李无知

简介

分析以太坊代码中交易费的处理逻辑。

• 代码：github.com:ethereum/go-ethereum
• 版本：1.14.6

概述

交易费采用先扣除，再返还剩余gas的方式：

1. 交易执行前，先按照gasLimit，扣除用户的最大交易费。
2. 交易执行过程中，统计gasRemaing以及gasUsed，此时并不扣除。
3. 交易执行过程中，有些指令涉及退费，统计相关的refund，此时并不扣除。
4. 交易执行后，返还用户剩余gas(gasRemaining+refund)。
5. 支付矿工tip费用。

代码分析

核心逻辑位于交易执行的主流程state_transition.go文件的TransitionDb方法中。

1. 扣除最大gas费(gasLimit)

交易执行前，首先会按照用户的gasLimit，以及真实的gasPrice，扣除用户的最大费用

func (st *StateTransition) buyGas() error {
    //按照gasLimit计算最大费用
    mgval := new(big.Int).SetUint64(st.msg.GasLimit)
    mgval.Mul(mgval, st.msg.GasPrice)
    ...
    st.gasRemaining = st.msg.GasLimit    
    st.initialGas = st.msg.GasLimit    
    //从用户账户扣除最大费用
    mgvalU256, _ := uint256.FromBig(mgval)
    st.state.SubBalance(st.msg.From, mgvalU256, tracing.BalanceDecreaseGasBuy)
    return nil
 }

调用堆栈为：

func (st *StateTransition) buyGas()//state_transition.go
func (st *StateTransition) preCheck()//state_transition.go
func (st *StateTransition) TransitionDb()//state_transition.go
func ApplyMessage(evm *vm.EVM, msg *Message, gp *GasPool)//state_transition.go
func ApplyTransactionWithEVM //state_processor.go
func ApplyTransaction //state_processor.go

2. 返回gasRemaining以及Refund

在交易执行完成后，计算剩下的gasRemaining，以及退费refund，返还用户。

其中gasRemaing和refund由具体的opcode决定，会在具体指令执行过程中记录。

func (st *StateTransition) refundGas(refundQuotient uint64) uint64 {
    // Apply refund counter, capped to a refund quotient   
    // 计算退费Refund 
    refund := st.gasUsed() / refundQuotient   
    if refund > st.state.GetRefund() {
       refund = st.state.GetRefund()
    }
    ...
    //把退费加在原本的gas剩余gasRemaining上
    st.gasRemaining += refund    // Return ETH for remaining gas, exchanged at the original rate.    remaining := uint256.NewInt(st.gasRemaining)
    remaining.Mul(remaining, uint256.MustFromBig(st.msg.GasPrice))
    //返还用户
    st.state.AddBalance(st.msg.From, remaining, tracing.BalanceIncreaseGasReturn)
}

调用堆栈为：

func (st *StateTransition) refundGas()//state_transition.go
func (st *StateTransition) TransitionDb()//state_transition.go
func ApplyMessage(evm *vm.EVM, msg *Message, gp *GasPool)//state_transition.go
func ApplyTransactionWithEVM //state_processor.go
func ApplyTransaction //state_processor.go

3. 矿工coinbase账户增加交易费

支付矿工tip费用。

func (st *StateTransition) TransitionDb() (*ExecutionResult, error) {
    ...
    //统计本笔交易使用的gas, gasUsed
    fee := new(uint256.Int).SetUint64(st.gasUsed())
    fee.Mul(fee, effectiveTipU256)
    //给Coinbase账户增加交易费
    st.state.AddBalance(st.evm.Context.Coinbase, fee, tracing.BalanceIncreaseRewardTransactionFee)
}

调用堆栈为：

func (st *StateTransition) refundGas()//state_transition.go
func (st *StateTransition) TransitionDb()//state_transition.go
func ApplyMessage(evm *vm.EVM, msg *Message, gp *GasPool)//state_transition.go
func ApplyTransactionWithEVM //state_processor.go
func ApplyTransaction //state_processor.go