wasmer/2021-02-10-llt19

wasmer Satoshi SAKAO えるLT Vol.19 2021-02-10 1

話すひと 2 🏢 インフォコム株式会社品質マネジメント推進室 👨🔧 ソフトウェアエンジニア 🛠 JS (ES6)
/ Node.js / GCP / IoT / iOS (Swift) 💖 猫，テクテクライフ（ランク: 17） Satoshi SAKAO @ottijp

wasm • わずむ • = WebAssembly • Webブラウザ上で動くバイナリ命令フォーマット • プログラミング言語間におけるポータビリティを実現
• 2019年5月に正式にWeb標準化 3

wasm 4 { js } <html> browsers programming langs

wasm • Pros • jsに比べ，構文解析や実行がネイティブ並みに早く軽量 • お好みのプログラミング言語を使える • ビジネス上のモチベーション •
Webブラウザにおける特定処理の高速化 • 既存資産（他言語実装）の利用 5

wasmer • スタンドアロンなwasmランタイムのひとつ • Windows, Mac, Linux, FreeBSDで利用可能 • 先月1.0がリリースされた
• プラガブルコンパイラ: singlepass, cranelift, LLVM • 事前コンパイル可能 6

wasmer 7 { js } <html> browsers wasmer OS WASI

wasmer • Pros • 用途に応じたコンパイラの選択 • 各プログラミング言語への組み込み • ビジネス上のモチベーション •
Web, IoT, エッジコンピューティングなどに跨るユニバーサルバイナリの必要性 • サンドボックス動作でセキュア 8

今回やったこと • swiftwasmでswiftからwasmを作る • wasmerでそれをスタンドアロンで動かす • 色々やってみたけど，うまくいかなかったこと (´;ω;`)ﾌﾞﾜｯ • wasmerでwasmを他の言語に組み込んで使う
• 実行速度を比較してwasmすげー！ってなる 9

swiftwasmで作ったwasmをwasmerで動かす 10 @_cdecl("tetranacci") func tetranacci(_ n: Int) -> Int {
switch n { case 1, 2, 3: return 0 case 4: return 1 default: return [1, 2, 3, 4].reduce(0) {$0 + tetranacci(n - $1)} } } print(tetranacci(Int(CommandLine.arguments[1])!)) ςτϥφον਺Λܭࢉ͢Δ Main.swift

swiftwasmで作ったwasmをwasmerで動かす 11 $ swiftc -target wasm32-unknown-wasi -o main.wasm Main.swift $
ls -lh main.wasm -rwxr-xr-x@ 1 otti staff 9.8M Feb 6 22:24 main.wasm* $ file main.wasm main.wasm: WebAssembly (wasm) binary module version 0x1 (MVP)

swiftwasmで作ったwasmをwasmerで動かす 12 $ wasmer main.wasm 10 29 ςτϥφονͷୈ10߲͸29

wasmerでwasmを他の言語に組み込んで使う • pythonで作ったwasmを読み込んで使おうと思ったけど， wasi_snapshot_preview1 のインポートが解決できなくてうまくいかんかった．(´;ω;`)ﾌﾞﾜｯ 13 $ python main.py
Traceback (most recent call last): File "main.py", line 6, in <module> instance = Instance(module) RuntimeError: Error while importing "wasi_snapshot_preview1"."proc_exit": unknown import. Expected Function(FunctionType { params: [I32], results: [] })

実行速度を比較してwasmすげー！ってなる • そこまで速ない (´;ω;`)ﾌﾞﾜｯ 14 対象実行速度 (sec) swift executable
最適化なし 6.9 最適化有り 0.4 wasmer JIT LLVM 35.0 cranelift 7.5 singlepass 8.8 wasmer precompiled LLVM 3.7 cranelift 7.0 singlepass 8.9 ςτϥφον28߲໨Λܭࢉ

まとめ • wasm, wasmerを手を動かして理解できた • ユニバーサルバイナリとしての利点を検証できなかった（他言語への組み込み） • 軽量で高速というwasmの利点は検証できなかった 15

まとめ cont. • wasmを単純なユニバーサルバイナリとして捉えてモジュール化するのは違うと感じた（制約が多い） • wasmの型はi32, i64, f32, f64のみ
• 文字列等を含むinport/exportはmemoryを公開する（swiftwasmでの方法がわからんかった（できない？）） • webブラウザ以外におけるホスト環境（wasm利用モジュール）との通信はまだ発展途上？ • ホスト環境との通信やWASIのこと調べてると，がねこさんの記事がよくヒットするｗ 16

まとめ cont. 17 https://qiita.com/massie_g/items/c663095759a80c53c126

ブログ書いた 18 https://blog.ottijp.com/2021/02/07/wasmer/

19 Appendix

wasm • 作る手段 • emscripten • swiftwasm • llc &&
wasm-ld • etc • 類似技術 • asm.js • PNaCl 20

wasmer • 類似技術 • wasmtime • Lucet • Krustlet 21

swiftwasmのインストール • Setup - Swift and WebAssembly • https://book.swiftwasm.org/getting-started/setup.html •
swiftwasmのツールチェインがインストールされるので，そのツールチェインを使う • $ xcrun --toolchain swiftwasm swiftc --version 22

wasmerのインストール • $ curl https://get.wasmer.io -sSfL | sh 23

refs • WebAssembly • https://webassembly.org/ • WebAssembly - Wikipedia •
https://ja.wikipedia.org/wiki/WebAssembly • WebAssembly の概要 - WebAssembly | MDN • https://developer.mozilla.org/ja/docs/WebAssembly/Concepts • A WebAssembly Compiler tale. How we abstracted our API to be… | by Syrus Akbary | Wasmer | Medium • https://medium.com/wasmer/a-webassembly-compiler-tale-9ef37aa3b537 • 【WebAssembly初心者必読】バイナリコードを使って「 WebAssembly 」の基礎を徹底解説してみた！ | 株式会社ヌーラボ(Nulab inc.) • https://nulab.com/ja/blog/nulab/basic-webassembly-begginer/ • SwiftWasm - compile Swift to WebAssembly • https://swiftwasm.org/ 24

refs cont. • WebAssemblyをWin/Mac/Linuxで実行可能なランタイム「Wasmer 1.0」正式リリース。事前コンパイルによる高速起動やクロスコンパイルなどにも対応－ Publickey • https://www.publickey1.jp/blog/21/webassemblywinmaclinuxwasmer_10.html
• wasmerio/wasmer: 🚀 The leading WebAssembly Runtime supporting WASI and Emscripten • https://github.com/wasmerio/wasmer • WebAssemblyをブラウザの外で動かすWasmerを触ってみた • https://zenn.dev/koduki/articles/f1b342079788be • Compiling C to WebAssembly without Emscripten — surma.dev • https://surma.dev/things/c-to-webassembly/ • Node.jsでつくるNode.js-WASMコンパイラ - もくじ - Qiita • https://qiita.com/massie_g/items/c663095759a80c53c126 • Generalizations of Fibonacci numbers - Wikipedia • https://en.wikipedia.org/wiki/Generalizations_of_Fibonacci_numbers 25

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話すひと 2 🏢 インフォコム株式会社品質マネジメント推進室 👨🔧 ソフトウェアエンジニア 🛠 JS (ES6)

wasm • わずむ • = WebAssembly • Webブラウザ上で動くバイナリ命令フォーマット • プログラミング言語間におけるポータビリティを実現

wasm 4 { js } <html> browsers programming langs

wasm • Pros • jsに比べ，構文解析や実行がネイティブ並みに早く軽量 • お好みのプログラミング言語を使える • ビジネス上のモチベーション •

wasmer • スタンドアロンなwasmランタイムのひとつ • Windows, Mac, Linux, FreeBSDで利用可能 • 先月1.0がリリースされた

wasmer 7 { js } <html> browsers wasmer OS WASI

wasmer • Pros • 用途に応じたコンパイラの選択 • 各プログラミング言語への組み込み • ビジネス上のモチベーション •

今回やったこと • swiftwasmでswiftからwasmを作る • wasmerでそれをスタンドアロンで動かす • 色々やってみたけど，うまくいかなかったこと (´;ω;`)ﾌﾞﾜｯ • wasmerでwasmを他の言語に組み込んで使う

swiftwasmで作ったwasmをwasmerで動かす 10 @_cdecl("tetranacci") func tetranacci(_ n: Int) -> Int {

swiftwasmで作ったwasmをwasmerで動かす 11 $ swiftc -target wasm32-unknown-wasi -o main.wasm Main.swift $

swiftwasmで作ったwasmをwasmerで動かす 12 $ wasmer main.wasm 10 29 ςτϥφονͷୈ10߲͸29

wasmerでwasmを他の言語に組み込んで使う • pythonで作ったwasmを読み込んで使おうと思ったけど， wasi_snapshot_preview1 のインポートが解決できなくてうまくいかんかった．(´;ω;`)ﾌﾞﾜｯ 13 $ python main.py

実行速度を比較してwasmすげー！ってなる • そこまで速ない (´;ω;`)ﾌﾞﾜｯ 14 対象実行速度 (sec) swift executable

まとめ • wasm, wasmerを手を動かして理解できた • ユニバーサルバイナリとしての利点を検証できなかった（他言語への組み込み） • 軽量で高速というwasmの利点は検証できなかった 15

まとめ cont. • wasmを単純なユニバーサルバイナリとして捉えてモジュール化するのは違うと感じた（制約が多い） • wasmの型はi32, i64, f32, f64のみ

まとめ cont. 17 https://qiita.com/massie_g/items/c663095759a80c53c126

ブログ書いた 18 https://blog.ottijp.com/2021/02/07/wasmer/

19 Appendix

wasm • 作る手段 • emscripten • swiftwasm • llc &&

wasmer • 類似技術 • wasmtime • Lucet • Krustlet 21

swiftwasmのインストール • Setup - Swift and WebAssembly • https://book.swiftwasm.org/getting-started/setup.html •

wasmerのインストール • $ curl https://get.wasmer.io -sSfL | sh 23

refs • WebAssembly • https://webassembly.org/ • WebAssembly - Wikipedia •

refs cont. • WebAssemblyをWin/Mac/Linuxで実行可能なランタイム「Wasmer 1.0」正式リリース。事前コンパイルによる高速起動やクロスコンパイルなどにも対応－ Publickey • https://www.publickey1.jp/blog/21/webassemblywinmaclinuxwasmer_10.html