Revive 中的 Precompile 合约:实现与调用机制
2025-04-23 13:20
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Polkadot 在 2.0 里面引入了新的 PolkaVM 来支持智能合约的运行,并且使用 Revive Pallet 兼容 EVM。通过 Resolc 的编译,solidity 代码可以在 PolkaVM 上更加高效的运行。

在一般的 EVM 执行环境下,precompile 都是一个不可缺少的部分,能够提供一些通用的功能,例如 ecrecover 方法。比如在 Moonbeam 中,precompile 的合约可以参考这个文档:Canonical Contract Addresses on Moonbeam(🔗: https://docs.moonbeam.network/builders/ethereum/canonical-contracts/#ethereum-mainnet-precompiles)。Revive Pallet 同样提供了一些 precompile 的合约给开发者使用。

01


代码分析


我们在 polkadot sdk 的代码库中,打开 precompiles(🔗: https://github.com/paritytech/polkadot-sdk/tree/master/substrate/frame/revive/src/pure_precompiles) 这个目录中,我们可以看的一些 precompile 合约的源代码。以 sha256 作为参考,它的代码实现非常简单,需要实现 Precompile 这个 trait。二个参数分别是对使用过的 gas 存贮的对象和一个 u8 类型的数组。它只需要通过调用 sp_io 里面的函数,然后返回就可以了。
/// The Sha256 precompile.pub struct Sha256;impl<T: Config> Precompile<T> for Sha256 {fn execute(gas_meter: &mut GasMeter<T>, input: &[u8]) -> Result<ExecReturnValue, &'static str{		gas_meter.charge(RuntimeCosts::HashSha256(input.len() as u32))?;		let data = sp_io::hashing::sha2_256(input).to_vec();Ok(ExecReturnValue { data, flagsReturnFlags::empty() })	}}

对这些 precompile 的调用入口在 pure precompile.rs (🔗 https://github.com/paritytech/polkadot-sdk/blob/master/substrate/frame/revive/src/pure_precompiles.rs#L59) 文件里面,execute 方法通过合约地址的最后一个字节来找到需要调用的合约。可以看到 Sha256 的编号是 2,而 ECRecover 的是 1.


为什么只比较最后一个字节,因为我们把前 19 个字节都是 0 的分配给了 precompile 地址空间。

pub fn is_precompile(address: &H160) -> bool {    let bytes = address.as_bytes();    bytes.starts_with(&[0u8; 19]) && bytes[19] != 0 }

在运行到合约执行的时候,runtime 总是先通过地址来判断是否为 precompile 的合约。这个判断逻辑在 call (🔗: https://github.com/paritytech/polkadot-sdk/blob/master/substrate/frame/revive/src/exec.rs#L1485) 和 delegate call (🔗:https://github.com/paritytech/polkadot-sdk/blob/master/substrate/frame/revive/src/exec.rs#L1564) 最开始进行,如果是 precompile 合约,直接转到 Runtime 里面运行。不同版本的代码行数可以有区别,只需要搜索 is_precompile 就可以。


02


调用和验证


在理解了 precompile 以及他们的地址,我们就可以尝试着来调用他们。我们还是以 sha256 为例子,我们写一个简单的 solidity 合约,代码如下:合约非常简单,首先定义一个地址,然后通过 call 这个函数来调用 sha256 方法,这里可以输入一个 bytes 作为 input,并把它的结果放到链上存贮 result 里面。

// SPDX-License-Identifier: GPL-3.0 pragma solidity >=0.8.2 <0.9.0; contract Storage {    event CallPrecompile(bytes);    bytes result;    function callH256(bytes calldata inputpublic {        // address of precompile h256        address precompile = address(0x02);        // result        bool success;        bytes memory resultInMemory;        // just call it without selector        (success, resultInMemory) = precompile.call{value0}(input);        // emit the result        if (success) {            emit CallPrecompile(resultInMemory);        }        // put result in storage        result = resultInMemory;    }}

我们打开 polkaVM 的 remix,在浏览器中输入 https://remix.polkadot.io 

把这个合约加到一个源文件中,并编译和部署。得到地址后,调用 callH256 函数,测试数据可以从这个文件(🔗 https://github.com/paritytech/polkadot-sdk/blob/master/substrate/frame/revive/src/pure_precompiles/testdata/2-sha256.json)得到, 里面包含输入和输出的正确结果。 

运行结果截图如下:


03


使用和扩展

本文简单的介绍了 revive 里面 precompile 具体实现和使用方法,大家可以关注 precompile 的变化,可能会包含你所需要的功能,这样就可以直接使用了,不需要自己在去实现。

如果你是在自己的链上引入了 revive,也可以根据需要自己添加 precompile 合约,把需要的 runtime 里面的功能暴露给智能合约来调用,或者将常用的算法,函数放在 precompile,提高运行效率,减少合约大小。

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