以太坊ABI介绍(二)

2018-10-16 本文已影响2人 JouyPub

上一篇我们讲了ABI中的参数含义以太坊ABI介绍(一)，但是只有函数定义也是不行的，我们还需要调用，当调用一个函数时也需要对该函数进行编码，这样EVM才能执行，那么以太坊是如何生成可供EVM调用的字节码的。

生成的字节码主要分两部分：函数选择器和参数编码

函数选择器

即函数编码，对函数名称+参数类型进行sha3（keccak256）哈希运算之后，取前4个字节

1、方法一：
安装pyethereum [https://github.com/ethereum/pyethereum/#installation]

> from ethereum.utils import sha3
> sha3("set(uint256").hex()
'0x60fe47b16ed402aae66ca03d2bfc51478ee897c26a1158669c7058d5f24898f4'

> sha3("setA(uint256)")[0:4].hex()
'60fe47b1'

2、方法二：
打开Ganache，默认端口7545，然后再命令行执行以下命令

curl -X POST -i http://localhost:7545 --data '{
  "jsonrpc":"2.0",
  "method":"web3_sha3",
  "params":["set(uint256)"]
}'

返回结果：
{
  "jsonrpc": "2.0",
  "result": "0x60fe47b16ed402aae66ca03d2bfc51478ee897c26a1158669c7058d5f24898f4"
}

3、方法三：

const Web3 = require('web3')
const web3 = new Web3()
console.log(web3.sha3('set(uint256)'))
# 0x60fe47b16ed402aae66ca03d2bfc51478ee897c26a1158669c7058d5f24898f4

取前四个字节（一个字节=2个16进制字符）即：0x60fe47b1

参数编码

由于函数编码占用了4个字节，所以参数编码从第五位开始

参数的编码根据类型的不同，编码方式也有所区别。主要分为固定类型和动态类型

1、固定类型

uint<M>：M为integer类型代表M bits,0 < M <= 256 , M % 8 == 0，如uint32，uint8,uint256。
int<M>：同上。同为从8到256位的无符号整数。
uint和int：整型，分别是uint256和int256的别名。注意: 函数参数类型是uint，转sha3码时要变成uint256。
address：地址，20个字节，160bits。
bool：布尔类型，1个字节，true:1，false:0。高位补0
bytes<M>：固定大小的字节数组，0<M<=32,byte都是bytes1的别名。

2、动态类型

bytes：动态分配大小字节数组。不是一个值类型!
string：动态大小UTF8编码的字符串,不是一个值类型!
T[] 某个类型的不定长数组
T[k] 某个类型的定长数组

编码规则

固定类型的编码就很简单，直接将参数值转成32字节长度的16进制即可。但是有区别的是：不足32bytes时，数字类型，如果是正数高位补0，如果是负数高位补1，布尔类型高位补0，字节类型、字符串类型在低位补全
动态类型的编码稍微复杂点，如果是固定长度就不需要计算偏移量，如果是不定长度就需要先计算偏移量，并在最后加上长度和具体值的编码，详细步骤下面会介绍

具体编码过程

介绍的例子和官方文档一样，如果理解有偏差可以查看源文档

pragma solidity ^0.4.16;

contract Foo {
  function baz(uint32 x, bool y) public pure returns (bool r) { r = x > 32 || y; }
  function bar(bytes3[2] memory) public pure {}
  function f(uint, uint32[], bytes10, bytes) public pure {}
}

案例

案例一：
函数：baz(bytes3[2] memory)
调用：baz(69, true)

0xcdcd77c0，在node中使用new Web3().sha3('baz(uint32,bool)')生成

const Web3 = require('web3')

const web3 = new Web3()
console.log(web3.sha3('f(uint256,uint32[],bytes10,bytes)'))

0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000045，十进制69，转成16进制为45，因为是正数，高位补0至32bytes
0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001，bool类型，true=1，false=0，高位补0
所以最终字符串为：（换行显示是为了方便查看，实际是没有换行）

0xcdcd77c0
0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000045
0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001

返回：该函数返回的是true，output将会是

0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

案例二：
函数：bar(bytes3[2] memory)
调用：bar(["abc", "def"])

0xfce353f6，在node中使用new Web3().sha3('bar(bytes3[2])')生成
固定长度不需要计算偏移量
0x6162630000000000000000000000000000000000000000000000000000000000，字符串abc转成16进制后为616263，低位补0，字符串转16进制可以使用这个工具
0x6465660000000000000000000000000000000000000000000000000000000000，同上
所以最终字符串为：（换行显示是为了方便查看，实际是没有换行）

0xfce353f6
0x6162630000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
0x6465660000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

案例三：
函数：f(uint,uint32[],bytes10,bytes)
调用：f(0x123, [0x456, 0x789], "1234567890", "Hello, world!")

0x8be65246，在node中使用f(uint256,uint32[],bytes10,bytes)生成
0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000123，0x123对应的16进制，正数补全
0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000080，动态类型，计算偏移量。这个的偏移量是指实际存储值的位置，由于这个函数有4个变量，那么实际存储值的位置就是第五个32bytes位置，也就是说偏移量等于4*32bytes=128，转成16进制后就是对应的值
0x3132333435363738393000000000000000000000000000000000000000000000，字符串1234567890转成16进制后为31323334353637383930，bytes类型，低位补全
0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000e0，动态类型，计算偏移量，这个偏移量就等于参数长度4*32bytes+前面的动态参数参数占有的长度（因为前面只有一个动态参数，所以这个长度就是1*32bytes+2*32bytes，1*32bytes是第一个动态参数长度所占的bytes数，2*32bytes是因为该函数中的第一个动态参数有2个值），那么具体的值就是 4*32bytes+(1*32bytes+2*32bytes)=7*32bytes=224，转成16进制就是e0，高位补全就是对应的值
0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002，第一个动态参数的长度，长度为2
0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000456，第一个动态参数中的第一个元素
0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000789，第一个动态参数中的第二个元素
0x000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000d，第二个动态参数的长度，长度为13
0x48656c6c6f2c20776f726c642100000000000000000000000000000000000000，第二个动态参数的值编码
所以最终字符串为：（换行显示是为了方便查看，实际是没有换行）

0x8be65246
0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000123
0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000080
3132333435363738393000000000000000000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000e0
0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002
0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000456
0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000789
000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000d
48656c6c6f2c20776f726c642100000000000000000000000000000000000000

以上就是以太坊调用函数时生成字节码的完整过程了！

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以太坊ABI介绍(二)

函数选择器

参数编码

编码规则

具体编码过程

案例

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