c#如何使用WASM跨语言调用? - tokengo
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介绍Wasm(WebAssembly)
WebAssembly(简称Wasm)是一种用于基于堆栈的虚拟机的二进制指令格式。Wasm被设计为编程语言的可移植编译目标,支持在web上部署客户端和服务器应用程序。
什么是wasmtime (WebAssembly Time)?它和WASM(WebAssembly)是什么关系?
wasmtime
是一个独立的、轻量级的 WebAssembly (WASM) 运行时,它支持 WASI (WebAssembly System Interface)。wasmtime
由 Bytecode Alliance 开发,该联盟致力于创建新的软件基础设施,使得模块化、可组合、安全和高效的软件成为可能。
wasmtime
和 WASM (WebAssembly) 的关系如下:
-
WebAssembly 运行时:
wasmtime
是一个运行时,它允许你在本地环境中执行 WebAssembly 代码,而不需要浏览器。这意味着你可以使用wasmtime
运行任何编译为 WASM 的代码,无论是从 C、Rust、Go 还是其他语言编译的。 -
支持 WASI:
wasmtime
是 WASI 的一个主要实现,这意味着它可以运行那些使用 WASI 接口的 WebAssembly 程序,从而让这些程序可以访问文件、网络和其他系统资源。 -
安全性: 与 WebAssembly 一样,
wasmtime
也提供了一个沙盒环境,确保 WASM 代码在受限制的环境中运行,从而提供了一定的安全性。 -
跨平台:
wasmtime
可以在多种操作系统和平台上运行,包括 Windows、Linux 和 macOS。 -
高效:
wasmtime
使用了先进的即时编译 (JIT) 技术,确保 WebAssembly 代码能够高效地执行。
总之,wasmtime
是一个与 WebAssembly 紧密相关的运行时,它允许开发者在非浏览器环境中执行 WASM 代码,并提供了对 WASI 的支持,从而扩展了 WebAssembly 的能力和应用范围。
请先安装wasi
在https://github.com/bytecodealliance/wasmtime/releases
中找到适合的操作系统下载wsmi
安装完成以后在cmd
中执行即可查看是否安装成功
wasmtime
效果如图。
创建一个控制台项目
创建一个ConsoleApp2
的控制台项目
添加NuGet包。
<ItemGroup>
<PackageReference Include="Wasi.Sdk" Version="0.1.4-preview.10020" />
</ItemGroup>
Wasi.Sdk
是用于生成.wasm
文件的sdk,仓库地址:https://github.com/dotnet/dotnet-wasi-sdk
当我们右键项目的适合点击生成则会在当前项目的bin/Debug|Release
文件夹下面生成一个{项目名称}.wasm
的文件,当然还包括了.dll
文件。
生成.wasm
文件
选中我们的项目,右键重新生成
。
然后右键项目,在文件资源管理器中打开文件夹。
依次打开bin
=>Release|Debug
=>net7.0(看选择的SDK)
在当前路径打开控制台
。然后使用wasmtim
执行wasm文件。
wasmtime ConsoleApp2.wasm
就这样完成了简单的wasm使用。使用c#编译成wasm的格式,然后执行。
执行wat
什么是wat
WAT (WebAssembly Text Format) 是 WebAssembly 的文本表示形式。当我们谈论 WebAssembly (WASM),我们通常指的是其二进制格式,这是一种为浏览器和其他宿主环境设计的低级虚拟机代码。然而,为了方便人类阅读和编写,WASM 也有一个等效的文本格式,即 WAT。
以下是一些关于 WAT 的关键点:
-
可读性: 虽然 WASM 二进制格式是为机器设计的,但 WAT 格式是为人类设计的。它提供了一种更加可读和可编辑的方式来表示 WebAssembly 代码。
-
结构: WAT 代码通常包含一系列的指令、函数定义和其他模块级声明。它的语法是 S-expression,这是一种用于表示嵌套结构的简单文本格式。
-
转换: 你可以使用工具,如
wasm2wat
和wat2wasm
,来在 WAT 和 WASM 之间进行转换。这意味着你可以手动编写或修改 WAT 代码,然后将其编译为 WASM 二进制格式,或者从现有的 WASM 代码反编译为 WAT 格式。 -
示例: 下面是一个简单的 WAT 示例,该示例定义了一个函数,该函数接受两个整数参数并返回它们的和:
(module (func $add (param $a i32) (param $b i32) (result i32) get_local $a get_local $b i32.add) (export "add" (func $add)) )
总的来说,WAT 是 WebAssembly 的文本表示形式,它为开发者提供了一种更加直观和可读的方式来查看、编写或修改 WebAssembly 代码。
在当前解决方案中在创建一个项目
创建一个ConsoleApp1
的控制台项目
在项目中添加一下nuget包
<ItemGroup>
<PackageReference Include="wasmtime" Version="11.0.1" />
</ItemGroup>
官方仓库:https://github.com/bytecodealliance/wasmtime-dotnet
然后新增test.wat
文件,写入一下代码,以下代码则是WAT
代码。
(module
(import "" "table" (table $t 4 funcref))
(func (export "call_indirect") (param i32 i32 i32) (result i32)
(call_indirect $t (param i32 i32) (result i32) (local.get 1) (local.get 2) (local.get 0))
)
)
设置test.wat
文件属性
打开Program.cs
文件,修改代码
using Wasmtime;
using var engine = new Engine();
using var module = Module.FromTextFile(engine, "test.wat");
using var linker = new Linker(engine);
using var store = new Store(engine);
var table = new Table(store, TableKind.FuncRef, null, 4);
table.SetElement(0, Function.FromCallback(store, (int a, int b) => a + b));
table.SetElement(1, Function.FromCallback(store, (int a, int b) => a - b));
table.SetElement(2, Function.FromCallback(store, (int a, int b) => a * b));
table.SetElement(3, Function.FromCallback(store, (int a, int b) => a / b));
linker.Define("", "table", table);
var instance = linker.Instantiate(store, module);
var call_indirect = instance.GetFunction<int, int, int, int>("call_indirect");
if (call_indirect is null)
{
Console.WriteLine("error: `call_indirect` export is missing");
return;
}
Console.WriteLine($"100 + 25 = {call_indirect(0, 100, 25)}");
Console.WriteLine($"100 - 25 = {call_indirect(1, 100, 25)}");
Console.WriteLine($"100 * 25 = {call_indirect(2, 100, 25)}");
Console.WriteLine($"100 / 25 = {call_indirect(3, 100, 25)}");
这里提供了一个使用c#调用test.wat
的案例。
执行项目
如何执行其他语言的wasm?
Rust 编译 WebAssembly 指南 - 知乎 (zhihu.com)
可以参考这个博客,使用将rust编译成wasm,然后在编译成wat格式。
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