使用wavm运行wasi wasm程序

wasi介绍

WASI是一个新的API体系, 由Wasmtime项目设计, 目的是为WASM设计一套引擎无关(engine-indepent), 面向非Web系统(non-Web system-oriented)的API标准. 目前, WASI核心API(WASI Core)在做覆盖文件, 网络等等模块的API, 但这些实现都是刚刚开始实现, 离实用还是有很长路要走.

目前支持wasi的运行时有以下几种：

• wasmer
• wasmtime
• wavm

wavm介绍

WAVM是WebAssembly虚拟机，设计用于非Web应用程序。

特点

• 快速

WAVM使用LLVM将WebAssembly代码编译为具有接近本机性能的机器代码。在某些情况下，它甚至可以胜过本机性能，这要归功于它能够生成针对运行代码的确切CPU进行了调整的机器代码。

WAVM还利用虚拟内存和信号处理程序来执行WebAssembly的边界检查的内存访问，其成本与本机的未经检查的内存访问相同。

• 安全

WAVM阻止WebAssembly代码访问WebAssembly虚拟机*之外的状态，或调用未与WebAssembly模块明确链接的本机代码。

安装

对于centos可以使用官方预编译rpm包进行安装

yum install -y https://github.com/WAVM/WAVM/releases/download/nightly%2F2020-05-28/wavm-0.0.0-prerelease-linux.rpm

用法示例

clone官方库

git clone https://github.com/WAVM/WAVM
cd Examples

运行官方示例程序

wavm run helloworld.wast
wavm run zlib.wasm
wavm run trap.wast
wavm run echo.wast "Hello, world!"
wavm run helloworld.wast | wavm run tee.wast
wavm run --enable simd blake2b.wast

拆解wasm为wast

disassemble通过disassemble可以将wasm拆解为wast可读格式

wavm disassemble zlib.wasm zlib.wast

设置cache

WAVMOBJECTCACHE_DIR 环境变量为wavm设置运行时缓存

export WAVM_OBJECT_CACHE_DIR=/path/to/existing/directory
wavm run huge.wasm # Slow
wavm run huge.wasm # Fast

使用rust 实现wasi规范的wasm程序

查看rust支持的目标

通过执行

rustup target list

• asmjs-unknown-emscripten 通过emscripten 工具链编译为asmjs，asmjs也是为了解决js性能问题
• wasm32-unknown-unknown。此目标直接使用 llvm 后端编译成 wasm。它适合纯 rust 代码编译，譬如你没有 C 依赖的时候。跟 emscripten 目标比起来，它默认就生成更加洗练的代码， 而且也便于设置搭建。此处查看如何设置搭建.
• wasm32-unknown-emscripten。此目标利用 emscripten 工具链编译成 wasm。当你具有 C 依赖的时候就得使用它了，包括 libc
• wasm32-wasi wasi规范的目标

创建rust lib项目

创建项目

cargo new --lib testwasi

项目配置

Cargo.toml中lib的配置如下

[lib]
name = "testwasi"
path = "src/lib.rs"
crate-type =["cdylib"]

代码实现

// # 直接把把名字作为符号写到目标文件中
#[no_mangle]
pub extern fn test(a: i32, b: i32) {
    let z = a + b;
    println!("The value of x is: {}", z);
}

编译

.cargo/config添加以下内容，制定编译结果为wasi格式

[build]
target = "wasm32-wasi"

执行 cargo build

或执行 cargo build--target=wasm32-wasi

使用wavm运行rust编译的wasm程序

# wavm run --function=test  --abi=wasi target/wasm32-wasi/debug/testwasi.wasm 1 2
The value of x is: 3

总结

wasm虽然一开始是为了解决js的性能问题，但是由于其高性能，跨平台，众多运行时支持，已经不局限于web端，走向服务端，现在已经应用于servicemesh、serverless等方向,个人认为其可能成为下一代的container，相信其未来必定有更广泛的应用场景。