指令分析

使用Wasm文本格式也就是WAT语言编写。

数值指令
数值指令中的饱和截断指令比较特殊，饱和指令其实是一组指令，共8条，和普通的浮点数截断指令一一对应。这组指令的格式为前缀操作码（0x0F）+子操作码，每条指令的操作码占两个字节，也可以当作一条指令，因此在全部133条数值指令中，只有4条常量指令和饱和截断指令有立即数。
1、i32.const（操作码0x41）：带一个s32类型的立即数，使用LEB128有符号编码
2、i64.const（操作码0x42）：带一个s64类型的立即数，使用LEB128有符号编码
3、f32.const（操作码0x43）：带一个f32类型的立即数，固定占4个字节
4、f64.const（操作码0x43）：带一个f64类型的立即数，固定占8个字节
5、trunc_sat（操作码0xFC）：带一个单字节的立即数
下面例子展示了常量指令、加法指令和饱和截断指令

(module
  (func
    (f32.const 12.3) (f32.const 45.6) (f32.add)
    (i32.trunc_sat_f32_s) (drop)
  )
)

红色以及蓝色第一个字节的0x43表示f32.const指令操作码，后面4个字节为值
绿色0x92表示f32.add指令操作码
黄色表示饱和截断指令（操作码0xFC）

变量指令
共5条，3条用于读写局部变量，立即数是局部变量索引，2条用户读写全局变量，立即数是全局变量索引。
local.get : 0x20|local_idx
local.set : 0x21|local_idx
local.tee : 0x22|local_idx
global.get : 0x23|global_idx
global.set : 0x24|global_idx
例子：

(module
  (global $g1 (mut i32) (i32.const 1))
  (global $g2 (mut i32) (i32.const 1))

  (func (param $a i32) (param $b i32)
    (global.get $g1) (global.set $g2)
    (local.get $a) (local.set $b)
  )
)

红色表示global.get指令操作码（0x23），值为0
黄色表示global.set指令操作码（0x24），值为1
蓝色表示local.get指令操作码（0x20），值为0
绿色表示local.set指令操作码（0x21），值为1

内存指令
内存指令共25条，14条是加载指令，用于将内存数据载入操作数栈，9条是存储指令，用于将操作数栈顶数据写回内存，有23条指令统一带有两个立即数，对齐提示和内存偏移量。剩余2条指令用于获取和扩展内存页数，立即数是内存索引。
load_instr : opcode|align|offset # align:u32,offset:u32
store_instr : opcode|align|offse
memory.size : 0xf3 | 0x00
memory.grow : 0x40 | 0x00
例子：

(module
  (memory 1 8)
  (data (offset (i32.const 100)) "hello")

  (func
    (i32.const 1) (i32.const 2)
    (i32.load offset=100)
    (i32.store offset=100)
    (memory.size) (drop)
    (i32.const 4) (memory.grow) (drop)
  )
)

绿色表示i32.load指令操作码（0x28），对齐提示为2，全局变量的索引为100（0x64）
蓝色表示i32.store指令操作码（0x36），对齐提示为2，全局变量的索引为100（0x64）
黄色表示memory.size指令（0x3F），内存索引为0
中间隔着drop指令（0x1A）和一条常量指令（0x41）及其全局索引
红色表示memory.grow指令（0x40），内存索引为0

什么是内存对齐？
实际上是一种牺牲空间换时间的方案

type struct A{
  char  b;
  int32 c;
}

在无对齐下32位 CPU想要取c变量 第一次取4个字节 0 1 2 3 ，只有1 2 3才是c的部分 所以CPU还要取第二次 取到4 5 6 7 只有4才是c变量剩下的部分再把1 2 3 4合并位c变量的值，非常耗费性能

在对齐下32位 CPU可直接获取到c的值无需其他处理，大大加快性能。

结构化指令
结构化指令共13条，包括结构化控制指令、跳转指令、函数调用指令，结构化指令有3条，分别是block（操作码：0x02）、loop（操作码：0x03）、if（操作码：0x04），这3条指令必须和end指令（操作码：0x0B）搭配，并成对出现。如果if指令有两条分支，则中间由else指令（操作码：0x05）分隔，由于end和else指令比较特殊，只起分隔作用，也可以称之为伪指令。
block_instr : 0x02|block_type|instr|0x0b
loop_instr : 0x03|block_type|instr|0x0b
if_instr : 0x04|block_type|instr|(0x05|instr)|0x0b
block_type : s32
例子：

(module
  (func (result i32)
    (block (result i32)
      (i32.const 1)
      (loop (result i32)
        (if (result i32) (i32.const 2)
          (then (i32.const 3))
          (else (i32.const 4))
        )
      )
      (drop)
    )
  )
)

黄色代表block指令（操作码：0x02）0x7F表示i32，0x41表示i32.const操作码跟着值1
红色代表loop指令（操作码：0x03）
蓝色表示if指令（操作码：0x04）
绿色表示else指令（操作码：0x05）
黑色和灰色表示end指令（操作码：0x0B）
0x1A代表drop指令

跳转指令
跳转指令共4条，其中br指令（操作码0x0C）进行无条件跳转，立即数是目标标签索引
br_if指令（操作码0x0D）进行有条件跳转，立即数也是目标标签索引
br_table指令（操作码0x0E）进行查表跳转，立即数是目标标签索引表和默认标签索引。
return指令（操作码0x0F）只是br指令的一种特殊形式，执行结果是跳出最外层循环并导致整个函数返回，没有立即数。
br_instr : 0x0C|label_idx
br_if_instr : 0x0D|label_idx
br_table : 0x0E|vec|label_idx
return_instr : 0x0f
例子：

(module
  (func
    (block (block (block
      (br 1)
      (br_if 2 (i32.const 100))
      (br_table 0 1 2 3)
      (return)
    )))
  )
)

红色表示br指令（操作码0x0C），值为1
黄色表示br_if指令（操作码0x0D），值为2
蓝色表示br_table指令（操作码0x0E）最大值3 后面为值
绿色表示return指令（操作码0x0F）之后为end指令…

函数调用指令
Wasm有直接和间接两种函数调用方法。
call指令（操作码0x10）进行直接函数调用，函数索引由立即数指定。
call_indirect指令（操作码0x11）进行间接函数调用，函数签名索引由立即数指定，到运行时才能知道具体调用哪个函数。
call_instr : 0x10|func_idx
call_indirect : 0x11|type_idx|0x00
间接函数调用指令需要查表才能完成，由第2个立即数指定差哪张表，现在立即数只起占位作用必须是0
例子：

(module
  (type $ft1 (func))
  (type $ft2 (func))
  (table funcref (elem $f1 $f1 $f1))
  (func $f1
    (call $f1)
    (call_indirect (type $ft2) (i32.const 2))
  )
)

绿色表示call指令（操作码0x10）函数索引为0
红色表示call_indirect指令（操作码0x11）函数签名为1，第0 个表索引