以太坊和Solidity的细节：EVM 内存

以太坊和Solidity的细节：EVM内存

内存是solidity智能合约拥有的四个数据位置之一（其他是：storage、calldata和stack）。 简单来说，它是智能合约运行时与之关联的“堆”。 值不会持久化，一旦交易完成，内存内容就会被删除。

内存定义

当调用智能合约时，EVM会为其“实例化”一个内存空间。 该内存是字节寻址的（与字寻址的存储相反），长度为2**256字节，换句话说，内存是一个超长的字节数组。

Solidity 使用内存做很多事情，例如：

• 向外部调用返回值。
• 为外部调用设置参数。
• 从外部调用获取值。
• 使用错误字符串恢复(Revert)。
• 记录消息。
• 创建其他智能合约。
• 使用 keccak256 函数

Solidity 保留空间

Solidity 以非常特定的方式使用前 4 个内存字（每个字 32 字节 -> 总共前 128 字节）：

• 字 0 和 1（字节 0x00 到字节 0x3F）用作“暂存空间”，用于写入值的临时空间（例如由 sha3 操作码使用）。
• 字 3（字节 0x40 到字节 0x5F）用作“空闲内存指针”，其中包含内存中上次访问的字节的地址（通过访问，我们指的是写入）。 内存永远不会被清理（没有像其他编程语言那样的垃圾收集器），这意味着空闲内存指针只会增加而永远不会减少。 当合约执行时，空闲内存指针的第一个值始终为 0x80。
• 字 4 (字节 0x60 到字节 0x7F) 始终为空 。

重要的是要注意，如果开发人员将 YUL（例如以_汇编块_的形式）添加到其智能合约函数中，他/她可以以他/她喜欢的任何方式使用内存数组，这意味着如果合约还运行一些 solidity 生成的代码，则可能存在对内存内容产生混淆/误解的风险……

内存布局

变量可以以不同的方式存储在内存中，具体取决于其数据类型。

值类型

值类型存储在内存中，就像在存储中一样，唯一的区别是变量不能被打包（不与其他变量合并在一起），每个变量占用 32 字节。

引用类型

结构体(Structures) 的管理方式与值类型相同，结构体中的每个变量占用 32 个字节，不执行打包。

固定大小数组的工作方式非常相似，只是第一个字（32 字节）指示数组长度，这样编译器就可以知道数组使用了多少个插槽。

目前，映射(mappings) 和 动态大小数组 无法存储在内存中。

另一方面，bytes 和 strings 可以存储在内存中，我们可以将它们也视为引用类型（因为它们基本上是字节的动态大小数组）。

Solidity 处理内存中的 bytes/string 的方式就像它处理固定大小的数组一样，但是当 bytes/string 被“调整大小”（添加/删除新的字节/字符）时，Solidity 会在内存中完全重新创建它（而不删除它的前一个副本，记住，内存中没有任何东西会被清除）。

Gas 成本

内存 gas 费用取决于已用内存量，换句话说，取决于上次访问的内存位置（访问以写入或读取值并不重要），这是一个递增的数字，因为内存永远不会被清除……

访问内存位置的操作码有：RETURN、REVERT、MLOAD、MSTORE、MSTORE8。 这些操作码中的每一个都具有固定 gas 费用（MLOAD 为 3 gas，...）加上一个可变的 gas 费用，如果它们访问以前未访问过的内存位置，则可以添加该费用。

这里需要注意的重要一点是，对于使用的前 724 字节内存，这个“可变 gas 费用”呈线性增长，之后，增长变为指数级，这意味着即使内存应该有 2**256 字节长，有些内存位置也无法到达，仅仅是因为交易会耗尽 gas……

最佳实践

• 尊重 solidity 管理内存的方式：如果你只编写 solidity 代码，则不必关心 solidity 使用内存的方式，但是，如果你开始在 solidity 函数中嵌入一些 YUL，请小心不要弄乱内存（注意预留空间，始终更新空闲内存指针等...）。
• 除非绝对必要，否则不要使用内存：内存比存储便宜，但比 calldata 更贵。 如果你正在编写一个接收引用类型参数（结构体、数组）的外部函数，请尽量使用 calldata 位置，只有在需要更改参数值时才应使用内存。

• 原文链接： medium.com/coinmonks/sol...
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