Ohjelman suoritus

Yhteenveto

Ohjelmat käännetään sBPF-muotoon LLVM:n avulla ja suoritetaan hiekkalaatikoidussa virtuaalikoneessa, jossa on 1,4 miljoonan laskentayksikön budjetti per transaktio. Ajoympäristö tallentaa välimuistiin enintään 512 käännettyä ohjelmaa, tarjoaa syscall-kutsut lokitusta, CPI:tä, kryptografiaa ja muistia varten, ja viivästyttää uusia käyttöönotoja 1 slot.

Kääntäminen

Solana käyttää LLVM:ää kääntääkseen ohjelmat ELF-binääreiksi, jotka sisältävät Solana Bytecode Format (sBPF) -muodon. ELF-binääri tallennetaan ketjussa suoritettavaan tiliin.

sBPF on Solanan mukautettu versio eBPF-tavukoodista, räätälöity Solana-ajoympäristöä varten. Se ei ole standardi eBPF ja sisältää Solana-kohtaisia muutoksia.

Kirjoita ohjelmia

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

Anchor

Viitekehys, joka käyttää Rust-makroja vähentämään toistuvaa koodia. Suositellaan useimmille kehittäjille.

Pinocchio

Kevyt, zero-copy Rust-kirjasto, joka on optimoitu laskentakulutuksen ja binäärikoon suhteen. Sisältää ohjelmakohtaiset kirjastot yleisiä CPI-kutsuja varten.

Native Rust

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

Katso Cross-Program Invocations CPI-konsepteista ja esimerkeistä, jotka pätevät näissä kaikissa lähestymistavoissa.

Ohjelman suoritusmalli

Kun transaktiota käsitellään, ajoympäristö suorittaa jokaisen käskyn peräkkäin process_message()-funktion kautta. Jokaisen käskyn kohdalla ajoympäristö:

Valmistelee käskykontekstin. Kutsuu prepare_next_top_level_instruction()-funktiota kartoittaakseen käskyn tili-indeksit, asettaakseen allekirjoittajan ja kirjoitettavat liput sekä konfiguroidakseen TransactionContext-objektin.
Tarkistaa esikääntäjät. Jos ohjelma on esikääntäjä, ajoympäristö kutsuu process_precompile()-funktiota, joka silti työntää ja noutaa pinokehyksen (push()- ja pop()-kutsujen kautta), mutta ohittaa sBPF-virtuaalikoneen ja ohjelmavälimuistihaun ja suorittaa natiivikoodin suoraan.
Työntää pinokehyksen. (Vaiheet 3–6 tapahtuvat InvokeContext::process_instruction()- ja process_executable_chain()-funktioiden sisällä, joita kutsutaan process_message():stä.) Kutsuu push()-funktiota InvokeContext-objektille, joka kasvattaa käskypinon korkeutta ja valvoo uudelleensyöttösääntöä: ohjelma voi syöttää itsensä uudelleen vain, jos välitön kutsuja (ohjelma käskypinon nykyisessä huipussa) on sama ohjelma. Syvä itserekursio (A -> A -> A) on sallittu pinon syvyysrajojen puitteissa. Muut uudelleensyöttömallit (esim. A kutsuu B:tä, joka kutsuu A:ta) palauttavat InstructionError::ReentrancyNotAllowed.
Ratkaisee ohjelman. Ajoympäristö kutsuu process_executable_chain()-funktiota, joka määrittää lataajan. Jos program account -tilin omistaja on native loader, ohjelma on sisäänrakennettu ja sen aloituspisteFunktio haetaan suoraan ProgramCacheForTxBatch-objektista. Jos omistaja on jokin BPF-lataajista (bpf_loader_deprecated, bpf_loader, bpf_loader_upgradeable tai loader_v4), lataajan oma sisäänrakennettu aloituspiste käynnistetään sen sijaan.
Suorittaa BPF-ohjelman. BPF-ohjelmien kohdalla lataajan aloituspiste hakee käännetyn suoritettavan tiedoston ohjelmavälimuistista. execute()-funktio sen jälkeen:
- Sarjallistaa tilitiedot litteään parametripuskuriin
- Luo sBPF-virtuaalikoneen pino-, keko- ja muistialueilla
- Ajaa käännetyn koodin kuluttaen laskentayksiköitä suorituksen aikana. Palauttaa ComputationalBudgetExceeded, jos budjetti ylittyy.
- Sarjanpurkaa tilitiedot puskurista takaisin tilitilaan
Noutaa pinokehyksen. Kutsuu pop()-funktiota, joka tarkistaa, ettei käsky rikkonut ajoympäristön kirjanpitosääntöjä (lamport-saldot ovat tasapainossa, vain luku -tilejä ei muutettu, tilitietojen koot ovat rajojen sisällä).
Kertää laskentayksiköt. Käskyn kuluttamat laskentayksiköt lisätään transaktion kokonaismäärään saturating_add-funktion kautta.

Ohjelmavälimuisti

Ajoympäristö ylläpitää globaalia ProgramCache-välimuistia, joka tallentaa varmennetut ja käännetyt ohjelmat. Se on haarautumisgraafitietoinen ja käsittelee käyttöönoton näkyvyyssäännöt, häätämisen ja epoch-rajalla tapahtuvan uudelleenkääntämisen.

Välimuistimerkintätyypit

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

Tyyppi	Kuvaus
`Loaded`	Varmennettu ja käännetty ohjelma, valmis suoritukseen.
`Builtin`	Natiivi ohjelma, joka on käännetty validator-binääriin (System, Stake, Vote jne.). Ei tallennettu ketjuun.
`Unloaded`	Aiemmin varmennettu ohjelma, jonka käännetty suoritettava tiedosto on häätty muistista tilan vapauttamiseksi. Seuraa edelleen käyttötilastoja. Voidaan ladata uudelleen ilman uudelleenvarmennusta.
`FailedVerification`	Hautakivi ohjelmille, jotka eivät läpäisseet sBPF-varmistajaa nykyisellä ominaisuusjoukolla. Saattaa muuttua `Loaded`-tilaan, jos ominaisuuden aktivoinnit muuttavat varmistussääntöjä.
`Closed`	Hautakivi ohjelmille, jotka on nimenomaisesti suljettu 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 vielä voimassa (sen `effective_slot` on tulevaisuudessa). Ei koskaan tallennettu suoraan välimuistiin.

Näkyvyysviive

Äskettäin käyttöönotetut tai päivitetyt ohjelmat eivät ole heti voimassa. DELAY_VISIBILITY_SLOT_OFFSET-vakion arvo on 1, mikä tarkoittaa, että slot N:ssä käyttöönotettu ohjelma tulee voimaan slot N+1:ssä. Käyttöönottohetkellä mikä tahansa yritys käynnistää uusi versio palauttaa DelayVisibility-virheen, jolloin ajoympäristö ilmoittaa "Program is not deployed."

Häätöpolitiikka

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

Epoch-rajalla tapahtuva uudelleenkääntäminen

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

Palautusdata

Ohjelmat voivat asettaa palautusdatan sol_set_return_data-syscall-kutsun kautta. Data tallennetaan transaktiotason TransactionReturnData-rakenteeseen, joka sisältää datatavut sekä sen ohjelman program_id:n, jonka käsky kutsui syscallia. Enimmäiskoko on 1 024 tavua (MAX_RETURN_DATA).

Anchor

Pinocchio

Native Rust

Sisällysluettelo