blockchain - solidity -EVM虚拟机深入 ，如何工作的？
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refer to:
https://medium.com/mycrypto/the-ethereum-virtual-machine-how-does-it-work-9abac2b7c9e
EVM = Ethereum Virtual Machine, 以太坊虚拟机
现在是用的 solidity, 之前用的是 Serpent, Mutan
solidity 无法直接被EVM运行， sol文件会先被编译成 opcodes（低级机器指令）, 然后再被EVM运行。
Opcodes
目前有140个。 这些opcodes 可以让EVM实现途铃完整。 (turing complete)
由于 opcode是一个 byte ( 8位 0/1 ) , 所以 opcodes最多是 256 ( 2^8 )
bit: 0/1
byte : 8个bit 10001001 这样。
分成下面几个大类：
操作类： POP, PUSH,DUP, SWAP
计算、比较类： ADD, SUB,GT, LT, OR, AND
环境变量类： CALLER, CALLVALUE, NUMBER
Memory 操作类： MLOAD, MSTORE, MSIZE
Storage 操作类： SLOAD, SSTORE
程序计数器类： JUMP, JUMPI,
停止类： STOP, RETURN , REVERT, INVALID...
下面是个完整列表：
ByteCode:
为了使用方便， Opcode 都会被转换成bytecode来使用。
例如：0x 6001 6001 01
根据前表，我们可以知道 0x60 对应了PUSH1这个opcode ,
0x6001 = PUSH1 1,
0x6001 = PUSH1 1
0x01 = ADD, 这个指令会把stack中的2个项目 做“加法”操作。
最后得到 2 ( 0x02 )
Contract State 智能合约的状态
高级编程语言可以直接把 参数 传入到某个方法中。
但是 evm不行，它只能使用register stack （注册 stack ），它是256 bit的( 42 bytes ) ，并且只能一次访问最近16个item. 最多的item限制是1024个
所以，为了解决这种限制带来的问题，contract使用了memory 来保存数据， 但是memory 是保存在内存中的，无法持久化，所以 EVM使用了 storage来持久化。 （等同于数据库， 读免费，写花钱）
stack： function argument （方法的参数）
memory : variable （变量）
storage: data in DB. ( 读取免费，写入花钱， 写入的费用最多是读取的6000倍. 好像有点语病，暂且认为读取是基本免费的吧）
运行Contract的费用
由于每个人都可以运行、调用Contract, 所以会存在一种攻击：大量的调用网络上的资源，引起整个网络瘫痪。
所以，每个opcode 都需要手续费。例如：
keccak （重音在前面） 基本费用 30 gas 每个单词 6 gas
每个 tx的基本调用费用， 最低21000 gas 起步。
下面是opcode的调用费用列表：
如果一些操作会减少state 的数量（减少了对 区块链的资源占用），EVM会返还 手续费(refund fee ), 例如 把某个storage 的value设置为0的话，返回15000gas, 删掉一个contract 则 返还 24000 gas .
返还的手续费不会超过 整个手续费的50%。
部署合约的过程
部署的时候，发起的tx 不需要to address， 数据都在 input data中。 （转账附言）
下面是一个例子：
上图右侧中， 分成3个部分：
1. constructor: 60806040526001600055348015601457600080fd5b5060358060226000396000f3fe
这个的具体概念如下图所示： （我们了解即可）
以上代码是写入到storage中。
2. run time: 6080604052600080fdfe
写入到memory中。
3. （了解即可，目前是 实验性功能 ）metadata: 元数据 a165627a7a723058204e048d6cab20eb0d9f95671510277b55a61a582250e04db7f6587a1bebc134d20029
这个数据保存在去中心化的系统中， 叫做swarm hash, 或者 metadata file, 它只是被EVM生成，却不会像opcode那样被执行。
他的格式是这样的：
0xa1 0x65 'b' 'z' 'z' 'r' '0' 0x58 0x20 [32 bytes swarm hash] 0x00 0x29
swarn hash中包含了其它的内容： 编译器的版本等。
反编译 bytecode
contract虽然被EVM编译为bytecode后会损失大量的信息，但是在大数据库下，还是很有可能被反编译的， 见： 4byte.directory
调用Contract
需要使用ABI， 具体略。