2018-03-22 以太坊EVM虚拟机代码阅读

以太坊EVM虚拟机代码阅读

1、 类图

整体来说，整个以太坊evm的实现主要是依赖3个类，分别是VM，Program和ProgramInvokeImpl，这里VM是虚拟机的主调用类，VM中的执行功能依靠Program来实现，Program需要调用的外部接口依靠ProgramInvokeImpl；

2、 初始化

                ProgramInvoke programInvoke =
                        programInvokeFactory.createProgramInvoke(tx, currentBlock, cacheTrack, blockStore);
                this.vm = new VM(config);
                this.program = new Program(track.getCodeHash(targetAddress), code, programInvoke, tx, config).withCommonConfig(commonConfig);

第一句用来创建ProgramInvokeImpl，第二句创建VM，第三句创建Program

3、 VM实现

VM只有3个函数，VM构造函数，step单步执行功能，play全部执行功能，而play是循环调用step实现，step比较复杂，内部通过调用Program实现

这里实际上就是每执行一步就先收gas，然后才执行操作，我们把以太坊指令分类，可以得到下面的表格：

以太坊的全部指令集也就这么多种类，就这样全部实现了。

如果从play函数来看，解析指令使用的方法是译码分派（decode-and-dispatch）方式,它是围绕一个主循环来组织的，要解析一条指令，就将其分配到属于该指令类型的解析程序。

4、 Program的实现

Program如前所说实际是个大的集合，实现了对内对外的调用，自己独立要处理的其实只有合约代码数据，指针，以及各种操作的包装。对指针的操作就是指针的获取，设置，下一步等；对数据的操作就是读取操作码，复制数据了

5、 ProgramInvokeImpl的实现

ProgramInvokeImpl实现主要是创建的时候记录了交易信息，块信息，和记录了外部的两个接口类Repository和BlockStore；

BlockStore可以获取块信息或做一些操作，但是虚拟机里面只是调用了通过块号获取块hash的功能

Repository类可以创建或删除账户，获取或设置账户状态，设置账户合约，存储账户相关的数据等操作

如果移植evm关键地方就是外部环境要提供这两个接口类的功能。实际就是要求平台支持账户模型。