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Emscriptenのファイルシステムを乗っ取る

Emscriptenにはかなりリッチなファイルシステムエミュレーション層があり、Unityも直接これを使用している。

Unity WebGLの場合は、ゲームの起動時にMEMFSにファイルを展開し以降のアクセスはそちらから行うことになる。要するにゲームのサイズ == メモリ消費量となりちょっと不味い。

幸い、Node.JS上では同期ファイルアクセスが使いたい放題なので非同期アクセスを気にする必要は無く、Unity側のファイルアクセスは全て物理ファイルアクセスにルーティングできる。 ただし、今回の目的では Node.JS自体のファイルアクセスは基本的に使えない 。WebGL実装でSDLが自前のイベントループを使用している都合で、Node.JS自体のファイルアクセスを使う場合は逆に非同期アクセスに対応する方法が無くなってしまう。

okuoku

ファイルシステム操作の実装手法

とりあえず MEMFS と NODEFS のソースコードを見てみる:

(Unityが使っているEmscriptenは2年くらい前のものだが、ファイルシステムのAPI自体は変わっていないようだ。)

Emscriptenでは、これらのファイルシステムの下位に、通常のOSで言うところのVFS(Virtual File System)に相当する node インターフェースがある。個々のファイルシステムは、この下位層の nodeにそれぞれのファイルシステムの具体的な操作である ops をくっつけることで、実際のファイルシステム操作を実装できる。

ファイルシステムは操作を実装しないこともできる。例えば、 MEMFS には open 操作が存在しない。 MEMFS で扱われるファイル内容は node 側にJavaScriptオブジェクトとしてくっつけられるため、 open に副作用が無い。対して、 NODEFS では、Node.JS側の fd オブジェクトを取得する必要があるので open を実装している。

https://github.com/emscripten-core/emscripten/blob/4b71fc7a4d4c4f19f4c08cba83b5905bf5610f02/src/library_nodefs.js#L240-L250

          if (FS.isFile(stream.node.mode)) {
            stream.nfd = fs.openSync(path, NODEFS.flagsForNode(stream.flags));
          }

ゲームのアセットに関して言えば読み取り専用なので、実装が必要なのはこの辺かな。

    const dir_nodeops = {
        getattr: dir_getattr,
        //setattr: dir_setattr,
        lookup: dir_lookup,
        //mknod: dir_mknod,
        //rename: dir_rename,
        //unlink: dir_unlink,
        //rmdir: dir_rmdir,
        readdir: dir_readdir,
        //symlink: dir_symlink,
    };
    const file_nodeops = {
        getattr: file_getattr,
        //setattr: file_setattr,
    };
    const dir_streamops = {
        llseek: dir_llseek
    };
    const file_streamops = {
        open: file_open,
        close: file_close,
        llseek: file_llseek,
        read: file_read,
        write: file_write,
        //allocate: file_allocate,
        //mmap: file_mmap,
        //msync: file_msync
    };