Programma-uitvoering

Compilatie

Solana gebruikt LLVM om programma's te compileren naar ELF binaries die Solana Bytecode Format (sBPF) bevatten. De ELF binary wordt on-chain opgeslagen in een uitvoerbaar account.

Programma's schrijven

Solana programma's worden voornamelijk geschreven in Rust met een van twee benaderingen:

Programma-uitvoeringsmodel

Wanneer een transactie wordt verwerkt, voert de runtime elke instructie sequentieel uit via process_message(). Voor elke instructie doet de runtime het volgende:

1. Bereidt de instructiecontext voor. Roept prepare_next_top_level_instruction() aan om de account-indices van de instructie te mappen, signer- en writable-vlaggen in te stellen, en de TransactionContext te configureren.

2. Controleert precompiles. Als het programma een precompile is, roept de runtime process_precompile() aan, wat nog steeds een stack frame pusht en popt (via push() en pop()) maar de sBPF VM en programma-cache lookup omzeilt en native code direct uitvoert.

3. Pusht een stack frame. (Stappen 3-6 gebeuren binnen InvokeContext::process_instruction() en process_executable_chain(), aangeroepen vanuit process_message().) Roept push() aan op InvokeContext, wat de hoogte van de instructiestack verhoogt en de reentrancy-regel afdwingt: een programma mag zichzelf alleen opnieuw betreden als de directe aanroeper (het programma bovenaan de huidige instructiestack) hetzelfde programma is. Diepe zelfrecursie (A -> A -> A) is toegestaan, onder voorbehoud van stackdieptelimieten. Andere reentrancy-patronen (bijv. A roept B aan die A aanroept) retourneren InstructionError::ReentrancyNotAllowed.

4. Lost het programma op. De runtime roept process_executable_chain() aan, wat de loader bepaalt. Als de eigenaar van het program account de native loader is, is het programma een builtin en wordt de entrypoint-functie direct opgezocht in de ProgramCacheForTxBatch. Als de eigenaar een van de BPF-loaders is (bpf_loader_deprecated, bpf_loader, bpf_loader_upgradeable, of loader_v4), wordt in plaats daarvan het builtin entrypoint van de loader aangeroepen.

5. Voert het BPF-programma uit. Voor BPF-programma's zoekt het loader entrypoint het gecompileerde uitvoerbare bestand op uit de programmacache. De execute() functie doet vervolgens:

   • Serialiseert accountgegevens naar een platte parameterbuffer
   • Creëert de sBPF VM met stack-, heap- en geheugenregio's
   • Voert de gecompileerde code uit en verbruikt compute units tijdens de uitvoering. Retourneert ComputationalBudgetExceeded als het budget wordt overschreden.
   • Deserialiseert accountgegevens van de buffer terug naar de accountstatus

6. Popt het stack frame. Roept pop() aan, wat verifieert dat de instructie de boekhoudregels van de runtime niet heeft geschonden (lamport-saldi zijn in balans, alleen-lezen accounts zijn niet gewijzigd, accountgegevensgroottes vallen binnen de limieten).

7. Accumuleert compute units. De compute units die door de instructie zijn verbruikt, worden toegevoegd aan het transactietotaal via saturating_add.

Programma-cache

De runtime onderhoudt een globale ProgramCache die geverifieerde en gecompileerde programma's opslaat. Deze is fork-graph-bewust en handelt zichtbaarheidsregels voor deployment, verwijdering en hercompilatie bij epoch-grenzen af.

Cache-invoertypen

Elk gecachet programma heeft een ProgramCacheEntryType die het runtime-gedrag bepaalt:

Zichtbaarheidsvertraging

Nieuw gedeployde of geüpgrade programma's zijn niet onmiddellijk effectief. De DELAY_VISIBILITY_SLOT_OFFSET constante is 1, wat betekent dat een programma dat in slot N is gedeployed effectief wordt in slot N+1. Tijdens de deployment-slot retourneert elke poging om de nieuwe versie aan te roepen DelayVisibility, waardoor de runtime meldt "Programma is niet gedeployed."

Verwijderingsbeleid

De cache bevat maximaal MAX_LOADED_ENTRY_COUNT (512) gecompileerde programma-items. Wanneer de limiet wordt bereikt, worden de minst gebruikte programma's verwijderd naar de Unloaded status. Gebruik wordt bijgehouden door tx_usage_counter (verhoogd telkens wanneer een transactie naar het programma verwijst) en latest_access_slot.

Hercompilatie bij epoch-grens

Als een functie-activatie de ProgramRuntimeEnvironments bij een epoch-grens wijzigt, worden alle gecachte programma's gehercompileerd tegen de nieuwe omgeving.

Retourgegevens

Programma's kunnen retourgegevens instellen via de sol_set_return_data syscall. De gegevens worden opgeslagen in een transactieniveau TransactionReturnData struct die de databytes en de program_id bevat van het programma waarvan de instructie de syscall aanriep. De maximale grootte is 1.024 bytes (MAX_RETURN_DATA).