EVM运行原理
solidity生命周期
EVM运行原理
EVM是栈式虚拟机，其核心特征就是所有操作数都会被存储在栈上。
下面我们将通过一段简单的Solidity语句代码看看其运行原理：
uint a = 1; uint b = 2; uint c = a + b; 这段代码经过编译后，得到的字节码如下：
PUSH1 0x1 PUSH1 0x2 ADD 为了读者更好了解其概念，这里精简为上述3条语句，但实际的字节码可能更复杂，且会掺杂SWAP和DUP之类的语句。
我们可以看到，在上述代码中，包含两个指令：PUSH1和ADD，它们的含义如下：
- PUSH1：将数据压入栈顶。
- ADD：POP两个栈顶元素，将它们相加，并压回栈顶。
下图中，sp表示栈顶指针，pc表示程序计数器。
当执行完push1 0x1后，pc和sp均往下移：
类似地，执行push1 0x2后，pc和sp状态如下：
最后，当add执行完后，栈顶的两个操作数都被弹出作为add指令的输入，两者的和则会被压入栈：
栈 栈用于存储字节码指令的操作数。
在Solidity中，局部变量若是整型、定长字节数组等类型，就会随着指令的运行入栈、出栈。
例如，在下面这条简单的语句中，变量值1会被读出，通过PUSH操作压入栈顶：
uint i = 1; 对于这类变量，无法强行改变它们的存储方式，如果在它们之前放置memory修饰符，编译会报错。
内存 内存类似java中的堆，它用于储存”对象”。
在Solidity编程中，如果一个局部变量属于变长字节数组、字符串、结构体等类型，其通常会被memory修饰符修饰，以表明存储在内存中。
本节中，我们将以字符串为例，分析内存如何存储这些对象。
对象存储结构
下面将用assembly语句对复杂对象的存储方式进行分析。
assembly语句用于调用字节码操作。
mload指令将被用于对这些字节码进行调用。mload(p)表示从地址p读取32字节的数据。 开发者可将对象变量看作指针直接传入mload。
在下面代码中，经过mload调用，data变量保存了字符串str在内存中的前32字节。
string memory str = "aaa";
bytes32 data;
assembly{
data := mload(str)
}
掌握mload，即可用此分析string变量是如何存储的。
下面的代码将揭示字符串数据的存储方式：
function strStorage() public view returns(bytes32, bytes32){
string memory str = "你好";
bytes32 data;
bytes32 data2;
assembly{
data := mload(str)
data2 := mload(add(str, 0x20))
}
return (data, data2);
}
data变量表示str的031字节，data2表示str的3263字节。运行strStorage函数的结果如下：
- 0: bytes32: 0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000006
- 1: bytes32: 0xe4bda0e5a5bd0000000000000000000000000000000000000000000000000000 可以看到，
第一个数据字得到的值为6，正好是字符串”你好”经UTF-8编码后的字节数。
第二个数据字则保存的是”你好”本身的UTF-8编码。
熟练掌握了字符串的存储格式之后，我们就可以运用assembly修改、拷贝、拼接字符串。
内存分配方式
既然内存用于存储对象，就必然涉及到内存分配方式。
memory的分配方式非常简单，就是顺序分配。
下面我们将分配两个对象，并查看它们的地址：
function memAlloc() public view returns(bytes32, bytes32){
string memory str = "aaa";
string memory str2 = "bbb";
bytes32 p1;
bytes32 p2;
assembly{
p1 := str
p2 := str2
}
return (p1, p2);
}
运行此函数后，返回结果将包含两个数据字：
- 0: bytes32: 0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000080
- 1: bytes32: 0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000c0 这说明，第一个字符串str1的起始地址是0x80，第二个字符串str2的起始地址是0xc0，之间64字节，正好是str1本身占据的空间。
此时的内存布局如下，其中一格表示32字节（一个数据字，EVM采用32字节作为一个数据字，而非4字节）：
- 0x40~0x60：空闲指针，保存可用地址，本例中是0x100，说明新的对象将从0x100处分配。可以mload(0x40)获取到新对象的分配地址。
- 0x80~0xc0：对象分配的起始地址。这里分配了字符串aaa
- 0xc0~0x100：分配了字符串bbb
- 0x100~…：因为是顺序分配，新的对象将会分配到这里。 状态存储：顾名思义，状态存储用于存储合约的状态字段。
从模型而言，存储由多个32字节的存储槽构成。
在前文中，介绍了Demo合约的set函数，里面0x0表示的是状态变量_state的存储槽。
所有固定长度变量会依序放到这组存储槽中。
对于mapping和数组，存储会更复杂，其自身会占据1槽，所包含数据则会按相应规则占据其他槽.
比如mapping中，数据项的存储槽位由键值k、mapping自身槽位p经keccak计算得来。
从实现而言，不同的链可能采用不同实现，比较经典的是以太坊所采用的MPT树。
EVM源码
留个坑，以后来填。
