Solidity Gas优化鲜为人知的汇编技巧

在以太坊区块链上编写高效且经济实惠的智能合约时，哪怕是节省一点 Gas 也很重要。优化 Gas 使用量的一种方法是在合约的某些部分使用汇编代码而不是 Solidity。

在本文中，我们将探讨在各种场景中，从哈希和数学运算到写入存储和检查零地址，使用汇编代码如何帮助你节省 Gas。我们将提供 Solidity 代码示例及其对应的汇编实现，以及 Gas 使用量比较，以便你亲眼看到潜在的 Gas 节省。

1. 使用汇编进行哈希而非 Solidity

1function solidityHash(uint256 a, uint256 b) public view {
2    //unoptimized
3    keccak256(abi.encodePacked(a, b));
4}

Gas: 313

1function assemblyHash(uint256 a, uint256 b) public view {
2    //optimized
3    assembly {
4        mstore(0x00, a)
5        mstore(0x20, b)
6        let hashedVal := keccak256(0x00, 0x40)
7    }
8}

Gas: 231

让我们看看所使用的 Yul 指令及其解释。

2. 在可能的情况下，使用汇编而非 unchecked{++i}

你也可以使用 unchecked{++i;} 来节省更多 Gas，但这不会检查 i 是否溢出。为了获得最佳 Gas 节省，请使用内联汇编，但这会限制你可以实现的功能。

1//loop with unchecked{++i}
2function uncheckedPlusPlusI() public pure {
3    uint256 j = 0;
4    for (uint256 i; i < 10; ) {
5        j++;
6        unchecked {
7            ++i;
8        }
9    }
10}

Gas: 1329

1//loop with inline assembly
2function inlineAssemblyLoop() public pure {
3    assembly {
4        let j := 0
5        for {
            let i := 0
        } lt(i, 10) {
            i := add(i, 0x01)
        } {
            j := add(j, 0x01)
        }
    }
}

Gas: 709

现在，解释一下 lt Yul 指令以及类似的比较操作码。

3. 使用汇编进行数学运算 (add, sub, mul, div)

使用汇编进行数学运算而不是 Solidity。你可以在汇编中检查溢出/下溢以确保安全。

加法

1//addition in Solidity
2function addTest(uint256 a, uint256 b) public pure {
3    uint256 c = a + b;
4}

Gas: 303

1//addition in assembly
2function addAssemblyTest(uint256 a, uint256 b) public pure {
3    assembly {
4        let c := add(a, b)
5        if lt(c, a) {
6            mstore(0x00, "overflow")
7            revert(0x00, 0x20)
8        }
9    }
10}

Gas: 263

减法

1//subtraction in Solidity
2function subTest(uint256 a, uint256 b) public pure {
3    uint256 c = a - b;
4}

Gas: 300

1//subtraction in assembly
2function subAssemblyTest(uint256 a, uint256 b) public pure {
3    assembly {
4        let c := sub(a, b)
5        if gt(c, a) {
6            mstore(0x00, "underflow")
7            revert(0x00, 0x20)
8        }
9    }
10}

Gas: 263

乘法

1//multiplication in Solidity
2function mulTest(uint256 a, uint256 b) public pure {
3    uint256 c = a * b;
4}

Gas: 325

1//multiplication in assembly
2function mulAssemblyTest(uint256 a, uint256 b) public pure {
3    assembly {
4        let c := mul(a, b)
5        if lt(c, a) {
6            mstore(0x00, "overflow")
7            revert(0x00, 0x20)
8        }
9    }
10}

Gas: 265

除法

1//division in Solidity
2function divTest(uint256 a, uint256 b) public pure {
3    uint256 c = a * b;
4}

Gas: 325

1//division in assembly
2function divAssemblyTest(uint256 a, uint256 b) public pure {
3    assembly {
4        let c := div(a, b)
5        if gt(c, a) {
6            mstore(0x00, "underflow")
7            revert(0x00, 0x20)
8        }
9    }
10}

Gas: 265

所以，现在让我们看看这些 Yul 指令的解释。

4. 使用汇编写入存储值

1address owner = 0xb4c79daB8f259C7Aee6E5b2Aa729821864227e84;
2
3function updateOwner(address newOwner) public {
4    owner = newOwner;
5}

Gas: 5302

1address owner = 0xb4c79daB8f259C7Aee6E5b2Aa729821864227e84;
2
3function assemblyUpdateOwner(address newOwner) public {
4    assembly {
5        sstore(owner.slot, newOwner)
6    }
7}

Gas: 5236

我们之前已经看到了一些这些 Yul 指令，但让我们回顾一下它们的解释。

5. 使用汇编检查 address(0)

1function ownerNotZero(address _addr) public pure {
2    require(_addr != address(0), "zero address)");
3}

Gas: 258

1function assemblyOwnerNotZero(address _addr) public pure {
2    assembly {
3        if iszero(_addr) {
4            mstore(0x00, "zero address")
5            revert(0x00, 0x20)
6        }
7    }
8}

Gas: 252

iszero 和 mstore 我们已经见过，现在让我们检查一下 revert 的解释。

6. 获取合约的 ETH 余额时使用汇编

当获取合约的 ETH 余额时，你可以使用 selfbalance() 而不是 address(this).balance 来节省 Gas。

1function addressInternalBalance() public returns (uint256) {
2    return address(this).balance;
3}

Gas: 148

1function assemblyInternalBalance() public returns (uint256) {
2    assembly {
3        let c := selfbalance()
4        mstore(0x00, c)
5        return(0x00, 0x20)
6    }
7}

Gas: 133

return 我们刚刚见过，现在让我们看看 selfbalance。

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