Kun

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  前端进阶(十一)-WebAssembly及其他

WebAssembly

编译C/C++为WebAssembly

当你在用C/C++之类的语言编写模块时,你可以使用Emscripten来将它编译到WebAssembly。让我们来看看它是如何工作的。

Emscripten 环境安装

接下来,您需要通过源码自己编译一个Emscripten。运行下列命令来自动化地使用Emscripten SDK。(在你想保存Emscripten的文件夹下运行

git clone https://github.com/juj/emsdk.git
cd emsdk

# 在 Linux 或者 Mac OS X 上
./emsdk install --build=Release sdk-incoming-64bit binaryen-master-64bit
./emsdk activate --global --build=Release sdk-incoming-64bit binaryen-master-64bit
# 如果在你的macos上获得以下错误
Error: No tool or SDK found by name 'sdk-incoming-64bit'
# 请执行
./emsdk install latest
# 按照提示配置环境变量即可
./emsdk activate latest


# 在 Windows 上
emsdk install --build=Release sdk-incoming-64bit binaryen-master-64bit
emsdk activate --global --build=Release sdk-incoming-64bit binaryen-master-64bit

# 注意:Windows 版本的 Visual Studio 2017 已经被支持,但需要在 emsdk install 需要追加 --vs2017 参数。

安装过程可以会花上一点时间,是时候去休息一下。安装程序会设置所有Emscripten运行所需要的环境变量。

每当您想要使用Emscripten时,尝试从远程更新最新的emscripten代码是个很好的习惯(运行 git pull)。如果有更新,重新执行 install 和 activate 命令。这样就可以确保您使用的Emscripten一直保持最新。

现在让我们进入emsdk文件夹,输入以下命令来让你进入接下来的流程,编译一个样例C程序到asm.js或者wasm。

# on Linux or Mac OS X
source ./emsdk_env.sh

# on Windows
emsdk_env.bat

示例:编译C

创建一个c文件(hello.c)

#include <stdio.h>

int main(int argc, char ** argv) {
  printf("Hello World\n");
}

现在,转到一个已经配置过Emscripten编译环境的终端窗口中,进入刚刚保存hello.c文件的文件夹中,然后运行下列命令:

emcc hello.c -s WASM=1 -o hello.html

下面列出了我们命令中选项的细节:

  • -s WASM=1 — 指定我们想要的wasm输出形式。如果我们不指定这个选项,Emscripten默认将只会生成asm.js
  • -o hello.html — 指定这个选项将会生成HTML页面来运行我们的代码,并且会生成wasm模块,以及编译和实例化wasm模块所需要的“胶水”js代码,这样我们就可以直接在web环境中使用了。

这个时候在您的源码文件夹应该有下列文件:

  • hello.wasm 二进制的wasm模块代码
  • hello.js 一个包含了用来在原生C函数和JavaScript/wasm之间转换的胶水代码的JavaScript文件
  • hello.html 一个用来加载,编译,实例化你的wasm代码并且将它输出在浏览器显示上的一个HTML文件

现在使用一个支持 WebAssembly 的浏览器,加载生成的 hello.html

如果一切顺利,你应该可以在页面上的 Emscripten 控制台浏览器控制台 中看到 "Hello World" 的输出。

恭喜!你已经成功将 C 代码编译成 JavaScript 并且在浏览器中执行了!

自定义html模板

首先,在一个新文件夹中保存以下 C 代码到 hello2.c 中:

#include <stdio.h>

int main(int argc, char ** argv) {
    printf("Hello World\n");
}

在 emsdk 中搜索一个叫做 shell_minimal.html 的文件,然后复制它到刚刚创建的目录下的 html_template 文件夹。

mkdir html_template
cp ~/emsdk/emscripten/1.38.15/src/shell_minimal.html html_templates

现在使用你的Emscripten编译器环境的终端窗口进入你的新目录, 然后运行下面的命令:

emcc -o hello2.html hello2.c -O3 -s WASM=1 --shell-file html_template/shell_minimal.html
  1. 这次使用的选项略有不同:

    • 我们使用了 -o hello2.html ,这意味编译器将仍然输出 js 胶水代码 和 html 文件。
    • 我们还使用了 --shell-file html_template/shell_minimal.html ,这指定了您要运行的例子使用 HTML 页面模板。
  2. 下面让我们来运行这个例子。上面的命令已经生成了 hello2.html,内容和我们使用的模板非常相像,只不过多加了一些 js 胶水和加载wasm文件的代码。 在浏览器中打开它,你会看到与上一个例子相同的输出。

调用一个C语言中的函数

如果需要调用一个在 C 语言自定义的函数,你可以使用 Emscripten 中的 ccall() 函数,以及 EMSCRIPTEN_KEEPALIVE 声明 (将你的函数添加到导出函数列表中)

还是首先创建一个C语言文件

#include <stdio.h>
#include <emscripten/emscripten.h>

int main(int argc, char ** argv) {
    printf("Hello World\n");
}

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

int EMSCRIPTEN_KEEPALIVE myFunction(int argc, char ** argv) {
  printf("我的函数已被调用\n");
}

#ifdef __cplusplus
}
#endif

默认情况下,Emscripten 生成的代码只会调用 main() 函数,其它的函数将被视为无用代码。在一个函数名之前添加 EMSCRIPTEN_KEEPALIVE 能够防止这样的事情发生。你需要导入 emscripten.h 库来使用 EMSCRIPTEN_KEEPALIVE

为了方便起见,现在将 html_template/shell_minimal.html 也添加到这一目录(但在实际开发环境中你肯定需要将其放到某一特定位置)

运行以下命令编译:(注意由于使用ccall函数,需要添加指定参数)

emcc -o hello3.html hello3.c -O3 -s WASM=1 -s "EXTRA_EXPORTED_RUNTIME_METHODS=['ccall']" --shell-file html_template/shell_minimal.html

如果你在浏览器中在此加载实例,你将看到和之前相同的结果。

现在我们需要运行新的 myFunction() JavaScript 函数。首先,按照以下实例添加一个button, 就在 <script type='text/javascript'> 开头标签之前。

<button class="mybutton">运行我的函数</button>
<script>
  document.querySelector('.mybutton').addEventListener('click', function(){
  alert('检查控制台');
  var result = Module.ccall('myFunction', // name of C function
                             null, // return type
                             null, // argument types
                             null); // arguments
});
</script>

以上就是如何使用 ccall() 调用导出的函数的方式。

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