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3.3 指令解码
在第2章我们实现的二进制模块解码器还缺少一个最重要的部分：指令和表达式解码逻辑。具体来说，全局项的初始值表达式、元素和数据项的偏移量表达式、代码项的字节码还没有处理。下面是这4项以及表达式的编码格式。
global: global_type|init_expr elem : table_idx|offset_expr|vec<func_idx> data : mem_idx|offset_expr|vec<byte> code : byte_count|vec<locals>|expr expr : instr*|0x0b
这一节我们为解码器补上指令解码逻辑。以代码项为例，下面是改动之后的解码方法（省略了错误处理代码）。
func (reader *wasmReader) readCode(idx int) Code {
return Code{
Locals: reader.readLocalsVec(),
Expr: reader.readExpr(), // 新增代码
}
}
由于全局项、元素项和数据项中的表达式更为简单（详见第11章），所以原来的代码不需要大改，只要把readExpr()方法重新实现就可以了。下面是重新定义后的Expr类型，以及调整后的readExpr()方法。
type Expr = []Instruction
func (reader *WasmReader) readExpr() Expr {
instrs, end := reader.readInstructions()
if end != End_ {
panic(fmt.Errorf("invalid expr end: %d", end))
}
return instrs
}
上面代码的重点是确保表达式以end指令结尾，真正的解码工作由readInstructions()方法完成。该方法读取并收集指令，直到遇到else或者end指令，代码如下所示。
func (reader *wasmReader) readInstructions() (instrs []Instruction, end byte) {
for {
instr := reader.readInstruction()
if instr.Opcode == Else_ || instr.Opcode == End_ {
end = instr.Opcode
return
}
instrs = append(instrs, instr)
}
}
单条指令的解码逻辑很简单，先读取操作码，然后根据操作码读取立即数，代码如下所示。
func (reader *wasmReader) readInstruction() (instr Instruction) {
instr.Opcode = reader.readByte()
instr.Args = reader.readArgs(instr.Opcode)
return
}
立即数解码逻辑是一个大switch-case语句，部分代码如下所示（完整代码在binary/reader.go文件）。
func (reader *WasmReader) readArgs(opcode byte) interface{} {
switch opcode {
case Block: return reader.readBlockArgs()
case Loop: return reader.readBlockArgs()
case If: return reader.readIfArgs()
case Br, BrIf: return reader.readVarU32()
case BrTable: return reader.readBrTableArgs()
case Call: return reader.readVarU32()
case CallIndirect: return reader.readCallIndirectArgs()
case LocalGet|Set|Tee: return reader.readVarU32()
case GlobalGet|Set: return reader.readVarU32()
case MemorySize|Grow: return reader.readZero()
case I32Const: return reader.readVarS32()
case I64Const: return reader.readVarS64()
case F32Const: return reader.readF32()
case F64Const: return reader.readF64()
case TruncSat: return reader.readByte()
case I32Load|...: return reader.readMemArg()
default: return nil
}
}
立即数解码方法比较简单，这里我们以if指令的立即数解码方法为例，下面是readIfArgs()方法代码。
func (reader *wasmReader) readIfArgs() (args IfArgs) {
var end byte
args.BT = reader.readBlockType()
args.Instrs1, end = reader.readInstructions()
if end == Else_ {
args.Instrs2, end = reader.readInstructions()
if end != End_ {
panic(fmt.Errorf("invalid block end: %d", end))
}
}
return
}
注意看readIfArgs()和readInstructions()方法是如何相互递归调用的。块类型解码方法也比较简单，直接解码LEB128有符号数（并进行检查）即可，代码如下所示。
const (
BlockTypeI32 BlockType = -1 // ()->(i32)
BlockTypeI64 BlockType = -2 // ()->(i64)
BlockTypeF32 BlockType = -3 // ()->(f32)
BlockTypeF64 BlockType = -4 // ()->(f64)
BlockTypeEmpty BlockType = -64 // ()->()
)
func (reader *wasmReader) readBlockType() int32 {
bt := reader.readVarS32()
if bt < 0 {
switch bt {
case BlockTypeI32, BlockTypeI64, BlockTypeF32, BlockTypeF64,
BlockTypeEmpty:
default:
panic(fmt.Errorf("malformed block type: %d", bt))
}
}
return bt
}
为了便于使用，我们给Module结构体添加一个方法，把块类型转换成相应的函数类型，代码如下所示。
func (module Module) GetBlockType(bt BlockType) FuncType {
switch bt {
case BlockTypeI32: return FuncType{ResultTypes: []ValType{ValTypeI32}}
case BlockTypeI64: return FuncType{ResultTypes: []ValType{ValTypeI64}}
case BlockTypeF32: return FuncType{ResultTypes: []ValType{ValTypeF32}}
case BlockTypeF64: return FuncType{ResultTypes: []ValType{ValTypeF64}}
case BlockTypeEmpty: return FuncType{}
default: return module.TypeSec[bt]
}
}