj.setSources.empty())
 670         AdvertStopPublish(pfrom, nChannel, nHops, obj);
 671 }
 672
 673 #endif