Add Push3Interpreter and a simple test.
This commit is contained in:
zjkree
@@ -1,14 +0,0 @@
|
||||
// SPDX-License-Identifier: UNLICENSED
|
||||
pragma solidity ^0.8.13;
|
||||
|
||||
contract Counter {
|
||||
uint256 public number;
|
||||
|
||||
function setNumber(uint256 newNumber) public {
|
||||
number = newNumber;
|
||||
}
|
||||
|
||||
function increment() public {
|
||||
number++;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,303 @@
|
||||
// SPDX-License-Identifier: MIT
|
||||
pragma solidity ^0.8.20;
|
||||
|
||||
import "forge-std/console.sol";
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @title Push3Interpreter
|
||||
* @dev Demonstrates a minimal Push3-like interpreter that uses
|
||||
* a token-based bytecode approach. We fix the assembly
|
||||
* endianness issues by copying exact bytes for 2- and 4-byte reads.
|
||||
*/
|
||||
contract Push3Interpreter {
|
||||
// -----------------------------------------------------
|
||||
// 1. ENUMS
|
||||
// -----------------------------------------------------
|
||||
enum CodeTag {
|
||||
NO_TAG, // 0
|
||||
INSTRUCTION, // 1
|
||||
INT_LITERAL, // 2
|
||||
SUBLIST // 3
|
||||
}
|
||||
|
||||
enum OpCode {
|
||||
NOOP, // 0
|
||||
INTEGER_PLUS // 1
|
||||
}
|
||||
|
||||
// -----------------------------------------------------
|
||||
// 2. DESCRIPTOR BIT LAYOUT
|
||||
// -----------------------------------------------------
|
||||
// [255..248] : tag (8 bits)
|
||||
// [247..216] : offset (32 bits) (for SUBLIST)
|
||||
// [215..184] : length (32 bits) (for SUBLIST)
|
||||
// [183..0] : leftover bits (opcode or literal data)
|
||||
|
||||
function getTag(uint256 desc) internal pure returns (CodeTag) {
|
||||
return CodeTag(uint8(desc >> 248));
|
||||
}
|
||||
|
||||
function getOffset(uint256 desc) internal pure returns (uint32) {
|
||||
return uint32(desc >> 216);
|
||||
}
|
||||
|
||||
function getLength(uint256 desc) internal pure returns (uint32) {
|
||||
return uint32(desc >> 184);
|
||||
}
|
||||
|
||||
function getLow184(uint256 desc) internal pure returns (uint256) {
|
||||
return desc & ((1 << 184) - 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Build a descriptor
|
||||
function makeDescriptor(
|
||||
CodeTag tag,
|
||||
uint32 offset,
|
||||
uint32 length,
|
||||
uint256 low184
|
||||
)
|
||||
public
|
||||
pure
|
||||
returns (uint256)
|
||||
{
|
||||
require(low184 < (1 << 184), "low184 out of range");
|
||||
return
|
||||
(uint256(uint8(tag)) << 248) |
|
||||
(uint256(offset) << 216) |
|
||||
(uint256(length) << 184) |
|
||||
low184;
|
||||
}
|
||||
|
||||
function makeInstruction(OpCode op) internal pure returns (uint256) {
|
||||
return makeDescriptor(CodeTag.INSTRUCTION, 0, 0, uint256(uint8(op)));
|
||||
}
|
||||
|
||||
function getOpCode(uint256 desc) internal pure returns (OpCode) {
|
||||
return OpCode(uint8(desc & 0xFF));
|
||||
}
|
||||
|
||||
function makeIntLiteral(int32 val) internal pure returns (uint256) {
|
||||
// store 32-bit integer in leftover
|
||||
uint256 masked = uint256(uint32(val));
|
||||
return makeDescriptor(CodeTag.INT_LITERAL, 0, 0, masked);
|
||||
}
|
||||
|
||||
function extractInt32(uint256 desc) internal pure returns (int32) {
|
||||
// read the low 32 bits
|
||||
return int32(uint32(getLow184(desc)));
|
||||
}
|
||||
|
||||
// -----------------------------------------------------
|
||||
// 3. HELPER READS
|
||||
// -----------------------------------------------------
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @dev Read 4 bytes from `code` at `start` as uint32.
|
||||
*/
|
||||
function readUint32(bytes calldata code, uint32 start) internal pure returns (uint32 val) {
|
||||
require(start + 4 <= code.length, "readUint32 out of range");
|
||||
uint256 word;
|
||||
assembly {
|
||||
let buf := mload(0x40) // free memory
|
||||
// copy exactly 4 bytes from code into buf
|
||||
calldatacopy(buf, add(code.offset, start), 4)
|
||||
word := mload(buf)
|
||||
}
|
||||
val = uint32(word >> 224);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @dev Read 2 bytes from `code` at `start` as uint16.
|
||||
*/
|
||||
function readUint16(bytes calldata code, uint32 start) internal pure returns (uint16 val) {
|
||||
require(start + 2 <= code.length, "readUint16 out of range");
|
||||
assembly {
|
||||
let buf := mload(0x40)
|
||||
calldatacopy(buf, add(code.offset, start), 2)
|
||||
let word := mload(buf)
|
||||
val := and(word, 0xffff)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// -----------------------------------------------------
|
||||
// 4. SUBLIST PARSING
|
||||
// -----------------------------------------------------
|
||||
/**
|
||||
* Token format:
|
||||
* 0x00 => NOOP
|
||||
* 0x01 => INTEGER_PLUS
|
||||
* 0x02 => INT_LITERAL => read next 4 bytes => int32
|
||||
* 0x03 => SUBLIST => read next 2 bytes => subLen => parse that
|
||||
*/
|
||||
function parseSublist(bytes calldata code, uint32 off, uint32 len)
|
||||
internal
|
||||
pure
|
||||
returns (uint256[] memory descs)
|
||||
{
|
||||
uint256[] memory temp = new uint256[](len);
|
||||
uint256 count = 0;
|
||||
uint32 endPos = off + len;
|
||||
uint32 cur = off;
|
||||
|
||||
while (cur < endPos) {
|
||||
if (cur >= code.length) {
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
uint8 tokenType = uint8(code[cur]);
|
||||
cur++;
|
||||
|
||||
if (tokenType == 0x00) {
|
||||
// NOOP
|
||||
temp[count] = makeInstruction(OpCode.NOOP);
|
||||
count++;
|
||||
}
|
||||
else if (tokenType == 0x01) {
|
||||
// INTEGER_PLUS
|
||||
temp[count] = makeInstruction(OpCode.INTEGER_PLUS);
|
||||
count++;
|
||||
}
|
||||
else if (tokenType == 0x02) {
|
||||
// INT_LITERAL => 4 bytes
|
||||
if (cur + 4 <= endPos && (cur + 4) <= code.length) {
|
||||
uint32 raw = readUint32(code, cur);
|
||||
cur += 4;
|
||||
int32 val = int32(raw);
|
||||
temp[count] = makeIntLiteral(val);
|
||||
count++;
|
||||
} else {
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
else if (tokenType == 0x03) {
|
||||
// SUBLIST => read 2 bytes => length
|
||||
if (cur + 2 <= endPos && (cur + 2) <= code.length) {
|
||||
uint16 subLen = readUint16(code, cur);
|
||||
cur += 2;
|
||||
if (cur + subLen <= endPos && (cur + subLen) <= code.length) {
|
||||
// create descriptor
|
||||
temp[count] = makeDescriptor(CodeTag.SUBLIST, cur, subLen, 0);
|
||||
count++;
|
||||
// skip over that subLen chunk
|
||||
cur += subLen;
|
||||
} else {
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
} else {
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
// unknown => NOOP
|
||||
temp[count] = makeInstruction(OpCode.NOOP);
|
||||
count++;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
descs = new uint256[](count);
|
||||
for (uint256 i = 0; i < count; i++) {
|
||||
descs[i] = temp[i];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// -----------------------------------------------------
|
||||
// 5. MAIN INTERPRETER
|
||||
// -----------------------------------------------------
|
||||
function runInterpreter(
|
||||
bytes calldata code,
|
||||
uint256[] calldata initCodeStack,
|
||||
uint256[] calldata initExecStack,
|
||||
int256[] calldata initIntStack
|
||||
)
|
||||
external
|
||||
pure
|
||||
returns (
|
||||
uint256[] memory finalCodeStack,
|
||||
uint256[] memory finalExecStack,
|
||||
int256[] memory finalIntStack
|
||||
)
|
||||
{
|
||||
// A) CODE STACK
|
||||
uint256[] memory codeStack = new uint256[](initCodeStack.length + 256);
|
||||
uint256 codeTop = initCodeStack.length;
|
||||
for (uint256 i = 0; i < initCodeStack.length; i++) {
|
||||
codeStack[i] = initCodeStack[i];
|
||||
}
|
||||
|
||||
// B) EXEC STACK
|
||||
uint256[] memory execStack = new uint256[](initExecStack.length + 256);
|
||||
uint256 execTop = initExecStack.length;
|
||||
for (uint256 e = 0; e < initExecStack.length; e++) {
|
||||
execStack[e] = initExecStack[e];
|
||||
}
|
||||
|
||||
// C) INT STACK
|
||||
int256[] memory intStack = new int256[](initIntStack.length + 256);
|
||||
uint256 intTop = initIntStack.length;
|
||||
for (uint256 k = 0; k < initIntStack.length; k++) {
|
||||
intStack[k] = initIntStack[k];
|
||||
}
|
||||
|
||||
// D) MAIN LOOP
|
||||
while (execTop > 0) {
|
||||
uint256 topDesc = execStack[execTop - 1];
|
||||
execTop--;
|
||||
|
||||
CodeTag tag = getTag(topDesc);
|
||||
|
||||
if (tag == CodeTag.INSTRUCTION) {
|
||||
OpCode op = getOpCode(topDesc);
|
||||
if (op == OpCode.NOOP) {
|
||||
// do nothing
|
||||
}
|
||||
else if (op == OpCode.INTEGER_PLUS) {
|
||||
// pop top 2 => sum
|
||||
if (intTop >= 2) {
|
||||
int256 a = intStack[intTop - 1];
|
||||
int256 b = intStack[intTop - 2];
|
||||
intTop -= 2;
|
||||
intStack[intTop] = b + a;
|
||||
intTop++;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
else if (tag == CodeTag.INT_LITERAL) {
|
||||
int32 val = extractInt32(topDesc);
|
||||
intStack[intTop] = int256(val);
|
||||
intTop++;
|
||||
}
|
||||
else if (tag == CodeTag.SUBLIST) {
|
||||
// parse sublist => push in reverse
|
||||
uint32 off = getOffset(topDesc);
|
||||
uint32 len = getLength(topDesc);
|
||||
|
||||
if (off + len <= code.length) {
|
||||
uint256[] memory parsed = parseSublist(code, off, len);
|
||||
for (uint256 p = 0; p < parsed.length; p++) {
|
||||
execStack[execTop] = parsed[parsed.length - 1 - p];
|
||||
execTop++;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
// NO_TAG => do nothing
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// E) RETURN
|
||||
finalCodeStack = new uint256[](codeTop);
|
||||
for (uint256 i = 0; i < codeTop; i++) {
|
||||
finalCodeStack[i] = codeStack[i];
|
||||
}
|
||||
|
||||
finalExecStack = new uint256[](execTop);
|
||||
for (uint256 i = 0; i < execTop; i++) {
|
||||
finalExecStack[i] = execStack[i];
|
||||
}
|
||||
|
||||
finalIntStack = new int256[](intTop);
|
||||
for (uint256 i = 0; i < intTop; i++) {
|
||||
finalIntStack[i] = intStack[i];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
Reference in New Issue
Block a user