RustでWasm Runtimeを書いた in UV_Study

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1. RustでWasm Runtimeを書いた
   

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3. Wasm(WebAssembly)を
   
   
   ご存知ですか？
   

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4. https://developer.mozilla.org/ja/docs/WebAssembly より
   

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5. Wasmは...
   

   ブラウザでも動く仮想命令セット
   

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6. 命令セットはCPU命令の集まり
   
   
   x86・ARMなどがある
   

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7. 仮想命令セットは
   
   
   CPUに依存しない命令セット
   

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8. RubyやJVMといった仮想マシンで動作する言語は
   それぞれが定義した仮想命令セットで動いている
   

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9. Wasmの仮想命令セットは
   

   ただのバイトコード
   

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10. 00000000: 0061 736d 0100 0000 0106 0160 017f 017f .asm.......`....
    
    
    00000010: 0302 0100 0707 0103 6669 6200 000a 1e01 ........fib.....
    
    
    00000020: 1c00 2000 4101 4d04 7f41 0105 2000 4102 .. .A.M..A.. .A.
    
    
    00000030: 6b10 0020 0041 016b 1000 6a0b 0b0a k.. .A.k..j...
    Wasm Runtimeで動くフィボナッチ関数のバイトコード
    

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12. Ruby VMやJVMのような仮想マシン
    
    
    を実装するのと大まか同じ（はず）
    

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13. Wasm Runtimeは
    
    
    スタックベースの仮想マシン
    

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14. というわけで実装してみた
    

    https://github.com/skanehira/chibiwasm
    ※https://www.w3.org/TR/wasm-core-1/ の仕様まで
    

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15. デモ
    

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16. *.wasmが実行されるまでの流れ
    

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17. 1. wasmバイナリからRustのデータ構造に落とし込む
    
    
    

    2. 1のデータ構造から実行用のデータ構造を生成する
    

    3. Wasmのメモリの確保や命令処理などを行う
    

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18. バイナリ内のデータはセクションと
    いう単位で別れている
    
    
    例)
    

    code_section
    

    関数の命令群
    

    memory_section
    
    
    メモリサイズの定義
    

    data_section
    
    
    メモリの初期データ
    

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19. セクションごとのデコード処理を行う
    
    
    デコード処理はバイナリを読み取ってRustの構造体に変換していく
    

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20. バイナリを表現したデータ構造から実行
    用のデータ構造を生成
    
    
    Store
    
    
    実行時に必要なインスタンスを持つ
    

    例）関数やメモリのインスタンス
    
    
    Runtime
    
    
    Store以外に、値を保持するスタックと
    関数呼び出しフレームを持つ
    
    
    VMそのものと考えてもらってOK
    
    
    stack
    
    
    処理時の値を保持する
    
    
    call_stack
    
    
    関数フレーム
    

    関数の命令郡や引数の値、スタックポ
    インタなどを持つ
    

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21. 命令処理の実装を説明する前に…
    

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22. スタックマシン
    10 + 13 をスタックマシンを使って表現する場合
    

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23. これをRustで表現する
    

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24. *OTUSVDUJPO
    

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    7BMVF
    

    8BTNͰѻ͑Δ஋
    

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    ϓϩάϥϜΧ΢ϯλ
    

    ࣍ͷ໋ྩͷ൪஍ʢΠϯσοΫεʣ
    

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25. 'SBNF
    

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    ͷॲཧ͸'SBNFΛ੾Γସ͑Δ͚ͩͰࡁΉ
    

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26. ͪͳΈʹ໋ྩͷ਺͸Ҏ্͋Δ
    

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    ͕ྑ͍
    3VTUͷϚΫϩ͸͜͏͍͏ͱ͖ʹศརͩ
    ͳͱࢥ͏
    

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27. 他にも細々とした話は↓を読んで見てください
    
    
    https://zenn.dev/skanehira/articles/
    2023-04-23-rust-wasm-runtime
    

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28. 宣伝
    同人誌「作って理解 Wasm Runtimeのしくみ」を執筆中です
    
    
    Rustで"Hello World"を出力できるWasm RuntimeをRustで実装し
    ていく本になります
    
    
    来年のどこかの技術書典などに出せたらと思っています
    

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29. ありがとうございました
    

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