FFI: RustとWebAssemblyとJavaScriptと

2020/1/17にRust LT #8 で発表した資料です。
https://rust.connpass.com/event/160225/

1. FFI: RustとWebAssemblyと JavaScriptと @d0iasm
2. 何をしてきた？ • インターンシップ @ Google ◦ Chrome OS / Chrome browser • Coreboot (オープンソースBIOS) 開発 @ GSoC 今は何してる？ • インターンシップ @ Wasmer (Rust 使用) • RISC-Vエミュレータ開発 @ 趣味 (Rust 使用) • 修論 @ 大学 (Rust 不使用) Doi Asami d0iasm
3. rvemu: RISC-V Emulator Web上で動くRustで書かれたRISC-Vエミュレータ ブログ: https://d0iasm.github.io/blog/risc-v/2019/12/19/fibonacci-numbers-on-my-riscv-emulator.html • 現在RV64Gをサポート • まだ実用レベルでは無い • ほとんどの部分がRustで書 かれている
4. rvemu: RISC-V Emulator 仕組み • バックエンドの仕組みは必要なく、ブラウザだけで動く • メインのコード（CPUエミュレーション）がRustで書かれている • ブラウザがサポートしている言語は JavaScriptのみ 疑問 • Rustでフロントエンド開発するために、どうやって JavaScriptとやり取りする？ Rust JavaScript Browser
5. RustをWebAssemblyにコンパイル Rust JavaScript Browser WebAssembly compile • スタック形式のVMで動くバイ ナリ • LLVMが生成形式のターゲッ トとしてサポート
6. RustをWebAssemblyにコンパイル Rust JavaScript Browser WebAssembly compile i32 | i64 | f32 | f64 の型しか サポートしていない OK: fn add(a: i32, b: i32) -> i32 NG: fn concat(a: &str, b: &str) -> String
7. wasm-bindgen (https://github.com/rustwasm/wasm-bindgen) • RustとJS間のグルーコードを生成してくれるツール • FFI (foreign function interface) の一種 ◦ 異なるプログラミング言語間でやりとりをするための仕組み • JSから呼び出したいRustの関数に #[wasm_bindgen] をつけると、文字列等の データのやりとりが可能になる wasm_bindgenによって生成される ファイル • sample.js: グルーコード • sample_bg.wasm: 関数本体 sample.rs $ wasm-pack build --target web
8. wasm-bindgen (https://github.com/rustwasm/wasm-bindgen) sample.rs index.js $ wasm-pack build --target web sample.js sample_bg.wasm
9. 使い方はわかった。 で、 どういう仕組み？ wasm-bindgenの実装と 生成されたコードを読んでみました
10. wasm-bindgenで文字列を扱う仕組み lib.rs hoge.js (プロジェクト名.js) 生成 生成されたJSコードから予想できること 1. Wasmが持つメモリ領域に対して mallocを し、文字列を保存する 2. 確保したメモリのポインタを ptr0とする 3. Rust関数の本体（wasm.bar）に対し、ポイン タ（ptr0）と変数の長さ（len0）を引数として渡 す。型はどちらもi32
11. wasm-bindgenで文字列を扱う仕組み src/lib.rs in rustwasm/wasm-bindgen JSコードからの予想通り、 Wasmが持つメモリ領域に対し てメモリ確保をしていることを確 認
12. wasm-bindgenで文字列を扱う仕組み Rust JavaScript WebAssembly fn bar(a: &str) fn bar(ptr: i32, len: i32) 変形&生成 f o o bar(“foo”); 1. メモリ確保 2. 文字列保存 3. ポインタと文字列の長さを 使ってWasmの関数を呼ぶ Linear Memory
13. まとめ • RustとJS間をWebAssemblyを介することによってやりとり可能にする wasm-bindgenのツールについて紹介した • wasm-bindgenがどのように文字列をやりとりしているのかを説明した • 今回は触れなかったが、 web-sysという、DOMをRustから操作できるライブラリも 存在する FFIの技術を使用することで Rustでフロントエンド開発ができる！ 　―― Rust is everywhere ありがとうございました @d0iasm 今回使用したコード : https://github.com/d0iasm/wasm-bindgen-sample
14. • Rust, WebAssembly, and Javascript Make Three: An FFI Story ◦ https://youtu.be/nvLw_XKlZaU • rustwasm/wasm-bindgen/examples/without-a-bundler ◦ https://github.com/rustwasm/wasm-bindgen/tree/master/exampl es/without-a-bundler • Design of wasm-bindgen ◦ https://rustwasm.github.io/docs/wasm-bindgen/contributing/desi gn/index.html References