# EIP-5450: EOF - 堆疊驗證
# 注意事項
本文並沒有經過作者外的其他審查者審核，因此若內容有誤，請到 issue 區提出問題，我會儘速修改，謝謝。
# 簡介
本文以 EIP-5450 EOF: Stack Validation 作為說明。
各位寫過 Solidity 嗎？或者執行過 EVM 程式碼嗎？還記得那個萬惡的「堆疊溢位」嗎？ 今天我們將透過這個新的 EIP-5450 盡可能地消除這些問題，讓我們的程式碼更安全、更簡單！考試都考一百分呢(=ﾟωﾟ)ﾉ
# 什麼是堆疊(Stack)？
想像一下，你的手邊有一堆積木要堆起來。如果堆得不穩，積木可能會倒塌，對吧？ 在電腦世界裡，也有一種類似的結構，就叫做「堆疊」，就像是積木堆一樣，放置的時候要從底層往上方層層疊上；而當要取出積木時，則是從最上面開始向下一一拿取，這樣才能確保不會把底下的積木弄倒。 而在 EVM 裡，這些積木就是我們的程式碼執行途中放置的數值，可能是某個函式的參數，又或是某個指令計算出來的結果等。 然而，如果我們不小心把積木堆得太高，超過上限導致整個堆疊倒塌，就會發生「堆疊溢位」的問題。而在 EVM 的設計中，就要求堆疊的深度不能超過 1024 層。
# 這個新功能能怎麼幫助我們
這就像是在指考或者學測時，寫完試卷後，我們會多檢查一次，希望透過這次自我檢查，來避免不小心犯下的錯誤，就不會在最後的成績被扣分一樣。 同樣的模式，便是在我們將合約部署到鏈上之前，透過堆疊驗證來提前檢查與堆疊相關的問題，這樣就能避免在合約執行時發生錯誤，讓我們的程式碼更安全、更不容易到執行期間才慘遭毀滅性的打擊。
師爺，你給解釋解釋，好處有哪些？
- EVM 不需要每次都檢查堆疊是不是不夠被拿取（叫做「堆疊下溢」）。
- EVM 也不需要一直擔心堆疊會堆太高（叫做「堆疊上溢」），除了以下兩個例外
CALLF與JUMPF外。 - 確保每個 EVM 能正確結束，也就是執行的結尾需要是中止指令(terminating instructions)。
- 不讓人亂放資料在不應該放的地方，因此不鼓勵在程式碼中放置無法被執行的指令作為附加資料。
當然，不能只說好話，帶來好處的同時，也伴隨著一些缺點：
- 程式碼存在必要的規範，與過去 EVM 的程式碼是隨便開發者自由隨喜，現在需要像樂高積木一樣要按照零件的基礎規則來組成，如同其他常見的語言：JVM Bytecode、WebAssembly 等。
- 檢查的方式可能看起來有點複雜，但在這個 EIP 中規範的檢查方式其實很簡單！且只為線性掃描，不會帶來過多的負擔。
# 怎麼運作的？
每一段程式碼都會被單獨檢查。
# 第一次檢查
首先，檢查每一個指令是不是合法有效的指令(以 EOFv1 所定義的有效為主，請注意，你可能需要查詢其他 EOFv1 的 EIPs 來看哪些指令已經被棄用了)。
# 第二次檢查
然後，從頭到尾掃描所有指令，確保指令能正確地堆在一起。
想像一下，電腦會記錄每一步可能的積木高度。如果任何時候積木會倒塌或堆太高，電腦就會說「不行！這樣不安全！」
# 為什麼要這樣做？
# 經過檢查的程式碼有這些特點
- 沒有永遠用不到的指令（就像沒有永遠不會用到的積木）
- 沒有只能從後面跳過去的指令
- 積木永遠不會不夠用
- 積木只有在特定情況下才可能堆太高
- 可以從不同的積木高度跳到同一個地方
- 往回跳的時候，積木高度必須一樣（這樣就不會無限堆高了）
- 最後一個指令一定是結束指令或跳躍指令
# 積木堆太高的檢查
這個新功能讓電腦只需要在特定指令時檢查積木會不會堆太高，這樣可以讓程式跑得更快！
# 用不到的程式碼
這個檢查不允許有永遠用不到的指令，就像你不會買一組樂高但永遠不用其中某些積木一樣。這讓檢查變得更快，也避免了怪怪的程式碼。
# 結束時的乾淨堆疊
當函數結束時，堆疊必須乾乾淨淨的，就像你玩完玩具要收好一樣。這樣可以讓程式更簡單，也更容易理解。
# 積木順序
指令的順序很重要！就像樂高說明書一樣，你不能跳著步驟做，否則可能會搭錯。
# 這對現存的 EVM 會有影響嗎？
不用擔心！這個改變只會影響對啟用了 EOFv1 格式的新合約生效，現存與使用傳統的 EVM 格式不會受到任何影響。
# 一個簡單的例子
讓我們用一個遊戲模型來了解這是怎麼運作的：
# 積木遊戲範例
想像你有一個特殊的積木遊戲，有這些指令：
放上- 放一塊積木到堆疊上拿走- 從堆疊上拿走一塊積木跳到- 跳到遊戲的另一個步驟如果高就跳- 如果堆疊夠高，就跳到另一個步驟結束- 遊戲結束
現在，我們來看看這個積木遊戲的指令：
步驟1: 放上 (堆疊高度變成1)
步驟2: 放上 (堆疊高度變成2)
步驟3: 如果高就跳到步驟6 (因為有2塊積木，所以會跳)
步驟4: 放上 (這步不會執行)
步驟5: 拿走 (這步不會執行)
步驟6: 拿走 (堆疊高度變成1)
步驟7: 跳到步驟9 (直接跳到步驟9)
步驟8: 拿走 (這步不會執行)
步驟9: 拿走 (堆疊高度變成0)
步驟10: 結束
# 電腦如何檢查這個遊戲
現在，想像電腦在你玩之前先檢查這個遊戲：
第一次檢查：確認所有指令都是有效的（放上、拿走、跳到、如果高就跳、結束）✓ 沒問題！
第二次檢查（堆疊驗證）：
- TODO: 使用表格的方式來說明驗證機制
這個遊戲通過了檢查！因為：
- 沒有任何時候會拿走不存在的積木（堆疊下溢）
- 堆疊高度不會超過限制（堆疊上溢）
- 所有的指令都能被執行到（沒有無用的指令）
- 遊戲能夠正確結束
# 問題遊戲範例
再看一個有問題的遊戲：
步驟1: 放上 (堆疊高度變成1)
步驟2: 跳到步驟4 (直接跳到步驟4)
步驟3: 放上 (這步不會執行)
步驟4: 拿走 (堆疊高度變成0)
步驟5: 拿走 (糟糕！沒有積木可以拿了！)
步驟6: 結束
電腦檢查時會發現：
- 到了步驟5，堆疊已經是0了，再拿走就會變成-1，這是不可能的！
- 電腦會說：「這個遊戲有問題，不能玩！」
這就是堆疊驗證的作用！它可以在你開始玩之前，就找出遊戲中可能出現的問題，讓你玩得更安全、更順暢。