WebAssembly - 动态链接

动态链接是两个或多个模块在运行时链接在一起的过程。

为了演示动态链接的工作原理，我们将使用 C 程序并使用 Ecmascript sdk 将其编译为 wasm。

所以这里我们有 -

测试1.c

int test1(){ 
   return 100; 
}

测试2.c

int test2(){ 
   return 200; 
}

主程序

#include <stdio.h>

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

在 main.c 代码中，它使用了 test1() 和 test2()，它们在 test1.c 和 test2.c 中定义。让我们检查一下如何在 WebAssembly 中链接这些模块。

编译上述代码的命令如下：使用SIDE_MODULE =1进行动态链接，如命令所示。

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

使用 WasmtoWat（可在https://webassemble.github.io/wabt/demo/wasm2wat/获取）将获得 maintest.wasm 的 WebAssembly 文本格式。

(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))
)

WebAssembly 文本格式有一些定义的导入，如下所示 -

(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))

这是在 emcc(emscripten sdk) 编译代码时添加的，它处理 WebAssembly 中的内存管理。

处理导入和导出

现在要查看输出，我们必须定义您可以在 .wat 代码中看到的导入 -

(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))

上述术语解释如下 -

  • env.stackSave - 用于堆栈管理，这是由 emscripten 编译代码提供的功能。

  • env.stackRestore - 它用于堆栈管理，这是由 emscripten 编译代码提供的功能。

  • env.__memory_base - 它是一个不可变的 i32 全局偏移量，在 env.memory 中使用并为 wasm 模块保留。模块可以在其数据段的初始化程序中使用此全局变量，以便将它们加载到正确的地址。

  • env.__table_base - 它是一个不可变的 i32 全局偏移量，在 env.table 中使用并为 wasm 模块保留。模块可以在其表元素段的初始化程序中使用此全局变量，以便将它们加载到正确的偏移量处。

  • env.memory - 这将包含 wasm 模块之间共享所需的内存详细信息。

  • env.table - 这将包含 wasm 模块之间需要共享的表详细信息。

导入必须在 javascript 中定义如下 -

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 
   } 
};

例子

以下是使用 WebAssembly.instantiate 内的 importObj 的 javascript 代码。

<!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>

输出

输出如下 -

进口