以太坊 EVM内交易执行分析（二）

接着上次的分析，分析一下run方法是如何执行智能合约的。至于以太币的交易，在上一篇中，已经由分析的那两个函数完成了；

合约的运行是从run开始的，go-ethereum/core/vm/evm.go 。可以分为两部分一部分是预编译，另外一部分是解释器。

预编译合约

// run runs the given contract and takes care of running precompiles with a fallback to the byte code interpreter.
func run(evm *EVM, contract *Contract, input []byte) ([]byte, error) {
if contract.CodeAddr != nil {
precompiles := PrecompiledContractsHomestead
if evm.ChainConfig().IsByzantium(evm.BlockNumber) {
precompiles = PrecompiledContractsByzantium
}
if p := precompiles[*contract.CodeAddr]; p != nil {
return RunPrecompiledContract(p, input, contract)
}
}
return evm.interpreter.Run(contract, input)
}
     在以太坊中，go-ethereum/core/vm/contracts.go，事先编译好了一组合约，具体如下：

var PrecompiledContractsByzantium = map[common.Address]PrecompiledContract{
common.BytesToAddress([]byte{1}): &ecrecover{},
common.BytesToAddress([]byte{2}): &sha256hash{},
common.BytesToAddress([]byte{3}): &ripemd160hash{},
common.BytesToAddress([]byte{4}): &dataCopy{},
common.BytesToAddress([]byte{5}): &bigModExp{},
common.BytesToAddress([]byte{6}): &bn256Add{},
common.BytesToAddress([]byte{7}): &bn256ScalarMul{},
common.BytesToAddress([]byte{8}): &bn256Pairing{},
}
    如果要执行的contract恰好属于预编译的合约集合，那么它就可以直接运行；由于预编译的合约内容是固化在以太坊中的，所以我们输入参数即可（input），不需要输入合约内容（code）。

type PrecompiledContract interface {
RequiredGas(input []byte) uint64 // RequiredPrice calculates the contract gas use
Run(input []byte) ([]byte, error) // Run runs the precompiled contract
}
    每个预编译的合约都有两个方法，第一个是计算需要花费gas，第二个是合约的具体实现。如果是基于evm开发的公链，我们完全可以自己开发出更多的预编译合约，这样运行速度会增加很多。

解释器

不属于预编译的contract，则由Interpreter解释执行。 这里 我们需要看一下上一篇文章中的EVM框架图。

EVMInterpreter中存在一个config结构体，其中包含一个JumpTable数组，这个数组包含了256个operation对象；每个operation对象是一个指令，指令由四个函数组成——execute、gascost、validatestack、memory size；而operation执行时，会用到stack、memory，statedb。

execute：指令执行函数

gascost：gas计算

validatestack：栈深度检测

memorysize：内存消耗

contract则是智能合约对象，其中code则是合约代码，不过是已经转化为指令的代码，

从上图我可以看到，解释器的run（）函数执行过程很简单；就是contract的code中的指令，依次通过jumptable找到对应operation；然后由opertation中四个函数实现指令的执行。

这是run（）函数的主流程；由栈（stack）负责保存操作数，所有的操作都是运行在栈上的；内存（memory）数据结构是一个byte数组，用于一些内存操作（MLOAD,MSTORE,MSTORE8）及合约调用的参数拷贝（CALL，CALLCODE）。

每个节点都有一个EVM，为了严重交易，每一笔交易都会在每个节点的EVM都会运行一遍，很明显这样会造成计算资源的浪费。而从安全性的方面考虑，在一个区块链系统中，一但系统中节点的状态出现不同的状态，各个节点的EVM运行智能合约时，会出现错误，导致系统无法到达一致，达成共识；这就要求整个系统必须再次达成一致性。