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詳解C#如何使用WASM跨語(yǔ)言調(diào)用

 更新時(shí)間：2023年08月08日 11:21:40   作者：tokengo  
WebAssembly(簡(jiǎn)稱Wasm)是一種用于基于堆棧的虛擬機(jī)的二進(jìn)制指令格式，這篇文章主要介紹了C#如何使用WASM跨語(yǔ)言調(diào)用，需要的小伙伴可以了解一下

介紹Wasm（WebAssembly）

WebAssembly(簡(jiǎn)稱Wasm)是一種用于基于堆棧的虛擬機(jī)的二進(jìn)制指令格式。Wasm被設(shè)計(jì)為編程語(yǔ)言的可移植編譯目標(biāo)，支持在web上部署客戶端和服務(wù)器應(yīng)用程序。

什么是wasmtime （WebAssembly Time）?它和WASM（WebAssembly）是什么關(guān)系？

wasmtime 是一個(gè)獨(dú)立的、輕量級(jí)的 WebAssembly (WASM) 運(yùn)行時(shí)，它支持 WASI (WebAssembly System Interface)。wasmtime 由 Bytecode Alliance 開(kāi)發(fā)，該聯(lián)盟致力于創(chuàng)建新的軟件基礎(chǔ)設(shè)施，使得模塊化、可組合、安全和高效的軟件成為可能。

wasmtime 和 WASM (WebAssembly) 的關(guān)系如下：

  • WebAssembly 運(yùn)行時(shí): wasmtime 是一個(gè)運(yùn)行時(shí)，它允許你在本地環(huán)境中執(zhí)行 WebAssembly 代碼，而不需要瀏覽器。這意味著你可以使用 wasmtime 運(yùn)行任何編譯為 WASM 的代碼，無(wú)論是從 C、Rust、Go 還是其他語(yǔ)言編譯的。
  • 支持 WASI: wasmtime 是 WASI 的一個(gè)主要實(shí)現(xiàn)，這意味著它可以運(yùn)行那些使用 WASI 接口的 WebAssembly 程序，從而讓這些程序可以訪問(wèn)文件、網(wǎng)絡(luò)和其他系統(tǒng)資源。
  • 安全性: 與 WebAssembly 一樣，wasmtime 也提供了一個(gè)沙盒環(huán)境，確保 WASM 代碼在受限制的環(huán)境中運(yùn)行，從而提供了一定的安全性。
  • 跨平臺(tái): wasmtime 可以在多種操作系統(tǒng)和平臺(tái)上運(yùn)行，包括 Windows、Linux 和 macOS。
  • 高效: wasmtime 使用了先進(jìn)的即時(shí)編譯 (JIT) 技術(shù)，確保 WebAssembly 代碼能夠高效地執(zhí)行。

總之，wasmtime 是一個(gè)與 WebAssembly 緊密相關(guān)的運(yùn)行時(shí)，它允許開(kāi)發(fā)者在非瀏覽器環(huán)境中執(zhí)行 WASM 代碼，并提供了對(duì) WASI 的支持，從而擴(kuò)展了 WebAssembly 的能力和應(yīng)用范圍。

準(zhǔn)備工作

環(huán)境

請(qǐng)先安裝wasi在https://github.com/bytecodealliance/wasmtime/releases中找到適合的操作系統(tǒng)下載wsmi

安裝完成以后在cmd中執(zhí)行即可查看是否安裝成功

wasmtime

效果如圖。

創(chuàng)建一個(gè)控制臺(tái)項(xiàng)目

創(chuàng)建一個(gè)ConsoleApp2的控制臺(tái)項(xiàng)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，倉(cāng)庫(kù)地址：https://github.com/dotnet/dotnet-wasi-sdk

當(dāng)我們右鍵項(xiàng)目的適合點(diǎn)擊生成則會(huì)在當(dāng)前項(xiàng)目的bin/Debug|Release文件夾下面生成一個(gè){項(xiàng)目名稱}.wasm的文件，當(dāng)然還包括了.dll文件。

生成.wasm文件

選中我們的項(xiàng)目，右鍵重新生成。

然后右鍵項(xiàng)目，在文件資源管理器中打開(kāi)文件夾。

依次打開(kāi)bin=>Release|Debug=>net7.0(看選擇的SDK)

在當(dāng)前路徑打開(kāi)控制臺(tái)。然后使用wasmtim執(zhí)行wasm文件。

wasmtime ConsoleApp2.wasm

就這樣完成了簡(jiǎn)單的wasm使用。使用c#編譯成wasm的格式，然后執(zhí)行。

執(zhí)行wat

什么是wat

WAT (WebAssembly Text Format) 是 WebAssembly 的文本表示形式。當(dāng)我們談?wù)?WebAssembly (WASM)，我們通常指的是其二進(jìn)制格式，這是一種為瀏覽器和其他宿主環(huán)境設(shè)計(jì)的低級(jí)虛擬機(jī)代碼。然而，為了方便人類閱讀和編寫(xiě)，WASM 也有一個(gè)等效的文本格式，即 WAT。

以下是一些關(guān)于 WAT 的關(guān)鍵點(diǎn)：

  • 可讀性: 雖然 WASM 二進(jìn)制格式是為機(jī)器設(shè)計(jì)的，但 WAT 格式是為人類設(shè)計(jì)的。它提供了一種更加可讀和可編輯的方式來(lái)表示 WebAssembly 代碼。
  • 結(jié)構(gòu): WAT 代碼通常包含一系列的指令、函數(shù)定義和其他模塊級(jí)聲明。它的語(yǔ)法是 S-expression，這是一種用于表示嵌套結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單文本格式。
  • 轉(zhuǎn)換: 你可以使用工具，如 wasm2wat 和 wat2wasm，來(lái)在 WAT 和 WASM 之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這意味著你可以手動(dòng)編寫(xiě)或修改 WAT 代碼，然后將其編譯為 WASM 二進(jìn)制格式，或者從現(xiàn)有的 WASM 代碼反編譯為 WAT 格式。

示例: 下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的 WAT 示例，該示例定義了一個(gè)函數(shù)，該函數(shù)接受兩個(gè)整數(shù)參數(shù)并返回它們的和：

(module
  (func $add (param $a i32) (param $b i32) (result i32)
    get_local $a
    get_local $b
    i32.add)
  (export "add" (func $add))
)

總的來(lái)說(shuō)，WAT 是 WebAssembly 的文本表示形式，它為開(kāi)發(fā)者提供了一種更加直觀和可讀的方式來(lái)查看、編寫(xiě)或修改 WebAssembly 代碼。

在當(dāng)前解決方案中在創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目

創(chuàng)建一個(gè)ConsoleApp1的控制臺(tái)項(xiàng)目

在項(xiàng)目中添加一下nuget包

  <ItemGroup>
    <PackageReference Include="wasmtime" Version="11.0.1" />
  </ItemGroup>

官方倉(cāng)庫(kù)：https://github.com/bytecodealliance/wasmtime-dotnet

然后新增test.wat文件，寫(xiě)入一下代碼，以下代碼則是WAT代碼。

(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))
  )
)

設(shè)置test.wat文件屬性

打開(kāi)Program.cs文件，修改代碼

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)}");

這里提供了一個(gè)使用c#調(diào)用test.wat的案例。

執(zhí)行項(xiàng)目

到此這篇關(guān)于詳解C#如何使用WASM跨語(yǔ)言調(diào)用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C# WASM跨語(yǔ)言調(diào)用內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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