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Revive 中的 Precompile 合约：实现与调用机制

news 来源：原创 2025/4/28 8:40:46

Polkadot 在 2.0 里面引入了新的 PolkaVM 来支持智能合约的运行，并且使用Revive Pallet 兼容 EVM。通过 Resolc 的编译，solidity 代码可以在 PolkaVM 上更加高效的运行。

在一般的 EVM 执行环境下，precompile 都是一个不可缺少的部分，能够提供一些通用的功能，例如 ecrecover 方法。比如在 Moonbeam中，precompile 的合约可以参考这个文档：Canonical Contract Addresses on Moonbeam（🔗： https://docs.moonbeam.network/builders/ethereum/canonical-contracts/#ethereum-mainnet-precompiles）。Revive Pallet 同样提供了一些 precompile 的合约给开发者使用。

代码分析

我们在 polkadot sdk 的代码库中，打开 precompiles（🔗: https://github.com/paritytech/polkadot-sdk/tree/master/substrate/frame/revive/src/pure_precompiles) 这个目录中，我们可以看的一些 precompile 合约的源代码。以 sha256 作为参考，它的代码实现非常简单，需要实现 Precompile 这个 trait。二个参数分别是对使用过的 gas 存贮的对象和一个 u8 类型的数组。它只需要通过调用 sp_io 里面的函数，然后返回就可以了。

/// The Sha256 precompile.pub struct Sha256;impl<T: Config> Precompile<T> for Sha256 {fn execute(gas_meter: &mut GasMeter<T>, input: &[u8]) -> Result<ExecReturnValue, &'static str> {		gas_meter.charge(RuntimeCosts::HashSha256(input.len() as u32))?;		let data = sp_io::hashing::sha2_256(input).to_vec();Ok(ExecReturnValue { data, flags: ReturnFlags::empty() })	}}

对这些 precompile 的调用入口在 pure precompile.rs (🔗 https://github.com/paritytech/polkadot-sdk/blob/master/substrate/frame/revive/src/pure_precompiles.rs#L59) 源文件里面，execute 方法通过合约地址的最后一个字节来找到需要调用的合约。可以看到 Sha256 的编号是 2，而 ECRecover 的是 1.

为什么只比较最后一个字节，因为我们把前 19 个字节都是 0 的分配给了 precompile 地址空间。

pub fn is_precompile(address: &H160) -> bool {    let bytes = address.as_bytes();    bytes.starts_with(&[0u8; 19]) && bytes[19] != 0 }

在运行到合约执行的时候，runtime 总是先通过地址来判断是否为 precompile 的合约。这个判断逻辑在 call (🔗: https://github.com/paritytech/polkadot-sdk/blob/master/substrate/frame/revive/src/exec.rs#L1485) 和 delegate call (🔗:https://github.com/paritytech/polkadot-sdk/blob/master/substrate/frame/revive/src/exec.rs#L1564) 最开始进行，如果是 precompile 合约，直接转到 Runtime 里面运行。不同版本的代码行数可以有区别，只需要搜索 is_precompile 就可以。

调用和验证

在理解了 precompile 以及他们的地址，我们就可以尝试着来调用他们。我们还是以 sha256 为例子，我们写一个简单的 solidity 合约，代码如下：合约非常简单，首先定义一个地址，然后通过 call 这个函数来调用 sha256 方法，这里可以输入一个 bytes 作为 input，并把它的结果放到链上存贮 result 里面。

// SPDX-License-Identifier: GPL-3.0 pragma solidity >=0.8.2 <0.9.0; contract Storage {    event CallPrecompile(bytes);    bytes result;    function callH256(bytes calldata input) public {        // address of precompile h256        address precompile = address(0x02);        // result        bool success;        bytes memory resultInMemory;        // just call it without selector        (success, resultInMemory) = precompile.call{value: 0}(input);        // emit the result        if (success) {            emit CallPrecompile(resultInMemory);        }        // put result in storage        result = resultInMemory;    }}

我们打开 polkaVM 的 remix，在浏览器中输入 https://remix.polkadot.io

把这个合约加到一个源文件中，并编译和部署。得到地址后，调用 callH256 函数，测试数据可以从这个文件（🔗 https://github.com/paritytech/polkadot-sdk/blob/master/substrate/frame/revive/src/pure_precompiles/testdata/2-sha256.json）得到，里面包含输入和输出的正确结果。

运行结果截图如下：