近日 Oracle 開源了其在 GraalVM 中實(shí)現(xiàn)的 WebAssembly 引擎 GraalWasm，開發(fā)團(tuán)隊(duì)介紹，GraalWasm 當(dāng)前實(shí)現(xiàn)了 WebAssembly MVP(最小可行產(chǎn)品)規(guī)范，并且可以以二進(jìn)制格式運(yùn)行 WebAssembly 程序，該程序是由諸如 Emscripten 之類的編譯器后端生成的。
支持 WebAssembly 擴(kuò)展了 GraalVM 與其它支持的語言一起執(zhí)行的能力，進(jìn)一步有望使其成為通用編程語言執(zhí)行平臺。不過目前 GraalWasm 還是一個(gè)非常早期的實(shí)現(xiàn)，并且處于實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健?/p>
為了實(shí)現(xiàn) GraalWasm，開發(fā)團(tuán)隊(duì)使用 GraalVM 作為提供有效局部評估引擎的平臺，使用 GraalVM 的 Truffle API，首先實(shí)現(xiàn)了 WebAssembly 二進(jìn)制文件的解釋器。
WebAssembly 的半結(jié)構(gòu)化格式能夠輕松地恢復(fù)程序的控制流結(jié)構(gòu)，從而使存儲代碼的內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以表示為 AST。用 AST 表示的程序的解釋器可以用非常簡單的方式編寫，但是，盡管基于 AST 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更易于檢查和操作，但它們確實(shí)存在引入額外內(nèi)存開銷的缺點(diǎn)。
另一方面，基于位碼的代碼表示不需要為每個(gè)基本指令實(shí)例化樹節(jié)點(diǎn)，這就是基于位碼的 GraalVM 解釋器通常具有更小的內(nèi)存占用的原因。
由于每個(gè) WebAssembly 塊僅包含線性指令序列，因此 GraalWasm 能夠結(jié)合兩種解釋器方法中的最佳方法：AST 疊加在 WebAssembly 的控制流指令之上，如 if 和 loop。但是每個(gè)塊都用一個(gè) Truffle AST 節(jié)點(diǎn)，稱之為 Wasm 塊節(jié)點(diǎn)，這減少了內(nèi)存占用，因?yàn)槊總€(gè)塊中的單個(gè)指令不需要單獨(dú)的節(jié)點(diǎn)對象。
此外，GraalWasm 塊節(jié)點(diǎn)不會(huì)復(fù)制原始指令流的各個(gè)部分，而是僅將指針包含在 WebAssembly 二進(jìn)制文件的字節(jié)數(shù)組中。
文本 WebAssembly、二進(jìn)制 WebAssembly 與 GraalWasm AST 之間的對應(yīng)關(guān)系
在此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之上實(shí)現(xiàn)的解釋器是基于 AST 的解釋器和基于位碼的解釋器之間的混合體。在較高的控制流級別上，它在適當(dāng)?shù)幕緣K之間分配。在每個(gè)基本塊中，解釋器在迭代該基本塊的操作碼的解釋循環(huán)內(nèi)完成。這種設(shè)計(jì)使轉(zhuǎn)譯更容易理解，并簡化了部分評估。
運(yùn)行時(shí)，解釋器和程序?qū)鬟f到 Truffle 的局部評估引擎，然后該引擎將解釋器專門用于程序，并將專門的代碼傳遞給 GraalVM 編譯器，最終為目標(biāo)平臺生成高效的匯編代碼。
關(guān)于 GraalWasm 的更多技術(shù)細(xì)節(jié)可以查看官方博客：
https://medium.com/graalvm/announcing-graalwasm-a-webassembly-engine-in-graalvm-25cd0400a7f2開發(fā)團(tuán)隊(duì)還介紹了項(xiàng)目接下來的發(fā)展規(guī)劃，其表示，GraalWasm 的動(dòng)機(jī)之一是擴(kuò)展 GraalVM 的 node.js 實(shí)現(xiàn)支持的 API 集，WebAssembly 支持的增加將使其能夠?qū)崿F(xiàn)加載 WebAssembly 二進(jìn)制文件的 V8 兼容 API 功能。
下一步將是實(shí)現(xiàn) WebAssembly 系統(tǒng)接口(WASI)，這對于在 Web 上下文外部運(yùn)行 WebAssembly 程序是必需的。WASI 是一組 API，用于抽象化對各種操作系統(tǒng)功能的訪問，例如文件 API、網(wǎng)絡(luò)套接字和時(shí)鐘。
同時(shí) GraalWasm 將專注于提高性能，初步實(shí)驗(yàn)和對多個(gè) C 微基準(zhǔn)的性能調(diào)整表明，與以最高優(yōu)化水平進(jìn)行編譯的本地 GCC 二進(jìn)制文件相比，GraalWasm 當(dāng)前可實(shí)現(xiàn)約 0.5 倍至 0.75 倍的峰值性能。
另一方面是改善 GraalWasm 中的調(diào)試支持，并將其與 GraalVM 的其余部分集成。
