Opcodes

No contexto do Ethereum e Solidity, os opcodes (códigos de operação) são instruções de baixo nível que a Ethereum Virtual Machine (EVM) pode executar. Cada opcode representa uma operação específica, como realizar cálculos matemáticos, ler e escrever no armazenamento, manipular a pilha (stack), realizar saltos condicionais e incondicionais, gerenciar chamadas para outros contratos, e muito mais. Os opcodes são os elementos fundamentais do bytecode que é executado na EVM.

Os opcodes do Ethereum são codificados como um byte (2 caracteres hexadecimais). Cada opcode possui um significado específico. Por exemplo, o opcode ADD é utilizado para somar dois valores, o opcode SUB para subtrair dois valores, e o opcode EQ para comparar dois valores.

Se analisarmos o bytecode da seção anterior, encontraremos no início os seguintes opcodes:

• 60 é o opcode para PUSH1, o que indica que o próximo byte (ou octeto) deve ser colocado na pilha (stack).

• 80 é o dado empurrado pelo PUSH1.

• 60 novamente indica outro PUSH1.

• 40 é o dado para este segundo PUSH1.

• 52 corresponde ao opcode MSTORE, que armazena a palavra na memória.

A EVM possui um conjunto de 144 opcodes. Os opcodes são divididos nas seguintes categorias:

• Operações aritméticas: Utilizadas para realizar operações básicas, como soma, subtração, multiplicação e divisão.

• Operações lógicas: Utilizadas para operações lógicas, como AND, OR e NOT.

• Operações de comparação: Utilizadas para comparar dois valores.

• Operações de atribuição: Utilizadas para atribuir um valor a uma variável.

• Operações de controle de fluxo: Utilizadas para controlar o fluxo de execução de um contrato inteligente.

• Operações de memória: Utilizadas para manipular a memória da EVM.

• Operações de chamada: Utilizadas para chamar funções de contratos inteligentes.

• Operações de criação de contratos: Utilizadas para criar novos contratos inteligentes.

Características dos Opcodes

• Baixo nível: Os opcodes operam em um nível mais baixo do que o código Solidity. Enquanto os desenvolvedores escrevem contratos inteligentes em Solidity (ou outras linguagens de alto nível), esses contratos são compilados em bytecode que consiste em uma sequência de opcodes.

• Determinismo: Cada opcode executa uma função específica e determinista, o que é crucial para garantir que todas as instâncias da EVM em diferentes nós da rede Ethereum executem o mesmo conjunto de instruções de forma idêntica, chegando ao mesmo estado final.

• Consumo de Gas: A execução de opcodes na EVM consome uma quantidade específica de gas.

Exemplos de Opcodes

Aqui estão alguns exemplos de opcodes no Ethereum e suas funções:

• ADD, SUB, MUL, DIV: Realizam operações aritméticas básicas como soma, subtração, multiplicação e divisão.

• PUSH1, PUSH2, ..., PUSH32: Colocam uma constante de 1 a 32 bytes na pilha (stack).

• CALL: Realiza uma chamada para outro contrato.

• STORE, LOAD: Escrevem e leem dados do armazenamento persistente do contrato.

• JUMP, JUMPI: Realizam saltos incondicionais e condicionais, respectivamente, permitindo a execução de loops e condicionais.

• STOP, RETURN, REVERT: Controlam a finalização da execução, retornando dados ou revertendo a transação.

Embora os desenvolvedores de Solidity geralmente não trabalhem diretamente com opcodes (pois escrevem o código em um nível mais alto de abstração), entender como o código Solidity é compilado em opcodes pode ser útil para otimizar contratos inteligentes, especialmente em termos de consumo de gas. Além disso, a segurança dos contratos inteligentes pode depender da compreensão das implicações de baixo nível das operações da EVM.

Uma ótima referência para entender o funcionamento dos opcodes é a página EVM Opcodes, onde você pode visualizar a relação entre o código de um contrato inteligente e seus opcodes.

Por fim, vejamos a relação entre ABI, bytecode e opcodes.

Através da compilação, obtém-se o ABI e o bytecode.

Quando se deseja executar alguma função do smart contract que está na blockchain sob a forma de bytecode, essa função é chamada utilizando o ABI.

Com as informações do ABI, a função será identificada dentro do bytecode, que será então decomposto em seus opcodes, os quais serão processados pela EVM.