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以太坊源码解读（20）EVM 转账或调用合约

在了解合约调用之前，我们需要知道调用合约的本质是什么。在我们创建合约的时候，由run函数初始化的智能合约code（ret）储存在stateDB中。也就是说在内存中并没有Contract这个对象，而只是存在智能合约code。那我们如何调用合约呢？本质上，调用合约实际上是从合约账户中取出合约代码，然后NewContract()创建出一个临时的contract对象（如下图），然后执行contract的SetCallCode()或其他方法，确定智能合约的执行环境，然后执行run()函数，返回执行后的代码。

知道了这个过程，我们再来看看下面这个函数，智能合约的调用或普通交易——Call（）。

Call()的主要功能是执行一笔交易，具体的步骤如下：

1、交易执行前的检查：深度判断和余额状况；
2、如果世界状态中不存在这个账号，则创建这个账号；
3、进行转账；
4、创建一个待执行的合约对象，并执行；
5、处理交易执行返回值

一、Call（）的参数

func (evm *EVM) Call(caller ContractRef, addr common.Address, input []byte, gas uint64, value *big.Int)

caller：转出方地址；
addr：转入方地址，如果是调用智能合约，那就是智能合约的地址；
input：调用函数的参数
gas：当前交易的剩余gas；
value：转账额度；

二、Call的执行步骤

首先，执行前检查。

// 如果不允许递归深度大于0，直接退出
if evm.vmConfig.NoRecursion && evm.depth > 0 {
	return nil, gas, nil
}

// 如果递归深度大于1024，直接退出
if evm.depth > int(params.CallCreateDepth) {
	return nil, gas, ErrDepth
}
// 如果余额不够，直接退出
if !evm.Context.CanTransfer(evm.StateDB, caller.Address(), value) {
	return nil, gas, ErrInsufficientBalance
}

然后判断世界状态中是否存在这个账号，如果不存在则创建账号；

var (
    to       = AccountRef(addr)
    snapshot = evm.StateDB.Snapshot()
)
if !evm.StateDB.Exist(addr) {
    precompiles := PrecompiledContractsHomestead
    if evm.ChainConfig().IsByzantium(evm.BlockNumber) {
        precompiles = PrecompiledContractsByzantium
    }
    if precompiles[addr] == nil && evm.ChainConfig().IsEIP158(evm.BlockNumber) && value.Sign() == 0 {
        // Calling a non existing account, don't do anything, but ping the tracer
        if evm.vmConfig.Debug && evm.depth == 0 {
            evm.vmConfig.Tracer.CaptureStart(caller.Address(), addr, false, input, gas, value)
            evm.vmConfig.Tracer.CaptureEnd(ret, 0, 0, nil)
        }
        return nil, gas, nil
    }
    evm.StateDB.CreateAccount(addr)
}

第三步进行转账。

evm.Transfer(evm.StateDB, caller.Address(), to.Address(), value)

第四步创建一个待执行的合约对象，并执行。

contract := NewContract(caller, to, value, gas)
contract.SetCallCode(&addr, evm.StateDB.GetCodeHash(addr), evm.StateDB.GetCode(addr))

// Even if the account has no code, we need to continue because it might be a precompile
start := time.Now()

// Capture the tracer start/end events in debug mode
if evm.vmConfig.Debug && evm.depth == 0 {
	evm.vmConfig.Tracer.CaptureStart(caller.Address(), addr, false, input, gas, value)

	defer func() { // Lazy evaluation of the parameters
		evm.vmConfig.Tracer.CaptureEnd(ret, gas-contract.Gas, time.Since(start), err)
	}()
}
ret, err = run(evm, contract, input, false)

这里create()不同的是构建新contract对象的时候，create()调用了SetCodeOptionalHash(&address, codeAndHash)，而这里我们调用的是SetCallCode(&addr, evm.StateDB.GetCodeHash(addr), evm.StateDB.GetCode(addr))。create()中构建的contract对象中的Code是来自原始transaction中的Payload，而在Call()构建的contract对象中的Code则是create()中初始化智能合约即执行run()之后返回的ret，这两者在结构上是有区别的。

当我们写完智能合约通过solidity编译器生成合约代码时，最前面是一段合约部署代码，用来引导合约的部署，transaction中的Payload就包含这一段，它可以引导执行合约构造函数。当我们部署完成后，在智能合约地址中储存的Code却不包含合约部署代码部分，而是只有后面的部分，即ret。所以当我们调用智能合约的时候，构建的contract的code只有ret，直接从合约函数引导的代码开始执行。

三、智能合约的连环调用

我们说过智能合约EVM的递归调用深度为1024，也就是指通过一个合约调用另一个合约，像这样的调用可以递归1024次。

为什么说是“递归”？因为从一个智能合约调用另一个智能合约，比如通过Call()方法，都要重新构建contract实例，然后执行run()。而run()的执行是通过EVMinterpreter.Run()进行的。而在EVMInterpreter结构体中又传入了*EVM的地址，然后执行了evm.depth++。所以实际上每一次调用都是在同一个EVM内进行的。

连环调用的方法有下面几种：1、Call()；2、CallCode()；3、DelegateCall()。

Call()

to = AccountRef(addr)
contract := NewContract(caller, to, value, gas)

// 假设有外部账户A，合约账户B和合约账户C
A Call B ——> ContractB
CallerAddress: A
Caller:        A
self:          B

B Call C ——> ContractC
CallerAddress: B
Caller:        B
self:          C

CallCode()

to = AccountRef(caller.Address())
contract := NewContract(caller, to, value, gas)

// 假设有外部账户A，合约账户B和合约账户C
A Call B ——> ContractB
CallerAddress: A
Caller:        A
self:          B

B Callcode C ——> ContractC
CallerAddress: B
Caller:        B
self:          B

delegateCall()

to = AccountRef(caller.Address())
contract := NewContract(caller, to, nil, gas).AsDelegate()

func (c *Contract) AsDelegate() *Contract {
	parent := c.caller.(*Contract)
	c.CallerAddress = parent.CallerAddress
	c.value = parent.value

	return c
}

// 假设有外部账户A，合约账户B和合约账户C
A Call B ——> ContractB
CallerAddress: A
Caller:        A
self:          B

B DelegateCall C ——> ContractC
CallerAddress: A
Caller:        B
self:          B

从代码上看，这三者的主要区别就是这一点，主要就是在contract结构中的callerAddress、caller和self这三个的值不同。

如果外部账户A的某个操作通过Call方法调用B合约，而B合约又通过Call方法调用了C合约，那么最后实际上修改的是合约C账户的值；

如果外部账户A的某个操作通过Call方法调用B合约，而B合约通过CallCode方法调用了C合约，那么B只是调用了C中的函数代码，而最终改变的还是合约B账户的值。

DelegateCall其实跟CallCode方法的目的类似，都是只调用指定地址（合约C）的代码，而操作B的值。只不过它明确了CallerAddress是来自A，而不是B。所以这两种方法都可以用来实现动态库：即你调用我的函数和方法改动的都是你自己的数据）。

下一节：以太坊源码解读（21）EVM 解释器

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