EIP-7877: 增强型 RETURN 操作码

废弃 RETURN 操作码，转而使用新的操作码，允许从各种位置返回数据，而无需先写入内存。

摘要

本 EIP 指定了一系列新的 RETURN 操作码，允许用户指定从哪个数据位置返回，而不是默认从内存返回。

动机

随着瞬时存储的引入，许多智能合约已经开始使用新的瞬时操作码来存储数据，以优化 gas 使用，即回调 涉及返回先前瞬时存储的数据。但是，当前的 RETURN 操作码仅允许返回内存中的连续字节。这需要 开发者通过手动将数据从瞬时存储写入内存，然后再返回数据，从而产生额外的 gas 开销， 导致额外的内存扩展以及来自复杂 for 循环的操作码成本。类似的 当尝试返回已放置在存储中的数据时，也会出现效率低下的情况。本 EIP 尝试纠正 这一点，允许开发者通过决定直接从何处返回数据来优化他们的代码，而不是要求 首先将数据复制到内存的中间步骤。

规范

本 EIP 引入了 3 个新的操作码，以及重命名/别名化了一个现有的操作码。

SRETURN (0xf6)
TRETURN (0xf7)
RRETURN (0xf8)

RETURN -> MRETURN (0xf3)

MRETURN 操作码是 RETURN 的重命名，通过它，内存中的连续字节将被返回。它的操作方式将与 Cancun 硬分叉时完全相同，并且其 gas 成本将保持不变。

RRETURN 的操作方式与 MRETURN 类似。它从堆栈中弹出两个项，一个是在现有的 RETURNDATA 缓冲区中开始读取字节的偏移量，以及要返回的字节数。这些字节用于覆盖现有的 RETURNDATA 缓冲区，然后执行返回到前一个函数。

SRETURN 和 TRETURN 的操作方式类似，只是分别在存储和瞬时存储上操作。它从堆栈中弹出两个项， 一个是从哪个 slot 号开始读取，以及要从多少个连续的 slot 返回。例如：SRETURN(0x0, 0x40) 返回 slot [0, 1] 中的 64 字节的数据，而 TRETURN(0x0, 0x40) 返回瞬时存储 slot [0, 1] 中的数据。由于 现有的 S/TLOAD 操作码已经返回 32 字节，因此让操作码以 32 字节的块返回数据应该使汇编/编译器更容易实现。 如果长度参数为零，则仅应返回初始 slot 值，因此 SRETURN(0x00, 0x00) 返回存储 slot 0 处的值。

这些操作码的成本应类似于现在访问数据的成本。

SRETURN = (number_of_cold_slots) * 2100 + (numer_of_warm_slots * 100)
TRETURN = number_of_slots * 100

RRETURN = 无 memory_expansion 成本的 RETURNDATACOPY 成本

minimum_word_size = (size + 31) / 32

static_gas = 3
dynamic_gas = 3 * minimum_word_size

overall = static_gas + dynamic_gas

理由

允许更具针对性的返回操作码可以通过消除 首先将任何数据写入内存然后再返回的中间步骤，从而节省智能合约优化各个级别的 gas。在数据可能很大的情况下，这可以节省大量的 gas。这些操作码可以直接构建到 Solidity 编译器中，以便所有合约 都可以利用它们。同样，通过使返回更明确，它可以通过避免混乱的内存分配来实现更好的静态分析。

这些更改是有先例的。

EIP-3855：引入 PUSH0 操作码以优化将 0 推送到堆栈的替代方法。

EIP-6：将 SUICIDE 重命名为 SELFDESTRUCT，而不更改功能。

向后兼容性

不存在向后兼容性问题，因为 MRETURN 将使用与 RETURN 现在相同的 gas 成本和操作码。由于 EOF，建议在将来完全实现 EOF 后，在未来的 EVM 版本中激活这些更改。

安全考虑

没有安全方面的考虑，因为它完全向后兼容，并通过简化的字节码减少了潜在的攻击面。

版权

版权及相关权利通过 CC0 放弃。

Citation

Please cite this document as:

Josh Weintraub (@jhweintraub), "EIP-7877: 增强型 RETURN 操作码 [DRAFT]," Ethereum Improvement Proposals, no. 7877, January 2025. [Online serial]. Available: https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-7877.