Yul 中的記憶體如何運作？

Yul 是一種中階程式語言，可以用來在智能合約內撰寫組合語言。學會 Yul storage 以及如何讀寫 packed storage 變數之後，接下來要學習的是 memory 在 Yul 智能合約中如何運作。

Yul 中的 memory 如何運作？

Memory 的行為和 storage 不同。Memory 不是持久性的，也就是說函式執行結束後，所有變數都會被清除。

Memory 可以比擬為其他語言中的 heap，但沒有 garbage collector。

Memory 比 storage 便宜很多。前 22 個 word 的 memory 成本是線性計算的，但要小心，超過這個範圍後成本會變成二次方成長。

Memory 是以 32 byte 為單位排列的。稍後會更深入說明，但現在先了解 0x00 - 0x20 是一個序列（可以想成是一個 slot，如果這樣理解比較容易，但兩者其實不同）。

Solidity 將 0x00 - 0x40 配置為 scratch space。這段 memory 不保證是空的，會用於某些運算。

0x40 - 0x60 儲存的是 free memory pointer 的位置，用來寫入新資料到 memory 中。

0x60 - 0x80 是留空的間隔。

0x80 是我們開始進行操作的地方。

Memory 不會將數值 packed 在一起。從 storage 取出的值會各自存放在獨立的 32 byte 序列中（例如 0x80-0xa0）。

Yul 中哪些運算會用到 memory？

以下運算會用到 memory：

• External call 的回傳值
• External call 的函式設定值
• External call 取得的數值
• 用錯誤訊息 revert
• Log 訊息
• 用 keccak256() 進行雜湊運算
• 建立其他智能合約

以下是一些常用於 memory 操作的 Yul 指令：

接著我們來看看更多資料結構！

如何在 Yul 中使用 struct 和 memory

Struct 和 fixed array 的行為其實一樣，但由於我們已經在 storage 章節看過 fixed array，這裡就來看看 struct。請看以下這個 struct。

這裡沒有什麼特別之處，就是一個簡單的 struct。

現在來看一些程式碼！

這裡我們把 s.subVar1 設定在 memory 位置 0x80 - 0xa0，把 s.subVar2 設定在 memory 位置 0xa0 - 0xc0。這就是為什麼我們回傳的是 0x80 - 0xc0。以下是交易結束前的 memory 配置表。

從中可以歸納出以下重點：

• 0x00 - 0x40 為 scratch space，是空的
• 0x40 給我們 free memory pointer
• Solidity 在 0x60 留了一個間隔
• 0x80 和 0xa0 用來儲存 struct 的值
• 0xc0 是新的 free memory pointer

在 memory 這個章節的最後一部分，我要示範 dynamic array 在 memory 中是如何運作的。這個例子中我們會傳入 [0, 1, 2, 3] 作為參數 arr。作為額外示範，我們還會在這個陣列中新增一個元素。在正式環境這樣操作時要特別小心，因為可能會覆寫到其他 memory 變數。

程式碼如下：

這裡發生的事情是：

• 取得陣列在 memory 中的儲存位置
• 取得陣列的長度，這儲存在陣列的第一個 memory 位置
• 將位置加上 32 bytes（跳過陣列長度）以找到下一個可用位置
• 將陣列長度乘以 32 bytes，移動到下一個 memory 位置
• 儲存我們的新值（4）
• 將陣列長度更新加一
• 更新 free memory pointer
• 回傳陣列

我們再看一次 memory 的配置。

Memory 章節到此結束！

接下來，可以學習如何用 Yul 呼叫智能合約，或回去複習如何讀寫 packed storage 變數！