Rust Wasm虚拟机库soroban-wasmi的使用，为智能合约执行提供高效Wasm运行环境

Wasmi - WebAssembly (Wasm) 解释器

Wasmi是一个高效且轻量级的WebAssembly解释器，专注于受限和嵌入式系统。

主要特性

Wasmi具有以下显著特性：

• 简单、正确和确定性的WebAssembly执行
• 适用于嵌入式环境的低开销、跨平台WebAssembly运行时
• 抵抗JIT炸弹的翻译
• 松散地镜像Wasmtime API
• 100%通过WebAssembly规范测试套件
• 内置燃料计量支持
• 支持官方的Wasm C-API

WebAssembly提案支持

新的Wasmi引擎支持多种WebAssembly提案，未来还将支持更多。

开发

构建与测试

克隆Wasmi仓库并使用cargo构建：

git clone https://github.com/wasmi-labs/wasmi.git --recursive
cd wasmi
cargo build
cargo test

基准测试

使用以下命令对Wasmi进行基准测试：

cargo bench

支持的平台

Wasmi支持广泛的架构和平台。

• Wasmi可以在no_std嵌入式环境中使用，因此不需要标准库(std)
• 只有部分平台在CI中检查并由Wasmi维护者保证完全工作

示例代码

以下是一个使用soroban-wasmi执行Wasm智能合约的完整示例：

use soroban_wasmi::{
    Config, Engine, Externals, FuncRef, ImportsBuilder, Module, ModuleRef, Store, Value,
};

// 定义自定义的外部函数调用接口
struct MyExternals;

impl Externals for MyExternals {
    fn invoke_index(
        &mut self,
        _index: u32,
        _args: &[Value],
    ) -> Result<Option<Value>, soroban_wasmi::Trap> {
        // 在这里实现外部函数调用逻辑
        Ok(None)
    }
}

fn main() -> anyhow::Result<()> {
    // 1. 创建Wasm引擎配置
    let config = Config::default();
    
    // 2. 创建引擎和存储
    let engine = Engine::new(&config);
    let mut store = Store::new(&engine, ());
    
    // 3. 加载Wasm模块
    let wasm_bytes = include_bytes!("contract.wasm");
    let module = Module::new(&engine, &wasm_bytes[..])?;
    
    // 4. 设置导入函数(可选)
    let imports = ImportsBuilder::new(); // 可以添加需要的导入
    
    // 5. 实例化模块
    let mut externals = MyExternals;
    let instance = ModuleRef::new(&mut store, &module, &imports)?;
    
    // 6. 查找并调用合约函数
    let add_func = instance.get_func(&store, "add").expect("add function not found");
    let result = add_func.call(
        &mut store, 
        &mut externals, 
        &[Value::I32(1), Value::I32(2)],
    )?;
    
    println!("Result: {:?}", result);
    
    Ok(())
}

完整示例代码

以下是一个更完整的soroban-wasmi使用示例，包含合约加载、实例化和调用的完整流程：

use soroban_wasmi::{
    Config, Engine, Externals, ImportsBuilder, Module, ModuleRef, Store, Value
};
use std::fs;

// 自定义外部函数实现
struct ContractExternals {
    call_count: u32,
}

impl Externals for ContractExternals {
    fn invoke_index(
        &mut self,
        index: u32,
        args: &[Value],
    ) -> Result<Option<Value>, soroban_wasmi::Trap> {
        self.call_count += 1;
        println!("Called external function {} with args: {:?}", index, args);
        
        // 示例：当调用index为0的外部函数时返回42
        if index == 0 {
            return Ok(Some(Value::I32(42)));
        }
        
        Ok(None)
    }
}

fn main() -> anyhow::Result<()> {
    // 1. 配置Wasm引擎
    let config = Config::default()
        .with_stack_limit(1024 * 1024)  // 设置栈大小限制
        .with_fuel_metering(true);      // 启用燃料计量
    
    // 2. 创建引擎和存储
    let engine = Engine::new(&config);
    let mut store = Store::new(&engine, ());
    
    // 3. 加载Wasm合约
    let wasm_bytes = fs::read("smart_contract.wasm")?;
    let module = Module::new(&engine, &wasm_bytes[..])?;
    
    // 4. 设置导入函数
    let imports = ImportsBuilder::new()
        // 可以在这里添加需要的导入函数
        // .with("env", "log", FuncType::new(vec![ValueType::I32], vec![]))
        ;
    
    // 5. 实例化模块
    let mut externals = ContractExternals { call_count: 0 };
    let instance = ModuleRef::new(&mut store, &module, &imports)?;
    
    // 6. 调用合约函数
    // 6.1 调用add函数
    if let Ok(add_func) = instance.get_func(&store, "add") {
        let result = add_func.call(
            &mut store,
            &mut externals,
            &[Value::I32(2), Value::I32(3)],
        )?;
        println!("add(2, 3) = {:?}", result);
    }
    
    // 6.2 调用get_value函数
    if let Ok(get_value_func) = instance.get_func(&store, "get_value") {
        let result = get_value_func.call(
            &mut store,
            &mut externals,
            &[],
        )?;
        println!("get_value() = {:?}", result);
    }
    
    println!("Total external calls: {}", externals.call_count);
    
    Ok(())
}

安装

在项目目录中运行以下Cargo命令：

cargo add soroban-wasmi

或者在Cargo.toml中添加以下行：

soroban-wasmi = "0.36.1-soroban.22.0.0"

许可证

根据以下任一许可证授权：

• Apache License, Version 2.0
• MIT license