WebAssembly - Textformat: Ein Anfängerleitfaden

Hallo da draußen, zukünftiger Codingsuperstar! Heute machen wir uns auf eine aufregende Reise in die Welt des WebAssembly Textformats, liebevoll WAT genannt. Keine Sorge, wenn du noch nie codiert hast – wir fangen ganz am Anfang an und arbeiten gemeinsam nach oben. Am Ende dieses Tutorials wirst du wie ein Profi WATen! (Siehst du, was ich gemacht habe? ?)

Was ist das WebAssembly Textformat (WAT)?

Bevor wir uns den Details widmen, lassen wir uns anschauen, was WAT eigentlich ist. Das WebAssembly Textformat ist eine menschenlesbare Darstellung des WebAssembly-Binärkodex. Es ist wie der freundliche, zugängliche Cousin des etwas einschüchternden Binärformats. WAT ermöglicht es uns, WebAssembly-Code in einem Textformat zu schreiben und zu lesen, was es für Menschen wie uns einfacher macht, ihn zu verstehen und zu bearbeiten.

Warum sollte man WAT lernen?

Du fragst dich vielleicht, "Warum sollte ich mir die Mühe machen, WAT zu lernen?" Na, mein neugieriger Freund, WAT ist eine hervorragende Möglichkeit, zu verstehen, wie WebAssembly unter der Haube funktioniert. Es ist wie das Lesen von Noten, bevor man ein Instrument spielt – es vermittelt dir eine tiefere Wertschätzung und Verständnis für das Handwerk.

WAT Code Basics

Lassen wir mit den Grundlagen des WAT-Codes beginnen. Keine Sorge; wir gehen schrittweise vor, und bevor du es weißt, wirst du deinen eigenen WAT-Code schreiben!

Modulstruktur

Jedes WAT-Programm beginnt mit einem Modul. Stell dir ein Modul als Behälter für all deinen Code vor. Hier ist, wie es aussieht:

(module
;; Dein Code kommt hier hin
)

Das ist so, als würde man sagen: "Hey, Computer! Ich gebe dir gleich einige Anweisungen, also sei aufmerksam!"

Funktionen

Funktionen sind die Bausteine unseres WAT-Codes. Sie sind wie kleine Maschinen, die spezifische Aufgaben erledigen. Lassen wir eine einfache Funktion erstellen, die zwei Zahlen addiert:

(module
(func $add (param $a i32) (param $b i32) (result i32)
local.get $a
local.get $b
i32.add
)
)

Lassen wir das auseinandernehmen:

1. (func $add ...: Das deklariert eine Funktion namens "add".
2. (param $a i32) (param $b i32): Das sind unsere Eingabeparameter. Wir sagen, wir erwarten zwei 32-Bit-Ganzzahlen.
3. (result i32): Das gibt an, dass unsere Funktion eine 32-Bit-Ganzzahl zurückgibt.
4. local.get $a und local.get $b: Diese Zeilen holen unsere Eingabeparameter.
5. i32.add: Das führt die Additionsoperation durch.

Funktion exportieren

Nun haben wir eine Funktion erstellt, aber sie ist wie ein versteckter Schatz – niemand außerhalb unseres Moduls kann sie verwenden! Lassen wir das ändern, indem wir unsere Funktion exportieren:

(module
(func $add (param $a i32) (param $b i32) (result i32)
local.get $a
local.get $b
i32.add
)
(export "add" (func $add))
)

Die (export "add" (func $add))-Zeile macht unsere add-Funktion für die Außenwelt zugänglich. Es ist, als würde man ein "ÖFFEN" Schild an unserer kleinen Additionmaschine anbringen!

Komplexere Operationen

Nun, da wir die Grundlagen beherrschen, probieren wir etwas Anspruchsvolleres aus. Wie wäre es mit einer Funktion, die die Fakultät einer Zahl berechnet?

(module
(func $factorial (param $n i32) (result i32)
(local $result i32)
(local $i i32)

i32.const 1
local.set $result

i32.const 1
local.set $i

(loop $continue
local.get $i
local.get $n
i32.gt_u
if
local.get $result
return
end

local.get $result
local.get $i
i32.mul
local.set $result

local.get $i
i32.const 1
i32.add
local.set $i

br $continue
)

local.get $result
)
(export "factorial" (func $factorial))
)

Wow, das ist eine Menge! Lassen wir es auseinandernehmen:

1. Wir deklarieren unsere Funktion mit einem Parameter $n und zwei lokalen Variablen $result und $i.
2. Wir initialisieren $result auf 1 und $i auf 1.
3. Wir starten eine Schleife, die fortgesetzt wird, bis $i größer als $n ist.
4. In jeder Iteration multiplizieren wir $result mit $i und inkrementieren $i.
5. Sobald die Schleife vorbei ist, geben wir $result zurück.

Diese Funktion berechnet die Fakultät der Eingabezahl. Zum Beispiel, wenn wir die 5 eingeben, berechnet sie 5 4 3 2 1 = 120.

WAT Methodentabelle

Hier ist eine Tabelle einiger gängiger WAT-Methoden, die wir verwendet haben und ein paar mehr:

Methode	Beschreibung
i32.add	Addiert zwei 32-Bit-Ganzzahlen
i32.sub	Subtrahiert zwei 32-Bit-Ganzzahlen
i32.mul	Multipliziert zwei 32-Bit-Ganzzahlen
i32.div_s	Teilt zwei 32-Bit-Ganzzahlen (vorzeichenbehaftet)
i32.const	Deklariert eine konstante 32-Bit-Ganzzahl
local.get	Holt eine lokale Variable
local.set	Setzt eine lokale Variable
i32.gt_u	Vorzeichenlose Größer-als-Vergleich
if	Startet eine if-Anweisung
loop	Startet eine Schleife
br	Springt zu einem bestimmten Punkt

Schlussfolgerung

Und dort hast du es, mein Codierungslehrling! Du hast gerade deine ersten Schritte in die Welt des WebAssembly Textformats unternommen. Wir haben die Grundlagen von Modulen, Funktionen, Exportieren und sogar eine komplexere Fakultätsfunktion behandelt. Erinnere dich daran, dass das Lernen zu codieren wie das Lernen einer neuen Sprache ist – es erfordert Übung und Geduld. Aber mit jeder Zeile WAT, die du schreibst, kommst du näher daran, ein WebAssembly-Zauberer zu werden!

Weiterspielen, weiterlernen und vor allem weiter Spaß mit WAT haben. Bevor du es weißt, wirst du komplexe Algorithmen schreiben und alle deine Freunde mit deinen WebAssembly-Fähigkeiten beeindrucken. Viel Spaß beim Coden!

Credits: Image by storyset