Sin7y團隊解讀：Cairo - 指令_RES:比特幣

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：

2022年12月比特幣礦工收入環比下降2.75%:金色財經報道，數據顯示，比特幣礦工在2022年12月創造了約4.6億美元的收入，低于11月份的4.73億美元，月跌幅2.75%。此外，12月比特幣礦工收入中，有4.51億美元來自區塊補貼獎勵，僅911萬美元源于交易費用。（The Block）[2023/1/1 22:19:52]

2.2指令校驗

如圖1所示，?個指令由以下元素組成：

3.指令示例

Bankless收購空投聚合器平臺Earnifi:金色財經報道，去中心化社區Bankless在社交媒體發文確認已完成對空投聚合器平臺Earnifi的收購，但收購金額沒有對外披露。本次收購完成后，Bankless也能向其用戶提供DeFi構建工具，該平臺透露目前正在構建Earnifi機器人服務并將拓展更多產品類別。[2022/12/3 21:18:52]

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：

FTX US在當地時間周五中午停止處理提款:金色財經報道，FTX US在當地時間周五中午停止處理提款。（Coindesk）[2022/11/12 12:53:50]

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?

?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。

Marathon Digital向Compute North投資3130萬美元:金色財經報道，比特幣礦商Marathon Digital (MARA)表示，已經向破產的數據中心Compute North內的不同實體投資了1000萬美元的可轉換優先股和2130萬美元的無擔保高級期票。

根據周四的一份聲明，該公司還向Compute North支付了約5,000萬美元的運營保證金。該公司表示，這些押金主要與德克薩斯州King Mountain和Wolf Hollow采礦設施的持續運營相關的保證金和預付款有關。（coindesk）[2022/10/6 18:41:08]

指令的語法如下所示：?

#Unconditionaljumps.?

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：

福布斯：當前比特幣挖礦收入潛力已較去年峰值下降了約68%:金色財經報道，隨著加密貨幣走向熊市和比特幣挖礦難度持續上升，比特幣礦工的利潤率正在快速下降。據福布斯分析，當前比特幣挖礦收入潛力較 2021 年的峰值下降了約 68%，較 2021 年的平均水平下降了 58%。在過去一年中，26次比特幣挖礦難度調整中有18次難度增加，僅有4次難度下降。隨著比特幣挖礦盈利能力下降，大多數比特幣上市礦企跌幅超過60%（比如Riot、Core Scientific、Argo Blockchain、Cleanspark 等）。[2022/5/21 3:31:38]

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

參考

SpecificationforCairo:https://arxiv.org/pdf/2109.14534.pdf

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