从Native到Web(二), NaCl学习笔记: 技术限制&Win32移植过程

一些限制

相对于Win32来说, NaCl相当于另一个平台, 一些操作系统相关的API需要移植. 除此之外, 参考 Technical Overview, 还有一些其它的限制:

• 不支持硬件异常
• 不支持创建进程
• 不支持传统的TCP/UDP sockets (有其它方式去实现, RakNet已经有个预览版本)
• 不支持查询可用内存
• 内联汇编必须兼容 Native Client 验证器(使用SDK中的 ncval 工具检查) (一些使用汇编优化的代码(如数学库)可能不能使用)
• Pepper API 必须从主线程调用 (对于引擎的多线程架构有所冲击: IO, OpenGL, Input...)
• 必须同时支持32位和64位 (很多游戏引擎没有考虑64位, 需要解决一些兼容问题)
• C runtime只支持GLIBC和newlib (一些操作系统相关的API必须改成标准库实现)
• 渲染使用OpenGL ES (需要做一个渲染器)
• Pepper Thread 中不能进行阻塞性的操作 (好多操作都要考虑重新实现, 或者转移到线程)
• 文件只能访问HTTP服务器或者本地Cache中的 (限制了资源加载来源)

这些限制都是为了保证安全性(想想ActiveX为什么失败了)和跨平台(Win/Linux/OSX使用同一个版本)

从Win32到NaCl

参考nacl_sdk\vs_addin\examples\hello_nacl_cpp\hello_nacl_cpp.sln

1. 使用PPAPI平台编译运行(编译成Chrome DLL插件, 可以调用现有的Win32API, 保证了移植过程的平滑)
2. 实现Native Client Framework的抽象类, pp::Instance, pp::Module, 模块创建函数pp::CreateModule()

   // **** Native Client Framework ****
   
   // The Instance class.
   class NaClProjectInstance : public pp::Instance
   {
   ...
   };
   
   // The Module class.
   class NaClProjectModule : public pp::Module
   {
   public:
   	NaClProjectModule() : pp::Module() {}
   	virtual ~NaClProjectModule() {}
   
   	virtual pp::Instance* CreateInstance(PP_Instance instance)
   	{
   		return new NaClProjectInstance(instance);
   	}
   };
   
   namespace pp
   {
   
   Module* CreateModule()
   {
   	return new NaClProjectModule();
   }
   
   }
   

   
   
3. 替换WinMain到Instance派生类的Init. 这时由于主循环在Init里, 所以插件会卡在Init函数里

   	// Main message loop, Windows style.
   	while (uMsg.message != WM_QUIT)
   	{
   		if (PeekMessage(&uMsg, NULL, 0, 0, PM_REMOVE))
   		{
   			TranslateMessage(&uMsg);
   			DispatchMessage(&uMsg);
   		}
   	}
   	return uMsg.wParam;

4. 替换WndProc为回调函数, 这样窗口和NaCl模块就可以同时运行了. 这里的实现比较有意思, 因为没有主线程的完全控制权, 使用了事件机制模拟主循环

   	// Implements Windows window message loop with a callback function.
   	void NaClProjectInstance::SendCallback(int result)
   	{
   		pp::Core* core = pp::Module::Get()->core();
   		core->CallOnMainThread(
   		    100,
   		    factory_.NewCallback(&NaClProjectInstance::HandleWindowMsg),
   		    result);
   	}
   
   	void HandleWindowMsg(int32_t result)
   	{
   		MSG uMsg;
   		if (PeekMessage(&uMsg, NULL, 0, 0, PM_REMOVE))
   		{
   			TranslateMessage(&uMsg);
   			DispatchMessage(&uMsg);
   		}
   		SendCallback(0);
   	}

5. 删除创建窗口的代码, 转移画板到浏览器里
6. 删除所有WindowsAPI调用
7. 编译成NaCl64平台的nexe(此时不能使用VS2010调试, 只能以gdb方式)
   
   
8. 可以发布了, hello_nacl_plus目录(包含nexe)拷贝到example目录, 启动HTTP服务器, 像运行示例程序那样运行

可以说, 有了PPAPI插件的帮助, 整个移植过程相当的平滑, 可以一步一步进行, 比起什么android/linux/osx平台的移植工作方便太多了.

接下来就是考虑3D游戏相关的移植工作了, 上面提到的很多技术限制也会引起一些传统结构的调整