Ohjelman suoritus

Yhteenveto

Ohjelmat käännetään sBPF:ksi LLVM:n kautta ja suoritetaan eristetyssä VM:ssä, jossa on 1,4M CU:n budjetti per transaktio. Ajoympäristö tallentaa välimuistiin jopa 512 käännettyä ohjelmaa, tarjoaa järjestelmäkutsuja lokitukseen, CPI:hen, kryptografiaan ja muistiin, ja viivästyttää uusia käyttöönottoja 1 slotin verran.

Kääntäminen

Solana käyttää LLVM:ää ohjelmien kääntämiseen ELF-binääreiksi, jotka sisältävät Solana Bytecode Format (sBPF) -muotoista koodia. ELF-binääri tallennetaan ketjuun suoritettavaan tiliin.

sBPF on Solanan mukautettu versio eBPF-tavukoodista, joka on räätälöity Solanan ajoympäristölle. Se ei ole standardia eBPF:ää ja sisältää Solana-spesifisiä muutoksia.

Ohjelmien kirjoittaminen

Solana-ohjelmat kirjoitetaan pääasiassa Rust-kielellä käyttäen yhtä kahdesta lähestymistavasta:

Anchor

Kehys, joka käyttää Rust-makroja vähentääkseen toistuvaa koodia. Suositeltu useimmille kehittäjille.

Natiivi Rust

Suora Rust ilman kehyksiä. Tarjoaa täyden hallinnan, mutta vaatii enemmän manuaalista toteutusta.

Ohjelman suoritusmalli

Kun transaktio käsitellään, ajoympäristö suorittaa jokaisen käskyn peräkkäin process_message():n kautta. Jokaiselle käskylle ajoympäristö:

Valmistelee käskyn kontekstin. Kutsuu prepare_next_top_level_instruction():ia kartoittaakseen käskyn tili-indeksit, asettaakseen allekirjoittaja- ja kirjoitusliput sekä konfiguroimaan TransactionContext:n.
Tarkistaa esikäännetyt ohjelmat. Jos ohjelma on esikäännetty, ajoympäristö kutsuu process_precompile():ia, joka silti työntää ja poistaa pinokehyksen (käyttäen push():ia ja pop():ia), mutta ohittaa sBPF VM:n ja ohjelmavälimuistin haun suorittaen natiivia koodia suoraan.
Työntää pinokehyksen. (Vaiheet 3-6 tapahtuvat funktioiden InvokeContext::process_instruction() ja process_executable_chain() sisällä, jotka kutsutaan funktiosta process_message().) Kutsuu push() -funktiota InvokeContext -oliolla, mikä kasvattaa käskypinon korkeutta ja valvoo uudelleensisääntulosääntöä: ohjelma voi palata itseensä vain, jos välitön kutsuja (ohjelma käskypinon nykyisessä huipussa) on sama ohjelma. Syvä itserekursio (A -> A -> A) on sallittu pinon syvyysrajojen puitteissa. Muut uudelleensisääntulomallit (esim. A kutsuu B:tä, joka kutsuu A:ta) palauttavat InstructionError::ReentrancyNotAllowed -virheen.
Selvittää ohjelman. Ajoympäristö kutsuu process_executable_chain() -funktiota, joka määrittää lataajan. Jos ohjelmatilin omistaja on native loader, ohjelma on sisäänrakennettu ja sen tulopiste haetaan suoraan ProgramCacheForTxBatch -rakenteesta. Jos omistaja on jokin BPF-lataajista (bpf_loader_deprecated, bpf_loader, bpf_loader_upgradeable tai loader_v4), kutsutaan sen sijaan lataajan omaa sisäänrakennettua tulopistettä.
Suorittaa BPF-ohjelman. BPF-ohjelmille lataajan tulopiste hakee käännetyn suoritettavan tiedoston ohjelmavälimuistista. execute() -funktio:
- Serialisoi tilitiedot litteäksi parametripuskuriksi
- Luo sBPF VM:n pinolla, keolla ja muistialueilla
- Suorittaa käännetyn koodin kuluttaen laskentayksiköitä suorituksen aikana. Palauttaa ComputationalBudgetExceeded -virheen, jos budjetti ylittyy.
- Deserialisoi tilitiedot puskurista takaisin tilitilaan
Poistaa pinokehyksen. Kutsuu pop() -funktiota, joka varmistaa, että käsky ei rikkonut ajoympäristön kirjanpitosääntöjä (lamport-saldot ovat tasapainossa, vain luku -tilejä ei muokattu, tilitietojen koot ovat rajojen sisällä).
Kerää laskentayksiköt. Käskyn kuluttamat laskentayksiköt lisätään transaktion kokonaismäärään saturating_add -funktion kautta.

Ohjelmavälimuisti

Ajoympäristö ylläpitää globaalia ProgramCache joka tallentaa varmennetut ja käännetyt ohjelmat. Se on haarautumisgraafitietoinen ja käsittelee käyttöönoton näkyvyyssääntöjä, häätöä ja epoch-rajojen uudelleenkääntämistä.

Välimuistimerkintätyypit

Jokaisella välimuistissa olevalla ohjelmalla on ProgramCacheEntryType joka määrittää sen ajoaikaisen käyttäytymisen:

Tyyppi	Kuvaus
`Loaded`	Varmennettu ja käännetty ohjelma, valmis suoritettavaksi.
`Builtin`	Natiivi ohjelma, joka on käännetty validator-binääriin (System, Stake, Vote jne.). Ei tallenneta lohkoketjuun.
`Unloaded`	Aiemmin varmennettu ohjelma, jonka käännetty suoritettava tiedosto on häädetty muistista tilan vapauttamiseksi. Seuraa edelleen käyttötilastoja. Voidaan ladata uudelleen ilman uudelleenvarmennusta.
`FailedVerification`	Hautakivi ohjelmille, jotka eivät läpäisseet sBPF-varmenninta nykyisellä ominaisuusjoukolla. Voi muuttua `Loaded`-tyypiksi, jos ominaisuuksien aktivoinnit muuttavat varmennussääntöjä.
`Closed`	Hautakivi ohjelmille, jotka on suljettu eksplisiittisesti tai joita ei ole koskaan otettu käyttöön. Käytetään myös tileille (kuten puskuritileille), jotka kuuluvat lataajalle mutta eivät sisällä suoritettavaa koodia.
`DelayVisibility`	Synteettinen hautakivi, jonka `ProgramCacheForTxBatch::find()` palauttaa, kun `Loaded`-merkintä on olemassa mutta ei ole vielä voimassa (sen `effective_slot` on tulevaisuudessa). Ei koskaan tallenneta suoraan välimuistiin.

Näkyvyysviive

Äskettäin käyttöönotetut tai päivitetyt ohjelmat eivät ole voimassa välittömästi. DELAY_VISIBILITY_SLOT_OFFSET -vakio on 1, mikä tarkoittaa, että slotissa N käyttöönotettu ohjelma tulee voimaan slotissa N+1. Käyttöönoton aikana mikä tahansa yritys kutsua uutta versiota palauttaa DelayVisibility-arvon, jolloin ajoympäristö ilmoittaa "Program is not deployed."

Häätökäytäntö

Välimuisti sisältää enintään MAX_LOADED_ENTRY_COUNT (512) käännettyä ohjelmamerkintää. Kun raja saavutetaan, vähiten käytetyt ohjelmat häädetään Unloaded -tilaan. Käyttöä seurataan tx_usage_counter -arvolla (kasvaa joka kerta kun transaktio viittaa ohjelmaan) ja latest_access_slot-arvolla.

Epoch-rajan uudelleenkääntäminen

Jos ominaisuuden aktivointi muuttaa ProgramRuntimeEnvironments -arvoa epoch-rajalla, kaikki välimuistissa olevat ohjelmat käännetään uudelleen uutta ympäristöä vasten.

Paluudata

Ohjelmat voivat asettaa paluudatan sol_set_return_data-syskutsun kautta. Data tallennetaan transaktiotason TransactionReturnData -rakenteeseen, joka sisältää datatavut ja sen ohjelman program_id-arvon, jonka instruktio kutsui syskutsua. Maksimikoko on 1 024 tavua (MAX_RETURN_DATA).

Anchor

Natiivi Rust

Sisällysluettelo