WASM发展状况更新，以及LLVM-wasm编译环境搭建过程

桃扇骨 2021-12-19 00:11 287阅读 0赞

**简介：** 之前介绍了\[WASM在生产环境中的部署方案\](https://www.atatech.org/articles/109271)，编译的过程留了个坑，由于后来LLVM和Emscripten都有了很多更新，这里讲一下最新的发展状况，以及手把手环境搭建指南。 \#\# 标准发展 多数proposal仍然在开发中...... 这篇文章有详细介绍 \[《WebAssembly’s post-MVP f

之前介绍了[WASM在生产环境中的部署方案][WASM]，编译的过程留了个坑，由于后来LLVM和Emscripten都有了很多更新，这里讲一下最新的发展状况，以及手把手环境搭建指南。

## 标准发展 ##

多数proposal仍然在开发中...... 这篇文章有详细介绍 [《WebAssembly’s post-MVP future: A cartoon skill tree》][WebAssembly_s post-MVP future_ A cartoon skill tree]。

总的来说，post-mvp时代还没有到来。

不过有一项post-mvp功能已经可以提前体验了，chrome70之后的版本已经默认开启了SharedArrayBuffer的支持（之前由于meltdown漏洞被默认关闭），并提供了 WebAssembly threads support 的实验性功能，相关工具并没有跟进，比可能需要自己动手体验这个接口 :)

## 工具栈发展 ##

### Emscripten ###

将完整的c/cpp桌面端项目编译成Web版本，并提供wasm版本的支持。

WASM社区目前最活跃的项目，虽然不是为WASM而设计的，也不是为模块化设计的，但是提供了目前最完整的toolchain，收到广泛支持。今年的更新中，着重优化了编译结果中胶水代码体积（之前饱受诟病的一点），可用性进一步提升。如果该项目今后能够更多的考虑到函数级以及模块级编译的需求，将大大提升WASM的易用性和普及速度。

*  [Shrinking WebAssembly and JavaScript code sizes in Emscripten][]
 *  [WebAssembly Standalone][]

### AssemblyScript ###

快速发展的新兴项目，从之前的Binaryen/TypeScript编译器中发展出来。在TypeScript基础上进一步规范类型得到的一个语言子集。相关的工具栈已经非常成熟（相对于C/CPP工具栈），有可能成为接下来WASM的发展动力。

熟悉TypeScript的同学不妨尝试一下。在MVP阶段，C/CPP的很多底层性能优化特性起始用不上力，所以AssemblyScript的性能不见得比C差，而且不需要考虑标准库等麻烦的问题，与打包系统配合起来也很方便。

*  [AssemblyScript][]

### RUST ###

出于某种不明原因，RUST对WASM的支持可能是所有高级语言中最完整的（Mozilla血缘关系？）。toolchain完整，webpack支持良好，标准库也有成熟方案。观望。

### LLVM/Clang ###

决定你能否在浏览器中跑C++的关键所在。

对WASM的支持在稳定发展，一部分功能已经加入正式版，新版本中安装和使用过程已经非常流畅，目前的遗留问题是标准库。如果你不介意**不使用标准库**或者跟着社区一起折腾**标准库替代方案**，该工具链目前已经可用。接下来会介绍如何搭建环境。

## 本地构建LLVM-WASM编译环境 ##

由于LLVM对WASM的支持已经逐步稳定，社区中介绍的很多hack方案已经过时，例如：

*  "wasm32-unknown-unknown-wasm"这个triple已经不再需要，直接target=wasm即可
 *  lld这个工具不再适用于wasm，应该使用专用的wasm-ld
 *  llc不再需要，因为clang已经支持了wasm

现在的编译过程已经非常简化：

*  按照官网标准过程编译LLVM，但要加入lld并开启其WASM实验性功能
 *  用clang编译成`.o`
 *  用wasm-ld连接成`.wasm`

你可以直接跑这个脚本来安装编译环境。

**注意：**

*  测试环境osx，编译过程需要至少**25G硬盘**
 *  下载源码可能需要较长时间（10min），如果svn下载失败可以从git上的llvm-mirror下载
 *  make过程可能需要较长时间（10-30min），具体要看你的电脑性能以及核心数，注意修改make -j8这一行，使用你的核心数来并行编译，不然要等几个小时

# 建个项目目录
    mkdir llvm-wasm
    cd llvm-wasm
    
    # src dir
    # llvm 必选
    svn co http://llvm.org/svn/llvm-project/llvm/trunk llvm
    
    # clang 必选
    cd llvm/tools
    svn co http://llvm.org/svn/llvm-project/cfe/trunk clang
    cd ../..
    
    # extra 必选
    cd llvm/tools/clang/tools
    svn co http://llvm.org/svn/llvm-project/clang-tools-extra/trunk extra
    cd ../../../..
    
    # RT 必选
    cd llvm/projects
    svn co http://llvm.org/svn/llvm-project/compiler-rt/trunk compiler-rt
    cd ../..
    
    # libcxx ？必选？
    cd llvm/projects
    # 似乎会搞挂官网然后网络失败，反正这部分标准库连接不进去......
    svn co http://llvm.org/svn/llvm-project/libcxx/trunk libcxx
    cd ../..
    
    # lld 必选，编译wasm-ld
    cd llvm/tools
    svn co http://llvm.org/svn/llvm-project/lld/trunk lld
    cd ../..
    
    # build dir
    mkdir build
    cd build
    
    # cmake
    cmake -G "Unix Makefiles" -DLLVM_EXPERIMENTAL_TARGETS_TO_BUILD=WebAssembly  ../llvm
    
    # make 线程数写逻辑核数（如：4核8线程 -j8）
    make -j8

## 使用 ##

加入稳定支持后，使用方案就很简单了。

# 加入PATH
    export PATH=当前目录/llvm/build/bin:$PATH
    
    # 编译
    clang -c -O3 --target=wasm32 test.cpp
    
    # 连接
    wasm-ld --no-entry --strip-all --allow-undefined --export-all test.o -o test.wasm

输入：

float max(float a, float b) {
      return a > b ? a : b;
    }

输出(wasm转换成可读的wat)：

(module
      (type $t0 (func))
      (type $t1 (func (param f32 f32) (result f32)))
      (func $__wasm_call_ctors (type $t0))
      (func $_Z3maxff (type $t1) (param $p0 f32) (param $p1 f32) (result f32)
        get_local $p0
        get_local $p1
        get_local $p0
        get_local $p1
        f32.gt
        select)
      (table $T0 1 1 anyfunc)
      (memory $memory 2)
      (global $g0 (mut i32) (i32.const 66560))
      (global $__heap_base i32 (i32.const 66560))
      (global $__data_end i32 (i32.const 1024))
      (global $__dso_handle i32 (i32.const 1024))
      (export "memory" (memory 0))
      (export "__wasm_call_ctors" (func $__wasm_call_ctors))
      (export "__heap_base" (global 1))
      (export "__data_end" (global 2))
      (export "__dso_handle" (global 3))
      (export "_Z3maxff" (func $_Z3maxff)))

注意由于使用了-O3优化，最后暴露出的函数名被加上了前后缀，代表其传入传出参数类型，调用的时候要注意加上。

[WASM]: https://www.atatech.org/articles/109271
[WebAssembly_s post-MVP future_ A cartoon skill tree]: https://hacks.mozilla.org/2018/10/webassemblys-post-mvp-future/
[Shrinking WebAssembly and JavaScript code sizes in Emscripten]: https://hacks.mozilla.org/2018/01/shrinking-webassembly-and-javascript-code-sizes-in-emscripten/
[WebAssembly Standalone]: https://github.com/kripken/emscripten/wiki/WebAssembly-Standalone
[AssemblyScript]: https://github.com/AssemblyScript/assemblyscript