LCOV - code coverage report
Current view: top level - src - serialize.h (source / functions) Hit Total Coverage
Test: fuzz_coverage.info Lines: 174 379 45.9 %
Date: 2023-11-12 01:39:15 Functions: 295 2715 10.9 %
Branches: 45 538 8.4 %

           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_SERIALIZE_H
       7                 :            : #define BITCOIN_SERIALIZE_H
       8                 :            : 
       9                 :            : #include <attributes.h>
      10                 :            : #include <compat/endian.h>
      11                 :            : 
      12                 :            : #include <algorithm>
      13                 :            : #include <cstdint>
      14                 :            : #include <cstring>
      15                 :            : #include <ios>
      16                 :            : #include <limits>
      17                 :            : #include <map>
      18                 :            : #include <memory>
      19                 :            : #include <set>
      20                 :            : #include <string>
      21                 :            : #include <string.h>
      22                 :            : #include <utility>
      23                 :            : #include <vector>
      24                 :            : 
      25                 :            : #include <prevector.h>
      26                 :            : #include <span.h>
      27                 :            : 
      28                 :            : /**
      29                 :            :  * The maximum size of a serialized object in bytes or number of elements
      30                 :            :  * (for eg vectors) when the size is encoded as CompactSize.
      31                 :            :  */
      32                 :            : static constexpr uint64_t MAX_SIZE = 0x02000000;
      33                 :            : 
      34                 :            : /** Maximum amount of memory (in bytes) to allocate at once when deserializing vectors. */
      35                 :            : static const unsigned int MAX_VECTOR_ALLOCATE = 5000000;
      36                 :            : 
      37                 :            : /**
      38                 :            :  * Dummy data type to identify deserializing constructors.
      39                 :            :  *
      40                 :            :  * By convention, a constructor of a type T with signature
      41                 :            :  *
      42                 :            :  *   template <typename Stream> T::T(deserialize_type, Stream& s)
      43                 :            :  *
      44                 :            :  * is a deserializing constructor, which builds the type by
      45                 :            :  * deserializing it from s. If T contains const fields, this
      46                 :            :  * is likely the only way to do so.
      47                 :            :  */
      48                 :            : struct deserialize_type {};
      49                 :            : constexpr deserialize_type deserialize {};
      50                 :            : 
      51                 :            : /*
      52                 :            :  * Lowest-level serialization and conversion.
      53                 :            :  */
      54                 :    2610489 : template<typename Stream> inline void ser_writedata8(Stream &s, uint8_t obj)
      55                 :            : {
      56                 :    2610489 :     s.write(AsBytes(Span{&obj, 1}));
      57                 :    2610489 : }
      58                 :       1182 : template<typename Stream> inline void ser_writedata16(Stream &s, uint16_t obj)
      59                 :            : {
      60                 :       1182 :     obj = htole16(obj);
      61                 :       1182 :     s.write(AsBytes(Span{&obj, 1}));
      62                 :       1182 : }
      63                 :          0 : template<typename Stream> inline void ser_writedata16be(Stream &s, uint16_t obj)
      64                 :            : {
      65                 :          0 :     obj = htobe16(obj);
      66                 :          0 :     s.write(AsBytes(Span{&obj, 1}));
      67                 :          0 : }
      68                 :    3524025 : template<typename Stream> inline void ser_writedata32(Stream &s, uint32_t obj)
      69                 :            : {
      70                 :    3524025 :     obj = htole32(obj);
      71                 :    3524025 :     s.write(AsBytes(Span{&obj, 1}));
      72                 :    3524025 : }
      73                 :          0 : template<typename Stream> inline void ser_writedata32be(Stream &s, uint32_t obj)
      74                 :            : {
      75                 :          0 :     obj = htobe32(obj);
      76                 :          0 :     s.write(AsBytes(Span{&obj, 1}));
      77                 :          0 : }
      78                 :    4312807 : template<typename Stream> inline void ser_writedata64(Stream &s, uint64_t obj)
      79                 :            : {
      80                 :    4312807 :     obj = htole64(obj);
      81                 :    4312807 :     s.write(AsBytes(Span{&obj, 1}));
      82                 :    4312807 : }
      83                 :          5 : template<typename Stream> inline uint8_t ser_readdata8(Stream &s)
      84                 :            : {
      85                 :            :     uint8_t obj;
      86                 :          5 :     s.read(AsWritableBytes(Span{&obj, 1}));
      87                 :          5 :     return obj;
      88                 :            : }
      89                 :          0 : template<typename Stream> inline uint16_t ser_readdata16(Stream &s)
      90                 :            : {
      91                 :            :     uint16_t obj;
      92                 :          0 :     s.read(AsWritableBytes(Span{&obj, 1}));
      93                 :          0 :     return le16toh(obj);
      94                 :            : }
      95                 :          0 : template<typename Stream> inline uint16_t ser_readdata16be(Stream &s)
      96                 :            : {
      97                 :            :     uint16_t obj;
      98                 :          0 :     s.read(AsWritableBytes(Span{&obj, 1}));
      99                 :          0 :     return be16toh(obj);
     100                 :            : }
     101                 :          8 : template<typename Stream> inline uint32_t ser_readdata32(Stream &s)
     102                 :            : {
     103                 :            :     uint32_t obj;
     104                 :          8 :     s.read(AsWritableBytes(Span{&obj, 1}));
     105                 :          8 :     return le32toh(obj);
     106                 :            : }
     107                 :          0 : template<typename Stream> inline uint32_t ser_readdata32be(Stream &s)
     108                 :            : {
     109                 :            :     uint32_t obj;
     110                 :          0 :     s.read(AsWritableBytes(Span{&obj, 1}));
     111                 :          0 :     return be32toh(obj);
     112                 :            : }
     113                 :          1 : template<typename Stream> inline uint64_t ser_readdata64(Stream &s)
     114                 :            : {
     115                 :            :     uint64_t obj;
     116                 :          1 :     s.read(AsWritableBytes(Span{&obj, 1}));
     117                 :          1 :     return le64toh(obj);
     118                 :            : }
     119                 :            : 
     120                 :            : 
     121                 :            : /////////////////////////////////////////////////////////////////
     122                 :            : //
     123                 :            : // Templates for serializing to anything that looks like a stream,
     124                 :            : // i.e. anything that supports .read(Span<std::byte>) and .write(Span<const std::byte>)
     125                 :            : //
     126                 :            : 
     127                 :            : class CSizeComputer;
     128                 :            : 
     129                 :            : enum
     130                 :            : {
     131                 :            :     // primary actions
     132                 :            :     SER_NETWORK         = (1 << 0),
     133                 :            :     SER_DISK            = (1 << 1),
     134                 :            : };
     135                 :            : 
     136                 :            : /**
     137                 :            :  * Convert any argument to a reference to X, maintaining constness.
     138                 :            :  *
     139                 :            :  * This can be used in serialization code to invoke a base class's
     140                 :            :  * serialization routines.
     141                 :            :  *
     142                 :            :  * Example use:
     143                 :            :  *   class Base { ... };
     144                 :            :  *   class Child : public Base {
     145                 :            :  *     int m_data;
     146                 :            :  *   public:
     147                 :            :  *     SERIALIZE_METHODS(Child, obj) {
     148                 :            :  *       READWRITE(AsBase<Base>(obj), obj.m_data);
     149                 :            :  *     }
     150                 :            :  *   };
     151                 :            :  *
     152                 :            :  * static_cast cannot easily be used here, as the type of Obj will be const Child&
     153                 :            :  * during serialization and Child& during deserialization. AsBase will convert to
     154                 :            :  * const Base& and Base& appropriately.
     155                 :            :  */
     156                 :            : template <class Out, class In>
     157                 :          3 : Out& AsBase(In& x)
     158                 :            : {
     159                 :            :     static_assert(std::is_base_of_v<Out, In>);
     160                 :          3 :     return x;
     161                 :            : }
     162                 :            : template <class Out, class In>
     163                 :    5745836 : const Out& AsBase(const In& x)
     164                 :            : {
     165                 :            :     static_assert(std::is_base_of_v<Out, In>);
     166                 :    5745836 :     return x;
     167                 :            : }
     168                 :            : 
     169                 :            : #define READWRITE(...) (ser_action.SerReadWriteMany(s, __VA_ARGS__))
     170                 :            : #define SER_READ(obj, code) ser_action.SerRead(s, obj, [&](Stream& s, typename std::remove_const<Type>::type& obj) { code; })
     171                 :            : #define SER_WRITE(obj, code) ser_action.SerWrite(s, obj, [&](Stream& s, const Type& obj) { code; })
     172                 :            : 
     173                 :            : /**
     174                 :            :  * Implement the Ser and Unser methods needed for implementing a formatter (see Using below).
     175                 :            :  *
     176                 :            :  * Both Ser and Unser are delegated to a single static method SerializationOps, which is polymorphic
     177                 :            :  * in the serialized/deserialized type (allowing it to be const when serializing, and non-const when
     178                 :            :  * deserializing).
     179                 :            :  *
     180                 :            :  * Example use:
     181                 :            :  *   struct FooFormatter {
     182                 :            :  *     FORMATTER_METHODS(Class, obj) { READWRITE(obj.val1, VARINT(obj.val2)); }
     183                 :            :  *   }
     184                 :            :  *   would define a class FooFormatter that defines a serialization of Class objects consisting
     185                 :            :  *   of serializing its val1 member using the default serialization, and its val2 member using
     186                 :            :  *   VARINT serialization. That FooFormatter can then be used in statements like
     187                 :            :  *   READWRITE(Using<FooFormatter>(obj.bla)).
     188                 :            :  */
     189                 :            : #define FORMATTER_METHODS(cls, obj) \
     190                 :            :     template<typename Stream> \
     191                 :            :     static void Ser(Stream& s, const cls& obj) { SerializationOps(obj, s, ActionSerialize{}); } \
     192                 :            :     template<typename Stream> \
     193                 :            :     static void Unser(Stream& s, cls& obj) { SerializationOps(obj, s, ActionUnserialize{}); } \
     194                 :            :     template<typename Stream, typename Type, typename Operation> \
     195                 :            :     static void SerializationOps(Type& obj, Stream& s, Operation ser_action)
     196                 :            : 
     197                 :            : /**
     198                 :            :  * Variant of FORMATTER_METHODS that supports a declared parameter type.
     199                 :            :  *
     200                 :            :  * If a formatter has a declared parameter type, it must be invoked directly or
     201                 :            :  * indirectly with a parameter of that type. This permits making serialization
     202                 :            :  * depend on run-time context in a type-safe way.
     203                 :            :  *
     204                 :            :  * Example use:
     205                 :            :  *   struct BarParameter { bool fancy; ... };
     206                 :            :  *   struct Bar { ... };
     207                 :            :  *   struct FooFormatter {
     208                 :            :  *     FORMATTER_METHODS(Bar, obj, BarParameter, param) {
     209                 :            :  *       if (param.fancy) {
     210                 :            :  *         READWRITE(VARINT(obj.value));
     211                 :            :  *       } else {
     212                 :            :  *         READWRITE(obj.value);
     213                 :            :  *       }
     214                 :            :  *     }
     215                 :            :  *   };
     216                 :            :  * which would then be invoked as
     217                 :            :  *   READWRITE(BarParameter{...}(Using<FooFormatter>(obj.foo)))
     218                 :            :  *
     219                 :            :  * parameter(obj) can be invoked anywhere in the call stack; it is
     220                 :            :  * passed down recursively into all serialization code, until another
     221                 :            :  * serialization parameter overrides it.
     222                 :            :  *
     223                 :            :  * Parameters will be implicitly converted where appropriate. This means that
     224                 :            :  * "parent" serialization code can use a parameter that derives from, or is
     225                 :            :  * convertible to, a "child" formatter's parameter type.
     226                 :            :  *
     227                 :            :  * Compilation will fail in any context where serialization is invoked but
     228                 :            :  * no parameter of a type convertible to BarParameter is provided.
     229                 :            :  */
     230                 :            : #define FORMATTER_METHODS_PARAMS(cls, obj, paramcls, paramobj)                                                 \
     231                 :            :     template <typename Stream>                                                                                 \
     232                 :            :     static void Ser(Stream& s, const cls& obj) { SerializationOps(obj, s, ActionSerialize{}, s.GetParams()); } \
     233                 :            :     template <typename Stream>                                                                                 \
     234                 :            :     static void Unser(Stream& s, cls& obj) { SerializationOps(obj, s, ActionUnserialize{}, s.GetParams()); }   \
     235                 :            :     template <typename Stream, typename Type, typename Operation>                                              \
     236                 :            :     static void SerializationOps(Type& obj, Stream& s, Operation ser_action, const paramcls& paramobj)
     237                 :            : 
     238                 :            : #define BASE_SERIALIZE_METHODS(cls)                                                                 \
     239                 :            :     template <typename Stream>                                                                      \
     240                 :            :     void Serialize(Stream& s) const                                                                 \
     241                 :            :     {                                                                                               \
     242                 :            :         static_assert(std::is_same<const cls&, decltype(*this)>::value, "Serialize type mismatch"); \
     243                 :            :         Ser(s, *this);                                                                              \
     244                 :            :     }                                                                                               \
     245                 :            :     template <typename Stream>                                                                      \
     246                 :            :     void Unserialize(Stream& s)                                                                     \
     247                 :            :     {                                                                                               \
     248                 :            :         static_assert(std::is_same<cls&, decltype(*this)>::value, "Unserialize type mismatch");     \
     249                 :            :         Unser(s, *this);                                                                            \
     250                 :            :     }
     251                 :            : 
     252                 :            : /**
     253                 :            :  * Implement the Serialize and Unserialize methods by delegating to a single templated
     254                 :            :  * static method that takes the to-be-(de)serialized object as a parameter. This approach
     255                 :            :  * has the advantage that the constness of the object becomes a template parameter, and
     256                 :            :  * thus allows a single implementation that sees the object as const for serializing
     257                 :            :  * and non-const for deserializing, without casts.
     258                 :            :  */
     259                 :            : #define SERIALIZE_METHODS(cls, obj) \
     260                 :            :     BASE_SERIALIZE_METHODS(cls)     \
     261                 :            :     FORMATTER_METHODS(cls, obj)
     262                 :            : 
     263                 :            : /**
     264                 :            :  * Variant of SERIALIZE_METHODS that supports a declared parameter type.
     265                 :            :  *
     266                 :            :  *  See FORMATTER_METHODS_PARAMS for more information on parameters.
     267                 :            :  */
     268                 :            : #define SERIALIZE_METHODS_PARAMS(cls, obj, paramcls, paramobj) \
     269                 :            :     BASE_SERIALIZE_METHODS(cls)                                \
     270                 :            :     FORMATTER_METHODS_PARAMS(cls, obj, paramcls, paramobj)
     271                 :            : 
     272                 :            : // clang-format off
     273                 :            : #ifndef CHAR_EQUALS_INT8
     274                 :            : template <typename Stream> void Serialize(Stream&, char) = delete; // char serialization forbidden. Use uint8_t or int8_t
     275                 :            : #endif
     276                 :            : template <typename Stream> void Serialize(Stream& s, std::byte a) { ser_writedata8(s, uint8_t(a)); }
     277                 :          0 : template<typename Stream> inline void Serialize(Stream& s, int8_t a  ) { ser_writedata8(s, a); }
     278                 :     121787 : template<typename Stream> inline void Serialize(Stream& s, uint8_t a ) { ser_writedata8(s, a); }
     279                 :          0 : template<typename Stream> inline void Serialize(Stream& s, int16_t a ) { ser_writedata16(s, a); }
     280                 :          0 : template<typename Stream> inline void Serialize(Stream& s, uint16_t a) { ser_writedata16(s, a); }
     281                 :     314294 : template<typename Stream> inline void Serialize(Stream& s, int32_t a ) { ser_writedata32(s, a); }
     282                 :    3209731 : template<typename Stream> inline void Serialize(Stream& s, uint32_t a) { ser_writedata32(s, a); }
     283                 :    4312807 : template<typename Stream> inline void Serialize(Stream& s, int64_t a ) { ser_writedata64(s, a); }
     284                 :          0 : template<typename Stream> inline void Serialize(Stream& s, uint64_t a) { ser_writedata64(s, a); }
     285                 :          0 : template<typename Stream, int N> inline void Serialize(Stream& s, const char (&a)[N]) { s.write(MakeByteSpan(a)); }
     286                 :          0 : template<typename Stream, int N> inline void Serialize(Stream& s, const unsigned char (&a)[N]) { s.write(MakeByteSpan(a)); }
     287                 :        401 : template <typename Stream, typename B, std::size_t N> void Serialize(Stream& s, const std::array<B, N>& a) { (void)/* force byte-type */UCharCast(a.data()); s.write(MakeByteSpan(a)); }
     288                 :    1461072 : template <typename Stream, typename B> void Serialize(Stream& s, Span<B> span) { (void)/* force byte-type */UCharCast(span.data()); s.write(AsBytes(span)); }
     289                 :            : 
     290                 :            : #ifndef CHAR_EQUALS_INT8
     291                 :            : template <typename Stream> void Unserialize(Stream&, char) = delete; // char serialization forbidden. Use uint8_t or int8_t
     292                 :            : #endif
     293                 :            : template <typename Stream> void Unserialize(Stream& s, std::byte& a) { a = std::byte{ser_readdata8(s)}; }
     294                 :          0 : template<typename Stream> inline void Unserialize(Stream& s, int8_t& a  ) { a = ser_readdata8(s); }
     295                 :          0 : template<typename Stream> inline void Unserialize(Stream& s, uint8_t& a ) { a = ser_readdata8(s); }
     296                 :          0 : template<typename Stream> inline void Unserialize(Stream& s, int16_t& a ) { a = ser_readdata16(s); }
     297                 :          0 : template<typename Stream> inline void Unserialize(Stream& s, uint16_t& a) { a = ser_readdata16(s); }
     298                 :          2 : template<typename Stream> inline void Unserialize(Stream& s, int32_t& a ) { a = ser_readdata32(s); }
     299                 :          6 : template<typename Stream> inline void Unserialize(Stream& s, uint32_t& a) { a = ser_readdata32(s); }
     300                 :          1 : template<typename Stream> inline void Unserialize(Stream& s, int64_t& a ) { a = ser_readdata64(s); }
     301                 :          0 : template<typename Stream> inline void Unserialize(Stream& s, uint64_t& a) { a = ser_readdata64(s); }
     302                 :          0 : template<typename Stream, int N> inline void Unserialize(Stream& s, char (&a)[N]) { s.read(MakeWritableByteSpan(a)); }
     303                 :          0 : template<typename Stream, int N> inline void Unserialize(Stream& s, unsigned char (&a)[N]) { s.read(MakeWritableByteSpan(a)); }
     304                 :          0 : template <typename Stream, typename B, std::size_t N> void Unserialize(Stream& s, std::array<B, N>& a) { (void)/* force byte-type */UCharCast(a.data()); s.read(MakeWritableByteSpan(a)); }
     305                 :          0 : template <typename Stream, typename B> void Unserialize(Stream& s, Span<B> span) { (void)/* force byte-type */UCharCast(span.data()); s.read(AsWritableBytes(span)); }
     306                 :            : 
     307                 :          0 : template <typename Stream> inline void Serialize(Stream& s, bool a) { uint8_t f = a; ser_writedata8(s, f); }
     308                 :          0 : template <typename Stream> inline void Unserialize(Stream& s, bool& a) { uint8_t f = ser_readdata8(s); a = f; }
     309                 :            : // clang-format on
     310                 :            : 
     311                 :            : 
     312                 :            : /**
     313                 :            :  * Compact Size
     314                 :            :  * size <  253        -- 1 byte
     315                 :            :  * size <= USHRT_MAX  -- 3 bytes  (253 + 2 bytes)
     316                 :            :  * size <= UINT_MAX   -- 5 bytes  (254 + 4 bytes)
     317                 :            :  * size >  UINT_MAX   -- 9 bytes  (255 + 8 bytes)
     318                 :            :  */
     319                 :    5564067 : constexpr inline unsigned int GetSizeOfCompactSize(uint64_t nSize)
     320                 :            : {
     321         [ +  + ]:    5564067 :     if (nSize < 253)             return sizeof(unsigned char);
     322         [ +  - ]:       2299 :     else if (nSize <= std::numeric_limits<uint16_t>::max()) return sizeof(unsigned char) + sizeof(uint16_t);
     323         [ #  # ]:          0 :     else if (nSize <= std::numeric_limits<unsigned int>::max())  return sizeof(unsigned char) + sizeof(unsigned int);
     324                 :          0 :     else                         return sizeof(unsigned char) + sizeof(uint64_t);
     325                 :    5564067 : }
     326                 :            : 
     327                 :            : inline void WriteCompactSize(CSizeComputer& os, uint64_t nSize);
     328                 :            : 
     329                 :            : template<typename Stream>
     330                 :    2479738 : void WriteCompactSize(Stream& os, uint64_t nSize)
     331                 :            : {
     332 [ +  + ][ #  # ]:    2479738 :     if (nSize < 253)
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
                 [ #  # ]
     333                 :            :     {
     334                 :    2478556 :         ser_writedata8(os, nSize);
     335                 :    2478556 :     }
     336 [ +  - ][ #  # ]:       1182 :     else if (nSize <= std::numeric_limits<uint16_t>::max())
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
                 [ #  # ]
     337                 :            :     {
     338                 :       1182 :         ser_writedata8(os, 253);
     339                 :       1182 :         ser_writedata16(os, nSize);
     340                 :       1182 :     }
     341 [ #  # ][ #  # ]:          0 :     else if (nSize <= std::numeric_limits<unsigned int>::max())
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
                 [ #  # ]
     342                 :            :     {
     343                 :          0 :         ser_writedata8(os, 254);
     344                 :          0 :         ser_writedata32(os, nSize);
     345                 :          0 :     }
     346                 :            :     else
     347                 :            :     {
     348                 :          0 :         ser_writedata8(os, 255);
     349                 :          0 :         ser_writedata64(os, nSize);
     350                 :            :     }
     351                 :    2479738 :     return;
     352                 :            : }
     353                 :            : 
     354                 :            : /**
     355                 :            :  * Decode a CompactSize-encoded variable-length integer.
     356                 :            :  *
     357                 :            :  * As these are primarily used to encode the size of vector-like serializations, by default a range
     358                 :            :  * check is performed. When used as a generic number encoding, range_check should be set to false.
     359                 :            :  */
     360                 :            : template<typename Stream>
     361                 :          5 : uint64_t ReadCompactSize(Stream& is, bool range_check = true)
     362                 :            : {
     363                 :          5 :     uint8_t chSize = ser_readdata8(is);
     364                 :          5 :     uint64_t nSizeRet = 0;
     365 [ +  - ][ #  # ]:          5 :     if (chSize < 253)
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
     366                 :            :     {
     367                 :          5 :         nSizeRet = chSize;
     368                 :          5 :     }
     369 [ #  # ][ #  # ]:          0 :     else if (chSize == 253)
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
     370                 :            :     {
     371                 :          0 :         nSizeRet = ser_readdata16(is);
     372 [ #  # ][ #  # ]:          0 :         if (nSizeRet < 253)
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
     373 [ #  # ][ #  # ]:          0 :             throw std::ios_base::failure("non-canonical ReadCompactSize()");
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
     374                 :          0 :     }
     375 [ #  # ][ #  # ]:          0 :     else if (chSize == 254)
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
     376                 :            :     {
     377                 :          0 :         nSizeRet = ser_readdata32(is);
     378 [ #  # ][ #  # ]:          0 :         if (nSizeRet < 0x10000u)
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
     379 [ #  # ][ #  # ]:          0 :             throw std::ios_base::failure("non-canonical ReadCompactSize()");
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
     380                 :          0 :     }
     381                 :            :     else
     382                 :            :     {
     383                 :          0 :         nSizeRet = ser_readdata64(is);
     384 [ #  # ][ #  # ]:          0 :         if (nSizeRet < 0x100000000ULL)
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
     385 [ #  # ][ #  # ]:          0 :             throw std::ios_base::failure("non-canonical ReadCompactSize()");
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
     386                 :            :     }
     387 [ +  - ][ +  - ]:          5 :     if (range_check && nSizeRet > MAX_SIZE) {
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
     388 [ #  # ][ #  # ]:          0 :         throw std::ios_base::failure("ReadCompactSize(): size too large");
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
     389                 :            :     }
     390                 :          5 :     return nSizeRet;
     391                 :          0 : }
     392                 :            : 
     393                 :            : /**
     394                 :            :  * Variable-length integers: bytes are a MSB base-128 encoding of the number.
     395                 :            :  * The high bit in each byte signifies whether another digit follows. To make
     396                 :            :  * sure the encoding is one-to-one, one is subtracted from all but the last digit.
     397                 :            :  * Thus, the byte sequence a[] with length len, where all but the last byte
     398                 :            :  * has bit 128 set, encodes the number:
     399                 :            :  *
     400                 :            :  *  (a[len-1] & 0x7F) + sum(i=1..len-1, 128^i*((a[len-i-1] & 0x7F)+1))
     401                 :            :  *
     402                 :            :  * Properties:
     403                 :            :  * * Very small (0-127: 1 byte, 128-16511: 2 bytes, 16512-2113663: 3 bytes)
     404                 :            :  * * Every integer has exactly one encoding
     405                 :            :  * * Encoding does not depend on size of original integer type
     406                 :            :  * * No redundancy: every (infinite) byte sequence corresponds to a list
     407                 :            :  *   of encoded integers.
     408                 :            :  *
     409                 :            :  * 0:         [0x00]  256:        [0x81 0x00]
     410                 :            :  * 1:         [0x01]  16383:      [0xFE 0x7F]
     411                 :            :  * 127:       [0x7F]  16384:      [0xFF 0x00]
     412                 :            :  * 128:  [0x80 0x00]  16511:      [0xFF 0x7F]
     413                 :            :  * 255:  [0x80 0x7F]  65535: [0x82 0xFE 0x7F]
     414                 :            :  * 2^32:           [0x8E 0xFE 0xFE 0xFF 0x00]
     415                 :            :  */
     416                 :            : 
     417                 :            : /**
     418                 :            :  * Mode for encoding VarInts.
     419                 :            :  *
     420                 :            :  * Currently there is no support for signed encodings. The default mode will not
     421                 :            :  * compile with signed values, and the legacy "nonnegative signed" mode will
     422                 :            :  * accept signed values, but improperly encode and decode them if they are
     423                 :            :  * negative. In the future, the DEFAULT mode could be extended to support
     424                 :            :  * negative numbers in a backwards compatible way, and additional modes could be
     425                 :            :  * added to support different varint formats (e.g. zigzag encoding).
     426                 :            :  */
     427                 :            : enum class VarIntMode { DEFAULT, NONNEGATIVE_SIGNED };
     428                 :            : 
     429                 :            : template <VarIntMode Mode, typename I>
     430                 :            : struct CheckVarIntMode {
     431                 :       8326 :     constexpr CheckVarIntMode()
     432                 :            :     {
     433                 :            :         static_assert(Mode != VarIntMode::DEFAULT || std::is_unsigned<I>::value, "Unsigned type required with mode DEFAULT.");
     434                 :            :         static_assert(Mode != VarIntMode::NONNEGATIVE_SIGNED || std::is_signed<I>::value, "Signed type required with mode NONNEGATIVE_SIGNED.");
     435                 :       8326 :     }
     436                 :            : };
     437                 :            : 
     438                 :            : template<VarIntMode Mode, typename I>
     439                 :            : inline unsigned int GetSizeOfVarInt(I n)
     440                 :            : {
     441                 :            :     CheckVarIntMode<Mode, I>();
     442                 :            :     int nRet = 0;
     443                 :            :     while(true) {
     444                 :            :         nRet++;
     445                 :            :         if (n <= 0x7F)
     446                 :            :             break;
     447                 :            :         n = (n >> 7) - 1;
     448                 :            :     }
     449                 :            :     return nRet;
     450                 :            : }
     451                 :            : 
     452                 :            : template<typename I>
     453                 :            : inline void WriteVarInt(CSizeComputer& os, I n);
     454                 :            : 
     455                 :            : template<typename Stream, VarIntMode Mode, typename I>
     456                 :       8326 : void WriteVarInt(Stream& os, I n)
     457                 :            : {
     458                 :       8326 :     CheckVarIntMode<Mode, I>();
     459                 :            :     unsigned char tmp[(sizeof(n)*8+6)/7];
     460                 :       8326 :     int len=0;
     461                 :       8964 :     while(true) {
     462                 :       8964 :         tmp[len] = (n & 0x7F) | (len ? 0x80 : 0x00);
     463 [ #  # ][ +  + ]:       8964 :         if (n <= 0x7F)
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
                 [ #  # ]
     464                 :       8326 :             break;
     465                 :        638 :         n = (n >> 7) - 1;
     466                 :        638 :         len++;
     467                 :            :     }
     468                 :       8326 :     do {
     469                 :       8964 :         ser_writedata8(os, tmp[len]);
     470 [ #  # ][ +  + ]:       8964 :     } while(len--);
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
                 [ #  # ]
     471                 :       8326 : }
     472                 :            : 
     473                 :            : template<typename Stream, VarIntMode Mode, typename I>
     474                 :          0 : I ReadVarInt(Stream& is)
     475                 :            : {
     476                 :          0 :     CheckVarIntMode<Mode, I>();
     477                 :          0 :     I n = 0;
     478                 :          0 :     while(true) {
     479                 :          0 :         unsigned char chData = ser_readdata8(is);
     480 [ #  # ][ #  # ]:          0 :         if (n > (std::numeric_limits<I>::max() >> 7)) {
         [ #  # ][ #  # ]
                 [ #  # ]
     481 [ #  # ][ #  # ]:          0 :            throw std::ios_base::failure("ReadVarInt(): size too large");
         [ #  # ][ #  # ]
                 [ #  # ]
     482                 :            :         }
     483                 :          0 :         n = (n << 7) | (chData & 0x7F);
     484 [ #  # ][ #  # ]:          0 :         if (chData & 0x80) {
         [ #  # ][ #  # ]
                 [ #  # ]
     485 [ #  # ][ #  # ]:          0 :             if (n == std::numeric_limits<I>::max()) {
         [ #  # ][ #  # ]
                 [ #  # ]
     486 [ #  # ][ #  # ]:          0 :                 throw std::ios_base::failure("ReadVarInt(): size too large");
         [ #  # ][ #  # ]
                 [ #  # ]
     487                 :            :             }
     488                 :          0 :             n++;
     489                 :          0 :         } else {
     490                 :          0 :             return n;
     491                 :            :         }
     492                 :            :     }
     493                 :          0 : }
     494                 :            : 
     495                 :            : /** Simple wrapper class to serialize objects using a formatter; used by Using(). */
     496                 :            : template<typename Formatter, typename T>
     497                 :            : class Wrapper
     498                 :            : {
     499                 :            :     static_assert(std::is_lvalue_reference<T>::value, "Wrapper needs an lvalue reference type T");
     500                 :            : protected:
     501                 :            :     T m_object;
     502                 :            : public:
     503                 :    1277841 :     explicit Wrapper(T obj) : m_object(obj) {}
     504                 :    1277838 :     template<typename Stream> void Serialize(Stream &s) const { Formatter().Ser(s, m_object); }
     505                 :          3 :     template<typename Stream> void Unserialize(Stream &s) { Formatter().Unser(s, m_object); }
     506                 :            : };
     507                 :            : 
     508                 :            : /** Cause serialization/deserialization of an object to be done using a specified formatter class.
     509                 :            :  *
     510                 :            :  * To use this, you need a class Formatter that has public functions Ser(stream, const object&) for
     511                 :            :  * serialization, and Unser(stream, object&) for deserialization. Serialization routines (inside
     512                 :            :  * READWRITE, or directly with << and >> operators), can then use Using<Formatter>(object).
     513                 :            :  *
     514                 :            :  * This works by constructing a Wrapper<Formatter, T>-wrapped version of object, where T is
     515                 :            :  * const during serialization, and non-const during deserialization, which maintains const
     516                 :            :  * correctness.
     517                 :            :  */
     518                 :            : template<typename Formatter, typename T>
     519                 :    1277841 : static inline Wrapper<Formatter, T&> Using(T&& t) { return Wrapper<Formatter, T&>(t); }
     520                 :            : 
     521                 :            : #define VARINT_MODE(obj, mode) Using<VarIntFormatter<mode>>(obj)
     522                 :            : #define VARINT(obj) Using<VarIntFormatter<VarIntMode::DEFAULT>>(obj)
     523                 :            : #define COMPACTSIZE(obj) Using<CompactSizeFormatter<true>>(obj)
     524                 :            : #define LIMITED_STRING(obj,n) Using<LimitedStringFormatter<n>>(obj)
     525                 :            : 
     526                 :            : /** Serialization wrapper class for integers in VarInt format. */
     527                 :            : template<VarIntMode Mode>
     528                 :            : struct VarIntFormatter
     529                 :            : {
     530                 :       8326 :     template<typename Stream, typename I> void Ser(Stream &s, I v)
     531                 :            :     {
     532                 :       8326 :         WriteVarInt<Stream,Mode,typename std::remove_cv<I>::type>(s, v);
     533                 :       8326 :     }
     534                 :            : 
     535                 :          0 :     template<typename Stream, typename I> void Unser(Stream& s, I& v)
     536                 :            :     {
     537                 :          0 :         v = ReadVarInt<Stream,Mode,typename std::remove_cv<I>::type>(s);
     538                 :          0 :     }
     539                 :            : };
     540                 :            : 
     541                 :            : /** Serialization wrapper class for custom integers and enums.
     542                 :            :  *
     543                 :            :  * It permits specifying the serialized size (1 to 8 bytes) and endianness.
     544                 :            :  *
     545                 :            :  * Use the big endian mode for values that are stored in memory in native
     546                 :            :  * byte order, but serialized in big endian notation. This is only intended
     547                 :            :  * to implement serializers that are compatible with existing formats, and
     548                 :            :  * its use is not recommended for new data structures.
     549                 :            :  */
     550                 :            : template<int Bytes, bool BigEndian = false>
     551                 :            : struct CustomUintFormatter
     552                 :            : {
     553                 :            :     static_assert(Bytes > 0 && Bytes <= 8, "CustomUintFormatter Bytes out of range");
     554                 :            :     static constexpr uint64_t MAX = 0xffffffffffffffff >> (8 * (8 - Bytes));
     555                 :            : 
     556                 :          0 :     template <typename Stream, typename I> void Ser(Stream& s, I v)
     557                 :            :     {
     558 [ #  # ][ #  # ]:          0 :         if (v < 0 || v > MAX) throw std::ios_base::failure("CustomUintFormatter value out of range");
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
     559                 :            :         if (BigEndian) {
     560                 :          0 :             uint64_t raw = htobe64(v);
     561                 :          0 :             s.write(AsBytes(Span{&raw, 1}).last(Bytes));
     562                 :            :         } else {
     563                 :          0 :             uint64_t raw = htole64(v);
     564                 :          0 :             s.write(AsBytes(Span{&raw, 1}).first(Bytes));
     565                 :            :         }
     566                 :          0 :     }
     567                 :            : 
     568                 :          0 :     template <typename Stream, typename I> void Unser(Stream& s, I& v)
     569                 :            :     {
     570                 :            :         using U = typename std::conditional<std::is_enum<I>::value, std::underlying_type<I>, std::common_type<I>>::type::type;
     571                 :            :         static_assert(std::numeric_limits<U>::max() >= MAX && std::numeric_limits<U>::min() <= 0, "Assigned type too small");
     572                 :          0 :         uint64_t raw = 0;
     573                 :            :         if (BigEndian) {
     574                 :          0 :             s.read(AsWritableBytes(Span{&raw, 1}).last(Bytes));
     575                 :          0 :             v = static_cast<I>(be64toh(raw));
     576                 :            :         } else {
     577                 :          0 :             s.read(AsWritableBytes(Span{&raw, 1}).first(Bytes));
     578                 :          0 :             v = static_cast<I>(le64toh(raw));
     579                 :            :         }
     580                 :          0 :     }
     581                 :            : };
     582                 :            : 
     583                 :            : template<int Bytes> using BigEndianFormatter = CustomUintFormatter<Bytes, true>;
     584                 :            : 
     585                 :            : /** Formatter for integers in CompactSize format. */
     586                 :            : template<bool RangeCheck>
     587                 :            : struct CompactSizeFormatter
     588                 :            : {
     589                 :            :     template<typename Stream, typename I>
     590                 :          0 :     void Unser(Stream& s, I& v)
     591                 :            :     {
     592                 :          0 :         uint64_t n = ReadCompactSize<Stream>(s, RangeCheck);
     593 [ #  # ][ #  # ]:          0 :         if (n < std::numeric_limits<I>::min() || n > std::numeric_limits<I>::max()) {
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
     594 [ #  # ][ #  # ]:          0 :             throw std::ios_base::failure("CompactSize exceeds limit of type");
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
     595                 :            :         }
     596                 :          0 :         v = n;
     597                 :          0 :     }
     598                 :            : 
     599                 :            :     template<typename Stream, typename I>
     600                 :          0 :     void Ser(Stream& s, I v)
     601                 :            :     {
     602                 :            :         static_assert(std::is_unsigned<I>::value, "CompactSize only supported for unsigned integers");
     603                 :            :         static_assert(std::numeric_limits<I>::max() <= std::numeric_limits<uint64_t>::max(), "CompactSize only supports 64-bit integers and below");
     604                 :            : 
     605                 :          0 :         WriteCompactSize<Stream>(s, v);
     606                 :          0 :     }
     607                 :            : };
     608                 :            : 
     609                 :            : template <typename U, bool LOSSY = false>
     610                 :            : struct ChronoFormatter {
     611                 :            :     template <typename Stream, typename Tp>
     612                 :          0 :     void Unser(Stream& s, Tp& tp)
     613                 :            :     {
     614                 :            :         U u;
     615                 :          0 :         s >> u;
     616                 :            :         // Lossy deserialization does not make sense, so force Wnarrowing
     617                 :          0 :         tp = Tp{typename Tp::duration{typename Tp::duration::rep{u}}};
     618                 :          0 :     }
     619                 :            :     template <typename Stream, typename Tp>
     620                 :          0 :     void Ser(Stream& s, Tp tp)
     621                 :            :     {
     622                 :            :         if constexpr (LOSSY) {
     623                 :          0 :             s << U(tp.time_since_epoch().count());
     624                 :            :         } else {
     625                 :          0 :             s << U{tp.time_since_epoch().count()};
     626                 :            :         }
     627                 :          0 :     }
     628                 :            : };
     629                 :            : template <typename U>
     630                 :            : using LossyChronoFormatter = ChronoFormatter<U, true>;
     631                 :            : 
     632                 :            : class CompactSizeWriter
     633                 :            : {
     634                 :            : protected:
     635                 :            :     uint64_t n;
     636                 :            : public:
     637                 :          0 :     explicit CompactSizeWriter(uint64_t n_in) : n(n_in) { }
     638                 :            : 
     639                 :            :     template<typename Stream>
     640                 :          0 :     void Serialize(Stream &s) const {
     641                 :          0 :         WriteCompactSize<Stream>(s, n);
     642                 :          0 :     }
     643                 :            : };
     644                 :            : 
     645                 :            : template<size_t Limit>
     646                 :            : struct LimitedStringFormatter
     647                 :            : {
     648                 :            :     template<typename Stream>
     649                 :          0 :     void Unser(Stream& s, std::string& v)
     650                 :            :     {
     651                 :          0 :         size_t size = ReadCompactSize(s);
     652         [ #  # ]:          0 :         if (size > Limit) {
     653         [ #  # ]:          0 :             throw std::ios_base::failure("String length limit exceeded");
     654                 :            :         }
     655                 :          0 :         v.resize(size);
     656         [ #  # ]:          0 :         if (size != 0) s.read(MakeWritableByteSpan(v));
     657                 :          0 :     }
     658                 :            : 
     659                 :            :     template<typename Stream>
     660                 :          0 :     void Ser(Stream& s, const std::string& v)
     661                 :            :     {
     662                 :          0 :         s << v;
     663                 :          0 :     }
     664                 :            : };
     665                 :            : 
     666                 :            : /** Formatter to serialize/deserialize vector elements using another formatter
     667                 :            :  *
     668                 :            :  * Example:
     669                 :            :  *   struct X {
     670                 :            :  *     std::vector<uint64_t> v;
     671                 :            :  *     SERIALIZE_METHODS(X, obj) { READWRITE(Using<VectorFormatter<VarInt>>(obj.v)); }
     672                 :            :  *   };
     673                 :            :  * will define a struct that contains a vector of uint64_t, which is serialized
     674                 :            :  * as a vector of VarInt-encoded integers.
     675                 :            :  *
     676                 :            :  * V is not required to be an std::vector type. It works for any class that
     677                 :            :  * exposes a value_type, size, reserve, emplace_back, back, and const iterators.
     678                 :            :  */
     679                 :            : template<class Formatter>
     680                 :            : struct VectorFormatter
     681                 :            : {
     682                 :            :     template<typename Stream, typename V>
     683                 :    1269512 :     void Ser(Stream& s, const V& v)
     684                 :            :     {
     685                 :          0 :         Formatter formatter;
     686                 :    1269512 :         WriteCompactSize(s, v.size());
     687 [ +  + ][ +  + ]:    7757551 :         for (const typename V::value_type& elem : v) {
         [ +  + ][ +  + ]
         [ -  + ][ #  # ]
         [ -  + ][ #  # ]
         [ -  + ][ #  # ]
         [ +  + ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
                 [ #  # ]
     688                 :    6488039 :             formatter.Ser(s, elem);
     689                 :            :         }
     690                 :    1269512 :     }
     691                 :            : 
     692                 :            :     template<typename Stream, typename V>
     693                 :          3 :     void Unser(Stream& s, V& v)
     694                 :            :     {
     695                 :          0 :         Formatter formatter;
     696                 :          3 :         v.clear();
     697                 :          3 :         size_t size = ReadCompactSize(s);
     698                 :          3 :         size_t allocated = 0;
     699 [ +  + ][ +  + ]:          6 :         while (allocated < size) {
         [ +  + ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
     700                 :            :             // For DoS prevention, do not blindly allocate as much as the stream claims to contain.
     701                 :            :             // Instead, allocate in 5MiB batches, so that an attacker actually needs to provide
     702                 :            :             // X MiB of data to make us allocate X+5 Mib.
     703                 :            :             static_assert(sizeof(typename V::value_type) <= MAX_VECTOR_ALLOCATE, "Vector element size too large");
     704                 :          3 :             allocated = std::min(size, allocated + MAX_VECTOR_ALLOCATE / sizeof(typename V::value_type));
     705                 :          3 :             v.reserve(allocated);
     706 [ +  + ][ +  + ]:          6 :             while (v.size() < allocated) {
         [ +  + ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
         [ #  # ][ #  # ]
     707                 :          3 :                 v.emplace_back();
     708                 :          3 :                 formatter.Unser(s, v.back());
     709                 :            :             }
     710                 :            :         }
     711                 :          3 :     };
     712                 :            : };
     713                 :            : 
     714                 :            : /**
     715                 :            :  * Forward declarations
     716                 :            :  */
     717                 :            : 
     718                 :            : /**
     719                 :            :  *  string
     720                 :            :  */
     721                 :            : template<typename Stream, typename C> void Serialize(Stream& os, const std::basic_string<C>& str);
     722                 :            : template<typename Stream, typename C> void Unserialize(Stream& is, std::basic_string<C>& str);
     723                 :            : 
     724                 :            : /**
     725                 :            :  * prevector
     726                 :            :  * prevectors of unsigned char are a special case and are intended to be serialized as a single opaque blob.
     727                 :            :  */
     728                 :            : template<typename Stream, unsigned int N, typename T> inline void Serialize(Stream& os, const prevector<N, T>& v);
     729                 :            : template<typename Stream, unsigned int N, typename T> inline void Unserialize(Stream& is, prevector<N, T>& v);
     730                 :            : 
     731                 :            : /**
     732                 :            :  * vector
     733                 :            :  * vectors of unsigned char are a special case and are intended to be serialized as a single opaque blob.
     734                 :            :  */
     735                 :            : template<typename Stream, typename T, typename A> inline void Serialize(Stream& os, const std::vector<T, A>& v);
     736                 :            : template<typename Stream, typename T, typename A> inline void Unserialize(Stream& is, std::vector<T, A>& v);
     737                 :            : 
     738                 :            : /**
     739                 :            :  * pair
     740                 :            :  */
     741                 :            : template<typename Stream, typename K, typename T> void Serialize(Stream& os, const std::pair<K, T>& item);
     742                 :            : template<typename Stream, typename K, typename T> void Unserialize(Stream& is, std::pair<K, T>& item);
     743                 :            : 
     744                 :            : /**
     745                 :            :  * map
     746                 :            :  */
     747                 :            : template<typename Stream, typename K, typename T, typename Pred, typename A> void Serialize(Stream& os, const std::map<K, T, Pred, A>& m);
     748                 :            : template<typename Stream, typename K, typename T, typename Pred, typename A> void Unserialize(Stream& is, std::map<K, T, Pred, A>& m);
     749                 :            : 
     750                 :            : /**
     751                 :            :  * set
     752                 :            :  */
     753                 :            : template<typename Stream, typename K, typename Pred, typename A> void Serialize(Stream& os, const std::set<K, Pred, A>& m);
     754                 :            : template<typename Stream, typename K, typename Pred, typename A> void Unserialize(Stream& is, std::set<K, Pred, A>& m);
     755                 :            : 
     756                 :            : /**
     757                 :            :  * shared_ptr
     758                 :            :  */
     759                 :            : template<typename Stream, typename T> void Serialize(Stream& os, const std::shared_ptr<const T>& p);
     760                 :            : template<typename Stream, typename T> void Unserialize(Stream& os, std::shared_ptr<const T>& p);
     761                 :            : 
     762                 :            : /**
     763                 :            :  * unique_ptr
     764                 :            :  */
     765                 :            : template<typename Stream, typename T> void Serialize(Stream& os, const std::unique_ptr<const T>& p);
     766                 :            : template<typename Stream, typename T> void Unserialize(Stream& os, std::unique_ptr<const T>& p);
     767                 :            : 
     768                 :            : 
     769                 :            : 
     770                 :            : /**
     771                 :            :  * If none of the specialized versions above matched, default to calling member function.
     772                 :            :  */
     773                 :            : template<typename Stream, typename T>
     774                 :   15994310 : inline void Serialize(Stream& os, const T& a)
     775                 :            : {
     776                 :   15994310 :     a.Serialize(os);
     777                 :   15994310 : }
     778                 :            : 
     779                 :            : template<typename Stream, typename T>
     780                 :         13 : inline void Unserialize(Stream& is, T&& a)
     781                 :            : {
     782                 :         13 :     a.Unserialize(is);
     783                 :         13 : }
     784                 :            : 
     785                 :            : /** Default formatter. Serializes objects as themselves.
     786                 :            :  *
     787                 :            :  * The vector/prevector serialization code passes this to VectorFormatter
     788                 :            :  * to enable reusing that logic. It shouldn't be needed elsewhere.
     789                 :            :  */
     790                 :            : struct DefaultFormatter
     791                 :            : {
     792                 :            :     template<typename Stream, typename T>
     793                 :    6488039 :     static void Ser(Stream& s, const T& t) { Serialize(s, t); }
     794                 :            : 
     795                 :            :     template<typename Stream, typename T>
     796                 :          3 :     static void Unser(Stream& s, T& t) { Unserialize(s, t); }
     797                 :            : };
     798                 :            : 
     799                 :            : 
     800                 :            : 
     801                 :            : 
     802                 :            : 
     803                 :            : /**
     804                 :            :  * string
     805                 :            :  */
     806                 :            : template<typename Stream, typename C>
     807                 :          5 : void Serialize(Stream& os, const std::basic_string<C>& str)
     808                 :            : {
     809                 :          5 :     WriteCompactSize(os, str.size());
     810 [ -  + ][ #  # ]:          5 :     if (!str.empty())
     811                 :          5 :         os.write(MakeByteSpan(str));
     812                 :          5 : }
     813                 :            : 
     814                 :            : template<typename Stream, typename C>
     815                 :          0 : void Unserialize(Stream& is, std::basic_string<C>& str)
     816                 :            : {
     817                 :          0 :     unsigned int nSize = ReadCompactSize(is);
     818                 :          0 :     str.resize(nSize);
     819 [ #  # ][ #  # ]:          0 :     if (nSize != 0)
     820                 :          0 :         is.read(MakeWritableByteSpan(str));
     821                 :          0 : }
     822                 :            : 
     823                 :            : 
     824                 :            : 
     825                 :            : /**
     826                 :            :  * prevector
     827                 :            :  */
     828                 :            : template <typename Stream, unsigned int N, typename T>
     829                 :    5743432 : void Serialize(Stream& os, const prevector<N, T>& v)
     830                 :            : {
     831                 :            :     if constexpr (std::is_same_v<T, unsigned char>) {
     832                 :    5743432 :         WriteCompactSize(os, v.size());
     833 [ +  + ][ #  # ]:    5743432 :         if (!v.empty())
         [ #  # ][ #  # ]
                 [ #  # ]
     834                 :    4316616 :             os.write(MakeByteSpan(v));
     835                 :            :     } else {
     836                 :          0 :         Serialize(os, Using<VectorFormatter<DefaultFormatter>>(v));
     837                 :            :     }
     838                 :    5743432 : }
     839                 :            : 
     840                 :            : 
     841                 :            : template <typename Stream, unsigned int N, typename T>
     842                 :          2 : void Unserialize(Stream& is, prevector<N, T>& v)
     843                 :            : {
     844                 :            :     if constexpr (std::is_same_v<T, unsigned char>) {
     845                 :            :         // Limit size per read so bogus size value won't cause out of memory
     846                 :          2 :         v.clear();
     847                 :          2 :         unsigned int nSize = ReadCompactSize(is);
     848                 :          2 :         unsigned int i = 0;
     849 [ +  + ][ #  # ]:          4 :         while (i < nSize) {
     850                 :          2 :             unsigned int blk = std::min(nSize - i, (unsigned int)(1 + 4999999 / sizeof(T)));
     851                 :          2 :             v.resize_uninitialized(i + blk);
     852                 :          2 :             is.read(AsWritableBytes(Span{&v[i], blk}));
     853                 :          2 :             i += blk;
     854                 :            :         }
     855                 :            :     } else {
     856                 :            :         Unserialize(is, Using<VectorFormatter<DefaultFormatter>>(v));
     857                 :            :     }
     858                 :          2 : }
     859                 :            : 
     860                 :            : 
     861                 :            : /**
     862                 :            :  * vector
     863                 :            :  */
     864                 :            : template <typename Stream, typename T, typename A>
     865                 :    2300368 : void Serialize(Stream& os, const std::vector<T, A>& v)
     866                 :            : {
     867                 :            :     if constexpr (std::is_same_v<T, unsigned char>) {
     868                 :    1030856 :         WriteCompactSize(os, v.size());
     869 [ +  + ][ #  # ]:    1030856 :         if (!v.empty())
         [ #  # ][ #  # ]
     870                 :     516129 :             os.write(MakeByteSpan(v));
     871                 :            :     } else if constexpr (std::is_same_v<T, bool>) {
     872                 :            :         // A special case for std::vector<bool>, as dereferencing
     873                 :            :         // std::vector<bool>::const_iterator does not result in a const bool&
     874                 :            :         // due to std::vector's special casing for bool arguments.
     875                 :          0 :         WriteCompactSize(os, v.size());
     876         [ #  # ]:          0 :         for (bool elem : v) {
     877                 :          0 :             ::Serialize(os, elem);
     878                 :            :         }
     879                 :            :     } else {
     880                 :    1269512 :         Serialize(os, Using<VectorFormatter<DefaultFormatter>>(v));
     881                 :            :     }
     882                 :    2300368 : }
     883                 :            : 
     884                 :            : 
     885                 :            : template <typename Stream, typename T, typename A>
     886                 :          3 : void Unserialize(Stream& is, std::vector<T, A>& v)
     887                 :            : {
     888                 :            :     if constexpr (std::is_same_v<T, unsigned char>) {
     889                 :            :         // Limit size per read so bogus size value won't cause out of memory
     890                 :          0 :         v.clear();
     891                 :          0 :         unsigned int nSize = ReadCompactSize(is);
     892                 :          0 :         unsigned int i = 0;
     893 [ #  # ][ #  # ]:          0 :         while (i < nSize) {
         [ #  # ][ #  # ]
     894                 :          0 :             unsigned int blk = std::min(nSize - i, (unsigned int)(1 + 4999999 / sizeof(T)));
     895                 :          0 :             v.resize(i + blk);
     896                 :          0 :             is.read(AsWritableBytes(Span{&v[i], blk}));
     897                 :          0 :             i += blk;
     898                 :            :         }
     899                 :            :     } else {
     900                 :          3 :         Unserialize(is, Using<VectorFormatter<DefaultFormatter>>(v));
     901                 :            :     }
     902                 :          3 : }
     903                 :            : 
     904                 :            : 
     905                 :            : /**
     906                 :            :  * pair
     907                 :            :  */
     908                 :            : template<typename Stream, typename K, typename T>
     909                 :          5 : void Serialize(Stream& os, const std::pair<K, T>& item)
     910                 :            : {
     911                 :          5 :     Serialize(os, item.first);
     912                 :          5 :     Serialize(os, item.second);
     913                 :          5 : }
     914                 :            : 
     915                 :            : template<typename Stream, typename K, typename T>
     916                 :          0 : void Unserialize(Stream& is, std::pair<K, T>& item)
     917                 :            : {
     918                 :          0 :     Unserialize(is, item.first);
     919                 :          0 :     Unserialize(is, item.second);
     920                 :          0 : }
     921                 :            : 
     922                 :            : 
     923                 :            : 
     924                 :            : /**
     925                 :            :  * map
     926                 :            :  */
     927                 :            : template<typename Stream, typename K, typename T, typename Pred, typename A>
     928                 :          0 : void Serialize(Stream& os, const std::map<K, T, Pred, A>& m)
     929                 :            : {
     930                 :          0 :     WriteCompactSize(os, m.size());
     931         [ #  # ]:          0 :     for (const auto& entry : m)
     932                 :          0 :         Serialize(os, entry);
     933                 :          0 : }
     934                 :            : 
     935                 :            : template<typename Stream, typename K, typename T, typename Pred, typename A>
     936                 :          0 : void Unserialize(Stream& is, std::map<K, T, Pred, A>& m)
     937                 :            : {
     938                 :          0 :     m.clear();
     939                 :          0 :     unsigned int nSize = ReadCompactSize(is);
     940                 :          0 :     typename std::map<K, T, Pred, A>::iterator mi = m.begin();
     941         [ #  # ]:          0 :     for (unsigned int i = 0; i < nSize; i++)
     942                 :            :     {
     943                 :          0 :         std::pair<K, T> item;
     944         [ #  # ]:          0 :         Unserialize(is, item);
     945         [ #  # ]:          0 :         mi = m.insert(mi, item);
     946                 :          0 :     }
     947                 :          0 : }
     948                 :            : 
     949                 :            : 
     950                 :            : 
     951                 :            : /**
     952                 :            :  * set
     953                 :            :  */
     954                 :            : template<typename Stream, typename K, typename Pred, typename A>
     955                 :          0 : void Serialize(Stream& os, const std::set<K, Pred, A>& m)
     956                 :            : {
     957                 :          0 :     WriteCompactSize(os, m.size());
     958         [ #  # ]:          0 :     for (typename std::set<K, Pred, A>::const_iterator it = m.begin(); it != m.end(); ++it)
     959                 :          0 :         Serialize(os, (*it));
     960                 :          0 : }
     961                 :            : 
     962                 :            : template<typename Stream, typename K, typename Pred, typename A>
     963                 :          0 : void Unserialize(Stream& is, std::set<K, Pred, A>& m)
     964                 :            : {
     965                 :          0 :     m.clear();
     966                 :          0 :     unsigned int nSize = ReadCompactSize(is);
     967                 :          0 :     typename std::set<K, Pred, A>::iterator it = m.begin();
     968         [ #  # ]:          0 :     for (unsigned int i = 0; i < nSize; i++)
     969                 :            :     {
     970                 :          0 :         K key;
     971                 :          0 :         Unserialize(is, key);
     972                 :          0 :         it = m.insert(it, key);
     973                 :          0 :     }
     974                 :          0 : }
     975                 :            : 
     976                 :            : 
     977                 :            : 
     978                 :            : /**
     979                 :            :  * unique_ptr
     980                 :            :  */
     981                 :            : template<typename Stream, typename T> void
     982                 :            : Serialize(Stream& os, const std::unique_ptr<const T>& p)
     983                 :            : {
     984                 :            :     Serialize(os, *p);
     985                 :            : }
     986                 :            : 
     987                 :            : template<typename Stream, typename T>
     988                 :            : void Unserialize(Stream& is, std::unique_ptr<const T>& p)
     989                 :            : {
     990                 :            :     p.reset(new T(deserialize, is));
     991                 :            : }
     992                 :            : 
     993                 :            : 
     994                 :            : 
     995                 :            : /**
     996                 :            :  * shared_ptr
     997                 :            :  */
     998                 :            : template<typename Stream, typename T> void
     999                 :       2404 : Serialize(Stream& os, const std::shared_ptr<const T>& p)
    1000                 :            : {
    1001                 :       2404 :     Serialize(os, *p);
    1002                 :       2404 : }
    1003                 :            : 
    1004                 :            : template<typename Stream, typename T>
    1005                 :          1 : void Unserialize(Stream& is, std::shared_ptr<const T>& p)
    1006                 :            : {
    1007                 :          1 :     p = std::make_shared<const T>(deserialize, is);
    1008                 :          1 : }
    1009                 :            : 
    1010                 :            : /**
    1011                 :            :  * Support for (un)serializing many things at once
    1012                 :            :  */
    1013                 :            : 
    1014                 :            : template <typename Stream, typename... Args>
    1015                 :   12945913 : void SerializeMany(Stream& s, const Args&... args)
    1016                 :            : {
    1017                 :   12945913 :     (::Serialize(s, args), ...);
    1018                 :   12945913 : }
    1019                 :            : 
    1020                 :            : template <typename Stream, typename... Args>
    1021                 :          7 : inline void UnserializeMany(Stream& s, Args&&... args)
    1022                 :            : {
    1023                 :          7 :     (::Unserialize(s, args), ...);
    1024                 :          7 : }
    1025                 :            : 
    1026                 :            : /**
    1027                 :            :  * Support for all macros providing or using the ser_action parameter of the SerializationOps method.
    1028                 :            :  */
    1029                 :            : struct ActionSerialize {
    1030                 :            :     static constexpr bool ForRead() { return false; }
    1031                 :            : 
    1032                 :            :     template<typename Stream, typename... Args>
    1033                 :   12945913 :     static void SerReadWriteMany(Stream& s, const Args&... args)
    1034                 :            :     {
    1035                 :   12945913 :         ::SerializeMany(s, args...);
    1036                 :   12945913 :     }
    1037                 :            : 
    1038                 :            :     template<typename Stream, typename Type, typename Fn>
    1039                 :          0 :     static void SerRead(Stream& s, Type&&, Fn&&)
    1040                 :            :     {
    1041                 :          0 :     }
    1042                 :            : 
    1043                 :            :     template<typename Stream, typename Type, typename Fn>
    1044                 :          0 :     static void SerWrite(Stream& s, Type&& obj, Fn&& fn)
    1045                 :            :     {
    1046                 :          0 :         fn(s, std::forward<Type>(obj));
    1047                 :          0 :     }
    1048                 :            : };
    1049                 :            : struct ActionUnserialize {
    1050                 :            :     static constexpr bool ForRead() { return true; }
    1051                 :            : 
    1052                 :            :     template<typename Stream, typename... Args>
    1053                 :          7 :     static void SerReadWriteMany(Stream& s, Args&&... args)
    1054                 :            :     {
    1055                 :          7 :         ::UnserializeMany(s, args...);
    1056                 :          7 :     }
    1057                 :            : 
    1058                 :            :     template<typename Stream, typename Type, typename Fn>
    1059                 :          0 :     static void SerRead(Stream& s, Type&& obj, Fn&& fn)
    1060                 :            :     {
    1061                 :          0 :         fn(s, std::forward<Type>(obj));
    1062                 :          0 :     }
    1063                 :            : 
    1064                 :            :     template<typename Stream, typename Type, typename Fn>
    1065                 :          0 :     static void SerWrite(Stream& s, Type&&, Fn&&)
    1066                 :            :     {
    1067                 :          0 :     }
    1068                 :            : };
    1069                 :            : 
    1070                 :            : /* ::GetSerializeSize implementations
    1071                 :            :  *
    1072                 :            :  * Computing the serialized size of objects is done through a special stream
    1073                 :            :  * object of type CSizeComputer, which only records the number of bytes written
    1074                 :            :  * to it.
    1075                 :            :  *
    1076                 :            :  * If your Serialize or SerializationOp method has non-trivial overhead for
    1077                 :            :  * serialization, it may be worthwhile to implement a specialized version for
    1078                 :            :  * CSizeComputer, which uses the s.seek() method to record bytes that would
    1079                 :            :  * be written instead.
    1080                 :            :  */
    1081                 :            : class CSizeComputer
    1082                 :            : {
    1083                 :            : protected:
    1084                 :     360314 :     size_t nSize{0};
    1085                 :            : 
    1086                 :            :     const int nVersion;
    1087                 :            : public:
    1088                 :     720628 :     explicit CSizeComputer(int nVersionIn) : nVersion(nVersionIn) {}
    1089                 :            : 
    1090                 :   10017472 :     void write(Span<const std::byte> src)
    1091                 :            :     {
    1092                 :   10017472 :         this->nSize += src.size();
    1093                 :   10017472 :     }
    1094                 :            : 
    1095                 :            :     /** Pretend _nSize bytes are written, without specifying them. */
    1096                 :    5564067 :     void seek(size_t _nSize)
    1097                 :            :     {
    1098                 :    5564067 :         this->nSize += _nSize;
    1099                 :    5564067 :     }
    1100                 :            : 
    1101                 :            :     template<typename T>
    1102                 :    2786494 :     CSizeComputer& operator<<(const T& obj)
    1103                 :            :     {
    1104                 :    2786494 :         ::Serialize(*this, obj);
    1105                 :    2786494 :         return (*this);
    1106                 :            :     }
    1107                 :            : 
    1108                 :     360314 :     size_t size() const {
    1109                 :     360314 :         return nSize;
    1110                 :            :     }
    1111                 :            : 
    1112                 :     235558 :     int GetVersion() const { return nVersion; }
    1113                 :            : };
    1114                 :            : 
    1115                 :            : template<typename I>
    1116                 :            : inline void WriteVarInt(CSizeComputer &s, I n)
    1117                 :            : {
    1118                 :            :     s.seek(GetSizeOfVarInt<I>(n));
    1119                 :            : }
    1120                 :            : 
    1121                 :    5564067 : inline void WriteCompactSize(CSizeComputer &s, uint64_t nSize)
    1122                 :            : {
    1123                 :    5564067 :     s.seek(GetSizeOfCompactSize(nSize));
    1124                 :    5564067 : }
    1125                 :            : 
    1126                 :            : template <typename T>
    1127                 :     360314 : size_t GetSerializeSize(const T& t, int nVersion = 0)
    1128                 :            : {
    1129                 :     360314 :     return (CSizeComputer(nVersion) << t).size();
    1130                 :            : }
    1131                 :            : 
    1132                 :            : template <typename... T>
    1133                 :          0 : size_t GetSerializeSizeMany(int nVersion, const T&... t)
    1134                 :            : {
    1135                 :          0 :     CSizeComputer sc(nVersion);
    1136                 :          0 :     SerializeMany(sc, t...);
    1137                 :          0 :     return sc.size();
    1138                 :            : }
    1139                 :            : 
    1140                 :            : /** Wrapper that overrides the GetParams() function of a stream (and hides GetVersion/GetType). */
    1141                 :            : template <typename Params, typename SubStream>
    1142                 :            : class ParamsStream
    1143                 :            : {
    1144                 :            :     const Params& m_params;
    1145                 :            :     SubStream& m_substream; // private to avoid leaking version/type into serialization code that shouldn't see it
    1146                 :            : 
    1147                 :            : public:
    1148                 :          0 :     ParamsStream(const Params& params LIFETIMEBOUND, SubStream& substream LIFETIMEBOUND) : m_params{params}, m_substream{substream} {}
    1149                 :          0 :     template <typename U> ParamsStream& operator<<(const U& obj) { ::Serialize(*this, obj); return *this; }
    1150                 :          0 :     template <typename U> ParamsStream& operator>>(U&& obj) { ::Unserialize(*this, obj); return *this; }
    1151                 :          0 :     void write(Span<const std::byte> src) { m_substream.write(src); }
    1152                 :          0 :     void read(Span<std::byte> dst) { m_substream.read(dst); }
    1153                 :          0 :     void ignore(size_t num) { m_substream.ignore(num); }
    1154                 :          0 :     bool eof() const { return m_substream.eof(); }
    1155                 :            :     size_t size() const { return m_substream.size(); }
    1156                 :          0 :     const Params& GetParams() const { return m_params; }
    1157                 :            :     int GetVersion() = delete; // Deprecated with Params usage
    1158                 :            :     int GetType() = delete;    // Deprecated with Params usage
    1159                 :            : };
    1160                 :            : 
    1161                 :            : /** Wrapper that serializes objects with the specified parameters. */
    1162                 :            : template <typename Params, typename T>
    1163                 :            : class ParamsWrapper
    1164                 :            : {
    1165                 :            :     const Params& m_params;
    1166                 :            :     T& m_object;
    1167                 :            : 
    1168                 :            : public:
    1169                 :          0 :     explicit ParamsWrapper(const Params& params, T& obj) : m_params{params}, m_object{obj} {}
    1170                 :            : 
    1171                 :            :     template <typename Stream>
    1172                 :          0 :     void Serialize(Stream& s) const
    1173                 :            :     {
    1174                 :          0 :         ParamsStream ss{m_params, s};
    1175                 :          0 :         ::Serialize(ss, m_object);
    1176                 :          0 :     }
    1177                 :            :     template <typename Stream>
    1178                 :          0 :     void Unserialize(Stream& s)
    1179                 :            :     {
    1180                 :          0 :         ParamsStream ss{m_params, s};
    1181                 :          0 :         ::Unserialize(ss, m_object);
    1182                 :          0 :     }
    1183                 :            : };
    1184                 :            : 
    1185                 :            : /**
    1186                 :            :  * Helper macro for SerParams structs
    1187                 :            :  *
    1188                 :            :  * Allows you define SerParams instances and then apply them directly
    1189                 :            :  * to an object via function call syntax, eg:
    1190                 :            :  *
    1191                 :            :  *   constexpr SerParams FOO{....};
    1192                 :            :  *   ss << FOO(obj);
    1193                 :            :  */
    1194                 :            : #define SER_PARAMS_OPFUNC                                                                \
    1195                 :            :     /**                                                                                  \
    1196                 :            :      * Return a wrapper around t that (de)serializes it with specified parameter params. \
    1197                 :            :      *                                                                                   \
    1198                 :            :      * See FORMATTER_METHODS_PARAMS for more information on serialization parameters.    \
    1199                 :            :      */                                                                                  \
    1200                 :            :     template <typename T>                                                                \
    1201                 :            :     auto operator()(T&& t) const                                                         \
    1202                 :            :     {                                                                                    \
    1203                 :            :         return ParamsWrapper{*this, t};                                                  \
    1204                 :            :     }
    1205                 :            : 
    1206                 :            : #endif // BITCOIN_SERIALIZE_H

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