Go WASM/WASI

June 10, 2024

WASM

对于 WASM，谷歌的 Go>=1.11 编译器目前是通过 syscall/js 包，与 JavaScript 环境（而且主要是浏览器）交互，而并非直接将 Go 函数编译为 Wasm 函数。
具体来说：通过 Go 侧的 syscall/js 和必须的 func main() 函数，以及在官方 wiki 上说明的 cp "$(go env GOROOT)/misc/wasm/wasm_exec.js" . 提供的一个 JavaScript 侧的对 JavaScript 环境的包装脚本，才能够实现操纵 JavaScript 环境，因此也就能够间接实现“导出”函数到 JavaScript（准确来说是添加函数到 JavaScript 环境）。

注：GOOS=js GOARCH=wasm

很明显上面的方法并非针对 Wasm 本身，而实际上是 JavaScript 了。但如果我们的目标只是编译 WASM 函数（并且我们的 Go 侧可以根本无需 main 函数），那么只能寻求 tinygo 这样的编译器了。
本文不会说明 tinygo 对 Wasm 目标的编译，具体参见 https://tinygo.org/docs/guides/webassembly/wasm/

package main

// 从外部命名空间导入
//
//export add
func add(x, y int) int


// 导出到外部命名空间
//
//export multiply
func multiply(x, y int) int {
    return x * y;
}

WASI

Go 1.21 实现了 WASI preview 1 syscall API （wasi_snapshot_preview1）编译目标。对应的 GOOS 值为 wasip1。
通过这个新特性，终于可以脱离 JavaScript 环境执行 Wasm 了（当然也就无需 syscall/js 了）。

注：GOOS=wasip1 GOARCH=wasm

要实现 WASI，就需要实现从外部命名空间导入函数，这里摘抄一个 Go 博客中给出的示例：

//go:wasmimport wasi_snapshot_preview1 random_get
//go:noescape
func random_get(buf unsafe.Pointer, bufLen size) errno

另外下面从官方博客中摘抄目前实现中存在的限制：

虽然 wasip1 端口通过了所有标准库测试，但 Wasm 架构的一些显著基本限制可能会让用户感到惊讶。

Wasm 是一个单线程架构，没有并行性。调度器仍然可以调度 goroutine 并发运行，标准输入/输出/错误是非阻塞的，因此一个 goroutine 可以在另一个 goroutine 读取或写入时执行，但任何主机函数调用（例如使用上述示例请求随机数据）将导致所有 goroutine 阻塞，直到主机函数调用返回。

wasip1 API 中一个显著缺失的功能是网络套接字的完整实现。wasip1 仅定义对已打开的套接字进行操作的函数，这使得支持 Go 标准库的一些最流行功能（如 HTTP 服务器）成为不可能。像 Wasmer 和 WasmEdge 这样的 Host 实现了 wasip1 API 的扩展，允许打开网络套接字。虽然这些扩展未由 Go 编译器实现，但存在一个第三方库，github.com/stealthrocket/net，它使用 go:wasmimport 允许在支持的 Wasm 主机上使用 net.Dial 和 net.Listen。这使得在使用此包时可以创建 net/http 服务器和其他网络相关功能。