EIP-7912: 务实的堆栈操作工具
增加额外的 SWAP 和 DUP 操作，以便更深入地访问堆栈
| Authors | lightclient (@lightclient) |
|---|---|
| Created | 2025-03-25 |
| Discussion Link | https://ethereum-magicians.org/t/eip-7912-pragmatic-expansion-of-stack-manipulation-tools/23826 |
Table of Contents
摘要
添加 SWAP17-SWAP24、DUP17 - DUP24、SWAPN、DUPN 和 EXCHANGE
指令。任意深度的操作必须以定义操作数的 PUSH1
指令开头。
动机
由于某些编译器的性质，更深入的堆栈访问是 VM 所需的功能。之前的尝试要么需要代码版本控制，如 EVM Object Format (EOF)，要么由于对新立即数的解释，导致一些已部署合约的行为发生变化。
这是一种引入所需功能的务实方法。它重用了历史上已达成一致的指令语义，而不是新的、复杂的编码和容器。
规范
令 top - N 为堆栈上最近推送的第 N 个值，top -
0 为最近推送的值。
如果以下任何指令引用超出当前堆栈长度的堆栈元素，导致堆栈下溢，则以异常停止中止。
常量 SWAPXX 和 DUPXX
添加以下新指令：
SWAP17、SWAP18、…、SWAP24：0xb0、0xb1、…、0xb7。DUP17、DUP18、…、DUP24：0xb8、0xba、…、0xbf。
令 SWAPXX 和 DUPXX 指的是上面定义的静态指令。XX
被定义为它们引用的堆栈元素。
SWAPXX 操作将顶部元素与 top-XX 元素交换。DUPXX
操作复制 top-XX 元素并将副本推送到堆栈顶部。
SWAPN 和 DUPN
添加以下新指令：
SWAPN:0xc0.DUPN:0xc1.
这两个操作都从堆栈中获取一个参数 N。此参数必须由紧接在 SWAPN 和
DUPN 指令之前的 PUSH1 操作提供。未能遵循此调用约定将导致 gas
不足错误。如果 N 为零，则报告 gas 不足错误。
SWAPN 从堆栈中弹出 N，并将新的顶部堆栈元素与 top-N 堆栈元素交换。
DUPN 从堆栈中弹出 N，并在 top-N-1 堆栈元素上推送一个副本。
EXCHANGE
添加以下新指令：
EXCHANGE:0xc2.
EXCHANGE 指令从堆栈中获取一个参数 X，并将其解构为两个操作数 N 和
M。N 为 X >> 4，M 为 X &
0x0F。参数 X 必须由紧接在 EXCHANGE 指令之前的 PUSH2
操作提供。未能遵循此调用约定将导致 gas 不足错误。如果 N 或 M
为零，则报告 gas 不足错误。
EXCHANGE 从堆栈中弹出 X，并将索引 N-1 处的堆栈元素与索引 M-1
处的堆栈元素交换。
Gas 成本
所有操作的 gas 成本均为 3。先前的 push 操作会根据 gas 计划单独收费。
原理
常量和动态 SWAP 和 DUP
使用常量 SWAPXX 或 DUPXX 指令与使用动态 SWAPN 或
DUPN 指令之间的主要权衡是，动态指令需要额外的两个字节（以先前 PUSH1
操作的形式），而常量版本不需要额外的字节。
一索引 EXCHANGE
由于 SWAP1 和 DUP1 在堆栈顶部运行，因此 EXCHANGE(1, 2) 在 top
和 top-1 上运行似乎很合适。
向后兼容性
未发现向后兼容性问题。
测试用例
TODO
安全注意事项
在验证先前的 PUSH 操作时，客户端实现者必须确保先前的字节不是更长的 push
数据段的一部分（例如，0x6301026001b0 应该报错）。这可以通过检查 pc-2
是否是有效的跳转目标来有效地完成。如果是，则 PUSH 指令将按预期执行。
版权
通过 CC0 放弃版权及相关权利。
Citation
Please cite this document as:
lightclient (@lightclient), "EIP-7912: 务实的堆栈操作工具 [DRAFT]," Ethereum Improvement Proposals, no. 7912, March 2025. [Online serial]. Available: https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-7912.