我們需要位元遮罩操作碼嗎？AAVE V4 核心合約中有 23.3% 的字節碼用於位元遮罩

在所有已部署的以太坊字節碼中，位元遮罩（bitmasking）所佔據的比例驚人。WETH9 有 32.9% 是位元遮罩。最近部署的 AAVE V4 Core 則有 23.3% 的字節碼用於位元遮罩。根據 2025 年收集的 zellic 全球唯一以太坊合約字節碼數據集，僅僅是針對 20 位元組地址進行位元遮罩的最簡單模式，就佔了以太坊所有字節碼的 8.16%。加上接下來三種最常見的模式，總計佔所有字節碼的 10.4%。較新版本的 Solidity 編譯器通常會將位元遮罩與其他指令交錯排列，這意味著要準確追蹤位元遮罩需要對每個合約進行靜態分析。然而，我相信這個比例可能落在所有唯一合約字節碼的 12% 到 20% 之間。

AAVE V4 core 字節碼部分的視覺化。位元遮罩操作以紅色標記：

為什麼位元遮罩在 EVM 部署的字節碼中佔比這麼大？這是因為堆疊（stack）具有固定的 256 位元大小，當將小於該大小的類型載入到堆疊時，載入後需要清除高位元。這適用於來自存儲（storage）或記憶體（memory）的緊湊型數據（packed data），以及來自 calldata 的不可信數據。頻繁使用地址的合約（這是大多數合約）以及優化存儲使用的合約（這是大多數知名團隊的合約）都會受到嚴重影響。

USDC 字節碼部分的視覺化。14.7% 為位元遮罩：

位元遮罩的兩種常見方法是智能合約大小與運行時 Gas 消耗之間權衡的兩面。

最節省 Gas 的方法是直接 PUSH 位元遮罩，然後進行 AND 操作。對於布林值（boolean）來說，這沒問題，3 位元組，6 Gas。對於遮罩一個地址，這需要 22 位元組長，儘管仍是 6 Gas。有時對於來自存儲的緊湊數據，會 PUSH 完整的 32 位元組，耗費 34 位元組，6 Gas。

最節省空間（存儲）的方法是通過位移（shifting）一個位元，然後減去 1 來使所有低位元變為 1，以此計算出遮罩。這可以以固定成本產生任何數量的右對齊位元。這種模式看起來像 PUSH1 1, PUSH1 1, PUSH1 160, SHL, SUB, AND。這使得地址（或任何其他右對齊遮罩）長度為 9 位元組，消耗 18 Gas。

如前所述，Solidity 可能會分散這些操作碼，並將它們與其他操作交錯。

早期部署的 Morpho Blue 合約部分視覺化，使用了高 Gas、低空間的位元遮罩，且沒有太多的存儲緊湊化。6.3% 的遮罩位元組：

如果我們想改進這一點，可以做什麼？

• 最簡單（甚至有點滑稽）的做法是添加一個 MASKADDRESS 操作碼，保留堆疊最右側的 20 個位元組。這將產生最大的節省，因為地址遮罩既是最常見的遮罩，也是位元組數最大的遮罩之一，這將使其變為 1 位元組，3 Gas。

• 我們可以添加一個採用立即值（immediate values）的 MASKBITS 操作碼，類似 EIP-8024 的風格。這將使地址遮罩變為 2 位元組，3 Gas，但也適用於其他大小的右對齊位元組（例如 128 位元數字）。立即值確實增加了處理字節碼的難度，但如果 EIP-8024 已經就緒，這將可以共享代碼。

• 我們可以添加一個從堆疊中獲取值的 MASKBITS 操作碼。其最右側的位元組將是要保留的位元組數，第二個位元組將是遮罩的可選左移量。因此，遮罩一個地址將是 PUSH1 160, MASKBITS，3 位元組，6 Gas。遮罩一個左對齊的 uint128 將是 PUSH2 128 160, MASKBITS，4 位元組，6 Gas。這樣做的優點是具有通用性，且字節碼實現和處理起來很乾淨。

• 在不更改 EVM 的情況下，Solidity 編譯器目前使用的緊湊模式可以得到改進，通過使用 MLOAD 選擇預設記憶體切片，從 9 位元組、18 Gas 降至 4 位元組、9 Gas。標準的 Solidity 前導碼（preamble）會將空閒空間指針進一步移動，然後添加 ZERO, NOT, PUSH1, MSTORE，在保留的零記憶體插槽後放置一組全為 1 的 256 位元，接著是另外 256 位元的保留記憶體。這將允許僅通過使用 PUSH1, SLOAD, AND 載入正確範圍的記憶體，來選擇任何位元組對齊、左對齊或右對齊的遮罩。

WETH9 全部的視覺化。Solidity 編譯器決定將許多遮罩加倍：

您對這些有什麼看法？這裡大約有 9% 的有效合約大小改進空間，以及更簡潔的字節碼。或者我們應該維持現狀？

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        [閱讀完整主題](https://ethereum-magicians.org/t/do-we-need-a-bitmasking-opcode-23-3-of-aave-v4-core-bytecode-is-bitmasking/28323)