p2pool/bitcoin/data.py

   1 from __future__ import division
   2
   3 import hashlib
   4 import itertools
   5 import struct
   6
   7 from twisted.internet import defer
   8
   9 from . import base58, skiplists
  10 from p2pool.util import bases, math, variable, expiring_dict, memoize, dicts
  11 import p2pool
  12
  13 class EarlyEnd(Exception):
  14     pass
  15
  16 class LateEnd(Exception):
  17     pass
  18
  19 def read((data, pos), length):
  20     data2 = data[pos:pos + length]
  21     if len(data2) != length:
  22         raise EarlyEnd()
  23     return data2, (data, pos + length)
  24
  25 def size((data, pos)):
  26     return len(data) - pos
  27
  28 class Type(object):
  29     # the same data can have only one unpacked representation, but multiple packed binary representations
  30
  31     def __hash__(self):
  32         rval = getattr(self, '_hash', None)
  33         if rval is None:
  34             try:
  35                 rval = self._hash = hash((type(self), frozenset(self.__dict__.items())))
  36             except:
  37                 print self.__dict__
  38                 raise
  39         return rval
  40
  41     def __eq__(self, other):
  42         return type(other) is type(self) and other.__dict__ == self.__dict__
  43
  44     def __ne__(self, other):
  45         return not (self == other)
  46
  47     def _unpack(self, data):
  48         obj, (data2, pos) = self.read((data, 0))
  49
  50         assert data2 is data
  51
  52         if pos != len(data):
  53             raise LateEnd()
  54
  55         return obj
  56
  57     def _pack(self, obj):
  58         f = self.write(None, obj)
  59
  60         res = []
  61         while f is not None:
  62             res.append(f[1])
  63             f = f[0]
  64         res.reverse()
  65         return ''.join(res)
  66
  67
  68     def unpack(self, data):
  69         obj = self._unpack(data)
  70
  71         if p2pool.DEBUG:
  72             data2 = self._pack(obj)
  73             if data2 != data:
  74                 if self._unpack(data2) != obj:
  75                     raise AssertionError()
  76
  77         return obj
  78
  79     def pack2(self, obj):
  80         data = self._pack(obj)
  81
  82         if p2pool.DEBUG:
  83             if self._unpack(data) != obj:
  84                 raise AssertionError((self._unpack(data), obj))
  85
  86         return data
  87
  88     _backing = expiring_dict.ExpiringDict(100)
  89     pack2 = memoize.memoize_with_backing(_backing, [unpack])(pack2)
  90     unpack = memoize.memoize_with_backing(_backing)(unpack) # doesn't have an inverse
  91
  92     def pack(self, obj):
  93         return self.pack2(dicts.immutify(obj))
  94
  95
  96     def pack_base58(self, obj):
  97         return base58.base58_encode(self.pack(obj))
  98
  99     def unpack_base58(self, base58_data):
 100         return self.unpack(base58.base58_decode(base58_data))
 101
 102
 103     def hash160(self, obj):
 104         return ShortHashType().unpack(hashlib.new('ripemd160', hashlib.sha256(self.pack(obj)).digest()).digest())
 105
 106     def hash256(self, obj):
 107         return HashType().unpack(hashlib.sha256(hashlib.sha256(self.pack(obj)).digest()).digest())
 108
 109     def scrypt(self, obj):
 110         import ltc_scrypt
 111         return HashType().unpack(ltc_scrypt.getPoWHash(self.pack(obj)))
 112
 113 class VarIntType(Type):
 114     # redundancy doesn't matter here because bitcoin and p2pool both reencode before hashing
 115     def read(self, file):
 116         data, file = read(file, 1)
 117         first = ord(data)
 118         if first < 0xfd:
 119             return first, file
 120         elif first == 0xfd:
 121             desc, length = '<H', 2
 122         elif first == 0xfe:
 123             desc, length = '<I', 4
 124         elif first == 0xff:
 125             desc, length = '<Q', 8
 126         else:
 127             raise AssertionError()
 128         data, file = read(file, length)
 129         return struct.unpack(desc, data)[0], file
 130
 131     def write(self, file, item):
 132         if item < 0xfd:
 133             file = file, struct.pack('<B', item)
 134         elif item <= 0xffff:
 135             file = file, struct.pack('<BH', 0xfd, item)
 136         elif item <= 0xffffffff:
 137             file = file, struct.pack('<BI', 0xfe, item)
 138         elif item <= 0xffffffffffffffff:
 139             file = file, struct.pack('<BQ', 0xff, item)
 140         else:
 141             raise ValueError('int too large for varint')
 142         return file
 143
 144 class VarStrType(Type):
 145     _inner_size = VarIntType()
 146
 147     def read(self, file):
 148         length, file = self._inner_size.read(file)
 149         return read(file, length)
 150
 151     def write(self, file, item):
 152         return self._inner_size.write(file, len(item)), item
 153
 154 class FixedStrType(Type):
 155     def __init__(self, length):
 156         self.length = length
 157
 158     def read(self, file):
 159         return read(file, self.length)
 160
 161     def write(self, file, item):
 162         if len(item) != self.length:
 163             raise ValueError('incorrect length item!')
 164         return file, item
 165
 166 class EnumType(Type):
 167     def __init__(self, inner, values):
 168         self.inner = inner
 169         self.values = dicts.frozendict(values)
 170
 171         keys = {}
 172         for k, v in values.iteritems():
 173             if v in keys:
 174                 raise ValueError('duplicate value in values')
 175             keys[v] = k
 176         self.keys = dicts.frozendict(keys)
 177
 178     def read(self, file):
 179         data, file = self.inner.read(file)
 180         if data not in self.keys:
 181             raise ValueError('enum data (%r) not in values (%r)' % (data, self.values))
 182         return self.keys[data], file
 183
 184     def write(self, file, item):
 185         if item not in self.values:
 186             raise ValueError('enum item (%r) not in values (%r)' % (item, self.values))
 187         return self.inner.write(file, self.values[item])
 188
 189 class HashType(Type):
 190     def read(self, file):
 191         data, file = read(file, 256//8)
 192         return int(data[::-1].encode('hex'), 16), file
 193
 194     def write(self, file, item):
 195         if not 0 <= item < 2**256:
 196             raise ValueError('invalid hash value - %r' % (item,))
 197         if item != 0 and item < 2**160:
 198             print 'Very low hash value - maybe you meant to use ShortHashType? %x' % (item,)
 199         return file, ('%064x' % (item,)).decode('hex')[::-1]
 200
 201 class ShortHashType(Type):
 202     def read(self, file):
 203         data, file = read(file, 160//8)
 204         return int(data[::-1].encode('hex'), 16), file
 205
 206     def write(self, file, item):
 207         if not 0 <= item < 2**160:
 208             raise ValueError('invalid hash value - %r' % (item,))
 209         return file, ('%040x' % (item,)).decode('hex')[::-1]
 210
 211 class ListType(Type):
 212     _inner_size = VarIntType()
 213
 214     def __init__(self, type):
 215         self.type = type
 216
 217     def read(self, file):
 218         length, file = self._inner_size.read(file)
 219         res = []
 220         for i in xrange(length):
 221             item, file = self.type.read(file)
 222             res.append(item)
 223         return res, file
 224
 225     def write(self, file, item):
 226         file = self._inner_size.write(file, len(item))
 227         for subitem in item:
 228             file = self.type.write(file, subitem)
 229         return file
 230
 231 class StructType(Type):
 232     def __init__(self, desc):
 233         self.desc = desc
 234         self.length = struct.calcsize(self.desc)
 235
 236     def read(self, file):
 237         data, file = read(file, self.length)
 238         res, = struct.unpack(self.desc, data)
 239         return res, file
 240
 241     def write(self, file, item):
 242         data = struct.pack(self.desc, item)
 243         if struct.unpack(self.desc, data)[0] != item:
 244             # special test because struct doesn't error on some overflows
 245             raise ValueError('''item didn't survive pack cycle (%r)''' % (item,))
 246         return file, data
 247
 248 class IPV6AddressType(Type):
 249     def read(self, file):
 250         data, file = read(file, 16)
 251         if data[:12] != '00000000000000000000ffff'.decode('hex'):
 252             raise ValueError('ipv6 addresses not supported yet')
 253         return '.'.join(str(ord(x)) for x in data[12:]), file
 254
 255     def write(self, file, item):
 256         bits = map(int, item.split('.'))
 257         if len(bits) != 4:
 258             raise ValueError('invalid address: %r' % (bits,))
 259         data = '00000000000000000000ffff'.decode('hex') + ''.join(chr(x) for x in bits)
 260         assert len(data) == 16, len(data)
 261         return file, data
 262
 263 _record_types = {}
 264
 265 def get_record(fields):
 266     fields = tuple(sorted(fields))
 267     if 'keys' in fields:
 268         raise ValueError()
 269     if fields not in _record_types:
 270         class _Record(object):
 271             __slots__ = fields
 272             def __repr__(self):
 273                 return repr(dict(self))
 274             def __getitem__(self, key):
 275                 return getattr(self, key)
 276             def __setitem__(self, key, value):
 277                 setattr(self, key, value)
 278             #def __iter__(self):
 279             #    for field in self.__slots__:
 280             #        yield field, getattr(self, field)
 281             def keys(self):
 282                 return self.__slots__
 283             def __eq__(self, other):
 284                 if isinstance(other, dict):
 285                     return dict(self) == other
 286                 elif isinstance(other, _Record):
 287                     return all(self[k] == other[k] for k in self.keys())
 288                 raise TypeError()
 289             def __ne__(self, other):
 290                 return not (self == other)
 291         _record_types[fields] = _Record
 292     return _record_types[fields]()
 293
 294 class ComposedType(Type):
 295     def __init__(self, fields):
 296         self.fields = tuple(fields)
 297
 298     def read(self, file):
 299         item = get_record(k for k, v in self.fields)
 300         for key, type_ in self.fields:
 301             item[key], file = type_.read(file)
 302         return item, file
 303
 304     def write(self, file, item):
 305         for key, type_ in self.fields:
 306             file = type_.write(file, item[key])
 307         return file
 308
 309 class ChecksummedType(Type):
 310     def __init__(self, inner):
 311         self.inner = inner
 312
 313     def read(self, file):
 314         obj, file = self.inner.read(file)
 315         data = self.inner.pack(obj)
 316
 317         checksum, file = read(file, 4)
 318         if checksum != hashlib.sha256(hashlib.sha256(data).digest()).digest()[:4]:
 319             raise ValueError('invalid checksum')
 320
 321         return obj, file
 322
 323     def write(self, file, item):
 324         data = self.inner.pack(item)
 325         return (file, data), hashlib.sha256(hashlib.sha256(data).digest()).digest()[:4]
 326
 327 class FloatingInteger(object):
 328     __slots__ = ['_bits']
 329
 330     @classmethod
 331     def from_target_upper_bound(cls, target):
 332         n = bases.natural_to_string(target)
 333         if n and ord(n[0]) >= 128:
 334             n = '\x00' + n
 335         bits2 = (chr(len(n)) + (n + 3*chr(0))[:3])[::-1]
 336         bits = struct.unpack('<I', bits2)[0]
 337         return cls(bits)
 338
 339     def __init__(self, bits):
 340         self._bits = bits
 341
 342     @property
 343     def _value(self):
 344         return math.shift_left(self._bits & 0x00ffffff, 8 * ((self._bits >> 24) - 3))
 345
 346     def __hash__(self):
 347         return hash(self._value)
 348
 349     def __cmp__(self, other):
 350         if isinstance(other, FloatingInteger):
 351             return cmp(self._value, other._value)
 352         elif isinstance(other, (int, long)):
 353             return cmp(self._value, other)
 354         else:
 355             raise NotImplementedError()
 356
 357     def __int__(self):
 358         return self._value
 359
 360     def __repr__(self):
 361         return 'FloatingInteger(bits=%s (%x))' % (hex(self._bits), self)
 362
 363     def __add__(self, other):
 364         if isinstance(other, (int, long)):
 365             return self._value + other
 366         raise NotImplementedError()
 367     __radd__ = __add__
 368     def __mul__(self, other):
 369         if isinstance(other, (int, long)):
 370             return self._value * other
 371         raise NotImplementedError()
 372     __rmul__ = __mul__
 373     def __truediv__(self, other):
 374         if isinstance(other, (int, long)):
 375             return self._value / other
 376         raise NotImplementedError()
 377     def __floordiv__(self, other):
 378         if isinstance(other, (int, long)):
 379             return self._value // other
 380         raise NotImplementedError()
 381     __div__ = __truediv__
 382     def __rtruediv__(self, other):
 383         if isinstance(other, (int, long)):
 384             return other / self._value
 385         raise NotImplementedError()
 386     def __rfloordiv__(self, other):
 387         if isinstance(other, (int, long)):
 388             return other // self._value
 389         raise NotImplementedError()
 390     __rdiv__ = __rtruediv__
 391
 392 class FloatingIntegerType(Type):
 393     _inner = StructType('<I')
 394
 395     def read(self, file):
 396         bits, file = self._inner.read(file)
 397         return FloatingInteger(bits), file
 398
 399     def write(self, file, item):
 400         return self._inner.write(file, item._bits)
 401
 402 class PossiblyNoneType(Type):
 403     def __init__(self, none_value, inner):
 404         self.none_value = none_value
 405         self.inner = inner
 406
 407     def read(self, file):
 408         value, file = self.inner.read(file)
 409         return None if value == self.none_value else value, file
 410
 411     def write(self, file, item):
 412         if item == self.none_value:
 413             raise ValueError('none_value used')
 414         return self.inner.write(file, self.none_value if item is None else item)
 415
 416 address_type = ComposedType([
 417     ('services', StructType('<Q')),
 418     ('address', IPV6AddressType()),
 419     ('port', StructType('>H')),
 420 ])
 421
 422 tx_type = ComposedType([
 423     ('version', StructType('<I')),
 424     ('tx_ins', ListType(ComposedType([
 425         ('previous_output', PossiblyNoneType(dicts.frozendict(hash=0, index=2**32 - 1), ComposedType([
 426             ('hash', HashType()),
 427             ('index', StructType('<I')),
 428         ]))),
 429         ('script', VarStrType()),
 430         ('sequence', PossiblyNoneType(2**32 - 1, StructType('<I'))),
 431     ]))),
 432     ('tx_outs', ListType(ComposedType([
 433         ('value', StructType('<Q')),
 434         ('script', VarStrType()),
 435     ]))),
 436     ('lock_time', StructType('<I')),
 437 ])
 438
 439 merkle_branch_type = ListType(HashType())
 440
 441 merkle_tx_type = ComposedType([
 442     ('tx', tx_type),
 443     ('block_hash', HashType()),
 444     ('merkle_branch', merkle_branch_type),
 445     ('index', StructType('<i')),
 446 ])
 447
 448 block_header_type = ComposedType([
 449     ('version', StructType('<I')),
 450     ('previous_block', PossiblyNoneType(0, HashType())),
 451     ('merkle_root', HashType()),
 452     ('timestamp', StructType('<I')),
 453     ('target', FloatingIntegerType()),
 454     ('nonce', StructType('<I')),
 455 ])
 456
 457 block_type = ComposedType([
 458     ('header', block_header_type),
 459     ('txs', ListType(tx_type)),
 460 ])
 461
 462 aux_pow_type = ComposedType([
 463     ('merkle_tx', merkle_tx_type),
 464     ('merkle_branch', merkle_branch_type),
 465     ('index', StructType('<i')),
 466     ('parent_block_header', block_header_type),
 467 ])
 468
 469
 470 merkle_record_type = ComposedType([
 471     ('left', HashType()),
 472     ('right', HashType()),
 473 ])
 474
 475 def merkle_hash(tx_list):
 476     if not tx_list:
 477         return 0
 478     hash_list = map(tx_type.hash256, tx_list)
 479     while len(hash_list) > 1:
 480         hash_list = [merkle_record_type.hash256(dict(left=left, right=left if right is None else right))
 481             for left, right in zip(hash_list[::2], hash_list[1::2] + [None])]
 482     return hash_list[0]
 483
 484 def calculate_merkle_branch(txs, index):
 485     # XXX optimize this
 486
 487     hash_list = [(tx_type.hash256(tx), i == index, []) for i, tx in enumerate(txs)]
 488
 489     while len(hash_list) > 1:
 490         hash_list = [
 491             (
 492                 merkle_record_type.hash256(dict(left=left, right=right)),
 493                 left_f or right_f,
 494                 (left_l if left_f else right_l) + [dict(side=1, hash=right) if left_f else dict(side=0, hash=left)],
 495             )
 496             for (left, left_f, left_l), (right, right_f, right_l) in
 497                 zip(hash_list[::2], hash_list[1::2] + [hash_list[::2][-1]])
 498         ]
 499
 500     res = [x['hash'] for x in hash_list[0][2]]
 501
 502     assert hash_list[0][1]
 503     assert check_merkle_branch(txs[index], index, res) == hash_list[0][0]
 504     assert index == sum(k*2**i for i, k in enumerate([1-x['side'] for x in hash_list[0][2]]))
 505
 506     return res
 507
 508 def check_merkle_branch(tx, index, merkle_branch):
 509     return reduce(lambda c, (i, h): merkle_record_type.hash256(
 510         dict(left=h, right=c) if 2**i & index else
 511         dict(left=c, right=h)
 512     ), enumerate(merkle_branch), tx_type.hash256(tx))
 513
 514 def target_to_average_attempts(target):
 515     return 2**256//(target + 1)
 516
 517 def target_to_difficulty(target):
 518     return (0xffff0000 * 2**(256-64) + 1)/(target + 1)
 519
 520 # tx
 521
 522 def tx_get_sigop_count(tx):
 523     return sum(script.get_sigop_count(txin['script']) for txin in tx['tx_ins']) + sum(script.get_sigop_count(txout['script']) for txout in tx['tx_outs'])
 524
 525 # human addresses
 526
 527 human_address_type = ChecksummedType(ComposedType([
 528     ('version', StructType('<B')),
 529     ('pubkey_hash', ShortHashType()),
 530 ]))
 531
 532 pubkey_type = FixedStrType(65)
 533
 534 def pubkey_hash_to_address(pubkey_hash, net):
 535     return human_address_type.pack_base58(dict(version=net.BITCOIN_ADDRESS_VERSION, pubkey_hash=pubkey_hash))
 536
 537 def pubkey_to_address(pubkey, net):
 538     return pubkey_hash_to_address(pubkey_type.hash160(pubkey), net)
 539
 540 def address_to_pubkey_hash(address, net):
 541     x = human_address_type.unpack_base58(address)
 542     if x['version'] != net.BITCOIN_ADDRESS_VERSION:
 543         raise ValueError('address not for this net!')
 544     return x['pubkey_hash']
 545
 546 # transactions
 547
 548 def pubkey_to_script2(pubkey):
 549     return ('\x41' + pubkey_type.pack(pubkey)) + '\xac'
 550
 551 def pubkey_hash_to_script2(pubkey_hash):
 552     return '\x76\xa9' + ('\x14' + ShortHashType().pack(pubkey_hash)) + '\x88\xac'
 553
 554 def script2_to_human(script2, net):
 555     try:
 556         pubkey = script2[1:-1]
 557         script2_test = pubkey_to_script2(pubkey)
 558     except:
 559         pass
 560     else:
 561         if script2_test == script2:
 562             return 'Pubkey. Address: %s' % (pubkey_to_address(pubkey, net),)
 563
 564     try:
 565         pubkey_hash = ShortHashType().unpack(script2[3:-2])
 566         script2_test2 = pubkey_hash_to_script2(pubkey_hash)
 567     except:
 568         pass
 569     else:
 570         if script2_test2 == script2:
 571             return 'Address. Address: %s' % (pubkey_hash_to_address(pubkey_hash, net),)
 572
 573     return 'Unknown. Script: %s'  % (script2.encode('hex'),)
 574
 575 # linked list tracker
 576
 577 class Tracker(object):
 578     def __init__(self):
 579         self.shares = {} # hash -> share
 580         #self.ids = {} # hash -> (id, height)
 581         self.reverse_shares = {} # previous_hash -> set of share_hashes
 582
 583         self.heads = {} # head hash -> tail_hash
 584         self.tails = {} # tail hash -> set of head hashes
 585
 586         self.heights = {} # share_hash -> height_to, ref, work_inc
 587         self.reverse_heights = {} # ref -> set of share_hashes
 588
 589         self.ref_generator = itertools.count()
 590         self.height_refs = {} # ref -> height, share_hash, work_inc
 591         self.reverse_height_refs = {} # share_hash -> ref
 592
 593         self.get_nth_parent_hash = skiplists.DistanceSkipList(self)
 594
 595         self.added = variable.Event()
 596         self.removed = variable.Event()
 597
 598     def add(self, share):
 599         assert not isinstance(share, (int, long, type(None)))
 600         if share.hash in self.shares:
 601             raise ValueError('share already present')
 602
 603         if share.hash in self.tails:
 604             heads = self.tails.pop(share.hash)
 605         else:
 606             heads = set([share.hash])
 607
 608         if share.previous_hash in self.heads:
 609             tail = self.heads.pop(share.previous_hash)
 610         else:
 611             tail = self.get_last(share.previous_hash)
 612             #tail2 = share.previous_hash
 613             #while tail2 in self.shares:
 614             #    tail2 = self.shares[tail2].previous_hash
 615             #assert tail == tail2
 616
 617         self.shares[share.hash] = share
 618         self.reverse_shares.setdefault(share.previous_hash, set()).add(share.hash)
 619
 620         self.tails.setdefault(tail, set()).update(heads)
 621         if share.previous_hash in self.tails[tail]:
 622             self.tails[tail].remove(share.previous_hash)
 623
 624         for head in heads:
 625             self.heads[head] = tail
 626
 627         self.added.happened(share)
 628
 629     def test(self):
 630         t = Tracker()
 631         for s in self.shares.itervalues():
 632             t.add(s)
 633
 634         assert self.shares == t.shares, (self.shares, t.shares)
 635         assert self.reverse_shares == t.reverse_shares, (self.reverse_shares, t.reverse_shares)
 636         assert self.heads == t.heads, (self.heads, t.heads)
 637         assert self.tails == t.tails, (self.tails, t.tails)
 638
 639     def remove(self, share_hash):
 640         assert isinstance(share_hash, (int, long, type(None)))
 641         if share_hash not in self.shares:
 642             raise KeyError()
 643
 644         share = self.shares[share_hash]
 645         del share_hash
 646
 647         children = self.reverse_shares.get(share.hash, set())
 648
 649         # move height refs referencing children down to this, so they can be moved up in one step
 650         if share.previous_hash in self.reverse_height_refs:
 651             if share.previous_hash not in self.tails:
 652                 for x in list(self.reverse_heights.get(self.reverse_height_refs.get(share.previous_hash, object()), set())):
 653                     self.get_last(x)
 654             for x in list(self.reverse_heights.get(self.reverse_height_refs.get(share.hash, object()), set())):
 655                 self.get_last(x)
 656             assert share.hash not in self.reverse_height_refs, list(self.reverse_heights.get(self.reverse_height_refs.get(share.hash, None), set()))
 657
 658         if share.hash in self.heads and share.previous_hash in self.tails:
 659             tail = self.heads.pop(share.hash)
 660             self.tails[tail].remove(share.hash)
 661             if not self.tails[share.previous_hash]:
 662                 self.tails.pop(share.previous_hash)
 663         elif share.hash in self.heads:
 664             tail = self.heads.pop(share.hash)
 665             self.tails[tail].remove(share.hash)
 666             if self.reverse_shares[share.previous_hash] != set([share.hash]):
 667                 pass # has sibling
 668             else:
 669                 self.tails[tail].add(share.previous_hash)
 670                 self.heads[share.previous_hash] = tail
 671         elif share.previous_hash in self.tails:
 672             heads = self.tails[share.previous_hash]
 673             if len(self.reverse_shares[share.previous_hash]) > 1:
 674                 raise NotImplementedError()
 675             else:
 676                 del self.tails[share.previous_hash]
 677                 for head in heads:
 678                     self.heads[head] = share.hash
 679                 self.tails[share.hash] = set(heads)
 680         else:
 681             raise NotImplementedError()
 682
 683         # move ref pointing to this up
 684         if share.previous_hash in self.reverse_height_refs:
 685             assert share.hash not in self.reverse_height_refs, list(self.reverse_heights.get(self.reverse_height_refs.get(share.hash, object()), set()))
 686
 687             ref = self.reverse_height_refs[share.previous_hash]
 688             cur_height, cur_hash, cur_work = self.height_refs[ref]
 689             assert cur_hash == share.previous_hash
 690             self.height_refs[ref] = cur_height - 1, share.hash, cur_work - target_to_average_attempts(share.target)
 691             del self.reverse_height_refs[share.previous_hash]
 692             self.reverse_height_refs[share.hash] = ref
 693
 694         # delete height entry, and ref if it is empty
 695         if share.hash in self.heights:
 696             _, ref, _ = self.heights.pop(share.hash)
 697             self.reverse_heights[ref].remove(share.hash)
 698             if not self.reverse_heights[ref]:
 699                 del self.reverse_heights[ref]
 700                 _, ref_hash, _ = self.height_refs.pop(ref)
 701                 del self.reverse_height_refs[ref_hash]
 702
 703         self.shares.pop(share.hash)
 704         self.reverse_shares[share.previous_hash].remove(share.hash)
 705         if not self.reverse_shares[share.previous_hash]:
 706             self.reverse_shares.pop(share.previous_hash)
 707
 708         #assert self.test() is None
 709         self.removed.happened(share)
 710
 711     def get_height(self, share_hash):
 712         height, work, last = self.get_height_work_and_last(share_hash)
 713         return height
 714
 715     def get_work(self, share_hash):
 716         height, work, last = self.get_height_work_and_last(share_hash)
 717         return work
 718
 719     def get_last(self, share_hash):
 720         height, work, last = self.get_height_work_and_last(share_hash)
 721         return last
 722
 723     def get_height_and_last(self, share_hash):
 724         height, work, last = self.get_height_work_and_last(share_hash)
 725         return height, last
 726
 727     def _get_height_jump(self, share_hash):
 728         if share_hash in self.heights:
 729             height_to1, ref, work_inc1 = self.heights[share_hash]
 730             height_to2, share_hash, work_inc2 = self.height_refs[ref]
 731             height_inc = height_to1 + height_to2
 732             work_inc = work_inc1 + work_inc2
 733         else:
 734             height_inc, share_hash, work_inc = 1, self.shares[share_hash].previous_hash, target_to_average_attempts(self.shares[share_hash].target)
 735         return height_inc, share_hash, work_inc
 736
 737     def _set_height_jump(self, share_hash, height_inc, other_share_hash, work_inc):
 738         if other_share_hash not in self.reverse_height_refs:
 739             ref = self.ref_generator.next()
 740             assert ref not in self.height_refs
 741             self.height_refs[ref] = 0, other_share_hash, 0
 742             self.reverse_height_refs[other_share_hash] = ref
 743             del ref
 744
 745         ref = self.reverse_height_refs[other_share_hash]
 746         ref_height_to, ref_share_hash, ref_work_inc = self.height_refs[ref]
 747         assert ref_share_hash == other_share_hash
 748
 749         if share_hash in self.heights:
 750             prev_ref = self.heights[share_hash][1]
 751             self.reverse_heights[prev_ref].remove(share_hash)
 752             if not self.reverse_heights[prev_ref] and prev_ref != ref:
 753                 self.reverse_heights.pop(prev_ref)
 754                 _, x, _ = self.height_refs.pop(prev_ref)
 755                 self.reverse_height_refs.pop(x)
 756         self.heights[share_hash] = height_inc - ref_height_to, ref, work_inc - ref_work_inc
 757         self.reverse_heights.setdefault(ref, set()).add(share_hash)
 758
 759     def get_height_work_and_last(self, share_hash):
 760         assert isinstance(share_hash, (int, long, type(None)))
 761         orig = share_hash
 762         height = 0
 763         work = 0
 764         updates = []
 765         while share_hash in self.shares:
 766             updates.append((share_hash, height, work))
 767             height_inc, share_hash, work_inc = self._get_height_jump(share_hash)
 768             height += height_inc
 769             work += work_inc
 770         for update_hash, height_then, work_then in updates:
 771             self._set_height_jump(update_hash, height - height_then, share_hash, work - work_then)
 772         return height, work, share_hash
 773
 774     def get_chain_known(self, start_hash):
 775         assert isinstance(start_hash, (int, long, type(None)))
 776         '''
 777         Chain starting with item of hash I{start_hash} of items that this Tracker contains
 778         '''
 779         item_hash_to_get = start_hash
 780         while True:
 781             if item_hash_to_get not in self.shares:
 782                 break
 783             share = self.shares[item_hash_to_get]
 784             assert not isinstance(share, long)
 785             yield share
 786             item_hash_to_get = share.previous_hash
 787
 788     def get_chain_to_root(self, start_hash, root=None):
 789         assert isinstance(start_hash, (int, long, type(None)))
 790         assert isinstance(root, (int, long, type(None)))
 791         '''
 792         Chain of hashes starting with share_hash of shares to the root (doesn't include root)
 793         Raises an error if one is missing
 794         '''
 795         share_hash_to_get = start_hash
 796         while share_hash_to_get != root:
 797             share = self.shares[share_hash_to_get]
 798             yield share
 799             share_hash_to_get = share.previous_hash
 800
 801     def get_best_hash(self):
 802         '''
 803         Returns hash of item with the most items in its chain
 804         '''
 805         if not self.heads:
 806             return None
 807         return max(self.heads, key=self.get_height_and_last)
 808
 809     def get_highest_height(self):
 810         return max(self.get_height_and_last(head)[0] for head in self.heads) if self.heads else 0
 811
 812     def is_child_of(self, share_hash, possible_child_hash):
 813         height, last = self.get_height_and_last(share_hash)
 814         child_height, child_last = self.get_height_and_last(possible_child_hash)
 815         if child_last != last:
 816             return None # not connected, so can't be determined
 817         height_up = child_height - height
 818         return height_up >= 0 and self.get_nth_parent_hash(possible_child_hash, height_up) == share_hash
 819
 820 class FakeShare(object):
 821     def __init__(self, **kwargs):
 822         self.__dict__.update(kwargs)
 823
 824 if __name__ == '__main__':
 825
 826     t = Tracker()
 827
 828     for i in xrange(10000):
 829         t.add(FakeShare(hash=i, previous_hash=i - 1 if i > 0 else None))
 830
 831     #t.remove(99)
 832
 833     print 'HEADS', t.heads
 834     print 'TAILS', t.tails
 835
 836     import random
 837
 838     while False:
 839         print
 840         print '-'*30
 841         print
 842         t = Tracker()
 843         for i in xrange(random.randrange(100)):
 844             x = random.choice(list(t.shares) + [None])
 845             print i, '->', x
 846             t.add(FakeShare(i, x))
 847         while t.shares:
 848             x = random.choice(list(t.shares))
 849             print 'DEL', x, t.__dict__
 850             try:
 851                 t.remove(x)
 852             except NotImplementedError:
 853                 print 'aborted; not implemented'
 854         import time
 855         time.sleep(.1)
 856         print 'HEADS', t.heads
 857         print 'TAILS', t.tails
 858
 859     #for share_hash, share in sorted(t.shares.iteritems()):
 860     #    print share_hash, share.previous_hash, t.heads.get(share_hash), t.tails.get(share_hash)
 861
 862     #import sys;sys.exit()
 863
 864     print t.get_nth_parent_hash(9000, 5000)
 865     print t.get_nth_parent_hash(9001, 412)
 866     #print t.get_nth_parent_hash(90, 51)
 867
 868     for share_hash in sorted(t.shares):
 869         print str(share_hash).rjust(4),
 870         x = t.skips.get(share_hash, None)
 871         if x is not None:
 872             print str(x[0]).rjust(4),
 873             for a in x[1]:
 874                 print str(a).rjust(10),
 875         print