Branch data Line data Source code
1 : : // Copyright (c) 2009-2010 Satoshi Nakamoto
2 : : // Copyright (c) 2009-2022 The Bitcoin Core developers
3 : : // Distributed under the MIT software license, see the accompanying
4 : : // file COPYING or http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php.
5 : :
6 : : #ifndef BITCOIN_PRIMITIVES_TRANSACTION_H
7 : : #define BITCOIN_PRIMITIVES_TRANSACTION_H
8 : :
9 : : #include <attributes.h>
10 : : #include <consensus/amount.h>
11 : : #include <script/script.h>
12 : : #include <serialize.h>
13 : : #include <uint256.h>
14 : : #include <util/transaction_identifier.h> // IWYU pragma: export
15 : :
16 : : #include <cstddef>
17 : : #include <cstdint>
18 : : #include <ios>
19 : : #include <limits>
20 : : #include <memory>
21 : : #include <numeric>
22 : : #include <string>
23 : : #include <tuple>
24 : : #include <utility>
25 : : #include <vector>
26 : :
27 : : /**
28 : : * A flag that is ORed into the protocol version to designate that a transaction
29 : : * should be (un)serialized without witness data.
30 : : * Make sure that this does not collide with any of the values in `version.h`
31 : : * or with `ADDRV2_FORMAT`.
32 : : */
33 : : static const int SERIALIZE_TRANSACTION_NO_WITNESS = 0x40000000;
34 : :
35 : : /** An outpoint - a combination of a transaction hash and an index n into its vout */
36 : : class COutPoint
37 : : {
38 : : public:
39 : : uint256 hash;
40 : : uint32_t n;
41 : :
42 : : static constexpr uint32_t NULL_INDEX = std::numeric_limits<uint32_t>::max();
43 : :
44 : 310794 : COutPoint(): n(NULL_INDEX) { }
45 : 1360125 : COutPoint(const uint256& hashIn, uint32_t nIn): hash(hashIn), n(nIn) { }
46 : :
47 : 4328145 : SERIALIZE_METHODS(COutPoint, obj) { READWRITE(obj.hash, obj.n); }
48 : :
49 : 200 : void SetNull() { hash.SetNull(); n = NULL_INDEX; }
50 [ + + ]: 326726 : bool IsNull() const { return (hash.IsNull() && n == NULL_INDEX); }
51 : :
52 : 22714503 : friend bool operator<(const COutPoint& a, const COutPoint& b)
53 : : {
54 : 22714503 : int cmp = a.hash.Compare(b.hash);
55 [ + + ][ + + ]: 22714503 : return cmp < 0 || (cmp == 0 && a.n < b.n);
56 : : }
57 : :
58 : 1119397 : friend bool operator==(const COutPoint& a, const COutPoint& b)
59 : : {
60 [ + + ]: 1119397 : return (a.hash == b.hash && a.n == b.n);
61 : : }
62 : :
63 : : friend bool operator!=(const COutPoint& a, const COutPoint& b)
64 : : {
65 : : return !(a == b);
66 : : }
67 : :
68 : : std::string ToString() const;
69 : : };
70 : :
71 : : /** An input of a transaction. It contains the location of the previous
72 : : * transaction's output that it claims and a signature that matches the
73 : : * output's public key.
74 : : */
75 : 419250 : class CTxIn
76 : : {
77 : : public:
78 : : COutPoint prevout;
79 : : CScript scriptSig;
80 : : uint32_t nSequence;
81 : : CScriptWitness scriptWitness; //!< Only serialized through CTransaction
82 : :
83 : : /**
84 : : * Setting nSequence to this value for every input in a transaction
85 : : * disables nLockTime/IsFinalTx().
86 : : * It fails OP_CHECKLOCKTIMEVERIFY/CheckLockTime() for any input that has
87 : : * it set (BIP 65).
88 : : * It has SEQUENCE_LOCKTIME_DISABLE_FLAG set (BIP 68/112).
89 : : */
90 : : static const uint32_t SEQUENCE_FINAL = 0xffffffff;
91 : : /**
92 : : * This is the maximum sequence number that enables both nLockTime and
93 : : * OP_CHECKLOCKTIMEVERIFY (BIP 65).
94 : : * It has SEQUENCE_LOCKTIME_DISABLE_FLAG set (BIP 68/112).
95 : : */
96 : : static const uint32_t MAX_SEQUENCE_NONFINAL{SEQUENCE_FINAL - 1};
97 : :
98 : : // Below flags apply in the context of BIP 68. BIP 68 requires the tx
99 : : // version to be set to 2, or higher.
100 : : /**
101 : : * If this flag is set, CTxIn::nSequence is NOT interpreted as a
102 : : * relative lock-time.
103 : : * It skips SequenceLocks() for any input that has it set (BIP 68).
104 : : * It fails OP_CHECKSEQUENCEVERIFY/CheckSequence() for any input that has
105 : : * it set (BIP 112).
106 : : */
107 : : static const uint32_t SEQUENCE_LOCKTIME_DISABLE_FLAG = (1U << 31);
108 : :
109 : : /**
110 : : * If CTxIn::nSequence encodes a relative lock-time and this flag
111 : : * is set, the relative lock-time has units of 512 seconds,
112 : : * otherwise it specifies blocks with a granularity of 1. */
113 : : static const uint32_t SEQUENCE_LOCKTIME_TYPE_FLAG = (1 << 22);
114 : :
115 : : /**
116 : : * If CTxIn::nSequence encodes a relative lock-time, this mask is
117 : : * applied to extract that lock-time from the sequence field. */
118 : : static const uint32_t SEQUENCE_LOCKTIME_MASK = 0x0000ffff;
119 : :
120 : : /**
121 : : * In order to use the same number of bits to encode roughly the
122 : : * same wall-clock duration, and because blocks are naturally
123 : : * limited to occur every 600s on average, the minimum granularity
124 : : * for time-based relative lock-time is fixed at 512 seconds.
125 : : * Converting from CTxIn::nSequence to seconds is performed by
126 : : * multiplying by 512 = 2^9, or equivalently shifting up by
127 : : * 9 bits. */
128 : : static const int SEQUENCE_LOCKTIME_GRANULARITY = 9;
129 : :
130 [ + - ]: 310794 : CTxIn()
131 : : {
132 : 310794 : nSequence = SEQUENCE_FINAL;
133 : 310794 : }
134 : :
135 : : explicit CTxIn(COutPoint prevoutIn, CScript scriptSigIn=CScript(), uint32_t nSequenceIn=SEQUENCE_FINAL);
136 : : CTxIn(uint256 hashPrevTx, uint32_t nOut, CScript scriptSigIn=CScript(), uint32_t nSequenceIn=SEQUENCE_FINAL);
137 : :
138 : 4291878 : SERIALIZE_METHODS(CTxIn, obj) { READWRITE(obj.prevout, obj.scriptSig, obj.nSequence); }
139 : :
140 : 111418 : friend bool operator==(const CTxIn& a, const CTxIn& b)
141 : : {
142 [ + + ]: 118305 : return (a.prevout == b.prevout &&
143 [ - + ]: 6887 : a.scriptSig == b.scriptSig &&
144 : 6887 : a.nSequence == b.nSequence);
145 : : }
146 : :
147 : : friend bool operator!=(const CTxIn& a, const CTxIn& b)
148 : : {
149 : : return !(a == b);
150 : : }
151 : :
152 : : std::string ToString() const;
153 : : };
154 : :
155 : : /** An output of a transaction. It contains the public key that the next input
156 : : * must be able to sign with to claim it.
157 : : */
158 : 0 : class CTxOut
159 : : {
160 : : public:
161 : : CAmount nValue;
162 : : CScript scriptPubKey;
163 : :
164 : 205668 : CTxOut()
165 : : {
166 [ + - ]: 205668 : SetNull();
167 : 205668 : }
168 : :
169 : : CTxOut(const CAmount& nValueIn, CScript scriptPubKeyIn);
170 : :
171 : 12938424 : SERIALIZE_METHODS(CTxOut, obj) { READWRITE(obj.nValue, obj.scriptPubKey); }
172 : :
173 : 206975 : void SetNull()
174 : : {
175 : 206975 : nValue = -1;
176 : 206975 : scriptPubKey.clear();
177 : 206975 : }
178 : :
179 : 594424 : bool IsNull() const
180 : : {
181 : 594424 : return (nValue == -1);
182 : : }
183 : :
184 : 10773 : friend bool operator==(const CTxOut& a, const CTxOut& b)
185 : : {
186 [ - + ]: 21546 : return (a.nValue == b.nValue &&
187 : 10773 : a.scriptPubKey == b.scriptPubKey);
188 : : }
189 : :
190 : 0 : friend bool operator!=(const CTxOut& a, const CTxOut& b)
191 : : {
192 : 0 : return !(a == b);
193 : : }
194 : :
195 : : std::string ToString() const;
196 : : };
197 : :
198 : : struct CMutableTransaction;
199 : :
200 : : /**
201 : : * Basic transaction serialization format:
202 : : * - int32_t nVersion
203 : : * - std::vector<CTxIn> vin
204 : : * - std::vector<CTxOut> vout
205 : : * - uint32_t nLockTime
206 : : *
207 : : * Extended transaction serialization format:
208 : : * - int32_t nVersion
209 : : * - unsigned char dummy = 0x00
210 : : * - unsigned char flags (!= 0)
211 : : * - std::vector<CTxIn> vin
212 : : * - std::vector<CTxOut> vout
213 : : * - if (flags & 1):
214 : : * - CScriptWitness scriptWitness; (deserialized into CTxIn)
215 : : * - uint32_t nLockTime
216 : : */
217 : : template<typename Stream, typename TxType>
218 : 1 : inline void UnserializeTransaction(TxType& tx, Stream& s) {
219 : 1 : const bool fAllowWitness = !(s.GetVersion() & SERIALIZE_TRANSACTION_NO_WITNESS);
220 : :
221 : 1 : s >> tx.nVersion;
222 : 1 : unsigned char flags = 0;
223 : 1 : tx.vin.clear();
224 : 1 : tx.vout.clear();
225 : : /* Try to read the vin. In case the dummy is there, this will be read as an empty vector. */
226 : 1 : s >> tx.vin;
227 [ - + ][ # # ]: 1 : if (tx.vin.size() == 0 && fAllowWitness) {
[ # # ][ # # ]
228 : : /* We read a dummy or an empty vin. */
229 : 0 : s >> flags;
230 [ # # ][ # # ]: 0 : if (flags != 0) {
231 : 0 : s >> tx.vin;
232 : 0 : s >> tx.vout;
233 : 0 : }
234 : 0 : } else {
235 : : /* We read a non-empty vin. Assume a normal vout follows. */
236 : 1 : s >> tx.vout;
237 : : }
238 [ - + ][ # # ]: 1 : if ((flags & 1) && fAllowWitness) {
[ # # ][ # # ]
239 : : /* The witness flag is present, and we support witnesses. */
240 : 0 : flags ^= 1;
241 [ # # ][ # # ]: 0 : for (size_t i = 0; i < tx.vin.size(); i++) {
242 : 0 : s >> tx.vin[i].scriptWitness.stack;
243 : 0 : }
244 [ # # ][ # # ]: 0 : if (!tx.HasWitness()) {
245 : : /* It's illegal to encode witnesses when all witness stacks are empty. */
246 [ # # ][ # # ]: 0 : throw std::ios_base::failure("Superfluous witness record");
247 : : }
248 : 0 : }
249 [ + - ][ # # ]: 1 : if (flags) {
250 : : /* Unknown flag in the serialization */
251 [ # # ][ # # ]: 0 : throw std::ios_base::failure("Unknown transaction optional data");
252 : : }
253 : 1 : s >> tx.nLockTime;
254 : 1 : }
255 : :
256 : : template<typename Stream, typename TxType>
257 : 309487 : inline void SerializeTransaction(const TxType& tx, Stream& s) {
258 : 309487 : const bool fAllowWitness = !(s.GetVersion() & SERIALIZE_TRANSACTION_NO_WITNESS);
259 : :
260 : 309487 : s << tx.nVersion;
261 : 309487 : unsigned char flags = 0;
262 : : // Consistency check
263 [ + + ][ + + ]: 309487 : if (fAllowWitness) {
[ # # ][ # # ]
[ # # ][ # # ]
264 : : /* Check whether witnesses need to be serialized. */
265 [ + + ][ - + ]: 113453 : if (tx.HasWitness()) {
[ # # ][ # # ]
[ # # ][ # # ]
266 : 113450 : flags |= 1;
267 : 113450 : }
268 : 113453 : }
269 [ + + ][ + + ]: 309487 : if (flags) {
[ # # ][ # # ]
[ # # ][ # # ]
270 : : /* Use extended format in case witnesses are to be serialized. */
271 : 113450 : std::vector<CTxIn> vinDummy;
272 [ + - ][ + - ]: 113450 : s << vinDummy;
[ # # ][ # # ]
[ # # ][ # # ]
273 [ + - ][ + - ]: 113450 : s << flags;
[ # # ][ # # ]
[ # # ][ # # ]
274 : 113450 : }
275 : 309487 : s << tx.vin;
276 : 309487 : s << tx.vout;
277 [ + + ][ + + ]: 309487 : if (flags & 1) {
[ # # ][ # # ]
[ # # ][ # # ]
278 [ + + ][ + + ]: 647334 : for (size_t i = 0; i < tx.vin.size(); i++) {
[ # # ][ # # ]
[ # # ][ # # ]
279 : 533884 : s << tx.vin[i].scriptWitness.stack;
280 : 533884 : }
281 : 113450 : }
282 : 309487 : s << tx.nLockTime;
283 : 309487 : }
284 : :
285 : : template<typename TxType>
286 : 0 : inline CAmount CalculateOutputValue(const TxType& tx)
287 : : {
288 : 0 : return std::accumulate(tx.vout.cbegin(), tx.vout.cend(), CAmount{0}, [](CAmount sum, const auto& txout) { return sum + txout.nValue; });
289 : : }
290 : :
291 : :
292 : : /** The basic transaction that is broadcasted on the network and contained in
293 : : * blocks. A transaction can contain multiple inputs and outputs.
294 : : */
295 : 2806 : class CTransaction
296 : : {
297 : : public:
298 : : // Default transaction version.
299 : : static const int32_t CURRENT_VERSION=2;
300 : :
301 : : // The local variables are made const to prevent unintended modification
302 : : // without updating the cached hash value. However, CTransaction is not
303 : : // actually immutable; deserialization and assignment are implemented,
304 : : // and bypass the constness. This is safe, as they update the entire
305 : : // structure, including the hash.
306 : : const std::vector<CTxIn> vin;
307 : : const std::vector<CTxOut> vout;
308 : : const int32_t nVersion;
309 : : const uint32_t nLockTime;
310 : :
311 : : private:
312 : : /** Memory only. */
313 : : const Txid hash;
314 : : const Wtxid m_witness_hash;
315 : :
316 : : Txid ComputeHash() const;
317 : : Wtxid ComputeWitnessHash() const;
318 : :
319 : : public:
320 : : /** Convert a CMutableTransaction into a CTransaction. */
321 : : explicit CTransaction(const CMutableTransaction& tx);
322 : : explicit CTransaction(CMutableTransaction&& tx);
323 : :
324 : : template <typename Stream>
325 : 309487 : inline void Serialize(Stream& s) const {
326 : 309487 : SerializeTransaction(*this, s);
327 : 309487 : }
328 : :
329 : : /** This deserializing constructor is provided instead of an Unserialize method.
330 : : * Unserialize is not possible, since it would require overwriting const fields. */
331 : : template <typename Stream>
332 [ + - ][ # # ]: 1 : CTransaction(deserialize_type, Stream& s) : CTransaction(CMutableTransaction(deserialize, s)) {}
333 : :
334 : 0 : bool IsNull() const {
335 [ # # ]: 0 : return vin.empty() && vout.empty();
336 : : }
337 : :
338 : 1730363 : const Txid& GetHash() const LIFETIMEBOUND { return hash; }
339 : 192256 : const Wtxid& GetWitnessHash() const LIFETIMEBOUND { return m_witness_hash; };
340 : :
341 : : // Return sum of txouts.
342 : : CAmount GetValueOut() const;
343 : :
344 : : /**
345 : : * Get the total transaction size in bytes, including witness data.
346 : : * "Total Size" defined in BIP141 and BIP144.
347 : : * @return Total transaction size in bytes
348 : : */
349 : : unsigned int GetTotalSize() const;
350 : :
351 : 182473 : bool IsCoinBase() const
352 : : {
353 [ + + ]: 182473 : return (vin.size() == 1 && vin[0].prevout.IsNull());
354 : : }
355 : :
356 : 0 : friend bool operator==(const CTransaction& a, const CTransaction& b)
357 : : {
358 : 0 : return a.hash == b.hash;
359 : : }
360 : :
361 : 0 : friend bool operator!=(const CTransaction& a, const CTransaction& b)
362 : : {
363 : 0 : return a.hash != b.hash;
364 : : }
365 : :
366 : : std::string ToString() const;
367 : :
368 : 170828 : bool HasWitness() const
369 : : {
370 [ + + ]: 171437 : for (size_t i = 0; i < vin.size(); i++) {
371 [ + + ]: 170828 : if (!vin[i].scriptWitness.IsNull()) {
372 : 170219 : return true;
373 : : }
374 : 609 : }
375 : 609 : return false;
376 : 170828 : }
377 : : };
378 : :
379 : : /** A mutable version of CTransaction. */
380 : 0 : struct CMutableTransaction
381 : : {
382 : : std::vector<CTxIn> vin;
383 : : std::vector<CTxOut> vout;
384 : : int32_t nVersion;
385 : : uint32_t nLockTime;
386 : :
387 : : explicit CMutableTransaction();
388 : : explicit CMutableTransaction(const CTransaction& tx);
389 : :
390 : : template <typename Stream>
391 : 0 : inline void Serialize(Stream& s) const {
392 : 0 : SerializeTransaction(*this, s);
393 : 0 : }
394 : :
395 : :
396 : : template <typename Stream>
397 : 1 : inline void Unserialize(Stream& s) {
398 : 1 : UnserializeTransaction(*this, s);
399 : 1 : }
400 : :
401 : : template <typename Stream>
402 : 1 : CMutableTransaction(deserialize_type, Stream& s) {
403 [ + - ][ # # ]: 1 : Unserialize(s);
404 : 1 : }
405 : :
406 : : /** Compute the hash of this CMutableTransaction. This is computed on the
407 : : * fly, as opposed to GetHash() in CTransaction, which uses a cached result.
408 : : */
409 : : Txid GetHash() const;
410 : :
411 : 0 : bool HasWitness() const
412 : : {
413 [ # # ]: 0 : for (size_t i = 0; i < vin.size(); i++) {
414 [ # # ]: 0 : if (!vin[i].scriptWitness.IsNull()) {
415 : 0 : return true;
416 : : }
417 : 0 : }
418 : 0 : return false;
419 : 0 : }
420 : : };
421 : :
422 : : typedef std::shared_ptr<const CTransaction> CTransactionRef;
423 : 37066 : template <typename Tx> static inline CTransactionRef MakeTransactionRef(Tx&& txIn) { return std::make_shared<const CTransaction>(std::forward<Tx>(txIn)); }
424 : :
425 : : /** A generic txid reference (txid or wtxid). */
426 : : class GenTxid
427 : : {
428 : : bool m_is_wtxid;
429 : : uint256 m_hash;
430 : 110684 : GenTxid(bool is_wtxid, const uint256& hash) : m_is_wtxid(is_wtxid), m_hash(hash) {}
431 : :
432 : : public:
433 : 56912 : static GenTxid Txid(const uint256& hash) { return GenTxid{false, hash}; }
434 : 53772 : static GenTxid Wtxid(const uint256& hash) { return GenTxid{true, hash}; }
435 : 110684 : bool IsWtxid() const { return m_is_wtxid; }
436 : 110684 : const uint256& GetHash() const LIFETIMEBOUND { return m_hash; }
437 [ # # ]: 0 : friend bool operator==(const GenTxid& a, const GenTxid& b) { return a.m_is_wtxid == b.m_is_wtxid && a.m_hash == b.m_hash; }
438 : 0 : friend bool operator<(const GenTxid& a, const GenTxid& b) { return std::tie(a.m_is_wtxid, a.m_hash) < std::tie(b.m_is_wtxid, b.m_hash); }
439 : : };
440 : :
441 : : #endif // BITCOIN_PRIMITIVES_TRANSACTION_H
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