Avoid allocating when checking gossip message signatures

When we check gossip message signatures, there's no reason to
serialize out the full gossip message before hashing, and it
generates a lot of allocations during the initial startup when we
fetch the full gossip from peers.

Avoid a `tokio::mpsc::Sender` clone for each P2P send operation

Whenever we go to send bytes to a peer, we need to construct a
waker for tokio to call back into if we need to finish sending
later. That waker needs some reference to the peer's read task to
wake it up, hidden behind a single `*const ()`. To do this, we'd
previously simply stored a `Box<tokio::mpsc::Sender>` in that
pointer, which requires a `clone` for each waker construction. This
leads to substantial malloc traffic.

Instead, here, we replace this box with an `Arc`, leaving a single
`tokio::mpsc::Sender` floating around and simply change the
refcounts whenever we construct a new waker, which we can do
without allocations.

Avoid re-allocating to encrypt gossip messages when forwarding

When we forward gossip messages, we store them in a separate buffer
before we encrypt them (and commit to the order in which they'll
appear on the wire). Rather than storing that buffer encoded with
no headroom, requiring re-allocating to add the message length and
two MAC blocks, we here add the headroom prior to pushing it into
the gossip buffer, avoiding an allocation.

Use `VecDeque`, rather than `LinkedList` in peer message buffering

When buffering outbound messages for peers, `LinkedList` adds
rather substantial allocation overhead, which we avoid here by
swapping for a `VecDeque`.

Avoid unnecessarily alloc'ing a new buffer when decrypting messages

When decrypting P2P messages, we already have a read buffer that we
read the message into. There's no reason to allocate a new `Vec` to
store the decrypted message when we can just overwrite the read
buffer and call it a day.

Add an option to in-place decrypt with `ChaCha20Poly1305`

In the next commit we'll use this to avoid an allocation when
deserializing messages from the wire.

Pre-allocate the full `Vec` prior to serializing as a `Vec<u8>`

We end up generating a substantial amount of allocations just
doubling `Vec`s when serializing to them, and our
`serialized_length` method is generally rather effecient, so we
just rely on it and allocate correctly up front.

Avoid unnecessarily overriding `serialized_length`

...as LLVM will handle it just fine for us, in most cases.

Pre-allocate send buffer when forwarding gossip

When forwarding gossip, rather than relying on Vec doubling,
pre-allocate the message encoding buffer.

Prefer `Writeable.encode()` over `VecWriter` use

It does the same thing and its much simpler.

Reduce on-startup heap frag due to network graph map/vec doubling

When we're reading a `NetworkGraph`, we know how many
nodes/channels we are reading, there's no reason not to
pre-allocate the `IndexedMap`'s inner `HashMap` and `Vec`, which we
do here.

This seems to reduce on-startup heap fragmentation with glibc by
something like 100MiB.

Merge pull request #2558 from waterson/pr-2554

Handle retrying sign_counterparty_commitment failures

Merge pull request #2641 from alexanderwiederin/2585-preflight-test-coverage

#2585 Preflight Test Coverage

Add basic async signer tests

Adds a `get_signer` method to the context so that a test can get ahold of the
channel signer. Adds a `set_available` method on the `TestChannelSigner` to
allow a test to enable and disable the signer: when disabled some of the
signer's methods will return `Err` which will typically activate the error
handling case. Adds a `set_channel_signer_available` function on the test
`Node` class to make it easy to enable and disable a specific signer.

Adds a new `async_signer_tests` module:

* Check for asynchronous handling of `funding_created` and `funding_signed`.
* Check that we correctly resume processing after awaiting an asynchronous
  signature for a `commitment_signed` event.
* Verify correct handling during peer disconnect.
* Verify correct handling for inbound zero-conf.

Handle retrying sign_counterparty_commitment inb funding failures

If sign_counterparty_commitment fails (i.e. because the signer is
temporarily disconnected), this really indicates that we should
retry the message sending which required the signature later,
rather than force-closing the channel (which probably won't even
work if the signer is missing).

This commit adds retrying of inbound funding_created signing
failures, regenerating the `FundingSigned` message, attempting to
re-sign, and sending it to our peers if we succeed.

Handle retrying sign_counterparty_commitment outb funding failures

If sign_counterparty_commitment fails (i.e. because the signer is
temporarily disconnected), this really indicates that we should
retry the message sending which required the signature later,
rather than force-closing the channel (which probably won't even
work if the signer is missing).

This commit adds retrying of outbound funding_created signing
failures, regenerating the `FundingCreated` message, attempting to
re-sign, and sending it to our peers if we succeed.

Handle retrying sign_counterparty_commitment failures

If sign_counterparty_commitment fails (i.e. because the signer is
temporarily disconnected), this really indicates that we should
retry the message sending which required the signature later,
rather than force-closing the channel (which probably won't even
work if the signer is missing).

This commit adds initial retrying of failures, specifically
regenerating commitment updates, attempting to re-sign the
`CommitmentSigned` message, and sending it to our peers if we
succed.

Handle sign_counterparty_commitment failing during inb funding

If sign_counterparty_commitment fails (i.e. because the signer is
temporarily disconnected), this really indicates that we should
retry the message sending which required the signature later,
rather than force-closing the channel (which probably won't even
work if the signer is missing).

Here we add initial handling of sign_counterparty_commitment
failing during inbound channel funding, setting a flag in
`ChannelContext` which indicates we should retry sending the
`funding_signed` later. We don't yet add any ability to do that
retry.

Handle sign_counterparty_commitment failing during outb funding

If sign_counterparty_commitment fails (i.e. because the signer is
temporarily disconnected), this really indicates that we should
retry the message sending which required the signature later,
rather than force-closing the channel (which probably won't even
work if the signer is missing).

Here we add initial handling of sign_counterparty_commitment
failing during outbound channel funding, setting a new flag in
`ChannelContext` which indicates we should retry sending the
`funding_created` later. We don't yet add any ability to do that
retry.

Handling for sign_counterparty_commitment failing during normal op

If sign_counterparty_commitment fails (i.e. because the signer is
temporarily disconnected), this really indicates that we should
retry the message sending later, rather than force-closing the
channel (which probably won't even work if the signer is missing).

Here we add initial handling of sign_counterparty_commitment
failing during normal channel operation, setting a new flag in
`ChannelContext` which indicates we should retry sending the
commitment update later. We don't yet add any ability to do that
retry.

Merge pull request #2682 from jkczyz/2023-09-bolt12-test-vectors

BOLT 12 Offer test vectors

add preflight probes test coverage

Merge pull request #2686 from jkczyz/2023-10-onion-message-fuzz

Re-add one-hop onion message fuzzing test

Merge pull request #2668 from TheBlueMatt/2023-10-fix-doc

Update docs on `MonitorEvent::HolderForceClosed`

Merge pull request #2693 from Evanfeenstra/next-hop-pubkey-secp-mode

next_hop_pubkey secp Verification only

Merge pull request #2669 from benthecarman/trace-sync-progress

Remove channel monitor sync in progress log

Merge pull request #2689 from benthecarman/no-std-offer-expire

Add `is_expired_no_std` to Offer

Merge pull request #2613 from wvanlint/batch_funding_fix_up

Refactor ShutdownResult type and construction

next_hop_pubkey secp Verification only

Add is_expired_no_std to Offer & Refund

This was available for OfferContents but not an Offer so dependent
projects could not access it.

Re-add one-hop onion message fuzzing test

Revert fuzz test removal in 6dc42235baaa22320ad78d3e05fab31edad99328.
The test originally checked that OnionMessenger would fail for one-hop
blinded paths. The commit added support for such paths, but changing the
checks was not sufficient since the node was not connected to the
introduction node of the reply path. This is required in order to work
with the trivial TestMessageRouter. Fix this by explicitly connecting
the nodes.

Wrap long onion_message fuzz strings

Some editors like vim slow to a crawl when scrolling over long strings
when syntax highlighting is turned on. Limit the length in fuzz strings
to avoid this.

BOLT 12 test vectors for offer parsing

One discrepancy from the spec still needs to be resolved:

https://github.com/lightning/bolts/pull/798/files#r1334851959

Separate and describe BOLT 12 test vectors

Move bech32 parsing tests to the parse module

Additional BOLT 12 tests specific to Offer were added, which will live
in the offer module. Thus, it makes sense to move the bech32 tests to
the parse module.

Merge pull request #2678 from TheBlueMatt/2023-10-0.0.118

Cut 0.0.118

Bump crate versions to lightning 0.0.118, invoice 0.26

0.0.118 release notes

Merge pull request #2679 from TheBlueMatt/2023-10-116-bindings-1

Small bindings tweaks for 0.0.118

Fix CI on rustc 1.50 and below

rustc doesn't allow `--features` with `-p`, so we simply skip the
steps that rely on it.

Use a tuple, not a struct, for `PendingOnionMessage` in bindings

Bindings aren't currently able to handle a struct with a generic
which is actually exposed - we map all structs concretely to a
single type, whereas having fluctuating types on a struct requires
mapping the inner field to a trait first.

Since this isn't super practical, we make `PendingOnionMessage` a
tuple in bindings, rather than a struct.

Merge pull request #2676 from TheBlueMatt/2023-10-various-followups

Various Followups to 2039 and 2674

Add relevant no-export tags to functions returning builders

Because we can't map move semantics in most languages, we also
can't map our current builders. Thus, we have to mark them
no-export.

Drop an unnecessary no-export on ParsedOnionMessageContents

Do not compile the `Simple*` type aliases in `c_bindings` at all

Because the bindings changes now require further changes to our
type definitions, avoiding building the `Simple*` type aliases
entirely makes the patchset there simpler.

Fix (and test) the `c_bindings` build flag

Rather than only building with the `c_bindings` flag in certain
crates, we go ahead and test all crates with the flag in CI here.

Remove some additional excess words in `ConfirmationTarget` docs

Remove a redundant sentence in `ConfirmationTarget` docs

... and correct direction which causes force-closure in another
sentence.

Drop unused `use` import.

Avoid a redundant allocation in `InvoiceError` handling in one case

... by passing an owned `String`, rather than taking an `&str` and
`to_owned()`ing it.

Use `Default::default()` for scoring params in tests

In 26c1639ab69d6780c97a118f09e42cb42304088a we switched to using
`Default::default()` to initialize `()` for scoring parameters in
tests. A number of `()`s slipped back in recently, which we replace
here.

Merge pull request #2667 from wpaulino/random-htlc-holder-sigs-non-anchors

Use sign_holder_htlc_transaction to sign non-anchors holder HTLCs

Merge pull request #2674 from wpaulino/consider-anchor-outputs-value-balances

Consider anchor outputs value throughout balance checks and computations

Move HTLCDescriptor to sign module

Now that `HTLCDescriptor` is no longer specific to anchors, it doesn't
make sense for it to live in the `bump_transaction` module anymore.

Don't sign holder HTLCs along with holder commitments

`sign_holder_commitment_and_htlcs` never really made sense. Unlike
`sign_counterparty_commitment`, the signatures for holder HTLC
transactions may be required much later than the commitment
transaction's. While it was nice for us to only reach the signer once to
obtain all holder signatures, it's not really ideal anymore as we want
our signatures to be random and not reused.

We no longer return all holder HTLC signatures and instead defer to
obtaining them via `EcdsaChannelSigner::sign_holder_htlc_transaction`.

Remove caching of holder HTLC signatures

Since we want our holder HTLC signatures to be randomly generated and
not reused, our existing caches are useless now, so we opt to remove
them.

Use sign_holder_htlc_transaction to sign non-anchors holder HTLCs

We want to ensure we use fresh random signatures to prevent certain
classes of transaction replacement attacks at the bitcoin P2P layer.
This was already covered for commitment transactions and zero fee holder
HTLC transactions, but was missing for holder HTLC transactions on
non-anchors channels.

We can easily do this by reusing the existing
`EcdsaChannelSigner::sign_holder_htlc_transaction` method and
circumventing the existing `holder_htlc_sigs/prev_holder_htlc_sigs`
caches, which will be removed in a later commit anyway.

Apply a default max fee rather than none when paying for BOLT12

If the user declines to specify a `max_total_routing_fee_msat` in
the new BOLT12 payment methods, rather than defaulting to no limit
on the fee we pay at all, we should default to our "usual default",
ie the one calculated in
`RouteParameters::from_payment_params_and_value`.

We do this here, as well as documenting the behavior on the payment
methods.

Only account for fee spike buffer multiple on non-anchor channels

Anchor outputs channels are no longer susceptible to fee spikes as they
now mostly target the dynamic minimum mempool fee and can contribute the
remainder of fees when closing.

Consider anchor outputs value on channel open

We should make sure the funding amount of a channel can cover all its
associated costs, including the value of anchor outputs, to make sure
that it is actually usable once "opened".

Consider anchor outputs value on inbound HTLCs

This could lead us to accept HTLCs that would put the sender below
their reserve, which must never happen.

Consider anchor outputs value in get_available_balances

This could lead us to sending/forwarding HTLCs that would put us below
our reserve, forcing our counterparty to close the channel on us due to
an invalid update.

Run chanmon_consistency_test with anchor outputs channels

Provide missing derivation parameters to OnchainTxHandler

`OnchainTxHandler` will need to construct `HTLCDescriptor`s for holder
HTLCs, but it did not have access to all of the derivation parameters
that need to be provided.

Support signing non-anchors HTLCs with HTLCDescriptor

We plan to use `EcdsaChannelSigner::sign_holder_htlc_transaction` to
also sign holder HTLC transactions on non-anchor outputs channels.
`HTLCDescriptor` was only used in an anchor outputs context, so a few
things needed changing, mostly to handle the different scripts and
feerate.

Merge pull request #2660 from benthecarman/flexible-fee-rate

More flexible fee rate estimates

More flexible fee rate estimates

Merge pull request #2039 from jkczyz/2023-02-offer-flow

BOLT 12 Offers message flow

Update docs on `MonitorEvent::HolderForceClosed`

In a96e2fe144383ea6fd670153fb895ee07a3245ef we renamed
`MonitorEvent::CommitmentTxConfirmed` to `HolderForceClosed` to
better document what actually happened. However, we failed to
update the documentation on the type, which we do here.

Pointed out by @yellowred.

Merge pull request #2670 from yanganto/socket-addr-to-string

Impl `Display` for SocketAddress

Fix PaymentConstraints::max_cltv_expiry docs

Fix build warnings

Expand request_refund_payment docs for limitations

Onion message routing to immediate peers.

DefaultMessageRouter always fails. Update it so that it can route to a
directly connected peer. This is needed for an Offers minimum viable
product.

Add privacy section to pay_for_offer docs

Organize create_refund and pay_for_offer docs

Document InvoiceRequestFailed in ChannelManager

Revert "Config-guard Event::InvoiceRequestFailed"

This reverts commit c7219e46831751c52026932294c33fce24121d84.

Use ChannelManager as OffersMessageHandler

OffersMessageHandler impl for ChannelManager

Define the BOLT 12 message flow in ChannelManager's
OffersMessageHandler implementation.
- An invoice_request message results in responding with an invoice
  message if it can be verified that the request is for a valid offer.
- An invoice is paid if it can be verified to have originated from a
  sent invoice_request or a refund.
- An invoice_error is sent in some failure cases.
- Initial messages enqueued for sending are released to OnionMessenger

Check offer expiry when building invoice in no-std

Building an invoice will fail if the underlying offer or refund has
already expired. The check was skipped in no-std since there is no
system clock. However, the invoice creation time can be used instead.
This prevents responding to an invoice request if the offer has already
expired.

Grammar fix in docs

BOLT12 invoice_feature methods for ChannelManager

Qualify BOLT11 ChannelManager invoice_features

Utility for creating and sending Bolt12Invoices

Add a utility to ChannelManager for creating a Bolt12Invoice for a
Refund such that the ChannelManager can recognize the PaymentHash and
reconstruct the PaymentPreimage from the PaymentSecret, the latter of
which is contained in a BlindedPath within the invoice.

Utility for paying for an Offer

Add a utility to ChannelManager for sending an InvoiceRequest for an
Offer such that derived keys are used for the payer id. This allows for
stateless verification of any Invoice messages before it is paid.

Also tracks future payments using the given PaymentId such that the
corresponding Invoice is paid only once.

Absolute expiry or timer tick payment expiration

Pending outbound payments use an absolute expiry to determine when they
are considered stale and should be fail. In `no-std`, this may result in
long timeouts as the highest seen block time is used. Instead, allow for
expiration based on timer ticks. This will be use in an upcoming commit
for invoice request expiration.

Store OffersMessages for later sending

Upcoming commits will add utilities for sending an InvoiceRequest for an
Offer and an Invoice for a Refund. These messages need to be enqueued so
that they can be released in ChannelManager's implementation of
OffersMessageHandler to OnionMessenger for sending.

These messages do not need to be serialized as they must be resent upon
restart.

Expand docs on failing expired outbound payments

impl Display for SocketAddress

Merge pull request #2636 from slanesuke/impl-ToSocketAddrs-for-Hostname

Impl ToSocketAddrs for SocketAddress

Merge pull request #2666 from tnull/2023-10-observable-update

Merge pull request #2661 from TheBlueMatt/2023-10-dup-claim-chan-hang

Immediately unblock channels on duplicate claims

Immediately unblock channels on duplicate claims

When `MonitorUpdateCompletionAction`s were added, we didn't
consider the case of a duplicate claim during normal HTLC
processing (as the handling only had an `if let` rather than a
`match`, which made the branch easy to miss). This can lead to a
channel freezing indefinitely if an HTLC is claimed (without a
`commitment_signed`), the peer disconnects, and then the HTLC is
claimed again, leading to a never-completing
`MonitorUpdateCompletionAction`.

The fix is simple - if we get back an
`UpdateFulfillCommitFetch::DuplicateClaim` when claiming from the
inbound edge, immediately unlock the outbound edge channel with a
new `MonitorUpdateCompletionAction::FreeOtherChannelImmediately`.

Here we implement this fix by actually generating the new variant
when a claim is duplicative.

Add an immediately-freeing `MonitorUpdateCompletionAction`.

When `MonitorUpdateCompletionAction`s were added, we didn't
consider the case of a duplicate claim during normal HTLC
processing (as the handling only had an `if let` rather than a
`match`, which made the branch easy to miss). This can lead to a
channel freezing indefinitely if an HTLC is claimed (without a
`commitment_signed`), the peer disconnects, and then the HTLC is
claimed again, leading to a never-completing
`MonitorUpdateCompletionAction`.

The fix is simple - if we get back an
`UpdateFulfillCommitFetch::DuplicateClaim` when claiming from the
inbound edge, immediately unlock the outbound edge channel with a
new `MonitorUpdateCompletionAction::FreeOtherChannelImmediately`.

Here we add the new variant, which we start generating in the next
commit.

Indicate to `claim_funds_internal` that we're replaying on startup

While we'd previously avoided this, this is sadly now required in
the next commit.

Log when we prepare to block a channel's next `revoke_and_ack`

This may help in debugging blocking actions in the future.

Don't apply PathFailure::ChannelUpdateMessage

If we receive a channel update from an intermediary via a failure onion
we shouldn't apply them in a persisted and network-observable way to our
network graph, as this might introduce a privacy leak. Here, we
therefore avoid applying such updates to our network graph.

Allow to verify channel updates without applying them

We introduce a new `NetworkGraph::verify_channel_update` method that
allows to check whether an update would be applied by `update_channel`.

Construct ShutdownResult as a struct in Channel

This refactors ShutdownResult as follows:
- Makes ShutdownResult a struct instead of a tuple to represent
  individual results that need to be handled. This recently also
  includes funding batch closure propagations.
- Makes Channel solely responsible for constructing ShutdownResult as
  it should own all channel-specific logic.