تنفيذ البرنامج

التجميع

تستخدم سولانا LLVM لتجميع البرامج إلى ملفات ثنائية ELF تحتوي على صيغة بايت كود سولانا (sBPF). يُخزَّن الملف الثنائي ELF على السلسلة في حساب قابل للتنفيذ.

كتابة البرامج

تُكتب برامج سولانا أساسًا بلغة Rust باستخدام أحد ثلاثة أساليب:

راجع استدعاءات البرامج المتقاطعة لمفاهيم CPI وأمثلة تنطبق على هذه الأساليب.

نموذج تنفيذ البرنامج

عند معالجة معاملة، تُنفِّذ بيئة التشغيل كل تعليمة بالتسلسل عبر process_message(). لكل تعليمة، تقوم بيئة التشغيل بما يلي:

1. تجهيز سياق التعليمة. تستدعي prepare_next_top_level_instruction() لتعيين مؤشرات حسابات التعليمة، وضبط علامات الموقِّع والقابلية للكتابة، وتهيئة TransactionContext.

2. التحقق من التجميعات المسبقة. إذا كان البرنامج تجميعًا مسبقًا، تستدعي بيئة التشغيل process_precompile()، التي لا تزال تدفع وتسحب إطار مكدس (عبر push() و_rspop()_) لكنها تتجاوز آلة sBPF الافتراضية وبحث ذاكرة التخزين المؤقتة للبرامج، وتُنفِّذ الشيفرة الأصلية مباشرةً.

3. دفع إطار مكدس. (تحدث الخطوات 3-6 داخل InvokeContext::process_instruction() و process_executable_chain()، المُستدعاتَين من process_message().) تستدعي push() على InvokeContext، الذي يزيد ارتفاع مكدس التعليمة ويُطبِّق قاعدة إعادة الدخول: يُسمح للبرنامج بإعادة دخول نفسه فقط إذا كان المُستدعي المباشر (البرنامج في أعلى مكدس التعليمة الحالي) هو البرنامج ذاته. يُسمح بالتكرار الذاتي العميق (A -> A -> A)، مع مراعاة حدود عمق المكدس. تُعيد أنماط إعادة الدخول الأخرى (مثل، A يستدعي B يستدعي A) InstructionError::ReentrancyNotAllowed.

4. تحليل البرنامج. تستدعي بيئة التشغيل process_executable_chain() التي تحدد المُحمِّل. إذا كان مالك program account هو المُحمِّل الأصلي، فالبرنامج مدمج ويُبحث عن دالة نقطة دخوله مباشرةً من ProgramCacheForTxBatch. إذا كان المالك أحد مُحمِّلات BPF (bpf_loader_deprecated، bpf_loader، bpf_loader_upgradeable، أو loader_v4)، يُستدعى نقطة دخول المُحمِّل المدمجة الخاصة به بدلًا من ذلك.

5. تنفيذ برنامج BPF. بالنسبة لبرامج BPF، تبحث نقطة دخول المُحمِّل عن الملف التنفيذي المُجمَّع في ذاكرة التخزين المؤقتة للبرامج. ثم تقوم دالة execute() بما يلي:

   • تسلسل بيانات الحساب في مخزن معاملات مؤقت مسطّح
   • إنشاء آلة sBPF الافتراضية بالمكدس والكومة ومناطق الذاكرة
   • تشغيل الشيفرة المُجمَّعة مع استهلاك وحدات الحوسبة خلال التنفيذ. يُعيد ComputationalBudgetExceeded إذا تجاوزت الميزانية.
   • إلغاء تسلسل بيانات الحساب من المخزن المؤقت إلى حالة الحساب

6. سحب إطار المكدس. تستدعي pop() التي تتحقق من أن التعليمة لم تنتهك قواعد محاسبة بيئة التشغيل (أرصدة lamport متوازنة، ولم تُعدَّل الحسابات للقراءة فقط، وأحجام بيانات الحساب ضمن الحدود).

7. تجميع وحدات الحوسبة. تُضاف وحدات الحوسبة المستهلكة بالتعليمة إلى إجمالي المعاملة عبر saturating_add.

ذاكرة التخزين المؤقتة للبرامج

تحتفظ بيئة التشغيل بـProgramCache عالمية تخزِّن البرامج المُتحقَّق منها والمُجمَّعة. وهي مدركة لرسم بياني التفرع وتتعامل مع قواعد رؤية النشر، والإخلاء، وإعادة التجميع عند حدود epoch.

أنواع إدخالات ذاكرة التخزين المؤقتة

لكل برنامج مخزَّن مؤقتًا نوع ProgramCacheEntryType يحدد سلوكه في بيئة التشغيل:

تأخير الرؤية

البرامج المُنشورة أو المُحدَّثة حديثًا لا تصبح نافذة فورًا. الثابت DELAY_VISIBILITY_SLOT_OFFSET قيمته 1، مما يعني أن البرنامج المُنشور في slot N يصبح نافذًا في slot N+1. خلال slot النشر، يؤدي أي محاولة لاستدعاء النسخة الجديدة إلى إعادة DelayVisibility، مما يجعل بيئة التشغيل تُبلِّغ عن "البرنامج غير مُنشور."

سياسة الإخلاء

تستوعب ذاكرة التخزين المؤقتة ما يصل إلى MAX_LOADED_ENTRY_COUNT (512) إدخالًا من البرامج المُجمَّعة. عند بلوغ الحد، تُخلى البرامج الأقل استخدامًا إلى حالة Unloaded. يُتتبَّع الاستخدام بواسطة tx_usage_counter (يُزاد في كل مرة تُشير فيها معاملة إلى البرنامج) و latest_access_slot.

إعادة التجميع عند حدود الـepoch

إذا غيَّر تفعيل ميزة ProgramRuntimeEnvironments عند حد epoch، تُعاد تجميع جميع البرامج المخزَّنة مؤقتًا مقابل البيئة الجديدة.

بيانات الإرجاع

يمكن للبرامج تعيين بيانات الإرجاع عبر نداء النظام sol_set_return_data. تُخزَّن البيانات في بنية TransactionReturnData على مستوى المعاملة التي تحتوي على بايتات البيانات وprogram_id للبرنامج الذي استدعت تعليمته نداء النظام. الحجم الأقصى هو 1,024 بايت (MAX_RETURN_DATA).