比特幣腳本語言

腳本是一種簡單的腳本語言，也是比特幣交易處理的核心。若是你曾經寫過彙編代碼，你會發現這篇文章很容易理解，並且多是有趣的；不然它多是特別具挑戰性的。因此請保持專一！

趕上機器碼

腳本是計算機程序，做爲程序員，你固然知道程序是什麼。程序接受輸入，執行一段時間，而後返回輸出。編程語言是咱們編寫計算機能理解的程序的工具，由於大多數語言都帶有編譯器，能夠將人性化的代碼映射到CPU來操做，因此也稱爲操做碼。

操做碼

操做碼包括內存操做，數學，循環，函數調用以及在程序編程語言（如C）中找到的全部內容。它們構成CPU的口語，即所謂的機器碼。因爲字節是計算機的首選習慣用法，所以操做碼也是字節。結果就是，機器碼錶示要在CPU上執行的操做的字節串。

在像C這樣的高級編程語言中考慮這段代碼：

x = 0x23;
x += 0x4b;
x *= 0x1e;

如今假設你要在假設的小尾數的CPU上編譯和運行此代碼，該CPU具備16位內存（寄存器）的單個單元和如下操做碼集：

opcode	encoding	V
SET(V)	ab V	16-bit
ADD(V)	ac V	16-bit
MUL(V)	ad V	16-bit

操做碼解釋以下：

• SET使用值V加載寄存器。
• ADD將V添加到寄存器中。
• MUL將寄存器乘以V。

這種CPU的編譯器將生成這9個字節的機器代碼：

ab 23 00 ac 4b 00 ad 1e 00

如下是它的解釋方式：

• 1.使用值23加載寄存器。
• 2.將4b添加到寄存器，如今是23 + 4b = 6e。
• 3.將寄存器乘以1e，獲得6e * 1e = ce4。

寄存器保存最終結果，即ce4。

堆棧內存

大多數狀況下，咱們須要使用變量跟蹤複雜的程序狀態。在C中，根據變量是靜態分配仍是使用malloc分配，它存儲在不一樣排列的內存中。雖然malloc-ed數據像一個很是大的數組中的元素同樣被訪問，但靜態變量被推送到一堆名爲stack的項目中並從中彈出。堆棧以LIFO方式運行（後進先出），這意味着你推送的最後一個項目將是第一個彈出的項目。

考慮這個虛函數：

int foo() {

    /* 1 */

    /* 2 */
    uint8_t a = 0x12;
    uint16_t b = 0xa4;
    uint32_t c = 0x2a5e7;

    /* 3 */
    uint32_t d = a + b + c;

    return d;

    /* 4 */
}

堆棧最初是空的（1）：

[]

而後，推送三個變量（2）：

[12]
[12, a4 00]
[12, a4 00, e7 a5 02 00]

第四個變量被賦予其餘變量的總和並被推入堆棧（3）：

[12, a4 00, e7 a5 02 00, 9d a6 02 00]

堆棧的尖端是返回值，並經過其餘方式發送回函數調用者。每一個臨時堆棧變量都會在塊（4）的末尾彈出，由於必須平衡推push/彈pop操做，以便堆棧始終返回其初始狀態：

[12, a4 00, e7 a5 02 00]
[12, a4 00]
[12]
[]

腳本機器碼

一樣，比特幣核心有本身的「虛擬處理器」來解釋腳本機器碼。腳本具備豐富的操做碼，但與英特爾等徹底成熟的CPU相比卻很是有限。關於腳本的一些關鍵事實：

• 1.腳本不循環。
• 2.腳本老是終止。
• 3.腳本內存訪問是基於堆棧的。

實際上，第1點也意味着第2點。第3點意味着在Script中沒有像命名變量這樣的東西，你只需在堆棧上進行計算。一般，你推送的堆棧項成爲後續操做碼的操做數。在腳本的末尾，頂部堆棧項是返回值。

在介紹現實世界的腳本以前，讓咱們先列舉一些操做碼。如需全套，請查看比特官方維基頁面。

常量

如下操做碼將數字0-16推入堆棧：

opcode	encoding
OP_0	00
OP_1-OP_16	51-60

按照慣例，OP_0和OP_1也表示布爾值OP_FALSE（零）和OP_TRUE（非零）。

例：

54 57 00 60

或者：

OP_4 OP_7 OP_0 OP_16

這是堆棧如何發展：

[]
[4]
[4, 7]
[4, 7, 0]
[4, 7, 0, 16]

返回值是最高項，所以腳本返回16。我知道，這是毫無心義的，但這是一個開始。

推送數據

提供了幾個操做碼來推送自定義數據。它們的操做數大小不一樣：

opcode	encoding	L (length)	D (data)
OP_PUSHDATA1	4c L D	8-bit	L bytes
OP_PUSHDATA2	4d L D	16-bit	L bytes
OP_PUSHDATA4	4e L D	32-bit	L bytes

例如，若是你的數據長度能夠存儲爲8位數字，那麼OP_PUSHDATA1是你的最佳選擇。看這個：

4c 14 11 06 03 55 04 8a
0c 70 3e 63 2e 31 26 30
24 06 6c 95 20 30

第一個字節顯然是OP_PUSHDATA1操做碼，後面是1字節長度14，即十進制20.所以，接下來會有20個字節的數據。這條指令的做用是將這些數據壓入堆棧：

[11 06 03 55 04 8a 0c 70
 3e 63 2e 31 26 30 24 06
 6c 95 20 30]

實際上，與varints同樣，對於很是短的數據有一種特殊的編碼。若是操做碼位於01和4b（包括）之間，則它是一個推送數據操做，其中操做碼自己是以字節爲單位的長度：

opcode	encoding	L (length)	D (data)
L	L D	01-4b	L bytes

例如，在字符串中：

07 8f 49 b2 e2 ec 7c 44

操做碼07意味着要推送7個字節的數據：

[8f 49 b2 e2 ec 7c 44]

區塊鏈中的下一個塊呢？

你學到了一些關於機器代碼和操做碼的知識。腳本是礦工軟件理解的簡單低級語言。使用堆棧內存跟蹤腳本狀態。

在下一篇文章中，我將向你展現操做代碼，它不只僅是推送數據。 若是你喜歡它，請分享這篇文章！

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