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简介

Opcodes(操作码)是以太坊智能合约的基本单元。

一般来说智能合约会先被编译成字节码，然后才能在EVM上运行。而字节码就是由一系列Opcodes组成。当用户在EVM中调用这个智能合约的函数时，EVM就会解析并且执行这些Opcodes，以实现合约逻辑。

例如:

  • PUSH1:将一个字节的数据压入堆栈。例如:PUSH1 0x60 就是将0x60压入堆栈。
  • DUP1:复制堆栈顶部的一个元素
  • SWAP1: 交换堆栈顶部的前两个元素。

EVM基础

由于Opcodes直接操作EVM的资源，比如堆栈、内存、存储，因此了解EVM基础很重要。

堆栈 Stack​

EVM基于堆栈，所以EVM处理数据的方式是使用对战数据结构进行大多数的计算。堆栈是一种后进先出的数据结构。

在堆栈中，每个元素长度为256位(32字节)，最大深度是1024元素，但是每个操作只能操作堆栈顶部的16个元素。这也是为什么Solidity会有Stack too deep的error。

Memory​

堆栈虽然高效，但是存储能力有限，为此EVM使用内存来支持交易执行期间的数据存取和读取。EVM的内存是一个线性寻址存储器，末种意义上是一个动态字节数组，可以根据需要动态拓展。支持以8或者256 bit写入(MSTORE8/MSTORE)，but only support load by 256bit (MLOAD).

Remember , The memory in EVM is “易失性”的. 当交易开始的时候，所有内存位置的值都是0，交易执行期间，值被更新，交易结束时候，内存中所有数据都会被清除，不会被持久化报错，如果需要永久的保存数据，就需要使用EVM的存储。

Storage​

EVM的账户存储Account Storage是一种映射，每个健和值都是256bit的数据，支持256 bit的写和读。这种存储在每个合约账户上都有，并且是持久化的，它的数据会保存在区块链上，直到被明确的修改。

对存储的读取SLOAD和写入SSTORE都需要gas。 并且比内存操作更贵。这样的设计可以防止滥用存储资源，因为所有的存储数据都需要在每个以太坊节点上保存

EVM字节码​

Solidity智能合约会被编译为EVM字节码，然后才能在EVM上运行。这个字节码是由一系列的Opcodes组成的，通常表现为一串十六进制的数字。EVM字节码在执行的时候，会按照顺序一个一个地读取并执行每个Opcode。 eg： 字节码6001600101

PUSH1 0x01
PUSH1 0x01
ADD

Gas​

Gas是以太坊中执行交易和运行合约的"燃料"。每个交易或合约调用都需要消耗一定数量的Gas，这个数量取决于它们进行的计算的复杂性和数据存储的大小。

EVM上每笔交易的gas是如何计算的呢？其实是通过opcodes。以太坊规定了每个opcode的gas消耗，复杂度越高的opcodes消耗越多的gas，比如：

  • ADD操作消耗3 gas
  • SSTORE操作消耗20000 gas
  • SLOAD操作消耗200 Gas

一笔交易的gas消耗等于其中所有opcodes的gas成本总和。当你调用一个合约函数时，你需要预估这个函数执行所需要的Gas，并在交易中提供足够的Gas。如果提供的Gas不够，那么函数执行会在中途停止，已经消耗的Gas不会退回。 ![[Pasted image 20240105145627.png]]

Excute​

  1. 当一个交易被接收并准备执行时，以太坊会初始化一个新的执行环境并加载合约的字节码。

  2. 字节码被翻译成Opcode，被逐一执行。每个Opcodes代表一种操作，比如算术运算、逻辑运算、存储操作或者跳转到其他操作码。

  3. 每执行一个Opcodes，都要消耗一定数量的Gas。如果Gas耗尽或者执行出错，执行就会立即停止，所有的状态改变（除了已经消耗的Gas）都会被回滚。

  4. 执行完成后，交易的结果会被记录在区块链上，包括Gas的消耗、交易日志等信息。

Opcodes分类

一般来说可以根据功能分为几类:

  • 堆栈（Stack）指令: 这些指令直接操作EVM堆栈。这包括将元素压入堆栈（如PUSH1）和从堆栈中弹出元素（如POP）。

  • 算术（Arithmetic）指令: 这些指令用于在EVM中执行基本的数学运算，如加法（ADD）、减法（SUB）、乘法（MUL）和除法（DIV）。

  • 比较（Comparison）指令: 这些指令用于比较堆栈顶部的两个元素。例如，大于（GT）和小于（LT）。

  • 位运算（Bitwise）指令: 这些指令用于在位级别上操作数据。例如，按位与（AND）和按位或（OR）。

  • 内存（Memory）指令: 这些指令用于操作EVM的内存。例如，将内存中的数据读取到堆栈（MLOAD）和将堆栈中的数据存储到内存（MSTORE）。

  • 存储（Storage）指令: 这些指令用于操作EVM的账户存储。例如，将存储中的数据读取到堆栈（SLOAD）和将堆栈中的数据保存到存储（SSTORE）。这类指令的gas消耗比内存指令要大。

  • 控制流（Control Flow）指令: 这些指令用于EVM的控制流操作，比如跳转JUMP和跳转目标JUMPDEST。

  • 上下文（Context）指令: 这些指令用于获取交易和区块的上下文信息。例如，获取msg.sender（CALLER）和当前可用的gas（GAS）。

官方文档:https://www.evm.codes/?fork=shanghai

Example​

PUSH1 0x02
PUSH1 0x03
ADD
PUSH0
MSTORE
  1. 首先PUSH1，指令将一个长度为1字节的数据压入了堆栈顶部
PUSH1 0x01
// stack: [1]
PUSH1 0x01
// stack: [1, 1]
  1. ADD指令会弹出堆栈顶部的两个元素，计算他们的和，然后再将结果压入堆栈
ADD
// stack: [2]
  1. PUSH0将0压入堆栈
PUSH0
// stack: [0, 2]
  1. MSTORE属于内存指令，MSTORE 指令需要两个参数：一个是要存储的值，另一个是存储的内存地址。也就是它会弹出堆栈顶的两个数据 [offset, value]（偏移量和值），然后将value（长度为32字节）保存到内存索引（偏移量）为offset的位置。
MSTORE
// stack: []
// memory: [0: 2]

堆栈指令​

程序计数器​

在EVM中，程序技术器，是一个用于跟踪当前执行指令位置的寄存器。每执行一条指令，程序计数器的值就会自动增加，以指向下一条待执行的指令。但这个过程不总是线性的，在执行跳转指令的时候，程序计数器会被设置为新的值

堆栈指令​

EVM是基于堆栈的，堆栈遵循LIFO的原则。

PUSH​

在EVM中，PUSH是一系列操作符，共有32个（在以太坊上海升级前），从PUSH1，PUSH2，一直到PUSH32，操作码范围为0x60到0x7F。它们将一个字节大小为1到32字节的值从字节码压入堆栈（堆栈中每个元素的长度为32字节），每种指令的gas消耗都是3。

以PUSH1为例，它的操作码为0x60，它会将字节码中的下一个字节压入堆栈。例如，字节码0x6001就表示把0x01压入堆栈。PUSH2就是将字节码中的下两个字节压入堆栈，例如，0x610101就是把0x0101压入堆栈。其他的PUSH指令类似。

以太坊上海升级新加入了PUSH0，操作码为0x5F（即0x60的前一位），用于将0压入堆栈，gas消耗为2，比其他的PUSH指令更省gas。s ![[Pasted image 20240105154933.png]]

POP​

在EVM中，POP指令（操作码0x50，gas消耗2）用于移除栈顶元素；如果当前堆栈为空，就抛出一个异常。

算数指令​

ADD​

ADD指令从堆栈中弹出两个元素，将它们相加，然后将结果推入堆栈。如果堆栈元素不足两个，那么会抛出异常。这个指令的操作码是0x01，gas消耗为3。

MUL​

MUL指令和ADD类似，但是它将堆栈的顶部两个元素相乘。操作码是0x02，gas消耗为5。

SUB​

SUB指令从堆栈顶部弹出两个元素，然后计算第一个元素减去第二个元素，最后将结果推入堆栈。这个指令的操作码是0x03，gas消耗为3。

DIV​

DIV指令从堆栈顶部弹出两个元素，然后将第一个元素除以第二个元素，最后将结果推入堆栈。如果第二个元素（除数）为0，则将0推入堆栈。这个指令的操作码是0x04，gas消耗为5。

SDIV​

带符号整数的除法指令。与DIV类似，这个指令会从堆栈中弹出两个元素，然后将第一个元素除以第二个元素，结果带有符号。如果第二个元素（除数）为0，结果为0。它的操作码是0x05，gas消耗为5。要注意，EVM字节码中的负数是用二进制补码（two’s complement）形式，比如-1表示为0xffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff，它加一等于0。

MOD​

取模指令。这个指令会从堆栈中弹出两个元素，然后将第一个元素除以第二个元素的余数推入堆栈。如果第二个元素（除数）为0，结果为0。它的操作码是0x06，gas消耗为5。

SMOD​

带符号的取模指令。这个指令会从堆栈中弹出两个元素，然后将第一个元素除以第二个元素的余数推入堆栈，结果带符号。如果第一个元素（除数）为0，结果为0。它的操作码是0x07，gas消耗为5。

ADDMOD​

模加法指令。这个指令会从堆栈中弹出三个元素，将前两个元素相加，然后对第三个元素取模，将结果推入堆栈。如果第三个元素（模数）为0，结果为0。它的操作码是0x08，gas消耗为8。

MULMOD​

模乘法指令。这个指令会从堆栈中弹出三个元素，将前两个元素相乘，然后对第三个元素取模，将结果推入堆栈。如果第三个元素（模数）为0，结果为0。它的操作码是0x09，gas消耗为5。

EXP​

指数运算指令。这个指令会从堆栈中弹出两个元素，将第一个元素作为底数，第二个元素作为指数，进行指数运算，然后将结果推入堆栈。它的操作码是0x0A，gas消耗为10。

SIGNEXTEND​

符号位扩展指令，即在保留数字的符号（正负性）及数值的情况下，增加二进制数字位数的操作。举个例子，若计算机使用8位二进制数表示数字“0000 1010”，且此数字需要将字长符号扩充至16位，则扩充后的值为“0000 0000 0000 1010”。此时，数值与符号均保留了下来。SIGNEXTEND指令会从堆栈中弹出两个元素，对第二个元素进行符号扩展，扩展的位数由第一个元素决定，然后将结果推入堆栈。它的操作码是0x0B，gas消耗为5。

比较指令​

LT​

LT指令从堆栈中弹出两个元素，比较第二个元素是否小于第一个元素。如果是，那么将1推入堆栈，否则将0推入堆栈。如果堆栈元素不足两个，那么会抛出异常。这个指令的操作码是0x10，gas消耗为3。

比较的是压入顺序

GT​

GT指令和LT指令非常类似，不过它比较的是第二个元素是否大于第一个元素。操作码是0x11，gas消耗为3。

EQ​

EQ指令从堆栈中弹出两个元素，如果两个元素相等，那么将1推入堆栈，否则将0推入堆栈。该指令的操作码是0x14，gas消耗为3。

ISZERO​

ISZERO指令从堆栈中弹出一个元素，如果元素为0，那么将1推入堆栈，否则将0推入堆栈。该指令的操作码是0x15，gas消耗为3。

SLT​

这个指令会从堆栈中弹出两个元素，然后比较第二个元素是否小于第一个元素，结果以有符号整数形式返回。如果第二个元素小于第一个元素，将1推入堆栈，否则将0推入堆栈。它的操作码是0x12，gas消耗为3。

SGT​

这个指令会从堆栈中弹出两个元素，然后比较第二个元素是否大于第一个元素，结果以有符号整数形式返回。如果第二个元素大于第一个元素，将1推入堆栈，否则将0推入堆栈。它的操作码是0x13，gas消耗为3。

位级指令​

包括AND（与），OR（或），和XOR（异或）

XOR​

XOR指令与AND和OR指令类似，但执行的是异或运算。操作码是0x18，gas 消耗为3。

内存指令​

EVM的内存，它是一个线性寻址存储器，类似一个动态的字节数组，可以根据需求动态扩展。它的另一个特点就是易失性，交易结束时所有数据都会被清零。它支持以8或256 bit写入（MSTORE8/MSTORE），但只支持以256 bit取（MLOAD）。

内存的读写比存储（Storage）的读写要便宜的多，每次读写有固定费用3 gas，另外如果首次访问了新的内存位置（内存拓展），则需要付额外的费用（由当前偏移量和历史最大偏移量决定），

MSTORE​

MSTORE指令用于将一个256位（32字节）的值存储到内存中。它从堆栈中弹出两个元素，第一个元素为内存的地址（偏移量 offset），第二个元素为存储的值（value）。操作码是0x52，gas消耗根据实际内存使用情况计算（3+X）。

MSTORE8​

MSTORE8指令用于将一个8位（1字节）的值存储到内存中。与MSTORE类似，但只使用最低8位。操作码是0x53，gas消耗根据实际内存使用情况计算（3+X）。

MLOAD​

MLOAD指令从内存中加载一个256位的值并推入堆栈。它从堆栈中弹出一个元素，从该元素表示的内存地址中加载32字节，并将其推入堆栈。操作码是0x51，gas消耗根据实际内存使用情况计算（3+X）。

MSIZE​

MSIZE指令将当前的内存大小（以字节为单位）压入堆栈。操作码是0x59，gas消耗为2。

存储指令​

和内存不同，它是一种持久化存储空间，存在存储中的数据在交易之间可以保持。它是EVM的状态存储的一部分，支持以256 bit为单位的读写。

SSTORE​

SSTORE指令用于将一个256位（32字节）的值写入到存储。它从堆栈中弹出两个元素，第一个元素为存储的地址（key），第二个元素为存储的值（value）。操作码是0x55，gas消耗根据实际改变的数据计算（下面给出）。

SLOAD​

SLOAD指令从存储中读取一个256位（32字节）的值并推入堆栈。它从堆栈中弹出一个元素，从该元素表示的存储槽中加载值，并将其推入堆栈。操作码是0x54，gas消耗后面给出。

控制流指令​

STOP​

EVM的控制流是由跳转指令（JUMP，JUMPI，JUMPDEST）控制PC指向新的指令位置而实现的，这允许合约进行条件执行和循环执行。

STOP是EVM的停止指令，它的作用是停止当前上下文的执行，并成功退出。它的操作码是0x00，gas消耗为0。

将STOP操作作码设为0x00有一个好处：当一个调用被执行到一个没有代码的地址（EOA），并且EVM尝试读取代码数据时，系统会返回一个默认值0，这个默认值对应的就是STOP指令，程序就会停止执行。

JUMPDEST​

JUMPDEST指令标记一个有效的跳转目标位置，不然无法使用JUMP和JUMPI进行跳转。它的操作码是0x5b，gas消耗为1。

但是0x5b有时会作为PUSH的参数（详情可看黄皮书中的9.4.3. Jump Destination Validity），所以需要在运行代码前，筛选字节码中有效的JUMPDEST指令，使用ValidJumpDest 来存储有效的JUMPDEST指令所在位置。

JUMP​

JUMP指令用于无条件跳转到一个新的程序计数器位置。它从堆栈中弹出一个元素，将这个元素设定为新的程序计数器（pc）的值。操作码是0x56，gas消耗为8。

JUMPI​

JUMPI指令用于条件跳转，它从堆栈中弹出两个元素，如果第二个元素（条件，condition）不为0，那么将第一个元素（目标，destination）设定为新的pc的值。操作码是0x57，gas消耗为10。

PC​

PC指令将当前的程序计数器（pc）的值压入堆栈。操作码为0x58，gas消耗为2。

区块信息指令​

堆栈指令2​

DUP1​

在EVM中，DUP是一系列的指令，总共有16个，从DUP1到DUP16，操作码范围为0x80到0x8F，gas消耗均为3。这些指令用于复制（Duplicate）堆栈上的指定元素（根据指令的序号）到堆栈顶部。例如，DUP1复制栈顶元素，DUP2复制距离栈顶的第二个元素，以此类推。

SWAP​

SWAP指令用于交换堆栈顶部的两个元素。与DUP类似，SWAP也是一系列的指令，从SWAP1到SWAP16共16个，操作码范围为0x90到0x9F，gas消耗均为3。SWAP1交换堆栈的顶部和次顶部的元素，SWAP2交换顶部和第三个元素，以此类推。

SHA3指令​

账户指令​

以太坊上的账户分两类：外部账户（Externally Owned Accounts，EOA）和合约账户。EOA是用户在以太坊网络上的代表，它们可以拥有ETH、发送交易并与合约互动；而合约账户是存储和执行智能合约代码的实体，它们也可以拥有和发送ETH，但不能主动发起交易。 ![[Pasted image 20240108152351.png]] 以太坊上的账户结构非常简单，你可以它理解为地址到账户状态的映射。账户地址是20字节（160位）的数据，可以用40位的16进制表示，比如0x9bbfed6889322e016e0a02ee459d306fc19545d8。而账户的状态具有4种属性：

  • Balance：这是账户持有的ETH数量，用Wei表示（1 ETH = 10^18 Wei）。
  • Nonce：对于外部账户（EOA），这是该账户发送的交易数。对于合约账户，它是该账户创建的合约数量。
  • Storage：每个合约账户都有与之关联的存储空间，其中包含状态变量的值。
  • Code：合约账户的字节码。

也就是说，只有合约账户拥有Storage和Code，EOA没有。

BALANCE​

BALANCE 指令用于返回某个账户的余额。它从堆栈中弹出一个地址，然后查询该地址的余额并压入堆栈。它的操作码是0x31，gas为2600（cold address）或100（warm address）。

EXTCODESIZE​

EXTCODESIZE 指令用于返回某个账户的代码长度（以字节为单位）。它从堆栈中弹出一个地址，然后查询该地址的代码长度并压入堆栈。如果账户不存在或没有代码，返回0。他的操作码为0x3B，gas为2600（cold address）或100（warm address）。

EXTCODECOPY​

EXTCODECOPY 指令用于将某个账户的部分代码复制到EVM的内存中。它会从堆栈中弹出4个参数(addr, mem_offset, code_offset, length)，分别对应要查询的地址，写到内存的偏移量，读取代码的偏移量和长度。它的操作码是0x3C，gas由读取代码长度、内存扩展成本和地址是否为cold这三部分决定。

EXTCODEHASH​

EXTCODEHASH 指令返回某个账户的代码的Keccak256哈希值。它从堆栈中弹出一个地址，然后查询该地址代码的哈希并压入堆栈。它的操作码是0x3F，gas为2600（cold address）或100（warm address）。

交易指令​

![[Pasted image 20240108140043.png]]

每一笔以太坊交易都包含以下属性：

  • nonce：一个与发送者账户相关的数字，表示该账户已发送的交易数。
  • gasPrice：交易发送者愿意支付的单位gas价格。
  • gasLimit：交易发送者为这次交易分配的最大gas数量。
  • to：交易的接收者地址。当交易为合约创建时，这一字段为空。
  • value：以wei为单位的发送金额。
  • data：附带的数据，通常为合约调用的输入数据（calldata）或新合约的初始化代码（initcode）。
  • v, r, s：与交易签名相关的三个值。

ADDRESS​

  • 操作码：0x30
  • gas消耗: 2
  • 功能：将当前执行合约的地址压入堆栈。
  • 使用场景：当合约需要知道自己的地址时使用。

ORIGIN​

  • 操作码：0x32
  • gas消耗: 2
  • 功能：将交易的原始发送者（即签名者）地址压入堆栈。
  • 使用场景：区分合约调用者与交易发起者。

CALLER​

  • 操作码：0x33
  • gas消耗: 2
  • 功能：将直接调用当前合约的地址压入堆栈。
  • 使用场景：当合约需要知道是谁调用了它时使用。

CALLVALUE​

  • 操作码：0x34
  • gas消耗: 2
  • 功能：将发送给合约的ether的数量（以wei为单位）压入堆栈。
  • 使用场景：当合约需要知道有多少以太币被发送时使用。

CALLDATALOAD​

  • 操作码：0x35
  • gas消耗: 3
  • 功能：从交易或合约调用的data字段加载数据。它从堆栈中弹出calldata的偏移量（offset），然后从calldata的offset位置读取32字节的数据并压入堆栈。如果calldata剩余不足32字节，则补0。
  • 使用场景：读取传入的数据。

CALLDATASIZE​

  • 操作码：0x36
  • gas消耗：2
  • 功能：获取交易或合约调用的data字段的字节长度，并压入堆栈。
  • 使用场景：在读取数据之前检查大小。

CALLDATACOPY​

  • 操作码：0x37
  • gas消耗：3 + 3 * 数据长度 + 内存扩展成本
  • 功能：将data中的数据复制到内存中。它会从堆栈中弹出3个参数(mem_offset, calldata_offset, length)，分别对应写到内存的偏移量，读取calldata的偏移量和长度。
  • 使用场景：将输入数据复制到内存。

CODESIZE​

  • 操作码：0x38
  • gas消耗： 2
  • 功能：获取当前合约代码的字节长度，然后压入堆栈。
  • 使用场景：当合约需要访问自己的字节码时使用。

CODECOPY​

  • 操作码：0x39
  • gas消耗：3 + 3 * 数据长度 + 内存扩展成本
  • 功能：复制合约的代码到EVM的内存中。它从堆栈中弹出三个参数：目标内存的开始偏移量（mem_offset）、代码的开始偏移量（code_offset）、以及要复制的长度（length）。
  • 使用场景：当合约需要读取自己的部分字节码时使用。

GASPRICE​

  • 操作码：0x3A
  • gas消耗：2
  • 功能：获取交易的gas价格，并压入堆栈。
  • 使用场景：当合约需要知道当前交易的gas价格时使用。

RETURN指令​

EVM的返回数据，通常称为returnData，本质上是一个字节数组。它不遵循固定的数据结构，而是简单地表示为连续的字节。当合约函数需要返回复杂数据类型（如结构体或数组）时，这些数据将按照ABI规范被编码为字节，并存储在returnData中，供其他函数或合约访问。

RETURN​

  • 操作码：0xF3
  • gas消耗：内存扩展成本。
  • 功能：从指定的内存位置提取数据，存储到returnData中，并终止当前的操作。此指令需要从堆栈中取出两个参数：内存的起始位置mem_offset和数据的长度length。
  • 使用场景：当需要将数据返回给外部函数或交易时。

RETURNDATASIZE​

  • 操作码：0x3D
  • gas消耗：2
  • 功能：将returnData的大小推入堆栈。
  • 使用场景：使用上一个调用返回的数据。

RETURNDATACOPY​

  • 操作码：0x3E
  • gas消耗： 3 + 3 * 数据长度 + 内存扩展成本
  • 功能：将returnData中的某段数据复制到内存中。此指令需要从堆栈中取出三个参数：内存的起始位置mem_offset，返回数据的起始位置return_offset，和数据的长度length。
  • 使用场景：使用上一个调用返回的部分数据。

CREATE指令​

可以让合约创建新的合约

init初始代码​

以太坊有两种交易，一种是合约调用，而另一种是合约创建。在合约创建的交易中，to字段设为空，而data字段应填写为合约的初始代码（initcode）。initcode也是字节码，但它只在合约创建时执行一次，目的是为新合约设置必要的状态和返回最终的合约字节码（contract code）。

CREATE​

在EVM中，当一个合约想要创建一个新的合约时，会使用CREATE指令。它的简化流程：

  1. 从堆栈中弹出value（向新合约发送的ETH）、mem_offset和length（新合约的initcode在内存中的初始位置和长度）。
  2. 计算新合约的地址，计算方法为: 
    address = keccak256(rlp([sender_address,sender_nonce]))[12:]
  3. 更新ETH余额。
  4. 初始化新的EVM上下文evm_create，用于执行initcode。
  5. 在evm_create中执行initcode。
  6. 如果执行成功，则更新创建的账户状态：更新balance，将nonce初始化为0，将code字段设为evm_create的返回数据，将storage字段设置为evm_create的storage。
  7. 如果成功，则将新合约地址推入堆栈；若失败，将0推入堆栈。
### CREATE操作码的工作原理

1. **内存中的代码**：
    
    - `CREATE` 操作码会读取内存中的一段特定代码。这段代码通常是智能合约的初始化代码，也称为构造函数代码。
2. **如何指定代码段**：
    
    - `CREATE` 需要两个参数：内存中代码的起始位置和代码的长度。这些参数通常在执行 `CREATE` 之前被推送到栈上。
3. **合约的创建**：
    
    - 当 `CREATE` 被执行时，EVM 会从指定的内存位置开始读取指定长度的代码，并使用这段代码来创建新合约。
    - 这段代码通常会包含一些初始化操作，比如设置合约状态变量的初始值。
4. **运行时代码**：
    
    - 初始化代码执行完毕后，它可以通过 `RETURN` 操作码返回一段数据。这段数据被视为新合约的运行时代码，即合约的主体代码。
    - 这个运行时代码被存储在区块链上，并在合约被调用时执行。
5. **合约地址的生成**：
    
    - 新创建的合约会被分配一个独一无二的地址。这个地址是通过一定的算法计算出来的，通常涉及到创建合约的交易发起者的地址和其发送的交易数量（nonce）。
6. **返回值**：
    
    - `CREATE` 操作码执行完毕后，会将新合约的地址推送到栈上作为返回值。

GAS指令​

在EVM中，交易和执行智能合约需要消耗计算资源。为了防止用户恶意的滥用网络资源和补偿验证者所消耗的计算能源，以太坊引入了一种称为Gas的计费机制，使每一笔交易都有一个关联的成本。

在发起交易时，用户设定一个最大Gas数量（gasLimit）和每单位Gas的价格（gasPrice）。如果交易执行超出了gasLimit，交易会回滚，但已消耗的Gas不会退还。

以太坊上的Gas用gwei衡量，它是ETH的子单位，1 ETH = 10^9 gwei。一笔交易的Gas成本等于每单位gas价格乘以交易的gas消耗，即gasPrice * gasUsed。gas价格会随着时间的推移而变化，具体取决于当前对区块空间的需求。gas消耗由很多因素决定，并且每个以太坊版本都会有所改动，下面总结下：

  1. calldata大小：calldata中的每个字节都需要花费gas，交易数据的大小越大，gas消耗就越高。calldata每个零字节花费4 Gas，每个非零字节花费16 Gas（伊斯坦布尔硬分叉之前为 64 个）。

  2. 内在gas：每笔交易的内在成本为21000 Gas。除了交易成本之外，创建合约还需要 32000 Gas。该成本是在任何操作码执行之前从交易中支付的。

  3. opcode固定成本：每个操作码在执行时都有固定的成本，以Gas为单位。对于所有执行，该成本都是相同的。比如每个ADD指令消耗3 Gas。

  4. opcode动态成本：一些指令消耗更多的计算资源取决于其参数。因此，除了固定成本之外，这些指令还具有动态成本。比如SHA3指令消耗的Gas随参数长度增长。

  5. 内存拓展成本：在EVM中，合约可以使用操作码访问内存。当首次访问特定偏移量的内存（读取或写入）时，内存可能会触发扩展，产生gas消耗。比如MLOAD或RETURN。

  6. 访问集成本：对于每个外部交易，EVM会定义一个访问集，记录交易过程中访问过的合约地址和存储槽（slot）。访问成本根据数据是否已经被访问过（热）或是首次被访问（冷）而有所不同。

  7. Gas退款：SSTORE的一些操作（比如清除存储）可以触发Gas退款。退款会在交易结束时执行，上限为总Gas消耗的20%（从伦敦硬分叉开始）。

GAS​

EVM中的GAS指令会将当前交易的剩余Gas压入堆栈。它的操作码为0x5A，gas消耗为2。

CALL指令​

CALL​

CALL指令会创建一个子环境来执行其他合约的部分代码，发送ETH，并返回数据。返回数据可以使用RETURNDATASIZE和RETURNDATACOPY获取。若执行成功，会将1压入堆栈；否则，则压入0。如果目标合约没有代码，仍将1压入堆栈（视为成功）。如果账户ETH余额小于要发送的ETH数量，调用失败，但当前交易不会回滚。

它从堆栈中弹出7个参数，依次为：

  • gas：为这次调用分配的gas量。
  • to：被调用合约的地址。
  • value：要发送的以太币数量，单位为wei。
  • mem_in_start：输入数据（calldata）在内存的起始位置。
  • mem_in_size：输入数据的长度。
  • mem_out_start：返回数据（returnData）在内存的起始位置。
  • mem_out_size：返回数据的长度。

它的操作码为0xF1，gas消耗比较复杂，包含内存扩展和代码执行等成本。

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