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Yul 语言

1025 个字 66 行代码 预计阅读时间 4 分钟

Abstract

Yul 是一门编写以太坊虚拟机程序的中间语言。它旨在同时提供可读性、清晰的控制流、简单的字节码转换和优化。在编写有长度限制的合约代码时较为常用。

官方文档:docs.soliditylang.org > Yul

语法

  • 注释和 solidity 同样使用 ///* */
  • 标识符可以包含 .

字面量

  • 整数字面量
    • 直接使用十进制来表示
    • 使用 0x 以十六进制表示
    • 必须小于 \(2^{256}\),无符号,大端存储
  • 字符串
    • 双引号包裹,最长 32 字节
    • 可以使用 \xNN 指定 hex 值,或者 \uNNNN 来指定一个 Unicode 码位(会转为 UTF-8 存储)
    • 存储时右侧补 0(即左对齐,大端
  • 十六进制字符串
    • hex 开头加引号,例如 hex"616263"
    • 字节序列不超过 32 字节(64 个十六进制字符)
    • 存储同字符串
  • 布尔值
    • 小写 true false
  • 默认情况下都是 u256,通过冒号加 u8u32u64u128 将可以指定其它大小
    • 目前并没有实现这些内容,不能通过编译

变量

  • 声明
    • 使用 let 关键字来进行声明
    • 变量的作用域只在当前大括号范围内(声明之后)
    • 变量存储在栈上,不会直接影响到 memory storage(要使用 mload mstore sload sstore 等)
    • 如果类型不为 u256,需要使用冒号加类型名来指定(尚未实现)
      {
          let zero:u32 := 0:u32
          let v:u256, t:u32 := f()
      }
      
  • 当变量被引用时,会复制一份(利用 DUP 指令)
  • 变量赋值
    • 使用 := 来进行变量的赋值
    • 可以同时赋值多个变量,左右两侧变量个数需要相等
    • 同一变量不能多次出现在 := 左侧
    • 可以重复赋值来覆盖
      let v := 0
      v := 2
      let t := add(v, 2)
      

控制流语句

  • if 语句
    if <condition> { <body> }
    
    • 只有 if,没有 else(需要的话可以使用 switch
  • switch 语句
    • 比较常规,switch-case-default 结构
      ...
      switch calldataload(4)
      case 0 {
          x := calldataload(0x24)
      }
      default {
          x := calldataload(0x44)
      }
      ...
      
    • 至少有一种情况(包括 default
    • 所有 case 同一类型
    • 如果所有情况都被覆盖了,则不允许出现 default
  • for 循环
    for { <init> } <condition> { <post> } { <body> }
    
    • 大括号不可少
    • 可以使用 break continue
      {
          let x := 0
          for { let i := 0 } lt(i, 0x100) { i := add(i, 0x20) } {
              x := add(x, mload(i))
          }
      }
      
    • 可以达到 while 循环的效果:
      for { } <condition> { } { <body> }
      

函数

  • 函数定义
    function <name>(<param1>, <param2>, ...) -> <return1>, <return2>, ... { <body> }
    
    • 返回值直接写在 -> 后面
    • 只在定义的大括号内有效
    • 通过 leave 关键字来退出当前函数
      • 此时返回值直接使用当前返回变量中现有的值
      • return 是一个 EVM 指令,用于退出当前执行上下文(内部消息调用,而不仅仅是当前函数
    • 此时定义的函数只是一个普通的可以内部调用的函数,而不是 solidity 中可供外部调用的合约接口
    • 函数定义在整个块(大括号)中可见(即使在定义之前)
    • 参数和返回参数必须不同
    • 函数内部不能使用函数外的变量
  • 函数调用
    • 正常通过括号调用
  • 例如:
    mstore(0x80, add(mload(0x80), 3))
    
    • 可以直接被翻译为 PUSH1 3 PUSH1 0x80 MLOAD ADD PUSH1 0x80 MSTORE
      function f(x, y) -> a, b { ... }
      let x, y := f(1, mload(0))
      
    • 参数从右向左传入(先将右侧的压入栈)
    • 返回值右侧的在栈顶
  • 内置 EVM 函数
    • 一般为 EVM 指令名小写,参数也与 EVM 指令的栈输入一致(栈顶在参数列表左侧)
    • 一些稍有不同的:
      • SHA3 指令,对应函数名为 keccak256
      • 没有提供 jump 系列指令(JUMP、JUMPI、JUMPDEST)因为会混淆控制流
      • 没有提供 DUP、SWAP、PUSH 系列指令,因为会混淆栈操作
      • 提供了一个 invalid() 函数来从未知指令终止执行
  • 其它内置函数
    • datasize(x): 返回 Yul object 中某部分的数据大小
    • dataoffset(x): 在字节码中的偏移量
    • datacopy(t, f, l): 复制到内存中(等价于 codecopy

Yul 对象

  • 一个 Yul object 至少由一个 code 块组成(而且最多一个 code,还可以有 data 块和 object 块,例如:
    object "object1" {
        code {
            ...
        }
        object "object2" {
            code {
                ...
            }
        }
        data "data1" hex"..."
    }
    
  • code 即执行的代码,object 可以看成合约,那么 code 就是 constructor
  • 叫做 ".metadata" data 不能从代码中访问,它会直接附加在字节码的最末尾
  • 例如一个合约可以写为:
    object "Contract" {
        code {
            sstore(0, caller())
            datacopy(0, dataoffset("runtime"), datasize("runtime"))
            return(0, datasize("runtime"))
        }
        object "runtime" {
            code {
                require(iszero(callvalue())) // not payable
                switch selector()
                case ... {
                    ...
                }
                case ... {
    
                }
                ...
                default {
                    revert(0, 0) // no fallback function
                }
    
                function ...
                ...
            }
        }
    }
    

编译

Remix 上就可以选择编译源语言为 Yul


最后更新: 2022年12月3日 19:26:39
创建日期: 2022年12月3日 00:13:37
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