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Yul语言及对象说明——Solidity中文文档(9)
阅读量:6378 次
发布时间:2019-06-23

本文共 8719 字,大约阅读时间需要 29 分钟。

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写在前面:HiBlock区块链社区成立了翻译小组,翻译区块链相关的技术文档及资料,本文为Solidity文档翻译的第九部分《Yul语言及对象说明》,特发布出来邀请solidity爱好者、开发者做公开的审校,您可以添加微信baobaotalk_com,验证输入“solidity”,然后将您的意见和建议发送给我们,也可以在文末“留言”区留言,有效的建议我们会采纳及合并进下一版本,同时将送一份小礼物给您以示感谢。

Yul (先前被也被称为 JULIA 或 IULIA)是一种可以编译到各种不同后端的中间语言( 以太坊虚拟机Ethereum Virtual Machine(EVM) 1.0,以太坊虚拟机Ethereum Virtual Machine(EVM) 1.5,而 eWASM 也在计划中)。 正因为如此,它被设计成为这三种平台的可用的共同标准。 它已经可以用于 Solidity 内部的“内联汇编”,并且未来版本的 Solidity 编译器甚至会将 Yul 用作中间语言。 为 Yul 构建高级的优化器阶段也将会很容易。

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Yul 的核心组件是函数,代码块,变量,字面量,for 循环,if 条件语句,switch 条件语句,表达式和变量赋值。

Yul 是强类型的,变量和字面量都需要通过前缀符号来指明类型。支持的类型有:bool, u8, s8, u32, s32, u64, s64, u128, s128, u256 和 s256。

Yul 本身甚至不提供操作符。如果目标平台是 以太坊虚拟机Ethereum Virtual Machine(EVM),则操作码将作为内置函数提供,但如果后端平台发生了变化,则可以重新实现它们。 有关强制性的内置函数的列表,请参阅下面的章节。

以下示例程序假定 以太坊虚拟机Ethereum Virtual Machine(EVM) 操作码 mul,div 和 mo 是原生支持或可以作为函数用以计算指数的。

{   function power(base:u256, exponent:u256) -> result:u256   {       switch exponent       case 0:u256 { result := 1:u256 }       case 1:u256 { result := base }       default:       {           result := power(mul(base, base), div(exponent, 2:u256))           switch mod(exponent, 2:u256)               case 1:u256 { result := mul(base, result) }       }   }}也可用 for 循环代替递归来实现相同的功能。这里,我们需要 以太坊虚拟机Ethereum Virtual Machine(EVM) 操作码 lt(小于)和 add 可用。{   function power(base:u256, exponent:u256) -> result:u256   {       result := 1:u256       for { let i := 0:u256 } lt(i, exponent) { i := add(i, 1:u256) }       {           result := mul(result, base)       }   }}

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Yul语言说明

本章介绍 Yul 代码。Yul 代码通常放置在一个 Yul 对象中,它将在下一节中介绍。

语法:

代码块 = '{' 语句* '}'语句 =   代码块 |   函数定义 |   变量声明 |   赋值 |   表达式 |   Switch |   For 循环 |   循环中断函数定义 =   'function' 标识符 '(' 带类型的标识符列表? ')'   ( '->' 带类型的标识符列表 )? 代码块变量声明 =   'let' 带类型的标识符列表 ( ':=' 表达式 )?赋值 =   标识符列表 ':=' 表达式表达式 =   函数调用 | 标识符 | 字面量If 条件语句 =   'if' 表达式 代码块Switch 条件语句 =   'switch' 表达式 Case* ( 'default' 代码块 )?Case =   'case' 字面量 代码块For 循环 =   'for' 代码块 表达式 代码块 代码块循环中断 =   'break' | 'continue'函数调用 =   标识符 '(' ( 表达式 ( ',' 表达式 )* )? ')'标识符 = [a-zA-Z_$] [a-zA-Z_0-9]*标识符列表 = 标识符 ( ',' 标识符)*类型名 = 标识符 | 内置的类型名内置的类型名 = 'bool' | [us] ( '8' | '32' | '64' | '128' | '256' )带类型的标识符列表 = 标识符 ':' 类型名 ( ',' 标识符 ':' 类型名 )*字面量 =   (数字字面量 | 字符串字面量 | 十六进制字面量 | True字面量 | False字面量) ':' 类型名数字字面量 = 十六进制数字 | 十进制数字十六进制字面量 = 'hex' ('"' ([0-9a-fA-F]{2})* '"' | '\'' ([0-9a-fA-F]{2})* '\'')字符串字面量 = '"' ([^"\r\n\\] | '\\' .)* '"'True字面量 = 'true'False字面量 = 'false'十六进制数字 = '0x' [0-9a-fA-F]+十进制数字 = [0-9]+

语法层面的限制

Switches 必须至少有一个 case(包括 default )。 如果表达式的所有可能值都被覆盖了,那么不应该允许使用 default (即带 bool 表达式的 switch 语句同时具有 true case 和 false case 的情况下不应再有 default 语句)。

每个表达式都求值为零个或多个值。 标识符和字面量求值为一个值,函数调用求值为所调用函数的返回值。

在变量声明和赋值中,右侧表达式(如果存在)求值后,必须得出与左侧变量数量相等的值。 这是唯一允许求值出多个值的表达式。

那种同时又是语句的表达式(即在代码块的层次)求值结果必须只有零个值。

在其他所有情况中,表达式求值后必须仅有一个值。

continue 和 break 语句只能用在循环体中,并且必须与循环处于同一个函数中(或者两者都必须在顶层)。

for 循环的条件部分的求值结果只能为一个值。

字面量不可以大于它们本身的类型。已定义的最大类型宽度为 256 比特。

作用域规则

Yul 中的作用域是与块(除了函数和 for 循环,如下所述)和所有引入新的标识符到作用域中的声明 ( FunctionDefinition ,VariableDeclaration )紧密绑定的。

标识符在将其定义的块中可见(包括所有子节点和子块)。 作为例外,for 循环的 “init” 部分中(第一个块)定义的标识符在 for 循环的所有其他部分(但不在循环之外)中都是可见的。 在 for 循环的其他部分声明的标识符遵守常规的作用域语法规则。 函数的参数和返回参数在函数体中可见,并且它们的名称不能相同。

变量只能在声明后引用。 尤其是,变量不能在它们自己的变量声明的右边被引用。 函数可以在声明之前被引用(如果它们是可见的)。

Shadowing 是不被允许的,即是说,你不能在同名标识符已经可见的情况下又定义该标识符,即使它是不可访问的。

在函数内,不可能访问声明在函数外的变量。

形式规范

我们通过在 AST 的各个节点上提供重载的求值函数 E 来正式指定 Yul。 任何函数都可能有副作用,所以 E 接受两个状态对象和 AST 节点作为它的参数,并返回两个新的状态对象和数量可变的其他值。

这两个状态对象是全局状态对象(在 以太坊虚拟机Ethereum Virtual Machine(EVM) 的上下文中是 内存memory,存储storage 和区块链的状态)和本地状态对象(局部变量的状态,即 以太坊虚拟机Ethereum Virtual Machine(EVM) 中堆栈的某个段)。 如果 AST 节点是一个语句,E 将返回两个状态对象和一个用于 break 和 continue 语句的 “mode”。 如果 AST 节点是表达式,则 E 返回两个状态对象,并返回与表达式求值结果相同数量的值。

在这份高层次的描述中,并没有对全局状态的确切本质进行说明。 本地状态 L 是标识符 i 到值 v 的映射,表示为 L[i] = v。 对于标识符 v, 我们用 $v 作为标识符的名字。

我们将为 AST 节点使用解构符号。

E(G, L, <{St1, ..., Stn}>: Block) =   let G1, L1, mode = E(G, L, St1, ..., Stn)   let L2 be a restriction of L1 to the identifiers of L   G1, L2, modeE(G, L, St1, ..., Stn: Statement) =   if n is zero:       G, L, regular   else:       let G1, L1, mode = E(G, L, St1)       if mode is regular then           E(G1, L1, St2, ..., Stn)       otherwise           G1, L1, modeE(G, L, FunctionDefinition) =   G, L, regularE(G, L, 
: VariableDeclaration) =   E(G, L,
: Assignment)E(G, L,
: VariableDeclaration) =   let L1 be a copy of L where L1[$vari] = 0 for i = 1, ..., n   G, L1, regularE(G, L,
: Assignment) =   let G1, L1, v1, ..., vn = E(G, L, rhs)   let L2 be a copy of L1 where L2[$vari] = vi for i = 1, ..., n   G, L2, regularE(G, L,
: ForLoop) =   if n >= 1:       let G1, L1, mode = E(G, L, i1, ..., in)       // 由于语法限制,mode 必须是规则的       let G2, L2, mode = E(G1, L1, for {} condition post body)       // 由于语法限制,mode 必须是规则的       let L3 be the restriction of L2 to only variables of L       G2, L3, regular   else:       let G1, L1, v = E(G, L, condition)       if v is false:           G1, L1, regular       else:           let G2, L2, mode = E(G1, L, body)           if mode is break:               G2, L2, regular           else:               G3, L3, mode = E(G2, L2, post)               E(G3, L3, for {} condition post body)E(G, L, break: BreakContinue) =   G, L, breakE(G, L, continue: BreakContinue) =   G, L, continueE(G, L,
: If) =   let G0, L0, v = E(G, L, condition)   if v is true:       E(G0, L0, body)   else:       G0, L0, regularE(G, L,
: Switch) =   E(G, L, switch condition case l1:t1 st1 ... case ln:tn stn default {})E(G, L,
: Switch) =    let G0, L0, v = E(G, L, condition)    // i = 1 .. n    // 对字面量求值,上下文无关    let _, _, v1 = E(G0, L0, l1)    ...    let _, _, vn = E(G0, L0, ln)    if there exists smallest i such that vi = v:        E(G0, L0, sti)    else:        E(G0, L0, st')E(G, L,
: Identifier) =   G, L, L[$name]E(G, L,
: FunctionCall) =   G1, L1, vn = E(G, L, argn)   ...   G(n-1), L(n-1), v2 = E(G(n-2), L(n-2), arg2)   Gn, Ln, v1 = E(G(n-1), L(n-1), arg1)   Let
ret1, ..., retm block>   be the function of name $fname visible at the point of the call.   Let L' be a new local state such that    L'[$parami] = vi and L'[$reti] = 0 for all i.    Let G'', L'', mode = E(Gn, L', block)   G'', Ln, L''[$ret1], ..., L''[$retm]E(G, L, l: HexLiteral) = G, L, hexString(l),   where hexString decodes l from hex and left-aligns it into 32 bytesE(G, L, l: StringLiteral) = G, L, utf8EncodeLeftAligned(l),   where utf8EncodeLeftAligned performs a utf8 encoding of l   and aligns it left into 32 bytesE(G, L, n: HexNumber) = G, L, hex(n)   where hex is the hexadecimal decoding functionE(G, L, n: DecimalNumber) = G, L, dec(n),   where dec is the decimal decoding function

类型转换函数

Yul 不支持隐式类型转换,因此存在提供显式转换的函数。 在将较大类型转换为较短类型时,如果发生溢出,则可能会发生运行时异常。

下列类型的“截取式”转换是允许的:

  • bool

  • u32

  • u64

  • u256

  • s256

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低级函数

以下函数必须可用:

微信图片_20180808000833.jpg

后端

后端或目标负责将 Yul 翻译到特定字节码。 每个后端都可以暴露以后端名称为前缀的函数。 我们为两个建议的后端保留 evm_ 和 ewasm_ 前缀。

后端: EVM

目标 以太坊虚拟机Ethereum Virtual Machine(EVM) 将具有所有用 evm_ 前缀暴露的 以太坊虚拟机Ethereum Virtual Machine(EVM) 底层操作码。

后端: "EVM 1.5"

TBD

后端: eWASM

TBD

2

Yul对象说明

语法:

顶层对象 = 'object' '{' 代码? ( 对象 | 数据 )* '}'对象 = 'object' 字符串字面量 '{' 代码? ( 对象 | 数据 )* '}'代码 = 'code' 代码块数据 = 'data' 字符串字面量 十六进制字面量十六进制字面量 = 'hex' ('"' ([0-9a-fA-F]{2})* '"' | '\'' ([0-9a-fA-F]{2})* '\'')字符串字面量 = '"' ([^"\r\n\\] | '\\' .)* '"'

在上面,代码块 指的是前一章中解释的 Yul 代码语法中的 代码块。

Yul 对象示例如下:

..code:// 代码由单个对象组成。 单个 “code” 节点是对象的代码。// 每个(其他)命名的对象或数据部分都被序列化// 并可供特殊内置函数:datacopy / dataoffset / datasize 用于访问object {   code {       let size = datasize("runtime")       let offset = allocate(size)       // 这里,对于 eWASM 变为一个内存到内存的拷贝,对于 EVM 则相当于 codecopy       datacopy(dataoffset("runtime"), offset, size)       // 这是一个构造函数,并且运行时代码会被返回       return(offset, size)   }   data "Table2" hex"4123"   object "runtime" {       code {           // 运行时代码           let size = datasize("Contract2")           let offset = allocate(size)           // 这里,对于 eWASM 变为一个内存到内存的拷贝,对于 EVM 则相当于 codecopy           datacopy(dataoffset("Contract2"), offset, size)           // 构造函数参数是一个数字 0x1234           mstore(add(offset, size), 0x1234)           create(offset, add(size, 32))       }       // 内嵌对象。使用场景是,外层是一个工厂合约,而 Contract2 将是由工厂生成的代码       object "Contract2" {           code {               // 代码在这 ...           }           object "runtime" {               code {                   // 代码在这 ...               }            }            data "Table1" hex"4123"       }   }}

延伸阅读:

点击“”即可查看完整中文文档

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:本文为solidity翻译的第九部分****《Yul语言及对象说明》,特发布出来邀请solidity爱好者、开发者做公开的审校,您可以添加微信baobaotalk_com,验证输入“solidity”,然后将您的意见和建议发送给我们,也可在文末“留言”区留言,或通过原文链接访问我们的Github。有效的建议我们会收纳并及时改进,同时将送一份小礼物给您以示感谢。

本文内容来源于HiBlock区块链社区翻译小组,感谢全体译者的辛苦工作。点击“阅读原文”即可查看完整中文文档。

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