はじめまして！ 👋😄

• 山本悠滋 (@igrep)
• Haskell歴 ≒ プリキュアおじさん歴 ≒ 約8年。
• 趣味Haskeller兼仕事PureScripter @ IIJ-II 😁
  • 今日はHaskellなどの話はしません！
• igrep.elというEmacsプラグインがありますが無関係です！

🙇宣伝

• 🎊IIJ Technical WEEKの3日目でもWasmの話をします！
  • 今日の話よりももっと全般的な、Wasmあまり詳しくない人向けの話です

📝今日話すこと

• 低レイヤを知りたい人のためのCコンパイラ作成入門にインスパイアされて、Wasmのコンパイラーを作っています
• Cはいろいろ闇が詰まってるけど、Wasmならきれい！
  • それでいて仕様も決まっていてアセンブリーに近いので、いいとこ取り！
• みんなもWasmコンパイラーを作って低レイヤーを学ぼう！

⚙️今作っているもの

低レイヤを知りたい人のためのCコンパイラ作成入門にインスパイアされてWasmからArm32へのコンパイラーを作っています

• ソースはこちら: igrep/wasm2arm32
• 平日1日20分くらいしか時間をとれてないこともあり、開発開始から半年以上経つも全然です…😰

🤔なぜ作っているか

• 🔭あちらこちらで観測された、Wasm処理系開発ブームに遅れて乗った
• 😍Wasm大好きなんで完全に理解したい！
• 😼ついでに低レイヤーもちょっと知りたい！

💪なぜArm32か

• 純粋に勉強のためなら、今どきArm32はちょっと古い
  • 仕様もArm64より複雑で作りにくいらしいし
• WasmtimeやWasmerはじめ、著名な汎用Wasm処理系を調べた限り、Arm32をサポートしたJITコンパイラーはない！
• 💡古いRasPiをそのまま使う人もいるだろうし、需要あるのでは！？
  • 🙏練習問題が嫌いなので、少しでも役立ちそうなものを作りたい
  • 🙉実はNode.jsで事足りるという話は内緒！

💪なぜArm32か（続き）

（参考）たまたま身の回りにArm32での入門資料が豊富にあった

• Assembly Language Tutorial
• Raspberry Pi Assembly Language Programming

👍Wasmコンパイラー作りの何が良いか

• ✅Wasmは参考にしたCコンパイラ作成入門が掲げる条件を、C以上にバッチリ満たしている！

👍参考にしたCコンパイラ作成入門がCを選んだ理由（要約）

• ✅CPUの命令セットやプログラムの仕組みを同時に学べる！
  • 普通アセンブリーにコンパイルするので！
• ✅第三者のコードをダウンロードしてコンパイルできる！
  • 著者は自作のCコンパイラーでgitのコンパイルにも成功したらしい

👍参考にしたCコンパイラ作成入門がCを選んだ理由（要約）（続き）

• ✅言語仕様が小さい！
  • C++は、言語仕様があまりにも巨大で、気軽に自作コンパイラを作るのは不可能！
• ✅仕様が決まっている！
  • 自作言語と違ってサボることができない！

👍一方我らがWebAssembly

• ✅CPUの命令セットやプログラムの仕組みを同時に学べる！
  • コンパイラーにすればOK！
• ✅第三者のコードをダウンロードしてコンパイルできる！
  • CでもC以外でもWasmにコンパイルしてからならOK！

👍一方我らがWebAssembly

• ✅言語仕様が小さい！
  • （多分）Cより小さい！
• ✅仕様が決まっている！
  • Well defined! testsuiteさえある！

👍しかもWasmは！

• Cのような不浄な構文がない！
  • WATをサポートするとなると、ちょいちょい仕様が変わってたみたいですが…
• よりアセンブリーに近く、実装も簡単（なはず）
• WATまでちゃんとサポートすれば、構文解析もそれなりに学べる
  • ※今回はパーサーはバイナリーフォーマットも含めて全く書いてません！🙇
  • S式をちょっと改造した程度のものなので、Cのパーサーよりは簡単なはず！

開発してて大変なところ💦

testsuiteはあるものの、テストランナーは自分で書かないといけない！

• WASTという専用のフォーマット。
• wast2jsonというツールでJSONにはできるものの、その先は処理系実装者の仕事
• 今回はRustでJSONを解釈してテストの実行そのものはアセンブリーで書いたので結構大変だった

開発してて大変なところ💦（続き）

😩意外と素直に行かない翻訳

• Wasmの命令にぴったり対応する命令がArm32にあるとは限らない！
  • i32.ctzなどは自前で実装しました…
• 数値リテラルすら値によってはアセンブル時にエラーが出たり
  • 参考1: アセンブリ言語 - アセンブリで　movするとエラーになる値がある事について。｜teratail
  • 参考2: arm - GCC: invalid literal constant: pool needs to be closer - Stack Overflow

今後

• 当然未実装の仕様はなるべく…
• なるべく新しい仕様もサポートできたらなぁ😥（淡い願望）
  • スレッドとか、multi valueとか、例外とか
• 現状はアセンブリーを吐いてgccに食わせることでオブジェクトコードを生成
  • JITにするつもりだったけどどうせJITはNode.jsがやっているのでこのままクロスコンパイラーということにしよう

まとめ

• 🤗Wasmコンパイラー作り、低レイヤーの入門にぴったりすぎるのでは！？
  • Cよりきれいで、仕様が決まってて、お手軽！
• 📕低レイヤを知りたい人のためのCコンパイラ作成入門はマジ名著。早く本になってくれ
• みんなもWasmコンパイラーを作って低レイヤーを学ぼう！