WebAssembly (Wasm) has emerged as a new technology for the web that enables complex and interactive web applications, while utilizing a compact and platform-independent bytecode format. Due to its flexibility, portability, and built-in security, it has since evolved to be used in many other embeddings, such as internet-of-things, server applications, and even mobile applications. While a goal of Wasm is near-native performance, research has found that its performance is not as great as initially expected. Due to this, projects like The WebAssembly Pre-Initializer (Wizer) have emerged as potential solutions to this problem. Wizer is a tool developed by the coalition Bytecode Alliance with the purpose of speeding up the startup time, or Critical Path to Interactive (CPTI), of a Wasm module by pre-initializing it and saving a snapshot of the Wasm instance state into a new Wasm module. Wizer has been evaluated using two benchmark programs. However, no larger-scale investigation into the CPTI improvement brought by its pre-initialization has been conducted. Furthermore, saving a snapshot of the module is likely to result in a larger module in terms of file size, leading to increased compile time or, for use cases where it is relevant, network latency. This project investigates, mainly within the field of Wasm in non-web environments, the extent to which Wizer is able to improve CPTI for a Wasm module. The purpose of this is to allow both Wasm maintainers and developers to form an opinion whether pre-initialization could be standardized for use in Wasm compilers and toolchains, or whether pre-initialization should be applied to their Wasm module based on its CPTI before pre-initialization. Results are obtained by compiling a number of sample software down to Wasm, measuring their CPTI in terms of elapsed CPU cycles both without and with pre-initialization using Wizer, and comparing them. This is made possible through an extension to the Sightglass benchmarking framework also developed by Bytecode Alliance. The results show that pre-initialization using Wizer increases the CPTI if the Wasm module cannot be compiled to native CPU instructions in advance. However, if compilation can be done in advance, Wizer is able to reduce the CPTI of a Wasm module by a factor of between two to six times, depending on how it is initialized. / WebAssembly (Wasm) har framträtt som en ny teknik för webben som möjligör komplexa och interaktiva webbapplikationer, genom ett kompakt och platformsoberoende bytekodformat. Tack vare teknikens flexibilitet, portabilitet och inbyggd säkerhet, har den även utvecklats till att användas i andra samanhang, exampelvis i sakernas internet, serverapplikationer, och även mobilapplikationer. Trots att ett mål med Wasm är prestanda jämförbar med native applikationer, har forskning funnit att den inte presterat så väl som man tidigare trott. Därför har project som The WebAssembly Pre-Initializer (Wizer) framträtt som möjliga lösningar till detta problem. Wizer är ett verktyg utvecklat av koalitionen Bytecode Alliance med syftet att snabba upp uppstartstider, även kallat Critical Path to Interactive (CPTI), av en Wasm modul genom att förinitialisera den och spara en ögonblicksbild av Wasm instansens tillstånd som en ny Wasm modul. Wizer har evaluerats genom två testprogram. Dock har inte någon storskalig undersökning utförts inom CPTI-förbättringen som dess förinitialisering kan medföra. Dessutom är det sannorlikt att sparandet av en ögonblicksbild av en modul leder till en filstorleksmässigt större modul, vilket gör att kompileringstiden, och även nätverkslatensen i användningsfall där det förekommer, kan öka. Det här projektet undersöker, huvudsakligen inom Wasm utanför webbläsaren, omfattningen av Wizers förbättring av CPTI för en Wasm modul. Syftet med detta är att möjliggöra för Wasm designers och utvecklare att förstå hurvida förinitialisering skulle kunna bli standardiserat i Wasm kompilerare eller verktyg, eller om förinitialisering borde tillämpas på en Wasm modul under utveckling baserat på dens CPTI innan förinitialisering. Resultat samlas genom att kompilera flera exempelprogram ner till Wasm, mäta deras CPTI genom passerade CPU cykler både med och utan förinitialisering med Wizer, och jämföra mätningarna. Detta möjligörs genom en utökning av testramverket Sightglass som också utvecklats av Bytecode Alliance. Resultaten visar att förinitialisering med Wizer ökar CPTI om Wasm modulen inte kan i förväg kompileras till instruktioner som kan köras på CPU:n. Om kompilering i förväg dock är möjlig kan Wizer minska CPTI för en given Wasm modul med en faktor av två upp till sex gånger, beroende på den typ av förinitialisering som den gör.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-328231 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Stackenäs, William |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2023:232 |
Page generated in 0.0036 seconds