理解以太坊虚拟机
以太坊虚拟机（简称 EVM）是以太坊背后的大脑。
EVM 是以太坊协议的一部分，负责控制智能合约的部署和执行。
它可以比作一台全球去中心化的计算机，拥有数百万个可执行文件（合约），每个文件都有自己的永久数据存储。
Stack 栈
栈存储当前合约数据，通过 sstore/sload 写入/读取合约数据
EVM 以堆栈机的形式运行，深度为 1024 个项目。
每个 slot 都是一个 256 位字（32 字节），之所以选择这个长度，是因为它兼容 256 位加密。
由于 EVM 是基于堆栈的虚拟机，因此通常需要将数据 PUSH 到堆栈顶部，弹出数据，然后对其顶部的前几个值执行 ADD 或 MUL 等指令。
堆栈遵循 LIFO （后进先出）原则，即最后添加的元素是第一个被移除的元素。
操作码通常会使用堆栈元素作为输入，并且始终取栈顶元素
Memory/Calldata
在 EVM 中，memory 可以被认为是一个可扩展的、字节寻址的一维数组。
它初始为空，读取、写入和扩展都需要消耗 Gas。
另一方面，Calldata 与之类似，但它无法扩展或覆盖。它包含在交易的有效负载中，并作为合约调用的输入。
- 从
memory或calldata读取将始终访问给定指针后的前256位（32个字节或1个字）。 - 存储到
memory将始终将字节写入给定指针后的前256位（32个字节或1个字）。 memory和calldata不是持久的，它们是易失性的——在交易执行完成后，它们就会被遗忘。- 通过
mstore/mload写入/读取memory数据
Storage
以太坊上的所有合约账户都能够将数据持久化地存储在键值存储中。
合约存储的读写成本远高于内存，因为交易执行后，所有以太坊节点都必须相应地更新合约的存储树。
Transient Storage
https://soliditylang.org/blog/2024/01/26/transient-storage/ 引入 key-value 临时存储的数据，数据只在当前交易环境有效。
https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-1153 提出 Tload/Tstore 关键字，用于临时存储数据。
- 在重入防范中使用临时存储代替
Sstore/Sload存储的全局关键字，不涉及disk-access, 节省gas Tstore会临时存储数据，staticCall会引起异常
Solidity Examples
// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.20;
contract DoubleBufferContract {
uint256[] bufferA;
uint256[] bufferB;
modifier nonreentrant(bytes32 key) {
assembly {
if tload(key) {
revert(0, 0)
}
tstore(key, 1)
}
_;
assembly {
tstore(key, 0)
}
}
bytes32 constant A_LOCK = keccak256("a");
bytes32 constant B_LOCK = keccak256("b");
function pushA() public payable nonreentrant(A_LOCK) {
bufferA.push(msg.value);
}
function popA() public nonreentrant(A_LOCK) {
require(bufferA.length > 0);
(bool success, ) = msg.sender.call{value: bufferA[bufferA.length - 1]}(
""
);
require(success);
bufferA.pop();
}
function pushB() public payable nonreentrant(B_LOCK) {
bufferB.push(msg.value);
}
function popB() public nonreentrant(B_LOCK) {
require(bufferB.length > 0);
(bool success, ) = msg.sender.call{value: bufferB[bufferB.length - 1]}(
""
);
require(success);
bufferB.pop();
}
}