Uniswap V3 路径编码的进一步优化

本文作者:ripwu

源起

前几天群里有讨论UniswapV3中询价的处理,简单翻了下代码,发现与UniswapV2相比,V3变化真的很大~

其中v3-periphery目录下的Path

functionflashArbs(PoolTiercalldatainput)external;

数据编码为

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000020//input.offset0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000004//input.length00000000000000000000000055542f696a3fecae1c937bd2e777b130587cfd2d//input00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001f40000000000000000000000009d7076ad0f7fdc5f0f249e97721d36a448d24906//input0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000bb80000000000000000000000006ce15889c141c09ecf76a57795e91214a1f97648//input0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002710000000000000000000000000dfc647c079757bac4f7776cc876746119ac451ea//input0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002710

Uniswap平台WBTC日交易量近日创下1.43亿美元的历史新高:Glassnode数据显示,2月6日,Uniswap平台上WBTC日交易量升至近1.43亿美元,创历史新高。截至2月7日数据,该交易量已回落至8339万美元。(Decrypt)[2021/2/9 19:16:52]

消耗gas为230*490*16=2360

节省gas为280

UniswapV3优化

从上面两个例子可以看到,solidity编码的最大问题在于padding,即32字节对齐,导致引入了非常多无效的空字节

上述例子中gas为2360,而空字节消耗了230*4=920,无效数据占比为~40%

为了进一步优化,考虑到pool和fee都为定长类型,可以直接拼接而不做padding,在实际使用时才做解码

函数原型为

functionflashArbs(bytescalldatainput)external;

数据编码为

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000020000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000005c55542f696a3fecae1c937bd2e777b130587cfd2d0001f49d7076ad0f7fdc5f0f249e97721d36a448d24906000bb86ce15889c141c09ecf76a57795e91214a1f97648002710dfc647c079757bac4f7776cc876746119ac451ea00271000000000//padding

消耗gas为66*490*16=1704,无效数据占比降至~15%

UMA/ETH、YFII/ETH在Sakeswap的流动性超过Uniswap:数据显示,UMA/ETH、YFII/ETH的流动性在Sakeswap上已经超过Uniswap。Uma是Uniswap上第一个IUO(Initial Uniswap Offer)项目,现在流动性已经搬迁到Sakwswap,SakeSwap的滑点捕捉/流动性挖矿将会进一步构建支持流动性提供方在SakeSwap获得收益。[2020/9/29]

这也是UniswapV3的优化方式

优化

实际上,我们继续优化,使得有效载荷为100%

函数原型为

functionflashArbs()external;

数据编码为

55542f696a3fecae1c937bd2e777b130587cfd2d0001f49d7076ad0f7fdc5f0f249e97721d36a448d24906000bb86ce15889c141c09ecf76a57795e91214a1f97648002710dfc647c079757bac4f7776cc876746119ac451ea002710

是不是有点奇怪,函数原型中没有参数,那么参数从哪里获取呢?

实际上,我的方式是抛弃solidity编码,直接使用assembly来解析数据,代码如下

bytesmemoryinput;assembly{letcalldata_len:=calldatasize()letinput_len:=sub(calldata_len,4)input:=mload(0x40)mstore(input,input_len)letinput_data:=add(input,0x20)calldatacopy(input_data,4,input_len)letfree:=add(input_data,input_len)letfree_round:=and(add(free,31),not(31))mstore(0x40,free_round。

EOSUnion喜迎一位新的顾问朱潘先生:5月27日薛蛮子私享会后,朱潘经与EOSUnion天使投资人薛蛮子,发起人李平和吴郎深度沟通之后,肯定了EOSUnion对整个EOS生态所做的贡献,EOSUnion也国内最大EOS社区之一和EOS的最早布道者之一,更对EOSUnion团队的执行和竞选超级节点的价值观表示赞许,朱潘表示愿与EOSUnion对接beecool千万社区资源,携圈内千万柚子大佬鼎力支持EOSUnion参与超级节点竞选,同时,鼓励EOSUnion团队加大步伐,深度布局EOS生态,对EOSUnion的超级节点寄予厚望。[2018/5/29]

这里稍微解释下:

首先通过calldatasize得到调用数据的长度,减去functionselector的4字节,得到的input_len即为参数长度

然后通过0x40获得空闲指针,拷贝参数到memory

最后将参数长度按32字节向上取整,修改空闲指针

题外

不要觉得上面的assembly本身消耗了gas,导致优化效果减少

要知道,即使按UniswapV3传bytes参数的方式,也是需要拷贝数据到memory,过程是一样的

如果考究一些,我们甚至可以跳过solidity编译后的某些opcode

比如上面例子中,我并不检查input_len的长度是否大于0,因为我不需要

而solidity编译后的操作码,势必包括种种边界检查

换句话说,这种方式不仅优化了数据gas,还稍微优化了一些opcode

到此为止?

实际上,上面的优化有个小问题,在于memory中消耗了32字节用于保存input的长度,而这个长度,在整个生命周期中是固定的

我选择将它转移到栈上,只是使用时稍微麻烦一些,不像bytes方便~

,即

uintinput;uintinput_len;assembly{letcalldata_len:=calldatasize()input_len:=sub(calldata_len,4)input:=mload(0x40)calldatacopy(input,4,input_len)letfree:=add(input,input_len)letfree_round:=and(add(free,31),not(31))mstore(0x40,free_round。

实测

我用大概100多条套利路径,对UniswapV3编码方式,以及进一步优化方式,分别跑了自动化测试,平均下来一笔交易可以优化2000gas左右

比预期的优化大了很多,具体原因未查

参考资料

ripwu:https://learnblockchain.cn/people/3911

UniswapV3:https://learnblockchain.cn/article/2302

UniswapV2:https://learnblockchain.cn/article/2611

v3-periphery:https://github.com/Uniswap/v3-periphery/tree/main/contracts/libraries

FormalSpecificationoftheEncoding:https://docs.soliditylang.org/en/v0.8.9/abi-spec.html#mapping-solidity-to-abi-types]

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