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1 : : // Copyright (c) 2022 The Bitcoin Core developers
2 : : // Distributed under the MIT software license, see the accompanying
3 : : // file COPYING or http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php.
4 : :
5 : : #include <kernel/coinstats.h>
6 : :
7 : : #include <chain.h>
8 : : #include <coins.h>
9 : : #include <crypto/muhash.h>
10 : : #include <hash.h>
11 : : #include <logging.h>
12 : : #include <node/blockstorage.h>
13 : : #include <primitives/transaction.h>
14 : : #include <script/script.h>
15 : : #include <serialize.h>
16 : : #include <span.h>
17 [ + - ]: 173 : #include <streams.h>
18 [ + - ]: 173 : #include <sync.h>
19 : : #include <tinyformat.h>
20 : : #include <uint256.h>
21 : : #include <util/check.h>
22 : : #include <util/overflow.h>
23 : : #include <validation.h>
24 : : #include <version.h>
25 : :
26 : : #include <cassert>
27 : : #include <iosfwd>
28 : : #include <iterator>
29 : : #include <map>
30 : : #include <memory>
31 : : #include <string>
32 : : #include <utility>
33 : :
34 : 49724 : namespace kernel {
35 : 49724 :
36 : 99448 : CCoinsStats::CCoinsStats(int block_height, const uint256& block_hash)
37 : 99448 : : nHeight(block_height),
38 : 149172 : hashBlock(block_hash) {}
39 : :
40 : 49724 : // Database-independent metric indicating the UTXO set size
41 : 3393303 : uint64_t GetBogoSize(const CScript& script_pub_key)
42 : : {
43 : 3443027 : return 32 /* txid */ +
44 : : 4 /* vout index */ +
45 : : 4 /* height + coinbase */ +
46 : 49724 : 8 /* amount */ +
47 : 3393303 : 2 /* scriptPubKey len */ +
48 : 3393303 : script_pub_key.size() /* scriptPubKey */;
49 : : }
50 : :
51 : 49724 : DataStream TxOutSer(const COutPoint& outpoint, const Coin& coin)
52 : : {
53 : 49724 : DataStream ss{};
54 [ # # ]: 0 : ss << outpoint;
55 [ # # ]: 49724 : ss << static_cast<uint32_t>(coin.nHeight * 2 + coin.fCoinBase);
56 [ # # ]: 0 : ss << coin.out;
57 : 49724 : return ss;
58 [ # # ]: 0 : }
59 : 49724 :
60 : : //! Warning: be very careful when changing this! assumeutxo and UTXO snapshot
61 : 49724 : //! validation commitments are reliant on the hash constructed by this
62 : : //! function.
63 : 49724 : //!
64 : : //! If the construction of this hash is changed, it will invalidate
65 : 49724 : //! existing UTXO snapshots. This will not result in any kind of consensus
66 : : //! failure, but it will force clients that were expecting to make use of
67 : 49724 : //! assumeutxo to do traditional IBD instead.
68 : : //!
69 : : //! It is also possible, though very unlikely, that a change in this
70 : : //! construction could cause a previously invalid (and potentially malicious)
71 : : //! UTXO snapshot to be considered valid.
72 : 0 : static void ApplyHash(HashWriter& ss, const uint256& hash, const std::map<uint32_t, Coin>& outputs)
73 : : {
74 [ # # ]: 173 : for (auto it = outputs.begin(); it != outputs.end(); ++it) {
75 [ # # ]: 0 : if (it == outputs.begin()) {
76 : 0 : ss << hash;
77 : 0 : ss << VARINT(it->second.nHeight * 2 + it->second.fCoinBase ? 1u : 0u);
78 : 0 : }
79 : :
80 : 0 : ss << VARINT(it->first + 1);
81 : 0 : ss << it->second.out.scriptPubKey;
82 : 0 : ss << VARINT_MODE(it->second.out.nValue, VarIntMode::NONNEGATIVE_SIGNED);
83 : :
84 [ # # ]: 0 : if (it == std::prev(outputs.end())) {
85 : 0 : ss << VARINT(0u);
86 : 0 : }
87 : 0 : }
88 : 0 : }
89 : :
90 : 3393024 : static void ApplyHash(std::nullptr_t, const uint256& hash, const std::map<uint32_t, Coin>& outputs) {}
91 : :
92 : 0 : static void ApplyHash(MuHash3072& muhash, const uint256& hash, const std::map<uint32_t, Coin>& outputs)
93 : : {
94 [ # # ]: 0 : for (auto it = outputs.begin(); it != outputs.end(); ++it) {
95 : 0 : COutPoint outpoint = COutPoint(hash, it->first);
96 : 0 : Coin coin = it->second;
97 [ # # # # ]: 0 : muhash.Insert(MakeUCharSpan(TxOutSer(outpoint, coin)));
98 : 0 : }
99 : 0 : }
100 : :
101 : 3393024 : static void ApplyStats(CCoinsStats& stats, const uint256& hash, const std::map<uint32_t, Coin>& outputs)
102 : : {
103 [ + - ]: 3393024 : assert(!outputs.empty());
104 : 3393024 : stats.nTransactions++;
105 [ + + ]: 6786327 : for (auto it = outputs.begin(); it != outputs.end(); ++it) {
106 : 3393303 : stats.nTransactionOutputs++;
107 [ - + ]: 3393303 : if (stats.total_amount.has_value()) {
108 : 3393303 : stats.total_amount = CheckedAdd(*stats.total_amount, it->second.out.nValue);
109 : 3393303 : }
110 : 3393303 : stats.nBogoSize += GetBogoSize(it->second.out.scriptPubKey);
111 : 3393303 : }
112 : 3393024 : }
113 : :
114 : : //! Calculate statistics about the unspent transaction output set
115 : : template <typename T>
116 : 49724 : static bool ComputeUTXOStats(CCoinsView* view, CCoinsStats& stats, T hash_obj, const std::function<void()>& interruption_point)
117 : : {
118 : 49724 : std::unique_ptr<CCoinsViewCursor> pcursor(view->Cursor());
119 [ + - + - : 49724 : assert(pcursor);
+ - ]
120 : :
121 [ + - + - : 49724 : PrepareHash(hash_obj, stats);
+ - ]
122 : :
123 [ + - + - : 49724 : uint256 prevkey;
+ - ]
124 : 49724 : std::map<uint32_t, Coin> outputs;
125 [ + - - + : 3443027 : while (pcursor->Valid()) {
+ - - + +
- + + ]
126 [ # # # # : 3393303 : if (interruption_point) interruption_point();
# # # # -
+ # # ]
127 [ # # # # : 3393303 : COutPoint key;
+ - ]
128 [ # # # # : 3393303 : Coin coin;
+ - ]
129 [ # # # # : 3393303 : if (pcursor->GetKey(key) && pcursor->GetValue(coin)) {
# # # # #
# # # # #
# # + - +
- + - +
- ]
130 [ # # # # : 3393303 : if (!outputs.empty() && key.hash != prevkey) {
# # # # #
# # # + +
+ - + + ]
131 [ # # # # : 3343930 : ApplyStats(stats, prevkey, outputs);
+ - ]
132 [ # # # # : 3343930 : ApplyHash(hash_obj, prevkey, outputs);
+ - ]
133 : 3343930 : outputs.clear();
134 : 3343930 : }
135 : 3393303 : prevkey = key.hash;
136 [ # # # # : 3393303 : outputs[key.n] = std::move(coin);
+ - ]
137 : 3393303 : stats.coins_count++;
138 : 3393303 : } else {
139 [ # # # # : 0 : return error("%s: unable to read value", __func__);
# # ]
140 : : }
141 [ # # # # : 3393303 : pcursor->Next();
+ - ]
142 [ # # # # : 3393303 : }
- + ]
143 [ - + - + : 49724 : if (!outputs.empty()) {
+ + ]
144 [ # # # # : 49094 : ApplyStats(stats, prevkey, outputs);
+ - ]
145 [ # # # # : 49094 : ApplyHash(hash_obj, prevkey, outputs);
+ - ]
146 : 49094 : }
147 : :
148 [ + - + - : 49724 : FinalizeHash(hash_obj, stats);
+ - ]
149 : :
150 [ + - + - : 49724 : stats.nDiskSize = view->EstimateSize();
+ - ]
151 : :
152 : 49724 : return true;
153 : 49724 : }
154 : :
155 : 49724 : std::optional<CCoinsStats> ComputeUTXOStats(CoinStatsHashType hash_type, CCoinsView* view, node::BlockManager& blockman, const std::function<void()>& interruption_point)
156 : : {
157 [ + - + - ]: 99448 : CBlockIndex* pindex = WITH_LOCK(::cs_main, return blockman.LookupBlockIndex(view->GetBestBlock()));
158 : 49724 : CCoinsStats stats{Assert(pindex)->nHeight, pindex->GetBlockHash()};
159 : :
160 : 99448 : bool success = [&]() -> bool {
161 [ + - + + ]: 49724 : switch (hash_type) {
162 : : case(CoinStatsHashType::HASH_SERIALIZED): {
163 : 16 : HashWriter ss{};
164 : 16 : return ComputeUTXOStats(view, stats, ss, interruption_point);
165 : : }
166 : : case(CoinStatsHashType::MUHASH): {
167 : 1 : MuHash3072 muhash;
168 : 1 : return ComputeUTXOStats(view, stats, muhash, interruption_point);
169 : : }
170 : : case(CoinStatsHashType::NONE): {
171 : 49707 : return ComputeUTXOStats(view, stats, nullptr, interruption_point);
172 : : }
173 : : } // no default case, so the compiler can warn about missing cases
174 : 0 : assert(false);
175 : 49724 : }();
176 : :
177 [ - + ]: 49724 : if (!success) {
178 : 0 : return std::nullopt;
179 : : }
180 : 49724 : return stats;
181 : 49724 : }
182 : :
183 : : // The legacy hash serializes the hashBlock
184 : 16 : static void PrepareHash(HashWriter& ss, const CCoinsStats& stats)
185 : : {
186 : 16 : ss << stats.hashBlock;
187 : 16 : }
188 : : // MuHash does not need the prepare step
189 : 1 : static void PrepareHash(MuHash3072& muhash, CCoinsStats& stats) {}
190 : 49707 : static void PrepareHash(std::nullptr_t, CCoinsStats& stats) {}
191 : :
192 : 16 : static void FinalizeHash(HashWriter& ss, CCoinsStats& stats)
193 : : {
194 : 16 : stats.hashSerialized = ss.GetHash();
195 : 16 : }
196 : 1 : static void FinalizeHash(MuHash3072& muhash, CCoinsStats& stats)
197 : : {
198 : 1 : uint256 out;
199 : 1 : muhash.Finalize(out);
200 : 1 : stats.hashSerialized = out;
201 : 1 : }
202 : 49707 : static void FinalizeHash(std::nullptr_t, CCoinsStats& stats) {}
203 : :
204 : : } // namespace kernel
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