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WebAssembly のコンポーネント

Linda Hamilton

リリース： 2025-01-23 12:33:10

オリジナル

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皆さん、

この投稿は、WebAssembly に関する複数部構成のシリーズの続きです。他の部分はこちらをご覧ください。

WebAssembly の基本を理解したところで、そのアーキテクチャを見てみましょう。主要なコンポーネントは次のとおりです:

モジュール
実行環境
スタックマシン
メモリ
テーブル

WebAssembly モジュール

WebAssembly モジュールは、関数、メモリ、テーブル、実行に必要なその他のリソースを含むコンパイルされたコード単位です。各モジュールは自己完結型であり、独立してインスタンス化できます。これは本質的には .wasm ファイルです。モジュールは関数とメモリのインポートとエクスポートをサポートし、モジュール式プログラミングと他の Web テクノロジーとの統合を可能にします。

WebAssembly 実行環境

WebAssembly は、ホスト内の安全で隔離されたサンドボックス環境 (ブラウザーや Node.js など) で実行されます。この環境ではホストシステムへのアクセスが制限され、セキュリティが強化されます。リソースへのアクセスには明示的なリクエストが必要です。実行環境には、モジュールのロード、検証、メモリ、命令の実行を管理する WebAssembly ランタイムが含まれます。

スタックマシン

WebAssembly はスタックベースの仮想マシンを使用します。命令はスタック上のデータを操作します。簡単な例を次に示します:

<code>(
    func $add(param $a i32) (param $b i32) (result i32)
        local.get $a
        local.get $b

        i32.add
)</code>

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この関数は 2 つの 32 ビット整数を加算します。スタックマシンの実行手順は次のとおりです:

空のスタック。
$a をスタックにプッシュします。
$b をスタックにプッシュします。
$a と $b をポップし、追加します。
結果をスタックにプッシュします (これが戻り値です)。

Components of WebAssembly

メモリ

WebAssembly の線形メモリモデルは、連続した拡張可能なバイト配列、つまり WebAssembly プログラムの HEAP です。バイトオフセットによってインデックスが付けられ、特定の場所への直接アクセスが可能になります。

たとえば、2 つの 8 ビット数値 (10 と 16) をそれぞれアドレス 0 と 1 に保存します。

10 – アドレス 0
16 – アドレス 1

Components of WebAssembly

データは、さまざまなビットビューを使用してアクセスできます。矛盾を避けるには一貫性が鍵となります。 JavaScript は、WebAssembly.Memory インターフェイスを介してメモリにアクセスします。例:

<code class="language-javascript">const memory = new WebAssembly.Memory({ initial: 10, maximum: 100 });</code>

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これにより、640kB (最小) のメモリが割り当てられます (1 ページ = 64kB)。共有メモリにより、マルチスレッドアクセスが可能になります。 setValue(ptr, value, type) と getValue(ptr, type) は、値の設定と取得を簡素化します。

メモリの相互作用を示す C/JavaScript の例を次に示します。

<code>(
    func $add(param $a i32) (param $b i32) (result i32)
        local.get $a
        local.get $b

        i32.add
)</code>

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<code class="language-javascript">const memory = new WebAssembly.Memory({ initial: 10, maximum: 100 });</code>

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リークを防ぐために、_free を使用してメモリの割り当てを解除してください。モジュールは独自のメモリを定義することもできます。

テーブル

WebAssembly テーブルは関数参照を保存する個別のメモリセグメントであり、動的な関数呼び出しを可能にします。これにより、名前を事前に知らなくても、代わりにインデックスを使用して、実行時に関数を呼び出すことができます。これは、未知の機能を持つゲームプラグインを読み込むようなシナリオでは非常に重要です。

Components of WebAssembly