Modificare quickjs per importare funzioni rust - un nuovo modo di pensare all'estensione di Kraken
Deposito di codice
La genesi
Kraken è un motore di rendering web ad alte prestazioni basato su Flutter, che utilizza quickjs, come motore di scripting.
Volevo scrivere alcune estensioni per Kraken usando rust.
Kraken supporta la scrittura di estensioni utilizzando dart.
Utilizzando flutter_rust_bridge rust e dart.
Combinando questi due punti, non è difficile scrivere estensioni di Kraken usando rust.
Tuttavia, il sovraccarico di prestazioni di questa soluzione è elevato, poiché c'è una penalità di prestazioni per dart che chiama rust, e un'altra per quickjs che chiama dart.
D'altra parte, mentre la comunità rust ha rquickjs tali chiamate alla libreria quickjs in rust.
Tuttavia, chiamano quickjs invece di incorporare quickjse non possono essere usati per incantare quickjs.
In questo codebase, ho implementato una nuova soluzione: modificare direttamente il codice sorgente di quickjs per supportare l'estensione rust.
Questa è una soluzione generica che può essere utilizzata non solo per modificare Kraken, ma anche per tutti i framework e le librerie che incorporano quickjs.
Dimostrazione
Il codice test.js è il seguente:
const try_run = (func, ...args) => {
try {
func(...args)
} catch (err) {
console.log('❌', err.message)
console.log(err.stack)
}
};
import * as rust from 'rust'
console.log("export from rust :", Object.keys(rust))
import {
fib,
sleep
} from 'rust'
(async () => {
console.log('begin sleep 2s')
await sleep(2000);
console.log('sleep done')
console.log('fib(3) =', fib(3));
console.log("try catch example :")
try_run(fib);
try_run(fib, '*');
})()
Esegui ./quickjs/qjs test.js, uscita :
export from rust : fib,sleep
begin sleep 2s
sleep done
fib(3) = 6
try catch example :
❌ miss : args need 1 pass 0
at fib (native)
at try_run (test.js:8)
at <anonymous> (test.js:27)
❌ not number : args position 0
at fib (native)
at try_run (test.js:6)
at <anonymous> (test.js:28)
Implementazione di fib in ruggine
La funzione fib importata in js è da rust/src/export/fib.rs e il codice è il seguente:
use crate::js::{self, arg};
use quickjs_ffi::{JSContext, JSValue};
use rust_macro::js;
use std::os::raw::c_int;
#[js]
pub fn fib(n: i64) -> i64 {
if n <= 1 {
return if n == 1 { 1 } else { 0 };
}
n + fib(n - 1)
}
#[no_mangle]
pub extern "C" fn js_fib(
ctx: *mut JSContext,
_this: JSValue,
argc: c_int,
argv: *mut JSValue,
) -> JSValue {
if let Err(err) = arg::arg_miss(ctx, argc, fib_args_len) {
return err;
}
match arg::arg_i64(ctx, argv, 0) {
Err(err) => err,
Ok(n) => js::val(ctx, fib(n)),
}
}
Attualmente, la macro della procedura #[js] aggiunge solo una costante fib_args_lenche identifica il numero di argomenti della funzione.
In futuro, la macro della procedura ./rust_macro può essere scritta per permettere l'esportazione completamente automatica delle funzioni.
Implementazione della funzione di sonno in ruggine
La funzione sleep importata in js è da rust/src/export/sleep.rs e il codice è il seguente:
use crate::js::{self, arg};
use quickjs_ffi::{JSContext, JSValue};
use rust_macro::js;
use std::os::raw::c_int;
#[js]
pub fn fib(n: i64) -> i64 {
if n <= 1 {
return if n == 1 { 1 } else { 0 };
}
n + fib(n - 1)
}
#[no_mangle]
pub extern "C" fn js_fib(
ctx: *mut JSContext,
_this: JSValue,
argc: c_int,
argv: *mut JSValue,
) -> JSValue {
if let Err(err) = arg::arg_miss(ctx, argc, fib_args_len) {
return err;
}
match arg::arg_i64(ctx, argv, 0) {
Err(err) => err,
Ok(n) => js::val(ctx, fib(n)),
}
}
use crate::{js::arg, qjs::run};
use async_io::Timer;
use quickjs_ffi::{JSContext, JSValue};
use rust_macro::js;
use std::{os::raw::c_int, time::Duration};
#[js]
pub async fn sleep(n: u64) {
Timer::after(Duration::from_millis(n)).await;
}
#[no_mangle]
pub extern "C" fn js_sleep(
ctx: *mut JSContext,
_this: JSValue,
argc: c_int,
argv: *mut JSValue,
) -> JSValue {
if let Err(err) = arg::arg_miss(ctx, argc, sleep_args_len) {
return err;
}
match arg::arg_i64(ctx, argv, 0) {
Err(err) => err,
Ok(n) => run(ctx, async move {
sleep(n as u64).await;
Ok(())
}),
}
}
Come potete vedere sopra, tutte le funzioni esportate sono definite nella directory ./rust/src/export. Questa directory mod.rs viene generata automaticamente quando ./rust/build.xsh viene eseguito, esportando tutti i file di .rs sotto di essa.
Lettura e convalida dei parametri js in entrata
I parametri vengono letti e convalidati su src/js/arg.rs con il seguente codice:
use crate::js::{self, arg};
use quickjs_ffi::{JSContext, JSValue};
use rust_macro::js;
use std::os::raw::c_int;
#[js]
pub fn fib(n: i64) -> i64 {
if n <= 1 {
return if n == 1 { 1 } else { 0 };
}
n + fib(n - 1)
}
#[no_mangle]
pub extern "C" fn js_fib(
ctx: *mut JSContext,
_this: JSValue,
argc: c_int,
argv: *mut JSValue,
) -> JSValue {
if let Err(err) = arg::arg_miss(ctx, argc, fib_args_len) {
return err;
}
match arg::arg_i64(ctx, argv, 0) {
Err(err) => err,
Ok(n) => js::val(ctx, fib(n)),
}
}
use crate::{js::arg, qjs::run};
use async_io::Timer;
use quickjs_ffi::{JSContext, JSValue};
use rust_macro::js;
use std::{os::raw::c_int, time::Duration};
#[js]
pub async fn sleep(n: u64) {
Timer::after(Duration::from_millis(n)).await;
}
#[no_mangle]
pub extern "C" fn js_sleep(
ctx: *mut JSContext,
_this: JSValue,
argc: c_int,
argv: *mut JSValue,
) -> JSValue {
if let Err(err) = arg::arg_miss(ctx, argc, sleep_args_len) {
return err;
}
match arg::arg_i64(ctx, argv, 0) {
Err(err) => err,
Ok(n) => run(ctx, async move {
sleep(n as u64).await;
Ok(())
}),
}
}
use crate::js::throw;
use quickjs_ffi::{JSContext, JSValue, JS_IsNumber, JS_ToInt64};
use std::{mem::MaybeUninit, os::raw::c_int};
pub(crate) fn arg_miss(ctx: *mut JSContext, argc: c_int, need: c_int) -> Result<(), JSValue> {
if argc < need {
throw(ctx, format!("miss : args need {need} pass {argc}"))?
}
Ok(())
}
pub(crate) fn arg_i64(ctx: *mut JSContext, argv: *mut JSValue, pos: isize) -> Result<i64, JSValue> {
unsafe {
let val = *argv.offset(pos);
if JS_IsNumber(val) == 0 {
throw(ctx, format!("not number : args position {pos}"))?
}
let mut n = MaybeUninit::uninit();
JS_ToInt64(ctx, n.as_mut_ptr() as _, val);
Ok(n.assume_init())
}
}
Attualmente viene controllato solo il numero di argomenti e viene letto il tipo i64.
Potete aggiungere queste funzioni come richiesto, vedete le funzioni in qjs_sys che iniziano con JS_To.
Conversione del tipo di dati da rust a js
La conversione del tipo è fatta in src/js/val.rs con il seguente codice:
use crate::js::{self, arg};
use quickjs_ffi::{JSContext, JSValue};
use rust_macro::js;
use std::os::raw::c_int;
#[js]
pub fn fib(n: i64) -> i64 {
if n <= 1 {
return if n == 1 { 1 } else { 0 };
}
n + fib(n - 1)
}
#[no_mangle]
pub extern "C" fn js_fib(
ctx: *mut JSContext,
_this: JSValue,
argc: c_int,
argv: *mut JSValue,
) -> JSValue {
if let Err(err) = arg::arg_miss(ctx, argc, fib_args_len) {
return err;
}
match arg::arg_i64(ctx, argv, 0) {
Err(err) => err,
Ok(n) => js::val(ctx, fib(n)),
}
}
use crate::{js::arg, qjs::run};
use async_io::Timer;
use quickjs_ffi::{JSContext, JSValue};
use rust_macro::js;
use std::{os::raw::c_int, time::Duration};
#[js]
pub async fn sleep(n: u64) {
Timer::after(Duration::from_millis(n)).await;
}
#[no_mangle]
pub extern "C" fn js_sleep(
ctx: *mut JSContext,
_this: JSValue,
argc: c_int,
argv: *mut JSValue,
) -> JSValue {
if let Err(err) = arg::arg_miss(ctx, argc, sleep_args_len) {
return err;
}
match arg::arg_i64(ctx, argv, 0) {
Err(err) => err,
Ok(n) => run(ctx, async move {
sleep(n as u64).await;
Ok(())
}),
}
}
use crate::js::throw;
use quickjs_ffi::{JSContext, JSValue, JS_IsNumber, JS_ToInt64};
use std::{mem::MaybeUninit, os::raw::c_int};
pub(crate) fn arg_miss(ctx: *mut JSContext, argc: c_int, need: c_int) -> Result<(), JSValue> {
if argc < need {
throw(ctx, format!("miss : args need {need} pass {argc}"))?
}
Ok(())
}
pub(crate) fn arg_i64(ctx: *mut JSContext, argv: *mut JSValue, pos: isize) -> Result<i64, JSValue> {
unsafe {
let val = *argv.offset(pos);
if JS_IsNumber(val) == 0 {
throw(ctx, format!("not number : args position {pos}"))?
}
let mut n = MaybeUninit::uninit();
JS_ToInt64(ctx, n.as_mut_ptr() as _, val);
Ok(n.assume_init())
}
}
use quickjs_ffi::{JSContext, JSValue, JS_NewInt64, JS_NewString, JS_NULL, JS_UNDEFINED};
use std::ffi::CString;
pub enum Val {
None,
Undefined,
I64(i64),
CString(CString),
}
impl From<()> for Val {
fn from(_: ()) -> Self {
Val::Undefined
}
}
impl From<i64> for Val {
fn from(t: i64) -> Self {
Val::I64(t)
}
}
impl From<CString> for Val {
fn from(t: CString) -> Self {
Val::CString(t)
}
}
pub(crate) fn val(ctx: *mut JSContext, t: impl Into<Val>) -> JSValue {
match t.into() {
Val::None => JS_NULL,
Val::Undefined => JS_UNDEFINED,
Val::I64(n) => unsafe { JS_NewInt64(ctx, n) },
Val::CString(cstr) => unsafe { JS_NewString(ctx, cstr.as_ptr()) },
}
}
Solo quattro tipi sono definiti per la conversione da None, (), i64e CString a js. Potete aggiungerne quanti volete.
Altri tipi di dati possono essere dichiarati nelle funzioni in qjs_sys a partire da JS_New.
Ambiente di sviluppo
Sto sviluppando su un portatile Apple, la ruggine sta usando 1.62.0-nightly.
Per prima cosa installate direnv, andate nella directory e direnv allow per un po'.
Installare python3, quindi pip3 install -r ./requirements.txt
eseguire ./build.xsh per compilare ed eseguire il demo
Per impostazione predefinita, il repository ufficiale di quickjs sarà clonato, se vuoi modificare il quickjs nel repository di Kraken, prima
git clone --recursive git@github.com:openkraken/kraken.git --depth=1
poi fare quanto segue
rm -rf quickjs
ln -s ../kraken/bridge/third_party/quickjs .
Infine, eseguite nuovamente il ./build.xsh
Struttura della directory
./quickjs_rust
Modificare il file c del codice quickjs./quickjs_ffi
Esportare le funzioni dal file headerquickjsinrust./rust
Usarustper implementare le funzioni inquickjs./rust/src/qjs.rs
Implementazione delle chiamate asincrone. Poichéquickjsè single-threaded, le chiamate di funzione che coinvolgonoquckjssono scritte nel thread principale.
./rust_macrorustAttuazione della macro della procedura#[js]In futuro, vedere wasmedge-quickjs per un'esportazione automatica di funzioni rust in funzioni js. wasmedge-quickjs → JsFunctionTrampoline
Costruire script build.xsh
Senza ulteriori indugi, andiamo direttamente al codice sorgente dello script di compilazione build.xsh
#!/usr/bin/env xonsh
from pathlib import Path
from os.path import dirname,abspath,exists,join
PWD = dirname(abspath(__file__))
cd @(PWD)
p".xonshrc".exists() && source .xonshrc
quickjs = 'quickjs'
if not exists(quickjs):
git clone git@github.com:bellard/@(quickjs).git --depth=1
./quickjs_rust/patch.py
./rust/build.xsh
./quickjs_rust/gen.py
def ln_s(li):
for arg in li.split(' '):
fp = join(quickjs,arg)
if not exists(fp):
ln -s @(PWD)/@(arg) @(fp)
ln_s('quickjs_rust rust quickjs_ffi rust_macro')
cd @(quickjs)
make qjs
cd @(PWD)
./quickjs/qjs --unhandled-rejection -m test.js 2>&1 | tee test.js.out
Spiegazione del principio
quickjs_rust/patch.py
L'esecuzione di ./quickjs_rust/patch.py apporterà alcune modifiche minori al codice sorgente di quickjs.
Una delle funzioni JS_AddRust è usata per iniettare nel modulo rust.
rust_run è iniettato in JS_ExecutePendingJob per chiamare funzioni asincrone.
Uno screenshot di tutte le modifiche è mostrato qui sotto:

quickjs_rust.h
Dalle modifiche di cui sopra, potete vedere che abbiamo introdotto un nuovo file header quickjs_rust.h con il seguente codice
#ifndef QUICKJS_RUST_H
#define QUICKJS_RUST_H
#include "../quickjs/quickjs.h"
#include "../rust/rust.h"
#define countof(x) (sizeof(x) / sizeof((x)[0]))
#define JS_RUSTFUNC_DEF(name) JS_CFUNC_DEF(#name, name##_args_len, js_##name)
#include "./js_rust_funcs.h"
static const unsigned int js_rust_funcs_count = countof(js_rust_funcs);
static int
js_rust_init(JSContext* ctx, JSModuleDef* m)
{
return JS_SetModuleExportList(ctx, m, js_rust_funcs,
js_rust_funcs_count);
}
#define JS_INIT_MODULE js_init_module_rust
JSModuleDef* JS_INIT_MODULE(JSContext* ctx, const char* module_name)
{
JSModuleDef* m;
m = JS_NewCModule(ctx, module_name, js_rust_init);
if (!m)
return NULL;
js_rust_init(ctx, m);
return m;
}
void JS_AddRust(JSContext* ctx, JSRuntime* rt)
{
JSModuleDef* m = JS_INIT_MODULE(ctx, "rust");
for (unsigned int i = 0; i < js_rust_funcs_count; i++) {
JS_AddModuleExport(ctx, m, js_rust_funcs[i].name);
}
rust_init(ctx, rt);
}
#endif
rust/rust.h
Potete vedere che quickjs_rust/quickjs_rust.h introduce quickjs_rust/js_rust_funcs.h, che è generato automaticamente dal file di intestazione della funzione di esportazione di ruggine rust/rust.h e non dovrebbe essere modificato a mano.
E rust/rust.h è generato chiamando cbindgen da ./rust/build.xsh.
rust/build.xsh
#!/usr/bin/env xonsh
from os.path import dirname,abspath
import platform
PWD = dirname(abspath(__file__))
cd @(PWD)
p"../.xonshrc".exists() && source ../.xonshrc
./src/export/mod.gen.py
system = platform.system().lower()
if system == 'darwin':
system = f'apple-{system}'
TARGET=f'{platform.machine()}-{system}'
def cbindgen():
cbindgen -q --config cbindgen.toml --crate rust --output rust.h
try:
cbindgen()
except:
cargo clean
cbindgen()
cargo build \
--release \
-Z build-std=std,panic_abort \
-Z build-std-features=panic_immediate_abort \
--target @(TARGET)
mv ./target/@(TARGET)/release/librust.a ./target/release
Note di sviluppo
quickjs_ffi
Codice da quijine/main/quijine_core/src/ffi.rs
con alcune piccole modifiche, sostituendo
use crate::js::{self, arg};
use quickjs_ffi::{JSContext, JSValue};
use rust_macro::js;
use std::os::raw::c_int;
#[js]
pub fn fib(n: i64) -> i64 {
if n <= 1 {
return if n == 1 { 1 } else { 0 };
}
n + fib(n - 1)
}
#[no_mangle]
pub extern "C" fn js_fib(
ctx: *mut JSContext,
_this: JSValue,
argc: c_int,
argv: *mut JSValue,
) -> JSValue {
if let Err(err) = arg::arg_miss(ctx, argc, fib_args_len) {
return err;
}
match arg::arg_i64(ctx, argv, 0) {
Err(err) => err,
Ok(n) => js::val(ctx, fib(n)),
}
}
use crate::{js::arg, qjs::run};
use async_io::Timer;
use quickjs_ffi::{JSContext, JSValue};
use rust_macro::js;
use std::{os::raw::c_int, time::Duration};
#[js]
pub async fn sleep(n: u64) {
Timer::after(Duration::from_millis(n)).await;
}
#[no_mangle]
pub extern "C" fn js_sleep(
ctx: *mut JSContext,
_this: JSValue,
argc: c_int,
argv: *mut JSValue,
) -> JSValue {
if let Err(err) = arg::arg_miss(ctx, argc, sleep_args_len) {
return err;
}
match arg::arg_i64(ctx, argv, 0) {
Err(err) => err,
Ok(n) => run(ctx, async move {
sleep(n as u64).await;
Ok(())
}),
}
}
use crate::js::throw;
use quickjs_ffi::{JSContext, JSValue, JS_IsNumber, JS_ToInt64};
use std::{mem::MaybeUninit, os::raw::c_int};
pub(crate) fn arg_miss(ctx: *mut JSContext, argc: c_int, need: c_int) -> Result<(), JSValue> {
if argc < need {
throw(ctx, format!("miss : args need {need} pass {argc}"))?
}
Ok(())
}
pub(crate) fn arg_i64(ctx: *mut JSContext, argv: *mut JSValue, pos: isize) -> Result<i64, JSValue> {
unsafe {
let val = *argv.offset(pos);
if JS_IsNumber(val) == 0 {
throw(ctx, format!("not number : args position {pos}"))?
}
let mut n = MaybeUninit::uninit();
JS_ToInt64(ctx, n.as_mut_ptr() as _, val);
Ok(n.assume_init())
}
}
use quickjs_ffi::{JSContext, JSValue, JS_NewInt64, JS_NewString, JS_NULL, JS_UNDEFINED};
use std::ffi::CString;
pub enum Val {
None,
Undefined,
I64(i64),
CString(CString),
}
impl From<()> for Val {
fn from(_: ()) -> Self {
Val::Undefined
}
}
impl From<i64> for Val {
fn from(t: i64) -> Self {
Val::I64(t)
}
}
impl From<CString> for Val {
fn from(t: CString) -> Self {
Val::CString(t)
}
}
pub(crate) fn val(ctx: *mut JSContext, t: impl Into<Val>) -> JSValue {
match t.into() {
Val::None => JS_NULL,
Val::Undefined => JS_UNDEFINED,
Val::I64(n) => unsafe { JS_NewInt64(ctx, n) },
Val::CString(cstr) => unsafe { JS_NewString(ctx, cstr.as_ptr()) },
}
}
pub use libquickjs_sys::*;
a
use crate::js::{self, arg};
use quickjs_ffi::{JSContext, JSValue};
use rust_macro::js;
use std::os::raw::c_int;
#[js]
pub fn fib(n: i64) -> i64 {
if n <= 1 {
return if n == 1 { 1 } else { 0 };
}
n + fib(n - 1)
}
#[no_mangle]
pub extern "C" fn js_fib(
ctx: *mut JSContext,
_this: JSValue,
argc: c_int,
argv: *mut JSValue,
) -> JSValue {
if let Err(err) = arg::arg_miss(ctx, argc, fib_args_len) {
return err;
}
match arg::arg_i64(ctx, argv, 0) {
Err(err) => err,
Ok(n) => js::val(ctx, fib(n)),
}
}
use crate::{js::arg, qjs::run};
use async_io::Timer;
use quickjs_ffi::{JSContext, JSValue};
use rust_macro::js;
use std::{os::raw::c_int, time::Duration};
#[js]
pub async fn sleep(n: u64) {
Timer::after(Duration::from_millis(n)).await;
}
#[no_mangle]
pub extern "C" fn js_sleep(
ctx: *mut JSContext,
_this: JSValue,
argc: c_int,
argv: *mut JSValue,
) -> JSValue {
if let Err(err) = arg::arg_miss(ctx, argc, sleep_args_len) {
return err;
}
match arg::arg_i64(ctx, argv, 0) {
Err(err) => err,
Ok(n) => run(ctx, async move {
sleep(n as u64).await;
Ok(())
}),
}
}
use crate::js::throw;
use quickjs_ffi::{JSContext, JSValue, JS_IsNumber, JS_ToInt64};
use std::{mem::MaybeUninit, os::raw::c_int};
pub(crate) fn arg_miss(ctx: *mut JSContext, argc: c_int, need: c_int) -> Result<(), JSValue> {
if argc < need {
throw(ctx, format!("miss : args need {need} pass {argc}"))?
}
Ok(())
}
pub(crate) fn arg_i64(ctx: *mut JSContext, argv: *mut JSValue, pos: isize) -> Result<i64, JSValue> {
unsafe {
let val = *argv.offset(pos);
if JS_IsNumber(val) == 0 {
throw(ctx, format!("not number : args position {pos}"))?
}
let mut n = MaybeUninit::uninit();
JS_ToInt64(ctx, n.as_mut_ptr() as _, val);
Ok(n.assume_init())
}
}
use quickjs_ffi::{JSContext, JSValue, JS_NewInt64, JS_NewString, JS_NULL, JS_UNDEFINED};
use std::ffi::CString;
pub enum Val {
None,
Undefined,
I64(i64),
CString(CString),
}
impl From<()> for Val {
fn from(_: ()) -> Self {
Val::Undefined
}
}
impl From<i64> for Val {
fn from(t: i64) -> Self {
Val::I64(t)
}
}
impl From<CString> for Val {
fn from(t: CString) -> Self {
Val::CString(t)
}
}
pub(crate) fn val(ctx: *mut JSContext, t: impl Into<Val>) -> JSValue {
match t.into() {
Val::None => JS_NULL,
Val::Undefined => JS_UNDEFINED,
Val::I64(n) => unsafe { JS_NewInt64(ctx, n) },
Val::CString(cstr) => unsafe { JS_NewString(ctx, cstr.as_ptr()) },
}
}
pub use libquickjs_sys::*;
#![allow(non_upper_case_globals)]
#![allow(non_camel_case_types)]
#![allow(non_snake_case)]
include!(concat!(env!("OUT_DIR"), "/c.rs"));
Undefined symbols for architecture x86_64: "_JS_ToInt32"
Modificare '. /rust/Cargo.toml' come segue, mantenendo solo la staticlib
[lib]
#crate-type = ["lib", "cdylib", "staticlib"]
crate-type = ["staticlib"]
Riferimenti
- Dal motore
JSal runtimeJS(in alto) (in basso) - Sviluppare un modulo nativo per
QuickJSin C - Usare Rust per implementare JS API
- Esempi di QuickJS
- rust-bindgen
- Come creare codice asincrono per
QuickJS - rquickjs → JS_NewPromiseCapability
- wasmedge-quickjs → new_promise
- wasmedge-quickjs → JsMethod
- wasmedge-quickjs → chiamata
- La trappola impercettibile: le serrature di Rust
Informazioni su
Questo progetto fa parte del progetto di codice rmw.link ( rmw.link ).