ITA:詳解Cairo指令-ODAILY

1.指令結構

CairoCPU原生支持的word是一個域元素，而這個域是特征值大于P>2^63。每個指令會占用1到2個word，如果指令后面跟著立即值(="12345678")則該指令占用2個word，并且值存在第二個word里。每個指令的第一個word由以下元素組成：

2.狀態轉換

狀態轉換函數代表了一個通用的狀態轉換單元，而一個計算通常會分解成多個連續執行的指令，因此我們需要：

a.確保指令的內容，以及指令執行前后的狀態的有效性

b.確保執行的指令是一個有效的指令

2.1轉換邏輯

如果指令執行前后的狀態是一致的，那么其狀態的更新一定是按照以下邏輯執行：

一位NFT收藏家錯誤地在OpenSea上以100 ETH購買了免費NFT:金色財經報道，一位NFT收藏家錯誤地在 OpenSea 市場上以驚人的 100 ETH（相當于 191,239 美元）購買了免費 NFT 。這一失誤引發了觀察人士的爭論。一些人認為這是虛假交易，而另一些人則認為這是胖手指造成的。[2023/4/10 13:53:52]

2.2指令校驗

如圖1所示，?個指令由以下元素組成：

Deribit上的ETH期貨合約未平倉合約金額創1個月新高:金色財經報道，據Glassnodes數據顯示，Deribit上的ETH期貨合約未平倉合約剛剛達到418,945,187 美元，創近1個月新高。[2023/1/25 11:29:01]

3.指令示例

3.1斷言相等

斷言相等指令可以用下述語法表示：

<left_handle_op>=<right_handle_op>

它確保了公式兩邊是相等的，否則程序的執行將會被返回。

Note2：除法和減法可以分別表示為具有不同操作數順序的乘法和加法。

assert指令可以被認為是一條賦值指令，其中?邊是已知的，另一邊是未知的。例如=4可以被認為是斷言的值為4，或者根據上下文將賦值為4。

圖4給出了斷言相等指令的一些示例，以及每個指令對應的標志值：

USDD實時抵押率超200%，抵押資產總價值遠高于USDD流通總價值:12月12日消息，USDD官方推特發文透露USDD當前抵押率超過200%，USDD官方推特表示，目前USDD儲備資產為14040.6枚BTC、109億枚TRX和3.92億枚USDC，以當前價計共14.55億美金，是USDD發行總額7.25億美金的2倍，USDD當前實時抵押率為200.77%。綜上，波聯儲的儲備資產是穩定的、充足的、健康的，USDD的幣值是穩定可靠的。持有者應對此有理性的認知。[2022/12/12 21:39:53]

解釋指令=5：

?為assert指令=>opcode=4

?next_ap=ap=>ap_update=00=0

?next_pc=pc+instruction_size=>pc_update=000=0

?op0和op1沒有addormul=>res_logic(res)=00=0

?存在立即數=>op1_src(op1)=001=1

GalaxyDigital在Q3收益報告中披露持有約7700萬美元FTX敞口:金色財經報道，Galaxy Digital在其第三季度收益報告中表示，FTX的敞口為7680萬美元，其中4750萬美元目前“處于退出過程中”。此外，聯合總裁 Damien Vanderwilt 將于 1 月中旬卸任并在董事會任職。?該公司報告第三季度凈虧損6800萬美元，管理資產近20億美元，較上一季度增長17%。[2022/11/9 12:39:22]

?立即數地址指令地址相鄰=>off_op1=1

?等式左邊=>dst_reg(dst)=1

?等式左邊=>off_dst=1

?op0_reg/off_op0=>initalvalue(1/-1)//因為這個指令用不到這些flags，所以填充默認值

3.2條件和非條件跳轉

jmp指令允許更改程序計數器pc的值。

Cairo支持相對跳轉和絕對跳轉-分別用關鍵字rel和abs表示；jmp指令或許是有條件的，比如當某個內存單元的值不為0時，觸發jmp指令。

指令的語法如下所示：

#Unconditionaljumps.

富達數字資產部門擬在未來半年內再招聘100名員工:金色財經報道，投資巨頭Fidelity的獨立數字資產子公司Fidelity Digital Assets負責人Chris Tyrer在倫敦數字資產峰會的一個小組討論會上表示，投資巨頭的Fidelity Digital Assets部門計劃在未來六個月內再增加100名新員工，這將使員工人數達到 600 人左右。[2022/10/21 16:34:54]

jmpabs<adress>

jmprel<offset>

#Conditionaljumps.

jmprel<offset>if<op>!

圖5給出了jmp指令的一些示例，以及每個指令對應的標志值：

解釋指令jmprel+：

?為jmp指令=>opcode=0

?next_ap=ap=>ap_update=b00=0

?next_pc=pc+res=>pc_update=b010=2

?res=op0+op1=>res_logic(res)=b01=1

?op1:=>op1_src(op1)=b010=2

?op1:=>off_op1=-7

?op0:=>op0_src(op0)=0

?op0:=>off_op0=1

?dst_reg/off_dst=>initalvalue(1/-1)///因為這個指令用不到這些flags，所以填充默認值

3.3call和ret

call和ret指令允許實現函數堆棧。call指令更新程序計數器(pc)和幀指針(fp)寄存器。程序計數器的更新類似于jmp指令。之前fp的值被寫入，以允許ret指令將fp的值重置為調用之前的值；類似地，返回的pc(調用指令后面指令的地址)被寫到，以允許ret指令跳回并繼續執行調用指令后面的代碼的執行。由于寫入了兩個存儲單元，ap向前進了2，fp被設置為新的ap。

指令的語法如下：

callret<adress>

callrel<offset>

ret

圖6給出了call和ret指令的一些示例，以及每個指令對應的標志值：

解釋指令callabs：

?為call指令=>opcode=0

?next_ap=ap=>ap_update=b00=0

?next_pc=res=>pc_update=b001=1

?res=op1=>res_logic(res)=b00=0

?op1:=>op1_src(op1)=b010=2

?op1:=>off_op1=4

?op0_reg/off_op0=>initalvalue(0/1)///因為這個指令用不到這些flags，所以填充默認值

?dst_reg/off_dst=>initalvalue(0/0)///因為這個指令用不到這些flags，所以填充默認值

3.4高級ap

指令ap+=<op>通過給定的操作數增加ap的值。

圖7給出了高級ap指令的一些示，以及每個指令對應的標志：

解釋指令ap+=123：

?為advancingap指令=>opcode=0

?next_ap=ap+res=>ap_update=b01=1

?next_pc=pc+instruction_size=>pc_update=b000=0

?res=op1=>res_logic(res)=b00=0

?op1=123=>op1_src(op1)=b001=1

?op1=123=>off_op1=1

?op0_reg/off_op0=>initalvalue(1/-1)///因為這個指令用不到這些flags，所以填充默認值

?dst_reg/off_dst=>initalvalue(1/-1)///因為這個指令用不到這些flags，所以填充默認值

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