WASI探索(一) -- WASI简介与Wasmtime配置

曾经终败给现在 2022-09-11 06:09 3阅读 0赞

WASM(Web Assembly)尽管是为了提高网页中性能敏感模块表现而提出的字节码标准, 但是WASM却不仅能用在浏览器(broswer)中, 也可以用在其他环境中. 在这些环境中, 我们则需要支持WASI(WebAssembly System Interface, WASM系统接口)的runtime来执行我们编译运行的wasm模块. 本文将介绍Mozilla下的一个组织CraneStation所开发的WASM运行时wasmtime, 该运行时对WASI支持比较高.

## 什么是WASI[1][]? ##

WASI是一个新的API体系, 由[Wasmtime项目][Wasmtime]设计, 目的是为WASM设计一套引擎无关(engine-indepent),  
面向非Web系统(non-Web system-oriented)的API标准. 目前, WASI核心API(WASI Core)在做覆盖文件,  
网络等等模块的API, 但这些实现都是刚刚开始实现, 离实用还是有很长路要走.

## 关于WASM runtime ##

在了解了WASI之后, 博主最后选定两个WASM运行时进行探索: WASMER 与 Wasmtime.  
这两款运行时都号称开始支持了WASI标准, 但博主使用[rust-wasi-tutorial][]对两款运行时进行试验后,  
发现[WASMER对于文件读取还是有些问题][WASMER], 而Wasmtime则是通过了规格测试(基于specs testsuite),  
因此本文接下来着重于Wasmtime的配置介绍.

## Wasmtime与rust环境配置 ##

由于目前Wasmtime与WASMER均只支持Unix-like环境, 接下来楼主将演示如何在WSL(Ubuntu 18.04)下配置Wasmtime.  
而在目前比较方便生成wasm的编程语言中, 博主选择使用自带wasi目标的\[rust编程语言\], 可以”零代价”配置wasm相关  
工具链.

### 配置rust ###

1.  下载并安装rustup: `curl https://sh.rustup.rs -sSf | sh`, 安装时使用默认  
    `stable-x86_64-unknown-linux-gnu`工具链, 后面我们还会自行添加用于编译wasm的`nightly`工具链.
2.  为cargo配置ustc反代, 提高crates(rust库)下载速度[2][]
3.  安装rustfmt: `rustup component add rustfmt --toolchain stable-x86_64-unknown-linux-gnu`.  
    Wasmtime的test脚本需要用到该组件.
4.  安装rust nightly工具链: `rustup toolchain add nightly-x86_64-unknown-linux-gnu`.  
    当前rust的WASI目标还在开发中, 尚未稳定[1][].
5.  安装rust WASI目标: `rustup target add wasm32-unknown-wasi`[1][].

### 配置Wasmtime ###

1.  安装cmake与clang: `sudo apt install cmake clang`, 用于编译Wasmtime. Wasmtime目前尚未有正式发布版本,  
    故需要我们自行编译.
2.  拷贝Wasmtime源码: `git clone --recursive git@github.com:CraneStation/wasmtime.git ~/wasmtime`.
3.  切换到Wasm源码目录: `cd ~/wasmtime`
4.  执行测试脚本: `./scripts/test-all.sh`. 当脚本执行完毕并通过测试后, 说明wasmtime已经正常编译并且能在当前WSL环境  
    下正常工作, 可以使用生成的wasmtime可执行文件.
5.  将生成的wasmtime拷贝到`/usr/bin`目录中: `cp ~/wasmtime/target/release/wasmtime /usr/bin` ,  
    以便在整个WSL环境中任意目录执行wasmtime. wasmtime是个单文件(stand alone)运行时.
6.  执行`wasmtime --help`命令, 确认wasmtime成功安装.

[rust编程语言][rust]

## 试验 ##

GitHub上面已经有了比较简单的试验: [https://github.com/kubkon/rust-wasi-tutorial][rust-wasi-tutorial], 大家按照上面的说明  
去试验即可. 下一篇文章, 博主将会把[猜数字][Link 1]编译成WASI目标并执行, 同时会尝试把一些常用的库尝试编译, 来探究  
当前社区对WASI支持的程度.

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1.  1.截至2020年1月19日，WASI目标已经稳定并重命名为`wasm32-wasi`[ ↩][Link 2]
2.  1.[wasmtime/WASI-overview.md at main · bytecodealliance/wasmtime · GitHub][wasmtime_WASI-overview.md at main _ bytecodealliance_wasmtime _ GitHub][ ↩][Link 2]
3.  2.[Rust Crates 镜像使用帮助 - LUG @ USTC][Rust Crates _ - LUG _ USTC][ ↩][Link 3]

[1]: https://huangjj27.gitlab.io/posts/fisrt-wasi/#fn:1
[Wasmtime]: https://github.com/CraneStation/wasmtime
[rust-wasi-tutorial]: https://github.com/kubkon/rust-wasi-tutorial
[WASMER]: https://github.com/wasmerio/wasmer/issues/356
[2]: https://huangjj27.gitlab.io/posts/fisrt-wasi/#fn:2
[rust]: https://rust-lang.org/
[Link 1]: https://doc.rust-lang.org/book/ch02-00-guessing-game-tutorial.html
[Link 2]: https://huangjj27.gitlab.io/posts/fisrt-wasi/#fnref:1
[wasmtime_WASI-overview.md at main _ bytecodealliance_wasmtime _ GitHub]: https://github.com/CraneStation/wasmtime/blob/master/docs/WASI-overview.md#wasi-webassembly-system-interface
[Rust Crates _ - LUG _ USTC]: https://lug.ustc.edu.cn/wiki/mirrors/help/rust-crates#rust_crates_%E9%95%9C%E5%83%8F%E4%BD%BF%E7%94%A8%E5%B8%AE%E5%8A%A9
[Link 3]: https://huangjj27.gitlab.io/posts/fisrt-wasi/#fnref:2