WASM 代码生成后端¶

Link 编译器支持将 Link 源代码编译为 WebAssembly Text 格式（WAT），然后可以通过工具链转换为 WASM 二进制文件在浏览器或 WASM 运行时中执行。

特性¶

类别	支持内容
基本类型	i32/i64/f32/f64/bool
字面量	整数、浮点数、布尔值
运算	算术(+ - * / %)、比较(== != < > <= >=)、逻辑(&& \|\| !)
变量	let 声明、赋值
函数	声明、递归、参数、返回值
控制流	if/else、while、for、loop、break、continue
导入导出	import/export 函数声明
内存	线性内存操作

使用方法¶

生成 WAT 代码¶

link compile myfile.link --backend wasm -o output.wat

转换为 WASM 二进制¶

使用 WABT 工具链中的 wat2wasm 将 WAT 转换为 WASM：

wat2wasm output.wat -o output.wasm

在浏览器中运行¶

<script>
WebAssembly.instantiateStreaming(fetch('output.wasm'))
    .then(result => {
        const exports = result.instance.exports;
        console.log(exports.add(2, 3));
    });
</script>

在 Node.js 中运行¶

const fs = require('fs');
const wasmBuffer = fs.readFileSync('output.wasm');

WebAssembly.instantiate(wasmBuffer)
    .then(result => {
        const exports = result.instance.exports;
        console.log(exports.add(2, 3));
    });

WAT 格式说明¶

WAT（WebAssembly Text Format）是 WebAssembly 的文本表示形式，使用 S-表达式语法。

基本结构¶

(module
  ;; 函数定义
  (func $add (param $a i32) (param $b i32) (result i32)
    local.get $a
    local.get $b
    i32.add
  )
  ;; 导出函数
  (export "add" (func $add))
)

数据类型¶

WAT 类型	对应 Link 类型	说明
`i32`	`i32` / `u32`	32 位整数
`i64`	`i64` / `u64`	64 位整数
`f32`	`f32`	32 位浮点数
`f64`	`f64`	64 位浮点数

导入导出¶

导出函数¶

使用 export 关键字导出函数，使其可以在宿主环境中调用：

export fn add(a: i32, b: i32) -> i32 {
    return a + b;
}

export fn multiply(a: i32, b: i32) -> i32 {
    return a * b;
}

生成的 WAT 代码：

(module
  (func $add (param $a i32) (param $b i32) (result i32)
    local.get $a
    local.get $b
    i32.add
  )
  (func $multiply (param $a i32) (param $b i32) (result i32)
    local.get $a
    local.get $b
    i32.mul
  )
  (export "add" (func $add))
  (export "multiply" (func $multiply))
)

导入函数¶

使用 extern "wasm" 声明导入函数，从宿主环境导入：

extern "wasm" module "env" {
    fn log(x: i32) -> void;
    fn sin(x: f64) -> f64;
}

fn compute(x: f64) -> f64 {
    return sin(x) * 2.0;
}

生成的 WAT 代码：

(module
  (import "env" "log" (func $log (param i32)))
  (import "env" "sin" (func $sin (param f64) (result f64)))
  (func $compute (param $x f64) (result f64)
    local.get $x
    call $sin
    f64.const 2.0
    f64.mul
  )
)

生成的 WAT 代码示例¶

Link 源代码¶

export fn factorial(n: i64) -> i64 {
    if n <= 1 {
        return 1;
    }
    return n * factorial(n - 1);
}

export fn fib(n: i32) -> i32 {
    if n < 2 {
        return n;
    }
    return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}

生成的 WAT 代码¶

(module
  (func $factorial (param $n i64) (result i64)
    (local $temp i64)
    local.get $n
    i64.const 1
    i64.le_s
    if (result i64)
      i64.const 1
    else
      local.get $n
      local.get $n
      i64.const 1
      i64.sub
      call $factorial
      i64.mul
    end
  )
  (func $fib (param $n i32) (result i32)
    (local $temp i32)
    local.get $n
    i32.const 2
    i32.lt_s
    if (result i32)
      local.get $n
    else
      local.get $n
      i32.const 1
      i32.sub
      call $fib
      local.get $n
      i32.const 2
      i32.sub
      call $fib
      i32.add
    end
  )
  (export "factorial" (func $factorial))
  (export "fib" (func $fib))
)

内存操作¶

WASM 使用线性内存模型，可以通过导入内存或定义内存来使用：

extern "wasm" module "env" {
    memory: [0];
    fn memset(ptr: i32, value: i32, size: i32) -> void;
}

适用场景¶

WASM 后端适合以下场景：

Web 前端：在浏览器中运行高性能计算
Serverless：WASM 作为轻量级 Serverless 运行时
嵌入式：资源受限环境的安全执行
插件系统：为应用提供安全的插件沙箱
跨平台：一次编译，到处运行

工具链¶

常用的 WASM 工具链：

WABT：WebAssembly Binary Toolkit，包含 wat2wasm、wasm2wat 等工具
wasmtime：字节码联盟的 WASM 运行时
wasmer：另一个流行的 WASM 运行时
Binaryen：WASM 优化和代码生成工具

安装 WABT¶

# Windows (使用 winget)
winget install WebAssembly.wabt

# macOS
brew install wabt

# Linux (Ubuntu)
sudo apt-get install wabt

限制¶

当前 WASM 后端暂不支持： - struct/enum 复合类型（需要手动内存布局） - 字符串（需要通过线性内存操作） - 列表/集合类型 - stream<T> 数据流 - async/await 异步编程 - 借用检查器 - Garbage Collection（依赖未来 WASM GC 提案）