EVM 存储结构

1. non-volatile (不容易丢失的)存储在code和storage 里的数据
2. volatile（容易丢失的） 存储在stack, args, memory里的话数据

各个存储位置的含义

• Code： 专门存储只能合约的二进制源码的空间；
• Storage: 合约持久化存储数据的地方；Storage 是一个巨大的map, 一共$2^{256}$个插槽，每个插槽有32byte;
• Stack 及所说的运行栈，用来保存EVM 的输入输出，可以免费使用，没有gas消耗，用来保存函数的局部变量，数量被限制在16个，stack的最大深度为1024,其中每个单元是32bytes;
• Args 也叫calldata, 是一段只读的可寻址的保存函数调用参数的空间，与栈不同的地方是，如果要使用calldata 里面的数据，必须手动指定偏移量和读取的字节数。
• Memory 一个简单的字节数组，用于在运行期间存储数据，将参数传递给内部函数。基于32byte 进行寻址和扩展。

状态变量如何存储

• 对于大小在32字节以内的变量（常量），以其定义的顺序作为它的索引值存储。
• 对于连续较小的值，可能被优化存储在同一个位置

合约中前四个状态变量都是 uint64 类型的，则四个状态变量的值会被打包成一个 32 字节的值存储在 0 位置。

结构体

对于代下载32字节以内的结构体同样也是顺序存储。

例如结构体变量索引定义在位置 0，结构体内部有两个成员，则这两个成员的依序为 0 和 1

映射（map）

map 存储位置是通过 keccak256 (bytes32(key) + bytes32(position) ) 计算得到的,position 表示 key 对应 storage 类型变量存储的位置。

数组

定长数组

同上，只要在 32 字节以内也是顺序存储，不过在编译时编译器会进行边界检查防止越界。

可变长度素组

由于可变长度数组长度不定，一般在编译可变长度数组时候会提前预留存储空间，所以就会使用状态变量的位置存储数组的长度。 具体的数据地址会通过keccak256(bytes32(position))算出数组首地址，再加数组长度偏移量获得具体的元素。

理论的最大值是$2^{256}-1$

字节数组和字符串

1. 对于定长字节数组则是同定长数组一样；
2. 对于可变字节数组和字符串，会在存储值位置补0一直到32字节，并用补0的最后一个字节存储字符串的编码长度。

当节数组和字符串长度大于31字节时

1. 变量位置存储编码长度，并且编码长度公式更换为编码长度 = 字符数 * 2 + 1
2. 真实存储值第一个位置通过公式 keccak256(bytes32(position)) 获取，剩余值在获取到的位置顺序存储，同样在最后存储位置补0到32字节。