evm-opcodes完全指南：以太坊虚拟机指令从入门到精通

【免费下载链接】evm-opcodes 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ev/evm-opcodes

以太坊虚拟机（EVM）是以太坊区块链的核心组件，而EVM指令（opcodes）则是智能合约运行的基础。本指南将带你从入门到精通，全面了解EVM指令的奥秘，掌握这些强大工具的使用方法。

什么是EVM指令？

EVM指令是以太坊虚拟机执行的基本操作单元，类似于计算机的汇编语言。每个指令都有特定的操作码（opcode）和功能，它们共同构成了智能合约的运行逻辑。理解这些指令对于编写高效、安全的智能合约至关重要。

EVM指令基础

EVM数据单位

在EVM中，一个"字"（word）的大小是256位，这是EVM中数据处理的基本单位。所有指令操作都围绕这个基本单位展开。

核心指令分类

EVM指令可以分为以下几大类：

• 算术运算指令：如ADD、SUB、MUL等
• 比较指令：如LT、GT、EQ等
• 位运算指令：如AND、OR、XOR等
• 栈操作指令：如PUSH、POP、DUP等
• 内存操作指令：如MLOAD、MSTORE等
• 存储操作指令：如SLOAD、SSTORE等
• 控制流指令：如JUMP、JUMPI、JUMPDEST等
• 环境指令：如ADDRESS、BALANCE、BLOCKHASH等
• 日志和创建指令：如LOG0-LOG4、CREATE等
• 调用指令：如CALL、CALLCODE、DELEGATECALL等

常用EVM指令详解

算术运算指令

ADD (0x01)

ADD指令用于执行加法操作。它从栈中取出两个元素，将它们相加，然后将结果推回栈中。

伪代码：push(s[0]+s[1])

Gas消耗：3

MUL (0x02)

MUL指令用于执行乘法操作。它从栈中取出两个元素，将它们相乘，然后将结果推回栈中。

Gas消耗：5

栈操作指令

PUSH系列 (0x60-0x7f)

PUSH系列指令用于将数据压入栈中。根据后面跟随的字节数不同，分为PUSH1到PUSH32。例如，PUSH1会将接下来的1个字节的数据压入栈中，而PUSH32则会将接下来的32个字节（完整的字）压入栈中。

Gas消耗：3

DUP系列 (0x80-0x8f)

DUP系列指令用于复制栈中的元素。DUP1复制栈顶元素，DUP2复制栈中第二个元素，依此类推，最高到DUP16。

Gas消耗：3

控制流指令

JUMP (0x56)

JUMP指令用于修改程序计数器，实现无条件跳转。它从栈中取出一个值作为目标位置，然后跳转到该位置执行。

Gas消耗：8

JUMPI (0x57)

JUMPI指令用于条件跳转。它从栈中取出两个值，第一个作为条件，第二个作为目标位置。如果条件为真（非零），则跳转到目标位置执行。

Gas消耗：10

JUMPDEST (0x5b)

JUMPDEST指令用于标记有效的跳转目标位置。只有标记为JUMPDEST的位置才能作为JUMP或JUMPI的目标。

Gas消耗：1

EVM指令表

以下是EVM主要指令的汇总表：

Opcode	Name	Description	Gas
0x00	STOP	停止执行	0
0x01	ADD	加法操作	3
0x02	MUL	乘法操作	5
0x03	SUB	减法操作	3
0x04	DIV	整数除法操作	5
0x05	SDIV	有符号整数除法操作	5
0x10	LT	小于比较	3
0x11	GT	大于比较	3
0x14	EQ	等于比较	3
0x20	KECCAK256	计算Keccak-256哈希	30*
0x30	ADDRESS	获取当前执行账户地址	2
0x31	BALANCE	获取指定账户余额	700
0x50	POP	从栈中移除元素	2
0x51	MLOAD	从内存加载数据	3*
0x52	MSTORE	保存数据到内存	3*
0x54	SLOAD	从存储加载数据	800
0x55	SSTORE	保存数据到存储	20000**
0x60	PUSH1	将1字节数据压入栈	3
0x80	DUP1	复制栈顶元素	3
0x90	SWAP1	交换栈顶两个元素	3
0xf0	CREATE	创建新账户	32000
0xf1	CALL	调用其他合约	复杂
0xf3	RETURN	返回数据	0
0xfd	REVERT	回滚状态	0
0xff	SELFDESTRUCT	自毁合约	5000*

注：带*的Gas成本可能会根据参数有所变化，**表示SSTORE的Gas成本在不同情况下会有很大差异。

如何使用本项目

要开始使用evm-opcodes项目，首先需要克隆仓库：

git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/ev/evm-opcodes

项目中的README.md文件提供了完整的EVM指令参考，包括操作码、名称、描述和Gas成本等信息。

总结

EVM指令是以太坊智能合约的基础，掌握这些指令对于理解和编写智能合约至关重要。本指南介绍了EVM指令的基本概念、分类和常用指令的详细说明，希望能帮助你更好地理解和使用EVM指令。

无论是区块链开发者、智能合约审计师，还是对以太坊技术感兴趣的爱好者，深入了解EVM指令都将为你的区块链之旅提供强大的助力。

参考资料

项目的完整EVM指令参考可以在README.md中找到，其中包含了所有EVM指令的详细信息和最新更新。

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