WebAssembly - dynamiczne łączenie

Łączenie dynamiczne to proces, w którym dwa lub więcej modułów zostanie połączonych ze sobą podczas działania.

Aby zademonstrować, jak działa dynamiczne łączenie, użyjemy programu w C i skompilujemy go do wasm przy użyciu Ecmascript sdk.

Więc mamy -

test1.c

int test1(){ 
   return 100; 
}

test2.c

int test2(){ 
   return 200; 
}

main.c

#include <stdio.h>

int test1(); 
int test2();
int main() { 
   int result = test1() + test2(); 
   return result; 
}

W kodzie main.c wykorzystuje metody test1 () i test2 (), które są zdefiniowane w test1.c i test2.c. Sprawdźmy, jak połączyć te moduły w WebAssembly.

Polecenie kompilacji powyższego kodu jest następujące: użyj SIDE_MODULE = 1 do dynamicznego łączenia, jak pokazano w poleceniu.

emcc test1.c test2.c main.c -s SIDE_MODULE=1 -o maintest.wasm

Korzystanie z usługi WasmtoWat, która jest dostępna pod adresem https://webassembly.github.io/wabt/demo/wasm2wat/, otrzyma format tekstowy WebAssembly z maintest.wasm.

(module 
   (type $t0 (func (result i32))) (type $t1 (func)) 
   (type $t2 (func (param i32))) (type $t3 (func (param i32 i32) (result i32))) 
   (import "env" "stackSave" (func $env.stackSave (type $t0))) 
   (import "env" "stackRestore" (func $env.stackRestore (type $t2))) 
   (import "env" "__memory_base" (global $env.__memory_base i32)) 
   (import "env" "__table_base" (global $env.__table_base i32)) 
   (import "env" "memory" (memory $env.memory 0)) 
   (import "env" "table" (table $env.table 0 funcref)) 
   (func $f2 (type $t1) 
      (call $__wasm_apply_relocs)
   )
   (func $__wasm_apply_relocs (export "__wasm_apply_relocs") (type $t1)) 
   (func $test1 (export "test1") (type $t0) (result i32) 
      (local $l0 i32) 
      (local.set $l0 
         (i32.const 100)
      )
      (return 
         (local.get $l0)
      )
   )
   (func $test2 (export "test2") (type $t0) (result i32) 
      (local $l0 i32) 
      (local.set $l0 
         (i32.const 200)) 
      (return 
         (local.get $l0)
      )
   ) 
   (func $__original_main 
      (export "__original_main") 
      (type $t0) 
      (result i32) 
      (local $l0 i32) 
      (local $l1 i32) 
      (local $l2 i32) 
      (local $l3 i32) 
      (local $l4 i32) 
      (local $l5 i32) 
      (local $l6 i32) 
      (local $l7 i32) 
      (local $l8 i32) 
      (local $l9 i32) 
      (local.set $l0(call $env.stackSave))
      (local.set $l1 (i32.const 16))
      (local.set $l2 (i32.sub (local.get $l0) (local.get $l1)))
      (call $env.stackRestore (local.get $l2) ) (local.set $l3(i32.const 0)) 
      (i32.store offset=12 (local.get $l2) (local.get $l3)) 
      (local.set $l4 (call $test1)) 
      (local.set $l5 (call $test2)) 
      (local.set $l6 (i32.add (local.get $l4) (local.get $l5))) 
      (i32.store offset=8 (local.get $l2) (local.get $l6)) 
      (local.set $l7 (i32.load offset=8 (local.get $l2))) 
      (local.set $l8 (i32.const 16)) 
      (local.set $l9 (i32.add (local.get $l2) (local.get $l8))) 
      (call $env.stackRestore (local.get $l9)) (return(local.get $l7))
   )
   (func $main 
      (export "main") 
      (type $t3) 
      (param $p0 i32) 
      (param $p1 i32) 
      (result i32) 
      (local $l2 i32) 
      (local.set $l2 
      (call $__original_main)) 
      (return (local.get $l2))
   ) 
   (func $__post_instantiate (export "__post_instantiate") (type $t1) (call $f2)) 
   (global $__dso_handle (export "__dso_handle") i32 (i32.const 0))
)

Format tekstowy WebAssembly ma pewne importy zdefiniowane, jak pokazano poniżej -

(import "env" "stackSave" (func $env.stackSave (type $t0)))       
(import "env" "stackRestore" (func $env.stackRestore (type $t2))) 
(import "env" "__memory_base" (global $env.__memory_base i32)) 
(import "env" "__table_base" (global $env.__table_base i32)) 
(import "env" "memory" (memory $env.memory 0)) 
(import "env" "table" (table $env.table 0 funcref))

Jest to dodawane podczas kompilacji kodu przez emcc (emscripten sdk) i zajmuje się zarządzaniem pamięcią w WebAssembly.

Praca z importami i eksportami

Teraz, aby zobaczyć dane wyjściowe, będziemy musieli zdefiniować importy, które możesz zobaczyć w kodzie .wat -

(import "env" "stackSave" (func $env.stackSave (type $t0)))       
(import "env" "stackRestore" (func $env.stackRestore (type $t2))) 
(import "env" "__memory_base" (global $env.__memory_base i32)) 
(import "env" "__table_base" (global $env.__table_base i32)) 
(import "env" "memory" (memory $env.memory 0)) 
(import "env" "table" (table $env.table 0 funcref))

Powyższe terminy są wyjaśnione w następujący sposób -

env.stackSave - Służy do zarządzania stosem, funkcjonalności udostępnianej przez skompilowany kod emscripten.
env.stackRestore - Służy do zarządzania stosem, funkcjonalności udostępnianej przez skompilowany kod emscripten.
env.__memory_base- Jest to niezmienne globalne przesunięcie i32, które jest używane w pamięci env i zarezerwowane dla modułu wasm. Moduł może wykorzystać ten globalny w inicjalizatorze swoich segmentów danych, dzięki czemu są one ładowane pod poprawnym adresem.
env.__table_base- Jest to niezmienne globalne przesunięcie i32, które jest używane w tabeli env.table i zarezerwowane dla modułu wasm. Moduł może użyć tego globalnego w inicjatorze swoich segmentów elementu tabeli, aby były ładowane z odpowiednim przesunięciem.
env.memory - Będzie to zawierało szczegóły pamięci, które są wymagane do współdzielenia między modułami wasm.
env.table - Będzie to zawierało szczegóły tabeli, które mają być współdzielone między modułami wasm.

Import należy zdefiniować w javascript w następujący sposób -

var wasmMemory = new WebAssembly.Memory({'initial': 256,'maximum': 65536}); 
const importObj = { 
   env: {
      stackSave: n => 2, stackRestore: n => 3, //abortStackOverflow: () => {
         throw new Error('overflow'); 
      }, 
      table: new WebAssembly.Table({ 
         initial: 0, maximum: 65536, element: 'anyfunc' 
      }), __table_base: 0,
      memory: wasmMemory, __memory_base: 256 
   } 
};

Przykład

Poniżej znajduje się kod javascript, który wykorzystuje importObj wewnątrz WebAssembly.instantiate.

<!DOCTYPE html> 
<html>
   <head>
      <meta charset="UTF-8">
   </head>
   <body>
      <script>
         var wasmMemory = new WebAssembly.Memory({'initial': 256,'maximum': 65536}); 
         const importObj = {
            env: {
               stackSave: n => 2, stackRestore: n => 3, //abortStackOverflow: () => {
                  throw new Error('overflow'); 
               }, 
               table: new WebAssembly.Table({ 
                  initial: 0, maximum: 65536, element: 'anyfunc' 
               }), __table_base: 0,
               memory: wasmMemory, __memory_base: 256 
            } 
         };
         fetch("maintest.wasm") .then(bytes => bytes.arrayBuffer()) .then(
            module => WebAssembly.instantiate(module, importObj)
         )
         .then(finalcode => {        
            console.log(finalcode);     
            console.log(WebAssembly.Module.imports(finalcode.module)); 
            console.log(finalcode.instance.exports.test1());    
            console.log(finalcode.instance.exports.test2());   
            console.log(finalcode.instance.exports.main()); 
         });
      </script>
   </body>
</html>

Wynik

Dane wyjściowe są następujące -