比特币源码解析(9) - 可执行程序 - Bitcoind

0x00 摘要

我使用的是Ubuntu 16.04 系统所以直接按照https://github.com/bitcoin/bitcoin/blob/master/doc/build-unix.md 编译就可以成功，编译完成之后，生成了一下几个可执行文件：

• bench_bitcoin：根据https://github.com/bitcoin/bitcoin/issues/829 解释，作用是编译系统更新，也就是检查系统使用的一些加密算法是否有新的更新。
• bitcoin-cli：是Bitcoind的一个功能完备的RPC客户端，包括查询区块，交易信息等等，具体将在相应章节介绍。
• bitcoind：是比特币运行的核心程序俗称bitcoin core，也是我们分析的重点。
• bitcoin-qt：比特币钱包。
• bitcoin-tx：比特币交易处理模块，支持交易的查询和创建。
• test_bitcoin：运行各个模块的测试代码。
• test_bitcoin-qt：运行钱包的模块测试代码。

我们首先从最核心的bitcoind开始分析，然后再看其他的，因为其他部分的代码使用的很多类、很多函数都是bitcoind中使用过的，所以分析完bitcoind，其他部分也就轻而易举。

另外提及一下代码的查看软件，我用的是Sublime Text，能快速的找到函数的定义和实现的位置，并且还支持在项目内查找，一个好的编辑器对于代码的分析也是很有帮助的。

0x01 Main

对于c++代码，整个程序都是从main函数开始执行的，所以我们首先寻找bitcoind的main函数。而一般编译出来的可执行程序都是有对应文件名的cpp文件，所以我们找到了src/bitcoind.cpp，代码拉到最后就找到了我们的main函数。

// src/bitcoind.cpp line 188
int main(int argc, char* argv[])
{
    SetupEnvironment();

    // Connect bitcoind signal handlers
    noui_connect();

    return (AppInit(argc, argv) ? EXIT_SUCCESS : EXIT_FAILURE);
}

0x02 SetupEnvironment

找到SetupEnvironment的实现位置，位于src/util.cpp中，sublime中直接右键Goto Definition即可。

// src/util.cpp line 834
void SetupEnvironment()
{
#ifdef HAVE_MALLOPT_ARENA_MAX
    if (sizeof(void*) == 4) {   //判断是否为32位系统
        mallopt(M_ARENA_MAX, 1); 
    }
#endif

#if !defined(WIN32) && !defined(MAC_OSX) && !defined(__FreeBSD__) && !defined(__OpenBSD__)
    try {
        std::locale(""); // Raises a runtime error if current locale is invalid
    } catch (const std::runtime_error&) {
        setenv("LC_ALL", "C", 1);
    }
#endif

    std::locale loc = fs::path::imbue(std::locale::classic());
    fs::path::imbue(loc);
}

函数首先通过sizeof(void*) == 4来判断当前系统是否是32位，如果是64位的话那么sizeof(void*)值就为8。mallopt函数是用来控制malloc内存分配时的行为的(具体请参考http://man7.org/linux/man-pages/man3/mallopt.3.html)，而M_ARENA_MAX参数是值最多能创建的arena数，一个arena是指malloc在分内内存时的一个内存池，而这个arena是线程安全的，也就是说多线程访问时是互斥访问的，既然是互斥访问的，那么很明显，当arena数量越多时，线程的竞争就越小，但是需要的内存也就越多（因为arena就相当于一次性申请大量内存，然后在malloc时慢慢分配出去）。通过代码中的注释，我们发现glibc库会为每个核创建2个arena，而这会对32为系统造成虚拟地址空间不足的问题，所以这里设为1.

下面是locale()是设置系统区域，这将决定程序所使用的当前语言编码、日期格式、数字格式及其它与区域有关的设置。最后两行是文件路径的本地化设置，主要设计宽字符(Wide char)和多字节(Multi bytes)之间的转换问题。

0x03 noui_connect

// src/noui.cpp line 52
void noui_connect()
{
    // Connect bitcoind signal handlers
    uiInterface.ThreadSafeMessageBox.connect(noui_ThreadSafeMessageBox);
    uiInterface.ThreadSafeQuestion.connect(noui_ThreadSafeQuestion);
    uiInterface.InitMessage.connect(noui_InitMessage);
}

这里涉及到我们之前讲到的Boost信号/插槽机制（http://blog.csdn.net/pure_lady/article/details/77675915）。首先看变量的定义，

// src/ui_interface.h 
// line 74-81

    /** Show message box. */
    boost::signals2::signalconst std::string& message, 
                                  const std::string& caption, 
                                  unsigned int style), 
        boost::signals2::last_value> ThreadSafeMessageBox;

    /** If possible, ask the user a question. 
    * If not, falls back to ThreadSafeMessageBox(noninteractive_message, caption, style) and returns false. */
    boost::signals2::signalconst std::string& message, 
                                  const std::string& noninteractive_message, 
                                  const std::string& caption, unsigned int style), boost::signals2::last_value > ThreadSafeQuestion;

    /** Progress message during initialization. */
    boost::signals2::signal<void (const std::string &message)> InitMessage;

extern CClientUIInterface uiInterface;  // line 123

这里在CClientUIInterface类中定义了一些信号，其中三个分别是ThreadSafeMessageBox，ThreadSafeQuestion和InitMessage。再看前面的noui_connect中的变量，我们发现通过connect连接的插槽函数定义和信号中的定义完全一致，所以当信号触发的时候，这些连接的函数都会被调用。