彙編 div Solidity內聯彙編

在用solidity開發以太坊智慧型合約時，使用彙編可以直接與evm互動，降低gas開銷成本，更精細的控制智慧型合約的行為，因此值得solidity開發者學習並加以利用。本文是solidity彙編開發的簡明教程，旨在幫助你快速熟悉如何在solidity智慧型合約**中嵌入彙編**。

以太坊虛擬機器evm有自己的指令集，該指令集中目前包含了144個操作碼，詳情參考geth源**

這些指令是solidity抽象出來的，可以在solidity內聯使用。例如：

contract assembler 
}}

evm是乙個棧虛擬機器，棧這種資料結構只允許兩個操作：壓入（push）或彈出（pop）資料。最後壓入的資料位於棧頂，因此將被第乙個彈出，這被稱為後進先出（lifo：last in, first out）：

棧虛擬機器將所有的運算元儲存在棧上，關於棧虛擬機器的詳細資訊可以參考stack machine 基礎

為了能夠解決實際問題，棧結構機器需要實現一些額外的指令，例如add、substract等等。指令執行時通常會先從堆疊彈出乙個或多個值作為引數，再將執行結果壓回堆疊。這通常被稱為逆波蘭表示法（rpn：reverse polish notation）：

a + b // 標準表示法infix a b add // 逆波蘭表示法rpn

可以在solidity中使用assembly{}來嵌入彙編**段，這被稱為內聯彙編：

assembly

在assembly塊內的**開發語言被稱為yul，為了簡化我們稱其為彙編或evm彙編。

另乙個需要注意的問題時，彙編**塊之間不能通訊，也就是說在乙個彙編**塊裡定義的變數，在另乙個彙編**塊中不可以訪問。例如：

assembly assembly

上面的**編譯時會報如下錯誤：

// declarationerror: identifier not found
// let y := x
// ^

下面的**使用內聯彙編**計算函式的兩個引數的和並返回結果：

function addition(uint x, uint y) public pure returns (uint) 
}

讓我們重寫上面的**，補充一些更詳細的注釋，以便說明每個指令在evm內部的執行原理。

function addition(uint x, uint y) public pure returns (uint) 
}

在yul中，使用let關鍵字定義變數。使用:=操作符給變數賦值：

assembly

如果沒有使用:=操作符給變數賦值，那麼該變數自動初始化為0值：

assembly

你可以使用複雜的表示式為變數賦值，例如：

assembly

在evm的內部，let指令執行如下任務：

因此，使用let指令在彙編**塊中定義的變數，在該**塊外部是無法訪問的。

在yul彙編中注釋的寫法和solidity一樣，可以使用單行注釋//或多行注釋/* */。例如：

assembly

在solidity彙編中字面量的寫法與solidity一致。不過，字串字面量最多可以包含32個字元。

assembly

在solidity彙編中，變數的作用範圍遵循標準規則。乙個塊的範圍使用一對大括號標識。

在下面的示例中，y和z僅在定義所在塊範圍內有效。因此y變數的作用範圍是scope 1，z變數的作用範圍是scope 2。

assembly   // 到此處會銷毀y
// scope 2 
// 到此處會銷毀z
}// declarationerror: identifier not found
// let z := y
// ^

作用範圍的唯一例外是函式和for迴圈，我們將在下面解釋。

在solidity彙編中，只需要使用變數名就可以訪問區域性變數，無論該變數是定義在彙編塊中，還是solidity**中，不過變數必須是函式的區域性變數：

function assembly_local_var_access() public pure     
assembly 
}

先看一下solidity中迴圈的使用。下面的solidity函式**中計算變數的倍數n次，其中value和n是函式的引數：

function for_loop_solidity(uint n, uint value) public pure returns(uint)     
return value;
}

等效的solidity彙編**如下：

function for_loop_assembly(uint n, uint value) public pure returns (uint)  lt(i, n)    
mstore(0x0, value)
return(0x0, 32)
} 
}

類似於其他開發語言中的for迴圈，在solidity彙編中，for迴圈也包含3個元素：

注意：for迴圈中變數的作用範圍略有不同。在初始化部分定義的變數在迴圈的其他部分都有效。

在solidity彙編中實際上是沒有while迴圈關鍵字的，但是可以使用for迴圈實現同樣的功能：只要留空for迴圈的初始化部分和迭代後續步驟即可。

assembly  lt(i, 0x100)  
}

solidity內聯彙編支援使用if語句來設定**執行的條件，但是沒有其他語言中的else部分。

assembly   // ok
if eq(value, 0) revert(0, 0) // error, 需要大括號
}

if語句強制要求**塊使用大括號，即使需要保護的**只有一行，也需要使用大括號。這和solidity不同。

如果需要在solidity內聯彙編中檢查多種條件，可以考慮使用switch語句。

evm彙編中也有switch語句，它將乙個表示式的值於多個常量進行對比，並選擇相應的**分支來執行。switch語句支援乙個預設分支default，當表示式的值不匹配任何其他分支條件時，將執行預設分支的**。

assembly 
default 
sstore(0, div(x, 2))
}

switch語句有一些限制：

assembly 
case false 
default 
}

也可以在solidity內聯彙編中定義底層函式。呼叫這些自定義的函式和使用內建的操作碼一樣。

下面的彙編函式用來分配指定長度的記憶體，並返回記憶體指標pos：

assembly     
let free_memory_pointer := allocate(64)
}

彙編函式的執行機制如下：

和solidity函式不同，不需要指定彙編函式的可見性，例如public或private，因為彙編函式僅在定義所在的彙編**塊內有效。

evm操作碼可以分為以下幾類：

詳細的操作碼可以檢視solidity文件。

彙編 div Solidity內聯彙編

GCC內聯彙編

gcc內聯彙編

GNU內聯彙編

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GCC內聯彙編

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