EVM SIGNEXTEND Opcode-Erklärung

Großartig! Das ist eine großartige Möglichkeit, etwas über die EVM zu lernen. Die Antwort kann ausführlich sein, aber sie wird vollständig sein.

Zweierkomplement

Das Zweierkomplement ist eine Möglichkeit, ganze Zahlen binär darzustellen. Es ermöglicht uns, ganz einfach vorzeichenbehaftete Ganzzahlen auszudrücken (der Einfachheit halber eingefügt; siehe Quelle für weitere Details):

Angenommen, wir arbeiten mit 8-Bit-Mengen (der Einfachheit halber) und nehmen an, wir wollen herausfinden, wie -28 in der Zweierkomplementnotation ausgedrückt würde. Zuerst schreiben wir 28 in binärer Form aus.

00011100

Dann invertieren wir die Ziffern. Aus 0 wird 1, aus 1 wird 0.

11100011

Dann addieren wir 1.

11100100

So würde man -28 in 8-Bit-Binär schreiben.

Erweitern der Länge einer vorzeichenbehafteten Ganzzahl

Das Konzept, die Länge einer vorzeichenlosen Ganzzahl zu verlängern, ist ziemlich trivial, zum Beispiel:

Nehmen Sie zum Beispiel die Nummer 01010101 . Es ist 1 Byte lang.

Angenommen, wir möchten es als 2 Bytes darstellen. Alles, was wir tun müssen, ist, acht Nullen zu unserer Nummer hinzuzufügen: 00000000 01010101 . Jetzt sind es 2 Bytes.

Das am weitesten links stehende Bit einer vorzeichenbehafteten Ganzzahl ist jedoch das Vorzeichenbit. Wir müssen darauf achten, das Vorzeichenbit einzubeziehen, wenn wir eine vorzeichenbehaftete Ganzzahl erweitern, oder wir ändern seinen ursprünglichen Wert. Nehmen wir an, ich wollte die Zahl, die wir über -28 in Binär 11100100 verwendet haben , auf die gleiche Weise erweitern, wie wir die Ganzzahl ohne Vorzeichen erweitert haben, wie folgt:

00000000 11100100

Jetzt ist unsere vorzeichenbehaftete Ganzzahl nicht mehr -28, sondern 228. Daher brauchen wir einen Mechanismus zum Erweitern der vorzeichenbehafteten Ganzzahl unter Beibehaltung des Vorzeichenbits. Es ist nicht so, dass wir nur acht der Vorzeichenbits anhängen müssen, anstatt acht Nullen anzuhängen. In diesem Fall ist das Vorzeichenbit 1. Also hängen wir acht Einsen wie folgt an:

11111111 11100100

Jetzt haben wir den Wert -28, ausgedrückt in zwei Bytes statt 1.

Siehe Quelle für weitere Details.

Warum also??

Warum gibt es dafür einen speziellen Opcode? Dies könnte sehr schnell ein niedriges Niveau erreichen, aber der Prozess des Erweiterns des Vorzeichens einer vorzeichenbehafteten Ganzzahl würde mehrere Opcodes erfordern. Ich erkläre kurz , wie ich es ohne den SIGNEXTEND-Opcode machen würde:

1. Bitmaske, um das am weitesten links stehende Bit zu erhalten
2. Überprüfen Sie den Wert des Bits ganz links
3. Hängen Sie den Wert des Bits ganz links an

Aus diesem Grund und weil es häufig genug verwendet wird, müssen die Entwickler es für notwendig gehalten haben, einen speziellen Opcode dafür zu erstellen.

Und warum sollten wir es verwenden? Dies ist eine fundierte Vermutung, aber man könnte sie verwenden, um Daten zwischen Registern unterschiedlicher Größe zu verschieben, wie dieser Artikel vorschlagen würde.

Lassen Sie mich wissen, ob Sie dies hilfreich fanden! 😃

Nachdem ich mit einigen Leuten von gitter/yellowpaper gesprochen habe, bin ich jetzt in der Lage, die SIGNEXTENDOperation zu erklären.

Mein Fehler war zu glauben, dass das LSB bei μ_s[1] die Position 0 hat. Das MSB hat die Position 0 und das LSB die Position 255.

Außerdem erweitert der evm alles immer auf Wortgröße, egal welche Größe die Werte selbst haben.

Nur ein Beispiel, um diese Operation klarer zu machen:

Nehmen wir an, wir haben -2, was 1111 1110binär ist. Da im evm alles Wortgröße hat, befindet sich das 0im binären String an Position 255. Um das Vorzeichenbit zu erhalten, hat μ_s[0] den Wert 0. Das bedeutet für t:

t = 256 - 8(0 + 1) = 256 - 8 = 248

Damit erweitert es das 1111 1110auf 1111 1111 ... 1111 1110, wo das 1111 111131 weitere Male vorkommt :)

Ich hoffe es hilft.