详解C#如何使用WASM跨语言调用

2023-08-08 11:19:31 作者：tokengo

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，这篇文章主要介绍了C#如何使用WASM跨语言调用，需要的小伙伴可以了解一下

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。

准备工作

环境

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

到此这篇关于详解C#如何使用WASM跨语言调用的文章就介绍到这了,更多相关C# WASM跨语言调用内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！