WasmEdge 让 JavaScript 可以在共享库调用本地函数。
在前三篇文章中，我解释了为什么以及如何在 WebAssembly 沙箱中运行 JavaScript 程序。同时，还讨论了如何使用 Rust 为 WasmEdge 创建自定义 JavaScript AP。
但是，为了完全访问底层系统的操作系统和硬件功能，我们有时需要为基于 C 的本机函数创建 JavaScript API。 也就是说，当 JavaScript 程序调用预定义的函数时，WasmEdge 会将其传递给 OS 上的原生共享库执行。
本文中，我们将向你展示如何做到这一点。我们将创建以下两个组件。
- 一个定制的 WasmEdge runtime，允许 WebAssembly 函数调用外部原生函数。
- 一个定制的 QuickJS 解释器，用于解析 JavaScript 中的函数调用，并将外部函数调用传递给 WebAssembly，后者又将它们传递给原生函数调用。 为了能够 follow 这个例子，你需要 fork 或克隆 wasmedge-quickjs repo。示例在该Repo的
examples/host_function 文件夹。
$ git clone https://github.com/second-state/wasmedge-quickjs/
将一个基于 C 的函数嵌入 WasmEdge
首先，我们将向 WasmEdge runtime 添加一个基于 C 的函数，以便我们的 JavaScript 程序可以稍后调用它。我们使用 WasmEdge C API 创建一个 HostInc 函数，然后将其注册为 host_inc。
wasmedge_c/demo_wasmedge.c 文件包含 host 函数的完整源代码和其在 WasmEdge 的注册。
#include <stdio.h>
#include "wasmedge.h"
WasmEdge_Result HostInc(void *Data, WasmEdge_MemoryInstanceContext *MemCxt, const WasmEdge_Value *In, WasmEdge_Value *Out) {
int32_t Val1 = WasmEdge_ValueGetI32(In[0]);
printf("Runtime(c)=> host_inc call : %d\n",Val1 + 1);
Out[0] = WasmEdge_ValueGenI32(Val1 + 1);
return WasmEdge_Result_Success;
}
// mapping dirs
char* dirs = ".:..\0";
int main(int Argc, const char* Argv[]) {
/* Create the configure context and add the WASI support. */
/* This step is not necessary unless you need WASI support. */
WasmEdge_ConfigureContext *ConfCxt = WasmEdge_ConfigureCreate();
WasmEdge_ConfigureAddHostRegistration(ConfCxt, WasmEdge_HostRegistration_Wasi);
/* The configure and store context to the VM creation can be NULL. */
WasmEdge_VMContext *VMCxt = WasmEdge_VMCreate(ConfCxt, NULL);
WasmEdge_ImportObjectContext *WasiObject = WasmEdge_VMGetImportModuleContext(VMCxt, WasmEdge_HostRegistration_Wasi);
WasmEdge_ImportObjectInitWASI(WasiObject,Argv+1,Argc-1,NULL,0,&dirs,1,NULL,0);
/* Create the import object. */
WasmEdge_String ExportName = WasmEdge_StringCreateByCString("extern");
WasmEdge_ImportObjectContext *ImpObj = WasmEdge_ImportObjectCreate(ExportName, NULL);
enum WasmEdge_ValType ParamList[1] = { WasmEdge_ValType_I32 };
enum WasmEdge_ValType ReturnList[1] = { WasmEdge_ValType_I32 };
WasmEdge_FunctionTypeContext *HostFType = WasmEdge_FunctionTypeCreate(ParamList, 1, ReturnList, 1);
WasmEdge_HostFunctionContext *HostFunc = WasmEdge_HostFunctionCreate(HostFType, HostInc, 0);
WasmEdge_FunctionTypeDelete(HostFType);
WasmEdge_String HostFuncName = WasmEdge_StringCreateByCString("host_inc");
WasmEdge_ImportObjectAddHostFunction(ImpObj, HostFuncName, HostFunc);
WasmEdge_StringDelete(HostFuncName);
WasmEdge_VMRegisterModuleFromImport(VMCxt, ImpObj);
/* The parameters and returns arrays. */
WasmEdge_Value Params[0];
WasmEdge_Value Returns[0];
/* Function name. */
WasmEdge_String FuncName = WasmEdge_StringCreateByCString("_start");
/* Run the WASM function from file. */
WasmEdge_Result Res = WasmEdge_VMRunWasmFromFile(VMCxt, Argv[1], FuncName, Params, 0, Returns, 0);
if (WasmEdge_ResultOK(Res)) {
printf("\nRuntime(c)=> OK\n");
} else {
printf("\nRuntime(c)=> Error message: %s\n", WasmEdge_ResultGetMessage(Res));
}
/* Resources deallocations. */
WasmEdge_VMDelete(VMCxt);
WasmEdge_ConfigureDelete(ConfCxt);
WasmEdge_StringDelete(FuncName);
return 0;
}
你可以使用一个标准的 C 编译器，如 GCC，来编译 C 源代码。
#build custom webassembly Runtime
$ cd wasmedge_c
#build a custom Runtime
wasmedge_c/$ gcc demo_wasmedge.c -lwasmedge_c -o demo_wasmedge
编译器生成一个二进制码可执行文件 demo_wasmedge ，用于定制化的含有 host 函数的 WasmEdge runtime 版本。
创建一个 Rust 模块来将函数 bind 到 JavaScript
接下来，我们需要在 Rust 中创建一个定制的 JavaScript 解释器。它解释对 host_inc 的 JavaScript 调用，并通过自定义的 WasmEdge runtime (demo_wasmedge) 将调用定向到本地 C 函数。src/main.rs 文件有完整的 Rust 源代码，用于注册外部函数。
mod host_extern {
use quickjs_rs_wasi::{Context, JsValue};
#[link(wasm_import_module = "extern")]
extern "C" {
pub fn host_inc(v: i32) -> i32;
}
pub struct HostIncFn;
impl quickjs_rs_wasi::JsFn for HostIncFn {
fn call(ctx: &mut Context, _this_val: JsValue, argv: &[JsValue]) -> JsValue {
if let Some(JsValue::Int(i)) = argv.get(0) {
unsafe {
let r = host_inc(*i);
r.into()
}
} else {
ctx.throw_type_error("'v' is not a int").into()
}
}
}
}
use quickjs_rs_wasi::*;
fn main() {
let mut ctx = Context::new();
let f = ctx.new_function::<host_extern::HostIncFn>("host_inc");
ctx.get_global().set("host_inc", f.into());
// Run the embedded JavaScript
ctx.eval_global_str("print('js=> host_inc(2)=',host_inc(2))");
}
Rust 程序创建一个定制的 QuickJS 解释器，然后执行一个 JavaScript 程序，该程序依次调用在 WasmEdge runtime 中注册的基于 C 的本地函数。
$ cargo build --target wasm32-wasi --release
带有嵌入的 JavaScript 程序的定制 QuickJS 解释器可以在 target/wasm32-wasi/release/quickjs-rs-wasi.wasm 查看。
调用 JavaScript 函数
嵌入的 JavaScript 程序调用 host_inc() 函数。 JavaScript 解释器（host_function.wasm 的 Rust 程序）将此调用路由到 WebAssembly host_inc() 调用。定制的 WasmEdge 运行时（demo_wasmedge 的 C 程序）将 WebAssembly 调用路由到本机 C 函数。
print('js=> host_inc(2)=',host_inc(2))
当然，你也可以编写一个从文件中读取 JavaScript 的通用 Rust 程序。
要运行此 JavaScript，你需要在我们定制的 WasmEdge Runtime 中使用我们定制的 QuickJS 解释器。解释器和运行时都经过检测以支持 host_inc 本机函数调用。
$ cd wasmedge_c
$ export LD_LIBRARY_PATH=.
$ ./demo_wasmedge --dir .:. ../target/wasm32-wasi/release/host_function.wasm
js=> host_inc(2)= 3
接下来
上面这个简单的例子展示了如何将一个基于 C 的原生函数变为一个 JavaScript API。你可以使用同样的方式添加很多本地 API 到 JavaScript。非常期待你的绝妙点子！
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