简介
在竞争激烈的以太坊开发领域，每一 gas 单位都至关重要，Huff 是一种将智能合约优化推向极限的工具，因此脱颖而出。Huff 最初由 Aztec Protocol 团队开发，用于优化他们的 Weierstrudel 椭圆曲线库。Huff 是一种基于宏的低级语言，专为编写高效的 EVM 字节码而设计。它提供对 EVM 操作码的直接访问，使开发人员能够无与伦比地控制执行和性能。
然而，这种强大功能伴随着陡峭的学习曲线、极少的抽象和几乎没有内置的安全性。Huff 并不适合胆小的人 —— 它适用于那些愿意深入研究 EVM 内部结构以获得最大效率的开发人员。
这个分为三个部分的文章系列探讨了 Huff 的语法、优点和实际应用。在第 1 部分中，我们讨论：
什么是 Huff 其独特的语言功能 语法、宏和结构 诸如 ERC20 transfer和 SumArray 谜题之类的用例
什么是 Huff？
Huff 是一种 EVM 的特定领域语言，完全专注于 gas 效率。 它去除了高级的便利，暴露了以太坊执行环境的本质。
起源
创建于 2019 年，用于优化 Aztec Protocol 的加密库 旨在让开发人员完全控制内存、存储和执行
主要特点
挑战
复杂性： 需要深入了解 EVM 堆栈 手动调试： 没有符号堆栈，调试完全是手动的 容易出错： 缺乏安全网可能会引入细微的错误 较小的生态系统： 比 Solidity 或 Vyper 更少的社区支持
为什么使用 Huff？
尽管 Huff 存在难度，但它在对性能至关重要的场景中表现出色：
加密库： 例如，哈希、椭圆曲线 对 Gas 敏感的智能合约： 例如，ERC20 代币、Uniswap 类型的 AMM 自定义 EVM 逻辑： 专门的操作码序列 学习工具： 非常适合掌握 EVM 内部结构
Huff 语法和结构
Huff 的核心围绕以下内容构建：
常量 宏 操作码
常量
常量使用 #define constant 将原始值注入到字节码中：
##define constant BALANCE_SLOT = 0x00宏
宏是构建逻辑的主要方式。它们显式定义输入 / 输出堆栈大小并使用原始操作码。
示例：安全加法
##define macro MATH__ADD() = takes(2) returns(1) {
// 堆栈：a, b
dup2 add
dup1 swap2 gt
[OVERFLOW_ERROR] jumpi
}函数分发器
Huff 不使用 Solidity 风格的选择器。相反，你可以使用 calldataload 和 jumpi 手动路由函数：
##define macro MAIN() = takes(0) returns(0) {
0x00 calldataload
0xe0 shr
dup1 0xa9059cbb eq transfer jumpi
0x00 0x00 revert
}用例：Huff 中的 ERC20 Transfer
让我们在纯 Huff 中构建一个简单的 transfer(address,uint256)。
常量
##define constant BALANCE_SLOT = 0x00
##define constant TRANSFER_SIGNATURE = 0xa9059cbb
##define constant TRANSFER_EVENT = 0xDDF252AD...地址掩码
##define macro ADDRESS_MASK() = takes(1) returns(1) {
0x000000000000000000000000ffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff and
}初始数据加载
##define macro TRANSFER_INIT() = takes(0) returns(6) {
0x04 calldataload ADDRESS_MASK() // recipient
caller // sender
[TRANSFER_EVENT] // event signature
0x20 0x00 // memory layout
0x24 calldataload // amount
}贷记接收者
##define macro TRANSFER_GIVE_TO() = takes(6) returns(7) {
dup6 0x00 mstore
0x40 0x00 sha3
dup1 sload
dup3 add
dup1 dup4 gt
swap2 sstore
}借记发送者
##define macro TRANSFER_TAKE_FROM() = takes(7) returns(8) {
caller 0x00 mstore
0x40 0x00 sha3
dup1 sload
dup4 dup2 sub
dup5 swap3 sstore
lt
}主要逻辑
##define macro TRANSFER() = takes(0) returns(0) {
TRANSFER_INIT()
TRANSFER_GIVE_TO()
TRANSFER_TAKE_FROM()
callvalue or or throw_error jumpi
0x00 mstore log3
0x01 0x00 mstore
0x20 0x00 return
}分发器
##define macro MAIN() = takes(0) returns(0) {
0x00 calldataload 0xe0 shr
dup1 [TRANSFER_SIGNATURE] eq transfer jumpi
0x00 0x00 revert
transfer:
TRANSFER()
throw_error:
0x00 0x00 revert
}总结：
手动执行溢出 / 下溢检查 发出 Transfer事件内联宏以提高效率
用例：SumArray 谜题
SumArray 谜题从 calldata 中获取 uint256[] 并返回它们的总和。
##define macro SUM_ARRAY() = takes(0) returns(0) {
0x44 calldatasize sub
push0
push0
loopBegin:
dup3 dup2 0x20 mul lt iszero end jumpi
dup1 0x20 mul 0x44 add calldataload
dup3 add
swap2 pop
0x01 add
loopBegin jump
end:
pop
push0 mstore
0x20 push0 return
}分发器
##define macro MAIN() = takes(0) returns(0) {
0x00 calldataload 0xe0 shr
dup1 0x1e2aea06 eq sumArray jumpi
0x00 0x00 revert
sumArray:
SUM_ARRAY()
}Gas 比较：
Solidity： ~2910 gas Huff： ~916 gas 节省： ~68%
开发工作流程
工具
huffc: Huff 编译器 Foundry: 使用 Forge 进行测试和部署 HuffDeployer: 用于部署的 CLI 工具
步骤
使用宏编写 .huff文件编译：
huffc contracts/MyContract.huff --bytecode使用 Foundry 进行测试 使用 forge script部署
用户流程图
结论
在第 1 部分中，我们探讨了是什么让 Huff 成为一种独特而强大的语言，适用于专注于 Gas 优化的 EVM 开发人员。我们介绍了语法、宏系统和两个工作示例：ERC20.transfer() 和 SumArray。
原文链接：https://medium.com/@ankitacode11/mastering-huff-building-gas-optimized-smart-contracts-from-scratch-part-1-6276104ccac5 登链社区 AI 助手，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，还请包涵～
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