WASM的内存模型与数据类型

### 1. 简介

#### 1.1 什么是WASM？

WebAssembly（简称WASM）是一种可移植、体积小、加载快并且兼容Web的全新格式。它旨在成为Web平台的通用编译目标，可以被用作多种语言的编译目标，为Web平台上的高性能应用程序提供了一个新的运行环境。

#### 1.2 WASM的内存模型和数据类型介绍

WebAssembly定义了一种线性内存模型，并提供了基本的数据类型，来支持在这种内存模型下的操作。WASM的内存模型和数据类型是其运行时环境的核心组成部分，理解它们对于编写高效的WASM程序至关重要。接下来我们将详细介绍WASM的内存模型和数据类型。
## 2. WASM内存模型

WASM的内存模型是其运行时环境中的一部分，它提供了一块线性内存供WASM模块使用。在WASM中，线性内存是一个连续的字节数组，可以通过索引来访问单个字节。

### 2.1 线性内存

线性内存是一块连续的内存空间，可以使用WASM模块的指令来读取和写入数据。这使得WASM可以与其他编程语言进行交互，并且可以在WASM模块和宿主环境之间传递数据。

### 2.2 内存操作指令

WASM提供了一组内存操作指令，用于对线性内存进行读取和写入操作。这些指令包括load指令用于从内存中读取数据，store指令用于将数据写入内存，以及其他一些指令用于计算内存地址和检查内存边界。

以下是一些常用的内存操作指令：

- `i32.load`：从内存中读取一个32位整数
- `f64.load`：从内存中读取一个64位浮点数
- `i32.store`：将一个32位整数写入内存
- `f64.store`：将一个64位浮点数写入内存

### 2.3 内存增长限制

线性内存的大小是在WASM模块实例化时确定的，并且可以在运行过程中进行动态增长。然而，WASM规范定义了内存增长的限制，以保护内存的安全性和可用性。

使用`memory.grow`指令可以增加线性内存的大小。但是，WASM规范对内存增长的次数和大小都有限制，以防止滥用和内存溢出。

要查找线性内存的当前大小，可以使用`memory.size`指令。

import wasm3

# 实例化WASM模块
module = wasm3.parse_module(open('module.wasm', 'rb').read())
env = wasm3.Module('module.wasm')
rt = wasm3.Runtime(env)

# 获取线性内存大小
memory_size = rt.get_memory_size()

# 扩展线性内存
if memory_size < 100:
    rt.memory_grow(1)

# 获取扩展后的内存大小
new_memory_size = rt.get_memory_size()

print("原始内存大小：", memory_size)
print("扩展后的内存大小：", new_memory_size)

通过以上示例代码，我们可以获取WASM模块的内存大小并进行扩展。

在本章中，我们介绍了WASM的内存模型及其组成部分，包括线性内存、内存操作指令和内存增长限制。接下来，我们将进一步介绍WASM的数据类型。
### 3. WASM数据类型

WASM提供了多种数据类型，用于在内存中存储和操作数据。在本章中，我们将介绍WASM的基本数据类型以及值类型、标量值和复合值的概念。

#### 3.1 基本数据类型

WASM支持以下基本数据类型：

- **整数类型（Integer types）**：包括有符号和无符号的整数类型，如`i32`（32位有符号整数）和`i64`（64位有符号整数）。
- **浮点数类型（Floating-point types）**：包括32位和64位的浮点数类型，如`f32`（32位浮点数）和`f64`（64位浮点数）。
- **字节类型（Byte types）**：用于处理原始字节数据的类型，如`i8`（8位有符号字节）和`u8`（8位无符号字节）。

#### 3.2 值类型、标量值和复合值

WASM的数据类型可以分为值类型（Value types）、标量值（Scalar values）和复合值（Compound values）。

- **值类型**：值类型是WASM数据类型的一种分类，用于表示变量和表达式的值。WASM的值类型