使用 C++ 编写通用库并在 Rust 中使用它 (WASI)

WebAssembly 简介

WebAssembly 是一种二进制指令格式，旨在成为一种低级虚拟机，可以在 Web 浏览器中以接近本机的速度运行代码。它不特定于网络，也可以在其他平台上运行。WebAssembly 代码可以从各种编程语言编译而来，例如 C、C++、Rust、C# 等。 Wasmer 是一个轻量级且快速的 WebAssembly 运行时，可以在各种平台上运行 WebAssembly 模块，包括 Windows、Linux 和 macOS。Wasmer 支持多种编程语言，包括 C、C++、Rust 等。

使用 C++ 创建 WebAssembly 库

首先，我们将使用 C++ 创建一个简单的“加法”函数，它将两个整数作为输入并返回它们的和。

// add.cpp 

extern  "C" { 
    int  add ( int a, int b)  { 
        return a + b; 
    } 
}

在这段代码中，我们将使用 Rust 中的 add 函数。使用外部“C”是为了使函数“add”不被编译器破坏。我们将不得不在我们的 Rust 代码中使用相同的名称。以下是将代码编译为 WebAssembly 的更新命令：

wasmc++ add.cpp -o add.wasm

完成执行后，您应该能够看到文件 add.wasm。我们会将这个 Web 程序集加载到我们的 Rust 项目中。

在 Rust 中使用它

让我们使用创建一个简单的 Rust 项目

cargo new wasmer-consume

在 Cargo.toml 中添加如下依赖

wasmer = “3.1.1” 
wasmer-wasi = “3.1.1”

替换main.rs中的以下代码

use wasmer::{Instance, Module, Store, Value, Function};
use wasmer_wasi::{WasiState, WasiEnv, generate_import_object_from_env, WasiFunctionEnv};

fn main() -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
    // Read the WebAssembly module bytes
    let wasm_bytes = include_bytes!("/Users/shyamsundarb/Library/cppWrk/wasmerblog/wasmer-consume/add.wasm");
    
    // Create a new store to hold WebAssembly instances
    let mut store = Store::default();

    // Create a new WASI state for the WASI environment
    let wasi_state = WasiState::new("wasi_snapshot_preview1").build()?;
    
    // Create a new WASI environment using the WASI state
    let wasi_env = WasiEnv::new(wasi_state);

    // Compile the WebAssembly module from the provided bytes
    let module = Module::new(&store, wasm_bytes)?;

    // Create a new instance of the WASI functions using the store and WASI environment
    let wasi_func = WasiFunctionEnv::new(&mut store, wasi_env);

    // Generate the import object from the WASI functions and environment
    let mut import_object = generate_import_object_from_env(&mut store, &wasi_func.env, wasmer_wasi::WasiVersion::Latest);
    
    // Create a host function that exits the program
    let exit_func = Function::new_typed(&mut store, |i: i32| {
        std::process::exit(i);
    });

    // Add the missing `proc_exit` function to the import object
    import_object.define("wasi_snapshot_preview1", "proc_exit", exit_func);
    
    // Create a new instance of the WebAssembly module with the import object
    let instance = Instance::new(&mut store, &module, &import_object)?;

    // Get the `add` function from the instance exports
    let add: &Function = instance.exports.get_function("add")?;

    // Call the `add` function with two integer arguments
    let result = add.call(&mut store, &[Value::I32(2), Value::I32(3)])?;
    
    // Retrieve the result value from the function call
    let result_value: i32 = result[0].unwrap_i32();

    // Print the result
    println!("Result: {}", result_value);

    Ok(())
}

当您运行 cargo run 命令时，如果一切顺利，您应该会看到以下内容:
.
我们可以看到该函数在控制台应用程序中可用。现在让我们看看如何在浏览器中使用它。

结论

尽管这个例子很简单，但从概念上讲，它为“一次编写，到处运行”开辟了新的含义。Webassembly 作为一项技术仍处于初期阶段。它帮助我们弥合编程语言和平台之间的鸿沟。

From 日报小组 侯盛鑫 mock

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