本篇文章不贅述如何解析 wasm 指令, 如何執(zhí)行 webassembly

在解析 wasm 的過程中, 添加 addgas 指令, 具體由 imported 函數(shù) addgas() 來實現(xiàn)

addgas 指令需要添加在 函數(shù)段(以下用block代替)的最一開始.
block , 指的是函數(shù)分支, 如下:

//block1
int a = 3;
if (a > 5) {
//block2
    a++;
}else{
//block3
    a--;
    return;
}

以上我們給這個函數(shù)分了 3 個block, 運行時 可能會覆蓋 block1, block2; 也可能覆蓋 block1, block3;
所以 以這樣的分支結(jié)構(gòu), 來劃分block, 可以精確的計算代碼執(zhí)行消耗.

難點在于如何對 block 分區(qū). 在嘗試了幾種代碼流程控制的命令后(如 if/else, switch, loop, continue等), 在編譯成 wasm 后, 大多會轉(zhuǎn)變成 br_if loop end 等, 后面有發(fā)現(xiàn)新的再添加. 對這些指令進行處理.

函數(shù)開始時, 向 stack 中放入元素 0. 該元素即代表最外層代碼塊的 gas 消耗. stack 中第 n 個元素,代表該函數(shù)第 n 層代碼塊. 由于 br_if 沒有匹配的 end 指令, 即遇到 下一個 br_if 或者 return 時, 代表該 block 結(jié)束, 并即使添加(計算) gas 消耗數(shù)量.

• 碰到 (br_if return), pop_stack => top, addgas(top) , push_stack 0
• 碰到 (block, loop), push_stack 0
• 碰到 end , pop_stack
• code 讀取結(jié)束 pop_stack => top, addgas(top)
• 其余指令 stack[top] = stack[top] + 1

操作實例如下

(module
  (type $type0 (func (param i32)))
  (type $type1 (func (param i32) (result i32)))
  (import "env" "_Z6addgasi" (func $import0 (param i32)))
  (table $table0 0 anyfunc)
  (memory $memory0 1)
  (export "memory" (memory $memory0))
  (export "computer" (func $func1))
  
  
  (func $func1 (param $var0 i32) (result i32)   // 初始化 stack: [0]
    i32.const 3
    call $import0                               [2]
    block $label2                               [2, 0]
      block $label1                             [2, 0, 0]
        block $label0   
>> 添加gas 指令, 改指令為后續(xù)添加, 且不計入指令數(shù)量
          i32.const 3                           [2, 0, 0, 0]
          call $import0
>>                                      
          get_local $var0                       
          i32.const 3
          i32.eq                                [2, 0, 0, 3] 
          br_if $label0                         [2, 0, 0]=> addgas 3 [2, 0, 0, 0]
          
          get_local $var0
          i32.const 2
          i32.eq                                [2, 0, 0, 3] 
          br_if $label1                         => addgas [2, 0, 0, 0]
          get_local $var0               
          i32.const 1
          i32.ne
          br_if $label2
          i32.const 1
          call $import0
          get_local $var0                       [2, 0, 0, 3]
          return                                addgas 3 => [2, 0, 0, 0]
        end $label0                             [2, 0, 0]
        i32.const 3                 
        call $import0
        get_local $var0                         [2, 0, 3]
        return                                  addgas 3 => [2, 0, 0]
      end $label1                               [2, 0]
      i32.const 2                       
      call $import0
      get_local $var0                           [2, 3]
      return                                    addgas 3 => [2, 0]
    end $label2                                 [2]
    i32.const 0
    call $import0
    get_local $var0                             [5]
                                                addgas 5 => []
  )
)

這樣 添加的 addgas 指令就是 wasm 內(nèi)置的操作了, 然后你的指令怎么解析來的,就怎么解析回去. 可以 encode 回 wasm 文件. 給其他 wasm 虛擬機調(diào)用. 不用自己重新定義運行時.

至于每個 op 對應(yīng)的 gas 權(quán)重. 可以定義一個 map 表. 在解析 functionCode 的時候根據(jù) op 計算 gas 值.

添加導(dǎo)入函數(shù)結(jié)構(gòu)

addgas 這里把它定義為一個 imported 的函數(shù), 實際這個函數(shù)是不存在的, 所以我們要構(gòu)造這個函數(shù).
構(gòu)造原則如下:

1. 由于 types 類型會優(yōu)先解析. type 類型指的是函數(shù)類型. 即函數(shù)的 參數(shù)個數(shù)類型, 返回值類型.
   如 addgas 定義為 void addgas(int), 需要檢查 types 中是否有 參數(shù)為整型, 無返回值的函數(shù).
   如果沒有, 添加該函數(shù)類型到 types 末尾
2. 添加 import 函數(shù), 到 importsSection 末尾
3. 至于為什么要添加到 types 和 imports 末尾, 是為了不影響原先的流程. function 對應(yīng)的 typeIndex, call 指令對應(yīng)的 importedIndex
4. 需要修改 typesSection, importsSection, codeSection 對應(yīng)的 payload 長度