zkevm-docs/7-copy.markdown

@@ -33,7 +33,9 @@ Copy类操作指的是在EVM中进行不定长的一段数据数据拷贝，例
 
 ### Witness、Column设计
 
-共使用9列，参见代码。
+~~共使用11列，参见代码。~~
+
+更新：共使用12列，参见代码。
 
 ```rust
 pub struct Row {
@@ -59,6 +61,8 @@ pub struct Row {
     pub cnt: U256,
     /// The length for one copy operation
     pub len: U256,
+    /// The accumulation of bytes in one copy
+    pub acc: U256,
 }
 ```
 
@@ -81,21 +85,25 @@ pub enum Type {
     PublicCalldata,
     /// Bytecode in bytecode sub-circuit
     Bytecode,
+    /// Null for any value in read only/write only copy, under which id, pointer, and stamp are default value.
+    /// If read only copy, dst type is Null. If write only copy, src type is Null. This is usually used
+    /// in load-32-byte opcodes such as MLOAD, MWRITE, or CALLDATALOAD.
+    Null,
 }
 ```
 
 例子：CODECOPY，从bytecode拷贝到memory。例子里长度为8，被拷贝的数据为0xabcd......见下表。
 
-| byte | src type   | src id        | src pointer | src stamp | dst type | dst id | dst pointer   | dst stamp  | cnt | len |
-|------|------------|---------------|-------------|-----------|----------|--------|---------------|------------|-----|-----|
-| 0xab | `Bytecode` | contract addr | some offset | nil       | `Memory` | callid | some mem addr | some stamp | 0   | 8   |
-| 0xcd | `Bytecode` | contract addr | some offset | nil       | `Memory` | callid | some mem addr | some stamp | 1   | 8   |
-| ...  | `Bytecode` | contract addr | some offset | nil       | `Memory` | callid | some mem addr | some stamp | 2   | 8   |
-|      | `Bytecode` | contract addr | some offset | nil       | `Memory` | callid | some mem addr | some stamp | 3   | 8   |
-|      | `Bytecode` | contract addr | some offset | nil       | `Memory` | callid | some mem addr | some stamp | 4   | 8   |
-|      | `Bytecode` | contract addr | some offset | nil       | `Memory` | callid | some mem addr | some stamp | 5   | 8   |
-|      | `Bytecode` | contract addr | some offset | nil       | `Memory` | callid | some mem addr | some stamp | 6   | 8   |
-|      | `Bytecode` | contract addr | some offset | nil       | `Memory` | callid | some mem addr | some stamp | 7   | 8   |
+| byte | src type   | src id        | src pointer | src stamp | dst type | dst id | dst pointer   | dst stamp  | cnt | len | acc |
+|------|------------|---------------|-------------|-----------|----------|--------|---------------|------------|-----|-----|-----|
+| 0xab | `Bytecode` | contract addr | some offset | nil       | `Memory` | callid | some mem addr | some stamp | 0   | 8   |0xab |
+| 0xcd | `Bytecode` | contract addr | some offset | nil       | `Memory` | callid | some mem addr | some stamp | 1   | 8   |0xabcd|
+| ...  | `Bytecode` | contract addr | some offset | nil       | `Memory` | callid | some mem addr | some stamp | 2   | 8   | ...  |
+|      | `Bytecode` | contract addr | some offset | nil       | `Memory` | callid | some mem addr | some stamp | 3   | 8   |      |
+|      | `Bytecode` | contract addr | some offset | nil       | `Memory` | callid | some mem addr | some stamp | 4   | 8   |      |
+|      | `Bytecode` | contract addr | some offset | nil       | `Memory` | callid | some mem addr | some stamp | 5   | 8   |      |
+|      | `Bytecode` | contract addr | some offset | nil       | `Memory` | callid | some mem addr | some stamp | 6   | 8   |      |
+|      | `Bytecode` | contract addr | some offset | nil       | `Memory` | callid | some mem addr | some stamp | 7   | 8   |      |
 
 注意：同一次Copy的许多行里的pointer，是一样的，都和第一行相同。
 
@@ -104,23 +112,27 @@ pub enum Type {
 - 若 len-cnt-1==0 OR len==0: next cnt=0
 - 否则: next cnt=cnt+1; next src type, dst type, src xx, dst xx, len... same as cur
 - 若 len==0: 说明此行是pad行，则cur的 src type, dst type, src xx, dst xx, len 全部是nil或者默认值
+- 若 src type = Zero: 本行的src type id pointer stamp byte 全为0。dst同理。
+- 若 src type = Null: 本行的src type id pointer stamp 全为0，byte不做约束。dst同理。
 
 ### Lookup
 
-每一行，都要进行两个约束，向Copy的来源和Copy的去向进行查找表。查找表的来源都是此子表格的一行（的某些列），去向是“Copy的来源或Copy的去向”。我们称为Lookup1和Lookup2。
+首先，byte这一列要使用lookup进行范围证明（小于256的范围）。
+
+然后，每一行，都要进行两个约束，向Copy的来源和Copy的去向进行查找表。查找表的来源都是此子表格的一行（的某些列），去向是“Copy的来源或Copy的去向”。我们称为Lookup1和Lookup2。
 
 以上面为例，每一行，要进行：
 - Lookup1：去向为bytecode的查找表，含义是确定拷贝的数据没错
 - Lookup2：去向为state（具体tag为memory）的查找表，含义是确定拷贝的数据确实写进去了
 
 具体的，Lookup1的情况视src type而定：
-- Zero：不进行lookup
+- Zero、Null：不进行lookup
 - Memory、Calldata、Returndata：来源是此子表格的（tag=常数Memory/Calldata/Returndata, src id, src pointer + cnt, src stamp + cnt, byte, is_write=常数0），去向是state table的（tag, call_id, pointer_lo, stamp, value_lo, is_write），即`LookupEntry::State`
 - Bytecode：来源是此子表格的（src pointer + cnt, src_id, byte），去向是bytecode table的（pc, addr, bytecode），即`LookupEntry::Bytecode`（并非BytecodeFull）
 - PublicCalldata：来源是此子表格的（tag=常数Calldata, src id, src pointer + cnt, byte），去向是public table的（tag, tx_idx, idx, value），即`LookupEntry::Public`。注意此tag是Public的Tag。（Public代码还未完善）
 
 Lookup2的情况视dst type而定：
-- Zero：不进行lookup
+- Zero、Null：不进行lookup
 - Memory、Calldata、Returndata：类似Lookup1，把is_write=常数1
 - PublicLog：来源是此子表格的（tag=常数tx_log, log_tag=常数bytes, dst id, src pointer + cnt, dst stamp (不加cnt), byte, len），去向是public table的（tag, log_tag, tx_idx, idx, log_id, value, len），即`LookupEntry::Public`。注意此tag是Public的Tag。（Public代码还未完善）
 
@@ -144,3 +156,15 @@ Core子电路的执行状态中，遇到和copy相关的状态，做法如下。
 ### RETURNDATACOPY
 
 此指令遇到位数不足时，会报错。因此，此指令只需一个copy的lookup。
+
+### MLOAD
+
+此操作相当于进行了长度为32的copy，src type是memory，dst type没有，因此采用Null。注意，MLOAD往栈里写入，但是不是通过copy的形式，而是将32个byte组合成U256然后写入，因此copy子电路不处理栈的写入。acc列起到了将32个byte组合的作用。实现中，我们进行两个长度为16的copy，用acc来获得每个16-byte的U128，在cnt处使用值为16-1=15的查找表操作，用以获得最后的acc值。两个copy lookup的值记为value_hi, value_lo。于是，copy的lookup中也需要加入此acc列。在core里，通过copy的lookup获得value_hi, value_lo后，使用state的lookup写入栈。
+
+### MSTORE
+
+此操作类似MLOAD，相当于进行了长度为32的copy，src type采用Null，dst type是memory。我们进行两个长度为16的copy，用acc来获得每个16-byte的U128，记为value_hi, value_lo。在core里，使用state的lookup读取栈，栈的value的高位和地位要约束等于copy的acc（即value_hi, value_lo）。
+
+### CALLDATALOAD
+
+此操作与CALLDATACOPY不同，反而与MLOAD类似。相当于进行了长度为32的copy，src type是calldata，ds t type没有，因此采用Null。我们进行两个长度为16的copy，获得value_hi, value_lo，然后使用state的lookup写入栈。
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