프로그램 실행

컴파일

Solana는 LLVM을 사용하여 프로그램을 Solana 바이트코드 형식(sBPF)을 포함하는 ELF 바이너리로 컴파일합니다. ELF 바이너리는 실행 가능한 계정에 온체인으로 저장됩니다.

프로그램 작성

Solana 프로그램은 주로 두 가지 접근 방식 중 하나를 사용하여 Rust로 작성됩니다:

프로그램 실행 모델

트랜잭션이 처리될 때, 런타임은 process_message()를 통해 각 명령어를 순차적으로 실행합니다. 각 명령어에 대해 런타임은:

1. 명령어 컨텍스트를 준비합니다. prepare_next_top_level_instruction()를 호출하여 명령어의 계정 인덱스를 매핑하고, 서명자 및 쓰기 가능 플래그를 설정하며, TransactionContext를 구성합니다.

2. 프리컴파일을 확인합니다. 프로그램이 프리컴파일인 경우, 런타임은 process_precompile()를 호출하며, 이는 여전히 스택 프레임을 푸시하고 팝하지만(push() 및 *rspop()*를 통해) sBPF VM과 프로그램 캐시 조회를 우회하고 네이티브 코드를 직접 실행합니다.

3. 스택 프레임을 푸시합니다. (3-6단계는 InvokeContext::process_instruction() 및 process_executable_chain() 내부에서 발생하며, *rsprocess_message()*에서 호출됩니다.) InvokeContext에서 push()를 호출하여 명령어 스택 높이를 증가시키고 재진입 규칙을 적용합니다: 프로그램은 직접적인 호출자(명령어 스택의 현재 최상단에 있는 프로그램)가 동일한 프로그램인 경우에만 자기 자신으로 재진입할 수 있습니다. 깊은 자기 재귀(A -> A -> A)는 스택 깊이 제한에 따라 허용됩니다. 다른 재진입 패턴(예: A가 B를 호출하고 B가 A를 호출)은 *rsInstructionError::ReentrancyNotAllowed*를 반환합니다.

4. 프로그램을 해석합니다. 런타임은 process_executable_chain()를 호출하여 로더를 결정합니다. 프로그램 계정의 소유자가 네이티브 로더인 경우, 해당 프로그램은 빌트인이며 진입점 함수는 ProgramCacheForTxBatch에서 직접 조회됩니다. 소유자가 BPF 로더 중 하나(bpf_loader_deprecated, bpf_loader, bpf_loader_upgradeable 또는 loader_v4)인 경우, 로더 자체의 빌트인 진입점이 대신 호출됩니다.

5. BPF 프로그램을 실행합니다. BPF 프로그램의 경우, 로더 진입점이 프로그램 캐시에서 컴파일된 실행 파일을 조회합니다. execute() 함수는 다음을 수행합니다:

   • 계정 데이터를 플랫 파라미터 버퍼로 직렬화
   • 스택, 힙 및 메모리 영역을 포함한 sBPF VM 생성
   • 실행 중 컴퓨트 유닛을 소비하며 컴파일된 코드를 실행합니다. 예산이 초과되면 *rsComputationalBudgetExceeded*를 반환합니다.
   • 버퍼에서 계정 상태로 계정 데이터를 역직렬화

6. 스택 프레임을 팝합니다. pop()를 호출하여 명령어가 런타임의 회계 규칙을 위반하지 않았는지 확인합니다(lamport 잔액이 균형을 이루고, 읽기 전용 계정이 수정되지 않았으며, 계정 데이터 크기가 제한 내에 있는지 확인).

7. 컴퓨트 유닛을 누적합니다. 명령어가 소비한 컴퓨트 유닛은 saturating_add를 통해 트랜잭션 총계에 추가됩니다.

프로그램 캐시

런타임은 검증되고 컴파일된 프로그램을 저장하는 전역 ProgramCache 을 유지합니다. 이는 포크 그래프를 인식하며 배포 가시성 규칙, 제거 및 epoch 경계 재컴파일을 처리합니다.

캐시 항목 유형

캐시된 모든 프로그램은 런타임 동작을 결정하는 ProgramCacheEntryType 을 가지고 있습니다:

가시성 지연

새로 배포되거나 업그레이드된 프로그램은 즉시 유효하지 않습니다. DELAY_VISIBILITY_SLOT_OFFSET 상수는 1이며, 이는 slot N에 배포된 프로그램이 slot N+1에서 유효해진다는 것을 의미합니다. 배포 slot 동안 새 버전을 호출하려는 모든 시도는 *rsDelayVisibility*를 반환하여 런타임이 "프로그램이 배포되지 않았습니다."라고 보고하게 합니다.

제거 정책

캐시는 최대 MAX_LOADED_ENTRY_COUNT (512)개의 컴파일된 프로그램 항목을 보유합니다. 제한에 도달하면 가장 적게 사용된 프로그램이 Unloaded 상태로 제거됩니다. 사용량은 tx_usage_counter (트랜잭션이 프로그램을 참조할 때마다 증가)와 latest_access_slot로 추적됩니다.

Epoch 경계 재컴파일

기능 활성화가 epoch 경계에서 ProgramRuntimeEnvironments 를 변경하면 캐시된 모든 프로그램이 새로운 환경에 대해 재컴파일 됩니다.

반환 데이터

프로그램은 sol_set_return_data 시스템 호출을 통해 반환 데이터를 설정할 수 있습니다. 데이터는 트랜잭션 수준의 TransactionReturnData 구조체에 저장되며, 이 구조체는 데이터 바이트와 시스템 호출을 호출한 명령어의 프로그램 program_id를 보유합니다. 최대 크기는 1,024바이트 (MAX_RETURN_DATA)입니다.