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2012年，Mozilla 的工程師 Alon Zakai 在研究 LLVM 編譯器時突發奇想：許多 3D 游戲都是用 C / C++ 語言寫的，如果能將 C / C++ 語言編譯成 JavaScript 代碼，它們不就能在瀏覽器里運行了嗎？眾所周知，JavaScript 的基本語法與 C 語言高度相似。

于是，他開始研究怎么才能實現這個目標，為此專門做了一個編譯器項目 Emscripten。這個編譯器可以將 C / C++ 代碼編譯成 JS 代碼，但不是普通的 JS，而是一種叫做 asm.js 的 JavaScript 變體。

關于asm.js的理解

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asm.js的簡介

asm.js是一個中間語言被設計用于如C運行Web應用程序的。同時保持性能能夠高于標準的JS的計算機軟件。

對于傳統而言，C/C++編譯成JS有兩個最大的困難。

C / C++ 是靜態類型語言，而 JS 是動態類型語言
C / C++ 是手動內存管理，而 JS 依靠垃圾回收機制

這里需要說明的是，C是弱類型靜態語言。而js是弱類型動態語言。關于這方面也查閱了一部分資料。

關于強弱類型的圖

簡而言之：

前兩者，弱/強類型指的是語言類型系統的類型檢查的嚴格程度。后兩者指的是變量與類型的綁定方法。

弱類型相對于強類型來說類型檢查更不嚴格，比如說允許變量類型的隱式轉換，允許強制類型轉換等等。強類型語言一般不允許這么做。
靜態類型指的是編譯器在compile time執行類型檢查，動態類型指的是編譯器（虛擬機）在runtime執行類型檢查。簡單地說，在聲明了一個變量之后，不能改變它的類型的語言，是靜態語言；能夠隨時改變它的類型的語言，是動態語言。因為動態語言的特性，一般需要運行時虛擬機支持。

asm.js 就是為了解決這兩個問題而設計的：它的變量一律都是靜態類型，并且取消垃圾回收機制。除了這兩點，它與 JavaScript 并無差異，也就是說，asm.js 是 JavaScript 的一個嚴格的子集，只能使用后者的一部分語法。

一旦 JavaScript 引擎發現運行的是 asm.js，就知道這是經過優化的代碼，可以跳過語法分析這一步，直接轉成匯編語言。另外，瀏覽器還會調用 WebGL 通過 GPU 執行 asm.js，即 asm.js 的執行引擎與普通的 JavaScript 腳本不同。這些都是 asm.js 運行較快的原因。據稱，asm.js 在瀏覽器里的運行速度，大約是原生代碼的50%左右。

值得注意的是
asm.js 沒有垃圾回收機制，所有內存操作都由程序員自己控制。asm.js 通過 TypedArray 直接讀寫內存。

var buffer = new ArrayBuffer(32768);
var HEAP8 = new Int8Array(buffer);
function compiledCode(ptr) {
  HEAP[ptr] = 12;
  return HEAP[ptr + 4];
}

如果設計到指針，也是一樣處理。

size_t strlen(char *ptr) {
  char *curr = ptr;
  while (*curr != 0) {
    curr++;
  }
  return (curr - ptr);
}

上面代碼編譯成asm.js.就是下面這樣。

function strlen(ptr) {
  ptr = ptr|0;
  var curr = 0;
  curr = ptr;
  while (MEM8[curr]|0 != 0) {
    curr = (curr + 1)|0;
  }
  return (curr - ptr)|0;
}

Emscripten 編譯器

雖然 asm.js 可以手寫，但是它從來就是編譯器的目標語言，要通過編譯產生。目前，生成 asm.js 的主要工具是 Emscripten。

emscripten-圖

Emscripten 的底層是 LLVM 編譯器，理論上任何可以生成 LLVM IR（Intermediate Representation）的語言，都可以編譯生成 asm.js。但是實際上，Emscripten 幾乎只用于將 C / C++ 代碼編譯生成 asm.js

C/C++ ? LLVM ==> LLVM IR ? Emscripten ? asm.js

圖解asm.js的過程

hello world

#include <iostream>

int main() {
  std::cout << "Hello World!" << std::endl;
}

然后，將這個程序轉成asm.js

$ emcc hello.cc
$ node a.out.js
Hello World!

上面代碼中，emcc命令用于編譯源碼，默認生成a.out.js。使用 Node 執行a.out.js，就會在命令行輸出 Hello World。
注意，asm.js 默認自動執行main函數。
emcc是 Emscripten 的編譯命令。它的用法非常簡單。

asm.js的用途

asm.js 不僅能讓瀏覽器運行 3D 游戲，還可以運行各種服務器軟件，比如 Lua、Ruby 和 SQLite。這意味著很多工具和算法，都可以使用現成的代碼，不用重新寫一遍。
另外，由于 asm.js 的運行速度較快，所以一些計算密集型的操作（比如計算 Hash）可以使用 C / C++ 實現，再在 JS 中調用它們。

真實的轉碼實例可以看一下 gzlib 的編譯，參考它的 Makefile 怎么寫。