TVM 概述

所有 TON 智能合约都在其自己的 TON 虚拟机（TVM）上执行。TVM 基于 栈原理 构建，这使得它高效且易于实现。

本文提供了TVM如何执行交易的概览。

提示

• TVM 源码 — TVM C++ 实现

交易和阶段

当 TON 链中的某个帐户发生某些事件时，它会引发一个交易。最常见的事件是"接收某个消息"，但一般来说还可能有 tick-tock、merge、split 和其他事件。

每个交易包含最多 5 个阶段：

1. Storage phase - 在此阶段，由于合约占用链状态中的某些空间而积累的存储费用被计算。阅读更多信息 存储费用。
2. Credit phase - 在此阶段，根据（可能的）传入消息值和收集的存储费用计算合约的余额。
3. Compute phase - 在此阶段，TVM 执行合约（见下文），合约执行的结果是 exit_code、actions（动作序列的序列化列表）、gas_details、new_storage 等的聚合。
4. Action phase - 如果 Compute phase 成功，在此阶段处理来自 Compute Phase 的 actions。特别是，动作可能包括发送消息、更新智能合约代码、更新库等。请注意，在处理过程中某些动作可能失败（例如，如果我们尝试发送比合约拥有的 TON 更多的消息），在这种情况下整个交易可能会回滚或跳过此动作（这取决于动作的模式，换句话说，合约可能会发送 send-or-revert 或 try-send-if-no-ignore 类型的消息）。
5. Bounce phase - 如果 Compute Phase 失败（它返回 exit_code >= 2），在此阶段为由传入消息发起的事务形成 反弹消息。

Compute phase

在此阶段，执行 TVM。

TVM 状态

在任何给定时刻，TVM 状态由 6 个属性完全确定：

• Stack - （见下文）
• Control registers - （见下文）简单地说，这意味着最多可在执行期间直接设置和读取的 16 个变量
• Current continuation - 描述当前执行的指令序列的对象
• Current codepage - 简单地说，这表示当前正在运行的 TVM 版本
• Gas limits - 一组 4 个整数值；当前 gas 限制 g_l、最大 gas 限制 g_m、剩余 gas g_r 和 gas 信用 g_c
• Library context - 可以由 TVM 调用的库的哈希映射

TVM 是堆栈机

TVM 是一个后进先出的堆栈机。总共有 7 种类型的变量可以存储在堆栈中 — 三种非cell类型：

• Integer(整数) - 有符号的 257 位整数
• Tuple(元组) - 由最多 255 个元素组成的有序集合，具有任意值类型，可能是不同的。
• Null(空)

以及四种不同的cell类型：

• Cell(cell) - TON 区块链用于存储所有数据的基本（可能是嵌套的）不透明结构
• Slice(切片) - 一种特殊的对象，允许从cell中读取
• Builder(构建器) - 一种特殊的对象，允许您创建新的cell
• Continuation(延续对象) - 一种特殊的对象，允许您将cell TVM 指令的源

控制寄存器

• c0 — 包含下一个 continuation 或返回 continuation（类似于常规设计中的子例程返回地址）。此值必须是一个 Continuation。
• c1 — 包含备用（返回） continuation ；此值必须是一个 Continuation。
• c2 — 包含异常处理程序。此值是一个 Continuation，在触发异常时调用。
• c3 — 支持寄存器，包含当前字典，本质上是一个包含程序中使用的所有函数的代码的哈希映射。此值必须是一个 Continuation。
• c4 — 包含持久数据的根，或简单地说，合约的 data 部分。此值是一个 Cell。
• c5 — 包含输出动作。此值是一个 Cell。
• c7 — 包含临时数据的根。它是一个 Tuple。

TVM 的初始化

TVM 在事务执行到达 Compute Phase 时初始化，然后从 当前 continuation 执行命令（操作码），直到没有更多的命令要执行（并且没有用于返回跳转的 continuation）。

可以在这里找到初始化过程的详细说明：TVM 初始化

TVM 指令

TVM 指令列表可以在这里找到：TVM 指令。

TVM 执行的结果

除了 exit_code 和消耗的 gas 数据之外，TVM 还间接输出以下数据：

• c4 寄存器 - 将作为智能合约的新 data 存储的cell（如果执行不会在此阶段或以后的阶段回滚）
• c5 寄存器 - （输出动作列表）列表中最后一个动作和对先前动作的引用的cell（递归）

所有其他寄存器值都将被忽略。

请注意，由于最大cell深度 <1024 以及特别是 c4 和 c5 深度 <=512 的限制，一次 tx 中的输出动作数量将受到限制 <=255。如果合约需要发送的消息超过这个限制，它可以发送带有请求 continue_sending 的消息给自己，并在随后的交易中发送所有必要的消息。

参见

• TVM 指令
• TON TVM TVM 概念（可能包含过时的信息）