FAQ | Solana

Berkeley Packet Filter (BPF)

Solana onchain programma's worden gecompileerd via de LLVM compiler infrastructure naar een Executable and Linkable Format (ELF) dat een variant bevat van de Berkeley Packet Filter (BPF) bytecode.

Omdat Solana gebruikmaakt van de LLVM compiler infrastructure, kan een programma worden geschreven in elke programmeertaal die de LLVM's BPF backend kan aanspreken.

BPF biedt een efficiënte instruction set die kan worden uitgevoerd in een geïnterpreteerde virtuele machine of als efficiënte just-in-time gecompileerde native instructies.

Geheugenindeling

De virtuele adresgeheugenindeling die door Solana SBF programma's wordt gebruikt is vastgelegd en als volgt ingedeeld

Programmacode begint op 0x100000000
Stack data begint op 0x200000000
Heap data begint op 0x300000000
Programma-invoerparameters beginnen op 0x400000000

De bovenstaande virtuele adressen zijn startadressen, maar programma's krijgen toegang tot een subset van de geheugenindeling. Het programma zal crashen als het probeert te lezen of schrijven naar een virtueel adres waartoe het geen toegang heeft gekregen, en een "AccessViolation" error zal worden teruggegeven die het adres en de grootte van de poging tot schending bevat.

InvalidAccountData

Deze programmafout kan om veel redenen optreden. Meestal wordt het veroorzaakt door het doorgeven van een account aan het programma dat het programma niet verwacht, ofwel op de verkeerde positie in de instructie of een account dat niet compatibel is met de instructie die wordt uitgevoerd.

Een implementatie van een programma kan deze fout ook veroorzaken bij het uitvoeren van een cross-program instructie waarbij vergeten wordt om het account te leveren voor het programma dat je aanroept.

InvalidInstructionData

Deze programma-fout kan optreden tijdens het deserialiseren van de instructie. Controleer of de doorgegeven structuur exact overeenkomt met de instructie. Er kan sprake zijn van opvulling tussen velden. Als het programma de Rust Pack trait implementeert, probeer dan het verpakken en uitpakken van het instructietype T om de exacte codering te bepalen die het programma verwacht.

MissingRequiredSignature

Sommige instructies vereisen dat het account een ondertekenaar is; deze fout wordt teruggegeven als een account naar verwachting ondertekend moet zijn, maar dat niet is.

Een implementatie van een programma kan deze fout ook veroorzaken bij het uitvoeren van een cross-program invocation die een ondertekend programma-adres vereist, maar de doorgegeven ondertekenaar seeds aan invoke_signed komen niet overeen met de ondertekenaar seeds die zijn gebruikt om het programma-adres te maken create_program_address.

Stack

SBF gebruikt stack frames in plaats van een variabele stack pointer. Elk stack frame is 4KB groot.

Als een programma de grootte van het stack frame overschrijdt, zal de compiler de overschrijding als een waarschuwing melden.

Bijvoorbeeld:

Error: Function _ZN16curve25519_dalek7edwards21EdwardsBasepointTable6create17h178b3d2411f7f082E Stack offset of -30728 exceeded max offset of -4096 by 26632 bytes, please minimize large stack variables

Het bericht identificeert welk symbool zijn stack frame overschrijdt, maar de naam kan vervormd zijn.

Om een Rust-symbool te ontwarren, gebruik rustfilt.

De bovenstaande waarschuwing kwam van een Rust-programma, dus de ontwarrede symboolnaam is:

rustfilt _ZN16curve25519_dalek7edwards21EdwardsBasepointTable6create17h178b3d2411f7f082E
curve25519_dalek::edwards::EdwardsBasepointTable::create

De reden dat er een waarschuwing wordt gemeld in plaats van een fout is omdat sommige afhankelijke crates functionaliteit kunnen bevatten die de stack frame-beperkingen overschrijdt, zelfs als het programma die functionaliteit niet gebruikt. Als het programma de stack grootte tijdens runtime overschrijdt, wordt een AccessViolation fout gemeld.

SBF stack frames bezetten een virtueel adresbereik dat begint bij 0x200000000.

Heap-grootte

Programma's hebben toegang tot een runtime heap via de Rust alloc API's. Om snelle toewijzingen mogelijk te maken, wordt een eenvoudige 32KB bump heap gebruikt. De heap ondersteunt geen free of realloc.

Intern hebben programma's toegang tot de 32KB geheugenregio die begint op virtueel adres 0x300000000 en kunnen ze een aangepaste heap implementeren op basis van de specifieke behoeften van het programma.

Rust-programma's implementeren de heap direct door een aangepaste global_allocator te definiëren

Loaders

Programma's worden geïmplementeerd en uitgevoerd door runtime loaders. Momenteel zijn er twee ondersteunde loaders: BPF Loader en BPF loader deprecated

Loaders kunnen verschillende application binary interfaces ondersteunen, dus ontwikkelaars moeten hun programma's schrijven voor en implementeren naar dezelfde loader. Als een programma geschreven voor één loader wordt geïmplementeerd naar een andere, resulteert dit meestal in een AccessViolation fout vanwege niet-overeenkomende deserialisatie van de invoerparameters van het programma.

Voor alle praktische doeleinden moeten programma's altijd worden geschreven voor de nieuwste BPF loader, en de nieuwste loader is de standaard voor de command-line interface en de JavaScript API's.

Rust-programma entrypoints

Implementatie

SBF-programma-implementatie is het proces van het uploaden van een BPF shared object naar de data van een programma-account en het markeren van het account als uitvoerbaar. Een client verdeelt het SBF shared object in kleinere stukken en verzendt deze als instructiedata van Write instructies naar de loader, waar de loader die data schrijft naar de programma-accountdata. Zodra alle stukken zijn ontvangen, stuurt de client een Finalize instructie naar de loader. De loader valideert dan dat de SBF-data geldig is en markeert het programma-account als executable. Zodra het programma-account als uitvoerbaar is gemarkeerd, kunnen volgende transacties instructies uitgeven die dat programma moet verwerken.

Wanneer een instructie naar een uitvoerbaar SBF-programma wordt gestuurd, configureert de loader de uitvoeringsomgeving van het programma, serialiseert de invoerparameters van het programma, roept het entrypoint van het programma aan en rapporteert eventuele fouten die zijn opgetreden.

Voor meer informatie, zie programma's implementeren.

Serialisatie van invoerparameters

SBF-loaders serialiseren de programma-invoerparameters naar een byte-array die vervolgens wordt doorgegeven aan het entrypoint van het programma, waar het programma verantwoordelijk is voor het deserialiseren ervan on-chain. Een van de veranderingen tussen de verouderde loader en de huidige loader is dat de invoerparameters worden geserialiseerd op een manier die resulteert in verschillende parameters die op uitgelijnde offsets binnen de uitgelijnde byte-array vallen. Dit maakt het mogelijk voor deserialisatie-implementaties om direct naar de byte-array te verwijzen en uitgelijnde pointers aan het programma te leveren.

Deserialisatie van Rust-programmaparameters

De nieuwste loader serialiseert de programma-invoerparameters als volgt (alle codering is little endian):

8 bytes unsigned aantal accounts
Voor elk account
- 1 byte dat aangeeft of dit een duplicaat account is, zo niet dan is de waarde 0xff, anders is de waarde de index van het account waarvan het een duplicaat is.
- Indien duplicaat: 7 bytes padding
- Indien geen duplicaat:
  - 1 byte boolean, true als account een ondertekenaar is
  - 1 byte boolean, true als account schrijfbaar is
  - 1 byte boolean, true als account uitvoerbaar is
  - 4 bytes padding
  - 32 bytes van de publieke sleutel van het account
  - 32 bytes van de publieke sleutel van de eigenaar van het account
  - 8 bytes unsigned aantal lamports in bezit van het account
  - 8 bytes unsigned aantal bytes aan accountgegevens
  - x bytes aan accountgegevens
  - 10k bytes aan padding, gebruikt voor realloc
  - voldoende padding om de offset uit te lijnen op 8 bytes.
  - 8 bytes rent epoch
8 bytes unsigned aantal instruction data
x bytes aan instruction data
32 bytes van de program id

Inhoudsopgave