系统启动流程第三步

如何接入比特币网络以及原理分析

以下内容为系统启动过程中，每一步骤的详细分析。

第3步，参数到内部标志的转换处理（src/bitcoind.cpp）

AppInitParameterInteraction 函数后半部分。

1. 处理 debug、debugexclude、debugnet 等参数。

   如果指定了 -debug，则解析每个类别是否是支持的类别。如果不支持，则输入警告消息。如果需要同时指定多个类别，可分开指定，比如要调试网络与RPC 相关的信息，则配置如下：-debug=net -debug=rpc。

   if (gArgs.IsArgSet("-debug")) {
       const std::vector categories = gArgs.GetArgs("-debug");
   
       if (std::none_of(categories.begin(), categories.end(),
           [](std::string cat){return cat == "0" || cat == "none";})) {
           for (const auto& cat : categories) {
               if (!g_logger->EnableCategory(cat)) {
                   InitWarning(strprintf(_("Unsupported logging category %s=%s."), "-debug", cat));
               }
           }
       }
   }
   

2. 如果指定了 -socks 参数，则提示使用 SOCKS5

   if (gArgs.IsArgSet("-socks"))
       return InitError(_("Unsupported argument -socks found. Setting SOCKS version isn't possible anymore, only SOCKS5 proxies are supported."));
   

3. 如果指定了 -tor 参数，则提示使用 -onion。

   if (gArgs.GetBoolArg("-tor", false))
       return InitError(_("Unsupported argument -tor found, use -onion."));
   

4. 如果指定了 -benchmark 参数，则提示使用 -debug=bench。

   if (gArgs.GetBoolArg("-benchmark", false))
       InitWarning(_("Unsupported argument -benchmark ignored, use -debug=bench."));
   

5. 如果指定了 -whitelistalwaysrelay 参数，则提示使用 -whitelistrelay，或-whitelistforcerelay。

   if (gArgs.GetBoolArg("-whitelistalwaysrelay", false))
       InitWarning(_("Unsupported argument -whitelistalwaysrelay ignored, use -whitelistrelay and/or -whitelistforcerelay."));
   

6. 如果指定了 -blockminsize 参数，则提示使用 -blockminsize。

   if (gArgs.IsArgSet("-blockminsize"))
       InitWarning("Unsupported argument -blockminsize ignored.");
   

7. 根据是否指定 -checkmempool 参数，确定是否进行合理性检查。

   在不指定这个参数的情况下，当运行主网络和测试网络时，不进行交易池合理性检查，当运行回归测试网络时，进行合理性检查。代码如下：

   // Checkmempool and checkblockindex default to true in regtest mode
   
   // 当运行主网络和测试网络时，DefaultConsistencyChecks 函数返回假，导致变量 ratio 为1， 为0，从而不进行交易池设置；当运行回归测试网络时，函数返回真，从而变量 ratio 为1，从而进行交易池设置
   int ratio = std::min(std::max(gArgs.GetArg("-checkmempool", chainparams.DefaultConsistencyChecks() ? 1 : 0), 0), 1000000);
   if (ratio != 0) {
       mempool.setSanityCheck(1.0 / ratio);
   }
   
   fCheckBlockIndex = gArgs.GetBoolArg("-checkblockindex", chainparams.DefaultConsistencyChecks());
   

8. 设置检查点默认打开

   fCheckpointsEnabled = gArgs.GetBoolArg("-checkpoints", DEFAULT_CHECKPOINTS_ENABLED);
   

9. 处理 assumevalid 参数。

   这个参数的意思是假设有效，即如果如果这个块在链中，则假定它和它的祖先是有效的，并且可能跳过它们的脚本验证。否则会验证所有的块。

   hashAssumeValid = uint256S(gArgs.GetArg("-assumevalid", chainparams.GetConsensus().defaultAssumeValid.GetHex()));
   if (!hashAssumeValid.IsNull())
       LogPrintf("Assuming ancestors of block %s have valid signatures.\n", hashAssumeValid.GetHex());
   else
       LogPrintf("Validating signatures for all blocks.\n");
   

10. 根据是否指定 minimumchainwork 参数，确定使用默认的最小工作量还是使用用户指定的最小工作量。

       if (gArgs.IsArgSet("-minimumchainwork")) {
           const std::string minChainWorkStr = gArgs.GetArg("-minimumchainwork", "");
           if (!IsHexNumber(minChainWorkStr)) {
               return InitError(strprintf("Invalid non-hex (%s) minimum chain work value specified", minChainWorkStr));
           }
           nMinimumChainWork = UintToArith256(uint256S(minChainWorkStr));
       } else {
           nMinimumChainWork = UintToArith256(chainparams.GetConsensus().nMinimumChainWork);
       }
    

11. 计算内存池/交易池限制，包括处理 maxmempool、limitdescendantsize 参数。

    前者表示最大内存池，后者表示最小内存池，如果最大值小于最小值，则抛出初始化错误。

    int64_t nMempoolSizeMax = gArgs.GetArg("-maxmempool", DEFAULT_MAX_MEMPOOL_SIZE) * 1000000;
    int64_t nMempoolSizeMin = gArgs.GetArg("-limitdescendantsize", DEFAULT_DESCENDANT_SIZE_LIMIT) * 1000 * 40;
    if (nMempoolSizeMax < 0 || nMempoolSizeMax < nMempoolSizeMin)
        return InitError(strprintf(_("-maxmempool must be at least %d MB"), std::ceil(nMempoolSizeMin / 1000000.0)));
    

12. 如果指定了 incrementalrelayfee，则进行相关处理。

    incrementalrelayfee 定义中继的成本费率，应用于交易池限制和 BIP 125 替换。代码如下：

    if (gArgs.IsArgSet("-incrementalrelayfee"))
    {
        CAmount n = 0;
        if (!ParseMoney(gArgs.GetArg("-incrementalrelayfee", ""), n))
            return InitError(AmountErrMsg("incrementalrelayfee", gArgs.GetArg("-incrementalrelayfee", "")));
        incrementalRelayFee = CFeeRate(n);
    }
    

13. 处理 -par 参数，指定脚本签名的线程数量。

    代码如下：

    if (nScriptCheckThreads <= 0)
        nScriptCheckThreads += GetNumCores();
    if (nScriptCheckThreads <= 1)
        nScriptCheckThreads = 0;
    else if (nScriptCheckThreads > MAX_SCRIPTCHECK_THREADS)
        nScriptCheckThreads = MAX_SCRIPTCHECK_THREADS;
    

14. 处理区块修剪参数 -prune。

    代码如下：

    int64_t nPruneArg = gArgs.GetArg("-prune", 0);
    if (nPruneArg < 0) {
        return InitError(_("Prune cannot be configured with a negative value."));
    
    nPruneTarget = (uint64_t) nPruneArg * 1024 * 1024;
    if (nPruneArg == 1) {  // manual pruning: -prune=1
        LogPrintf("Block pruning enabled.  Use RPC call pruneblockchain(height) to manually prune block and undo files.\n");
        nPruneTarget = std::numeric_limits::max();
        fPruneMode = true;
    } else if (nPruneTarget) {
        if (nPruneTarget < MIN_DISK_SPACE_FOR_BLOCK_FILES) {
            return InitError(strprintf(_("Prune configured below the minimum of %d MiB.  Please use a higher number."), MIN_DISK_SPACE_FOR_BLOCK_FILES / 1024 / 1024));
        }
        LogPrintf("Prune configured to target %uMiB on disk for block and undo files.\n", nPruneTarget / 1024 / 1024);
        fPruneMode = true;
    }
    

15. 处理连接超时时间 -timeout。

    代码如下：

    nConnectTimeout = gArgs.GetArg("-timeout", DEFAULT_CONNECT_TIMEOUT);
    if (nConnectTimeout <= 0)
        nConnectTimeout = DEFAULT_CONNECT_TIMEOUT;
    

16. 处理 -minrelaytxfee 参数。

    对于中继、挖矿和交易创建，小于此的费用被认为是零费用。解析并计算最小中继交易费用。代码如下：

    if (gArgs.IsArgSet("-minrelaytxfee")) {
        CAmount n = 0;
        if (!ParseMoney(gArgs.GetArg("-minrelaytxfee", ""), n)) {
            return InitError(AmountErrMsg("minrelaytxfee", gArgs.GetArg("-minrelaytxfee", "")));
        }
        ::minRelayTxFee = CFeeRate(n);
    } else if (incrementalRelayFee > ::minRelayTxFee) {
        ::minRelayTxFee = incrementalRelayFee;
        LogPrintf("Increasing minrelaytxfee to %s to match incrementalrelayfee\n",::minRelayTxFee.ToString());
    }
    

17. 处理 -blockmintxfee 参数。

    设置要在块创建中包含的事务满足的最低费率，即低于这个费率，交易将不进行打包。代码如下：

    if (gArgs.IsArgSet("-blockmintxfee"))
    {
        CAmount n = 0;
        if (!ParseMoney(gArgs.GetArg("-blockmintxfee", ""), n))
            return InitError(AmountErrMsg("blockmintxfee", gArgs.GetArg("-blockmintxfee", "")));
    }
    

18. 处理 -dustrelayfee 参数。

    具体代码如下：

    if (gArgs.IsArgSet("-dustrelayfee"))
    {
        CAmount n = 0;
        if (!ParseMoney(gArgs.GetArg("-dustrelayfee", ""), n))
            return InitError(AmountErrMsg("dustrelayfee", gArgs.GetArg("-dustrelayfee", "")));
        dustRelayFee = CFeeRate(n);
    }
    

19. 处理 -acceptnonstdtxn 参数。

    这个参数代表中继和挖掘非标准交易。具体代码如下：

    fRequireStandard = !gArgs.GetBoolArg("-acceptnonstdtxn", !chainparams.RequireStandard());
    if (chainparams.RequireStandard() && !fRequireStandard)
        return InitError(strprintf("acceptnonstdtxn is not currently supported for %s chain", chainparams.NetworkIDString()));
    

20. 处理 -bytespersigop 参数。

    计算中继和挖掘中交易的 sigop 的等效字节数。

    nBytesPerSigOp = gArgs.GetArg("-bytespersigop", nBytesPerSigOp);
    

21. 调用钱包初始接口对象的 ParameterInteraction 方法，初始钱包相关的参数。本方法在 wallet/init.cpp 文件中。

    调用代码如下：

    if (!g_wallet_init_interface.ParameterInteraction()) return false;
    

    代码内部具体处理如下：

    • 检查是否禁用钱包 -disablewallet。如果禁用，就不会加载钱包，并且会禁用钱包 RPC，这种情况下忽略 -wallet。

      if (gArgs.GetBoolArg("-disablewallet", DEFAULT_DISABLE_WALLET)) {
          for (const std::string& wallet : gArgs.GetArgs("-wallet")) {
              LogPrintf("%s: parameter interaction: -disablewallet -> ignoring -wallet=%s\n", __func__, wallet);
          }
      
          return true;
      }
      

    • 设置 -wallet 参数的默认值为空。确定指定的是单一钱包还是多钱包。

      gArgs.SoftSetArg("-wallet", "");
      const bool is_multiwallet = gArgs.GetArgs("-wallet").size() > 1;
      

    • 处理 -blocksonly、-walletbroadcast 参数。

    • 处理 -salvagewallet、-rescan 参数。

      如果指定了在启动时试图从损坏的钱包中恢复私钥，即 -salvagewallet 参数，那么不能使用多个钱包。

      if (gArgs.GetBoolArg("-salvagewallet", false)) {
          if (is_multiwallet) {
              return InitError(strprintf("%s is only allowed with a single wallet file", "-salvagewallet"));
          }
      
          if (gArgs.SoftSetBoolArg("-rescan", true)) {
              LogPrintf("%s: parameter interaction: -salvagewallet=1 -> setting -rescan=1\n", __func__);
          }
      }
      

    • 处理 -zapwallettxes、-persistmempool 参数。

      -zapwallettxes 参数表示删除所有钱包交易，并且仅在启动时通过 -rescan 恢复区块链相关的那些部分（1 =保留tx元数据，例如账户所有者和支付请求信息，2 =丢弃tx元数据）。它暗示了在启动时删除交易池中的那些交易。同时，它也暗示了进行区块链扫描，即不能是多钱包。

      bool zapwallettxes = gArgs.GetBoolArg("-zapwallettxes", false);
      if (zapwallettxes && gArgs.SoftSetBoolArg("-persistmempool", false)) {
          LogPrintf("%s: parameter interaction: -zapwallettxes enabled -> setting -persistmempool=0\n", __func__);
      }
      
      if (zapwallettxes) {
          if (is_multiwallet) {
              return InitError(strprintf("%s is only allowed with a single wallet file", "-zapwallettxes"));
          }
          if (gArgs.SoftSetBoolArg("-rescan", true)) {
              LogPrintf("%s: parameter interaction: -zapwallettxes enabled -> setting -rescan=1\n", __func__);
          }
      }      
      

    • 检查是否指定了 -upgradewallet 参数。

      在多钱包情况下，不能进行钱包升级。

      if (is_multiwallet) {
          if (gArgs.GetBoolArg("-upgradewallet", false)) {
              return InitError(strprintf("%s is only allowed with a single wallet file", "-upgradewallet"));
          }
      }
      

    • 检查是否指定了 -sysperms 参数。

      如果指定了 -sysperms 参数，则抛出初始异常错误。这个参数表示了用系统默认的权限创建一个新文件，而不是 077，只有在禁用钱包功能的情况下才有效。

      if (gArgs.GetBoolArg("-sysperms", false))
          return InitError("-sysperms is not allowed in combination with enabled wallet functionality");
      

    • 检查是否同时指定了 -prune、-rescan 参数。

      在指定了修剪模式的情况下，不能执行扫描区块链的动作。所以如果同时指定了这两个参数，抛出错误。

      if (gArgs.GetArg("-prune", 0) && gArgs.GetBoolArg("-rescan", false))
          return InitError(_("Rescans are not possible in pruned mode. You will need to use -reindex which will download the whole blockchain again."));
      

    • 处理 -maxtxfee 参数。

      -maxtxfee 参数表示了在单个钱包的交易或原始交易中使用的最高总费用。如果设置过小，可能会中止大型交易。这个值不能小于最小中继交易费用。

      if (gArgs.IsArgSet("-maxtxfee"))
      {
          CAmount nMaxFee = 0;
          if (!ParseMoney(gArgs.GetArg("-maxtxfee", ""), nMaxFee))
              return InitError(AmountErrMsg("maxtxfee", gArgs.GetArg("-maxtxfee", "")));
          if (nMaxFee > HIGH_MAX_TX_FEE)
              InitWarning(_("-maxtxfee is set very high! Fees this large could be paid on a single transaction."));
          maxTxFee = nMaxFee;
          if (CFeeRate(maxTxFee, 1000) < ::minRelayTxFee)
          {
              return InitError(strprintf(_("Invalid amount for -maxtxfee=: '%s' (must be at least the minrelay fee of %s to prevent stuck transactions)"),
                                         gArgs.GetArg("-maxtxfee", ""), ::minRelayTxFee.ToString()));
          }
      }
      

22. 获取 -permitbaremultisig、-datacarrier、-datacarriersize等参数。

    fIsBareMultisigStd = gArgs.GetBoolArg("-permitbaremultisig", DEFAULT_PERMIT_BAREMULTISIG);
    fAcceptDatacarrier = gArgs.GetBoolArg("-datacarrier", DEFAULT_ACCEPT_DATACARRIER);
    nMaxDatacarrierBytes = gArgs.GetArg("-datacarriersize", nMaxDatacarrierBytes);
    

23. 调用 -SetMockTime 方法，设置模拟时间。

    SetMockTime(gArgs.GetArg("-mocktime", 0)); 
    

24. 根据 -peerbloomfilters 参数，设置本地支持的服务。

    if (gArgs.GetBoolArg("-peerbloomfilters", DEFAULT_PEERBLOOMFILTERS))
        nLocalServices = ServiceFlags(nLocalServices | NODE_BLOOM);
    

25. 检测 -rpcserialversion 参数是否小于0，是否大于1。

    if (gArgs.GetArg("-rpcserialversion", DEFAULT_RPC_SERIALIZE_VERSION) < 0)
        return InitError("rpcserialversion must be non-negative.");
    
    if (gArgs.GetArg("-rpcserialversion", DEFAULT_RPC_SERIALIZE_VERSION) > 1)
        return InitError("unknown rpcserialversion requested.");
    

26. 获取 -maxtipage 参数值。

    nMaxTipAge = gArgs.GetArg("-maxtipage", DEFAULT_MAX_TIP_AGE);
    

27. 处理 -mempoolreplacement 参数。

    -mempoolreplacement 参数表示是否启用交易池交易替换。

    fEnableReplacement = gArgs.GetBoolArg("-mempoolreplacement", DEFAULT_ENABLE_REPLACEMENT);
    if ((!fEnableReplacement) && gArgs.IsArgSet("-mempoolreplacement")) {
        std::string strReplacementModeList = gArgs.GetArg("-mempoolreplacement", "");  // default is impossible
        std::vector vstrReplacementModes;
        boost::split(vstrReplacementModes, strReplacementModeList, boost::is_any_of(","));
        fEnableReplacement = (std::find(vstrReplacementModes.begin(), vstrReplacementModes.end(), "fee") != vstrReplacementModes.end());
    }
    

28. 处理 -vbparams 参数。

    -vbparams 参数代表了对于指定的版本位部署，使用给定的开始/结束时间。

    重载版本位只在回归测试模式下才允许，否则会抛出初始异常错误。在回归测试模式下检查所有指定的版本位。

    if (gArgs.IsArgSet("-vbparams")) {
        // Allow overriding version bits parameters for testing
        if (!chainparams.MineBlocksOnDemand()) {
            return InitError("Version bits parameters may only be overridden on regtest.");
        }
        for (const std::string& strDeployment : gArgs.GetArgs("-vbparams")) {
            std::vector vDeploymentParams;
            boost::split(vDeploymentParams, strDeployment, boost::is_any_of(":"));
            if (vDeploymentParams.size() != 3) {
                return InitError("Version bits parameters malformed, expecting deployment:start:end");
            }
            int64_t nStartTime, nTimeout;
            if (!ParseInt64(vDeploymentParams[1], &nStartTime)) {
                return InitError(strprintf("Invalid nStartTime (%s)", vDeploymentParams[1]));
            }
            if (!ParseInt64(vDeploymentParams[2], &nTimeout)) {
                return InitError(strprintf("Invalid nTimeout (%s)", vDeploymentParams[2]));
            }
            bool found = false;
            for (int j=0; j<(int)Consensus::MAX_VERSION_BITS_DEPLOYMENTS; ++j)
            {
                if (vDeploymentParams[0].compare(VersionBitsDeploymentInfo[j].name) == 0) {
                    UpdateVersionBitsParameters(Consensus::DeploymentPos(j), nStartTime, nTimeout);
                    found = true;
                    LogPrintf("Setting version bits activation parameters for %s to start=%ld, timeout=%ld\n", vDeploymentParams[0], nStartTime, nTimeout);
                    break;
                }
            }
            if (!found) {
                return InitError(strprintf("Invalid deployment (%s)", vDeploymentParams[0]));
            }
        }
    }
    

后记

由于本人水平所限，文中错误在所难免，欢迎您踊跃指出错误，在下感激不尽。我的微信联系方式：joepeak。

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