Cross Program Invocation

Cross Program Invocation (CPI) происходит, когда одна программа Solana напрямую вызывает инструкции другой программы. Это обеспечивает композицию программ. Если представить себе инструкцию Solana как API-эндпоинт, который программа предоставляет сети, то CPI — это как внутренний вызов одного эндпоинта другим.

При выполнении CPI программа может подписывать от имени PDA, производного от её program ID. Эти права подписанта передаются от вызывающей программы к вызываемой.

Пример cross-program invocation

При выполнении CPI права на аккаунты передаются от одной программы к другой. Допустим, Программа A получает инструкцию с аккаунтом-подписантом и аккаунтом с правом записи. Затем Программа A делает CPI к Программе B. Теперь Программа B может использовать те же аккаунты, что и Программа A, с их исходными правами. (То есть Программа B может подписывать с помощью аккаунта-подписанта и записывать в аккаунт с правом записи.) Если Программа B делает свои собственные CPI, она может передавать эти же права дальше, но не глубже 4 уровней.

Максимальная глубина вложенности вызова инструкций программ называется max_instruction_stack_depth и задаётся константой MAX_INSTRUCTION_STACK_DEPTH, равной 5.

Высота стека начинается с 1 для начальной транзакции и увеличивается на 1 каждый раз, когда программа вызывает другую инструкцию, ограничивая глубину вложенности CPI до 4.

CPI с PDA-подписантами

Когда для CPI требуется PDA-подписант, используется функция invoke_signed. Она принимает сиды подписанта, которые используются для вывода подписывающих PDA. Внутри рантайма Solana вызывается create_program_address с использованием signers_seeds и program_id вызывающей программы. Когда PDA проверяется, он добавляется как действительный подписант.

Invoke signed

pub fn invoke_signed(
    instruction: &Instruction,
    account_infos: &[AccountInfo],
    signers_seeds: &[&[&[u8]]],
) -> ProgramResult {
    // --snip--
    invoke_signed_unchecked(instruction, account_infos, signers_seeds)
}

Примеры ниже демонстрируют создание CPI с PDA-подписантами с помощью Anchor и Native Rust. Каждый пример включает одну инструкцию для перевода SOL с PDA на аккаунт получателя, используя CPI, подписанный этим PDA.

Anchor

Следующие примеры показывают три подхода к реализации CPI в программе Anchor. Примеры функционально эквивалентны, но каждый демонстрирует разный уровень абстракции.

Пример 1: Использует CpiContext и вспомогательную функцию Anchor.
Пример 2: Использует функцию system_instruction::transfer из крейта solana_program. (Пример 1 — это абстракция этой реализации.)
Пример 3: Формирует инструкцию CPI вручную. Такой подход полезен, если нет подходящего крейта для сборки нужной инструкции.

use anchor_lang::prelude::*;
use anchor_lang::system_program::{transfer, Transfer};

declare_id!("BrcdB9sV7z9DvF9rDHG263HUxXgJM3iCQdF36TcxbFEn");

#[program]
pub mod cpi {
    use super::*;

    pub fn sol_transfer(ctx: Context<SolTransfer>, amount: u64) -> Result<()> {
        let from_pubkey = ctx.accounts.pda_account.to_account_info();
        let to_pubkey = ctx.accounts.recipient.to_account_info();
        let program_id = ctx.accounts.system_program.to_account_info();

        let seed = to_pubkey.key();
        let bump_seed = ctx.bumps.pda_account;
        let signer_seeds: &[&[&[u8]]] = &[&[b"pda", seed.as_ref(), &[bump_seed]]];

        let cpi_context = CpiContext::new(
            program_id,
            Transfer {
                from: from_pubkey,
                to: to_pubkey,
            },
        )
        .with_signer(signer_seeds);

        transfer(cpi_context, amount)?;
        Ok(())
    }
}

#[derive(Accounts)]
pub struct SolTransfer<'info> {
    #[account(
        mut,
        seeds = [b"pda", recipient.key().as_ref()],
        bump,
    )]
    pda_account: SystemAccount<'info>,
    #[account(mut)]
    recipient: SystemAccount<'info>,
    system_program: Program<'info, System>,
}

Rust

Пример ниже показывает создание CPI с PDA-подписантами из программы на Native Rust. Он включает одну инструкцию, которая переводит SOL с PDA-аккаунта на другой. CPI подписывается этим PDA-аккаунтом. (Тестовый файл использует LiteSVM для тестирования программы.)

use borsh::BorshDeserialize;
use solana_program::{
    account_info::AccountInfo,
    entrypoint,
    entrypoint::ProgramResult,
    program::invoke_signed,
    program_error::ProgramError,
    pubkey::Pubkey,
    system_instruction,
};

// Declare program entrypoint
entrypoint!(process_instruction);

// Define program instructions
#[derive(BorshDeserialize)]
enum ProgramInstruction {
    SolTransfer { amount: u64 },
}

impl ProgramInstruction {
    fn unpack(input: &[u8]) -> Result<Self, ProgramError> {
        Self::try_from_slice(input).map_err(|_| ProgramError::InvalidInstructionData)
    }
}

pub fn process_instruction(
    program_id: &Pubkey,
    accounts: &[AccountInfo],
    instruction_data: &[u8],
) -> ProgramResult {
    // Deserialize instruction data
    let instruction = ProgramInstruction::unpack(instruction_data)?;

    // Process instruction
    match instruction {
        ProgramInstruction::SolTransfer { amount } => {
            // Parse accounts
            let [pda_account_info, recipient_info, system_program_info] = accounts else {
                return Err(ProgramError::NotEnoughAccountKeys);
            };

            // Derive PDA and verify it matches the account provided by client
            let recipient_pubkey = recipient_info.key;
            let seeds = &[b"pda", recipient_pubkey.as_ref()];
            let (expected_pda, bump_seed) = Pubkey::find_program_address(seeds, program_id);

            if expected_pda != *pda_account_info.key {
                return Err(ProgramError::InvalidArgument);
            }

            // Create the transfer instruction
            let transfer_ix = system_instruction::transfer(
                pda_account_info.key,
                recipient_info.key,
                amount,
            );

            // Create signer seeds for PDA
            let signer_seeds: &[&[&[u8]]] = &[&[b"pda", recipient_pubkey.as_ref(), &[bump_seed]]];

            // Invoke the transfer instruction with PDA as signer
            invoke_signed(
                &transfer_ix,
                &[
                    pda_account_info.clone(),
                    recipient_info.clone(),
                    system_program_info.clone(),
                ],
                signer_seeds,
            )?;

            Ok(())
        }
    }
}

CPI без PDA-подписантов

Когда для CPI не требуются PDA-подписанты, используется функция invoke. Функция invoke вызывает функцию invoke_signed с пустым массивом signers_seeds. Пустой массив подписантов указывает, что для подписи не требуются PDA.

Invoke function

pub fn invoke(instruction: &Instruction, account_infos: &[AccountInfo]) -> ProgramResult {
    invoke_signed(instruction, account_infos, &[])
}

Примеры ниже демонстрируют создание CPI с помощью Anchor и нативного Rust. Каждый пример включает одну инструкцию для перевода SOL с одного аккаунта на другой.

Anchor

Пример 1: Использует CpiContext и вспомогательную функцию Anchor.
Пример 2: Использует функцию system_instruction::transfer из крейта solana_program.
Пример 3: Формирует инструкцию CPI вручную. Такой подход полезен, если нет подходящего крейта для сборки нужной инструкции.

use anchor_lang::prelude::*;
use anchor_lang::system_program::{transfer, Transfer};

declare_id!("9AvUNHjxscdkiKQ8tUn12QCMXtcnbR9BVGq3ULNzFMRi");

#[program]
pub mod cpi {
    use super::*;

    pub fn sol_transfer(ctx: Context<SolTransfer>, amount: u64) -> Result<()> {
        let from_pubkey = ctx.accounts.sender.to_account_info();
        let to_pubkey = ctx.accounts.recipient.to_account_info();
        let program_id = ctx.accounts.system_program.to_account_info();

        let cpi_context = CpiContext::new(
            program_id,
            Transfer {
                from: from_pubkey,
                to: to_pubkey,
            },
        );

        transfer(cpi_context, amount)?;
        Ok(())
    }
}

#[derive(Accounts)]
pub struct SolTransfer<'info> {
    #[account(mut)]
    sender: Signer<'info>,
    #[account(mut)]
    recipient: SystemAccount<'info>,
    system_program: Program<'info, System>,
}

Rust

Следующий пример показывает, как создать CPI из программы, написанной на нативном Rust. Он включает одну инструкцию для перевода SOL с одного аккаунта на другой. (Тестовый файл использует LiteSVM для тестирования программы.)

use borsh::BorshDeserialize;
use solana_program::{
    account_info::AccountInfo,
    entrypoint,
    entrypoint::ProgramResult,
    program::invoke,
    program_error::ProgramError,
    pubkey::Pubkey,
    system_instruction,
};

// Declare program entrypoint
entrypoint!(process_instruction);

// Define program instructions
#[derive(BorshDeserialize)]
enum ProgramInstruction {
    SolTransfer { amount: u64 },
}

impl ProgramInstruction {
    fn unpack(input: &[u8]) -> Result<Self, ProgramError> {
        Self::try_from_slice(input).map_err(|_| ProgramError::InvalidInstructionData)
    }
}

pub fn process_instruction(
    _program_id: &Pubkey,
    accounts: &[AccountInfo],
    instruction_data: &[u8],
) -> ProgramResult {
    // Deserialize instruction data
    let instruction = ProgramInstruction::unpack(instruction_data)?;

    // Process instruction
    match instruction {
        ProgramInstruction::SolTransfer { amount } => {
            // Parse accounts
            let [sender_info, recipient_info, system_program_info] = accounts else {
                return Err(ProgramError::NotEnoughAccountKeys);
            };

            // Verify the sender is a signer
            if !sender_info.is_signer {
                return Err(ProgramError::MissingRequiredSignature);
            }

            // Create and invoke the transfer instruction
            let transfer_ix = system_instruction::transfer(
                sender_info.key,
                recipient_info.key,
                amount,
            );

            invoke(
                &transfer_ix,
                &[
                    sender_info.clone(),
                    recipient_info.clone(),
                    system_program_info.clone(),
                ],
            )?;

            Ok(())
        }
    }
}

Cross Program Invocation

CPI с PDA-подписантами

Anchor

Rust

CPI без PDA-подписантов

Anchor

Rust

Содержание