プログラムの実行

コンパイル

SolanaはLLVMを使用して、プログラムをSolana Bytecode Format(sBPF)を含むELFバイナリにコンパイルします。ELFバイナリは実行可能なアカウント内にオンチェーンで保存されます。

プログラムの記述

Solanaプログラムは主にRustを使用して、2つのアプローチのいずれかで記述されます。

プログラム実行モデル

トランザクションが処理されると、ランタイムはprocess_message()を通じて各命令を順次実行します。各命令について、ランタイムは次のことを行います。

1. 命令コンテキストを準備します。 prepare_next_top_level_instruction()を呼び出して、命令のアカウントインデックスをマッピングし、署名者フラグと書き込み可能フラグを設定し、TransactionContextを構成します。

2. プリコンパイルをチェックします。 プログラムがプリコンパイルの場合、ランタイムはprocess_precompile()を呼び出します。これは依然としてスタックフレームをプッシュおよびポップします(*rspush()とrspop()*を介して)が、sBPF VMとプログラムキャッシュのルックアップをバイパスし、ネイティブコードを直接実行します。

3. スタックフレームをプッシュします。(ステップ3〜6は InvokeContext::process_instruction() および process_executable_chain() 内で実行され、*rsprocess_message()*から呼び出されます。) InvokeContext 上で push() を呼び出し、命令スタックの高さをインクリメントし、再入規則を強制します。プログラムは、直接の呼び出し元(命令スタックの現在のトップにあるプログラム)が同じプログラムである場合にのみ、自身に再入できます。深い自己再帰(A -> A -> A)は、スタック深度の制限に従って許可されます。その他の再入パターン(例:AがBを呼び出し、BがAを呼び出す)は *rsInstructionError::ReentrancyNotAllowed*を返します。

4. **プログラムを解決します。**ランタイムは process_executable_chain() を呼び出し、ローダーを決定します。program accountの所有者が native loader である場合、プログラムはビルトインであり、そのエントリーポイント関数は ProgramCacheForTxBatch から直接検索されます。所有者がBPFローダーのいずれか(bpf_loader_deprecated、 bpf_loader、bpf_loader_upgradeable、またはloader_v4)である場合、代わりにローダー自身のビルトインエントリーポイントが呼び出されます。

5. **BPFプログラムを実行します。**BPFプログラムの場合、 loader entrypoint はプログラムキャッシュからコンパイル済み実行可能ファイルを検索します。 execute() 関数は次の処理を行います:

   • アカウントデータをフラットなパラメータバッファにシリアライズ
   • スタック、ヒープ、メモリ領域を持つsBPF VMを作成
   • コンパイル済みコードを実行し、実行中にコンピュートユニットを消費します。予算を超えた場合は *rsComputationalBudgetExceeded*を返します。
   • バッファからアカウントデータをデシリアライズし、アカウント状態に戻します

6. スタックフレームをポップします。 pop() を呼び出し、命令がランタイムの会計規則に違反していないことを検証します(lamport残高がバランスしている、読み取り専用アカウントが変更されていない、アカウントデータサイズが制限内である)。

7. **コンピュートユニットを累積します。**命令によって消費されたコンピュートユニットは、 saturating_add を介してトランザクション合計に追加されます。

プログラムキャッシュ

ランタイムは、検証済みおよびコンパイル済みプログラムを格納するグローバルな ProgramCache を保持します。これはフォークグラフを認識し、デプロイメントの可視性ルール、削除、およびエポック境界での再コンパイルを処理します。

キャッシュエントリタイプ

キャッシュされた各プログラムには、ランタイムの動作を決定する ProgramCacheEntryType があります。

可視性遅延

新しくデプロイまたはアップグレードされたプログラムは、すぐには有効になりません。 DELAY_VISIBILITY_SLOT_OFFSET 定数は1であり、スロットNでデプロイされたプログラムはスロットN+1で有効になることを意味します。デプロイメントスロット中に新しいバージョンを呼び出そうとすると、 *rsDelayVisibility*が返され、ランタイムは「プログラムはデプロイされていません」と報告します。

退避ポリシー

キャッシュは最大 MAX_LOADED_ENTRY_COUNT (512)個のコンパイル済みプログラムエントリを保持します。上限に達すると、最も使用頻度の低いプログラムが*rsUnloaded*状態に退避されます。使用状況は tx_usage_counter (トランザクションがプログラムを参照するたびに増加)と latest_access_slotによって追跡されます。

Epoch境界での再コンパイル

機能の有効化によってepoch境界で ProgramRuntimeEnvironments が変更された場合、キャッシュされたすべてのプログラムが新しい環境に対して 再コンパイル されます。

戻り値データ

プログラムはsol_set_return_dataシステムコールを介して戻り値データを設定できます。データはトランザクションレベルの TransactionReturnData 構造体に格納され、データバイトとシステムコールを呼び出した命令のプログラムのprogram_idを保持します。最大サイズは1,024バイト (MAX_RETURN_DATA)です。