.wasm-ന്റെ രഹസ്യങ്ങൾ തുറക്കുന്നു: വെബ്അസെംബ്ലി കസ്റ്റം സെക്ഷനുകളിലേക്കുള്ള ഒരു വഴികാട്ടി

വെബ്അസെംബ്ലി (Wasm) വെബിലും അതിനപ്പുറവും ഉയർന്ന പ്രകടനശേഷിയുള്ള കോഡിനെക്കുറിച്ച് നമ്മൾ ചിന്തിക്കുന്ന രീതിയെ അടിസ്ഥാനപരമായി മാറ്റിമറിച്ചു. C++, Rust, Go പോലുള്ള ഭാഷകൾക്ക് പോർട്ടബിൾ, കാര്യക്ഷമവും, സുരക്ഷിതവുമായ ഒരു കംപൈലേഷൻ ടാർഗറ്റായി ഇത് പലപ്പോഴും പ്രശംസിക്കപ്പെടുന്നു. എന്നാൽ ഒരു Wasm മൊഡ്യൂൾ എന്നത് കേവലം ലോ-ലെവൽ നിർദ്ദേശങ്ങളുടെ ഒരു ശ്രേണി മാത്രമല്ല. വെബ്അസെംബ്ലി ബൈനറി ഫോർമാറ്റ് എക്സിക്യൂഷന് വേണ്ടി മാത്രമല്ല, വിപുലീകരണത്തിനും വേണ്ടി രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുള്ള ഒരു സങ്കീർണ്ണമായ ഘടനയാണ്. ഈ വിപുലീകരണം പ്രധാനമായും കൈവരിക്കുന്നത് ശക്തവും എന്നാൽ പലപ്പോഴും അവഗണിക്കപ്പെടുന്നതുമായ ഒരു സവിശേഷതയിലൂടെയാണ്: കസ്റ്റം സെക്ഷനുകൾ.

നിങ്ങൾ എപ്പോഴെങ്കിലും ഒരു ബ്രൗസറിന്റെ ഡെവലപ്പർ ടൂളുകളിൽ C++ കോഡ് ഡീബഗ് ചെയ്യുകയോ അല്ലെങ്കിൽ ഒരു Wasm ഫയലിന് അത് ഏത് കംപൈലർ ആണ് ഉണ്ടാക്കിയതെന്ന് എങ്ങനെ അറിയാമെന്ന് ചിന്തിക്കുകയോ ചെയ്തിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ, നിങ്ങൾ കസ്റ്റം സെക്ഷനുകളുടെ പ്രവർത്തനം കണ്ടിട്ടുണ്ട്. ഡെവലപ്പർ അനുഭവം മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും മുഴുവൻ ടൂൾചെയിൻ ഇക്കോസിസ്റ്റത്തെയും ശാക്തീകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന മെറ്റാഡാറ്റ, ഡീബഗ് വിവരങ്ങൾ, മറ്റ് അത്യാവശ്യമല്ലാത്ത ഡാറ്റ എന്നിവയ്ക്കുള്ള നിയുക്ത സ്ഥലമാണിത്. ഈ ലേഖനം വെബ്അസെംബ്ലി കസ്റ്റം സെക്ഷനുകളെക്കുറിച്ചുള്ള സമഗ്രമായ ഒരു ആഴത്തിലുള്ള വിശകലനം നൽകുന്നു, അവ എന്താണെന്നും എന്തുകൊണ്ട് അവ അത്യന്താപേക്ഷിതമാണെന്നും നിങ്ങളുടെ സ്വന്തം പ്രോജക്റ്റുകളിൽ അവയെ എങ്ങനെ പ്രയോജനപ്പെടുത്താമെന്നും പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നു.

ഒരു വെബ്അസെംബ്ലി മൊഡ്യൂളിന്റെ ഘടന

കസ്റ്റം സെക്ഷനുകളെ അഭിനന്ദിക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, ഒരു .wasm ബൈനറി ഫയലിന്റെ അടിസ്ഥാന ഘടന നമ്മൾ ആദ്യം മനസ്സിലാക്കണം. ഒരു Wasm മൊഡ്യൂൾ "സെക്ഷനുകൾ" എന്ന് വിളിക്കുന്ന വ്യക്തമായി നിർവചിക്കപ്പെട്ട ഒരു പരമ്പരയായി ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഓരോ സെക്ഷനും ഒരു പ്രത്യേക ഉദ്ദേശ്യം നിറവേറ്റുന്നു, അവയെ ഒരു സംഖ്യാ ഐഡി ഉപയോഗിച്ച് തിരിച്ചറിയുന്നു.

വെബ്അസെംബ്ലി സ്പെസിഫിക്കേഷൻ, കോഡ് എക്സിക്യൂട്ട് ചെയ്യാൻ ഒരു Wasm എഞ്ചിന് ആവശ്യമായ ഒരു കൂട്ടം സ്റ്റാൻഡേർഡ് അഥവാ "അറിയപ്പെടുന്ന" സെക്ഷനുകൾ നിർവചിക്കുന്നു. അവയിൽ ഉൾപ്പെടുന്നവ:

• തരം (ID 1): മൊഡ്യൂളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഫംഗ്ഷൻ സിഗ്നേച്ചറുകൾ (പാരാമീറ്ററും റിട്ടേൺ തരങ്ങളും) നിർവചിക്കുന്നു.
• ഇംപോർട്ട് (ID 2): മൊഡ്യൂൾ അതിന്റെ ഹോസ്റ്റ് എൻവയോൺമെന്റിൽ നിന്ന് (ഉദാഹരണത്തിന്, JavaScript ഫംഗ്ഷനുകൾ) ഇംപോർട്ട് ചെയ്യുന്ന ഫംഗ്ഷനുകൾ, മെമ്മറികൾ, അല്ലെങ്കിൽ ടേബിളുകൾ പ്രഖ്യാപിക്കുന്നു.
• ഫംഗ്ഷൻ (ID 3): മൊഡ്യൂളിലെ ഓരോ ഫംഗ്ഷനെയും ടൈപ്പ് സെക്ഷനിലെ ഒരു സിഗ്നേച്ചറുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു.
• ടേബിൾ (ID 4): ടേബിളുകൾ നിർവചിക്കുന്നു, ഇവ പ്രധാനമായും ഇൻഡയറക്ട് ഫംഗ്ഷൻ കോളുകൾ നടപ്പിലാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• മെമ്മറി (ID 5): മൊഡ്യൂൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ലീനിയർ മെമ്മറി നിർവചിക്കുന്നു.
• ഗ്ലോബൽ (ID 6): മൊഡ്യൂളിനായി ഗ്ലോബൽ വേരിയബിളുകൾ പ്രഖ്യാപിക്കുന്നു.
• എക്സ്പോർട്ട് (ID 7): മൊഡ്യൂളിൽ നിന്നുള്ള ഫംഗ്ഷനുകൾ, മെമ്മറികൾ, ടേബിളുകൾ, അല്ലെങ്കിൽ ഗ്ലോബലുകൾ ഹോസ്റ്റ് എൻവയോൺമെന്റിന് ലഭ്യമാക്കുന്നു.
• സ്റ്റാർട്ട് (ID 8): മൊഡ്യൂൾ ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യുമ്പോൾ യാന്ത്രികമായി എക്സിക്യൂട്ട് ചെയ്യേണ്ട ഒരു ഫംഗ്ഷൻ വ്യക്തമാക്കുന്നു.
• എലമെന്റ് (ID 9): ഒരു ടേബിളിനെ ഫംഗ്ഷൻ റെഫറൻസുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഇനിഷ്യലൈസ് ചെയ്യുന്നു.
• കോഡ് (ID 10): മൊഡ്യൂളിലെ ഓരോ ഫംഗ്ഷനുകൾക്കുമുള്ള യഥാർത്ഥ എക്സിക്യൂട്ടബിൾ ബൈറ്റ്കോഡ് അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.
• ഡാറ്റ (ID 11): ലീനിയർ മെമ്മറിയുടെ ഭാഗങ്ങൾ ഇനിഷ്യലൈസ് ചെയ്യുന്നു, ഇത് പലപ്പോഴും സ്റ്റാറ്റിക് ഡാറ്റയ്ക്കും സ്ട്രിംഗുകൾക്കുമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഈ സ്റ്റാൻഡേർഡ് സെക്ഷനുകളാണ് ഏതൊരു Wasm മൊഡ്യൂളിന്റെയും കാതൽ. ഒരു പ്രോഗ്രാം മനസ്സിലാക്കാനും എക്സിക്യൂട്ട് ചെയ്യാനും ഒരു Wasm എഞ്ചിൻ ഇവയെ കർശനമായി പാഴ്സ് ചെയ്യുന്നു. എന്നാൽ ഒരു ടൂൾചെയിനിനോ ഒരു ഭാഷയ്ക്കോ എക്സിക്യൂഷന് ആവശ്യമില്ലാത്ത അധിക വിവരങ്ങൾ സംഭരിക്കണമെങ്കിൽ എന്തുചെയ്യും? ഇവിടെയാണ് കസ്റ്റം സെക്ഷനുകൾ വരുന്നത്.

എന്താണ് യഥാർത്ഥത്തിൽ കസ്റ്റം സെക്ഷനുകൾ?

ഒരു കസ്റ്റം സെക്ഷൻ എന്നത് ഒരു Wasm മൊഡ്യൂളിനുള്ളിലെ ഏത് ഡാറ്റയ്ക്കും വേണ്ടിയുള്ള ഒരു പൊതു-ഉദ്ദേശ്യ കണ്ടെയ്നറാണ്. ഇത് സ്പെസിഫിക്കേഷനിൽ ഒരു പ്രത്യേക സെക്ഷൻ ഐഡി 0 ഉപയോഗിച്ച് നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നു. ഇതിന്റെ ഘടന ലളിതവും എന്നാൽ ശക്തവുമാണ്:

1. സെക്ഷൻ ഐഡി: ഇതൊരു കസ്റ്റം സെക്ഷനാണെന്ന് സൂചിപ്പിക്കാൻ എപ്പോഴും 0 ആയിരിക്കും.
2. സെക്ഷൻ വലുപ്പം: താഴെ വരുന്ന ഉള്ളടക്കത്തിന്റെ ബൈറ്റുകളിലുള്ള മൊത്തം വലുപ്പം.
3. പേര്: കസ്റ്റം സെക്ഷന്റെ ഉദ്ദേശ്യം വ്യക്തമാക്കുന്ന ഒരു UTF-8 എൻകോഡ് ചെയ്ത സ്ട്രിംഗ് (ഉദാഹരണത്തിന്, "name", ".debug_info").
4. പേലോഡ്: സെക്ഷനായുള്ള യഥാർത്ഥ ഡാറ്റ അടങ്ങുന്ന ബൈറ്റുകളുടെ ഒരു ശ്രേണി.

കസ്റ്റം സെക്ഷനുകളെക്കുറിച്ചുള്ള ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട നിയമം ഇതാണ്: ഒരു കസ്റ്റം സെക്ഷന്റെ പേര് തിരിച്ചറിയാത്ത ഒരു വെബ്അസെംബ്ലി എഞ്ചിൻ അതിന്റെ പേലോഡ് അവഗണിക്കണം. അത് സെക്ഷന്റെ വലുപ്പം നിർവചിച്ചിട്ടുള്ള ബൈറ്റുകൾക്ക് മുകളിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നു. ഈ ലളിതമായ ഡിസൈൻ ചോയിസ് നിരവധി പ്രധാന നേട്ടങ്ങൾ നൽകുന്നു:

• ഫോർവേഡ് കോംപാറ്റിബിലിറ്റി: പുതിയ ടൂളുകൾക്ക് പഴയ Wasm റൺടൈമുകളെ തകർക്കാതെ പുതിയ കസ്റ്റം സെക്ഷനുകൾ അവതരിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.
• ഇക്കോസിസ്റ്റം വിപുലീകരണം: ഭാഷാ നിർമ്മാതാക്കൾക്കും, ടൂൾ ഡെവലപ്പർമാർക്കും, ബണ്ട്ലറുകൾക്കും കോർ Wasm സ്പെസിഫിക്കേഷൻ മാറ്റേണ്ട ആവശ്യമില്ലാതെ സ്വന്തം മെറ്റാഡാറ്റ ഉൾപ്പെടുത്താൻ കഴിയും.
• വേർതിരിക്കൽ: എക്സിക്യൂഷൻ ലോജിക് മെറ്റാഡാറ്റയിൽ നിന്ന് പൂർണ്ണമായും വേർതിരിച്ചിരിക്കുന്നു. കസ്റ്റം സെക്ഷനുകളുടെ സാന്നിധ്യമോ അഭാവമോ പ്രോഗ്രാമിന്റെ റൺടൈം പെരുമാറ്റത്തെ ബാധിക്കുന്നില്ല.

ഒരു JPEG ചിത്രത്തിലെ EXIF ഡാറ്റയുടെയോ അല്ലെങ്കിൽ ഒരു MP3 ഫയലിലെ ID3 ടാഗുകളുടെയോ തത്തുല്യമായി കസ്റ്റം സെക്ഷനുകളെക്കുറിച്ച് ചിന്തിക്കുക. അവ വിലപ്പെട്ട സന്ദർഭം നൽകുന്നു, എന്നാൽ ചിത്രം പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നതിനോ സംഗീതം പ്ലേ ചെയ്യുന്നതിനോ അവ അനിവാര്യമല്ല.

സാധാരണ ഉപയോഗം 1: മനുഷ്യർക്ക് വായിക്കാവുന്ന ഡീബഗ്ഗിംഗിനുള്ള "name" സെക്ഷൻ

ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന കസ്റ്റം സെക്ഷനുകളിൽ ഒന്നാണ് name സെക്ഷൻ. സാധാരണയായി, Wasm ഫംഗ്ഷനുകൾ, വേരിയബിളുകൾ, മറ്റ് ഇനങ്ങൾ എന്നിവയെ അവയുടെ സംഖ്യാ സൂചിക ഉപയോഗിച്ചാണ് പരാമർശിക്കുന്നത്. നിങ്ങൾ ഒരു റോ Wasm ഡിസ്അസംബ്ലി നോക്കുമ്പോൾ, call $func42 പോലുള്ള എന്തെങ്കിലും നിങ്ങൾ കണ്ടേക്കാം. ഇത് ഒരു മെഷീന് കാര്യക്ഷമമാണെങ്കിലും, ഒരു മനുഷ്യ ഡെവലപ്പർക്ക് ഇത് സഹായകമല്ല.

name സെക്ഷൻ ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നത് സൂചികകളിൽ നിന്ന് മനുഷ്യർക്ക് വായിക്കാവുന്ന സ്ട്രിംഗ് പേരുകളിലേക്ക് ഒരു മാപ്പ് നൽകിക്കൊണ്ടാണ്. ഇത് ഡിസ്അസംബ്ലറുകളും ഡീബഗ്ഗറുകളും പോലുള്ള ടൂളുകളെ യഥാർത്ഥ സോഴ്സ് കോഡിൽ നിന്നുള്ള അർത്ഥവത്തായ ഐഡന്റിഫയറുകൾ പ്രദർശിപ്പിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു.

ഉദാഹരണത്തിന്, നിങ്ങൾ ഒരു C ഫംഗ്ഷൻ കംപൈൽ ചെയ്യുകയാണെങ്കിൽ:

            int calculate_total(int items, int price) {
    return items * price;
}
            

              
                Copy
              
            
          

കംപൈലറിന് ആന്തരിക ഫംഗ്ഷൻ സൂചികയെ (ഉദാഹരണത്തിന്, 42) "calculate_total" എന്ന സ്ട്രിംഗുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ഒരു name സെക്ഷൻ ഉണ്ടാക്കാൻ കഴിയും. ഇതിന് "items", "price" എന്നിങ്ങനെ ലോക്കൽ വേരിയബിളുകൾക്കും പേര് നൽകാൻ കഴിയും. ഈ സെക്ഷനെ പിന്തുണയ്ക്കുന്ന ഒരു ടൂളിൽ നിങ്ങൾ Wasm മൊഡ്യൂൾ പരിശോധിക്കുമ്പോൾ, കൂടുതൽ വിവരദായകമായ ഒരു ഔട്ട്പുട്ട് കാണാം, ഇത് ഡീബഗ്ഗിംഗിനും വിശകലനത്തിനും സഹായിക്കുന്നു.

`name` സെക്ഷന്റെ ഘടന

name സെക്ഷൻ തന്നെ വീണ്ടും ഉപവിഭാഗങ്ങളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു, ഓരോന്നും ഒരൊറ്റ ബൈറ്റ് ഉപയോഗിച്ച് തിരിച്ചറിയുന്നു:

• മൊഡ്യൂളിന്റെ പേര് (ID 0): മുഴുവൻ മൊഡ്യൂളിനും ഒരു പേര് നൽകുന്നു.
• ഫംഗ്ഷൻ പേരുകൾ (ID 1): ഫംഗ്ഷൻ സൂചികകളെ അവയുടെ പേരുകളുമായി മാപ്പ് ചെയ്യുന്നു.
• ലോക്കൽ പേരുകൾ (ID 2): ഓരോ ഫംഗ്ഷനിലെയും ലോക്കൽ വേരിയബിൾ സൂചികകളെ അവയുടെ പേരുകളുമായി മാപ്പ് ചെയ്യുന്നു.
• ലേബൽ പേരുകൾ, ടൈപ്പ് പേരുകൾ, ടേബിൾ പേരുകൾ, തുടങ്ങിയവ: ഒരു Wasm മൊഡ്യൂളിലെ മിക്കവാറും എല്ലാ എന്റിറ്റികൾക്കും പേര് നൽകാൻ മറ്റ് ഉപവിഭാഗങ്ങൾ നിലവിലുണ്ട്.

ഒരു നല്ല ഡെവലപ്പർ അനുഭവത്തിലേക്കുള്ള ആദ്യപടിയാണ് name സെക്ഷൻ, എന്നാൽ ഇത് ഒരു തുടക്കം മാത്രമാണ്. യഥാർത്ഥ സോഴ്സ്-ലെവൽ ഡീബഗ്ഗിംഗിനായി, നമുക്ക് ഇതിലും വളരെ ശക്തമായ എന്തെങ്കിലും ആവശ്യമാണ്.

ഡീബഗ്ഗിംഗിന്റെ ശക്തികേന്ദ്രം: കസ്റ്റം സെക്ഷനുകളിലെ DWARF

Wasm ഡെവലപ്‌മെന്റിന്റെ വിശുദ്ധ grail എന്നത് സോഴ്‌സ്-ലെവൽ ഡീബഗ്ഗിംഗ് ആണ്: ബ്രൗസറിന്റെ ഡെവലപ്പർ ടൂളുകളിൽ നിങ്ങളുടെ യഥാർത്ഥ C++, Rust, അല്ലെങ്കിൽ Go കോഡിൽ ബ്രേക്ക്‌പോയിന്റുകൾ സജ്ജീകരിക്കാനും വേരിയബിളുകൾ പരിശോധിക്കാനും സ്റ്റെപ്പ് ത്രൂ ചെയ്യാനുമുള്ള കഴിവ്. ഈ മാന്ത്രിക അനുഭവം സാധ്യമാക്കുന്നത് മിക്കവാറും പൂർണ്ണമായും DWARF ഡീബഗ് വിവരങ്ങൾ ഒരു കൂട്ടം കസ്റ്റം സെക്ഷനുകൾക്കുള്ളിൽ ഉൾച്ചേർത്തുകൊണ്ടാണ്.

എന്താണ് DWARF?

DWARF (Debugging With Attributed Record Formats) ഒരു സ്റ്റാൻഡേർഡ്, ഭാഷാ-അജ്ഞാതമായ ഡീബഗ്ഗിംഗ് ഡാറ്റാ ഫോർമാറ്റാണ്. GDB, LLDB പോലുള്ള ഡീബഗ്ഗറുകളെ പ്രവർത്തനക്ഷമമാക്കാൻ GCC, Clang പോലുള്ള നേറ്റീവ് കംപൈലറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന അതേ ഫോർമാറ്റാണിത്. ഇത് അവിശ്വസനീയമാംവിധം സമ്പന്നമാണ്, കൂടാതെ ധാരാളം വിവരങ്ങൾ എൻകോഡ് ചെയ്യാൻ കഴിയും, അവയിൽ ഉൾപ്പെടുന്നവ:

• സോഴ്സ് മാപ്പിംഗ്: ഓരോ വെബ്അസെംബ്ലി നിർദ്ദേശത്തിൽ നിന്നും യഥാർത്ഥ സോഴ്സ് ഫയൽ, ലൈൻ നമ്പർ, കോളം നമ്പർ എന്നിവയിലേക്ക് കൃത്യമായ ഒരു മാപ്പ്.
• വേരിയബിൾ വിവരങ്ങൾ: ലോക്കൽ, ഗ്ലോബൽ വേരിയബിളുകളുടെ പേരുകൾ, തരങ്ങൾ, സ്കോപ്പുകൾ. കോഡിന്റെ ഏത് ഘട്ടത്തിലും ഒരു വേരിയബിൾ എവിടെയാണ് സംഭരിച്ചിരിക്കുന്നതെന്ന് (ഒരു രജിസ്റ്ററിൽ, സ്റ്റാക്കിൽ, മുതലായവ) ഇതിനറിയാം.
• ടൈപ്പ് നിർവചനങ്ങൾ: സോഴ്സ് ഭാഷയിൽ നിന്നുള്ള സ്ട്രക്റ്റുകൾ, ക്ലാസുകൾ, എന്യൂമുകൾ, യൂണിയനുകൾ പോലുള്ള സങ്കീർണ്ണമായ തരങ്ങളുടെ പൂർണ്ണമായ വിവരണങ്ങൾ.
• ഫംഗ്ഷൻ വിവരങ്ങൾ: പാരാമീറ്റർ പേരുകളും തരങ്ങളും ഉൾപ്പെടെ, ഫംഗ്ഷൻ സിഗ്നേച്ചറുകളെക്കുറിച്ചുള്ള വിശദാംശങ്ങൾ.
• ഇൻലൈൻ ഫംഗ്ഷൻ മാപ്പിംഗ്: ഒപ്റ്റിമൈസർ ഫംഗ്ഷനുകളെ ഇൻലൈൻ ചെയ്തിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ പോലും കോൾ സ്റ്റാക്ക് പുനർനിർമ്മിക്കാനുള്ള വിവരങ്ങൾ.

DWARF വെബ്അസെംബ്ലിയുമായി എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു

Emscripten (Clang/LLVM ഉപയോഗിച്ച്), `rustc` പോലുള്ള കംപൈലറുകൾക്ക് ഒരു ഫ്ലാഗ് (സാധാരണയായി -g അല്ലെങ്കിൽ -g4) ഉണ്ട്, അത് Wasm ബൈറ്റ്കോഡിനൊപ്പം DWARF വിവരങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ നിർദ്ദേശിക്കുന്നു. ടൂൾചെയിൻ ഈ DWARF ഡാറ്റയെ എടുത്ത് അതിന്റെ ലോജിക്കൽ ഭാഗങ്ങളായി വിഭജിച്ച് ഓരോ ഭാഗവും .wasm ഫയലിനുള്ളിൽ ഒരു പ്രത്യേക കസ്റ്റം സെക്ഷനായി ഉൾച്ചേർക്കുന്നു. ഒരു കീഴ്‌വഴക്കമെന്ന നിലയിൽ, ഈ സെക്ഷനുകൾക്ക് മുന്നിൽ ഒരു ഡോട്ട് ഉപയോഗിച്ച് പേര് നൽകുന്നു:

• .debug_info: പ്രാഥമിക ഡീബഗ് എൻട്രികൾ അടങ്ങുന്ന പ്രധാന സെക്ഷൻ.
• .debug_abbrev: .debug_info-യുടെ വലുപ്പം കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള ചുരുക്കെഴുത്തുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.
• .debug_line: Wasm കോഡിനെ സോഴ്സ് കോഡുമായി മാപ്പ് ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ലൈൻ നമ്പർ ടേബിൾ.
• .debug_str: മറ്റ് DWARF സെക്ഷനുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു സ്ട്രിംഗ് ടേബിൾ.
• .debug_ranges, .debug_loc, കൂടാതെ മറ്റു പലതും.

നിങ്ങൾ ഈ Wasm മൊഡ്യൂൾ Chrome അല്ലെങ്കിൽ Firefox പോലുള്ള ഒരു ആധുനിക ബ്രൗസറിൽ ലോഡ് ചെയ്ത് ഡെവലപ്പർ ടൂളുകൾ തുറക്കുമ്പോൾ, ടൂളുകളിലെ ഒരു DWARF പാർസർ ഈ കസ്റ്റം സെക്ഷനുകൾ വായിക്കുന്നു. ഇത് നിങ്ങളുടെ യഥാർത്ഥ സോഴ്സ് കോഡിന്റെ ഒരു കാഴ്ച നിങ്ങൾക്ക് നൽകുന്നതിന് ആവശ്യമായ എല്ലാ വിവരങ്ങളും പുനർനിർമ്മിക്കുന്നു, ഇത് നേറ്റീവ് ആയി പ്രവർത്തിക്കുന്നത് പോലെ ഡീബഗ് ചെയ്യാൻ നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു.

ഇതൊരു വലിയ മാറ്റമാണ്. കസ്റ്റം സെക്ഷനുകളിലെ DWARF ഇല്ലാതെ, Wasm ഡീബഗ്ഗിംഗ് എന്നത് റോ മെമ്മറിയും മനസ്സിലാക്കാൻ പ്രയാസമുള്ള ഡിസ്അസംബ്ലിയും നോക്കിയിരിക്കുന്ന ഒരു വേദനാജനകമായ പ്രക്രിയയായിരിക്കും. അതോടൊപ്പം, ഡെവലപ്മെന്റ് ലൂപ്പ് JavaScript ഡീബഗ് ചെയ്യുന്നത് പോലെ അനായാസമാകുന്നു.

ഡീബഗ്ഗിംഗിനപ്പുറം: കസ്റ്റം സെക്ഷനുകളുടെ മറ്റ് ഉപയോഗങ്ങൾ

ഡീബഗ്ഗിംഗ് ഒരു പ്രധാന ഉപയോഗമാണെങ്കിലും, കസ്റ്റം സെക്ഷനുകളുടെ ഫ്ലെക്സിബിലിറ്റി വിവിധതരം ടൂളിംഗിനും ഭാഷാ-നിർദ്ദിഷ്‌ട ആവശ്യങ്ങൾക്കും അവയെ സ്വീകരിക്കാൻ കാരണമായി.

ടൂൾ-നിർദ്ദിഷ്‌ട മെറ്റാഡാറ്റ: `producers` സെക്ഷൻ

ഒരു Wasm മൊഡ്യൂൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഏതൊക്കെ ടൂളുകളാണ് ഉപയോഗിച്ചതെന്ന് അറിയുന്നത് പലപ്പോഴും ഉപയോഗപ്രദമാണ്. ഇതിനായി `producers` സെക്ഷൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുള്ളതാണ്. ഇത് കംപൈലർ, ലിങ്കർ, അവയുടെ പതിപ്പുകൾ തുടങ്ങിയ ടൂൾചെയിനിനെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങൾ സംഭരിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു `producers` സെക്ഷനിൽ ഇവ അടങ്ങിയിരിക്കാം:

• ഭാഷ: "C++ 17", "Rust 1.65.0"
• പ്രോസസ്സ് ചെയ്തത്: "Clang 16.0.0", "binaryen 111"
• SDK: "Emscripten 3.1.25"

ബിൽഡുകൾ പുനർനിർമ്മിക്കുന്നതിനും, ശരിയായ ടൂൾചെയിൻ രചയിതാക്കൾക്ക് ബഗുകൾ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യുന്നതിനും, ഒരു Wasm ബൈനറിയുടെ ഉത്ഭവം മനസ്സിലാക്കേണ്ട ഓട്ടോമേറ്റഡ് സിസ്റ്റങ്ങൾക്കും ഈ മെറ്റാഡാറ്റ അമൂല്യമാണ്.

ലിങ്കിംഗും ഡൈനാമിക് ലൈബ്രറികളും

വെബ്അസെംബ്ലി സ്പെസിഫിക്കേഷന്, അതിന്റെ യഥാർത്ഥ രൂപത്തിൽ, ലിങ്കിംഗ് എന്ന ആശയം ഉണ്ടായിരുന്നില്ല. സ്റ്റാറ്റിക്, ഡൈനാമിക് ലൈബ്രറികളുടെ നിർമ്മാണം സാധ്യമാക്കുന്നതിന്, കസ്റ്റം സെക്ഷനുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു കീഴ്‌വഴക്കം സ്ഥാപിക്കപ്പെട്ടു. `linking` കസ്റ്റം സെക്ഷൻ, ചിഹ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കാനും, റീലോക്കേഷനുകൾ കൈകാര്യം ചെയ്യാനും, പങ്കിട്ട ലൈബ്രറി ഡിപൻഡൻസികൾ നിയന്ത്രിക്കാനും ഒരു Wasm-അവബോധമുള്ള ലിങ്കറിന് (`wasm-ld` പോലുള്ളവ) ആവശ്യമായ മെറ്റാഡാറ്റ സൂക്ഷിക്കുന്നു. ഇത് വലിയ ആപ്ലിക്കേഷനുകളെ നേറ്റീവ് ഡെവലപ്‌മെന്റിലെ പോലെ ചെറിയ, കൈകാര്യം ചെയ്യാവുന്ന മൊഡ്യൂളുകളായി വിഭജിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു.

ഭാഷാ-നിർദ്ദിഷ്‌ട റൺടൈമുകൾ

Go, Swift, അല്ലെങ്കിൽ Kotlin പോലുള്ള മാനേജ്ഡ് റൺടൈമുകളുള്ള ഭാഷകൾക്ക് കോർ Wasm മോഡലിന്റെ ഭാഗമല്ലാത്ത മെറ്റാഡാറ്റ പലപ്പോഴും ആവശ്യമായി വരുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു ഗാർബേജ് കളക്ടറിന് (GC) പോയിന്ററുകൾ തിരിച്ചറിയുന്നതിന് മെമ്മറിയിലെ ഡാറ്റാ സ്ട്രക്ച്ചറുകളുടെ ലേഔട്ട് അറിയേണ്ടതുണ്ട്. ഈ ലേഔട്ട് വിവരങ്ങൾ ഒരു കസ്റ്റം സെക്ഷനിൽ സംഭരിക്കാം. അതുപോലെ, Go-യിലെ റിഫ്ലക്ഷൻ പോലുള്ള ഫീച്ചറുകൾ കംപൈൽ സമയത്ത് ടൈപ്പ് പേരുകളും മെറ്റാഡാറ്റയും സംഭരിക്കുന്നതിന് കസ്റ്റം സെക്ഷനുകളെ ആശ്രയിച്ചേക്കാം, അത് പിന്നീട് Wasm മൊഡ്യൂളിലെ Go റൺടൈമിന് എക്സിക്യൂഷൻ സമയത്ത് വായിക്കാൻ കഴിയും.

ഭാവി: വെബ്അസെംബ്ലി കോംപോണന്റ് മോഡൽ

വെബ്അസെംബ്ലിയുടെ ഏറ്റവും ആവേശകരമായ ഭാവി ദിശകളിലൊന്നാണ് കോംപോണന്റ് മോഡൽ. ഈ നിർദ്ദേശം Wasm മൊഡ്യൂളുകൾക്കിടയിൽ യഥാർത്ഥ, ഭാഷാ-അജ്ഞാതമായ പരസ്പരപ്രവർത്തനം സാധ്യമാക്കാൻ ലക്ഷ്യമിടുന്നു. ഒരു റസ്റ്റ് കോംപോണന്റ് ഒരു പൈത്തൺ കോംപോണന്റിനെ അനായാസം വിളിക്കുന്നതും, അത് ഒരു C++ കോംപോണന്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നതും, അവയ്ക്കിടയിൽ സമ്പന്നമായ ഡാറ്റാ ടൈപ്പുകൾ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നതും സങ്കൽപ്പിക്കുക.

കോംപോണന്റ് മോഡൽ ഉയർന്ന തലത്തിലുള്ള ഇന്റർഫേസുകൾ, ടൈപ്പുകൾ, വേൾഡുകൾ എന്നിവ നിർവചിക്കുന്നതിന് കസ്റ്റം സെക്ഷനുകളെ വളരെയധികം ആശ്രയിക്കുന്നു. ഈ മെറ്റാഡാറ്റ കോംപോണന്റുകൾ എങ്ങനെ ആശയവിനിമയം നടത്തുന്നുവെന്ന് വിവരിക്കുന്നു, ഇത് ആവശ്യമായ ഗ്ലൂ കോഡ് യാന്ത്രികമായി നിർമ്മിക്കാൻ ടൂളുകളെ അനുവദിക്കുന്നു. കോർ Wasm സ്റ്റാൻഡേർഡിന് മുകളിൽ സങ്കീർണ്ണമായ പുതിയ കഴിവുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള അടിത്തറ കസ്റ്റം സെക്ഷനുകൾ എങ്ങനെ നൽകുന്നു എന്നതിന്റെ ഒരു പ്രധാന ഉദാഹരണമാണിത്.

ഒരു പ്രായോഗിക വഴികാട്ടി: കസ്റ്റം സെക്ഷനുകൾ പരിശോധിക്കുകയും കൈകാര്യം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുക

കസ്റ്റം സെക്ഷനുകൾ മനസ്സിലാക്കുന്നത് നല്ലതാണ്, എന്നാൽ നിങ്ങൾ അവയുമായി എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കും? ഈ ആവശ്യത്തിനായി നിരവധി സ്റ്റാൻഡേർഡ് ടൂളുകൾ ലഭ്യമാണ്.

അവശ്യ ടൂളുകൾ

• WABT (The WebAssembly Binary Toolkit): ഈ ടൂളുകളുടെ സ്യൂട്ട് ഏതൊരു Wasm ഡെവലപ്പർക്കും അത്യാവശ്യമാണ്. wasm-objdump യൂട്ടിലിറ്റി പ്രത്യേകിച്ചും ഉപയോഗപ്രദമാണ്. wasm-objdump -h your_module.wasm പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നത് കസ്റ്റം സെക്ഷനുകൾ ഉൾപ്പെടെ മൊഡ്യൂളിലെ എല്ലാ സെക്ഷനുകളും ലിസ്റ്റ് ചെയ്യും.
• Binaryen: ഇത് Wasm-നുള്ള ഒരു ശക്തമായ കംപൈലറും ടൂൾചെയിൻ ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ച്ചറുമാണ്. ഒരു മൊഡ്യൂളിൽ നിന്ന് കസ്റ്റം സെക്ഷനുകൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ഒരു യൂട്ടിലിറ്റിയായ wasm-strip ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.
• Dwarfdump: DWARF ഡീബഗ് സെക്ഷനുകളുടെ ഉള്ളടക്കം മനുഷ്യർക്ക് വായിക്കാവുന്ന ഫോർമാറ്റിൽ പാഴ്സ് ചെയ്യുന്നതിനും പ്രിന്റ് ചെയ്യുന്നതിനുമുള്ള ഒരു സ്റ്റാൻഡേർഡ് യൂട്ടിലിറ്റി (പലപ്പോഴും Clang/LLVM-നൊപ്പം പാക്കേജ് ചെയ്യുന്നു).

ഉദാഹരണ വർക്ക്ഫ്ലോ: നിർമ്മിക്കുക, പരിശോധിക്കുക, നീക്കം ചെയ്യുക

നമുക്ക് ഒരു ലളിതമായ C++ ഫയലായ main.cpp ഉപയോഗിച്ച് ഒരു സാധാരണ ഡെവലപ്‌മെന്റ് വർക്ക്ഫ്ലോയിലൂടെ കടന്നുപോകാം:

            #include 

int main() {
    std::cout << "Hello from WebAssembly!" << std::endl;
    return 0;
}
            

              
                Copy
              
            
          

1. ഡീബഗ് വിവരങ്ങളോടെ കംപൈൽ ചെയ്യുക: DWARF ഡീബഗ് വിവരങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുത്തുന്നതിനായി -g ഫ്ലാഗ് ഉപയോഗിച്ച് ഞങ്ങൾ ഇത് Wasm-ലേക്ക് കംപൈൽ ചെയ്യാൻ Emscripten ഉപയോഗിക്കുന്നു.

emcc main.cpp -g -o main.wasm

2. സെക്ഷനുകൾ പരിശോധിക്കുക: ഇനി, ഉള്ളിൽ എന്താണെന്ന് കാണാൻ നമുക്ക് wasm-objdump ഉപയോഗിക്കാം.

wasm-objdump -h main.wasm

ഔട്ട്പുട്ട് സ്റ്റാൻഡേർഡ് സെക്ഷനുകളും (Type, Function, Code, മുതലായവ) അതുപോലെ name, .debug_info, .debug_line തുടങ്ങിയ കസ്റ്റം സെക്ഷനുകളുടെ ഒരു നീണ്ട ലിസ്റ്റും കാണിക്കും. ഫയൽ വലുപ്പം ശ്രദ്ധിക്കുക; ഇത് ഒരു നോൺ-ഡീബഗ് ബിൽഡിനേക്കാൾ വളരെ വലുതായിരിക്കും.

3. പ്രൊഡക്ഷനുവേണ്ടി നീക്കം ചെയ്യുക: ഒരു പ്രൊഡക്ഷൻ റിലീസിനായി, എല്ലാ ഡീബഗ് വിവരങ്ങളുമുള്ള ഈ വലിയ ഫയൽ ഷിപ്പ് ചെയ്യാൻ ഞങ്ങൾ ആഗ്രഹിക്കുന്നില്ല. അത് നീക്കം ചെയ്യാൻ ഞങ്ങൾ wasm-strip ഉപയോഗിക്കുന്നു.

wasm-strip main.wasm -o main.stripped.wasm

4. വീണ്ടും പരിശോധിക്കുക: നിങ്ങൾ wasm-objdump -h main.stripped.wasm പ്രവർത്തിപ്പിക്കുകയാണെങ്കിൽ, എല്ലാ കസ്റ്റം സെക്ഷനുകളും പോയതായി നിങ്ങൾ കാണും. main.stripped.wasm-ന്റെ ഫയൽ വലുപ്പം യഥാർത്ഥത്തിന്റെ ഒരു ഭാഗം മാത്രമായിരിക്കും, ഇത് ഡൗൺലോഡ് ചെയ്യാനും ലോഡ് ചെയ്യാനും വളരെ വേഗത്തിലാക്കുന്നു.

ഗുണദോഷങ്ങൾ: വലുപ്പം, പ്രകടനം, ഉപയോഗക്ഷമത

കസ്റ്റം സെക്ഷനുകൾ, പ്രത്യേകിച്ച് DWARF-നുള്ളവ, ഒരു പ്രധാന പോരായ്മയുമായി വരുന്നു: ഫയൽ വലുപ്പം. DWARF ഡാറ്റ യഥാർത്ഥ Wasm കോഡിനേക്കാൾ 5-10 മടങ്ങ് വലുതായിരിക്കുന്നത് അസാധാരണമല്ല. ഇത് ഡൗൺലോഡ് സമയം നിർണ്ണായകമായ വെബ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ കാര്യമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തും.

അതുകൊണ്ടാണ് "പ്രൊഡക്ഷനായി നീക്കം ചെയ്യുക" എന്ന വർക്ക്ഫ്ലോ വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ടതാകുന്നത്. ഏറ്റവും നല്ല രീതി ഇതാണ്:

• ഡെവലപ്‌മെന്റ് സമയത്ത്: സമ്പന്നമായ, സോഴ്‌സ്-ലെവൽ ഡീബഗ്ഗിംഗ് അനുഭവത്തിനായി പൂർണ്ണ DWARF വിവരങ്ങളുള്ള ബിൽഡുകൾ ഉപയോഗിക്കുക.
• പ്രൊഡക്ഷനായി: നിങ്ങളുടെ ഉപയോക്താക്കൾക്ക് സാധ്യമായ ഏറ്റവും ചെറിയ വലുപ്പവും വേഗതയേറിയ ലോഡ് സമയവും ഉറപ്പാക്കാൻ പൂർണ്ണമായും സ്ട്രിപ്പ് ചെയ്ത Wasm ബൈനറി ഷിപ്പ് ചെയ്യുക.

ചില അഡ്വാൻസ്ഡ് സെറ്റപ്പുകൾ ഡീബഗ് പതിപ്പ് ഒരു പ്രത്യേക സെർവറിൽ ഹോസ്റ്റ് ചെയ്യാറുണ്ട്. ഒരു ഡെവലപ്പർ ഒരു പ്രൊഡക്ഷൻ പ്രശ്നം ഡീബഗ് ചെയ്യാൻ ആഗ്രഹിക്കുമ്പോൾ ആവശ്യാനുസരണം ഈ വലിയ ഫയൽ ലഭ്യമാക്കാൻ ബ്രൗസർ ഡെവലപ്പർ ടൂളുകൾ കോൺഫിഗർ ചെയ്യാൻ കഴിയും, ഇത് നിങ്ങൾക്ക് രണ്ട് ലോകങ്ങളിലെയും മികച്ചത് നൽകുന്നു. ഇത് JavaScript-നായി സോഴ്സ് മാപ്പുകൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നതിന് സമാനമാണ്.

കസ്റ്റം സെക്ഷനുകൾക്ക് റൺടൈം പ്രകടനത്തിൽ യാതൊരു സ്വാധീനവുമില്ല എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്. ഒരു Wasm എഞ്ചിൻ അവയെ ഐഡി 0 ഉപയോഗിച്ച് വേഗത്തിൽ തിരിച്ചറിയുകയും പാഴ്സിംഗ് സമയത്ത് അവയുടെ പേലോഡിന് മുകളിലൂടെ കടന്നുപോകുകയും ചെയ്യുന്നു. മൊഡ്യൂൾ ലോഡ് ചെയ്തുകഴിഞ്ഞാൽ, കസ്റ്റം സെക്ഷൻ ഡാറ്റ എഞ്ചിൻ ഉപയോഗിക്കുന്നില്ല, അതിനാൽ ഇത് നിങ്ങളുടെ കോഡിന്റെ എക്സിക്യൂഷൻ വേഗത കുറയ്ക്കുന്നില്ല.

ഉപസംഹാരം

വെബ്അസെംബ്ലി കസ്റ്റം സെക്ഷനുകൾ വികസിപ്പിക്കാവുന്ന ബൈനറി ഫോർമാറ്റ് ഡിസൈനിലെ ഒരു മാസ്റ്റർക്ലാസാണ്. കോർ സ്പെസിഫിക്കേഷനെ സങ്കീർണ്ണമാക്കുകയോ റൺടൈം പ്രകടനത്തെ ബാധിക്കുകയോ ചെയ്യാതെ സമ്പന്നമായ മെറ്റാഡാറ്റ ഉൾച്ചേർക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു സ്റ്റാൻഡേർഡ്, ഫോർവേഡ്-കോംപാറ്റിബിൾ മെക്കാനിസം അവ നൽകുന്നു. ആധുനിക Wasm ഡെവലപ്പർ അനുഭവത്തെ ശക്തിപ്പെടുത്തുന്ന അദൃശ്യ എഞ്ചിനാണ് അവ, ഡീബഗ്ഗിംഗിനെ ഒരു നിഗൂഢ കലയിൽ നിന്ന് സുഗമവും ഉൽപ്പാദനക്ഷമവുമായ ഒരു പ്രക്രിയയാക്കി മാറ്റുന്നു.

ലളിതമായ ഫംഗ്ഷൻ പേരുകൾ മുതൽ DWARF-ന്റെ സമഗ്രമായ ലോകം വരെയും കോംപോണന്റ് മോഡലിന്റെ ഭാവി വരെയും, വെബ്അസെംബ്ലിയെ കേവലം ഒരു കംപൈലേഷൻ ടാർഗറ്റിൽ നിന്ന് അഭിവൃദ്ധി പ്രാപിക്കുന്ന, ടൂൾ ചെയ്യാവുന്ന ഒരു ഇക്കോസിസ്റ്റമാക്കി ഉയർത്തുന്നത് കസ്റ്റം സെക്ഷനുകളാണ്. അടുത്ത തവണ നിങ്ങൾ ഒരു ബ്രൗസറിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന നിങ്ങളുടെ റസ്റ്റ് കോഡിൽ ഒരു ബ്രേക്ക്‌പോയിന്റ് സജ്ജീകരിക്കുമ്പോൾ, അത് സാധ്യമാക്കിയ കസ്റ്റം സെക്ഷനുകളുടെ നിശബ്ദവും ശക്തവുമായ പ്രവർത്തനത്തെ അഭിനന്ദിക്കാൻ ഒരു നിമിഷം എടുക്കുക.